AL-1450 - Módulo Contador Rápido c/ Interface
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1. FONTE AUX 92062588A O transdutor tico linear ou rotativo fornece sinais senoidais defasados de 90 entre si com baixa capacidade de corrente Altus Sistemas de Inform tica S A AL 1450 Revis o O conformador de sinais PULSE SHAPER recebe os sinais do transdutor amplifica estes sinais e os transforma em sinais retangulares que s o enviados para o AL 1450 Al m disto o conformador de sinais fornece a alimenta o para o sistema de l mpadas fotoc lulas do transdutor Para tanto o conformador de sinais recebe energia de uma fonte auxiliar tipicamente de 5 V 400 mA O conformador de sinais deve situar se o mais pr ximo poss vel do transdutor e as liga es entre os elementos do sistema devem ser feitas por meio de cabos blindados aterrados em uma das extremidades Para obter se informa es sobre o cabo que ligado ao m dulo contador r pido deve se consultar as especifica es sobre o cabo que ligado ao m dulo contador r pido deve se consultar as especifica es do PULSE SHAPER ou as do pr prio transdutor tico caso ela possua internamente o PULSE SHAPER com rela o ao comprimento m ximo do cabo Os seguintes sinais provenientes do conformador devem ser conectados ao AL 1450 E Os dois canais de sa da Ual e Ua2 s entradas CNLA e CNLB do m dulo m O terra GND e a blindagem entrada GND m Opcionalmente o sinal de refer ncia Ua0 ou marca zero entrada Z2. E resolu o 360 p m graus ou E resolu o 360 4 m g graus onde h espa amento entre tra os em graus m fator de multiplica o do conformador q n mero de pulsos por volta E fcmax Wmax 60 r Hz onde fcmax m xima frequ ncia de contagem em Hz Wmax m xima velocidade angular em graus min r resolu o em graus 3 6 5 M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100 615 7 5 6 2 Exemplo de Aplica o Deseja se atuar no posicionamento de uma mesa que se desloca com um curso de 32 cm velocidade m xima de 8 m min acelera o m xima de 12 m s2 e com uma resolu o de cent simo de mil metro Seguindo o procedimento sugerido tem se 1 fcmax 8 60 0 01 13 33 kHz que est dentro dos limites de opera o do AL 1450 2 N mero de d gitos INT 1 log 320 0 01 5 Ainda sobra um d gito no contador 3 resolu o d p m se d 40 um e r 0 01 mm 10 um e p 4 Modo 3 ent o m 40 10 4 1 Portanto pode ser adotado conformador de sinais com fator multiplicativo igual a 1 interface configurada no MODO 3 4 A r gua adotada compat vel com as especifica es do processo 5 Procedimento revisado OK Altus Sistemas de Inform tica S A M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100 615 7 6 Programa o 6 1 S rie AL 1000 A programa o do m dulo AL 1450 na s rie AL 1000 est descrita no Manual de Programa
3. M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100 615 7 5 4 Pontes de Ajuste 5 4 1 Unidade Processadora de Contagem O modo de opera o da unidade processadora de contagem selecionado pelas pontes de ajuste PA1 a PA4 conforme Modo Colocar PALS PAS ATEN O A coloca o das pontes de ajuste PA1 a PA4 deve ser feita somente nas combina es acima indicadas 5 4 2 Threshold das Entradas Sem as seguintes pontes de ajuste o threshold fica em 1 7 Vdc ao passo que com as pontes colocadas o threshold passa para 6 Vdc PAS PAT ZERO REF PA9 recomendado adotar threshold de 1 7 Vdc para sinais com n vel TTL 5 V e de 6 Vdc para sinais com 12 ou 24 V 5 4 3 Filtros das Entradas A a o dos filtros das entradas pode ser refor ada para opera o em ambientes ruidosos eletricamente O refor o dos filtros implica em uma queda no desempenho em frequ ncia A coloca o das seguintes pontes de ajuste seleciona refor o nos filtros das respectivas entradas pas pas ZERO REF PA10 5 4 4 Leitura Instant nea A coloca o da ponte de ajuste PA11 desabilita a ativa o de pedido de leitura instant nea 5 5 Conex o com Transdutores de Posi o O esquema b sico de interfaceamento do m dulo com transdutores ticos apresentado a seguir TRANSDUTOR OTICO AL 1450 PULSE LA l SHAPER Prge gt
