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绝对编码器接口:SSI, bis, Hiperface和EnDat之间的区别

通过丹尼尔•柯林斯|2021年4月2日

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绝对编码器可以通过与控制器进行通信并联或串联布线,通过现场总线,或通过基于以太网的协议比如EtherCAT。在这些选项中,串行通信是比并行布线(需要双绞线)更简单的解决方案每一位它非常适合于那些不够复杂,无法证明现场总线或基于以太网协议的应用程序。在这里,我们将看看目前最常见的四种绝对编码器串行接口之间的区别:SSI、bis、Hiperface DSL和EnDat 2.2。

SSI:同步串行接口

顾名思义,SSI是一种同步协议,意思是数据通过控制器提供的时钟信号或脉冲同步地从编码器传输到控制器。编码器输出可为二进制或灰码,每个时钟脉冲传输一位,单圈编码器的标准字长为13位,多圈编码器的标准字长为25位。

绝对编码器的接口
SSI编码器接口很简单,只有四根电线用于通信(一根双绞线用于数据和一根双绞线用于时钟信号)和两根电线用于电源。
图片来源:AccuCoder

同步串行接口使用两对绞线通信,每rs - 422标准-一双微分数据信号和一对差分时钟信号。还有两根电线为编码器供电。时钟频率,或数据传输速率,可达1.5 MHz,取决于电缆的长度。为了保证数据的完整性,一些SSI编码器支持多次传输(也称为“多路径”或“环移”传输),即同一数据被多次发送,控制器对传输进行比较,以确保它们匹配。

双向同步串行接口

的双向同步串行接口是一个开放的协议,与SSI相似,数据传输是由来自控制器的时钟信号同步的,但与bis,时钟速度高达10mhz是可能的。bis还使用两对双绞线——一对用于数据信号,一对用于时钟信号——加上两根用于电源的线。

与仅支持单向通信的SSI不同,bis支持单向通信双向通信,意味着控制器可以从编码器中的非易失性存储器读取和写入,其中寄存器包含编码器识别信息。bis编码器还可以根据需要将温度等数据发送给控制器。bis与SSI的另一个独特的特点是,在每个数据周期内,主确定和补偿任何传输延迟,允许数据传输速率高达10 Mbps。

bis的最新版本是bis -C (C = Continuously),尽管该接口通常被简单地称为“bis”。

绝对编码器的接口
bis允许双向通信,因此使用两线通信从控制器(MA+和MA-)和两线通信从编码器(SL+和SL-),加上两线电源。
图片来源:德州仪器公司

与SSI编码器不同,bis编码器可以点对点或通过总线连接。当通过总线连接时,来自所有编码器的数据在一个连续的帧中时钟(同步)到主机,而不是单独。bis也实现了循环冗余校验(CRC)错误检查-比多重传输更可靠的方法。还有一个bis安全接口,用于安全应用程序SIL3每IEC 61508.

Hiperface DSL

Hiperface DSL高性能接口数字伺服链路(HIgh PERformance InterFACE Digital Servo Link)最初是SICK开发的专有接口。然而,在2016年,SICK通过许可模式“开放”了接口,允许其他制造商将该技术集成到他们的产品中。

与它的前身Hiperface不同,Hiperface DSL是一种全数字协议,仅使用两根电线进行双向通信和编码器电源,与电机电源线捆绑(尽管需要一个变压器来改善共模噪声抑制)。这就消除了在电机和控制器上单独连接编码器的需要。Hiperface DSL符合rs - 485标准和并具有9.375的数据传输速率Mbaud.数据可以循环传输(尽可能快)或与控制器时钟同步。

Hiperface
Hiperface DSL包括位置反馈、参数交换、过程数据、安全位置和状态监测(SensorHub)数据的通道,所有这些都通过两根电线传输,可以集成到电机电缆中。
图片来源:生病

Hiperface DSL架构还包括用于传输电机参数数据、状态监测数据和集成安全运动的通道,数据通过两条数字通信线路传输。这种冗余和错误检查使Hiperface DSL接口符合SIL3安全标准。

EnDat 2.2

编码器数据,或EnDat 2.2,Heidenhain的界面是一种同步的双向标准,使用四个电线用于通信 - 两根电线,每个电线用于差分数据和差分时钟信号 - 加上两个电源和两个电池缓冲或并联电源的电线。Endat 2.2可以提供最多2 MHz的时钟频率,并且在某些型号上,传播延迟的额外补偿使频率高达16 MHz。

由于HIPERFACE DSL已成为“打开”界面,因此ENDAT现在是唯一依赖专有的绝对编码器的偶数界面(尽管应该指出原始HIPERFACE协议也仍然是专有的)。

通过传播延迟补偿,EnDat 2.2可以提供高达16mhz的时钟频率。
图片来源:Heidenhain

EnDat 2.2。还可以读取、写入或更新存储在编码器中的信息,并可以将传感器信息或诊断信息等数据从编码器传输到控制器。传输的数据类型——例如,绝对位置、诊断或参数信息——通过模式命令从控制器发送到编码器。像bis和Hiperface DSL, EnDat 2.2。也符合SIL3安全标准。


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