Оптический тросовый энкодер OPKON DWE

Тросовые энкодеры OPKON серии DWE представляют собой оптический энкодер, присоединенный к тросовому механизму. При вытягивании троса энкодер выдает импульсы, количество которых соответствует пройденному пути троса. Благодаря такой конструкции трос может находится в агрессивных условиях (жидкие среды, избыточное давление, электромагнитные помехи, повышенная загрязненность), а сам энкодер — в безопасной зоне.

Энкодеры DWE предназначены для использования в составе строительной, грузовой и сельскохозяйственной техники.

Особенностью энкодеров DWE является система подачи троса, которая обеспечивает высокую точность и повторяемость. Данная конструкция позволяет измерять линейные перемещения без привязки к телам вращения.

• Выходные сигналы: Push-Pull, TTL, HTL
• Легкий и быстрый монтаж
• Компактный корпус с защитой IP54
• Кабельный вывод до 10 м
• Оптический энкодер, устойчивый к электромагнитным помехам
• Связь с объектом через гибкий тросс

Принцип действия энкодеров OPKON DWE основан на фотоэлектрическом эффекте: при попадании светового потока на фотоприемник, формируется сигнал, соответствующий логической единице, а при его отсутствии — логическому нулю.

Прерывание светового потока осуществляется вращающимся кодирующим диском, установленным перед фотоприемником. Диск крепится к валу энкодера и обеспечивает формирование последовательности импульсов, которая эквивалентна перемещению вала. Вращение вала осуществляется благодаря расположенному в корпусе датчика тросу. Трос наматывается на катушку, соединенную с валом энкодера.

При перемещении энкодера формируется выходной сигнал. Сигнал представляет собой последовательность импульсов, количество которых пропорционально пройденному расстоянию, а частота — скорости движения:

1. Пройденное расстояние (S)
   Зная разрешение энкодера и общее число импульсов, можно определить общую дистанцию.

   $$S=\frac{n\cdot \mathit{Разрешение}(\mathit{мкм}/\mathit{имп})}{1000\mathit{мм}}$$
2. Скорость движения (V)
   Подсчитав количество импульсов, поступивших за промежуток времени можно определить скорость движения.

   $$V=\frac{n\cdot \mathit{Разрешение}(\mathit{мкм}/\mathit{имп})\cdot 60\mathit{сек}}{1000\mathit{мм}}$$

Для защиты выходного сигнала от дребезга и определения направления движения используются два фотоприемника, установленные со смещением относительно друг друга. Таким образом, энкодер выдает два сигнала, которые сдвинуты относительно друг друга на 90°.

Помимо измерения скорости и пройденного расстояния линейный энкодер позволяет определить направление движения. Для этого у энкодера предусмотрено два выходных сигнала, смещенных друг относительно друга. При вращении в прямом направление сигнал А всегда будет опережать сигнал В, а при вращении в обратном — наоборот, первым будет сигнал В.

---

Разрешение энкодера

Разрешение — это основной параметр энкодера, характеризующий его точность. На первый взгляд может показаться, что лучшим выбором является энкодер с максимальным разрешением. Но они имеют более высокую стоимость и к тому же могут быть не совместимы (по частоте сигнала) с вторичным прибором. Частота сигнала (вторичного прибора) накладывает ограничение на максимальное разрешение энкодера и максимальную скорость перемещения объекта.

Например: для ПЛК с максимальной частотой на входе 10 кГц, нужно выбрать энкодер, обеспечивающий дискретность в 100 мкм при максимальной скорости 1,5 м/с.

• Если выбрать энкодер в соответствии с требуемой точностью, то необходима модель 0,1 мм/имп. Но максимальная скорость не должна превышать 1 м/с.
• Если выбирать энкодер, соответствующий по скорости, то это модель 0,200 мм/имп. Но при таком разрешении обеспечивается точность 200 мкм.

0,2 мм/имп — это номинальное разрешение энкодера, но при использовании специальных алгоритмов счета его можно увеличить в 2 и в 4 раза. Для этого при счете учитываются сигнал не только канала А, но и канала В. При счете по двум каналам, для каждого импульса можно выделить четыре промежуточных состояния:

Существует три основных режима счета.

---

---

Типы выходных сигналов

Для передачи сигнала энкодеры могут быть оборудованы тремя типами выходов:

---

---

Универсальные выходы LineDriver

Каждый из выходных сигналов (A, А, B, B, Z, Z) энкодеров OPKON DWE (модификации HTL) является универсальным (реализован по схеме Push-Pull) работает с NPN, и PNP-входами. Это дает возможность использовать энкодеры с выходом LineDriver для передачи сигнала по стандартной дифференциальной схеме и по однопроводной схеме (без инвертированных сигналов).

---

Помехозащищенность дифференциального выходного сигнала

При использовании энкодеров со стандартным выходом (ABZ) возможно возникновение ложных срабатываний. Это может происходить из-за большой длины сигнального кабеля, стороннего оборудования (излучение ЭМ-помех) или при несоблюдение правил монтажа. Для работы в таких условиях рекомендуется использовать энкодеры с дифференциальным выходом (A, A,B, B, Z, Z).

Помехозащищенность дифференциального сигнала выше, т.к. вторичное устройство (счетчик) отслеживает разницу между двумя сигналами (A и A), а не между одиночным сигналом и уровнем питающего напряжения (А и V_общ.). Таким образом, помехи одинаково влияющие на два проводника (A и A) при дальнейшей обработке сигнала (дифференциальным усилителем вторичного устройства) фильтруются и не вносят ошибок в измерения.

Список применений:

• Контроль положение кушетки аппарата магнитно-резонансной томографии
• Автоматический ножничный подъемник
• Автоматизация подъема вилочного погрузчика
• Производство мебельного щита

 

Контроль положение кушетки аппарата магнитно-резонансной томографии

Благодаря тросовой конструкции энкодер OPKON DWE 1500 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS может применяться в медицинском оборудовании с высоким уровнем ЭМ-помех. В рабочей зоне аппарата МРТ находится только трос (изготовлен из немагнитного материала), а сам энкодер размещается в безопасной зоне. Благодаря вынесению корпуса энкодера в безопасную зону обеспечивается стабильная работа и точное измерение.

 

Автоматический ножничный подъемник

Для контроля высоты на ножничных подъемниках может использовать тросовый энкодер OPKON DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Внедрение датчика положения (обратной связи) позволяет отслеживать высоту подъема. Подъемники, оборудованные системой управления с обратной связью могут в автоматическом режиме осуществлять подъем на заранее заданную высоту.

 

Автоматизация подъема вилочного погрузчика

Для облегчения позиционирования захвата на погрузчике может применяться тросовый энкодер OPKON DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Благодаря компактной конструкции датчик может быть установлен внутри подъемного механизма. Сигнал энкодера передается на контроллер управления, который хранит предустановленные значение высоты для каждого яруса стеллажей. Энкодер позволяет измерять высоту до 3,6 метров.

 

Производство мебельного щита

При производстве мебельного щита возможно применение энкодеров OPKON DWE 500 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Для нарезки заготовок заданного размера станок оборудован подвижным упором. Перемещение упора осуществляется помощью привода и отслеживается тросовым энкодером OPKON DWE. Применение энкодера обеспечивает быстрый и точный переход на новый размер заготовок. Для управления торцовочным станком может использоваться операторская панель ELHART ELP-10.

Подключение энкодеров c выходным сигналом Push-Pull

---

Подключение энкодеров PRI c выходным сигналом LineDriver

Пример: DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS.