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SERCOS III的实时性
wangchao11 发表于 2009/7/29 17:29:35 1139 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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SERCOS III是SERCOS 接口的最新版本，使用了工业以太网作为传输机制，并使用了铜和光纤做物理介质。SERCOS I和II版本只使用了光纤。SERCOS是SErial Realtime Communications System的同义词，是一种连接运动控制、驱动器、I/O模块和传感器的数字运动控制总线。它是一个开放的控制器智能数字设备接口，其设计目标是用于实时环境下的标准化闭环数据的高速串行通信。
图：SERCOS III工业以太网协议可以用于马达或数值控制器之间、以及从马达控制器和数值控制器到驱动器之间的C2C（控制器到控制器）通信。
SERCOS接口是实时的通信系统，它定义了标准化的物理层，提供了500多个描述驱动器和控制之间交互的参数，独立于任何制造厂商。它提供了高级的运动控制能力，内含用于I/O控制的功能，使机器制造商不需要使用单独的I/O总线。2003年末，SERCOS III开始上马。这个第三代的SERCOS将现有的明确的SERCOS接口连接到了工业以太网的高速带宽上。
SERCOS III在界面、同步化和消息结构上保持了对之前版本的兼容性。它保留了描述实时运动和I/O控制的参数集合。SERCOS III接口连接的硬件成本被降低到了模拟接口的水平。
协议如何工作
SERCOS III使用加载到FPGA（现场可编程门阵列）或通用通信控制器（GPCC）及标准工业以太网硬件上的SERCOS软件核心，运行速度为100Mbit/sec。SERCOS接口在控制器和驱动器之间交换数据，在极短的周期内传送命令和实际数值。它保证了在给定数量的轴向上准确协调的动作同步化。
基于FPGA或GPCC的SERCOS接口控制器一般被集成到主运动控制、驱动器、放大器及I/O模块之中。它们自动处理大部分的SERCOS接口通信功能，减轻主机处理器的处理负载，简化了设计者的任务。
定义运动和I/O功能的标准软件函数（被称为IDN或Idents）有500多个。此外，接口还能采用制造商定制的IDN，用来定义标准IDN集合没有涵盖的独特功能。
在一个SERCOS接口系统中，所有的伺服回路一般都在驱动器内闭合。这样降低了运动控制器的计算负载，使它比起不使用这种方式来能同步更多的轴。此外，闭合所有的伺服回路减轻了运动控制和驱动器之间的传输延迟效应。之前的SERCOS版本有一个服务通道，传送用于显示和输入所有的控制内部参数、数据和诊断信息的非循环性数据。SERCOS III添加了一个IP通道，使用标准的以太网帧传送非实时数据。
SERCOS III的新特性包括线型拓朴结构（之前有环形拓朴结构）、同一环或同一线上的从设备之间的直接交叉通信、用于多组运动控制之间同步和通信的界面、用于在环路中断时容错的硬件冗余、用于连接和去除运行中节点的热插拔、用于驱动器集成的安全功能的安全通信、以及只有之前的SERCOS接口的最小值一半的周期时间（31.25微秒vs. 62.5微秒）。