ทําไม ระบบเซอร์โว่ ใช้ไฟเบอร์ออปติกพลาสติกในการสื่อสาร

ระบบเซอร์โวรวมการควบคุมที่แม่นยำเข้ากับสภาพแวดล้อมที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าสูง ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวอาจแลกเปลี่ยนคำสั่งที่ละเอียดอ่อนต่อเวลา กับไดรฟ์เซอร์โวผ่านลิงก์ระดับเครื่องจักรระยะสั้น ในขณะที่สายเคเบิลวิ่งใกล้กับสายมอเตอร์ สเตจกำลังของอินเวอร์เตอร์ และโครงสร้างเครื่องจักรที่มีสายดิน

นั่นสร้างปัญหาการสื่อสารที่แตกต่างอย่างมากจากเครือข่ายสำนักงานทั่วไป

สำหรับแอปพลิเคชันเซอร์โวส่วนใหญ่ ความท้าทายหลักไม่ใช่การส่งข้อมูลข้ามกิโลเมตร แต่เป็นการรักษาความน่าเชื่อถือของสัญญาณควบคุมในสภาพแวดล้อมที่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงชั่วขณะที่สลับอย่างรวดเร็ว สัญญาณรบกวนแบบโหมดร่วม และความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า

นี่คือจุดที่การสื่อสารด้วยแสงมีค่าเมื่อระยะทางที่ต้องการค่อนข้างสั้นและอินเทอร์เฟซได้รับการออกแบบมาสำหรับสิ่งนั้นใยแก้วนำแสงพลาสติก (POF)สามารถเป็นสื่อกลางแสงที่ใช้งานได้จริง

อะไรทำให้การสื่อสารเซอร์โวมีความยากทางไฟฟ้า?

ระบบเซอร์โวโดยปกติจะรวมฟังก์ชันทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองอย่าง

ด้านการควบคุมจัดการคำสั่งตำแหน่ง การอ้างอิงความเร็ว การซิงโครไนซ์ การป้อนกลับ การวินิจฉัย และการสื่อสาร ด้านกำลังจ่ายแรงดันและกระแสที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วไปยังมอเตอร์เซอร์โว

ฟังก์ชันเหล่านี้มักจะทำงานใกล้กัน

การติดตั้งเซอร์โวทั่วไปจะวางตัวควบคุมการเคลื่อนไหว ไดรฟ์เซอร์โว สายไฟมอเตอร์ และลิงก์การสื่อสารไว้ในตู้หรือสภาพแวดล้อมเครื่องจักรเดียวกัน

ความใกล้ชิดนี้มีความสำคัญเนื่องจากไดรฟ์เซอร์โวเป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง สภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าของพวกมันมีความสำคัญเพียงพอที่ระบบขับเคลื่อนกำลังความเร็วปรับได้จะครอบคลุมโดยเฉพาะโดยIEC 61800-3, มาตรฐาน EMC ที่กล่าวถึงข้อกำหนดการปล่อยและการภูมิคุ้มกันสำหรับระบบขับเคลื่อนกำลัง

อิเล็กทรอนิกส์กำลังและสายมอเตอร์สร้างสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน

ไดรฟ์เซอร์โวไม่ได้ควบคุมความเร็วหรือแรงบิดของมอเตอร์โดยการจ่ายแรงดันอนาล็อกที่ราบรื่นสมบูรณ์แบบ

สเตจอินเวอร์เตอร์จะสลับอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างรูปคลื่นแรงดันและกระแสที่มอเตอร์ต้องการ การมอดูเลตความกว้างพัลส์ หรือ PWM มักใช้ในกระบวนการนี้

การเปลี่ยนสวิตช์เหล่านี้สร้างการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในแรงดันและกระแส

จากมุมมองของ EMC ข้อกังวลไม่ใช่แค่ความถี่สวิตชิ่งที่ระบุเท่านั้น ขอบสวิตช์ที่รวดเร็วมีพลังงานความถี่สูงกว่าที่สามารถเชื่อมต่อกับวงจรใกล้เคียงผ่านกลไกหลายอย่าง

การเชื่อมต่อแบบคาปาซิทีฟสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างตัวนำกำลังและวงจรสัญญาณใกล้เคียง การเชื่อมต่อแบบเหนี่ยวนำสามารถเกิดจากกระแสที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ความจุไฟฟ้าปรสิตระหว่างอินเวอร์เตอร์ สายมอเตอร์ ขดลวดมอเตอร์ โครงเครื่องจักร และสายดินป้องกันก็สามารถเป็นเส้นทางสำหรับกระแสโหมดร่วมความถี่สูงได้เช่นกัน

