具有DEVICENET接口的絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器使用手冊

1、具有DEVICENET接口的絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器使用手冊（譯文）FRABA公司一、簡介絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器為所有的位置都提供了一個確定的值，所有的這些值都反映在一個或更多的編碼盤上。紅外發(fā)光二極管的光束穿過編碼盤并且通過光柵檢測出來。輸出信號被放大后作為測量結(jié)果傳送到接口上。絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器的最大分辨率可達(dá)65536步/圈（16位），多圈旋轉(zhuǎn)編碼器最高可以達(dá)到16384圈（14位）。因此（多圈旋轉(zhuǎn)編碼器的）最大的分辨率是30位，即1，073，741，824步。標(biāo)準(zhǔn)單圈旋轉(zhuǎn)編碼器是12位的，標(biāo)準(zhǔn)多圈旋轉(zhuǎn)編碼器是24位的。絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器的集成CAN總線接口支持所有的DeviceNet功能?？梢跃幊滔铝心?/p>

2、式，以及使能或者禁用：-輪詢模式-狀態(tài)改變該協(xié)議支持帶有下列附加功能的編程：-代碼序列（補(bǔ)充）-每轉(zhuǎn)分辨率-預(yù)設(shè)值-波特率- MAC-ID（媒體訪問控制標(biāo)識符）帶DeviceNet接口的絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器可以保證正常使用。1、控制和信息協(xié)議(CIP)：Control and Information Protocol DeviceNet規(guī)范定義了應(yīng)用層和物理層，數(shù)據(jù)鏈路層是基于CAN總線規(guī)范的。對于理想的工業(yè)控制，需要定義兩種不同類型的報文，I/O報文（隱式報文，它是設(shè)備固有的）和顯式報文。隱式報文用于實(shí)時I/O數(shù)據(jù)交換，而顯式報文在設(shè)備組態(tài)時交換數(shù)據(jù)。CIP（Common Industrial

3、Protocol）為用戶提供了四種必要的功能：注：此處的CIP含義是“通用工業(yè)協(xié)議”的縮寫，與題頭的CIP含義不同。·獨(dú)特的控制服務(wù)·獨(dú)特的通信服務(wù)·獨(dú)特的信息分配·通用的知識基礎(chǔ)2、對象模型：DeviceNet描述了作為對象模型的某一設(shè)備的全部數(shù)據(jù)和功能。通過面向?qū)ο竺枋觯粋€設(shè)備可以用單個的對象來全面定義。一個對象可以由相關(guān)聯(lián)的屬性（例如過程數(shù)據(jù)）、功能（讀或?qū)懙膯我粚傩裕┩ㄟ^集中來定義，也可以通過定義行為（特征）來定義。DeviceNet的特征是在3個不同對象之間來描述的。·通訊對象定義在DeviceNet上進(jìn)行的報文交換，并將其指定為連

4、接對象。（DeviceNet對象，報文路由對象，連接對象，應(yīng)答處理對象）·系統(tǒng)對象定義共有的DeviceNet特定的數(shù)據(jù)和功能。（特征對象，參數(shù)對象）。·特定的應(yīng)用對象定義設(shè)備特有的數(shù)據(jù)和功能。（應(yīng)用對象，匯編對象）。二、數(shù)據(jù)傳送在DeviceNet中，數(shù)據(jù)傳送是通過報文實(shí)現(xiàn)的?；旧希@些報文是由CAN_ID和如下表所示的8個字節(jié)組成的。注：ID：標(biāo)識符；Message Header：報文頭；Message Body：報文體。1、對象庫位置傳感器的實(shí)例屬性Class Code：23hex。（設(shè)備類型代碼）。Attribute_IDAccess名稱數(shù)據(jù)類型說明1 hexGe

5、t屬性號USINT所支持的屬性號2 hexGet屬性Array of USINT所支持的屬性清單3 hexGet位置數(shù)值DINT當(dāng)前位置0B hexGet / Set編碼順序Boolean控制編碼順序，順時針或者逆時針2C hexGet / Set每轉(zhuǎn)分辨率INT一轉(zhuǎn)的分辨率2D hexGet / Set總?cè)?shù)DINT總測量分辨率2E hexGet / Set預(yù)置值DINT設(shè)置一個明確的位置值6E hexGet / Set波特率波特率調(diào)整6F hexGet / SetMAC_ID調(diào)整MAC_ID2、定義CAN_IDDeviceNet基于標(biāo)準(zhǔn)的CAN協(xié)議，并使用11位（2048種可明確的報文）信

