专业软启动器及成套控制设备生产厂家
专业软启动器及成套控制设备生产厂家1.本发明涉及到abz增量式编码器断线检测技术领域，尤其涉及到一种断线检测系统。
2.abz增量式编码器在应用中，如果某一相断线或者某一根断线，则驱动器就不能正确控制电机，导致故障，严重的可能导致飞车等严重事故；如果产生误报，也会导致驱动器报警而异常工作的问题。
3.在现存技术中，检验测试方案一般较为单一，一般会用单一的硬件检测电路检验测试方案，我们命名为方案一，如图1所示，使用的硬件检测电路一般都会采用简单的逻辑器件进行设计，比如与或非门，因此硬件检测电路属于逻辑门电路，由于逻辑门电路是直接采用绝对的单端电平进行判断，而不是采用相对的差分电平，因此逻辑门电容易扰，导致检测不精确或者易发生误报；或者是单一的基于软件逻辑的检测判断方案，我们命名为方案二，如图2所示，该检测判断方案缺乏硬件检测电路，导致该检验测试方案设计冗余。
4.本发明提供了一种断线检测系统，用以改善abz增量式编码器断线检测不够精确可靠的问题。
5.该断线.断线检测电路，所述断线检测电路用于根据abz增量式编码器输出的abz三相的差分电平信号检测所述abz增量式编码器的abz三相的断线.差分转单端电路，所述差分转单端电路用于将所述abz增量式编码器输出的abz三相的差分电平信号转换为abz三相的单端脉冲信号；
8.断线判断系统，所述断线判断系统用于根据所述差分转单端电路转换输出的abz三相的单端脉冲信号来判断所述断线检测电路检测输出的abz三相的断线.在一个具体的可实施方案中，所述断线检测电路包括整流桥和比较器；
10.所述整流桥用于将所述abz增量式编码器输出的abz三相的差分电平信号转换成电压差信息并输送至所述比较器；
11.所述比较器用于根据所述整流桥转换输出的电压差信息检测出所述abz增量式编码器的abz三相的断线.在一个具体的可实施方案中，所述差分转单端电路包括计数器；
13.所述计数器用于根据所述差分转单端电路转换输出的abz三相的单端脉冲信号进行计数。
14.在一个具体的可实施方案中，所述断线判断系统根据所述差分转单端电路转换输出的abz三相的单端脉冲信号，在判断所述断线检测电路检测输出的abz三相的断线状态的真实性前，先确定判断状态。
15.在一个具体的可实施方案中，所述断线判断系统根据所述差分转单端电路转换输出的abz三相的单端脉冲信号，通过ab相正交鉴相处理来判定电机当前的旋转方向；并根据所述电机当前的旋转方向，通过ab相边沿信号捕捉与电平检测确定当前的判断状态为第一判断状态或第二判断状态；还通过z相边沿信号检测与所述计数器的计数信息确定当前的判断状态为第三判断状态。
16.在一个具体的可实施方案中，所述电机当前的旋转方向为顺时针时，所述断线判断系统确定当前的判断状态为所述第一判断状态；所述电机当前的旋转方向为逆时针时，所述断线判断系统确定当前的判断状态为所述第二判断状态。
17.在一个具体的可实施方案中，所述断线判断系统在确定的当前的判断状态下且在所述断线检测电路检测输出所述abz增量式编码器的abz三相的断线状态时，判断所述断线检测电路检测输出的abz三相的断线.在一个具体的可实施方案中，还包括报警器，所述断线判断系统判断所述断线检测电路检测输出的abz三相的断线状态为真时，控制所述报警器报警。
20.在一个具体的可实施方案中，所述报警器具有对应显示所述断线检测电路检测输出的abz三相的断线状态的断线.在上述实施方案中，本技术采用断线检测电路和断线判断系统双重检测判断机制，断线判断系统确定的三种判断状态也可以视为预判状态，只有当断线判断系统判断出现第一、第二或第三判断状态，并且当断线检测电路同时检测到abz增量式编码器的相出现断线状态时，才判断为真实断线，这样有助于确保断线检测系统的高度可靠性，解决当前增量式编码器断线检测不够准确可靠的问题。
27.图6为断线检测电路检测abz增量式编码器断线状态的检测原理框图；
30.图9为断线判断系统在第一判断状态下判定abz增量式编码器断线为断线判断系统在第二判断状态下判定abz增量式编码器断线为断线判断系统在第三判断状态下判定abz增量式编码器断线为差分转单端电路接收abz增量式编码器输出的abz三相的差分电平信号并转换为abz三相的单端脉冲信号的电路图；
34.图13为断线检测电路对abz增量式编码器的a相进行断线为断线检测电路对abz增量式编码器的b相进行断线为断线检测电路对abz增量式编码器的z相进行断线检测的电路图。
37.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
