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技术分享

BissC绝对值编码器在EtherCAT运动控制器中的应用

公众号抬头2.gif



ZMC432-V2硬件介绍



ZMC432-V2是正运动推出的一款多轴高性能EtherCAT总线+脉冲型运动控制器,具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口,ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

ZMC432-V2运动控制器.png

ZMC432-V2最多可支持32轴运动控制,支持直线插补、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随等功能。

ZMC432-V2运动控制器包含6轴的脉冲输出与编码器反馈输入,通用IO包含24路输入口和12个输出口;通用DA有两路;其中特定输出口支持高速PWM控制;EtherCAT最快125us的刷新周期。

ZMC432-V2产品架构图.png

ZMC432-V2支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC上位机API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

多种上位机开发方式.png



  • 控制器型号要求

(1)控制器型号要求:ZMC432-V2,ZMC406-V2;
(2) 固件版本要求:在4.930-20190305以后才支持;
(3)ZMC432-V2系列控制器仅AXIS4/5轴接口支持SSI/BISS通讯。
1.png


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ZMC432-V2硬件接口及接线

ZMC432-V2控制器AXIS4/5轴接口支持SSI/BISS通讯协议,只支持5V供电的BissC绝对值编码器,无论BissC绝对值编码器是否使用+5V作为电源,BissC绝对值编码器公共端都必须跟控制器轴接口GND连接。
ZMC432-V2控制器硬件接口.png
ZMC432-V2控制器接口定义

针脚定义图.png

控制器AXIS4/5轴接口SSI/BISS针脚定义图

控制器和BissC绝对值编码器接线图.png

控制器和BissC绝对值编码器接线图



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Bissc绝对编码器介绍

1.认识BissC绝对值编码器
BissC是Binary Synchronous Serial Communication的缩写。它是一种数字式的接口协议。
BissC绝对值编码器是一种测量位置和角度的设备,可以通过高频率信号传递出更加准确、精确的位置信息,在工业自动化和控制系统中起着重要的作用

BissC绝对值编码器.jpg

BissC绝对值编码器

BissC绝对值光栅尺.jpg

BissC绝对值光栅尺

2.BissC通讯原理

BissC是一种用于运动控制与绝对式编码器之间进行数据交换的通信协议。它采用快速双工同步串行 接口模式, 具有主-从接口的特点。
在BissC协议中,主接口负责控制位置获取的时序和数据传输速度,而编码器则作为从接口,负责响应主接口的位置采集请求。
(1)数据传输通过两对单向差分线进行,分别是Clock线和Data线。
(2)Clock线用于将位置采集请求和时序信息从主接口传输至编码器。
(3)Data线则用于将位置数据从编码器传输回与Clock线同步的接口。

BISS接口示意图.jpg

BISS接口示意图



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控制器程序配置及应用

1. 控制器参数说明

(1)ATYPE:设置轴类型,设为48是SSI绝对值编码器,设为49是BISS绝对值编码器。

(2)UNITS:设置脉冲当量 ,以BissC绝对值光栅尺为例,分辨率在100nm,那么1个脉冲对应100nm,1mm则对应10000个脉冲,控制器需要参考这个参数去设置该轴的脉冲当量UNITS。

(3)ENCODER_BITS:设置SSI/BISS编码器绝对值位数,参考BissC绝对值编码器手册数据位。有的BissC绝对值编码器会多一些辅助状态位,厂家也不是完全标准,一般是18-20位,需要手动调整ENCODER_BITS。ENCODER_BITS=数据位+辅助状态位(有的编码器不带)。

(4)ENCODER_BITS指令参数设定说明:
ENCODER_BITS指令参数设定说明.png
2.程序配置
global CONST ENC_AxisStart=4    '本地绝对值编码器轴起始轴号
global CONST ENC_AxisNum= 2      '本地绝对值编码器轴轴数量
'本地绝对值编码器轴配置
fori=0to ENC_AxisNum-1
    BASE(ENC_AxisStart + i)
    AXIS_ADDRESS=(-1<<16)+4+i  '映射绝对值编码器轴4,5
    ENCODER_BITS = 51  '32位绝对值, 带19个辅助状态位.
    ATYPE=49          'BISS绝对值编码器
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3.零点设置

(1)一般光栅尺用零点配置工具去设置零点位置。

零点设置界面.png

(2)一般旋转绝对值编码器通过信号去设置零点位置。

2.png

(3)其它方式去设置零点位置,咨询编码器厂家。

4.绝对值编码器位置读取

在零点位置进行编码器位置清零后,设置UNITS,读轴4/5的MPOS值就知道编码器的当前位置,需要编码器原始值就读轴4/5的ENCODER。BissC绝对值编码器位置具有断电保存功能。

轴4BissC绝对值编码器位置MPOS.png

轴4BissC绝对值编码器位置MPOS

手动旋转BissC绝对值编码器示波器抓取位置曲线.png

手动旋转BissC绝对值编码器示波器抓取位置曲线
常见问题

1.下载程序提示轴4/5报设置atype49错误

检查控制器固件版本支不支持ssi/biss绝对值编码器,固件版本20190305以后才支持ssi/biss绝对值编码器。
2.轴4/5的MPOS没有值,或值不对
检测接线问题。encoder_bits参数设置问题,手动调整状态位。在线命令?* encoder_bits,检查该参数是否设置有有效。
本次,正运动技术BissC绝对值编码器在EtherCAT运动控制器中的应用,就分享到这里。

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