17 Августа 2021

У вас есть какие-либо вопросы?

Пожалуйста, свяжитесь с нами!
Тел. 8 (812) 339-61-66

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)

Серия R V доступна с выходом SSI. Пользователь может выбирать между одним асинхронным и тремя синхронными режимами для сбора и передачи данных измерений на контроллер. Прежде чем объяснять различные режимы, необходимо сначала уточнить:

Что такое SSI?

SSI — это сокращение от Synchronous Serial Interface. Этот цифровой интерфейс был представлен в 1985 году компанией Max Stegmann GmbH (в 2002 году компания Sick AG приобрела Max Stegmann GmbH) и широко используется для передачи абсолютных измеренных значений в промышленных условиях. Среди прочего, это связано с надежностью, а также достаточно простой структурой интерфейса. Таким образом, в таком датчике, как R-Серии V SSI, для передачи данных контроллеру требуется регистр сдвига и монофлоп, также называемый «однократным». Монофлоп используется для управления сдвиговым регистром.

Как следует из названия SSI, этот интерфейс передает данные последовательно, бит за битом. Передача данных также может быть синхронизирована с тактовым импульсом, заданным контроллером.

Как работает SSI?

При использовании SSI данные передаются последовательно, при этом контроллер указывает время опроса. При передаче данных выполняется описанная ниже процедура (рис. 1):

1. В состоянии ожидания, когда данные не передаются, линия данных и линия синхронизации находятся на высоком уровне (1).

2. Данные о текущей позиции фиксируются в сдвиговом регистре с первым падающим фронтом тактового сигнала. В этом цикле больше невозможно обновить данные о местоположении (2).

3. Бит применяется по следующему переднему фронту (3).

4. При следующем заднем фронте передача данных начинается со старшего бита (MSB) (4).

5. Это повторяется для каждого следующего младшего бита, пока не будет передан последний значащий бит (LSB).

6. Стандартный одиночный выстрел начинается после последнего спадающего фронта часов (5). После передачи LSB линия данных остается на низком уровне, а линия синхронизации на высоком уровне до окончания стандартного одиночного импульса. Затем датчик готов к передаче новых данных (6).

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)

В R-серии V SSI помимо данных о местоположении может передаваться текущая температура внутри корпуса электроники датчика. Согласно схеме передачи на рис. 2, эти данные передаются друг за другом благодаря последовательному способу передачи. Сначала передаются 8 бит для данных о температуре, а затем 24 бита для данных о положении, так что общая длина данных составляет 32 бита. Если в дополнение к данным положения передаются бит тревоги и бит четности, эти два бита передаются после передачи 24 битов данных положения.

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)
Асинхронная передача данных с R-Серии V SSI

В асинхронном режиме данные о положении в датчике обновляются так быстро, как позволяет цикл измерения датчика, независимо от контроллера. Контроллер только определяет, когда текущие предоставленные данные запрашиваются через интерфейс SSI. Как показано на рис. 3, датчик выполняет измерения чаще, чем запросы контроллера. В асинхронном режиме временная задержка между началом измерения и передачей данных о местоположении, также называемая мертвым временем, изменяется.

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)
Синхронная передача данных с R-Серии V SSI

В синхронном режиме датчик адаптирует выполнение измерения, а также передачу значения положения к циклу опроса данных контроллера. Это означает, что датчик синхронизируется с циклом опроса и определяет, когда система управления запрашивает значения положения. Для R-Серии V SSI доступны три варианта синхронного сбора и передачи данных:

- Синхронный режим 1
- Синхронный режим 2
- Синхронный режим 3

Что такое синхронный режим 1 в R-Серии V SSI?

В синхронном режиме 1 датчик адаптируется к часам контроллера, а затем начинает измерение, чтобы завершить его как раз перед следующим запросом от контроллера. Передается самое свежее измеренное значение (рис. 4).

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)

Как видно на рис. 4, временная задержка между началом измерения и передачей значения положения постоянна. При асинхронном измерении "мертвое" время изменяется в широком диапазоне. Постоянное "мертвое" время позволяет точно привязать измерение к моменту времени и является важным требованием для приложений управления движением. В синхронном режиме мертвое время сведено к минимуму (рис. 5).

В ногу со временем — сбор и передача данных с помощью R-Серии V SSI (часть 1)
Что такое параметр "Jitter Window"?

Может случиться так, что заданный цикл опроса элемента управления будет разным. Эта неточность цикла опроса называется временным дрожанием. Если это происходит, датчик не может синхронизироваться с циклом опроса контроллера в синхронном режиме и отображает ошибку «Ошибка состояния синхронизации» с помощью светодиодов. Одним из решений является настройка параметра Jitter Window. Этот параметр можно настроить на R-серии V SSI с помощью интеллектуального помощника TempoLink. Окно джиттера — это время между окончанием измерения и следующим запросом данных контроллером. Это время указано в мкс. Окно джиттера показано на рис. 4 для одного цикла опроса. Чем больше окно джиттера, тем раньше датчик начнет следующее измерение положения, чтобы иметь возможность предоставить текущее значение положения вовремя до следующего цикла опроса. Если запрос данных контроллером получен раньше, чем ожидалось, из-за неточного цикла опроса, измерение положения уже завершено с достаточно большим окном джиттера. Однако увеличение этого параметра приведет к увеличению времени цикла датчика. Следовательно, значение окна джиттера должно выбираться тщательно, чтобы выбрать правильное соотношение между временным джиттером цикла опроса и временем цикла датчика.