通常，絕對式編碼器需要通過通信協(xié)議與后續(xù)電子設(shè)備進(jìn)行連接，在目前的市場上，通信協(xié)議多種多樣，本文簡單介紹了幾種市場占有率較高的通信協(xié)議，它們分別是：BiSS-C通信協(xié)議、SSi通信協(xié)議、EnDaT通信協(xié)議、Dirve-CLiQ通信協(xié)議。

　　1 BiSS-C通信協(xié)議

　　BiSS-C協(xié)議由德國IC-HAUS開發(fā)，是一種全雙工同步串行總線型協(xié)議，專門為滿足實(shí)時(shí)、高速、雙向的傳感器通信設(shè)計(jì)。其典型應(yīng)用是在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器與編碼器通信?，F(xiàn)已成為傳感器通信協(xié)議的國際化標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前在市場上支持BiSS-C的驅(qū)動(dòng)器有華中驅(qū)動(dòng)器、上銀驅(qū)動(dòng)器、新代驅(qū)動(dòng)器等，還有一些驅(qū)動(dòng)器廠家可以通過協(xié)議轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換來使得BiSS-C協(xié)議轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)器廠家的所需要的協(xié)議，例如西門子的驅(qū)動(dòng)器，自身不支持BiSS-C協(xié)議，通過協(xié)議轉(zhuǎn)化器可以實(shí)現(xiàn)BiSS-C協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到與BiSS-C協(xié)議的編碼器通信。

　　同時(shí)禹衡光學(xué)有幸成為中國地區(qū)BiSS協(xié)議的技術(shù)支持方，為進(jìn)一步推進(jìn)BiSS協(xié)議在中國的推廣奠定了基礎(chǔ)。

　　BiSS-C協(xié)議目前已成為伺服驅(qū)動(dòng)編碼器協(xié)議的主流協(xié)議之一，且BiSS-C協(xié)議具有其他協(xié)議不可比擬的優(yōu)勢，主要有以下幾點(diǎn)：

　　(1)成本低

　　BiSS-C協(xié)議是一種開放式協(xié)議，全數(shù)字特點(diǎn)，因此無需協(xié)議產(chǎn)權(quán)成本，全數(shù)字接口無模擬器件的成本。

　　(2)高速

　　由于BiSS-C基于RS485/422技術(shù)，10MHZ的時(shí)鐘頻率可以使編碼器的位置更新速度達(dá)到了5～20us，如此高的更新速度可以保證伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低速時(shí)的超平滑控制。通常情況下，絕對值系統(tǒng)會(huì)發(fā)生“當(dāng)速度轉(zhuǎn)矩抖動(dòng)達(dá)到四倍線速時(shí)，性能降低”的現(xiàn)象，而BiSS-C沒有這個(gè)限制，所以帶BiSS-C編碼器的伺服電機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)高精度的響應(yīng)速度需求。

　　(3)工業(yè)靈活性高

　　BiSS-C協(xié)議具有總線連接方式、報(bào)警位、數(shù)據(jù)長度可調(diào)等特點(diǎn)，使得在工業(yè)領(lǐng)域靈活性更高。BiSS-C協(xié)議主要采用兩種工作模式：傳感器模式和寄存器模式。

　　傳感器模式：在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)下，編碼器將連續(xù)工作于傳感器模式下。傳感器模式下可以根據(jù)數(shù)據(jù)后方的6位CRC校驗(yàn)位來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，傳輸32位的數(shù)據(jù)僅需約5us，其中包括編碼器內(nèi)部處理延時(shí)。

　　寄存器模式：寄存器模式既可以讀取編碼器參數(shù)，也可以存儲(chǔ)參數(shù)于編碼器，并可以查看更詳細(xì)的報(bào)警內(nèi)容。如污染、離位、過溫、過壓的自定義報(bào)警內(nèi)容。這些參數(shù)可以存放于一個(gè)256字節(jié)的寄存器組，BiSS-C協(xié)議的上位機(jī)可以通過寄存器模式對編碼器的EEPROM進(jìn)行讀取寫入的操作。

　　2 SSi通信協(xié)議

　　SSi(英文：Synchronous Serial Interface)協(xié)議是一種同步、全雙工串行接口。它是絕對值編碼器一種常用的通信協(xié)議。

　　在早期的時(shí)候，大多數(shù)采用的是并行輸出。隨著編碼器位數(shù)的增長，并行輸出就不適用了，主要原因是經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、錯(cuò)誤的現(xiàn)象。比如在傳輸過程中，只要有一根數(shù)據(jù)線受到干擾出現(xiàn)了問題，就會(huì)影響最終傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。所以，在這種背景下SSi協(xié)議就應(yīng)運(yùn)而生，其主要具有以下特點(diǎn)：