6、息識別符。在一個DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)上只有64個節(jié)點(diǎn)，因此識別某個設(shè)備只使用6位就已經(jīng)足夠了，那些節(jié)點(diǎn)稱做MAC_ID。CAN標(biāo)識符由設(shè)備的報文組、報文ID和MAC_ID組成。對于絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器，它在組2報文的位置。用戶可以在下表中看到對于某一特定的通訊類型的重要的CAN_ID。109876543210報文ID的說明16進(jìn)制（Hex）范圍0組1報文ID源MAC_ID組1報文000-3ff01101源MAC_ID從站I/O狀態(tài)改變或循環(huán)報文01111源MAC_ID從站I/O輪詢相應(yīng)或狀態(tài)改變/循環(huán)應(yīng)答報文10MAC_ID組2報文ID組2報文400-5ff10目的MAC_ID010

7、主站狀態(tài)改變或循環(huán)應(yīng)答報文10源MAC_ID011從站顯式/非連接響應(yīng)報文10目的MAC_ID100主站顯式請求報文10目的MAC_ID101主站I/O輪詢命令/狀態(tài)改變/循環(huán)報文10目的MAC_ID110僅組2非連接顯式請求報文（預(yù)留）10目的MAC_ID111重復(fù)MAC_ID檢查報文三、可編程參數(shù)1、編碼器參數(shù)（1）運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行參數(shù)用來選擇編碼（計數(shù)）方向。屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)類型0b hex1hex0hex1hexbool參數(shù)編碼（計數(shù)）方向定義了過程值的計數(shù)方向，對著軸端查看是順時針還是逆時針旋轉(zhuǎn)的。計數(shù)方向在屬性0b（hex）中定義。Bit 0旋轉(zhuǎn)方向輸出碼的變化1CW（順時針

8、）增加0CCW（逆時針）減小（2）每轉(zhuǎn)的分辨率每轉(zhuǎn)的參數(shù)分辨率用于對編碼器編程以設(shè)置每轉(zhuǎn)所期望的步數(shù)，在1和最大值（見類型保護(hù)）都可以使用。屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)類型2c hex（*）0hex2000hex16位無符號整數(shù)（*）見類型保護(hù)，最大值。12/24位編碼器：1000hex（4096）13/25位編碼器：2000hex（8192）。當(dāng)設(shè)定的值大于4096（或8192，對于13/25位編碼器）時，在編碼器旋轉(zhuǎn)時，編碼器的計數(shù)值不再單步變化，并且數(shù)值跳變。因此，每轉(zhuǎn)的測量步數(shù)不得大于4096（或8192，對于13/25位編碼器）。（3）總分辨率對這個值進(jìn)行編程，可以確定在整個測量范圍內(nèi)

9、的測量步數(shù)。這個值不能超過編碼器的最大分辨率：24位=16,777,216 步（25 bit = 33,554,432步)。請注意寫在類型保護(hù)上的值。屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)類型2D hex（*）0hex2，000，000hex32位無符號整數(shù)（*）見類型保護(hù)，最大轉(zhuǎn)數(shù)（圈數(shù)）。24位編碼器：1,000,000hex25位編碼器：2,000,000hex。注意：需要使用下述約定字符。·PGA: 編碼器的物理總分辨率（見類型保護(hù)）；·PAU：每轉(zhuǎn)的物理分辨率（見類型保護(hù)）；·GA ：總分辨率（用戶參數(shù)）；·AU ：每轉(zhuǎn)分辨率（用戶參數(shù)）；如果所需的每轉(zhuǎn)分

10、辨率低于編碼器的每轉(zhuǎn)物理分辨率，那么總分辨率將由下式確定：總分辨率：GA= PGA * AU / PAU,當(dāng) AU < PAU時；例如：用戶所需要的AU=2048，編碼器類型防護(hù)：PGA=24 bit, PAU=12 bit則：GA = 16777216 * 2048 / 4096=8388608。如果編碼器的總分辨率小于物理總分辨率，那么參數(shù)總分辨率應(yīng)該是物理總分辨率的倍數(shù)，即k = PGA / GA=整數(shù)。（4）預(yù)置值預(yù)置值是所確定的位置值，即軸的當(dāng)前物理位置值。通過參數(shù)預(yù)置，編碼器的位置值就設(shè)置到所確定的位置值上。預(yù)置值不能超過參數(shù)的總的測量范圍。屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)類型2E

11、 hex0 hex0hex全部測量范圍32位無符號整數(shù)（5）MAC_ID屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)長度6F hex0 hex0 hex3F hex字節(jié)DeviceNet網(wǎng)上的每個節(jié)點(diǎn)都使用一個MAC_ID（Media Access Control Identifier）來識別，每個設(shè)備都有一個確定的和唯一的MAC_ID。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)支持64個節(jié)點(diǎn)，MAC_ID只能通過顯式報文調(diào)整。默認(rèn)的MAC_ID被設(shè)置為D63。（6）波特率屬性ID默認(rèn)值數(shù)值范圍數(shù)據(jù)長度6E hex0 hex0 hex2 hex字節(jié)DeviceNet網(wǎng)支持3種不同的波特率，如下表所示。波特率可以通過顯式報文改變，并

