Offene, digitale Sensorschnittstelle (BiSS)

ALLGEMEINE MERKMALE

Die bidirektionale digitale Sensorschnittstelle BiSS stellt die Kommunikation zwischen dem Positionsgeber und dem Messgerät bzw. der Antriebssteuerung sicher und überträgt bei Bedarf gleichzeitig die Messwerte von bis zu 8 Sensoren. Bei 1 bis 8 angeschlossenen Geräten liefert der Schnittstellenmaster das Taktsignal für die gleichzeitige Erfassung aller Positionsdaten und für die anschließende synchrone serielle Datenübertragung.

Es werden nur vier unidirektionale RS422-Datenleitungen benötigt; die minimale Slave-Elektronik befindet sich direkt in den integrierten Schaltungen (ICs) des Sensors. Sendet der Schnittstellen-Master den Takt auf der Masterleitung MA, antwortet die Slave-Elektronik direkt auf der Rückleitung SL mit den erkannten Positionsdaten. Befehle oder Parameter können über Pulsweitenmodulations-Taktimpulse (PWM) ausgetauscht werden, die jedoch nicht erforderlich sind, um das bidirektionale serielle Synchronprotokoll (BiSS) zu starten.

ÜBERTRAGUNGSVERFAHREN

Mit jedem DatenzyklusDas Master-System lernt und kompensiert die Signalübertragungszeit und ermöglicht so Taktraten von bis zu 10 Mbit / Sekunde auch bei Kabellängen von 100 Metern. Sich ändernde Kabelverhältnisse, z.B. durch Zugkräfte verursachte Bewegungen, werden korrigiert. Die Synchronisationsgenauigkeit zwischen mehreren Sendern an unterschiedlichen Achsen liegt innerhalb von 1 Mikrosekunde, wobei das Mastersystem auch die bisherigen Signalübertragungszeiten für die Steuerung auslesbar aufzeichnet und eine weitere Optimierung ermöglicht.

Das bidirektionale BiSS-Protokollklassifiziert jedes angeschlossene Gerät nach verschiedenen Datentypen: Sensordaten, Multizyklusdaten und Registerdaten. Diese Arten von Datensensoren sind in ihrer Zugriffsfreundlichkeit und Übertragungsleistung unterschiedlich ausgelegt, um eine Vielzahl von Sensoranwendungen abzudecken. Im Bereich der Registerdaten werden üblicherweise bidirektionale Parameterkommunikationen zur Gerätekonfiguration, ggf. auch für sogenannte OEM-Parameter (Original Equipment), erfasst.

Langsam wechselnde Daten wie Drehzahl oder Motortemperatur werden im Multizyklus-Datenbereich, schnell wechselnde Winkeldaten im Sensordatenbereich aufgezeichnet. Damit sind auch für Datenstrings bis zu 64 Bit Reglerzykluszeiten von weniger als 10 μs kein Problem. Platz für redundante Systeme ist ausreichend vorhanden und wird in der Regel für eine CRC-Implementierung (Cyclic Redundancy Check) genutzt. Nur umrahmt von einem Start- und einem Stoppbit werden die Sensordaten mit der bestmöglichen Nutzdatenrate übertragen; ein einzelnes Multicycle-Datenbit ist optional. Die ebenfalls getriggerten Multizyklus-Datenbits bilden ein zweites In-Band-Protokoll und helfen, die Menge der benötigten Sensordaten zu reduzieren - eine permanente Positions- und Betriebsüberwachung des Antriebs ist ohne Störung des Steuerungszyklus möglich.

Blockschaltbild eines absoluten Drehgebers

Bidirektionaler BiSS-Anschlussplan mit unidirektionalen Kabeln (ein Sensor, z.B. mit mehreren Slave-Ebenen)

Konfiguration

Spezifische Geräteentwicklungenwerden nicht durch die Notwendigkeit der Kompatibilität mit anderen BiSS-Produkten eingeschränkt oder unnötig verteuert. Ein bidirektional angeschlossenes BiSS-Gerät wird mit nur wenigen Parametern beschrieben, eine mitgelieferte Gerätebeschreibungsdatei im XML-Format vereinfacht die Inbetriebnahme der Steuerung. Überblick: Absoluter Drehgeber (Wertgeber): Offene, digitale Sensorschnittstelle (BiSS) mit synchroner serieller Übertragung (SSI) INTERBUS CANopen DeviceNet Profibus-DP