智能化4—20mA、0—10V和RS485信号的绝对值编码器
——符合工业4.0需求方向的传感器
提示:工业4.0时代需要的传感器是内置预处理的多数据多传感的大数据反馈信息
工业4.0时代需要的传感器是智能化可设定,以满足不同用户需求的
工业4.0时代需要的传感器是多方接收的,不仅仅可以满足现地的自动化,而且还要可以同时满足远程的信息化,符合远程智能化需求的。
工业4.0或者叫工业互联网的内容中,其中最重要的一个环节是将现场传感器的大数据经整合后的上传,智能化的绝对值编码器就是为此而设计的。对于工业的机械运动位置定位控制和信息上传要求,传统的开关类传感器,例如接近开关、光电开关等,已无法满足用户可以随时更改设定位置并智能化调节控制,以及连续位置信息上传的功能需求了,而增量式脉冲编码器还需后续接收设备不间断的计数累加,这在工业大数据时代对于后续设备将会成为了一个累赘,工业4.0时代对于位置信息的反馈需求,是需要一个连续的、随时可采取的、已经经过预先整定后的可靠的数据反馈信息,智能化绝对值编码器已完全符合这个要求。而工业大数据时代对于传感器的要求不仅仅是现地的自动化,而同时还需要传感器无需经过PLC等底层设备而具有独立上传信息的功能,为此,智能型编码器的信号输出设计为多接收设备同时接受模式,例如选用了两组输出信号,一组为模拟量信号,另一组为数字量信号;或者选用的数字量通讯信号可面对多接收设备同时接受状态。满足这样需求的智能化绝对值编码器早已面世,例如Easypro的智能化绝对值编码器。
Easypro智能化绝对值编码器拥有多项专利,包括最先进技术的智能化嵌入技术和自主软件设计界面;可提供复合的多项传感信息输出,例如单圈360度的角度,根据机械传动关系整定换算后的长度,和旋转速度或位移速度信息,都可同时上传,而传感器现场的温度信息也可嵌入采集上传。其输出的的信号,可同时提供模拟量的4—20mA或者0—10V信号,可面对所有PLC控制器或其他控制器接收,同时也可输出数字的RS485通讯信号,此RS485信号可智能化设定为单个接收设备接收多个编码器多地址模式,也可设定为多接收设备同时接受同一个编码器的多接收模式。对于模拟量的信号需要不同的量程可能和起始点到终点智能化调整,这同样可以在Easypro智能化绝对值编码器中实现————所有上述这些智能化功能,都可以在一个Easypro的智能化软件界面上预先设定预存,智能化绝对值编码器可以与普通笔记本电脑连接,既可以在电脑上设定预存数据,也可以直接在电脑上读取编码器旋转而变化的数据,并保存或上传。
例如以GAX60或GAM60的智能型编码器为例,提供的Easypro智能化软件界面如下:
。
智能型绝对值编码器可以根据用户的用途,选择是角度测量模式、长度(换算度量以后)测量模式、速度测量模式,或者直接输出编码器的内码模式;信号输出的设定有两部分,一部分是数字量的RS485通讯,可设定编码器地址和波特率,模拟量部分可设置4mA对应值和20mA的对应值(180度到4096圈的任意量程),同时还有一个外部置位设定值,因为编码器安装后往往就不可能走到极限值—那是需要安全保护的,置位必须是在中间某个位置,当置位线获得触发后当前位置就设定在预设位置量上。
。
这个智能型绝对值编码器是建立在钟表齿轮箱原理的全行程真绝对值编码上,而不是依赖内部的计数器或电池记忆的,因为任何计数器的内容有可能计数错误而需要重新找零位标定,智能型编码器并不需要后部接收设备长期接收后发现出错而再标定,就必须选用全行程的绝对值编码,而使用计数器与电池记忆类型有出错可能性又无法时刻监控去标定,也就是不适合的。
GAX60(或GAM60)智能型绝对值编码器可以是单圈绝对值,也可以是全行程绝对值编码的多圈绝对值编码器具有如下特征:
1,模拟量、数字量信号双输出,多方接收模式:
同时有4—20mA(或0—10V)模拟量输出、RS485数字量输出,可方便连接所有类型的PLC, RS485输出可为现成总线型,可设置多地址及波特率,多个编码器同时进一个PLC通讯口,连接成本最低,现场调试方便好用;也可设置一个编码器的RS485信号进多个PLC或其他接收设备,可实现近地与远程双监控,提高安全性和远程信息化。