สายมอเตอร์กลายเป็นส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้านี้ เนื่องจากมันส่งเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์ผ่านเครื่องจักร ซึ่งอาจอยู่ใกล้กับสายไฟสื่อสารและการควบคุม

                              ไดรฟ์เซอร์โวสร้างสภาพแวดล้อมการสื่อสารที่เต็มไปด้วย EMI ได้อย่างไร

การแยกสายเคเบิลที่ดี การป้องกัน การเชื่อมต่อ การต่อลงดิน และการออกแบบตู้สามารถลดผลกระทบเหล่านี้ได้ แต่ก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงข้อเท็จจริงพื้นฐานที่ว่าการสื่อสารเซอร์โวมักจะทำงานอยู่ข้างแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าที่แรง

ศักย์ดินและปัญหาโหมดร่วมสามารถส่งผลกระทบต่อลิงก์สัญญาณ

EMI เป็นเพียงส่วนหนึ่งของปัญหา

ตัวควบคุมและไดรฟ์เซอร์โวอาจติดตั้งในตำแหน่งที่แตกต่างกันภายในตู้หรือเครื่องจักร การอ้างอิงทางไฟฟ้าของพวกมันอาจได้รับอิทธิพลจากความต้านทานของตัวนำ กระแสรั่วไหลความถี่สูง กระแสสวิตชิ่ง โครงสร้างการต่อลงดิน และการจัดวางทางกายภาพ

ดังนั้น สองตำแหน่งที่เชื่อมต่อกับระบบต่อลงดินเดียวกันจึงไม่จำเป็นต้องอยู่ที่ศักย์ไฟฟ้าขณะเดียวกันที่แน่นอนภายใต้เงื่อนไขการทำงานทั้งหมด

สำหรับลิงก์การสื่อสารแบบนำไฟฟ้า สิ่งนี้มีความสำคัญ

หากอุปกรณ์สองชิ้นเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าผ่านสายสัญญาณ ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าสามารถนำไปสู่เส้นทางกระแสที่ไม่ต้องการหรือแรงดันโหมดร่วม อินเทอร์เฟซการสื่อสารต้องทนต่อเงื่อนไขเหล่านั้น ในขณะที่ยังคงตรวจจับสัญญาณข้อมูลที่ต้องการได้อย่างถูกต้อง

การส่งสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียล การป้องกัน ส่วนประกอบการแยก และการต่อลงดินอย่างระมัดระวังสามารถทำให้การสื่อสารทองแดงมีความน่าเชื่อถือสูง แนวทางอื่นคือการกำจัดเส้นทางการสื่อสารแบบนำไฟฟ้าออกไปทั้งหมด

นั่นคือเหตุผลหลักประการหนึ่งที่ลิงก์แสงมีประโยชน์ในสภาพแวดล้อมเซอร์โวที่ยากทางไฟฟ้า

ทำไมใยแก้วนำแสงจึงทำงานได้ดีระหว่างตัวควบคุมและไดรฟ์เซอร์โว?

ใยแก้วนำแสงให้เส้นทางการสื่อสารแบบไม่นำไฟฟ้า ระหว่างอุปกรณ์ระบบเซอร์โว เนื่องจากเส้นใยเองไม่นำกระแสไฟฟ้า ระหว่างจุดปลาย จึงสามารถป้องกันไม่ให้สายเคเบิลสื่อสารกลายเป็นเส้นทางสำหรับกระแสลงดินหรือการรบกวนที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้า ซึ่งมีประโยชน์รอบๆ อินเวอร์เตอร์ มอเตอร์ และสายไฟกำลังสูง

ตัวส่งสัญญาณแสงจะแปลงสัญญาณข้อมูลไฟฟ้าเป็นแสง เส้นใยจะนำแสงนั้นไปยังอุปกรณ์รับ ซึ่งจะแปลงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้า

