AB/440R-N23135

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做機構設計的都難免會碰到伺服電機的應用，可能我們在選伺服電機的過程中也沒有考慮太多的內容，頂多計算一個扭距和功率，就把伺服電機給選出來了，有的專業一點的工程師定多，再選一個慣量匹配，結合伺服電機的生產廠家給的相關的參數。

對于伺服電機內部的結構，相信沒有多少人會與研究它，但是你如果做更高級的案子，不可避免的會遇到信號反饋這個問題，伺服電機信號反饋怎么來實現的？原來他是靠內部的內置編碼器來實現監控功能，我們下來就說一說編碼器的原理。

編碼器說起來是比較簡單的一個東西，說它簡單是因為它主要構成就是一個碼盤和一個光纖，通俗一點就是：碼盤相當于我們的鐘表的表盤，上面有許許多多的刻度，刻度就像我們時鐘上面的每一個表的數值的對應的定的指針，我們的時針，分針，秒針，可以代表光纖，我們這里就拿秒針來對應吧。

編碼器就相當于是我們馬達的主軸連接到這個表盤的秒針上面，每一個速速的刻度上面兒裝一個光纖傳感器，買個傳感器感應的秒針，就說明電機轉到了哪個位置，比如說12點的位置感應到子針了，說明他轉了一圈兒，如果9:00的位置感應到兩次，10:00感應的一次，說明這個電機轉了一圈兒又3/4圈兒。

用上面的方法是比較好理解的，但是在實際生產中多有不便，因為我沒有做太多的傳感器，成本太高，每個傳感器上又有線，繞過來繞過去的太復雜，再加上我們如果把碼盤進行細分的話，那又要多少傳感器？

為了解決以上的問題，所以我們把這個鐘表的碼盤反其道而行之，讓電機的主軸和碼盤連接，讓碼盤轉動，讓秒針作為傳感器定止不動，都要我們在碼盤上的刻度就可以不斷細分，比方我們可以把一小時分成60分，60分再分成60秒，這樣編碼器的分辨率就提高了，精度自然也隨之提高。

這時候有的人要問了，你編碼器細分的太細了，刻度太多了，這個光纖能不能感應得到？這個我們可以利用減速機的原理，讓大齒輪帶小齒輪，終電機只要轉一度，碼盤可以轉60圈兒，事實上，編碼去的確是這么做的。

這里要注意的是編碼器長得有點像小電機，但是它是沒有動力的，是一個從動的零部件，它上面那根電線不是通電的，而是用來輸出信號的。

以往以太網進入現場總線系統的大障礙是以太網的不確定性，因為以太網在數據鏈路層采用CSMA/CD介質訪問控制協議，這種協議在輕載的情況下，效率*，但在負載較重的情況下，由于協議在有沖突時會暫停一段隨機時間后重試發送，這樣就影響數據的實時性。這對實時性要求非常嚴格的工業控制網絡來說是不能容忍的，而且以太網所用的設備，包括接插件（connector）、集線器（hub）、交換機（switcher）和電纜等是為辦公室應用而設計的，不符合工業現場惡劣環境的要求。還有以太網抗干擾性能較差，不具備本質安全性能，且不能向現場儀表供電。但是隨著技術的發展，100M的以太網目前成為主流，萬兆的以太網也投入實際運行，以及交換式以太網技術的發展，從根本上解決了以太網因碰撞而產生的傳輸時間隨機性較大的問題。并且以太網設備生產廠商也在開發符合工業現場要求的設備，以滿足要求。同時，它還具備以下特點：

1、以太網是目前應用廣泛的計算機網絡技術，受到廣泛的。幾乎所有的編程語言都支持Ethernet的應用開發，如Java、Visual C++、Visual Basic等。這些編程語言由于使用廣泛，并受到軟件開發商的高度重視，具有很好的發展前景。因此，如果采用以太網作為現場總線，可以保證多種開發工具、開發環境供選擇。

2、成本低廉。由于以太網的應用廣泛，因此受到硬件開發與生產廠商的高度重視與廣泛支持，有多種硬件產品供用戶選擇，而且由于應用廣泛，硬件價格也相對低廉。目前以太網網卡的價格只有Profibus、FF等現場總線的十分之一，并且隨著集成電路技術的發展，其價格還會進一步下降［34］。

3、通信速率高。目前100M的快速以太網已開始廣泛應用，1000M以太網技術逐漸成熟，萬兆以太網也已經投入使用，其速率比目前的現場總線快得多。以太網可以滿足對帶寬的更高要求。

4、軟硬件資源豐富。由于以太網已應用多年，人們對以太網的設計、應用等方面有很多的經驗，對其技術也十分熟悉。大量的軟件資源和設計經驗可以顯著降低系統的開發和培訓費用，從而可以顯著降低系統的整體成本，并大大加快系統的開發和推廣速度。

5、可持續發展潛力大。由于以太網的廣泛應用，使它的發展一直受到廣泛的重視和大量的技術投入。并且，在這信息瞬息萬變的時代，企業的生存與發展在很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網絡，信息技術與通信技術的發展將更加迅速，更加成熟，由此保證了以太網技術不斷地持續向前發展。

因此，如果工業控制領域采用以太網作為現場設備之間的通信網絡平臺，可以避免現場總線技術游離于計算機網絡技術的發展主流之外，從而使現場總線技術和其它網絡技術互相促進、共同發展，并保證技術上的可持續發展，在技術升級方面無需單獨的研究投入。今后，工業控制網絡必然向工業互聯發展。