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Serafino Cicci
6 anni fa
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2 TEORIA Un encoder è essenzialmente un trasduttore di posizione angolare oppure lineare di tipo elettromeccanico in grado di fornire come grandezza di uscita un segnale elettrico di tipo numerico oppure analogico. L encoder come dispositivo trasforma quindi un movimento meccanico in una grandezza di natura differente che risulta essere sempre una tensione oppure una corrente a seconda dell interfaccia di uscita integrata all interno dell encoder stesso. Si definisce ENCODING il processo di trasformazione del movimento meccanico che attua la rotazione dell albero dell encoder in valori digitali/analogici. Questo processo di codifica è di tipo discreto (quantizzato), cioà la posizione dell albero dell encoder viene rilevata secondo passi discreti definiti dalla RISOLUZIONE dell encoder stesso. A seconda del modello di encoder si possono avere risoluzioni da un minimo di 1 impulso/giro fino a impulsi/giro. La risoluzione dell encoder definisce quindi la massima precisione ottenibile sulla misura dell angolo giro. Il mondo degli encoder generalmente si suddivide in due grandi famiglie: encoder incrementali encoder assoluti (monogiro/multigiro, programmabili) Il principio di funzionamento su cui si basa ogni singola famiglia è il medesimo, ma l informazione di posizione viene presentata all utente in due modi differenti. Nel caso degli encoder incrementali si ha un treno di impulsi (rettangolare oppure sinusoidale) che rappresenta il passaggio da una posizione dell albero a quella immediatamente adiacente secondo la risoluzione dell encoder stesso; nel caso degli encoder assoluti in uscita si ha una stringa di bit (codice di uscita) che rappresenta in modo univoco la posizione dell albero dell encoder, inoltre tale posizione viene mantenuta (memoria) anche ad encoder spento, questa è la differenza principale tra le due famiglie di encoder.

3 Gli encoder possono essere quindi definiti come dei controllori di posizione (trasduttore di posizione/velocità), in pratica servono per capire dove si trova fisicamente l asse in movimento in un determinato istante. Quindi viene fatta una correlazione fra i giri dell' albero motore e l' incremento di posizione, considerando che un giro completo sia diviso in tanti settori (o spicchi) e che per ogni spicchio di rotazione venga rilevato un numero n di impulsi, così detto in maniera molto semplicistica, viene calcolata la posizione rispetto ad un punto 0 di partenza. Le tecniche di utilizzo sono diverse e dipendono dal tipo di azionamento. Ad esempio un sistema retroazionato in posizione, se lavora correttamente, raggiunta la posizione assegnata non si può spostare perchè ad ogni tentativo di scostamento il controllo lo riporta in posizione. Ovviamente la reattività è tale che questi movimenti non sono avvertibili. In pratica è sufficiente che l'asse tenda a muoversi che il circuito di controllo reagisce eseguendo la correzione necessaria.

5 CONTROLLO ENCODER L encoder deve essere calettato sul motore. Verificare cablaggi e jumper scheda di retroazione (la tensione di alimentazione dell encoder deve essere fornita esternamente) a seconda del tipo di encoder utilizzato. Configurazione cavo schermato:.

6 Controllo: provare prima in V/f con parametri motore, movimentazione. impostare nel Pr.369 impulsi encoder impostare numero poli motore nel Pr.81 impostare Pr.367 (scorrimentoxnumerodipoli)/120=hz Eseguire un test in PU a 5Hz, vedere correzione (5,05Hz comunque in base al Pr.367). Verificare senso di marcia (dando FWD da tastiera il motore si deve portare in rotazione FWD). Se il senso di marcia è sbagliato e/o la frequenza di uscita non presenta correzione, impostare Pr.359 a valore diverso. Provare a impostare Pr.376=1 signal loss detection (escludere a 0 se interviene senza motivo). Impostare vettoriale e fare autotuning (Pr 9,71, 80, 81, 83, 84) Fare Autotuning con Pr.96 a 1 (o 101 motore senza meccanica in movimento). Impostare quindi parametro 800 per vector control in modalità richiesta dall applicazione. Attenzione: la frequenza massima di funzionamento in closed loop è 120 Hz.

7 Esempio collegamento line driver differenziale FR - A7 AP Differential TTL mode FR - A7 AP PLG pulse/revolution PA 1 10 V A +5V + - PA 2 PB 1 A B -5V RS 422 TTL off SW 2 on (initial status) PB 2 PZ 1 PZ 2 B Z _ Z differential Z phase combined with A/B 5V DC termination diff./comp. PG SD + - A B Z (initial status) SW 1 PG SD + - External power supply 5V TTL

8 Esempio collegamento open collector complementare FR - A7 AP Complementary HTL mode (Gegentakt/push pull) FR - A7 AP PLG pulse/revolution PA PA 2 PB 1 N N P P P N (+/-) SW PB 2 PZ 1 off on + - PZ 2 termination diff./comp. PG SD + - SW 1 PG SD + - External power supply 12/15/24 V

9 Parametro per direzione rotazione A earlier than B cw Pr. 359 = 1

10 Parametro per direzione rotazione B earlier than A cw Pr. 359 = 0

11 Parametro impostazione impulsi encoder

12 Lunghezza massima collegamento encoder

13 Max pulses per second = 245,76kpps close loop max frequency = 120Hz Example with a 2 pole Motor (4 poles) ns f s 60 P s 1 min max pulses _ per _ sec ond ns 1 s _ 60 1 PLG revolution pulses s 4096 pulses 245,76kpps

Calcolo posizionamento Feedback card considers positive and negative edge of A and B phase Impulsi encoder x giri x 4 = totale retroazione Esempio: 1024 x 3 x 4 =

14 Calcolo posizionamento Feedback card considers positive and negative edge of A and B phase Impulsi encoder x giri x 4 = totale retroazione Esempio: 1024 x 3 x 4 = upper 4 digits 0001 / lower 4 digits 2288 Step di calcolo: 1024 x 4 =4096 Mezzo giro turns = = upper 4 digits 0001 / lower 4 digits 4336

15 Pr.800=3 posizionamento in Vector Control

16 Posizionamento da ingressi digitali Pr.419=0

17 Posizionamento da ingressi digitali principio di funzionamento Ingressi digitali forniti ad esempio da uscite PLC FX3U

18 Parametri per il posizionamento da ingressi digitali

19 Timing chart segnali

20 Segnale di Servo lock abilitazione fermo in coppia Se devo impostare ad esempio l ingresso RT = servo look (LX) Pr.183=23

21 Segnale di in-position Y36 Range segnalazione Uscita Run = Segnale di in-position (Y36) Pr.190=36

22 Impostazione intervento allarme di posizione E.OD L allarme identifica i droop pulses (differenza tra impulsi di comando e impulsi di retroazione encoder), al raggiungimento della soglia interviene l allarme E.OD.

23 Posizionamento a treno di impulsi da ingresso JOG Pr.419=2

24 Posizionamento da ingresso JOG principio di funzionamento Comando a treno di impulsi fornito ad esempio da istruzione DRVI da PLC FX3U

25 Esempio di collegamento asse elettrico

26 Tipi di encoder - generalità

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