ดังนั้นจึงไม่มีตัวนำสัญญาณโลหะวิ่งระหว่างพอร์ตแสงทั้งสอง

เส้นใยไม่นำเส้นทางสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า

ใยแก้วนำแสงแบบไดอิเล็กทริกไม่ทำงานเหมือนตัวนำการสื่อสารโลหะ

สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กภายนอกไม่เหนี่ยวนำกระแสสื่อสารในเส้นใยเอง และเส้นใยไม่สามารถเป็นเส้นทางนำไฟฟ้าสำหรับกระแสลงดิน DC ระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อได้

สิ่งนี้เปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างลิงก์การสื่อสารและสภาพแวดล้อมกำลังโดยรอบ

พิจารณาสายเคเบิลสื่อสารที่เดินใกล้กับสายไฟเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เซอร์โว ด้วยลิงก์ไฟฟ้า อินเทอร์เฟซต้องจัดการพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับตัวนำ ในขณะที่รักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

ด้วยลิงก์แสง ข้อมูลจะเดินทางผ่านเส้นใยเป็นแสงแทนกระแสไฟฟ้า

นี่ไม่ได้หมายความว่าระบบเซอร์โวทั้งหมดจะทนทานต่อ EMI ตัวส่งสัญญาณ ตัวรับ อิเล็กทรอนิกส์ตัวควบคุม อิเล็กทรอนิกส์ไดรฟ์ แหล่งจ่ายไฟ การจัดวาง PCB การต่อลงดิน และการออกแบบอุปกรณ์โดยรวมยังคงต้องการวิศวกรรม EMC ที่เหมาะสม

ประโยชน์นั้นเฉพาะเจาะจงกว่า: สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเองไม่ได้สร้างเส้นทางการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ระหว่างจุดปลายการสื่อสารทั้งสอง

การแยกทางไฟฟ้าแยกจุดปลายการสื่อสารทั้งสอง

นี่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการสื่อสารด้วยแสงและการแยกทางไฟฟ้า

ด้วยสื่อกลางการสื่อสารแบบนำไฟฟ้า จุดปลายทั้งสองของลิงก์จะมีความสัมพันธ์ทางไฟฟ้า เว้นแต่จะมีการแยกที่เหมาะสมที่อื่นในอินเทอร์เฟซ

เส้นทางแสงเปลี่ยนความสัมพันธ์นั้น

ตัวส่งสัญญาณสามารถทำงานภายในโดเมนไฟฟ้าหนึ่ง และตัวรับภายในอีกโดเมนหนึ่ง ในขณะที่ข้อมูลข้ามขอบเขตเป็นแสง ดังนั้นสื่อกลางการสื่อสารจึงไม่เป็นเส้นทางนำไฟฟ้าสำหรับกระแสวนรอบดิน

                                    เส้นทางการสื่อสารทองแดงเทียบกับการแยกแสง

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อตัวควบคุมและไดรฟ์ประสบกับสภาวะโหมดร่วมที่แตกต่างกัน

อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างระหว่างเส้นใยและระบบทั้งหมดมีความสำคัญ

เส้นใยแบบไดอิเล็กทริกจะกำจัดเส้นทางสัญญาณนำไฟฟ้า แต่ความสามารถในการแยกของอินเทอร์เฟซทั้งหมด ยังคงขึ้นอยู่กับตัวส่งสัญญาณ ตัวรับ การออกแบบ PCB โครงสร้างฉนวน ตัวเชื่อมต่อ และสถาปัตยกรรมอุปกรณ์

ดังนั้น ใยแก้วนำแสงควรถือเป็นสื่อกลางการสื่อสารที่ช่วยในการแยก มากกว่าจะเป็นสิ่งทดแทนการออกแบบทางไฟฟ้าในระดับระบบที่เหมาะสม

ทำไมลิงก์เซอร์โวจึงไม่ต้องการระยะทางหรือแบนด์วิดท์ที่สูงมากเสมอไป

ใยแก้วนำแสงมักเกี่ยวข้องกับการสื่อสารโทรคมนาคม ศูนย์ข้อมูล และเครือข่ายระยะไกล สิ่งนี้อาจสร้างความประทับใจว่าใยแก้วนำแสงมีประโยชน์เฉพาะเมื่อระบบต้องการแบนด์วิดท์สูงมากหรือระยะทางการส่งที่ยาวมาก

การสื่อสารเซอร์โวมีชุดลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน

ระบบควบคุมการเคลื่อนไหวอาจต้องการการสื่อสารแบบวนรอบที่รวดเร็ว การซิงโครไนซ์ระหว่างแกนต่างๆ เวลาที่คาดการณ์ได้ การส่งคำสั่งที่เสถียร และการทำงานที่น่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า