12、且使用存儲命令將其保存在EEPROM中，要確保所選擇的波特率與DeviceNet網(wǎng)的波特率相同。默認(rèn)的波特率設(shè)置為125KBaud。0x波特率（KB）012512502500四、運(yùn)行模式1、輪詢模式為了開啟輪詢模式，需要下述報文。在下面例子中，假設(shè)主站的MAC_ID是0A hex，從站的MAC_ID是03 hex。配置主/從連接設(shè)置：（1）配置輪詢字節(jié)偏移Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit00Frag0XIDMAC ID1R/R0Service4BClass ID03 <類標(biāo)識符>Instance ID01 <實(shí)例標(biāo)識符>Allocation

13、 Choice03 <配置選擇>00Allocator MAC ID <分配算符MAC ID>注：XID-事務(wù)處理ID。定義CAN ID109876543210Identity（身份）UsageHexRange10目的MAC ID110僅組2非連接顯式請求報文（預(yù)留）示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 541E0A4B0301030A（2）在0上設(shè)置顯式報文連接所期望的數(shù)據(jù)包速率（Expected_packet_rate）定義CAN ID109876543210Identity（身份）UsageHexRange10目的

14、MAC ID100主站的顯式請求報文示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 641C0A100501090000（3）在0:n設(shè)置輪詢連接所期望的數(shù)據(jù)包速率示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 641C0A100502090000解除主/從連接設(shè)置解除輪詢字節(jié)偏移Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit00Frag0XIDMAC ID1R/R0Service4CClass ID03 <類標(biāo)識符>Instance ID01 <實(shí)例標(biāo)識符

15、>Release Choice03 <解除選擇>示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 441E0A4C0301032、狀態(tài)改變（COS）模式當(dāng)絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器的實(shí)際過程值發(fā)生變化時，它不需要從主站得到任何指令就傳送數(shù)據(jù)；而當(dāng)位置沒有改變時，就不再產(chǎn)生報文。這樣，就可以減輕總線負(fù)載。配置主/從連接設(shè)置（1）配置COS字節(jié)偏移Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit00Frag0XIDMAC ID1R/R0Service4BClass ID03 <類標(biāo)識符>Instance ID01 <實(shí)例標(biāo)識符>

16、;Allocation Choice51 <配置選擇>00Allocator MAC ID <分配算符MAC ID>示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 541E0A4B0301510A（2）在0上設(shè)置顯式報文連接所期望的數(shù)據(jù)包速率（Expected_packet_rate）示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 641C0A100501090000（3）在0上設(shè)置狀態(tài)改變所期望的數(shù)據(jù)包速率示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byt

17、e 4Byte 5Byte 641C0A100504090000解除主/從連接設(shè)置解除COS字節(jié)偏移Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit00Frag0XIDMAC ID1R/R0Service4CClass ID03 <類標(biāo)識符>Instance ID01 <實(shí)例標(biāo)識符>Release Choice51 <解除選擇>示例：CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 441E0A4C0301513、保存參數(shù)絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器的參數(shù)保存在非易失FLASH RAM中。由于受寫循環(huán)次數(shù)的限制（約1000次），它只在第

18、一步將已經(jīng)修改的參數(shù)傳送到RAM中。在調(diào)整和檢查后，那些數(shù)值可以保存在FLASH RAM中。在成功地保存了參數(shù)之后，編碼器將它的MAC_ID發(fā)送到總線上。為了得到過程值，需要對從站重新分配。字節(jié)偏移Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit00Frag0XIDMAC ID1R/R0Service32Class ID23 <類標(biāo)識符>Instance ID01 <實(shí)例標(biāo)識符>示例：（MAC-ID Master: 0A hex, MAC-ID Slave: 03 hex）CAN_IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 341C0A322301五

19、、傳送實(shí)際位置值過程值按照下表傳送。CAN_ID過程值11 BitByte 0Byte 1Byte 2Byte 3 to to to to 六、安裝1、電氣連接旋轉(zhuǎn)編碼器通過三根電纜進(jìn)行聯(lián)接。由一根兩芯電纜通過一個PG9電纜護(hù)口給編碼器供電，兩根屏蔽雙絞線分別由右側(cè)的兩個PG9電纜護(hù)口進(jìn)出（注：最后一個節(jié)點(diǎn)只需要一根電纜，即一個護(hù)口）。見下圖。在端蓋中提供了一個電阻，它必須在最后一個設(shè)備上使用，以作為線路的終端。電阻： 最后一個設(shè)備 非最后設(shè)備 節(jié)點(diǎn)地址的設(shè)置通過端蓋中的兩個旋轉(zhuǎn)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，地址范圍在063之間，并且（在一個網(wǎng)絡(luò)中）地址是唯一的。在端蓋后面的兩個LED顯示編碼器的運(yùn)行狀態(tài)。端蓋

