Codeur incrémental

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Codeur incrémental

Lycée Lislet Geoffroy
BTS MAI
Cod-2
TP2 - Codeur incrémental
Etre capable de :
•
•
•
•
Décrire l’allure des signaux délivrés par un codeur incrémental.
Enoncer les caractéristiques principales d’un codeur incrémental.
Connecter un codeur incrémental à une voie de comptage d’un
A.P.I.
Programmer une tâche évènementielle
•
•
Ressource documentaire du PL7 Pro.
Ressource documentaire de l’Intranet MAI
•
•
•
•
•
1 Codeur incrémentate
1 Automate TSX 17-3722
1 PC équipé du logiciel PL7-junior
1 Oscilloscope à mémoire
1 Alimentation stabilisée 24v continu
4h
Philippe HOARAU
TP_Codeur_Incrémental
P.C.
2 TS
Codeur Incrémental & Comptage rapide
GPC2
M.A.I.
1 Approche fonctionnelle
Les capteurs de déplacement sont d’un usage très général, notamment dans les problèmes
d’asservissement, de mesure et de contrôle sur de nombreux types de machines. Les capteurs de
déplacement digitaux ou codeurs sont des capteurs délivrant, sous forme numérique, un signal de mesure
de déplacement linéaire ou angulaire.
Plusieurs technologies sont disponibles :
•
•
•
les codeurs optiques,
les codeurs synchro-machines,
les codeurs à contact.
W
MESURER
Un déplacement
Linéaire ou Angulaire
Déplacement à
mesurer (grandeur
physique)
Image du déplacement
(grandeur électrique)
2 Approche matérielle
Le document ressource RPC1 présente différentes technologies de codeurs de déplacement tels que :
•
•
•
Codeurs optiques
Codeurs synchro-machine
Codeurs à contact
Avant d’aborder la suite du TP nous vous recommandons de lire le chapitre 1 du document RPC1 et plus
particulièrement la partie concernant le codeur optique incrémental. L’étude du codeur optique absolu sera
abordée au cours du TP2.
Philippe HOARAU
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2 TS
GPC2
M.A.I.
2.1 Principe de fonctionnement du codeur incrémental
Le document RPC1 vous a permis de découvrir la technologie des codeurs incrémentaux.
Dans ce chapitre vous allez visualiser les signaux délivrés par ce type de codeur.
ATTENTION
Toutes les connexions ou déconnexions devront se
faire hors alimentation des codeurs, au risque de
détériorer ces derniers.
1) Connectez le codeur aux entrées TOR de l’API TSX17-20 en respectant le schéma suivant . Connectez
également les deux voies A et B du codeur aux deux canaux de l’oscilloscope afin de visualiser les signaux
délivrés par le codeur.
Alim 24 v continu
-
+
Vers 0v API
(Z) Vers %I0,4
Oscilloscope à mémoire
Voie A du
codeur sur Ch2
voie B sur Ch1
Codeur
B
A
2) Appeler le professeur pour vérification
3) Mettre sous tension l’API, l’Alimentation 24v et l’oscilloscope
4) Tourner l’axe du codeur
(les deux entrées de l’API doivent clignoter.)
5) Régler l’oscilloscope sur les calibres suivants et décalez les deux voies A & B pour les visualiser
simultanément.
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Ordonnée : 1 carreau = ……V
Abscisse :
1 carreau = ……s
6) Tourner l’axe du codeur
(Les deux signaux A & B doivent défiler à l’écran.)
7) Tout en tournant l’axe du codeur, mémoriser à l’oscilloscope les signaux des voies A & B de telle sorte
que l’écran fasse apparaître au moins 3 changements d’état de chacune des voies.
8) Relever sur votre feuille réponse, l’allure des signaux A & B pour les deux sens de rotation du codeur.
2.2 Détermination du sens de rotation
Codeur
incrémental
Sur certaines machines il est nécessaire de
mesurer le déplacement suivant deux sens.
L’utilisation des deux voies A & B d’un codeur
incrémental permet alors de différencier les deux
sens de rotation de son axe.
En exploitant les résultats obtenus à la question
précédente, déterminez toutes les équations en
fonction de A et de B permettant de déterminer le
sens de rotation du codeur. (Question 2 QPC1)
Table
Moteur
Vis
(P=4mm)
Figure 1
3 Comptage 500Hz sur entrées TOR des bases TSX-37
Sur les bases TSX 37, les quatre premières
entrées d’un module E/S TOR situé en
position 1 (%I1.0 à %I1.3) peuvent être
utilisées pour effectuer du comptage à une
fréquence maximale de 500 Hz. 2 voies de
comptage permettent ainsi de réaliser une
fonction COMPTAGE, DECOMPTAGE ou
COMPTAGE
/
DECOMPTAGE
par
configuration logicielle.