ข้อกำหนดเหล่านั้นอาจมีความต้องการสูง โดยไม่จำเป็นต้องมีการส่งระยะไกล

ลิงก์เซอร์โวจำนวนมากยังคงอยู่ภายในเครื่องจักร สายการผลิต หรือระบบควบคุมในท้องถิ่น ในแอปพลิเคชันดังกล่าว การขยายความสามารถในการส่งสัญญาณให้ไกลเกินกว่าลิงก์ระดับเครื่องจักรที่ต้องการ อาจให้ประโยชน์ทางวิศวกรรมเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อย

เหตุผลเดียวกันนี้ใช้กับแบนด์วิดท์

การสื่อสารเซอร์โวต้องมีความจุเพียงพอสำหรับสถาปัตยกรรมควบคุมที่เลือก แต่แบนด์วิดท์ดิบสูงสุดไม่ใช่เกณฑ์การเลือกหลักโดยอัตโนมัติ เมื่อรอบการสื่อสารที่ต้องการ การซิงโครไนซ์ ประสิทธิภาพโปรโตคอล และการตอบสนองของระบบเป็นที่น่าพอใจ ปัจจัยอื่นๆ สามารถมีความสำคัญมากขึ้น

ในบริบทนี้ การสื่อสารด้วยแสงสามารถรองรับการควบคุมแบบซิงโครไนซ์ ในขณะที่รักษาสื่อกลางการสื่อสารให้แยกทางไฟฟ้าออกจากสภาพแวดล้อมกำลังโดยรอบ

ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมจึงไม่ใช่แค่ว่าสื่อกลางใดมีแบนด์วิดท์สูงสุดที่เป็นไปได้

แต่เป็นสื่อกลางใดที่ตอบสนองความต้องการด้านเวลา ระยะทาง ภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวน การแยกทางกล และความเข้ากันได้ของระบบเซอร์โวได้อย่างน่าเชื่อถือ

ทำไมใยแก้วนำแสงพลาสติกจึงเหมาะกับลิงก์เซอร์โวระยะสั้นจำนวนมาก

เมื่อเลือกใช้ลิงก์แสงแล้ว คำถามอีกข้อก็ปรากฏขึ้น: ทำไมต้องใช้ใยแก้วนำแสงพลาสติกแทนใยแก้วนำแสงแบบดั้งเดิม?

คำตอบขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

POF ไม่ได้มีไว้เพื่อทดแทนใยแก้วนำแสงทุกรูปแบบ ข้อดีของมันจะมีความเกี่ยวข้องมากที่สุดเมื่อระบบอุตสาหกรรมต้องการการเชื่อมต่อแสงระยะสั้น การจับคู่ที่ตรงไปตรงมา การประกอบที่ใช้งานได้จริง และการส่งที่น่าเชื่อถือ โดยไม่มีข้อกำหนดระยะทางของเครือข่ายโทรคมนาคม

แกนขนาดใหญ่ทำให้การจับคู่แสงมีความต้องการน้อยลง

ระบบ POF แบบขั้นบันไดหลายระบบในอุตสาหกรรมใช้แกนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เคียง 1 มม.

แกนแสงขนาดใหญ่นั้นสามารถลดความไวต่อการจับคู่ และรองรับอินเทอร์เฟซแสงอุตสาหกรรมที่ง่ายกว่าทางกล

                                        ทำไม POF แกนใหญ่จึงทำให้การจับคู่แสงง่ายขึ้น

สิ่งนี้มีผลในทางปฏิบัติ

เมื่อเป้าหมายแสงค่อนข้างใหญ่ ตัวส่งสัญญาณ ตัวเชื่อมต่อ และตัวรับ ไม่ต้องการความแม่นยำในการจัดตำแหน่งในระดับเดียวกับที่ต้องการโดยรูปทรงแสงที่เล็กกว่ามาก

สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม สิ่งนี้อาจสำคัญกว่าการบรรลุการลดทอนที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระยะทางที่ยาวมาก

เครื่องจักรเซอร์โวอาจต้องการการเชื่อมต่อแสงที่ทนทาน ซึ่งสามารถประกอบและบำรุงรักษาได้อย่างสม่ำเสมอ หากระยะทางการสื่อสารที่ต้องการสั้น ข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติของการจับคู่แกนขนาดใหญ่อาจมีความเกี่ยวข้องมากกว่าความสามารถในการส่งระยะไกล