4. 64 mA 12 V O acionamento de cada rel aumenta o consumo em 40 mA na fonte de 12 V 4 Dimens es F sicas S o Im gt ils 169 6 SISSISISOO 920620698 155 0 e 31 75 3 6 1 M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100 615 7 5 Utiliza o 5 1 Descri o do M dulo 5 1 1 Descri o Funcional O m dulo possui como unidade central um contador BCD com 6 d cadas 24 bits cobrindo a faixa de n meros inteiros entre 999 999 e 999 999 ENTRADAS LETURA ZERO CANAL CANAL NSTANT NEA REFER NCA A B terace hterfice hterfice hter ce Entada Entada Entada Entada L gta E Unidade Leima Logra Prcessadora k Ref nch stant nea de Contagem s CONTADOR gt Ativa o ZERO A Res I de D COMPARADOR gt Sa da gt COMPARA O j k Registador de Com para o Comandos Dados Habilta es Estado do m dub UCE Este contador pode ser zerado ou pr selecionado atrav s de comandos provenientes da UCP AL 1000 por meio da Instru o Especial 18 ou da UCP AL 2000 por meio da fun o F CONTR 004 que executam todas as tarefas de comunica o entre o m dulo e a UCP A contagem realizada em fun o dos sinais el tricos presentes nos canais A e B
5. AL 1450 Revis o 1 Descri o do Produto O contador r pido AL 1450 integrante das s ries AL 600 AL 1000 e AL 2000 de controladores program veis Este m dulo possibilita a contagem de pulsos com elevada frequ ncia at 160 kHz ou com dura o muito pequena Possui a caracter stica adicional de ser compat vel com os transdutores de posi o ticos lineares ou rotativos Desta forma o controlador program vel adquire a capacidade de executar tarefas de posicionamento com precis o microm trica 2 Itens Integrantes A embalagem do produto cont m o seguinte item m AL 1450 m dulo contador r pido com interface para transdutor de posi o 3 Caracter sticas Funcionais 3 1 Caracter sticas Gerais E LED de atividade indicando que o m dulo est sendo acessado E Temperatura de opera o O a 55 C excede a norma IEC 1131 m Temperatura de armazenagem 25 a 75 C conforme a norma IEC 1131 E Umidade de opera o 5 a 95 sem condensa o conforme norma IEC 1131 n vel RH2 E Peso sem embalagem 250 g com embalagem 310 g E ndice de prote o IP 20 contra acessos incidentais dos dedos e sem prote o contra gua conforme norma IEC Pub 144 1963 3 2 Caracter sticas El tricas E Entradas imped ncia de entrada 5 kQ threshold 1 7 ou 6 0 V tens o m xima 24 V E Sa das contatos secos NA ou NF capacidade de corrente 1 A 250 V E Consumo
6. o CPs AL 1000 AL 500 Instru o Especial 18 6 2 S ries AL 600 e AL 2000 A programa o do m dulo AL 1450 na s rie AL 2000 est descrita no manual de utiliza o do programador fun o F CONTR 004 7 Manuais Para maiores informa es sobre instala o e utiliza o dos m dulos de E S consultar tamb m o manual de utiliza o do CP utilizado Para informa es sobre programa o consultar o manual de utiliza o do software programador Altus Sistemas de Inform tica S A AL 1450 Revis o 3 6 6
7. Estes sinais s o filtrados e amplificados pelas interfaces de entrada e interpretados pela unidade processadora de contagem que conforme o modo de opera o determina o n mero de pulsos de contagem e a sua dire o ascendente ou descendente Quando ocorre overflow positivo ou negativo o contador assume no mesmo instante o valor zero recome ando a contagem na mesma dire o que estava contando antes do overflow O valor do contador tamb m pode ser zerado por meio de um pulso na entrada ZERO REFERENCIA Z REF A atua o desta entrada depende de habilita o fornecida por software na