BissC绝对值编码器在EtherCAT运动控制器中的应用

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

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控制器架构图

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。

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。

▶▶▶ 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控制器接口定义 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

▶▶▶  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 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

▶▶▶  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：

位	值	功能描述
BIT 0-5	0-63	编码器通讯总位数，数据位+辅助状态位（有的编码器没有）
BIT 6	64*(0≤n≤1)	是否是格雷码
BIT8-11	256*(0≤n≤15)	无效的位数, BISS一般=8
BIT16-18	65536*(0≤n≤7)	频率分频调整, 缺省0- 2MHZ.

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
for i = 0 to 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。

（2）一般旋转绝对值编码器通过信号去设置零点位置。

（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 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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审核编辑 黄宇