การสิ้นสุดที่ง่ายสามารถมีค่าในอุปกรณ์อุตสาหกรรม

รูปทรงเส้นใยขนาดใหญ่ยังช่วยให้ระบบตัวเชื่อมต่อที่ค่อนข้างง่าย

ขึ้นอยู่กับตระกูลส่วนประกอบ POF อุตสาหกรรมอาจใช้การต่อแบบสแน็ปอิน แบบไม่ใช้ที่หนีบ แบบล็อคทางกล หรือแบบไม่ต้องใช้ตัวเชื่อมต่อ

                                                   การต่อ POF อุตสาหกรรมแบบง่าย

บางระบบอนุญาตให้ตัดเส้นใยตามความยาวและติดตั้งทางกลโดยตรงในส่วนประกอบแสง บางระบบใช้ตัวเชื่อมต่อที่มีกระบวนการตัดและตกแต่งที่ค่อนข้างง่าย

สิ่งนี้สามารถทำให้ POF มีประโยชน์ในเครื่องจักรที่ต้องการการแยกแสง แต่การสิ้นสุดเส้นใยที่ซับซ้อนจะเพิ่มความพยายามในการติดตั้งที่ไม่จำเป็น

ไม่ใช่ทุกตัวเชื่อมต่อ POF ที่ใช้วิธีการต่อแบบเดียวกัน

บางระบบยังคงต้องการการตัดที่ควบคุมได้ การเตรียมหน้าตัด หรือการขัดเงา ดังนั้นการติดตั้งควรเป็นไปตามข้อกำหนดของตัวเชื่อมต่อและระบบทรานซีฟเวอร์จริง

ข้อได้เปรียบไม่ใช่ว่า POF ไม่ต้องการการเตรียมเส้นใยเลย

แต่เป็น POF แกนใหญ่สามารถรองรับสถาปัตยกรรมตัวเชื่อมต่ออุตสาหกรรมที่ค่อนข้างง่าย

ระยะทางสั้นสามารถเป็นคุณสมบัติมากกว่าข้อจำกัด

โดยทั่วไปใยแก้วนำแสงพลาสติกมีการลดทอนสูงกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกา

สำหรับการสื่อสารระยะไกล นั่นเป็นข้อจำกัดที่สำคัญ

ภายในเครื่องจักรขนาดกะทัดรัด อย่างไรก็ตาม ระยะทางการส่งที่ต้องการอาจสั้นพอที่การลดทอนต่ำพิเศษจะให้ประโยชน์เพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยต่อระบบ

หากลิงก์จากตัวควบคุมไปยังไดรฟ์ต้องการทำงานภายในระยะทางที่ระบบเซอร์โวรองรับเท่านั้น คำถามที่เกี่ยวข้องคือ งบประมาณกำลังแสงทั้งหมดรองรับลิงก์นั้นด้วยส่วนต่างที่เพียงพอหรือไม่

ดังนั้น ระบบ POF ที่ออกแบบมาสำหรับช่วงนั้นจึงเหมาะสม แม้ว่าเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงอื่นจะสามารถส่งได้ไกลกว่ามากก็ตาม

สื่อกลางการสื่อสารควรถูกประเมินเทียบกับลิงก์ที่ต้องการ มากกว่าเทียบกับประสิทธิภาพสูงสุดที่มีจากเทคโนโลยีอื่น

สำหรับลิงก์อุตสาหกรรมระยะสั้น POF สามารถแลกเปลี่ยนความสามารถในการส่งระยะไกล เพื่อการจับคู่และการติดตั้งแสงที่ง่ายขึ้น

POF ไม่ใช่ใยแก้วนำแสงที่เหมาะสมสำหรับทุกระบบเซอร์โว

การใช้การสื่อสารด้วยแสงในระบบเซอร์โวไม่ได้หมายความว่าทุกระบบเซอร์โวควรใช้ POF

ระบบควบคุมการเคลื่อนไหวสมัยใหม่ใช้สถาปัตยกรรม การสื่อสารที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์ เครือข่ายจากตัวควบคุมไปยังไดรฟ์อาจใช้การสื่อสารทองแดง ใยแก้วนำแสงพลาสติก ใยแก้วนำแสงซิลิกา หรือชั้นกายภาพอื่น