UCP CMP1 CMP2 ZER 1 ZER 2 GND CNLA CNLB Z REF INST GND Detalhe do Conector do AL 1450 Quando a entrada LEITURA INSTANT NEA INST ativada o valor do contador memorizado naquele instante em um registrador sem interromper a contagem A ativa o deste sinal gera um pulso na sa da correspondente da Instru o Especial 18 ou da fun o F CONTR 004 conforme o caso A primeira leitura ap s este evento denominada Atendimento de Leitura Instant nea quando ent o lido o valor do contador no Altus Sistemas de Inform tica S A M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100 615 7 instante em que houve o pedido de leitura instant nea As leituras subsequentes fornecer o o valor atual da contagem Esta entrada pode ser de
8. de contagem por per odo do sinal de entrada x 4 enquanto que no modo 4 s o gerados 2 3 6 2 AL 1450 Revis o Os limites de frequ ncia envolvidos nestes casos s o d lt gt CANALA CANALB tias O que an tca gt Modo 3 Modo 4 tca per odo do canal gt 25 us 40 us gt 12ys 20 us fca freg do canal lt 40 kHz 25 kHz lt 80kHz 50 kHz fc freq de contagem gt 160 kHz 100 kHz lt 160kHz 100 kHz d rela o de fase 90 10 90 10 ou Modo 3 Modo 4 tca per odo do canal gt 33 us 50 us gt 16 ps 25 us fca freq do canal lt 30 kHz 20 kHz lt 60kHz 40 kHz fc freq de contagem gt 120 kHz 80 kHz lt 120kHz 80 kHz d rela o de fase 90 30 90 30 Os limites s o especificados em fun o da toler ncia da rela o de fase existente entre os dois sinais A aplica o b sica destes dois modos o interfaceamento com transdutores ticos de posi o 5 2 Entradas No conector do painel aparecem as seguintes entradas m CNLA e CNLB estas entradas correspondentes ao canal A e canal B respectivamente s o interpretadas pela unidade processadora de contagem a qual fornece conforme a sua programa o a dire o e os pulsos de contagem Os sinais aplicados a estas entradas devem obedecer aos limites de frequ ncia impostos pelo modo de opera o escolh
9. 615 7 FEN VIN 92062058A 5 3 Sa das No conector do painel aparecem as seguintes sa das m CMP1 e CMP2 contatos secos de rel s NA ou NF ativados sempre que o conte do do contador for igual ao do registrador de compara o m ZER1 e ZER2 contatos secos de rel s NA ou NF ativados sempre que o valor do contador for igual a zero Cada uma destas sa das possui um monoest vel retrig vel que garante um per odo de acionamento por 120 ms al m do tempo em que a condi o de ativa o for v lida E importante notar que a ativa o destas sa das processada no pr prio m dulo sem haver necessidade de interven o por parte da UCP Desta forma s o evitados atrasos dependentes da varredura do programa que podem ser grandes e vari veis O nico atraso que existe o tempo de acionamento dos rel s de aproximadamente 10 ms Este tempo de atraso constante de forma que pode ser previsto nas aplica es em que ele significativo perante os outros tempos do processo de posicionamento ou contagem A capacidade de corrente do acionamento dos contatos de 1 A 250 V A sele o de contatos NA ou NF para cada caso feita atrav s de pontes de solda na face inferior da placa do m dulo rev B conforme explicado pelo desenho a seguir 0 0 PANEL E w CONTATOS ums lt l PLACA NF CONECTOR NA l CONTATOS ZERO lt NF A 92062070A Altus Sistemas de Inform tica S A
