CN111010233A - 通过光纤通讯传输编码器信号的装置 - Google Patents

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CN111010233A CN201811166234.8A CN201811166234A CN111010233A CN 111010233 A CN111010233 A CN 111010233A CN 201811166234 A CN201811166234 A CN 201811166234A CN 111010233 A CN111010233 A CN 111010233A
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张树林
陈万燕
郭仕友
邓德宽
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds

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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明涉及一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置，主要包含两个独立的编码器信号转换单元，其硬件以及软件完全一致。其中一个转换单元安装在靠近编码器侧，该转换单元将编码器电信号转换为通讯数据，通过光纤传输到另一个转换单元，再由此转换单元将接收到的通讯数据转换为与编码器输出相同的电信号，以备使用。该装置实现了使用光纤通讯的方式来传输编码器输出信号，抗干扰能力强，传输距离远、延时短，成本低，安装简单。

Description

通过光纤通讯传输编码器信号的装置
技术领域
本发明涉及编码器领域，尤其涉及一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置。
背景技术
目前编码器作为转速测试装置被广泛应用，其输出信号通常直接采用屏蔽电缆连接到PLC、数控装置、控制系统等。长距离传输会因线路阻值偏大导致线路压降大，编码器供电电源电压降低从而出现故障，并且传输线路易受电磁干扰，引起输出信号波形不稳定，准确性降低。在使用电缆传输编码器信号时不得不考虑电缆的选型和安装规范等，存在诸多弊端。
发明内容
针对以上需求和对现有技术的不足之处进行改进，本发明要解决的技术问题是提供一种装置，在通过光纤通讯传输编码器信号时，供电电源稳定、抗干扰能力强。
为解决上述技术问题，本发明采用一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置，该装置包含两个独立的编码器信号转换单元，一对光纤，两个编码器信号转换单元的硬件以及软件完全一致，其硬件包括光耦、可编程逻辑器件、电平转换芯片和光纤座。
进一步地，所述两个编码器信号转换单元通过一对光纤连接。
再进一步地，所述编码器信号转换单元中可编程逻辑器件，其特征在于，其流程包括以下步骤：
（1）初始化转换单元，锁定输出电平转换驱动芯片IC2；
（2）判断是否接收到编码器信号，如果是该转换单元默认作为通信主站，进入主站程序流程，否则接收到主站通讯数据后进入从站程序流程，未接收到主站通讯数据返回继续检测编码器信号；
（3）主站对编码器信号进行检测并进行并串转换，编码为串行通讯数据；
（4）从站屏蔽编码器信号输入，发解锁输出信号，对通讯数据进行解码以及串并转换，输出编码器信号。
综上所述，本发明的优点是：转换单元靠近编码器安装，减少电缆受干扰的可能，编码器电源由转换单元提供，供电稳定可靠。通讯传输采用全双工串行通讯方式，抗干扰强，传输延时短、距离远，成本低，构成简单、易安装。
附图说明
图1是本发明一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置硬件示意图。
图2是图1所示编码器信号转换单元中可编程逻辑器件CPLD程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，本发明一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置，该装置有独立相同的编码器信号转换单元1和编码器信号转换单元2，以下简称转换单元1和转换单元2，还有光纤TX和光纤RX。转换单元硬件主要包含，光耦O1、O2、O3，可编程逻辑器件CPLD，电平转换驱动芯片IC1、IC2、IC3，光纤座。具体实施方式如下：
将编码器电源和输出信号电缆连接到转换单元1的接线端子T1。转换单元1的发送光纤座T3，通过一根光纤TX连接到转换单元2的接收光纤座T4，转换单元1的接收光纤座T4，通过一根光纤RX连接到转换单元2的发送光纤座T3。将DC24V直流电源分别接入转换单元1、转换单元2的电源端子T2。
当编码器信号接入转换单元1后，首先经过输入光耦O1隔离，再经输入电平转换驱动芯片IC1后送入可编程逻辑器件CPLD，CPLD按照编程逻辑对输入信号进行处理，通过光耦O3锁定输出电平转换驱动芯片IC2使其输出高阻状态，同时转换为通讯数据输出到通讯电平转换驱动芯片IC3，驱动光纤座T3输出。同理，光纤座T4将输入光信号转换为电信号，再经过电平转换送入可编程逻辑器件CPLD。
转换单元2可以看作是转换单元1的逆变换，接收到光纤通讯数据后由光纤座T4进行光电转换后送入通讯电平转换驱动芯片IC3，电平转换后送入CPLD，CPLD按照编程逻辑对通讯数据解码以及串并转换，同时通过光耦O3解锁输出电平转换驱动芯片IC2，并行数据经过输出光耦O2接入输出电平转换驱动芯片IC2，其输出波形与编码器输出信号一致。测试波形延时为ns级别。
编码器信号转换单元中可编程逻辑器件CPLD程序流程如图2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种通过光纤通讯传输编码器信号的装置，包含两个独立的编码器信号转换单元，一对光纤，其特征在于：所述两个编码器信号转换单元的硬件以及软件完全一致，其硬件主要包括光耦、可编程逻辑器件、电平转换芯片和光纤座。
2.根据权利要求1所述的通过光纤通讯传输编码器信号的装置，其特征在于：所述的两个编码器信号转换单元通过一对光纤连接。
3.根据权利要求1所述编码器信号转换单元中可编程逻辑器件，其特征在于，其程序流程包括以下步骤：
（1）初始化转换单元，锁定输出电平转换驱动芯片IC2；
（2）判断是否接收到编码器信号，如果是该转换单元默认作为通信主站，进入主站程序流程，否则接收到主站通讯数据后进入从站程序流程，未接收到主站通讯数据返回继续检测编码器信号；
（3）主站对编码器信号进行检测并进行并串转换，编码为串行通讯数据；
（4）从站屏蔽编码器信号输入，发解锁输出信号，对通讯数据进行解码以及串并转换，输出编码器信号。
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