ลิงก์แสงที่ยาวกว่าอาจนิยมใช้ใยแก้วนำแสงซิลิกา เนื่องจากมีการลดทอนต่ำกว่า

อุณหภูมิก็สามารถเปลี่ยนแปลงการเลือกได้ ช่วงการทำงานที่อนุญาตขึ้นอยู่กับเส้นใย แจ็คเก็ต ตัวเชื่อมต่อ และโครงสร้างสายเคเบิลทั้งหมด ดังนั้น สภาพแวดล้อมเซอร์โวที่ระบุต้องได้รับการตรวจสอบเทียบกับพิกัดสายเคเบิล

ข้อกำหนดทางกลก็มีความสำคัญเช่นกัน

สายเคเบิลที่ติดตั้งถาวรภายในตู้ต้องเผชิญกับความเค้นที่แตกต่างจากสายที่เดินผ่านส่วนที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง

ที่สำคัญที่สุด อินเทอร์เฟซเซอร์โวเองเป็นตัวกำหนดความเข้ากันได้

พอร์ตแสงที่ออกแบบมาสำหรับประเภทใยแก้วนำแสง รูปทรงตัวเชื่อมต่อ หรือลิงก์แสงเฉพาะ ไม่สามารถแปลงเป็นระบบใยแก้วนำแสงอื่นได้ เพียงเพราะใยแก้วนำแสงทางเลือกมีคุณสมบัติทั่วไปที่น่าสนใจ

สำหรับแอปพลิเคชันเซอร์โว ความเข้ากันได้ของระบบมาก่อนประสิทธิภาพใยแก้วนำแสงทั่วไป

วิธีเลือกสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โว

การเลือกสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โวทดแทนหรือแบบกำหนดเอง ควรเริ่มต้นด้วยอินเทอร์เฟซการสื่อสาร ไม่ใช่ด้วยสีแจ็คเก็ต เส้นผ่านศูนย์กลางใยแก้วนำแสง หรือรูปลักษณ์ของตัวเชื่อมต่อ

                                              ปัจจัยการเลือกสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โว

สายเคเบิลแสงสองเส้นอาจดูคล้ายกัน แต่ไม่เหมาะสำหรับระบบเซอร์โวเดียวกัน

เริ่มต้นด้วยอินเทอร์เฟซเซอร์โว ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลางใยแก้วนำแสง

ขั้นแรก ให้ระบุอินเทอร์เฟซตัวควบคุมและไดรฟ์เซอร์โวที่แน่นอน

ตรวจสอบ:

• ประเภทใยแก้วนำแสงที่ต้องการ;

• สถาปัตยกรรมตัวส่งและตัวรับ;

• ตระกูลตัวเชื่อมต่อ;

• จำนวนเส้นใย;

• โครงสร้างสายเคเบิลที่อนุญาต;

• ความยาวลิงก์สูงสุดที่รองรับ;

• และข้อกำหนดความเข้ากันได้เฉพาะของระบบใดๆ

หากผู้ผลิตอุปกรณ์ระบุสื่อกลางแสงหรือสถาปัตยกรรมสายเคเบิลเฉพาะ ข้อกำหนดนั้นควรมีความสำคัญเหนือกว่าข้อสันนิษฐานทั่วไปเกี่ยวกับ POF

การติดตั้งทางกายภาพเพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันความเข้ากันได้ทางแสง

ตรวจสอบความยาว งบประมาณแสง และความเข้ากันได้ของตัวเชื่อมต่อ

ลิงก์แสงแต่ละลิงก์มีงบประมาณกำลังแสงที่จำกัด

ตัวส่งสัญญาณจะปล่อยกำลังแสงเข้าไปในเส้นใย การสูญเสียจะเกิดขึ้นจากเส้นใย ตัวเชื่อมต่อ ข้อต่อ ผลกระทบจากอุณหภูมิ การปนเปื้อน และส่วนอื่นๆ ของลิงก์ ตัวรับยังคงต้องได้รับกำลังแสงเพียงพอเพื่อกู้คืนข้อมูลที่ส่งได้อย่างน่าเชื่อถือ

ดังนั้น ความยาวสายเคเบิลจึงไม่สามารถเลือกได้อย่างอิสระจากระบบแสง

ข้อกำหนดสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โวควรถือทั้งความยาวทางกายภาพและข้อจำกัดทางแสงของอินเทอร์เฟซตัวควบคุมและไดรฟ์