10. REF Trocando se entre si as liga es do CNLA e CNLB inverte se o sentido da contagem 5 6 Especifica o de Transdutores Os par metros que determinam a especifica o de um transdutor tico linear a ser acoplado ao AL 1450 s o m Comprimento f sico da r gua E Resolu o E Velocidade m xima de deslocamento E Acelera o m xima Quanto ao comprimento f sico este deve ser adotado de forma a ser compat vel com o deslocamento desejado Os fabricantes de transdutores lineares r guas ticas oferecem comprimentos padr es que variam entre 0 22 m a 3 00 m A resolu o desejada usualmente de cent simo ou mil simo de mil metro 1 micron embora seja poss vel obter outras E conveniente adotar resolu o tal que permita representar o comprimento escolhido com seis ou menos d gitos significativos A capacidade m xima do AL 1450 de seis d gitos Em caso de utilizar se mais deve ser feita a l gica de carry em software aproveitando o sinal de compara o por zero Tem se que N mero de d gitos INT 1 log 1 r onde comprimento da r gua em mm r resolu o em mm A resolu o obtida fun o da gradua o da r gua espa amento entre tra os do fator de multiplica o do conformador de sinais e do modo de opera o da interface Modo 3 ou 4 oportuno esclarecer que tipicamente existem conformadores de sinais ditos X1 X5 e X10 que aumentam a resolu o por um fat
11. anal A implica em contagem ascendente e n vel l gico 0 em contagem descendente Neste modo observam se os seguintes limites de frequ ncia Revis o CANAL A Nesta configura o um pulso positivo aplicado ao canal A produz um incremento do valor do contador enquanto que no canal B produz um decremento do valor de contagem CANALB Se for desejada uma contagem unidirecional basta utilizar somente o canal desejado deixando o outro aterrado seest gt Neste modo observam se os seguintes limites de frequ ncia te tc per odo de contagem gt 10us 30 ps fc frequ ncia de contagem lt 100 kHz 33 kHz tl dura o do pulso 2 5ps 15 us tp per odo entre pulsos gt 5ps 15 us tl td set up de dire o gt 5ys 15 us CANALA E Modos 3 e 4 CANALB tc per odo de contagem gt 1 fc frequ ncia de contagem lt 1 tl dura o do pulso gt 5ps 15 us tp per odo entre pulsos gt 25 P as transi es Ops 30 ps 00 kHz 33 kHz us 15 us pulsos por per odo x 2 Altus Sistemas de Inform tica S A Nestes modos a unidade processadora de contagem decodifica os sinais de entrada em quadratura de acordo com o padr o usualmente fornecido por transdutores ticos de posi o A Po dire o obtida a partir da rela o de fase entre os sinais enquanto que os pulsos de contagem est o relacionados com No modo 3 s o gerados 4 pulsos
12. esolu o adotada compat vel com Vmax e femax limite de femax conforme se o 5 1 2 2 Verificar n mero de d gitos necess rios para representar o valor de comprimento com a resolu o adotada Em caso de exceder a 6 avaliar a rela o custo benef cio de adotar l gica utilizando a sa da de passagem por zero da sa da da Instru o Especial 18 ou da fun o F CONTR 004 como carry para contador implementado em software a capacidade m xima do Contador R pido 6 d gitos se for o caso ent o necess rio adotar outra resolu o e recome ar o procedimento de especifica o 3 Com o aux lio da express o que relaciona resolu o espa amento entre tra os da r gua e fatores de multiplica o do conformador de sinais e da interface proceder de forma iterativa at chegar especifica o do transdutor e conformador que forne am a resolu o desejada incluindo sele o de opera o da interface em Modo 3 ou 4 4 Verificar as demais caracter sticas do transdutor como por exemplo a acelera o m xima temperatura de trabalho veda o dimens es e outras 5 Revisar o procedimento de especifica o realizado Para transdutores rotativos o procedimento o mesmo apenas com as seguintes diferen as m N mero de d gitos INT 1 log g r onde 9 graus percorridos no percurso em caso de zerar o contador a cada volta g 380 r resolu o em graus forma decimal de representa o
