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BiSS-C Schnittstelle
Offene, digitale Sensor-Schnittstelle (BiSS-C)
- Einfache Integration mit Unterstützung von Kübler Experten-Team
- Bestehende Standard Steuerungshardware kann eingesetzt werden
- Open Source
- Echtzeit Feedback von Position und Geschwindigkeit
- 100 mal schneller als standard Feldbus-Systeme
- Voll-Digital und Bi-Direktional
Offener Standard für Sensor/Antrieb-Verbindung
Die BiSS-C-Schnittstelle bietet eine bidirektionale isochrone Verbindung zwischen Sensoren, Antrieben und industriellen Steuerungen an. Dieser rein digitale Anschluss und sein Protokoll wurden für maximale Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit der Übertragung entwickelt. Die Reduzierung des Hardware-, des Installations- und des Wartungs-Aufwands ermöglicht beträchtliche Kostenersparnisse.
Das Kommunikationsprotokoll integriert einen ständigen bidirektionalen Zugriff auf die Slave-Register, ohne dabei die Messungs-Nutzdaten oder die Steuerzyklen zu beeinträchtigen. Damit sind die Geräteparameter und zusätzliche Messdaten, sowie das elektronische Typenschild und OEM-Daten zu jederzeit zugänglich - Überwachung und Diagnose des Geräts werden so vereinfacht.
Der Schnittstellen-Master liefert für eine unbegrenzte Anzahl Teilnehmer das Taktsignal für gleichzeitig ausgelöste Funktionen. So kann zum Beispiel eine typische RS422-Verbindung eine Frame-Wiederholrate von 10µs sogar für bis 64 Bit lange Datenwörter unterstützen.
Die Datenübertragung ist für die bidirektionale Übertragung von Befehlen und Registern, sowie für jeden Eintakt-Kanal separat vollständig über CRC abgesichert, mit Zuweisung eines Anfangswerts, der bei Sicherheitskontrollen die Erkennung des Kanals ermöglicht.
Mit der BiSS-C-Schnittstelle bietet der ASSP/ASiC-Hersteller iC-Haus eine Open-Standard-Schnittstelle für individuelle Automatisierungs-Lösungen an. Auf der Grundlage einer kostenlos erhältlichen OEM-Lizenz werden Softwareentwickler bei dem Integrieren der Schnittstelle von IP-Modulen wie VDHL-Code und eine API-Bibliothek unterstützt.
Punkt-zu-Punkt:
Sensor-SPS-Verbindung mit zwei Datenwörtern und bidirektionalen Kontrolldaten: Vom Master zum Slave über CDM, vom Slave zum Master über CDS.
Der BiSS-C-Master regelt jeden Zyklus automatische je nach Leitung und Mess-Verzögerungen.
Multi-Slave-Netz:
Sensor/Antrieb-Netz, gesteuert über Master Ausgangsdaten (master output data MO). Die Slave-Geräte erstellen ein serielles Schiebe-Register und leiten einfach Takt und Daten weiter.
Beispiel einer Slave-Anordnung:
BISS-C verfügt über einen Bank-Schalter um einen erweiterten Speicher in Blöcken von je 64 Byte zu benutzen, sowie direkte Adressen, die die Messdaten und Geräte-Informationen bereitstellen.
Feste Adressen werden vereinbart als Verweise zu folgenden Informationen: elektronisches Datenblatt (BiSS EDS), Standard-Geräteprofil, Seriennummer, Gerätebeschreibungsdatei (XML) und Gerätehersteller-ID.
Die bidirektionale digitale Sensor-Schnittstelle BiSS-C sichert die Kommunikation zwischen Positionsgeber und Messgerät bzw. Antriebssteuerung und überträgt bei Bedarf gleichzeitig Messwerte von bis zu 8 Sensoren.
Für 1 bis 8 Teilnehmer liefert der Interface-Master das Taktsignal zur gleichzeitigen Erfassung aller Positionsdaten sowie für die sich anschließende synchronserielle Datenübertragung. Nur vier uni-direktionale RS422-Datenleitungen sind erforderlich; die minimale Slave-Elektronik findet direkt in den Sensor-Ics Platz.
Sendet der Master auf Leitung MA den Takt, antwortet der Slave auf der Rückleitung SL mit den erfassten Positionsdaten direkt. Befehle oder Parameter sind über eine PWM-Taktform austauschbar, für den Aufstart des BiSS-C Protokoll jedoch nicht erforderlich.
Mit jedem Datenzyklus erlernt und kompensiert der Master die Signallaufzeit und ermöglicht dadurch Taktraten bis 10 MBit/s auch für Kabellängen von 100 m. Veränderliche Kabelbedingungen, z.B. durch Bewegung im Schlepp, werden korrigiert.
Die Synchronisierungsgenauigkeit unter mehreren Gebern an verschiedenen Achsen liegt unter 1 Mikrosekunde, zudem hält der Master die erfahrenen Signallaufzeiten für die Steuerung transparent und ermöglicht eine weitere Optimierung.
Das BiSS-C-Protokoll klassifiziert jeden Teilnehmer in verschiedene Datenbereiche: Sensordaten, Multi-Cycle-Daten und Registerdaten. Diese Datenbereich sind hinsichtlich der Zugriffsmöglichkeit und Übertragungsperformance unterschiedlich ausgelegt, um eine Vielzahl von Sensorapplikationen abzudecken. Eine bidirektionale Parameter-Kommunikation zur Gerätekonfiguration, ggf. auch für so genannte OEM-Parameter, wird üblicherweise im Registerdatenbereich platziert. Langsam veränderliche Daten wie Umdrehungzählung oder Motortemperatur belegen den Multi-Cycle-Datenbereich, schnelle veränderliche Winkeldaten den Sensordatenbereich.
Hiermit sind Reglerzykluszeiten unter 10 μs auch für Datenwörter bis 64 Bit kein Problem. Genügend Raum für Redundanz ist vorhanden und wird in der Regel für eine CRC-Implementierung genutzt (Cyclic Redundancy Chec). Nur durch ein Start- und ein Stop-Bit gerahmt, werden die Sensordaten mit bestmöglicher Nutzdatenrate übertragen; ein einzelnes Multi-Cycle-Datenbit ist optional. Ebenfalls getriggert erfasst, bilden die Multi-Cycle-Datenbits ein zweites In-Band-Protokoll und tragen zur Entlassung der Sensordaten bei – eine permanente Lage- und Betriebsüberwachung des Antriebs ist möglich, ohne den Reglerzyklus zu stören. Spezifische Geräte-Entwicklungen einzelner Anwender werden nicht durch den Zwang zur Kompatibilität mit anderen BiSSProdukten eingeengt oder unnötig verteuert. Ein BiSS-Teilnehmer ist mit einigen wenigen Parametern beschrieben, eine mitgelieferte XML-Geräte-Beschreibungsdatei vereinfacht die Inbetriebnahme der Steuerung.
Ausgangsschaltung und empfohlene Eingangsschaltung für Absolute Drehgeber mit BiSS-Ausgang.