38.为了方便理解本发明实施例提供的断线检测系统，首先说明一下其应用场景，该断线检测系统应用于abz增量式编码器断线检测技术领域，用以改善abz增量式编码器断线检测不够精确可靠的问题。
39.本发明提供了一种断线所示，该断线检测系统包括断线以及断线。其中，断线用于根据abz增量式编码器1输出的abz三相的差分电平信号检测abz增量式编码器1的abz三相的断线用于将abz增量式编码器1输出的abz三相的差分电平信号转换为abz三相的单端脉冲信号。结合图12，差分转单端电路3采用rs422标准接收电路，分别将a、b、z相的差分电平信号转换为encode_a、encode_b、encode_z单端脉冲信号。断线用于根据差分转单端电路3转换输出的abz三相的单端脉冲信号来判断断线检测输出的abz三相的断线.在此需要说明的是，断线可检测出abz增量式编码器1的abz三相中其中任意一相或其中任意多相的断线状态。举例来说，断线可检测出abz增量式编码器1的a相处于断线状态，也可以检测出abz增量式编码器1的b相处于断线状态，还可以检测出abz增量式编码器1的z相处于断线状态，当然还可以同时检测出abz增量式编码器1的abz三相中任意其中两相同时处于断线状态，并能同时检测出abz增量式编码器1的abz三相同时处于断线.在本技术实施方案中，断线包括整流桥和比较器，其中，整流桥具体采用一个整流桥bat54brw，整流桥用于将abz增量式编码器1输出的abz三相的差分电平信号转换成电压差信息并输送至比较器，比较器用于根据整流桥转换输出的电压差信息检测出abz增量式编码器1的abz三相的断线状态，可以检测出abz增量式编码器1的abz三相中其中任意一相或其中任意多相的断线状态。在本技术实施方案中，断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相的断线状态仅仅作为初步判断，判断逻辑如图6所示，但最终需要断线判断断线检测输出的abz三相的断线，以断线的a相进行断线检测为例进行说明。将a+、a-的差分电平信号转换成电压差信号的形式输入给比较器进行电平比较，比较器具体采用比较器lm293，最小可被识别的a+和a-之间的输入电压差低值0.4v。如果u21a的3脚电压大于2脚电压，则比较器输出信号encode_a_disconnected为逻辑高电平，说明连接异常，断线脚电压，则比较器输出信号encode_a_disconnected为逻辑低电平，则说明连接正常，不断线，断线的b相和z相进行断线检测的方式同上，在此不再赘述。因此，断线可以同时检测abz增量式编码器1任何一相线或者多相线.本发明提出将断线设计成差分电平信号输入的形式，检测abz增量式编码器1每一相的相对差值电压来进行判断，并且结合断线这一逻辑检测系统一起判断，提升对于断线检测的精确性。采用差分电平信号输入形式的断线可以识别的最低有效电压差值接近于rs422/rs485标准接收电平的幅值，相对现有技术中的单端电平逻辑检测电路有很强的抗干扰的能力。另一方面被检测的差分电平信号输入有效电压幅值几乎和差分转单端电路3接收信号的幅值一致，能做到非常精准。而传统依靠单端电平的逻辑检测电路则不能识别如此低幅值的电压。
44.在本技术实施方案中，差分转单端电路3包括计数器，计数器用于根据差分转单端电路3转换输出的abz三相的单端脉冲信号进行计数。断线转换输出的abz三相的单端脉冲信号，在判断断线检测输出的abz三相的断线状态的真实性前，先确定判断状态。断线转换输出的abz三相的单端脉冲信号，通过ab相正交鉴相处理来判定电机当前的旋转方向，并根据电机当前的旋转方向，通过ab相边沿信号捕捉与电平检测确定当前的判断状态为第一判断状态或第二判断状态，还通过z相边沿信号检测与计数器的计数信息确定当前的判断状态为第三判断状态。
45.在本技术实施方案中，参考图7，电机当前的旋转方向为顺时针时，断线判断系统确定当前的判断状态为第一判断状态；电机当前的旋转方向为逆时针时，断线判断系统确定当前的判断状态为第二判断状态。具体来说，通过ab相正交的鉴相处理，可以判别当前电机的旋转方向，从而使断线决定是采用顺时针方向还是逆时针方向的ab相边沿信号捕捉与电平检测机制来判断当前的判断状态(第一判断状态或第二判断状态)。
，a相的上升沿对应的b相电平必定为低电平，a相的下降沿对应的b相电平必定为高电平。b相的上升沿对应的a相的电平必定为高电平，b相的下降沿对应的a相的电平必定为低电平。参考图5，当电机为逆时针旋转方向时，此时a相滞后b相90
