Schnittstellen
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1. Synchron-Serielle Schnittstelle (SSI)
Die synchron-serielle Schnittstelle ist eine digitale Schnittstelle für absolute Weg- und Winkelmesssysteme. Sie ermöglicht es, digital, absolut und ohne Bus-Overhead Weg- oder Winkelinformationen zu übermitteln. Daher eignet sie sich besonders für Anwendungen, in denen Zuverlässigkeit und Signalrobustheit in industrieller Umgebung erforderlich sind.
Die Übertragung erfolgt synchron zur Anforderung der Steuerung, mit jedem Clock-puls wird jeweils ein Bit des
auszugebenden Positionswertes übertragen. Die Clock/Daten-Signale werden differentiell über eine RS422-
Schnittstelle übertragen. Datenformate sind binär oder Gray-codiert mit 24 oder 25 Bit Positionsauflösung. Auch
ein Parity-Bit zur Erhöhung der Datensicherheit kann dem Datenformat angehängt werden (SSI26). Mögliche Clockfrequenzen liegen im Bereich von 60 kHz bis zu 2 MHz, es können Updateraten von bis zu 16 kHz erreicht werden. Die maximal erreichbare Clockfrequenz hängt von der Kabellänge und den verwendeten Treiberbausteinen ab.Die SSI-Schnittstelle ist somit eine zuverlässige, dynamische und kostengünstige Schnittstelle.
2. CANopen Schnittstelle
CANopen ist ein international genormtes Busprotokoll, basierend auf dem siebenschichtigen
ISO/OSI-Referenzmodell. Es wurde von der CIA (CAN-in-Automation Nutzer- und Herstellervereinigung) entwickelt und ist seit Ende 2002 als europäische Norm EN 50325-4 standardisiert.
CANopen verwendet als Übertragungstechnik die Schichten 1 und 2 des ursprünglich für den Einsatz im Automobil entwickelten CAN-Standards (ISO 11898-2). Das Bussystem erlaubt jedem Teilnehmer das
Senden von Nachrichten (Multimaster-Fähigkeit). Auf dem Bus liegende Nachrichten
werden von jedem Busteilnehmer empfangen (Broadcast-Kommunikation).
Inwieweit diese verarbeitet werden, entscheidet jeder Busteilnehmer aufgrund seiner lokalen Intelligenz.
Vielfältige Methoden der Parametrierung von Busteilnehmern sowie Fehlererkennung und -behandlung verleihen
dem CANopen-Protokoll herausragende Eigenschaften. In Bezug auf Positionssensoren können alle relevanten
Gerätedaten der übergeordneten Steuerung einfach über elektronische Datenblätter (eds-Dateien) eingespielt werden.
Durch die Verfügbarkeit von Features wie z.B. Nockenschaltern, Grenzwertschaltern, Geschwindigkeitsdaten etc. ist hier ein echter Mehrwert für angeschlossene Komponenten gegeben.
CANopen eignet sich als Schnittstelle sowohl in dynamischen Anwendungen als auch zum Einsatz in komplexen
Steuerungsnetzwerken. -
3. Quadrature Interface
Das Quadrature Interface hat seinen Ursprung von inkrementellen Messsystemen.
Hier ist die Maßverkörperung auf einer Glasscheibe bzw. Streifen aufgetragen. Diese wird mit optischen Systemen abgetastet. Zwei Signale werden erzeugt: A- und B-Puls, welche je nach Bewegungsrichtung
einen positiven oder einen negativen Phasenversatz von 90° aufweisen. Die Anzahl der A- oder B-Pulse ist ein
Maß für den zurückgelegten Weg; die Pulsbreite der A/B-Pulse hängt somit von der Verfahrgeschwindigkeit ab.
Zusätzlich haben optische Systeme meist eine Referenzspur, welche nur einmal entlang der gesamten Mess-strecke ein Signal ausgibt, um die inkrementell ermittelte Position zu referenzieren. Dies ist notwendig, um aus den nachher folgenden A/B-Pulsen eine absolute Position abzuleiten.
Bei absolut messenden Weg-und Winkelsensoren ist keine Referenzfahrt notwendig, wie z.B. bei magnetostriktiven Wegmesssystemen. Ein magnetostriktives Wegmesssystem mit Quadrature Interface über-trägt auf Anforderung die korrekte Anzahl an A/B-Pulsen entsprechend der aktuellen absoluten Position.4. DyMoS-Schnittstelle
Die DyMoS-Schnittstelle basiert wie die SSI-Schnittstelle auf dem RS422-Standard.Durch verschiedene Zusätze vereinigt sie die Einfachheit der synchron-seriellen Übertragung mit den Datenübertragungs- und Diagnosefunktionen von Busschnittstellen.Das Datenformat beträgt hier 48 Bit. Diese sind wie folgt unterteilt: die ersten drei Bit sind Systemdaten, danach folgen 40 Daten-Bits und fünf CRC-Bits.Die 40 Daten-Bits können sowohl als Position und Geschwindigkeit (für einen Positionsgeber) als auch zwei Po-sitionsdaten (bei 2 Positionsgebern) mit jeweils 20 Bit Auflösung formatiert sein. Die Systemdaten können zurÜberwachung des Zustandes des Messwertaufnehmers und die CRC-Bits zur Überwachung der Übertragung herangezogen werden.Zusätzlich zu den Positionsdaten werden über die DyMoS-Schnittstelle nach „Power On“ Informationen zum Sensor ausgegeben (Type und Seriennummer), so dass der Messwertaufnehmer in der Anwendungeindeutig zugeordnet werden kann.Die maximale Übertragungsrate beträgt wie bei der SSI-Schnittstelle 16 kHz.