Абсолютные энкодеры могут взаимодействовать с контроллером через параллельную или последовательную связь, полевую шину или протоколы на базе Ethernet, такие как EtherCAT. Из этих вариантов интерфейса последовательный обмен данными является более простым решением, чем параллельный (который требует пары витых пар проводов для каждого выхода), и хорошо подходит для приложений, которые не настолько сложны, чтобы требовать протоколов на базе полевой шины или Ethernet. Здесь мы рассмотрим четыре наиболее распространенных варианта последовательной передачи данныхAбсолютРазличия между последовательными интерфейсами: SSI, BiSS, Hiperface DSL и EnDat 2.2.
SSI: синхронный последовательный интерфейс
Как следует из названия, SSI - это протокол синхронизации, то есть данные передаются синхронно от энкодера к контроллеру с помощью тактовых сигналов или импульсов, подаваемых контроллером. На выходе энкодера может быть двоичный код или код Грея, при этом за один тактовый импульс передается 1 бит, а стандартная длина слова составляет 13 бит для однооборотных энкодеров и 25 бит для многооборотных энкодеров.
Рис. 1 Интерфейс энкодера SSI прост: всего четыре провода для связи (витая пара для данных и витая пара для тактовых сигналов) и два провода для питания.
В соответствии со стандартом RS-422 синхронный последовательный интерфейс осуществляет обмен данными с помощью двух пар витой пары: одна пара для дифференциального сигнала данных и одна пара для дифференциального сигнала синхронизации. Еще два провода используются для питания кодера. Тактовая частота или скорость передачи данных может составлять до 1,5 МГц; точная частота зависит от длины кабеля. Для обеспечения целостности данных некоторые SSI-кодеры поддерживают многократную передачу (также известную как "многолучевая" или "передача с круговым сдвигом"), когда одни и те же данные передаются несколько раз, а контроллер сравнивает переданные данные, чтобы убедиться в их совпадении.
Biss: двунаправленный синхронный последовательный интерфейс
Двунаправленный синхронный последовательный интерфейс - это открытый протокол, аналогичный SSI, в котором передача данных синхронизируется тактовым сигналом от контроллера по протоколу Biss с тактовой частотой до 10 МГц. В протоколе Biss по-прежнему используются две пары витых проводов: одна пара для дифференциального сигнала данных и одна пара для дифференциального тактового сигнала. Кроме того, добавляются еще два провода для питания.
В отличие от SSI, который поддерживает только однонаправленную связь, Biss поддерживает двунаправленную связь, что означает, что контроллер может считывать и записывать данные в энергонезависимую память кодера, где в регистрах содержится идентификационная информация кодера. Еще одна уникальная особенность Biss по сравнению с SSI заключается в том, что хост определяет и компенсирует любые задержки передачи в течение каждого цикла данных, что позволяет передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с.
Последняя версия BiSS - BiSS-C (C = Continuly), которую часто называют просто "BiSS".
Рис. 2 BiSS обеспечивает двунаправленную связь, поэтому для связи с контроллером используются два провода (MA+ и MA-), а для связи с энкодером - два провода (SL+ и SL-), плюс два кабеля питания.
В отличие от кодеров SSI, кодеры Biss могут быть подключены как "точка-точка", так и по шине. При подключении по шине данные от всех энкодеров синхронизируются с ведущим устройством в виде одного непрерывного кадра, а не передаются по отдельности. Для проверки ошибок Biss также использует циклическую проверку избыточности (CRC), что является более надежным методом, чем многократная передача. Существует также интерфейс безопасности Biss для приложений безопасности в соответствии со стандартом IEC 61508 SIL 3.
Hiperface DSL
Hiperface DSL, HIgh PERformance InterFACE Digital Servo Link, изначально был запатентованным интерфейсом, разработанным компанией SICK. Однако в 2016 году компания SICK "открыла" этот интерфейс через модель лицензирования, позволив другим производителям интегрировать технологию в свои продукты.
В отличие от своего предшественника Hiperface, Hiperface DSL представляет собой полностью цифровой протокол, использующий только два провода для двунаправленной связи и питания энкодера, объединенных с проводами питания двигателя (хотя для улучшения подавления синфазного шума требуется трансформатор). Преимущество этого протокола заключается в том, что отпадает необходимость в отдельном подключении энкодера между двигателем и контроллером. Hyperfaces DSL совместим с RS-485 и имеет скорость передачи данных 9,375 Мбод. Данные могут передаваться либо циклически (как можно быстрее), либо синхронизироваться с часами контроллера.
Рис.3 Hiperface DSL включает каналы для обратной связи по положению, обмена параметрами, данными процесса, безопасного положения и данными мониторинга состояния (SensorHub). Все эти данные передаются по двум проводам (которые могут быть встроены в кабель двигателя).
Архитектура Hiperface DSL также включает каналы для передачи данных о параметрах двигателя, данных мониторинга состояния и интегрированных движений безопасности, причем данные передаются по двум цифровым линиям связи. Такая избыточность и проверка ошибок позволяет интерфейсу Hiperface DSL соответствовать стандарту безопасности SIL3.
EnDat 2.2
Интерфейс данных энкодера или EnDat 2.2 компании HEIDENHAIN - это синхронизированный двунаправленный стандарт, использующий четыре линии для связи: две линии для дифференциальных данных и две линии для дифференциальных тактовых сигналов. Помимо двух проводов для питания и двух проводов для буферной батареи или параллельного питания, EnDat 2.2 может поставляться с тактовой частотой до 2 МГц, а в некоторых моделях дополнительная компенсация задержек распространения делает возможной частоту до 16 МГц.
Поскольку Hiperface DSL стал "открытым" интерфейсом, EnDat остается единственным проприетарным интерфейсом.Aбсолютпоследовательный интерфейс (следует отметить, что оригинальный протокол Hiperface также остается проприетарным).
РИС.4 С компенсацией передаваемой задержки EnDat 2.2 может обеспечить тактовую частоту до 16 МГц.
EnDat 2.2. также может считывать, записывать или обновлять информацию, хранящуюся в энкодере, и передавать данные (например, информацию о датчике или диагностическую информацию) от энкодера к контроллеру. Тип передаваемых данных (например, абсолютное положение, диагностическая информация или информация о параметрах) передается от контроллера к энкодеру с помощью команды режима. Как и Biss и Hiperface DSL, EnDat 2.2 соответствует стандарту безопасности SIL3.
Оригинальная ссылка: https://www.bmq123.com/ru/58.html
