บททีÉ 11 digital encoder · บททีÉ 11 digital encoder...

© www.thaicontrol.wordpress.com 112

บทท 11 Digital Encoder

เปนอปกรณใชบอกองศาการหมน (ตาแหนงเชงมม) โครงสรางภายในประกอบดวย 1) เพลา (Shaft) เปน

แกนหมนตอเขากบอปกรณ 2) แผนดสก (Disc หรอ Slit ) เปนแผนทเจาะเปนแถบเลกๆใหแสงผานได 3)

Photodetector ใชรบแสงสาหรบแปลงเปนรหสขอมล 4) LED ใชเปนแหลงกาเนดแสง สองผานเลนส

(Convex lens) ใหลาแสงสองผานแถบเลกๆ บน Disc

(รปจาก Rockwell Automation)

Digital Encorder โดยทวไปแบงได 2 ชนดคอ Incremental Encoder และ Absolute Encoder

Incremental Encoder

บอกองศาการหมน (ตาแหนงเชงมม) ในรปของสญญาณพลสสเหลยม ความละเอยด(Resolution) ของ

Encoder ข นอยกบจานวนพลสตอหนงรอบการหมน เรยกวา Pulse per revolution (PPR) Incremental

Encoder มคา PPR มาก ยงมความละเอยดสง เราสามารถทราบตาแหนงเชงมมไดจากการนบจานวนพลส

โดยใชการด Counter เทยบกบ PPR

โดยทวไป Encoder ชนดน มสญญาณ Output อย 2 สญญาณl คอ A และ B ซงมเฟสตางกน 90 องศา แต

บางรนไดเพมสญญาณตอนหมนครบรอบ เรยกวา “Marker” หรอ Channel Z เขามาดวย

© www.thaicontrol.wordpress.com 113

(รปจาก Rockwell Automation)

ตวอยาง

การอานคาองศาจาก Incremental Encoder ดวยการด High Speed Counter (1756-HSC)

สายสญญาณของ Incremental Encoder แบบ Differential จะตอเขากบอนพต A(+),A(-),B(+),B(-) และ

Z(+),Z(-) ของการด High speed counter แตถาเปน encoder แบบ Single End สญญาณ A(-),B(-) และ

Z(-) จะรวมกนรวมเขากบ Com (-) แทน ดงรปดานลาง

© www.thaicontrol.wordpress.com 114

(ตอแบบ Differential รปจาก Rockwell Automation)

(ตอแบบ Single End รปจาก Rockwell Automation)

Add High Speed Counter Module

1) คลกขวาท I/O Configuration ->New Module -> Add การด High Speed Counter 1756-HSC

2) คลกแทบ General จากน นกรอกขอมลตางๆใหถกตอง แลวคลก OK Name – ชอการด

Slot – หมายเลข Slot ทการดตดต งอย

Description – ปอนคาอธบายของการด

Comm Format – เลอกชนดการเชอมตอกบการดใหเลอกเปน HSC Data

3) กาหนดคา RPI (Requested Packet Interval) ในแทบ Connection แลวคลก OK

© www.thaicontrol.wordpress.com 115

Requested package interval (RPI) – เวลาสงขอมล (คาพลสทนบได) จากหนวยความจาของการด ออกไป

ยง Controller

4) คลกแทบ Counter Configuration จากน นกรอกขอมลตางๆใหถกตอง แลวคลก OK Operational Mode – กาหนดวธการนบพลสทสงมาจาก Encorder เชนโหมด X1 จะนบข นเมอสญญาณ

จาก B นาหนาสญญาณจาก A อย 90 องศา และนบลงเมอสญญาณจาก A นาหนาสญญาณจาก B อย 90

องศา

(รปจาก Rockwell Automation)

สวนโหมด X4 การทางานเหมอนกบโหมด X1 ยกเวนนบพลสทขอบขาข นและขาลงของสญญาณ A และ B

ทาใหไดความละเอยดมากกวาโหมด X1 ถง 4 เทา

© www.thaicontrol.wordpress.com 116

(รปจาก Rockwell Automation)

Storage Mode – เลอกวธในการเกบคาพลลทนบไดลงใน Present Value Tag ของ Controller โดยอาศย

สญญาณ Z (Gate/Reset) เปนตว trigger แบงยอยได 4 แบบ คอ

Store and Continue Mode – คา Present Value Tag เทากบ Incoming Pulses วธน ใชกบ

Incremental Encoder

Store, Wait, and Resume – คา Present Value Tag จะคงคาเทากบคา Stored Tag ในชวงทม

อนพตของสญญาณ Z (Wait) หลงจากน น คา Present Value Tag กลบมาอพเดจตามเดม

(Resume) วธน ใชเมอตองการใหนบในชวงทกาหนดเทาน น

(รปจาก Rockwell Automation)

