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1、SSI 通信协议SSI 通讯协议为缩写，其全称为同步串行接口 ( Synchronous Serial interface )。 SSI 通讯的帧格式如图 1 所示，数据传输承受同步方式， 在空闲阶段不发生数据传输的时候时钟和数据都保持高电位，在第一个脉冲的下降沿触发编码器载入发送数据，然后每一个时钟脉冲的上升沿编码器送出数据，数据的高位在前，低位在后，当传送完全部的位数以后时钟回到高电平，数据也对应回到高电平.图中有几个参数定义如下:T 为时钟的脉冲频率，介为数据传输间隔. Tm 为单稳触发时间.N 为为传输位数.传输的位数可以是任意的，但实际使用中单圈编码器承受 13 位，多圈承受 25
2、位.对于从方编码器而言是无法事先知道主方发送的时钟脉冲个数的，因而无法确定帧的起始位和停顿位 .解决问题的方法是承受高电位保持一段的时间内没有变化作为帧完毕标志.Tm 单稳时间就是指这个时间.在实际应用中可以承受一个单稳(软件或者硬件)，把时钟输人作为单稳的输入，通过单稳输出掌握 SSI 的数据输出状态:单稳一旦置位，SSI 的输出状态就要回到初始状态，准备开头下一个数据的循环过程。BISS 通信协议BiSS 通信协议是一种全双工同步串行总线通信协议，特地为满足实时、双向、高速的传感器通信而设计，在硬件上兼容工业标准SSI(同步串行接口协议)总线协议。其典型应用是在运动掌握领域实现伺服驱动器与
3、编码器通信。BiSS 由德国 IC-HAUS 公司开发，现已成为传感器通信协议的国际化标准。BiSS 通信协议目前的版本是 BISS-C。关键技术特征：1、二线串行同步数据总线，承受 RS422 接口，波特率到达 10Mbit/s； 承受 LVDS 接口， 波特率10Mbit/s，这反映了 BiSS 有高的响应速度; 2、通信效率高，每 10uS 传输超过 64 个比特，有效负载率大于 80%。这反映出 BiSS 能承载高区分率编码器数据;3、线路时分复用，包括每个通信周期传输一帧的数据通信信道和传输一个帧位的存放器通信信道。其中，存放器通信和数据通信完全独立，互不干预。对于不需要存放器通信的
4、应用场合，可以使用BiSS-C Unidirectional 版本。这个版本的协议没有存放器通信。这反映了承受BiSS 的掌握系统有更好的稳定性和便利性。4、多种安全机制确保数据牢靠，BiSS 的延迟补偿技术能补偿传输线带来的信号延迟，承受两组 CRC 生成多项式分别对传感器数据与存放器数据进展校验。BiSS 协议帧还包括一位报警位和一位错误位，CRC 生成多项式可自定义。这反映了 BiSS 传输牢靠，承受 BiSS 的掌握系统牢靠。5、数据同步，BiSS 利用时钟信号同步传感器数据，传感器在第一个时钟脉冲到来时进展数 据更，每一帧到达后续电子设备的数据其传输延迟都是一样的，便利后续电子设备进
5、展时延补偿，特别适合电机掌握等对时间位置关系要求苛刻的应用场合。这反映 BiSS 对于编码器精度的影响很小，有助于提高掌握系统的高速特性。6、组网力量，通过 BiSS 可以构成单总线传感器环网，一个通信周期采集全部传感数据，并且信号采集是同步的。这反映 BiSS 的扩展性和前瞻性。7、即插即用，BiSS 支持从存放器读出编码器参数，来配置数据通信。但凡支持 BiSS 标准 EDS 和 Profile 的编码器和掌握系统都可以直接通信，无需修改任何程序。组网方式：图中是 BiSS 的根本组网方式，叫point-to-point 方式。后续电子设备(图中为 PLC)通过差分信号向传感器供给时钟，传
6、感器同步地通过差分信号向后续电子设备发出传感数据。在 BiSS 协议中后续电子设备被称为 Master，传感器被称为 Slave。在 point-to-point 方式下，Master 可以接收 Slave 的数据，同时与 Slave 进展双向数据通信。帧构造与数据通信：描绘了 point-to-point 组网时的 BiSS 通信帧。MA 由 Master 发出用于驱动通信，SL 是 Slave 发出的数据信号。完成 1 个 BiSS 通信帧表示 Master 收到 1 帧数据。EnDat 协议EnDat 接口是 HEIDENHAIN 专为编码器设计的数字式、全双工同步串行的数据传输协议，它
7、不仅能为增量式和确定式编码器传输位置值， 同时也够传输或更存储在编码器中的信息，或保存的信息。由于 使用了串行传输方式，所以只需四条信号线，在后续电了设备的时钟 鼓励下，数据信息被同步传输。数据类型(位置值、参数、诊断信息等) 由后续电子设备发送给编码器的模式指令选择打算。特点：1. 传输位置值与附加信息可同时传输；附加信息的类型可通过存储地址选择码选择。2. 编码器数据存储区域包括编码器制造商参数、OEM 厂商参数、运行参数、运行状态，便于系统实现参数配置。3. EnDat2.2 编码器实现了全数字传输，增量信号的处理在编码器内部完成(内置 14Bit 细分)，提高了信号传输的质量和牢靠性，