2,Easypro智能化菜单可设定,根据用户需求配单:
包括旋转方向、量程、最高最低位置等,1-4096圈多圈可任意设定,角度、长度、速度均可对应直接输出,智能文件化管理,编码器设定参数可文件化管理,可方便批量化生产,或直接对应项目,以专用化经营管理。
3,编码器附加外部置位线,可预设位置,安装时无需找零点,任何位置即可工作,在预定工作位置外部置位,现场安装调试最方便。
智能型绝对值编码器——工业大数据时代的传感器,可同时提供测量位置的连续位置数据、即时速度数据,而无需后续设备时刻读数、计数和保存,占用后续设备资源,可同时向近地、远程多方提供数据,可智能化根据用户需求而整定并选择数据,工业4.0时代的传感器雏形已经显现。
注:Easypro为上海精浦机电有限公司注册商标;Easypro智能型绝对值编码器为国家发明专利,全球比对两年后确认唯一性新颖性而已获授权;GAX60(或GAM60)为上海精浦机电有限公司自主生产产品,可同时提供4—20mA(或0—10V)模拟量和RS485数字信号的全行程绝对值编码器(钟表齿轮箱真多圈或360度内单圈绝对值编码器)。
Easypro的RS485通讯协议说明:
正常工作状态编码器按照编程设定参数:波特率为EasyPro设定值,一般为9600、19200、38400等,数据位8位,停止位1位,无奇偶校验,无控制流。
编码器的主被动模式需软件对编码器进行设定。
编码器为主动模式时,即编码器主动向上位机发送数据。数据长度为13位16进制ASCII码,格式为:=±DATA↙,即:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
=
±
DATA
↙
其中,“=”为前导字母,±为符号位。DATA为数据,ASCII格式,10位,由0~9构成,范围为-9,999,999,999~+9,999,999,999。最后是回车符(0D)。
编码器地址为被动模式时,即问答模式。上位机向编码器发送询问指令,指令为4位16进制ASCII码,格式为:#AB↙(带地址返回主测量值询问指令为:&AB↙)。
AB为编码器地址,范围为0到99。
编码器对上位机回答的数据格式与主动模式发送的数据格式是一样的。
(带地址返回的数据格式在“=”与符号位之间有“AB>”,“>”为分隔符)
例:被动模式,地址设为1,波特率为19200,与上位机通讯时的数据为:
发送:23 30 31 0D 发送:26 30 31 0D
接收:3D 2B 30 30 30 30 30 30 30 30 31 32 0D 接收:3D 30 31 3E 2B 30 30 30 30 30 30 30 30 31 32 0D
即,发送#01↙接收=+0000000012↙。 即,发送&01↙接收=01>+0000000012↙。
Easypro智能化绝对值编码器的4—20mA输出有什么方便性?
4—20mA信号是最常见的传感器形式,大部分针对传感器的仪器仪表、PLC都有4—20mA输入的接口,因此这类编码器最容易找到接受设备,可以很方便匹配连接。
4—20mA编码器的4mA对应值与20mA对应值需预先定义,接受设备根据定义的起点与终点,以线性计算的方式获得位置值而无需对于编码器数字编码数值解码,也可以直接替换各种其他传感器或过去的其他编码器,因此使用非常方便,很受用户欢迎。同时,由于4—20mA信号可以用万用表量测,对于安装或检修带来了很大的方便性,可以大大节省人工,并在一些领域例如船舶、油田矿山等使用带来很大的方便性,其使用的综合成本最低,性价比体现很高。4—20mA编码器的输出精度一般到12位,有些可达16位,影响精度的主要是接收端的精度或传输中受干扰,而不是编码器本身,因为编码器内部是绝对值数字编码的,并不会因外部影响受到干扰,考虑抗干扰问题的重心是在信号传输与接收端。在一些对于精度要求不高,但要求可靠方便的场合非常适合。