20、內(nèi)的符號說明：符號用途符號用途接地CHCAN總線“High”+24V供電CG另一：CAN總線“地”-0VCL另一：CAN總線“Low”CGCAN總線“地”CH另一：CAN總線“High”CLCAN總線“Low”端蓋內(nèi)的開關(guān)說明：符號說明×1BCD碼：設(shè)置CAN節(jié)點(diǎn)地址的個位；設(shè)備地址在：063×10BCD碼：設(shè)置CAN節(jié)點(diǎn)地址的十位；×Bd設(shè)置波特率2、波特率設(shè)置波特率（Kbit/S）BCD碼旋轉(zhuǎn)開關(guān)1250250150021253保留493、電纜接線端腳信號說明芯線顏色1V-GND（地）黑2CAN_LCAN總線信號（顯性低電平）藍(lán)3CAN_HCAN總線信號（顯性

21、高電平）白4V+外部電源電壓Vcc紅4、連接器接線端腳信號說明芯線顏色2V+外部電源電壓Vcc紅3V-GND（地）黑4CAN_HCAN總線信號（顯性高電平）白5CAN_LCAN總線信號（顯性低電平）藍(lán) 5腳連接器七、通電1、運(yùn)行模式通電后，絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器在總線上傳送兩次自身的MAC_ID報文。2、編程如果某些參數(shù)不必修改，可以跳過這節(jié)。下述數(shù)字是以16進(jìn)制格式給出的。例如，CAN_ID和MAC_ID是0A(Hex)，從站為03（Hex）。可修改的值以斜體形式給出。（1）運(yùn)行參數(shù)主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDService CodeClass IDInstance I

22、DAttribute IDDataByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C0A1023010BX-注：X：1hex表示順時針（默認(rèn)） 0hex表示逆時針。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（2）每轉(zhuǎn)分辨率主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDService CodeClass IDInstance IDAttribute IDDataByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C0A10

23、23012CXX-X：（用戶）所期望的每轉(zhuǎn)分辨率。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（3）總分辨率當(dāng)總分辨率必須發(fā)送給編碼器時，就需要使用分段傳送。因此，需要給出更多的必要的報文。主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDFragm-entServic CodeClass IDInstance IDAttribute IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C8A001023012DXX旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDByte 0

24、Byte 1Byte 241B8AC000主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDFragmentByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C8A81XX-X:所需要的總分辨率。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDByte 0Byte 1Byte 241B8AC100旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（4）預(yù)置值主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDFragm-entServic CodeClass IDInstance

25、 IDAttribute IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C8A001023012EXXX：所需要的預(yù)置值。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDByte 0Byte 1Byte 241B8AC000主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDFragmentByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C8A81XX-X：所需要的預(yù)置值。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDByte 0Byte 1Byte 241B8AC100旋轉(zhuǎn)編碼器對

26、主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（5）MAC_ID主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDService CodeClass IDInstance IDAttribute IDDataByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C0A1023016FX-X：MAC_ID值。旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（6）波特率主站對絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器：設(shè)置參數(shù)CAN IDMAC IDService

27、 CodeClass IDInstance IDAttribute IDDataByte 0Byte 1Byte 2Byte 3Byte 4Byte 5Byte 6Byte 741C0A1023016EX-X：波特率值。X波特率0125Kbaud1250Kbaud2500Kbaud旋轉(zhuǎn)編碼器對主站：確認(rèn)CAN IDMAC IDService CodeByte 0Byte 141B0A90（7）保存參數(shù)CAN IDMAC IDService CodeClass IDInstance IDByte 0Byte 1Byte 2Byte 3322301如果發(fā)送成功，那么編碼器在34s之后通過復(fù)制MAC

28、_ID來應(yīng)答。之后，主站要重新分配從站。如果傳送失敗，就會發(fā)送一個錯誤信息。用于保存參數(shù)設(shè)置的服務(wù)碼是廠家所特有的。八、RsNetworx1、EDS向?qū)DS文件不僅包含有相關(guān)設(shè)備詳細(xì)參數(shù)的信息，也有編碼器可能的操作模式。例如通過Rockwell的RsNetworx軟件使用這個文件，就會得到一個電子格式的數(shù)據(jù)表，可以用它來對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行配置。 圖1.1：EDS向?qū)榱税惭bEDS文件，需要啟動EDS向?qū)?，可以通過打開菜單Tools/EDS Wizard.來完成。如果成功地激活了EDS向?qū)?，就需要選擇Register an EDS File(s)選項(xiàng)，然后再點(diǎn)擊welter按鈕。下一步需要選擇Register a directory of EDS files并點(diǎn)擊Browse以查找EDS文件所在的路徑。見圖1.2.