Enkoderi


Enkoderi su uređaji koji pretvaraju mehanički u električni signal, pogodan za dalju obradu. Predstavljaju bitan element u svim elektromotornim pogonima. Koriste se za merenje pozicije, ugla, brzine, linearnog pomeraja i sl. Enkoderi su nezamenljivi deo svakog regulisanog elektromotornog pogona i njihova primena je važna kod upravljanja u zatvorenoj petlji, kod aplikacija gde je potrebna preciznost u upravljanju. Opseg primene enkodera je veliki i obuhvata većinu alatnih mašina u industriji, specijalnih mašina, mašina pakerica, liftove, kranove i dizalice. Enkoderi svoje učešće nalaze i u specifičnim visoko tehnološkim projektima industrijske automatizacije, zatim robotike, kao i kod velikih motora i generatora.

Electro Pneumatic Solutions  na polju enkodera sarađuje sa renomiranim nemačkim proizvođačem Kuebler koji u svojoj paleti proizvoda ima sve vrste enkodera.
Postoji više podela enkodera. Ona najznačajnija je podela po principu rada. Na toj osnovi, postoje inkrementalni i apsolutni enkoderi.

Ističemo i podelu prema vrsti osovine, u tom smislu postoje enkoderi sa punom i sa šupljom osovinom. Korišćenje šuplje osovine smanjuje troškove instalacije za 30%, a i potrebno im je 50% manje mesta nego za instalaciju enkodera sa punom osovinom. Takođe, za montažu enkodera sa šupljom osovinom nije potrebna dodatna mehanička oprema( npr.spojnice).

-Princip rada apsolutnih i inkrementalnih enkodera

 

Kod apsolutnih optičkih enkodera, položaj osovine motora se dobija neposrednim itavanjem kodovane pozicije sa diska. Za kodovanje se najčće koristi Grayov ili binarno ciklični kod u kome se kodovane vrednosti bilo koja dva susedna broja razlikuju samo u jednom bitu. Na ovaj način, smanjuje se greška u detekciji ugla koja može biti najviše jedan priraštaj detektovane veličine. Detektovana vrednost se pre dovođenja u procesor mora prevesti iz binarno cikličnog u običan binarni kod.

 

Inkrementalni optički enkoder opremljen je providnim diskom na kome su gusto naneti neprovidni ekvidistantni markeri. Za očitavanje markera koristi se svetlosni detektor. U toku obrtanja diska, svetlosni detektor generiše povorku impulsa koja služi kao takt za punjenje dvosmernog brojača. Svakom impulsu inkrementalnog enkodera odgovara priraštaj ugla od jednog kvanta. Na taj način, pri svakom očitavanju, u brojaču se nalazi digitalni ekvivalent inkrementa pozicije. Sabiranjem sukcesivnih vrednosti brojača dobija se digitalni ekvivalent pozicije koja se meri.

Sinusni signal se procesuira u elektronskom kolu enkodera. Najveći broj kontrolera zahteva kvadratni signal na svom ulazu. Zato se signali unapred obrađuju u enkoderu.


-Broj kanala enkodera
 
Enkoderi mogu imati više izlaznih kanala. Enkoderi sa jednim izlaznim kanalom se koriste kada smer obrtanja nije bitno detektovati.( npr.merenje brzine, dužine), dok se enkoderi sa dva izlazna kanala primenjuju kada je smer rotacije bitan( npr.kod aplikacija gde je zahtevano pozicioniranje). Signali sa kanala A i B su fazno pomereni za 90 stepeni. U zavisnosti od toga koji signal prednjači, određuje se smer rotacije.
Dodatak je kod enkodera sa 3 izlazna kanala, što postoji kanal 0, koji se uobičajeno koristi za kalibraciju mašine( kao referentni ciklus).
Izlazni kanali enkodera se obično označavaju sa A,B i 0. Veoma često se umesto osnovnih, koriste invertovani tj.komplementarni signali Ak , Bk , 0k zbog uticaja električnih smetnji na osnovne signale.

-Rezolucije
Rezolucija enkodera predstavlja broj impulsa po krugu. Obično se označava sa Nimp a jedinica je ppr(pulses per revolution). Uobičajene vrednosti su 1024ppr, 2048ppr, 4096ppr. Rezolucija dvo-kanalnog enkodera može se uvećati 2 ili 4 puta koristeći tehniku detektovanja ivica.
Primer određivanja potrebnog broja impulsa:
Ako je enkoder opremljen mernim točkom, gde svaka revolucija odgovara udaljenosti od 200mm, a potrebna tačnost je 0.1mm, koja je potrebna rezolucija enkodera?
Nimp= 200mm/0.1mm=2000ppr


-Pulsna učestanost

Potrebna pulsna učestanost može biti izračunata kao fp=(Nimp x n)/60, gde je n brzina u o/min. Maksimalna pulsna učestanost je obično data u tehničkoj specifikaciji svakog enkodera i obično je oko 300kHz, ali može ići i do 800kHz kod enkodera visoke rezolucije. Najbolje je očitati vrednost za potrebnu pulsnu učestanost sa već formiranih dijagrama.