　　(1)它用串行傳輸方式代替并行傳輸。采用差分方式提高抗干擾性能，同時(shí)，為了雙方傳輸能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，采用了同一波特率同步傳輸。

　　(2)SSi協(xié)議采用的是RS422的差分接口與絕對值編碼器連接，一般SSi協(xié)議編碼器至少有6根傳輸線。

　　(3)由于SSi協(xié)議傳輸方式簡單，主控制器可以選擇單片機(jī)、RAM和復(fù)雜可編程邏輯器件(CLPD)。不過大多數(shù)選擇用CLPD作主控制器，原因它抗干擾性強(qiáng)，處理速度快，成本低，性價(jià)比偏高。

　　隨著時(shí)代的發(fā)展，SSi協(xié)議的缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)，例如隨著傳輸長度的增加，其波特率就要降低，這樣就導(dǎo)致了長距離傳輸要犧牲一部分傳輸速度。其次，SSi協(xié)議沒有延時(shí)補(bǔ)償。不過目前市場上仍有很多設(shè)備使用SSi協(xié)議進(jìn)行通訊。

　　3 EnDaT通信協(xié)議

　　EnDat接口是HEIDENHAIN專為編碼器設(shè)計(jì)的數(shù)字式、全雙工同步串行的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它不僅能為增量式和絕對式編碼器傳輸位置值，同時(shí)也夠傳輸或更新存儲(chǔ)在編碼器中的信息或保存新的信息。由于使用了串行傳輸方式，所以只需四條信號線。在后續(xù)電了設(shè)備的時(shí)鐘激勵(lì)下，數(shù)據(jù)信息被同步傳輸。數(shù)據(jù)類型( 位置值、參數(shù)、診斷信息等)由后續(xù)電子設(shè)備發(fā)送給編碼器的模式指令選擇決定。其特點(diǎn)包括：

　　(1)傳輸位置值與附加信息可同時(shí)傳輸：附加信息的類型可通過存儲(chǔ)地址選擇碼選擇。

　　(2)編碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域包括編碼器制造商參數(shù)、MOEM 廠商參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)，便于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置。

　　(3)EnDat2.2 編碼器實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字傳輸：增量信號的處理在編碼器內(nèi)部完成(內(nèi)置14Bit細(xì)分)提高了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性可實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。

　　(4)監(jiān)控診斷功能：報(bào)警條件包括光源失效、信號幅值不足、位置計(jì)算錯(cuò)誤、運(yùn)行電壓太低或太高、電流消耗太大等;當(dāng)編碼器的一些極限值被接近或超過時(shí)提供警告信號。

　　(5)更寬的電壓范圍 (3.6-14V) 和傳輸速率(16M)。

　　4 Dirve-CLiQ通信協(xié)議

　　Drive-CLiQ協(xié)議是西門子公司研發(fā)的一種通信協(xié)議。Drive-CLiQ是用于SINAMICS S120系列變頻器內(nèi)部組件之間的專用通信協(xié)議。

　　由于S120采用的模塊化設(shè)計(jì)，包括電機(jī)編碼器模塊、傳感器模塊、控制單元模塊等，各個(gè)模塊之間通過高速的Drive-CLiQ相互連接。各模塊只要通過Drive-CLiQ電纜連接起來，它們的信息就會(huì)被自動(dòng)識(shí)別出來，比如模塊的訂貨號、設(shè)備識(shí)別碼、等效電路等信息。

　　Drive-CLiQ通信電纜有兩種：

　　(1)不帶24VDC電源的電纜，比如用于CU與直線電機(jī)模塊、電機(jī)模塊、SMC等之間。

　　(2)帶24VDC電源的電纜，比如用于SMC與編碼器之間數(shù)據(jù)交換，SMC需要為編碼器提供工作電源Drive-CLiQ電纜的插頭，看上去是RJ45，但要注意它使用了POE技術(shù)。

　　POE指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動(dòng)的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。

　　各模塊之間用Drive-CLiQ連接時(shí)，不可以重復(fù)連接，不可以環(huán)形連接。

　　目前市場上與西門子通信的編碼器大多數(shù)使用了西門子授權(quán)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，西門子公司有一款SMC20可以將1VPP正余弦編碼器協(xié)議轉(zhuǎn)換成Drive-CLiQ協(xié)議的產(chǎn)品，諸如此類還有SMC30、SMC40等產(chǎn)品，禹衡光學(xué)經(jīng)西門子授權(quán)自主研發(fā)的Drive-CLiQ轉(zhuǎn)換盒亦可以將BiSS-C協(xié)議轉(zhuǎn)換成西門子系統(tǒng)通信的協(xié)議。

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