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La fonction comptage/décomptage réalise à
partir d’un même compteur le comptage et
le décomptage d’impulsions (sur 24 bits +
signe) à partir d’une valeur de présélection
comprise
dans
la
plage
de
comptage/décomptage.
La plage de comptage est comprise entre 16777216 et +16777215 avec possibilité de
définir deux consignes (haute et basse)
Le passage à la valeur de consigne est
signalé.
La valeur courante du compteur est en permanence
comparée à deux seuils réglables (seuil 0 et seuil 1)
Les impulsions de comptage sont reçues sur les entrées IA
et IB (%I1.0 et %I1.1 pour la voie 0 ou %I1.2 et %I1.3pour
la voie 1).
.
Connectez la voie A du codeur à l’entrée IA (%I1.0), la voie B à l’entrée IB (%I1.1), la voie TOP ZERO
à l’entrée %I1.4 et configurez la voie 0 en compteur/décompteur en suivant la procédure ci-dessous.
1. Ouvrir l’application « PL7-Junior »
2. Créez une nouvelle application et configurez-la en fonction du matériel mis à votre disposition. Vous
n’aurez pas à programmer en GRAFCET.
3. Ouvrir la fenêtre « configuration » (
) et cliquer deux fois sur le module 1.
Sélectionner « Paramètres »
Sélectionner la voie 0
Ouvrir ensuite la
fenêtre de
paramétrage de la
voie de comptage.
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4. Configurez la voie 0 en mode « COMPTAGE / DECOMPTAGE»
Sélectionner « configuration »
Fonction« Comptage/ Décomptage »
Interface d’entrée = Codeur incrémental
Associer le compteur à la
tâche évènementielle 0
5. Réglez les valeurs des seuils
Sélectionner le mode « Réglage » et règler les
seuil 0 & 1 ainsi que les valeurs de consignes.
6. Valider les réglages en cliquant sur
7. Passer en mode connecté ( )
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dans la barre d’outils.
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Sans quitter la fenêtre de paramétrage de la voie de comptage.
Sélectionner le mode mise au point
Sélectionner vue détaillée
8. Vérifier le bon fonctionnement à l’aide de l’écran de mise au point suivant :
Validation ou non de la voie de
comptage.
Ces quatre curseurs indiques la position
de la valeur courante par rapport aux
seuils et consignes réglés.
Ecriture de la valeur de la présélection dans la valeur
courante
En faisant tourner l’axe du codeur, les impulsions délivrées par celui-ci sur l’entrée %I1.0 sont comptées (si
la voie de comptage est validée)
Compléter la question 3 QPC1
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4 Voies de comptage intégrées aux bases TSX 37-22
Une base TSX 37-22 possède 2 voies de comptage intégrées
qui permettent de réaliser les fonctions de comptage à une
fréquence maximale de 10 kHz.
Le raccordement automate / codeur avec sorties Totem Pôle est réalisé de la façon suivante :
(1) Masse.
Connecter le codeur à la voie de comptage 11 du TSX 37
1. Déconnecter les voies A et B des entrées TOR de l’API. (Laisser la voie TOP ZERO connectée).
2. Créer une nouvelle application (« Fichier, Nouveau »)
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3. Configurer la voie de comptage rapide 11
A partir de la fenêtre « Configuration » double
cliquer sur la zone « Comptage »
4. Régler les paramètres suivants :
5. Valider la configuration en cliquant sur
dans la barre d’outils
6. Sélectionner le mode réglage et ajuster les paramètres suivants :
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dans la barre d’outils
7. Valider les réglages en cliquant sur
8. Passer en mode connecté ( )
9. Sélectionner ensuite le mode mise au point de la voie 11
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4.1 Comptage x 4
Dans le cas des configurations précédentes, seuls les fronts montants de la voie B sont comptés. Il est
également possible de compter tous les changements d’états ( et ) de chacune des voies A et B. Cette
technique permet de multiplier par 4 la résolution du codeur.
Mode multiplication par 1
0
1
2
3
4
5
Mode multiplication par 4
-1
1
0
3
2
5
4
7
6
9
8
11
10
13
12
15
14
17
16
19
18
20
21
22
Le prix d’un codeur incrémental étant proportionnel à sa résolution, on peut ainsi utiliser un codeur dont la
résolution est 4 fois inférieure à la résolution théorique calculée par rapport à l’application.
Configurez la voie 11 de comptage en sélectionnant l’option de multiplication par 4.
Option de multiplication.
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5 TRAITEMENT EVENEMENTIEL
Il est possible d’associer un traitement événementiel à une voie de comptage / décomptage lors de la
configuration. Dans la mesure où ils sont démasqués, les événements franchissement des seuils et
consignes peuvent activer le traitement événementiel.
