ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Датчики в системах электропривода

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua
электропривод постоянного тока 25-50 Ампер

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Датчики скорости широко применяются в системах комплектных электро­приводов постоянного и переменного тока. Применявшиеся ранее аналоговые тахогенераторы заменяют сегодня более точные, надежные и помехоустойчи­вые цифровые датчики — абсолютные и инкрементальные энкодеры, а также оптоэлектрические пристраиваемые датчики для регистрации отрезков пути, углов поворота или числа оборотов — резольверы. Эти датчики производят как российская (СКВ ИС), так и зарубежные компании (Heidenhine, Leine&Linde, Siemens, Hubner, Omron, Schneider Electric, Avtron и др.). Применяют их вме­сте с системами числового программного управления (ЧПУ), приводами и устройствами определения положения. При использовании инкременталь­ных датчиков после каждого отключения сети необходимо проводить проце­дуру реферирования (вывода в ноль) промышленного механизма, так как после отключения питания его движения не регистрируются. Абсолютные датчики, напротив, регистрируют эти движения механически, и после вклю­чения питания показывают действительное значение, т. е. процедура рефе­рирования здесь не нужна. Датчики выпускаются на напряжение питание 5 В DC или на выбор на напряжение от 10 до 30 В DC. Большинство систем управления передают напряжение питания датчика через сигнальный кабель. Датчики на 10... 30 В ОС позволяют использовать длинные кабели. Инкремен­тальные датчики работают по принципу оптоэлектронной развертки дели­тельных дисков в проходящем луче. Источником света при этом является све - тодиод. Модуляция светотени, возникающая при вращающемся вале датчика, регистрируется фотоэлементами. Через подходящее распределение штрихово­го образца на связанном с валом делительном диске и неподвижной диафраг­ме фотоэлементы выдают два путевых сигнала — А и В, смещенных относи­тельно друг друга на угол 90°, а также нулевой сигнал R. Электроника датчика усиливает эти сигналы и преобразовывает их в выходные сигналы требуемого вида:

Дифференциальные сигналы (TTL) и интерфейс передачи RS422;

Аналоговые сигналы sin/cos;

Сигналы HTL (High Voltage Transistor Logic).

Технические характеристики датчика

Датчик с TTL (RS422)

Датчик с sin/cos

Датчик с HTL

Двухи. мпульсный датчик с TTL (RS422)

Напряжение питания

Предельная частота: -3 дБ -6 дБ

5 В DC±�% или 10...30 В DC

5 В DC + 10 %

> 180 кГц

> 450 кГц

10...30 В DC

5 В DC±5 %

Максималь­ная частота считывания

300 кГц

300 кГц

Импульс 1:160 кГц Импульс 2:1 МГц

Уровень сигнала

TTL (RS422)

Синусоидаль­ный

HTL UH> 21 В при 1н = 20 мА и 24 В

UL > 21 Впри IL = 20 мА и 24 В

TTL (RS422)

Время пере­ключения (10...90%)

Время подъе­ма/спада tjt_ < 50 не

Время подъе­ма/спада tjt_ < 200 не

Время подъема/ спада tjt_ < 100 не

Фазовое поло­жение сигна­ла А относи­тельно сигна­ла В

90 эл. град.

(90+10) эл. град.

90 эл. град.

90 эл. град.

Максималь­ная длина ка­беля, идуще­го к следящей электронике

100 м

150 м

100 м

100 м (до 500 кГц) 50 м (до 1 МГц)

Максималь­ное разреше­ние

5000 имп/об

2500 имп/об

2500 имп/об

Импульс 1 — 1024 имп/об Импульс 2 — 9000 имп/об

Точность, угл. с

+18°х3600/число импульсов

Импульс 1—+63 Импульс 2—±12

Максималь­ное число оборотов механических

12 000 мин"'

Момент тре­ния при 20 °С Момент тро - гания при 20 °С

< 0,01 Н • м <0,01 Н м

Окончание табл. 3.5

Технические характеристики датчика

Датчик с TTL (RS422)

