Newsletter WObit

Przetworniki obrotowo-impulsowe to jedne z najczęściej stosowanych elementów pomiarowych w automatyce. Implementowane są wszędzie tam, gdzie konieczne jest precyzyjne określenie położenia kątowego, ilości obrotów, przebytej drogi czy prędkości obrotowej. Firma WObit świadoma tych potrzeb proponuje znakomite enkodery inkrementalne i absolutne wraz z urządzeniami pomiarowymi własnej produkcji.

W zależności od rodzaju sygnału wytwarzanego na wyjściu oraz od możliwości zapamiętywania mierzonej wielkości, przetworniki obrotowo-impulsowe można podzielić na inkrementalne oraz absolutne. Enkoder inkrementalny na wyjściu generuje sygnał impulsowy, a ilość impulsów na jeden obrót określa jego rozdzielczość. Ten rodzaj przetwornika nie zapamiętuje aktualnego położenia, wytwarza jedynie impulsy, do zliczania których potrzebne jest zewnętrzne urządzenie (sterownik, licznik). W przeciwieństwie do przetworników inkrementalnych, enkodery absolutne udostępniają aktualną pozycję, nawet po zaniku napięcia.

Absolutne przetworniki optyczne na wyjściu generują sygnał kodowy (kod binarny lub Gray’a). Kod umieszczony jest na tarczy kodowej, która jest ruchomym elementem zamontowanym na wale enkodera. Gdy wał się obraca, unikalna kombinacja fotoreceptorów jest oświetlana lub dopływ światła jest blokowany przez wzór na tarczy.

Absolutne enkodery optyczne można jeszcze podzielić na jednoobrotowe oraz wieloobrotowe, które oprócz pozycji zapamiętują również liczbę obrotów. Dzięki takim zaletom jak szybka odpowiedź oraz proste w obsłudze interfejsy wyjściowe, urządzenia te są stosowane w wielu aplikacjach kontroli ruchu.

W swoim podstawowym wykonaniu przetworniki optyczne nie nadają się do stosowania w zabrudzonym, zapylonym oraz potencjalnie wilgotnym środowisku. Dla trudnych warunków otoczenia muszą być wykonane w specjalnej obudowie lub z dodatkowym uszczelnieniem. Przy bardziej złożonej konstrukcji należy się jednak liczyć ze wzrostem kosztów urządzenia.

Poza enkoderami optoelektronicznymi (omówionymi wcześniej) wyróżnić można enkodery magnetyczne. Podstawą działania magnetycznych czujników kąta wykorzystujących efekt Halla jest przetwornik magnetyczny zintegrowany z układem elektronicznym. Współdziałając z obracającym się magnesem czujnik dokonuje precyzyjnego pomiaru położenia kątowego.

Dla magnetycznych enkoderów obrotowych dostępne są różnorodne sygnały wyjściowe jak analogowe (napięciowe i prądowe), PWM, inkrementalny, absolutny, SSI oraz SPI. W wykonaniu z ekranowanymi przewodami enkodery te są niewrażliwe na wpływ silnego pola magnetycznego. Pod względem dokładności i rozdzielczości przetworniki magnetyczne ustępują np. enkoderom optycznym, mają jednak prostszą, kompaktową  budowę i mniejsze wymagania adaptacyjne, jest to również tańsze rozwiązanie w odniesieniu do technologii optycznej. 

Do współpracy z przetwornikami obrotowo-impulsowymi specjaliści WObit przygotowali różnego rodzaju urządzenia pomiarowe pozwalające na proste przetwarzanie sygnału z jednego lub więcej urządzeń. W aplikacjach, w których potrzebne jest zliczanie impulsów z enkoderów inkrementalnych lub sygnałów prostokątnych oraz miejscowe wyświetlanie wyników, doskonale sprawdzi się programowalny licznik MD150E.

