Positionsermittlung

Ein Drehgeber gibt dabei üblicherweise 100..10.000 Sinus/Cosinus-Perioden je Umdrehung aus. Die EL5021 kann diese beiden differentiellen Analogsignale kontinuierlich messen, interpolieren und zu einem Positionswert verrechnen, bestehend aus

Anzahl Perioden --> Periodenzähler
und der aktuellen Position innerhalb der Periode --> Periodenanteil 0..360°

Nach Kundenwunsch kann die maximale Periodenanteil-Ermittlung mit einer Auflösung von 8..13 Bit erfolgen, entsprechend 256 .. 8192 Schritte je 360° Sinus-Periode. Dies wird im CoE, Index 0x8001:11 „Analog resolution“ eingestellt. Dies ist die theoretische, vom Anwender maximal gewünschte Auflösung, die bei Stillstand oder langsamer Bewegung auch erreicht wird.

Die tatsächliche aktuelle Auflösung ist jedoch von der aktuell anliegenden Eingangsfrequenz des Sin/Cos-Signals abhängig.

1. Bei steigender Frequenz verringert sich die Auflösung automatisch, vom niedrigsten Bit her (LSB) beginnend werden die Bits eingefroren. Bei 12 Bit eingestellter max. Periodenauflösung werden bei der max. Eingangsfrequenz von typ. 80 kHz noch 6 Bit Periodenauflösung ermittelt.

2. Verlangsamt sich die Frequenz signifikant, erhöht sich die tatsächlich erzielte Auflösung wieder.

Eine Online-Meldung über die aktuell anliegenden eingefrorenen Bits erfolgt nicht. Siehe dazu auch das Beispielprogramm.

Die Umrechnung auf reale mechanische Umdrehungen ist abhängig von der Periodenanzahl je Umdrehung des verwendeten Gebers und wird in der PLC oder NC verrechnet.

Voreingestellte Periodenauflösung [Bit]	f_max [kHz]	Typ. Frequenz (±15 %), bei der die automatische Reduzierung der voreingestellten Periodenauflösung beginnt	Min. Periodenauflösung bei f_max
8	250	9000 Hz
9		4500 Hz
10 (Voreinstellung)		2500 Hz
11	170	1500 Hz
12	80	750 Hz	6 Bit
13	40	650 Hz

Wird f_max überschritten, wird ein Frequenzfehler angezeigt (Index 0x6001:04 „Frequency error“),
Amplitudenfehler (zu niedriger Pegel, untersteuerter Eingang) werden im Index 0x6001:05 „Amplitude error“ angezeigt.

Die Angabe der Position erfolgt in 32 Bit als zusammengesetztes Prozessdatum. Je nach gewünschter max. Auflösung setzen sich diese 32 Bit von rechts (LSB) gesehen zusammen aus:

Analoganteil: 8 ... 13 Bit nach Einstellung in Index 0x8001:11 „Analog resolution“
24 ... 19 Bit für die Anzahl der Perioden, Umfang gegeben durch die noch zur Verfügung stehenden Bits.

Somit steht ein fortlaufender 32 Bit Positionswert zur Verfügung, der direkt z. B. mit der NC verlinkt werden kann. In der NC ist dann unter Berücksichtigung von

Sinus-Perioden je mechanischer Umdrehung, z. B. 5000
eingestellter Interpolationsauflösung, z. B. 10 Bit

der Umrechnungsfaktor in Bit / mm einzustellen.

	Rücksetzen des Zählerstandes bei Änderung der Periodenauflösung Bei Änderung der Periodenauflösung im CoE (Index 0x8001:11 „Analog resolution“) und „Enable C reset“ (Index 0x8000:01) wird der aktuelle Zählerstand zurückgesetzt.

	Darstellung "Periodenauflösung 8 Bit" In der Einstellung "Periodenauflösung 8 Bit" entspricht die Darstellung des 32 Bit Prozessdatums der EL5101 Encoder-Klemme mit aktivierten Mikroinkrementen.