13. ido m Z REF a ativa o desta entrada ZERO REFER NCIA sens vel ao n vel l gico 1 provocando o zeramento do valor do contador se habilitada por programa o E INST a ativa o desta fun o LEITURA INSTANT NEA sens vel transi o de n vel l gico O para 1 na entrada se n o estiver desabilitada pela ponte de ajuste correspondente Todas as entradas acima descritas com exce o da leitura instant nea possuem sele o de n vel de threshold tens o a partir da qual reconhecido n vel l gico 1 na entrada e intensidade do filtro passa baixas de entrada permite refor o na a o do filtro para opera o em ambientes ruidosos Esta sele o feita atrav s de pontes de ajuste na placa do m dulo descritas na se o 5 4 A a o do filtro de entrada refor ado reflete se nas especifica es de frequ ncias m ximas de trabalho conforme descrito nos modos de opera o da Unidade Processadora de Contagem A entrada leitura instant nea s opera com threshold de 1 7 Vdc TTL apesar de tamb m suportar 24 Vdc aplicados ao borne correspondente A seguir resumem se as caracter sticas das entradas E N veis de threshold 1 7 Vdc TTL ou 6 Vdc para sistemas alimentados com 12 ou 24 V m M xima tens o de entrada 24 Vdc E Imped ncia de entrada 5 kQ O esquema el trico simplificado das entradas o seguinte 3 6 3 M dulo Contador R pido c Interface C d Doc 6100
14. or de 1 5 e 10 vezes respectivamente Assim pode se calcular a resolu o obtida por resolu o d p m um onde d espa amento entre tra os da r gua em microns m fator de multiplica o do conformador de sinais p fator de multiplica o da interface MODO 3 p 4 MODO 4 p 2 Em outras palavras resolu o significa o quanto o cursor da r gua deve se deslocar para incrementar de 1 o valor do contador 3 6 4 AL 1450 Revis o Assim dist ncia real resolu o valor do contador Quanto aos valores m ximos da velocidade de deslocamento e da acelera o deve ser verificado em primeiro lugar se o transdutor escolhido suporta os valores envolvidos no processo Em segundo lugar deve ser avaliado o valor m ximo da frequ ncia de contagem fc que tem seu limite em 160 kHz 100 kHz Tem se que fcmax Vmax 60 r onde fcmax m xima frequ ncia de contagem obtida em kHz Vmax m xima velocidade de deslocamento em m min r resolu o em mm Deve ser previsto pelo usu rio que dist rbios mec nicos tais como impactos violentos podem ocasionar vibra es de alta frequ ncia que n o s o capturados pela interface de posi o Desta forma important ssimo considerar que os valores especificados de velocidade frequ ncia s o efetivamente os m ximos toler ncias devem ser previstas conforme a aplica o 5 6 1 Procedimento de Especifica o 1 Verificar se a r
15. sabilitada por meio de uma ponte de ajuste na placa do m dulo Exemplo de funcionamento da entrada LEITURA INSTANT NEA INST 2 3 AL 1450 Contagem DA 1 A2 Leitura aya y5 NEDE 3 yoy I 14 15 Ya16 Ya7 Y18419 V20 21 1 22 23 424 25 Leitura Instant nea 7 Valor Lido 0 2 5 22 1 Contagem no Momento do Pedido de Leitura Instant nea 2 Atendimento de Leitura Instant nea 3 Valor Lido Igual Contagem no Momento do Pedido de Leitura Instant nea Associado ao contador existe o registrador de compara o cujo valor carregado pela UCP O m dulo possui dois pontos de sa da contatos de rel um ativado quando o valor do contador zero e outro quando o contador atinge valor igual ao do registrador de compara o Estas sa das a rel s o habilitadas ou n o de acordo com os comandos fornecidos pela UCP atrav s de programa o 5 1 2 Modos de Opera o A unidade processadora de contagem pode operar em quatro modos distintos atendendo a um amplo espectro de aplica es Sua programa o realizada por meio de pontes de ajuste na placa do m dulo Os valores entre par nteses nas especifica es a seguir referem se ao caso de ser utilizada filtragem adicional nas entradas se o 5 2 E Modo 1 m Modo 2 Com a sele o do modo 2 o pulso de contagem deve ser aplicado ao canal B enquanto que a dire o fornecida ao canal A N vel l gico 1 no C
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