Датчик с sin/cos

Датчик с HTL

Двухимпульсный датчик с TTL (RS422)

Максималь­ное ускорение

> 105 рад/с2

Момент инер­ции ротора

1,45 х 10"6 кг ■ М"

20х 10~6 кг ■ м2

Степень защи­ты по DIN EN 60529 (ІЕС 60529)

ІР67 на корпусе ІР64 на входе вала

ЕМУ

Проверено на электромагнитную совместимость (89/336/EWG)

Масса

= 0,25 кг

= 0,7 кг

В датчиках с интерфейсом RS422 (TTL) за счет обработки передних и задних фронтов сигналов можно увеличить разрешение в четыре раза. Для достижения более высокого разрешения в вышестоящую систему управле­ния интерполируют сигналы синусных датчиков. Датчики с интерфейсом HTL хорошо подходят для использования с модулями счетчиков программируе­мых контроллеров.

Датчики абсолютного значения (угловые кодирующие устройства) основа­ны на принципе считывания, как и инкрементальные датчики, но обладают большим числом дорожек. Например, при 13 импульсных дорожках в одно - оборотных датчиках, кодируются 213 = 8192 шагов. Используемый одношаго - вый код (код Грея) позволяет обеспечить отсутствие ошибок считывания. После включения промышленного механизма значение позиции сразу же перено­сится в систему управления. Процедура реферирования не производится. Пе­редача данных от датчика в систему управления происходит либо через синх­ронный последовательный интерфейс SSI, EnDat или же через Profibus-DP.

Сравнительные технические характеристики инкрементальных и абсолют­ных датчиков с различными интерфейсами передачи данных приведены в табл. 3.5, 3.6. Для примера рассмотрены датчики Simodrive Sensors производства компании Siemens. Однооборотные датчики имеют определенное разреше­ние, например 8192. Каждой позиции датчика приписано определенное ко­довое слово. После 360° значения позиций снова повторяются. Многооборот­ные датчики в дополнение к значению абсолютного положения в течение одного оборота регистрируют определенное значение импульсов. Это обеспе­чивается за счет считывания с других кодирующих дисков, связанных с валом датчика через шестерни передачи. При обработке 12 следующих импульсных дорожек дополнительно могут кодироваться 212 = 4096 оборотов.

Инкрементальные и абсолютные датчики могут иметь различное конструк­тивное исполнение. Различают датчики с цельным и полым валом. Датчики с цельным валом сопрягаются с валом вращения двигателя/механизма с помо­щью специальных пружинных, сильфонных или пластинчатых муфт. Датчики с полым валом насаживаются непосредственно на вал двигателя/механизма.

Таблица 3.6

Технические характеристики датчика

Датчик абсолютных значений с синхронным последовательным интерфейсом SSI

Датчик абсолютных значений с EnDat

Датчик абсолютных значений с Profibus-DP (EN 50170)

Рабочее напряжение на датчике

10...30 В DC

5 В DC± 10%

10...30 В DC

Потребление тока

~ 180 мА — многооборотный = 120 мА — однооборотный

= 250- мА — многооборотный = 180 мА — однооборотный

300... 100 мА (3,5 Вт)

Тактовый вход

Приемник разностных кабелей по стандарту EIA RS485

Выход данных

Ведущий элемент разностных кабелей по стандарту EIA RS485

Допустимое число оборотов электрических

1500 мин ' при точности ±1 бит

Максимальное число обо­ротов механических

12000 мин 1 — однооборотный 6000 мин"' — многооборотный

12000 мин"' — однооборотный 10000 мин"' —многооборотный

12000 мин ' —однооборотный 6000 мин"' — многооборотный

Максимальная длина кабе­ля, идущего к следящей электронике

50 м — до 1 МГц 100 м - до 300 кГц 400 м - 100 кГц

50 м - до 1 М Гц 150 м - до 300 кГц

100 м - до 12 Мбит/с 200 м — до 1,5 Мбит/с 1200 м - до 93,75 Кбит/с

Максимальное число участников

_

99

Разрешение

12 бит — однооборотный (4096 шагов)