DEMASQUAGE EVENEMENTS
Traitement événement franchissement seuil 0
Traitement événement franchissement seuil 1
Traitement événement franchissement consigne haute
Traitement événement franchissement consigne basse
COMPTEUR/DECOMPTEUR
Consigne haute
(mesure courante)
Consigne basse
Seuil 1
Seuil 0
EVENEMENTS
Franchissement Seuil 0
Franchissement Seuil 1
Franchissement Consigne haute
Franchissement consigne basse
Lorsque le traitement d’une tâche événementielle est validée dans un programme, dès l’apparition d’un
évènement tel que le franchissement d’un seuil ou d’une consigne, le programme correspondant à la tâche
événementielle est exécuté immédiatement quel que soit le traitement en cours au moment de l’apparition
de l’événement.
Cela permet de réaliser des actions réflexes
TACHE EVENEMENTIELLE
TACHE MAITRE
Cycle i
Cycle i+1
Cycle i+2
Lecture des entrées
Traitement du programme
Ecriture des sorties
Chaque exécution d’une tâche évènementielle rallonge d’autant le cycle de scrutation de l’API. Par
conséquent, le programme de la tâche événementielle doit être le plus court possible.
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5.1 Objets langage associés à la voie de comptage.
Rappel : les voies de comptage intégrées (module 0) du TSX 37 sont repérées 11 et 12.
Dans l’adressage des objets associés à la voie de comptage, x représente le N° du module et i le N° de la
voie.
Exemple :
%MDx.i.6
%MD0.11.6
Module
0
Indice
6
Voie
11
Le bit de rang n d’un mot est repéré par :Xn
Exemple :
%IW0.11.2 :X7
8ème bit du mot %IW0.11.2
X
1
5
X
1
4
X
1
3
X
1
2
X
1
1
X
1
0
X
9
X
8
X
7
X
6
X
5
X
4
X
3
X
2
X
1
X
0
%IW0.11.2 = 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0
%IW0.11.2 :X7
1.
2.
3.
4.
Ouvrir l’application « CODEUR1 »
Ouvrir la table d’animation « OBJETS_VOIE11 »
Sélectionner la mémoire TSX
Passer l’automate en STOP
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5.2 Programmation de la tâche événementielle
Le programme « CODEUR1 » est un programme bi-tâche (Tâche Maître + Tâche événementielle).
Les phases et les précautions nécessaires à la programmation et à l’exécution du traitement événementiel
sont les suivantes :
PHASE 1
CONFIGURATION DE L’EVENEMENT :
- Associer un traitement à la voie de comptage (mode configuration)
DEMASQUAGE DES EVENEMENTS
PHASE 2
-
Au niveau système : par le bit %S38
Au niveau de la tâche MAST : par l’instruction UNMASKEVT
Au niveau de la voie de comptage, par les bits de traitement des
événements %Iwx.i.3 :X0 à %Iwx.i.3 :X15
CREATION DU PROGRAMME EVENEMENTIEL
PHASE 3
-
Saisir le programme événementiel, associer des actions réflexes aux
événements.
DEMASQUAGE DES EVENEMENTS à partir de la tâche maître
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•
•
•
•
GPC2
Démasquage des événements à l’aide du bit système %S38 :
Pour que le traitement événementiel puisse être exécuté, il est nécessaire de positionner à 1 le bit
%S38.
Démasquage des événements à l’aide de l’instruction UNMASKEVT :
Pour que le traitement événementiel soit pris en compte dès l’occurrence de l’événement, il est
nécessaire que le programme exécuté en tâche MAST utilise l’instruction UNMASKEVT.
Démasquage des événements de la voie de comptage par programme :
Pour que les événements puissent déclencher le traitement événementiel de la voie de comptage, il est
nécessaire de les démasquer (%QWx.i.3 :X5 à %QWx.i.3 :X8). Dans cet exemple les événements sont
démasqués si %I1.8 = 1.
Validation de la voie de comptage %Q0.11 (par la mise à 1 de l’entrée %I1.7 dans cet exemple).
EXECUTION DE LA TÂCHE EVENEMENTIELLE
Si la tâche événementielle est validée (%S38, UNMASKEVT, %Qx.i.1 :Xj), à chaque occurrence d’un
événement, le programme MAITRE est interrompu et là tâche évènementielle associée à la voie de
comptage est exécutée. En l’absence d’événement ou si la tâche événementielle n’est pas validée, le
programme correspondant à la tâche événementielle n’est pas scruté.
Dans la tâche événementielle Evt0 ci-dessus, suivant l’évènement détecté, on active les sorties %Q2.0 à
%Q2.3.
6 APPLICATION
Philippe HOARAU

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