Store and Reset, Wait, and Start– คา Present Value Tag จะถกรเซตเปนศนยเมอมอนพตของ

สญญาณ Z (Reset) รอจนส นสดสญญาณ Z (Wait) จงกลบมาเรมนบใหม (Start) วธน ใชเมอ

ตองการใหนบเปนรอบๆ ตามทกาหนด

© www.thaicontrol.wordpress.com 117

(รปจาก Rockwell Automation)

Store and Reset, and Start– คา Present Value Tag จะถกรเซตเปนศนยเมอมอนพตของ

สญญาณ Z (Reset) แลวกลบมาเรมนบใหม (Start) ทนท

Rollover – กาหนดจานวนพลสสงสดเลอกวธในการเกบคาพลล ถาคาทนบไดเกนคาน Counter จะถกรเซต

เปนศนยแลวเรมนบใหมอกคร ง

5) คลกแทบ Output Configuration จากน นเลอก Output ของการดทตองการสงสญญาณไปใหอปกรณ

ภายนอกเมอคาของCounter ตรงตามทกาหนด (จะใชงานหรอไมกได) เสรจแลวคลก OK

© www.thaicontrol.wordpress.com 118

6) หลงจากคอนฟก High Speed Counter การดเสรจแลว เราสามารถอานพารามเตอรและคาทนบไดผาน

Output Tag ของการดไดโดยตรง คาพลสจาก Encoder จะเกบอยใน Tag Present Value

(รปจาก Rockwell Automation)

7) เขยนโปรแกรมดงรปดานลาง

© www.thaicontrol.wordpress.com 119

© www.thaicontrol.wordpress.com 120

Absolute Encoder

บอกองศาการหมน (ตาแหนงเชงมม) ในรปของรหสแบบตางๆ เชน Binary,BCD และ Gray code แตละ

องศาใหคาสมบรณไมซ ากน ขอดของ Absolute Encoder คอ ไมตองใช Counter นบพลสเพอคานวณหาคา

องศาและในกรณแหลงจายไฟเกดขดของ Absolute Encoder ยงคงใหคาตาแหนงเดมไดหลงจาก

แหลงจายไฟกลบมาเปนปกต แตกตางกบ Incremental Encoder ทตองเคลอนไปยงตาแหนง Home กอน

เสมอ ความละเอยด(Resolution) ของ Encoder ข นอยกบจานวนบตของ Output เชน 8 bits, 10 bits หรอ

24 bits เปนตน

(รปจาก Rockwell Automation)

Absolute Encoder สวนมากนยมใชแบบ Gray code โดยสามารถตอ Encoder เขากบ Digital Input Card

ของ ControlLogix PLC ไดเลย แลวเขยนโปรแกรมเพอแปลงคาองศาจาก Gray code เปน Binary code

โดยอาศยหลกการของ XOR ดงรป

© www.thaicontrol.wordpress.com 121

ถา Resolution ของ Encoder เทากบ 2 ยกกาลงจานวนบตเอาทพต คา 0 องศาจะเรมตนทคา 0 ในหนวย

Binary เสมอ แตถา Resolution ของ Encoder ไมเทากบ 2 ยกกาลงจานวนบตเอาทพต คา 0 องศาจะ

เรมตนทคาอนดงตารางดานลาง

(รปจาก Automationdirect)

© www.thaicontrol.wordpress.com 122

ตวอยาง

การอานคาองศาจาก Absulute Encoder ไปใชควบคมการทางานของเครองจกร

1) Add I/O การดใน I/O Configuration ของโปรเจคไฟล

2) คอนฟกการด Digital Input ใหถกตอง ดงรปดานลาง

© www.thaicontrol.wordpress.com 123

3) สราง Tag สาหรบใชงานตามทกาหนด

© www.thaicontrol.wordpress.com 124

4) สราง New Routine ชอ CAM_Position และ Gray_Binary_Conversion โดยรทน

Gray_Binary_Conversion ใชสาหรบแปลงคาองศาจาก Gray code เปน Binary code สวน

CAM_Position ทาหนาทกาหนด Position Bit ของ Master Shaft ทองศาตางๆกนแลวนาไปเขยนโปรแกรม

สงงานอปกรณ

5) เรมเขยนโปรแกรมในรทน Gray_Binary_Conversion และ CAM_Position ดงรปดานลาง

Gray_Binary_Conversion Routine

© www.thaicontrol.wordpress.com 125

© www.thaicontrol.wordpress.com 126

CAM_Position Routine

© www.thaicontrol.wordpress.com 127