[实用新型]一种编码器故障检测电路

说明书

[技术领域]

本实用新型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。

[背景技术]

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。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型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。

本实用新型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，本实用新型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。

实用新型的有益效果是：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

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

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是本实用新型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