虹科技术 | 虹科EtherCAT增量编码器输入模块数据采集实操测试
编码器概述
编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
在实际应用中，ethercat编码器可以将设备的原始信号转换成ethercat通信信号，使得控制系统能够利用ethercat协议在提供纳秒级精确的同步、灵活的拓扑等方面的优势，进而能够以较低的成本实现精确可靠的控制。
虹科hk-mk5-5002 ethercat编码器
虹科hk-mk5-5002 编码器模块是一个用于 rs422 差分形式输出的增量编码器采集模块。带有32 位正交解码计数器，以及零脉冲、锁存信号的锁存器可读取锁存位置，并把计数与锁存结果通过总线通信传递给控制器，从而实现分布式的编码器采集。
该模块采用4 倍频对所有输入信号的边沿进行采样和计算，可以进一步提高分辨率和采集精度。
虹科hk-mk5-5002的输入通道与输出通道，ethercat通信接口以及电源接口，都拥有对应的led指示灯，用于快速观察和诊断信号与指令状态。
测试过程
step.1
.1
硬件连接
本文主要进行虹科hk-mk5-5002-t000编码器模块读取编码器数据的测试，以kpa studio软件作为ethercat端的虚拟主站，转动编码器时，在kpa上在线检测mk5 5002编码器模块采集到的数据。
在进行通信测试前，首先要对mk5-5002-t000编码器模块进行硬件连接，如图为完成连接后的硬件部分：
编码器a/b/z差分信号分别接入hk-mk5-5002模块通道1对应的端子；编码器电源线分别接入hk-mk5-5002模块的5v和0v对应的端子；
hk-mk5-5002供电电源输入为通信系统供电或现场设备端供电，并带有电气隔离，其坚固的金属外壳能够提供出色的电磁屏蔽和散热性能，ip30防护等级，确保在苛刻的工业生产环境中也能稳定使用，十分安全可靠。
step.2
虹科kpa studio配置
虹科kpa studio 是一款用于配置，调试和诊断 ethercat 网络的工具软件。该软件主要有以下两个用途：
（1）连接由 kpa 的主站协议栈开发出来的 ethercat 主站，进行 ethercat 的网络配置和诊断。
（2）与 kpa 的 ethercat 主站软件（mrt）配合，调试各类 ethercat 从站，如伺服，io 等
配置步骤如下：
1）kpa studio 以及 mrt_win32 安装完成后，先双击 master(win32)打开 mrt，打开后台任务有 mrt 的运行图标。
2）双击“studio”打开kpa studio软件，点击“run without license”，进入操作界面。
3）kpa studio软件打开后的界面如下：
•菜单栏：可打开帮助文档，设置软件基本选项，打开数据记录，帧记录等工具；
•工具栏：新建工程，连接主站，删除主站，拓扑显示等工具；
•ethercat 网络拓扑窗口：用于配置 ethercat 网络，如从站排序，从站个数等；
•主从站配置/操作窗口：配置主从站的各类参数，操作主从站，如切换状态机，修改过程数据和邮箱数据等；
•从站 esi 文件窗口：显示从站 esi 文件信息，可导入从站 esi 文件；
•诊断窗口：显示各类状态信息及诊断信息。
4）导入从站esi文件
在扫描从站之前，请先把该从站的 esi 文件导入到 studio 软件中，以便studio 扫描到从站后，可自动匹配相应的 esi 文件。
在 esi 文件窗口，右键——open slaves library folder。
打开路径后，把你的从站 esi 文件复制到该路径下。
回到 esi 文件窗口，右键——reload slaves library，完成导入。
此时，在从站esi库中，找到如图所示的hk-kb的从站esi文件，则说明导入成功
step.3
信号采集测试
1）首先，连接本地主站 ，即 master （win32 ），点击图中的connect，成功连接后，选择设备网卡usb 3.0 to gigabit ethernet adapt，该网卡用于发送 ethercat 报文，如下图。
2）使用hk-mk5-5002通道1采集编码器数值，插入网线，连接主站，并给hk-mk5-5002模块上电。在拓扑窗口上，右键 master1——scan configuration 扫描已接线好的从站。
3）如果接线正常，且从站已上线，可扫描到从站，如下图，已扫到hk-mk5 5002 ethercat从站
4）主站扫出从站模块hk-mk5-5002，鼠标点选master 1，然后在主从站操作口点选state，如图所示进入op状态。
5）在kpa软件中，鼠标点选process image，然后转动编码器，可以观察到pdo（6000：08-counter value）的值随着编码器的转动而变化（下图分别是编码器正转和反转时的数据采集效果）。
若编码器转动方向与计数方向相反，可通过设置对象字典0x8000.3（enable direction inversion）为1，使能反向计数功能。如需通过coe设置参数，需要先将从站状态机切换至pre-op，设置完毕后，需要通过对象字典f003.01（save current paremeters），赋值0x1234，保存当前参数，掉电不丢失，最后将从站状态机op状态。
总结
虹科hk-mk5-5002 编码器模块是一个用于rs422 差分形式输出的增量编码器采集模块，带有32 位正交解码计数器，以及零脉冲、锁存信号的锁存器可读取锁存位置，并把计数与锁存结果通过总线通信传递给控制器，从而实现分布式的编码器采集。该模块采用4 倍频对所有输入信号的边沿进行采样和计算，可以进一步提高分辨率和采集精度。
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在实际应用中，ethercat编码器可以将设备的原始信号转换成ethercat通信信号，使得控制系统能够利用ethercat协议在提供纳秒级精确的同步、灵活的拓扑等方面的优势，进而能够以较低的成本实现精确可靠的控制。
虹科hk-mk5-5002 ethercat编码器
虹科hk-mk5-5002 编码器模块是一个用于 rs422 差分形式输出的增量编码器采集模块。带有32 位正交解码计数器，以及零脉冲、锁存信号的锁存器可读取锁存位置，并把计数与锁存结果通过总线通信传递给控制器，从而实现分布式的编码器采集。
该模块采用4 倍频对所有输入信号的边沿进行采样和计算，可以进一步提高分辨率和采集精度。
虹科hk-mk5-5002的输入通道与输出通道，ethercat通信接口以及电源接口，都拥有对应的led指示灯，用于快速观察和诊断信号与指令状态。
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.1
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本文主要进行虹科hk-mk5-5002-t000编码器模块读取编码器数据的测试，以kpa studio软件作为ethercat端的虚拟主站，转动编码器时，在kpa上在线检测mk5 5002编码器模块采集到的数据。
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编码器a/b/z差分信号分别接入hk-mk5-5002模块通道1对应的端子；编码器电源线分别接入hk-mk5-5002模块的5v和0v对应的端子；
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1）kpa studio 以及 mrt_win32 安装完成后，先双击 master(win32)打开 mrt，打开后台任务有 mrt 的运行图标。
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4）导入从站esi文件
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打开路径后，把你的从站 esi 文件复制到该路径下。
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4）主站扫出从站模块hk-mk5-5002，鼠标点选master 1，然后在主从站操作口点选state，如图所示进入op状态。
5）在kpa软件中，鼠标点选process image，然后转动编码器，可以观察到pdo（6000：08-counter value）的值随着编码器的转动而变化（下图分别是编码器正转和反转时的数据采集效果）。
若编码器转动方向与计数方向相反，可通过设置对象字典0x8000.3（enable direction inversion）为1，使能反向计数功能。如需通过coe设置参数，需要先将从站状态机切换至pre-op，设置完毕后，需要通过对象字典f003.01（save current paremeters），赋值0x1234，保存当前参数，掉电不丢失，最后将从站状态机op状态。
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