-Izlaz signala
Prvo se sinusni signal iz optičkog sistema enkodera digitalizuje u elektronskom kolu enkodera kako na raspolaganju bio kvadratni signal. 

Za prenos signala postoje 2 opcije : RS422( TTL kompatibilno) ili Push-pull signal. Pri izboru pogodnog izlaznog signala za konkretnu aplikaciju, mora se razmotriti sledeće :

 

  • --Tip kontrolera na koji dovodi izlazni signal iz enkodera
  • --Potrebna, zahtevana dužina kabla
  • --Prisustvo određenih električnih smetnji i interferencija
 
Push-pull (HTL) tip izlaznog signala je pogodan kada se enkoder povezuje na brojačke interface kartice(npr.takve kartice postoje na frekventnim regulatorima), na elektronske brojače ili ulaze PLC-a.

Postoje dve verzije Push-Pull izlaznog tipa signala. Prva je push-pull sa integrisanim podešavanjem talasne impedanse, gde je preporučena vrednost impedanse kabla 40...150Ohma. Ova verzija se preporučuje za aplikacije u kojima su neophodne velike dužine upravljačkih kablova, velike pulsne učestanosti i izlazni napon do 30V. Mogućnost je sa ili bez komplementarnih signala.
Druga je push-pull(7272).

-Preporučene dužine upravljačkih kablova u zavisnosti od tipa izlaznog signala
 
Tip izlaznog signala Preporučena dužina kabla
Push-pull bez invertovanih(komplementarnih) signala 100m
Push-pull sa invertovanim(komplementarnim) signalima 250m
Push-pull (7272) 30m
RS422 sa invertovanim (komplementarnim)signalima 1000m
 
Zavisno od konkretne aplikacije, preporučene dužine kablova moraju se redukovati u sredinama gde su prisutne električne smetnje. Treba uvek koristiti zaštićene kablove i štit povezati na oba kraja( kontroler i enkoder). Ožičenje napajanja enkodera i ostala energetska ožičenja u blizini odvojiti od  ožičenja izlaznog signala.


-Mehaničke osobine enkodera
Mehanički delovi enkodera (osovina i ležajevi) su podvrgnuti opterećenju iz sledećih razloga :

  • --Dopuštena odstupanja prilikom montaže enkodera(radijalni i ugaoni pomak)
  • --Termičke promene, npr.povećanje temperature dovodi do linearnog izduženja osovine
  • --Habanje tokom rada i uticaj vibracija

Svi ovi faktori imaju uticaj na životni vek uređaja, naročito ležajeva, i uopšte na kvalitet izlaznog signala.  Kako bi se smanjio uticaj navedenih pojava, moraju se instalirati dodatni mehanički elementi. Za enkodere sa punom osovinom to se obično radi sa spojnicama između osovine motora i enkodera. Rešenje za enkodere sa šupljom osovinom je korišćenje statorskih spojnica, nosača za pričvršćivanje itd.

U cilju izbegavanja trajnog oštećenja enkodera, dozvoljena opterećenja ležajeva ne smeju biti premašena. U slučaju enkodera sa šupljom osovinom, propisno montiran enkoder sa statorskim spojnicama originalne proizvodnje ( Kuebler ), ne bi trebalo da dodje do bilo kakvog problema. Za enkodere sa punom osovinom, maksimalna dozvoljena radijalna i aksijalna opterećenja su data u tehničkoj dokumentaciji.


 


ELECTRO PNEUMATIC SOLUTIONS DOO

Electro Pneumatic Solutions d.o.o je osnovan u Srbiji 2014-te godine i posluje preko svojih kancelarija u Beogradu, Novom Sadu i Kraljevu. Sa ponosom ističemo da smo se za ovih 5 godina visoko pozicionirali u sektoru industrijske automatizacije.

Informacije

ELECTRO PNEUMATIC SOLUTIONS DOO

  • Daničareva 16/3, 11000 Beograd
  • Radno vreme: Ponedeljak - Petak 09 - 17h
  • Telefon:
  • +381 11 257 1922
  • +381 64 659 66 55
  • +381 62 290 996
  • email: office@ep-solutions.rs

Copyright ELECTRO PNEUMATIC SOLUTIONS DOO 2020©  
0.25
1
2
3
Uporedi proizvode Ukloni sve proizvode