一种编码器故障检测电路制造技术

一种编码器故障检测电路，包括依序连接的光耦检测电路、信息汇总电路、滤波抗扰电路以及DSP电平检测电路，所述光耦检测电路输入端连接编码器，所述DSP电平检测电路输出端连接电机控制回路，所述光耦检测电路包括光耦件，所述光耦件原边接有限流电阻，其副边的集电极接5V电源，发射极接输出电阻第一端以及滤波电容第一端，所述输出电阻第二端以及滤波电容第二端接GND；所述信息汇总电路包括与门电路,所述与门电路包含有若干个输入端，该与门电路输出端经由滤波电路输出。其优点是结构简单，在编码器断线或者故障时能够快速、可靠检测出来，防止电机运行出现剧烈振动、电流过大而损坏电机、驱动器以及设备。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器故障检测电路[
]本技术涉及伺服系统控制电路，尤其涉及一种编码器故障检测电路。[
技术介绍
]伺服系统一般会为电机安装旋转编码器，将电机的旋转位置和速度信息转化成电信号，伺服驱动器接收到以电信号形式传过来的电机位置和速度信号之后可以对电机进行更为高效、精确和可靠的控制。光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置构成，在伺服系统中，光栅盘与电动机同轴致使电动机的旋转带动光栅盘的旋转，再经光电检测装置输出若干个脉冲信号，根据该信号的每秒脉冲数便可计算当前电动机的转速。光电编码器的码盘输出两个相位差相差90度的正交方波脉冲信号，一般称为A和B，根据正交方波电平状态的改变便可判断出电动机的旋转方向。一般编码器除了A/B信号以外，还可能有Z信号和U/V/W信号，其中Z信号可用于找零位以及对A/B脉冲进行校正，如果A/B信号因为干扰导致脉冲计数出现错误，可通过Z信号进行校正；U/V/W信号则可以把电机360度的电角度分成6个象限，电机在开始运行时，通过检测U/V/W的状态确定电机处在哪个象限，以防止电机出现反转，并获得较大的启动转矩。伺服系统配置编码器带来控制显著提升同时也会带来一些风险，比如说编码器断线、编码器故障以及编码器干扰等。断线可能因为一开始就没接入编码器，或者在运行过程中，整个编码器线掉落、个别信号线断开；故障可能因为电源问题、外部电信号引入、信号线之间短路等；如果伺服系统在编码器断线或做编码器发生故障时还按正常的依赖编码器的反馈对电机进行控制，会出现诸如电机剧烈震荡、电流很大、电机转不动、反转、甚至飞车等问题，所以需要对编码器断线和故障进行识别，当识别到编码器断线和故障时，就不要运行或者马上停止运行。传统的编码器断线和故障检测通过软件来检测，软件检测方式有很多干扰项，比如说编码器本身的电磁干扰、电机本身运行状况(比如说堵转等)等会导致出现错误的判断，容易出现漏报和错报，影响电机正常运行或者错误的报编码器故障等，也影响应用人员对问题的排查。比如说采用软件检测编码器故障，可能导致干扰很严重时，会误报编码器故障，但实际编码器本身没有问题，是整个系统干扰问题，会给现场问题排查时提供错误的信息。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种编码器故障检测电路。旨在通过硬件电路对编码器信号断线和故障进行检测，结合软件简单的判断，不依赖于电机实际运行状况，也不受干扰影响，且能识别编码器多种故障状态，可以快速、有效并可靠的检测编码器故障。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种编码器故障检测电路，其特征在于：包括依序连接的光耦检测电路、信息汇总电路、滤波抗扰电路以及DSP电平检测电路，所述光耦检测电路输入端连接编码器，所述DSP电平检测电路输出端连接电机控制回路。所述光耦检测电路包括光耦件，所述光耦件原边的两个输入端分别接有限流电阻，其副边的三极管集电极接5V电源，该三极管发射极接输出电阻第一端以及滤波电容第一端，所述输出电阻第二端以及滤波电容第二端接GND。所述信息汇总电路包括与门电路,所述与门电路包含有与光耦件数量相同的若干个输入端，该与门电路输出端经由电阻和电容组成的滤波电路输出。伺服系统用的编码器一般有三路，本技术可以有三路光耦件检测电路分别对每一路信号进行检测，所述与门电路有三个输入端分别与三路光耦件检测电路的输出端连接。所述与门电路可以包括两个两输入端的与门电路，第一与门电路输出端接第二与门电路的一个输入端，第一与门电路的两个输入端与第二与门电路一个输入端共同组成一个三输入端与门电路。