ความเข้ากันได้ของตัวเชื่อมต่อก็มีความสำคัญเช่นกัน

เส้นใยต้องอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเมื่อเทียบกับตัวส่งและตัวรับ ประเภทใยแก้วนำแสง รูปทรงตัวเชื่อมต่อ และสภาพหน้าตัด สามารถส่งผลต่อการจับคู่แสงและการสูญเสียลิงก์ได้ทั้งหมด

สำหรับสายเคเบิลทดแทน การจับคู่สถาปัตยกรรมแสงเดิมมักจะปลอดภัยกว่าการเลือกสายเคเบิลเพียงเพราะตัวเชื่อมต่อดูคล้ายกัน

สภาพทางกลและสภาพแวดล้อมมีความสำคัญพอๆ กัน

การแยกทางไฟฟ้าแก้ปัญหาเพียงส่วนเดียวของแอปพลิเคชัน

สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โวยังคงเป็นส่วนประกอบทางกลที่ติดตั้งภายในเครื่องจักรจริง

เงื่อนไขการเลือกที่สำคัญ ได้แก่:

การเดินสายก็สมควรได้รับความสนใจเช่นกัน

สายเคเบิลใยแก้วนำแสงอาจหลีกเลี่ยงการรบกวนทางไฟฟ้าในลักษณะที่สายสัญญาณนำไฟฟ้าไม่สามารถทำได้ แต่ก็ยังคงล้มเหลวได้หากโค้งงออย่างรุนแรง ถูกบดขยี้ ถูกดึงมากเกินไป สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม หรือเสียหายจากการเคลื่อนไหวซ้ำๆ

ด้วยเหตุนี้ รัศมีโค้งงอ แรงดึง สภาพแวดล้อมการทำงาน และขีดจำกัดการจัดการ ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดลิงก์การสื่อสาร มากกว่าจะเป็นรายละเอียดการติดตั้งรอง

ปัญหาทางไฟฟ้าของระบบเซอร์โวและบทบาทของลิงก์แสง

ความสัมพันธ์สามารถสรุปได้โดยตรง:

การต่อลงดินที่เหมาะสม การป้องกัน การจัดวางตู้ การติดตั้งสายมอเตอร์ และการออกแบบระบบกำลังยังคงมีความสำคัญ

คุณค่าของมันคือสายเคเบิลสื่อสารเองหยุดเป็นหนึ่งในเส้นทางไฟฟ้าที่ต้องจัดการ

เหตุผลที่แท้จริงที่ POF ปรากฏในระบบเซอร์โว

ใยแก้วนำแสงพลาสติกไม่ควรถือเป็นเพียงชุดของคุณสมบัติ เช่น แกนขนาดใหญ่ การเชื่อมต่อที่ง่าย หรือการส่งระยะสั้น

ลักษณะเหล่านั้นมีความสำคัญก็ต่อเมื่อสามารถแก้ปัญหาแอปพลิเคชันได้

ในระบบเซอร์โว การให้เหตุผลมักจะเริ่มต้นด้วยอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

ไดรฟ์จะสวิตช์แรงดันและกระแสที่สำคัญ มอเตอร์และสายเคเบิลทำงานภายในสภาพแวดล้อมการสวิตช์นั้น ตัวควบคุมและไดรฟ์อาจประสบกับความผิดปกติของโหมดร่วมและความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า

การสื่อสารที่น่าเชื่อถือต้องอยู่ร่วมกับเงื่อนไขเหล่านั้น

ลิงก์แสงจะกำจัดเส้นทางสัญญาณโลหะระหว่างจุดปลายการสื่อสาร เมื่อลิงก์ที่ต้องการค่อนข้างสั้น ระบบไม่จำเป็นต้องได้รับประโยชน์จากความสามารถในการส่งระยะไกลของใยแก้วนำแสงเกรดโทรคมนาคม

ในสถานการณ์นั้น แกนขนาดใหญ่และวิธีการจับคู่ที่ค่อนข้างง่ายที่มีให้ใน POF อุตสาหกรรมสามารถกลายเป็นข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์

นั่นคือเหตุผลที่ POF มีความสมเหตุสมผลในระบบเซอร์โวบางระบบ:

ไม่ใช่เพราะแอปพลิเคชันเซอร์โวต้องการใยแก้วนำแสงพลาสติกโดยทั่วไป แต่เพราะลิงก์การสื่อสารเซอร์โวบางลิงก์ต้องการการแยกทางไฟฟ้าและภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนมากกว่าที่ต้องการระยะทางการส่งที่สูงมากคำถามที่พบบ่อย

ทำไมไดรฟ์เซอร์โวจึงใช้การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง?

การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงสามารถให้ลิงก์แบบไม่นำไฟฟ้าระหว่างตัวควบคุมและไดรฟ์เซอร์โว สิ่งนี้ช่วยป้องกันไม่ให้สายเคเบิลสื่อสารนำกระแสวนรอบดินหรือการรบกวนที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่มีการสวิตช์อินเวอร์เตอร์ มอเตอร์ และสายไฟกำลัง

ใยแก้วนำแสงช่วยแก้ปัญหา EMI ในระบบเซอร์โวได้หรือไม่?

ไม่ ใยแก้วนำแสงจะกำจัดเส้นทางการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่สำคัญ แต่ไดรฟ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวควบคุม ทรานซีฟเวอร์ แหล่งจ่ายไฟ การต่อลงดิน การจัดวาง PCB และอุปกรณ์โดยรอบยังคงต้องการการออกแบบ EMC ที่เหมาะสม ใยแก้วนำแสงช่วยปรับปรุงพฤติกรรมทางไฟฟ้าของสื่อกลางการสื่อสาร มันไม่ได้ทำให้เครื่องจักรทั้งหมดทนทานต่อ EMI

ทำไมต้องใช้ใยแก้วนำแสงพลาสติกแทนใยแก้วนำแสงในระบบเซอร์โว?

POF อาจน่าสนใจเมื่อลิงก์ที่ต้องการค่อนข้างสั้น และอุปกรณ์ได้รับการออกแบบโดยใช้อินเทอร์เฟซแสงแกนใหญ่ แกนขนาดใหญ่สามารถทำให้การจับคู่แสงง่ายขึ้น และรองรับระบบตัวเชื่อมต่อที่ค่อนข้างตรงไปตรงมา ใยแก้วนำแสงอาจเหมาะสมกว่าเมื่อระยะทางยาวกว่า การลดทอนต่ำกว่า หรือข้อกำหนดระบบอื่นๆ มีความสำคัญ

POF เร็วพอสำหรับการสื่อสารเซอร์โวหรือไม่?

ขึ้นอยู่กับเครือข่ายเซอร์โวและส่วนประกอบแสง ระบบเซอร์โวต้องการอัตราข้อมูลที่เพียงพอและเวลาที่คาดการณ์ได้สำหรับสถาปัตยกรรมควบคุม ดังนั้น POF ควรได้รับการคัดเลือกตามอินเทอร์เฟซตัวควบคุมและไดรฟ์ที่ระบุ มากกว่าการเปรียบเทียบกับแบนด์วิดท์สูงสุดที่มีจากเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงอื่นเท่านั้น

สายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โวสามารถยาวได้แค่ไหน?

ไม่มีความยาวสูงสุดสากล ระยะทางที่อนุญาตขึ้นอยู่กับระบบเซอร์โว ตัวส่งและตัวรับ ประเภทใยแก้วนำแสง การสูญเสียตัวเชื่อมต่อ การลดทอน อุณหภูมิ และงบประมาณกำลังแสง ควรปฏิบัติต่อความยาวลิงก์สูงสุดที่ระบุสำหรับอุปกรณ์จริงเป็นขีดจำกัดหลัก

ฉันควรตรวจสอบอะไรเมื่อเปลี่ยนสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเซอร์โว?

เริ่มต้นด้วยอินเทอร์เฟซตัวควบคุมและไดรฟ์เซอร์โวที่แน่นอน ยืนยันประเภทใยแก้วนำแสงที่ต้องการ ตัวเชื่อมต่อ จำนวนเส้นใย ความยาวที่อนุญาต และข้อกำหนดความเข้ากันได้ จากนั้นตรวจสอบเงื่อนไขทางกล เช่น รัศมีโค้งงอ การโค้งงอ แรงดึง อุณหภูมิ การสัมผัสสารเคมี ข้อกำหนดแจ็คเก็ต และความสะอาดของตัวเชื่อมต่อ ก่อนเลือกสายเคเบิลทดแทน