24 бит — многооборотный (4096 x 4096 шагов)

13 бит — однооборотный (8192 шагов)

25 бит — многооборотный (4096x8192 шагов)

12 бит — однооборотный (4096 шагов)

24 бит — многооборотный (4096x4096 шагов)

Длина телеграммы

13 бит — однооборотный, без четности

25 бит — многооборотный, без четности

Соответственно спецификации EnDat

Инкрементальный импульс

512 имп/об

Окончание табл. 3.6

Технические характеристики датчика

Датчик абсолютных значений с синхронным последовательным интерфейсом SSI

Датчик абсолютных значений с EnDat

Датчик абсолютных значений с Profibus-DP (EN 50170)

Вид кода: считывания переноса

Gray Gray

Gray

Двоичный

Gray

Двоичный

Нагрузка шины

= 20 мкс на датчик при 12 Мбит/с

Время цикла

667 мкс

Точность

+ 1/2 LSB

±60"

±1/2 LSB

EMV

Проверено на электромагнитную совместимость (DIN EN 50081 и EN 50082)

Максимальное угловое ускорение

105 рад/с2

Момент инерции: около синхронизирующе­го фланца

Около клеммного фланца

2 х 106 кг - м2 3x10'' кг■ м2

Степеньзащиты по DIN EN 60529 (ІЕС 60259) с соединенным валом/без соединения

IP67/1P64

Масса однооборотного/ многооборотного, около

0,2/0,3 кг

0,35/0,35 га-

0,5/0,7 кг

Для тяжелых условий эксплуатации применяются датчики с усиленными под­шипниковыми узлами и повышенной до IP68 степенью зашиты. Для контроля состояния датчиков предлагаются специальные системы диагностики, напри­мер, система ADS (Advanced Diagnostic System), разработанная компанией Leine&Linde. Эта система позволяет отслеживать состояние всех ключевых уз­лов датчика и тем самым предупреждать возможную неисправность датчика задолго до ее проявления.

Выбирая датчик положения, прежде всего необходимо правильно опреде­лить приоритетные критерии: разрешение и точность; линейность; скорость измеряемого процесса; условия применения и класс защиты; надежность; га­баритные размеры; стоимость. Необходимо также учесть, что датчики могут определять абсолютное или относительное положение контролируемого объекта. Абсолютный датчик вырабатывает сигнал, являющийся функцией положения одной из его частей, связанных с подвижным объектом, а изменения этого сигнала отражают перемещение. Это резистивные (потенциометрические) дат­чики, индуктивные датчики с подвижным сердечником, емкостные датчики с подвижными обкладками и цифровые кодовые датчики абсолютных значе­ний. Относительный датчик генерирует единичный импульс на каждом эле­ментарном перемещении, а положение датчика определяется суммой импуль­сов, зависящей от направления перемещения. Достоинством таких датчиков по сравнению с абсолютными являются простота и низкая стоимость, а недо­статком — необходимость периодической калибровки и дальнейшей микро­процессорной обработки данных.

ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Технико-экономическое обоснование проектных решений

С самого начала постановки и разработки методологии проектирования в учебном процессе раздел технико-экономического обоснования (ТЭО) яв­лялся непременной составной частью дипломного проектирования. В первом курсе по электрической передаче и распределению механичес­кой …

Информационные сети и их компоненты

Информационные сети служат для передачи данных на всех уровнях авто­матизации производства, включая сети полевого и заводского уровней, ком­плекс сетевых компонентов, программные и аппаратные средства для постро­ения, конфигурации и эксплуатации. Некоторые …

Схемы электрические подключения. Таблицы подключения

Схема подключения показывает внешние подключения изделия. На этой схеме должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (разъемы, зажимы и т. п.) и подводимые к ним концы проводов и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.