Urządzenie to może także określać częstotliwość sygnału oraz  przeskalować zliczoną wartość na wymaganą jednostkę (obroty, mm, obr./sek. itp.). Licznik jest wyposażony w złącze USB, które pozwala na jego bezpośrednie połączenie z komputerem, a dostarczany z urządzeniem bezpłatny program MD150E-PC umożliwia szybką konfigurację wskaźnika i rejestrację pomiarów. MD105E ma również interfejs Modbus-RTU służący do komunikacji z urządzeniami przemysłowymi (PLC, HMI) oraz dwa wyjścia przekaźnikowe, które mogą sygnalizować ustalone przez użytkownika progi pomiarowe.

Dla aplikacji, w których konieczne jest jednoczesne wyświetlanie wyników z trzech urządzeń, a także ich sumowanie WObit przygotował moduł MD400E. Urządzenie to jest wyposażone w cztery wyświetlacze LED do prezentacji drogi lub prędkości oraz jeden wyświetlacz graficzny, który wraz z klawiaturą numeryczną stanowi interfejs operatora. 

Licznik MD400 ma również cztery wyjścia tranzystorowe typu OC (otwarty kolektor) z konfigurowalnym progiem zadziałania, uzależnionym od pozycji czy też prędkości jednego z enkoderów. Moduł MD400 wyposażony został w dwa popularne interfejsy komunikacyjne – USB oraz RS485 Modbus-RTU.  Ciekawą aplikacją dla zastosowania tak uniwersalnego urządzenia jest ich implementacja w obrabiarkach, w których pozycjonowanych jest kilka osi. MD400 pozwala na odczyty cyfrowe przesunięcia i prędkości tych osi (zliczane przez zastosowany enkoder). Innym miejscem dla użycia licznika MD400 są różnego rodzaju linie produkcyjne.

Przykładowo można zliczać produkty na trzech liniach i wyświetlać wyniki oddzielnie dla każdej linii produkcyjnej. Czwarty wyświetlacz może być wykorzystany do prezentacji sumy wartości z trzech pozostałych wyświetlaczy. Kontrola procesu produkcji  dzięki modułowi MD400 może stać się o wiele prostsza i efektywniejsza, a możliwości osiąganej wydajności są porównywalne z zastosowaniem o wiele droższych technologii.

Gdy nie jest konieczne wyświetlanie wyników, natomiast istnieje potrzeba zliczania sygnałów z kilku urządzeń, można zastosować moduł pomiarowy ADE4U. Stanowi on doskonałą podstawę do tworzenia wielopunktowych systemów pomiarowych, pozwala kontrolować pozycję oraz prędkość czterech niezależnie pracujących enkoderów. Moduł pomiarowy ADE4-U posiada pięć wyjść tranzystorowych typu OC z konfigurowanym progiem załączania oraz wyłączania zależnym od pozycji danego enkodera.

Po zaprogramowaniu odpowiednich progów przełączania, ADE4-U może pracować jako niezależne urządzenie (bez nadzoru komputera PC). Podobnie jak opisane wcześniej urządzenia produkcji WObit, ADE4-U wyposażony jest w złącze USB oraz interfejs RS485 Modbus-RTU. 

Systemy pomiarowe z impulsowymi przetwornikami obrotowymi mogą być stosowane do pomiaru długości produkowanego materiału na liniach technologicznych. Do systemu pomiarowego można zaimplementować przetworniki z kołem pomiarowym np. z serii ENC lub MWK. Dzięki zintegrowanemu ramieniu pozwala na zamontowanie go nad linią technologiczną. Przetwornik opiera się wtedy kołem pomiarowym na mierzonym materiale i dociska bieżnię koła ciężarem całego enkodera z ramieniem.

Innym zastosowaniem systemu pomiarowego opartego o moduł pomiarowy ADE4U jest pomiar przewijanego materiału z roli. W zależności od użytego enkodera system może zostać wykorzystany do pomiaru względnego długości materiału oraz sterowania procesem cięcia na określone odcinki (np. rolek papy, papieru, szkła, tektury, drewna, profili plastikowych, metalowych), a nawet zliczania dziennej produkcji czy wydajności maszyny produkcyjnej.