，a相的上升沿对应的b相电平必定为高电平，a相的下降沿对应的b相电平必定为低电平，b相的上升沿对应的a相的电平必定为低电平，b相的下降沿对应的a相的电平必定为高电平。以此可判断出电机的旋转方向，从而确定当前的判断状态为第一判断状态或第二判断状态。
47.参考图8，对于捕捉到z相窄脉冲信号的上升沿时，使用计数器开启对于a相或者b相的计数，当下一个上升沿到来时计数停止，比对后清零开启重新计数，由于z相信号为机械原点信号，两个相邻z相信号上升沿之间必定是一圈固定的编码器线数，若采集到的数据大于编码器线数，则判断当前的判断状态为第三判断状态。
48.在本技术实施方案中，断线在确定的当前的判断状态下且在断线检测输出abz增量式编码器1的abz三相的断线状态时，判断断线检测输出的abz三相的断线状态为真。具体来说，就是在断线检测出abz增量式编码器1的abz三相的断线状态后，以断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相的断线状态作为初步判断，然后断线根据上述判断机制以及差分转单端电路3转换输出的abz三相的单端脉冲信号和计数器的计数来判断当前的当前的判断状态，并在当前的判断状态下判断断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相的断线.在本技术实施方案中，如图9所示，断线确定当前的判断状态为第一判
断状态时，此判断状态下，断线会根据断线实时检测的abz增量式编码器1的abz三相的断线检测信息判断真假，如果断线检测出abz增量式编码器1的abz三相出现断线状态，则确定为发生真正断线现象。即断线在第一判断状态下，判断断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相出现的断线状态为真实断线真实断线的相就是断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相中出现断线所示，断线确定当前的判断状态为第二判断状态时，此判断状态下，断线会根据断线实时检测的abz增量式编码器1的abz三相的断线检测信息判断真假，如果断线检测出abz增量式编码器1的abz三相出现断线状态，则确定为发生真正断线现象。即断线在第二判断状态下，判断断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相出现的断线状态为真实断线真实断线的相就是断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相中出现断线所示，断线确定当前的判断状态为第三判断状态时，此判断状态下，断线会根据断线实时检测的abz增量式编码器1的abz三相的断线检测信息判断真假，如果断线检测出abz增量式编码器1的abz三相出现断线状态，则确定为发生真正断线现象。即断线在第三判断状态下，判断断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相出现的断线状态为真实断线真实断线的相就是断线检测出的abz增量式编码器1的abz三相中出现断线为声光报警器。断线判断断线检测输出的abz三相的断线状态为线报警。具体设置时，报警器5具有对应显示断线检测输出的abz三相的断线状态的断线状态指示灯，即断线状态指示灯对应abz增量式编码器1的abz三相各设置一个。
53.本技术实施方案中，断线检测到abz增量式编码器1的abz三相中出现断线状态，或者断线确定的三种判断状态出现时，都不单独作为确定abz增量式编码器1出现断线的依据，只有当断线确定的判断状态出现，并且同时断线检测到abz增量式编码器1出现断线状态时，才会判定abz增量式编码器1出现断线状态，并且是以断线检测到的abz增量式编码器1出现断线状态的相为输出，具体通过报警器5报警输出。报警器5报警的同时，与abz增量式编码器1出现断线状态的相对应的断线状态指示灯点亮，起到提示作用，便于知晓abz增量式编码器1出现断线.通过上述描述显而易见，本技术采用断线和断线双重检测判断机制，断线确定的三种判断状态也可以视为预判状态，只有当断线判断出现第一、第二或第三判断状态，并且当断线同时检测到abz增量式编码器1的相出现断线状态时，才判断为真实断线，这样有助于确保断线检测系统的高度可靠性，解决当前增量式编码器断线检测不够准确可靠的问题。
55.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围以内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。