В первой части этой статьи была описана передача данных через SSI, а также асинхронный режим и синхронный режим 1 SSI R-серии V. Во второй части объясняется два других синхронных режима датчика линейного перемещения.
Что такое синхронный режим 2 в R-серии V SSI?
Во 2-м синхронном режиме датчик адаптирует выполнение измерения и передачу значения положения к циклу опроса контроллера, как и в синхронном режиме 1. Однако в синхронном режиме 2 новое измерение начинается, когда последнее измеренное положение значение запрашивается контроллером. Поскольку измерение начинается с цикла опроса системы управления, это также называется «синхронным запуском». Преимущество синхронного запуска состоит в том, что пользователь точно знает, насколько «старо» измерение, т. е. когда оно было начато, а именно в последнем цикле опроса (рис. 1). Во время выполнения измерения измеренное значение больше не обновляется. Как и при любом синхронном измерении, мертвое время также является постоянным в синхронном режиме 2.
На рис. 1 цикл опроса контроллера настолько длинный, что датчик может выполнять измерение в каждом цикле и предоставлять последнее измеренное значение. Существуют приложения, в которых измеренные значения должны быть получены с очень короткими интервалами. Кроме того, необходимо учитывать, что время, необходимое датчику для выполнения измерения и предоставления измеренного значения, увеличивается по мере увеличения длины хода датчика. Что произойдет, если цикл опроса контроллера короче, чем время, необходимое датчику для выполнения измерения?
Синхронный режим 2 с экстраполяцией
В дополнение к синхронному запуску синхронный режим 2 также включает линейную экстраполяцию. Здесь во время измерения положения выполняется линейная оценка перемещения позиционного магнита на основе предыдущих данных. Поскольку датчик знает цикл опроса контроллера и когда будет запрошено следующее значение положения, датчик экстраполирует положение магнита на время следующего опроса. На рис. 2 время цикла датчика увеличено вдвое по сравнению с рис. 1, а цикл опроса контроллера сокращен. После того, как датчик синхронизируется с циклом опроса контроллера, датчик выдает новое измеренное значение для каждого цикла опроса благодаря экстраполяции, даже если время цикла датчика больше, чем цикл опроса контроллера. При каждом определенном измеренном значении проводится проверка и, при необходимости, коррекция линейной экстраполяции.
В этом примере экстраполяция позволяет датчику выдавать новое измеренное значение при каждом цикле опроса, независимо от длины его хода. Это возможно до частоты опроса 10 кГц. Без экстраполяции последнее измеренное значение будет сообщаться неоднократно, пока не будет определено новое измеренное значение.
Синхронный режим 2 представляет собой комбинацию синхронного измерения с синхронным запуском и экстраполяцией. В синхронном режиме 2 экстраполяция активируется датчиком автоматически, если цикл опроса контроллера короче, чем время цикла датчика.
Что такое синхронный режим 3 в R-серии V SSI?
Подобно синхронному режиму 2, синхронный режим 3 представляет собой комбинацию синхронного измерения с синхронным запуском и экстраполяцией. Это означает, что измерение начинается с цикла опроса системы управления. Точно так же датчик активирует экстраполяцию, когда цикл опроса элемента управления короче, чем цикл измерения датчика. Другой особенностью синхронного режима 3 является минимизация ошибки запаздывания.
Как описано выше, измеренное значение больше не обновляется во время выполнения измерения. Однако позиционный магнит часто не стоит на месте, а продолжает в это время двигаться. Это перемещение магнита не учитывается датчиком, так как датчик занят выполнением измерения. Время, необходимое датчику для выполнения измерения и предоставления измеренного значения, датчик «отстает» от реального значения положения. Это отставание называется ошибкой отставания или ошибкой следования. Эта ошибка задержки сведена к минимуму в синхронном режиме 3.
На рис. 3 время цикла датчика составляет 1,5 единицы цикла опроса управления. Если позиционный магнит на датчике движется с постоянной скоростью, ошибка запаздывания постоянна: в этом примере это запаздывание составляет 1,5 единицы цикла опроса. Поскольку датчик знает, на сколько единиц он отстает, он может учитывать это при сообщении значения положения. В этом примере применяется:
- - Для времени 3: Выходное значение = измеренное значение в момент времени 1 + ошибка запаздывания 1,5 единицы.
- - Для времени 4: выходное значение = измеренное значение в момент времени 1 + ошибка запаздывания 1,5 единицы + экстраполяция.
- - Для времени 5: Выходное значение = измеренное значение в момент времени 3 + ошибка запаздывания 1,5 единицы.
- - Для времени 6: выходное значение = измеренное значение в момент времени 3 + ошибка запаздывания 1,5 единицы + экстраполяция.
- - Для времени 7: Выходное значение = измеренное значение в момент времени 5 + ошибка запаздывания 1,5 единицы.
При синхронном запуске, как и при синхронном режиме 2, пользователь знает, насколько «старым» является измеренное значение, но это измеренное значение уже «устарело», когда о нем сообщается. Это учитывается в синхронном режиме 3 путем минимизации ошибки запаздывания. Таким образом, датчик сообщает измеренное значение во время опроса, которое очень и очень близко к реальному положению магнита во время этого опроса.
Что это значит для приложения?
Различные режимы сбора и передачи данных в R-серии V SSI позволяют пользователю выбирать синхронизацию датчика во время измерения в соответствии с его применением. Режим можно изменить на месте с помощью интеллектуального помощника TempoLink. Измерение, происходящее синхронно с часами контроллера, является важным требованием для приложений, в которых несколько осей перемещаются одновременно. Преимущество синхронного запуска состоит в том, что пользователь точно знает, в какое время было определено измеренное значение. Кроме того, экстраполяция позволяет получить новое измеренное значение, даже если датчик опрашивается контроллером в более коротком цикле, чем его цикл измерения. Таким образом, R-серия V SSI позволяет всегда идти в ногу со временем.