SERCOS總線介紹

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1、SERCOS總線介紹　1、簡(jiǎn)介SERCOS協(xié)議定義了三種電報(bào)類型：主站同步電報(bào)MST，伺服電報(bào)AT和主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT（下文詳細(xì)介紹）。如圖3是SERCOS系統(tǒng)的工作時(shí)序圖，周期時(shí)間為0.062，0.125，0.25，0.5，1，2，3，…，65ms可選，主要取決于控制方式和從站數(shù)量。圖3：SERCOS工作時(shí)序圖通信周期內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸采用時(shí)分多址TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）方式控制。主站以固定的周期廣播發(fā)送主站同步電報(bào)MST，表示一個(gè)通信周期的開始。所有的從站將同時(shí)接收到MST，并以此為基準(zhǔn)，在預(yù)定的時(shí)刻T1.x發(fā)送伺服電報(bào)ATx給主站。在T2時(shí)刻，主

2、站廣播發(fā)送主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT給各從站。MDT中包含了給所有從站的指令數(shù)據(jù)，由從站到指定位置讀取各自的數(shù)據(jù)。所有從站在T3時(shí)刻同時(shí)執(zhí)行新的MDT打住值，在T4時(shí)刻同時(shí)采樣反饋數(shù)據(jù)，保證了命令執(zhí)行和狀態(tài)反饋的同步性。SERCOS在環(huán)網(wǎng)中所有控制器都接通電源以后，首先要進(jìn)行一個(gè)協(xié)議初始化工作，以建立數(shù)據(jù)通信鏈路。SERCOS的初始化過程分為5個(gè)通信階段（CP，CommunicationPhase，CP0～CP4）：CP0：檢查SERCOS環(huán)路是否閉合。SERCOS環(huán)路的閉合需要兩方面的保證：正確連接光纖和所有的從站都工作在中繼器模式（地址非0），當(dāng)然也要保證控制器是好的；CP1：此階段識(shí)別環(huán)

3、路上的伺服裝置，使用非周期性的數(shù)據(jù)傳輸，其工作原理是：主站依次向每個(gè)伺服裝置發(fā)送MDTm（m是控制器的站地址）電報(bào)，MDTm的地址域中包含的是待識(shí)別的伺服裝置的地址。如果被識(shí)別的伺服裝置工作正常，則它應(yīng)在下一個(gè)通信周期發(fā)送一個(gè)ATm電報(bào)作為應(yīng)答。如果所有的伺服裝置都正確作出應(yīng)答，則可以進(jìn)入下一個(gè)通信階段CP2；CP2：為周期性通信階段CP3和CP4設(shè)置通信參數(shù)，使用和CP1相同的非周期性的數(shù)據(jù)傳輸（一般此階段所用的時(shí)間最長(zhǎng)）；CP3：繼續(xù)設(shè)置相關(guān)的伺服參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸通過為周期性運(yùn)行定義的電報(bào)來實(shí)現(xiàn)；CP4：結(jié)束初始化過程，系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行階段。在初始化過程中，如果伺服電源關(guān)閉或出現(xiàn)硬件

4、故障，則狀態(tài)返回到CP0的狀態(tài)。2、SERCOS數(shù)據(jù)傳輸在SERCOS通信中，所有的數(shù)據(jù)都以數(shù)據(jù)電報(bào)的形式進(jìn)行傳輸。SERCOS協(xié)議通信數(shù)據(jù)采用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC（HighlevelDataLinkControl）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其格式如圖4所示：圖4：SERCOS協(xié)議基本電報(bào)格式SERCOS協(xié)議共定義了三種電報(bào)類型：（1）主站同步電報(bào)MST（MasterSynchronousTelegram）由主站以固定的周期發(fā)向所有的從站，表示一次通信周期的開始，所有從站都將同時(shí)收到該報(bào)文，主站通過MST來控制SERCOS接口的同步運(yùn)行，從站通過MST指令來校驗(yàn)本身的時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)命令執(zhí)行和狀態(tài)反饋的

5、同步性。下圖5是MST電報(bào)碼的格式：圖5：MST電報(bào)碼格式BOF和EOF分別是MST電報(bào)的開始和結(jié)束符，Address是主站發(fā)送電報(bào)碼到從站的地址，INFO是信息區(qū)，指明初始化的階段或當(dāng)前通信的階段，F(xiàn)CS是校驗(yàn)碼，來驗(yàn)證所發(fā)送的電報(bào)碼的正確與否。MST電報(bào)碼的發(fā)送只持續(xù)約30μs的時(shí)間，但它對(duì)于設(shè)定整個(gè)環(huán)網(wǎng)的時(shí)序和時(shí)鐘同步非常重要。（2）伺服電報(bào)AT（Amplifier(Drive)Telegram）由各個(gè)伺服從站發(fā)給主站，可將多種伺服信息實(shí)時(shí)反饋給主站，如伺服軸的實(shí)際位置、轉(zhuǎn)速、扭矩、報(bào)警信號(hào)、診斷信號(hào)、PLC輸入、伺服參數(shù)和電機(jī)參數(shù)等。在主站發(fā)出MST電報(bào)，經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的一段時(shí)間

6、后，第1臺(tái)控制就會(huì)通過發(fā)送AT指令把它的數(shù)據(jù)放在預(yù)先設(shè)定的存儲(chǔ)區(qū)，每臺(tái)控制會(huì)連續(xù)發(fā)送AT指令。圖6是控制器AT電報(bào)碼的格式。該電報(bào)碼由5部分構(gòu)成：★?????幀開始標(biāo)志符BOF★?????從站控制器的地址ADR★?????數(shù)據(jù)記錄★?????幀校驗(yàn)序列FCS★?????幀開始標(biāo)志符EOF圖6：AT電報(bào)碼格式數(shù)據(jù)記錄部分由不可改寫部分（相對(duì)于用戶來說）和可組態(tài)部分兩部分組成?！铩顟B(tài)Status（8bit）：指明控制器是否準(zhǔn)備好，確認(rèn)控制器處于正常的運(yùn)行方式；★　控制器服務(wù)信息DriverServiceInfo（2個(gè)字節(jié)Byte）：此數(shù)據(jù)區(qū)包含諸如轉(zhuǎn)矩極限，運(yùn)行限位，時(shí)間常量，增益等一些

7、非時(shí)間臨界值（nontime-critical）；★　操作數(shù)量OperationData：這是最重要的一些數(shù)據(jù)區(qū)，包括1～16個(gè)IDN（被稱為目標(biāo)識(shí)別碼，詳細(xì)介紹見下文）報(bào)告數(shù)據(jù)，諸如：速度，轉(zhuǎn)矩和位置等一些需要反饋給主機(jī)的數(shù)據(jù)，從而可以有效地控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)。例如，如果控制器的模式是速度模式，意味著它從運(yùn)動(dòng)控制器中接收速度信息，此時(shí)就可以在控制器電報(bào)碼中配置成當(dāng)前的實(shí)際速度。因?yàn)樗械目刂破鞫荚谕瑫r(shí)測(cè)量其位置，這樣，控制器就可以為所有的軸的當(dāng)