技术的有益效果是：结构简单，在编码器断线或者故障时能够快速、可靠检测出来，驱动可及时停止运行，防止电机运行出现剧烈振动、电流过大而损坏电机、驱动器以及设备，也保证操作人员安全。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的描述。图1是本实用编码器故障检测电路的原理框图。图2是本实用编码器故障检测电路的光耦件检测电路3电路图。图3是本实用编码器故障检测电路的信息汇总电路4电路图。图4是本技术实施例中具有三路光耦件检测电路3及相应的信息汇总电路4电路图。具体实施方式参见附图，本技术一种编码器故障检测电路，其特征在于：包括依序连接的光耦件检测电路3、信息汇总电路4、滤波抗扰电路5以及DSP电平检测6，所述光耦件检测电路3输入端连接编码器2，所述DSP电平检测6输出端连接电机控制回路7，所述光耦件检测电路3包括光耦件U3，所述光耦件U3原边的两个输入端分别接有限流电阻R31和R32，其副边的三极管集电极接5V电源，该三极管发射极接输出电阻R37第一端以及滤波电容C28第一端，所述输出电阻R37第二端以及滤波电容C28第二端接GND；所述信息汇总电路4包括与门电路IC,所述与门电路IC包含有与光耦件U3数量相同的若干个输入端1se、2se、...、nse，该与门电路IC输出端Y经由电阻R40和电容C10组成的滤波电路输出。参见图4，是本技术具有三路检测路数的实施例电路图。伺服系统用的编码器共有三路，本技术有三路光耦件检测电路3分别对每一路信号进行检测，所述与门电路IC有三个输入端分别与三路光耦件检测电路3的输出端连接。所述与门电路IC包括两个两输入端的与门电路，第一与门电路输出端接第二与门电路的一个输入端，第一与门电路的两个输入端与第二与门电路一个输入端共同组成一个三输入端与门电路。参见图4，是本技术具有三路检测路数的实施例电路图。伺服系统用的编码器共有三路，每路信号都是一对差分、方波信号。本技术分别对每一路信号通过一个光耦件进行检测。差分信号A+/A-分别接到光耦件U3原边两端，光耦件U3原边两个管脚各串一个电阻，以限制流过光耦件原边二极管的电流。编码器正常时，A+和A-之间总是存在2V以上的压差，可能A+>A-，也可能A+<A-，由于使用的是双向光耦件，不管以上哪种情况，光耦件原边都有二极管流过电流，光耦件副边都可以导通。当编码器断线或者故障，A+和A-之间就不再存在2V以上的压差，光耦件原边两端悬浮或者压差为零，光耦件副边三极管将会关断。这是一路编码器信号的检测电路，其他路的检测电路结构跟这个一致。编码器正常时，光耦件导通，发射极输出高电平，编码器断线或者故障时，光耦件关断，发射极输出低电平。故障信号汇总电路主要由与门电路组成，门电路输入端数量取决于要检测的路数。每路编码器各有检测输出，为了减少DSP/MCU的管脚开销，需要把多路故障信息汇。本技术通过与门电路统一处理这些信号，如果编码器信号正常，那么所有检测通道都输出高电平，信号逻辑与之后输出高电平；只要其中一个通道出现断线或者故障，输出低电平，逻辑与电路将输出低电平，DSP/MCU就可根据这个低电平判断编码器出现故障或者断线，马上进行报警，作出停止或者禁止运行的相关处理。经过与门电路处理的信号送到DSP/MCU之前有一个RC滤波电路，可增强抗扰能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器故障检测电路，其特征在于：包括依序连接的光耦检测电路、信息汇总电路、滤波抗扰电路以及DSP电平检测电路，所述光耦检测电路输入端连接编码器，所述DSP电平检测电路输出端连接电机控制回路。

【技术特征摘要】
1.一种编码器故障检测电路，其特征在于：包括依序连接的光耦检测电路、信息汇总电路、滤波抗扰电路以及DSP电平检测电路，所述光耦检测电路输入端连接编码器，所述DSP电平检测电路输出端连接电机控制回路。2.根据权利要求1所述的一种编码器故障检测电路，其特征在于：所述光耦检测电路包括光耦件，所述光耦件原边的两个输入端分别接有限流电阻，其副边的三极管集电极接5V电源，该三极管发射极接输出电阻第一端以及滤波电容第一端，所述输出电阻第二端以及滤波电容第二端接GND。3.根据权利要求1所述的一种编码器故障检测电路，其特征在于：所述信息汇总电路包括与门电路,所述与门电路包含有与光耦件数量相同的若干个输入端，该与门电路输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王言荣，黄舜，黄柏洋，
申请(专利权)人：深圳市麦格米特驱动技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44