1問題的提出

    1.1如何擴展絕對值編碼器的測量范圍

    在運動控制系統(tǒng)中，經常使用絕對值旋轉編碼器作為位置反饋，絕對值編碼器具有返回值與實際位置一一對應、斷電后位置信息不丟失等優(yōu)點，在使用時給用戶帶來了很多方便，比如在設備重新上電時，不需要重新尋找參考點（回零）。

    不過絕對值旋轉編碼器也有缺點，不管是單圈絕對值編碼器，還是多圈絕對值編碼器，它的測量范圍都是有限的。如果負載不停地單方向運行，那么一定會造成編碼器返回值溢出，此時編碼器的值又重新返回零，周而復始。此時如果設備重新上電，編碼器返回值是不包含溢出次數(shù)信息的，所得到的位置值也是不可用的。

    圖1絕對值旋轉編碼器的返回值與負載位置的關系

    問題1：在使用SINAMICSS120進行位置控制時，在采用絕對值編碼器作為位置反饋時，如果負載行程較長，超出了絕對值編碼器的測量范圍，那么在設備重新上電時，編碼器的返回位置r0483與負載實際位置是不匹配的。此時應該如何擴展絕對值編碼器的測量范圍，正確地讀取負載的位置？

    1.2如何正確使用測量齒輪

    在一些場合會使用測量齒輪改變電機或負載的轉速特性，以便于速度或位置的測量，如圖2所示為一個齒輪比為1：3的測量齒輪。如果所用的編碼器為絕對值編碼器，那么在發(fā)生溢出時，編碼器返回值的零點與電機/負載的零點就出現(xiàn)偏移，偏移量的大小取決于齒輪比。一旦編碼器返回值發(fā)生溢出，負載的實際位置值就不可用了。

    舉一個例子，在使用圖2的測量齒輪時，假設所用的編碼器是一個8圈的絕對值編碼器，那么默認情況下，編碼器返回位置、電機/負載的角度、編碼器的角度隨時間變化的關系如圖3所示。

    從圖3可以看出，在編碼器旋轉8圈以后發(fā)生溢出，每次溢出后編碼器返回值的零點與電機/負載的零點會有1/3圈的偏移，在發(fā)生溢出以后編碼器返回的位置值就不可用了。在溢出3次以后，編碼器返回值零點與電機/負載零點又重合了。

    問題2：在使用SINAMICSS120進行位置控制時，在采用絕對值編碼器作為位置反饋時，如果使用了測量齒輪，那么如何在編碼器溢出時，也能正確讀取電機/負載的實際位置？

    2SINAMICSS120位置跟蹤功能的使用

    2.1SINAMICSS120位置跟蹤功能概述

    SINAMICSS120位置跟蹤（PositionTracking）可用于：

    ?擴展絕對值編碼器的測量范圍

    ?在使用測量齒輪時，正確計算負載的位置

    該功能可通過參數(shù)P0411.0來激活，激活以后，編碼器溢出的次數(shù)信息會被保存在斷電保持數(shù)據(jù)區(qū)中，這樣即使編碼器返回值發(fā)生溢出，即使設備重新上電，也可以重新根據(jù)編碼器溢出次數(shù)和當前返回值計算出負載的當前位置。

    絕對值編碼器位置實際值保存在參數(shù)r0483中，r0483是一個無符號32位數(shù)，需要激活編碼器的控制字中第13位（GnSTW.13）才會將編碼器的實際值顯示在r0483中。如果P0411.0＝0，那么位置跟蹤功能未被激活，此時r0483中的位置值由以下數(shù)據(jù)構成：

    ?編碼器每轉脈沖數(shù)P0408

    ?編碼器信號細分位數(shù)P0419

    ?編碼器圈數(shù)P0421

    如果P0411.0＝1，那么位置跟蹤功能被激活，此時r0483中的位置由以下數(shù)據(jù)構成：

    ?編碼器每轉脈沖數(shù)P0408

    ?編碼器信號細分位數(shù)P0419

    ?絕對值旋轉編碼器虛擬圈數(shù)P0412

    如果沒有測量齒輪，編碼器的圈數(shù)即為P0421的值，如果P0421太小，不滿足負載行程要求，那么可以通過放大P0412來擴展絕對值編碼器的位置測量范圍。

    ?測量齒輪比P0433/P0432

    2.2擴展絕對值編碼器測量范圍的參數(shù)設置

    要擴展絕對值編碼器的測量范圍，可以在配置向導中編碼器配置畫面上進行設置。使用STARTER軟件打開項目，在ConfigDDS的配置向導中，在配置編碼器數(shù)據(jù)時，點擊Details按鈕，如圖5所示。

    在彈出的對話框中Details選項卡中，選擇激活位置跟蹤功能，并在虛擬圈數(shù)P0412中輸入需要的值，如圖6所示。配置完畢后，下載數(shù)據(jù)并保存。

    另外也可以在ONLINE情況下，通過參數(shù)表直接設置。使用PG/PC連接設備，在STARTER軟件中連接在線后，通過驅動器的ExpertList打開參數(shù)列表，依次設置以下參數(shù)即可。

    P0010＝4，EncoderCommissioning編碼器調試

    P0411.0＝Yes，ActivatePositionTracking激活位置跟蹤功能

    P0412＝600，SetVirtualRevolution設置虛擬圈數(shù)，根據(jù)實際情況調整

    P0010＝0，Ready返回就緒狀態(tài)

    2.3使用測量齒輪時的參數(shù)設置

    針對1.2節(jié)中的例子，編碼器每溢出一次，都會在電機/負載側產生1/3圈的偏移，每溢出3次以后，編碼器零點與電機/負載的零點重新吻合。在編碼器溢出時，電機/負載的位置就可能不正確了。

    此時需要激活位置跟蹤功能，并設置測量齒輪的齒輪比P0433和P0432，如圖7所示。本例中絕對值編碼器是一個8圈的絕對值編碼器，所以P0412=8。

    這樣可以擴展位置值r0483的表示范圍（如圖8所示），在使用測量齒輪時，即使發(fā)生編碼器返回值溢出，也能正確指示電機/負載的實際位置。