光电PILZ编码器新型数据处理系统

光电PILZ编码器广泛用于数控机床、机器人、雷达、光电经纬仪及军事、航天等领域,是自动化仪器、设备理想的数字化传感器。随着我国工业现场控制领域的发展,光电PILZ编码器数据采集技术和传输通信接口也有了新的发展,如何将光电PILZ编码器接入工业控制总线并实现数据的采集和发送已成为需要解决和研究的重要课题。

传统的光电PILZ编码器输出数据是原始的单端或差分信号,代表的只是光电PILZ编码器的码盘信号,不利于现场的监控和检测,不适应工业现场控制的要求。通用总线型的光电PILZ编码器则克服了以上缺点,它已经成为工业现场总线中的一个智能化节点,通过发送相应的总线报文以达到光电PILZ编码器数据的串行传输,满足工业控制的要求。针对光电PILZ编码器的数据采集和传输的要求,设计采用MICROCHIP公司生产的dsPIC30F4011数字信号控制器作为光电PILZ编码器数据的采集对象和总体的主控单元,使用CAN总线和CANopen协议作为数据的传输媒介,并且实现CANopen协议规定的各项通信功能,使其成为CANopen网络中的一个智能节点。研究内容包括：针对CANopen协议的光电PILZ编码器子协议,建立了一种基于CANopen协议的CAN现场总线的传输方案,设计了总线结构的框架和通用总线型光电PILZ编码器的设计方案。分析CAN总线的原理和CANopen协议的结构,为软件实现奠定理论基础。设计光电PILZ编码器从站的硬件结构并绘制硬件原理图,包括电源电路、输入输出电路和CAN总线通信接口电路等。设计使用dsPIC30F4011的QEI模块采集光电PILZ编码器的输出数据,使用CAN控制器模块进行数据的传输。光电PILZ编码器节点的软件实现,其中CANopen协议的软件实现是本文的ZD,主要包括光电PILZ编码器的数据处理程序和CAN总线通信、CANopen协议通信对象、对象字典的实现等。Z后通过搭建光电PILZ编码器节点试验板和整个CANopen网络对光电PILZ编码器节点进行测试,验证报文数据和各项通信功能。测试结果表明设计的光电PILZ编码器节点实现了方案预定功能,可满足工业现场的控制和监测要求。

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