8、可实现更高的区分率。4. 监控和诊断功能，报警条件包括:光源失效、信号幅值缺乏、位置计算错误、运行电压太低或太高、电流消耗太大等;当编码器的一些极限值被接近或超过时供给警告信号。5. 更宽的电压范围(3.6-14V)和传输速率(16M。EnDat 接口编码器数据采集原理图数据传输格式在每一帧同步数据传输时一个数据包被发送，传输循环从时钟的第一个下降沿开头测量值被保存，计算位置值。在两个时钟脉冲(2T) 后，后续电子设备发送模式指令“编码器传输位置值”(带或不带附加信息)。在计算出了确定位置值后，从起始位开头编码器向后续电子设备传输数据，后续的错误位 F1 和 F2(只存在于 EnDat2.2
9、指令中)是为所有的监控功能和故障监控效劳的群组信号，他们的生成相互独立，用来表示可能导致不正确位置信息的编码器故障导致故障的精准缘由保存在“运行状态”存储区，可以被后续电了设备查询。从最低位开头，确定位置值被传输，数据的长度由使用的编码器类 型打算。传输位置值所需的时钟脉冲数保存在编码器制造商的参数中。位置值数据的传输以循环冗余检测码完毕。HIPERFACE 协议HIPERFACE 是高性能接口High Performance Interface的缩写，是SICK-STEGMANN 电机反响系统的标准接口。该接口专为数字驱动掌握而研发，为用户供给标准化的简化型机械和电气接口。特点：1、仅在速度
10、掌握器上配备一个电气接口，适用于全部应用。速度掌握器和电机反响系统间只需使用同一类型电缆进展连接。仅通过一个电气接口即可实现低端及高端应用。2、混合接口模拟量过程数据通道上的混合接口:正弦信号和余弦信号通过该接口进展差分传输，且几乎没有延迟。双向参数通道上的混合接口(与 RS485 规格全都):用于传输确定位置信息和其他各种参数。3、仅 8 条电线。4、配备电子类型标签，用于识别电机反响及存储电机反响系统中的驱动相关信息。5、宽温度范围，具有较强的耐冲击和抗振动性能，抗电磁干扰。具有紧凑的尺寸，可安装于伺服电机内部。6、模拟量正弦/余弦信号可进展速度掌握，低速应用时可供给较高区分率，高速掌握时
11、可供给足够低的信号带宽。7、电缆长度最大为 100 m8、在机械齿轮应用的位置掌握方面，具有一样物理尺寸的电机反响系统可作为确定式多圈型编码器使用，确定定位高达 4096 转。HIPERFACE 电机反响系统同时使用了增量型编码器和确定型编码器，兼具这两种编码器的优点。首先，确定位置值仅当设备通电并与掌握器里的外部计数器通信时才产生，一一通过与 RS485 规格相符的基于总线的参数接口增量计数器在这确定位置值根底上，对模拟量正弦/余弦信号进展增量计数。使用高线性的正弦和余弦信号可获得速度掌握所需的高区分率 (反正切在掌握器中形成)。然而，此时传输的信号频率仍旧相对较低。例如:每转512 周期，
12、即使是在12000 rpm转速时频率也仅为102.4kHz， 这样即使是长距离也可轻松传输。数据格式异步接口的数据根本格式如下: 1 个起始位8 个数据位(最低有效位在前)1 个停顿位可设置的奇偶性:奇，偶，无可 设 置 的 波 特 率 :600,1200,2400,4800,4800,9600,19200,38400 波特参数通常预设为:9600 波特奇偶性二 1(假设数据位的总和为奇数)多摩川协议多摩川确定式编码器能够实现单圈 23bit 多圈 16bit 总计 39bit 的高解析度。数据通讯是基于 485 硬件接口标准 NRZ 协议，通讯波特率为 2.5M 的串行通讯。CRC 循环循环
13、冗余校验数据，避开数据出错导致特别的问题发生。通讯距离可到达 20 米。编码器具备状态自检功能，对于电池欠压、失效、编码器计数错误、过速度、码盘故障等可通过编码器状态位读取出来。掌握器或驱动器可通过单独的指令对单圈数据或多圈重置零位，可去除故障标志位。内置 768 字节 EEPROM，可擦写一万次以上，可用于存储电机相关信息，对于伺服驱动器对电机参数的自动识别供给了可行的途径。多摩川串行确定编码器通讯数据构造： 串行波特率：2.5M起始位：1bit 停顿位：1bit 数据位：8bit读取编码器单圈、多圈、全部数据、及复位状态：只需发送一个字节掌握数据。编码器应答数据：包括接收到的掌握字，及编码器状态字、编码器ID能够识别编码器根本类型，及编码器数据。最终一个字节为对前面全部的数据进展 CRC 校验。读取编码器内部 EEPROM 数据：需发送三个字节数据，读取 EEPROM 数据掌握字、EEPROM 数据地址、CRC 效验码。编码器应答数据或写入数据：构造包括 EEPROM 数据掌握字、EEPROM 数据地址、EEPROM 数据、CRC 效验码。读取一次编码器全部数据需要 60S 左右。为伺服电机供给高速度位置响应供给了可能。