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BiSS 接口
BiSS Logo

介绍

BiSS 是一个给传感器和执行器的开放数字接口。

该接口提供双向快速通信,使用简单硬件实现 (跟工业标准SSI接口兼容)。BiSS 适合实时数据采集,而且带安全功能例如CRC校验保护数据传送。

BiSS Point-to-Point

历史

长期以来,编码器制造商靠模拟信号或简单数字增量信号接口传送位置信息。随着时间的流逝和编码器技术的发展,带新处理方法和高集成度,让编码器生成高分辨率位置数据,而且增加了先进的功能例如命令,寄存器通信等等。因此需要实现一个新的接口,带能适合此高端设备的特性。SSI 是一个过时的工业标准,无法满足制造商的速度和功能要求。少数制造商推出了自己的协议,但是封闭性很强,不同牌子产品存在不兼容性。

2002年 iC-Haus 推出 BiSS 开放接口。BiSS 目的是提供给传感器和执行器的双向快速通信标准,而且保留与SSI (Synchronous Serial Interface)标准接口硬件兼容。在超过10年的时间里 BiSS 使用不断的发展,目前超过300家授权设备制造商,包括工业领先如 巴鲁夫 (Balluff),堡盟 (Baumer),丹纳赫 (Danaher Motion),库伯勒 (Kübler),亨士乐 (Hengstler),Höhner,倍加福 (Pepperl+Fuchs),雷尼绍 (Renishaw),施耐德电气 (Schneider Electric),安川电机 (Yaskawa),禹衡光学 (Yuheng Optics) 和其它在使用 BiSS 接口。

BiSS 特性和优点

BiSS Encoder

BiSS 接口是专用实时传感器和执行器接口,和通用现场总线不同。BiSS 接口主要特性如下:

BiSS 协议帧结构如下:

BiSS Frame

在 BiSS 通信下,采集数据的控制器 (控制操作) 叫 BiSS Master (主机),提供数据的传感器叫 BiSS Slave (从机)。执行器也算是 BiSS Slave,但是接收 BiSS Master 传送的数据。

MB4U

BiSS 实现

实现 BiSS 通信很简单,硬件要求低。

因为 BiSS Slave 资源数需很小,所有逻辑电路都集成在传感器芯片里。BiSS Slave 逻辑使用大约 1,000 逻辑门,方便集成在传感器集成电路里,也不需要多加一个专门处理接口协议器件占电路板位置 (相对于现场总线)。

BiSS Master 能按照公司的要求和技术水平用不同方法实现:

为了方便实现和测试 BiSS 接口,许多工具可用,例如BiSS到USB适配器 (带读取BiSS数据软件),带BiSS协议的逻辑分析器,VHDL 仿真模块等等。

BiSS Safety

BiSS Safety

BiSS Safety 遵循全数字通信和功能安全功能的行业趋势。 针对 SIL3 的安全关键应用现在可以使用 BiSS Safety 和 BiSS 接口。 BiSS Safety 使用 BiSS 组网结构的 BiSS 协议特定的功能和 CRC 校验实现安全的 "黑通道" 传输。

安全通信级别 "BiSS Safety" 由德国 TÜV 认证,并遵循 DIN EN 61784-3:2011 中规定的要求,可根据 IEC61508:2010 用于 SIL3 安全应用。

BiSS Safety 标准 100% 兼容 BiSS-C: 物理层,传输介质和通信协议无需在现有的 BiSS-C 系统中修改。 从机 (编码器) 必须生成并传送两个位置值 (CPW: 控制位置值和 SPW: 安全位置值),并且主机必须相互检查以证明数据有效性。 此外,必须发送更长的 CRC 数据和生命迹象计数器值,以增加错误检测能力,从而为安全符合系统实现必要的错误检测级别。

BiSS Line

BiSS Line

BiSS Line 遵循全数字通信,功能安全功能和单电缆电机电源的工业趋势。 然而,BiSS Line 提供了 BiSS-C 的所有特定功能。 数据传输基于工业标准 RS-485,并通过前向纠错 (FEC) 与电机线耦合到数据线的干扰进行保护。

市场上已经有单电缆解决方案,但都是专有的,因此不能被相关方采纳。 BiSS Line 是一种开放标准,可以通过2线结构 (数据传输组合能量传输) 或4线结构 (单独的能量传输) 实现。 连接技术以及适用的电缆已经可用。

申请 BiSS 协会会员

BiSS Linear Encoder

德国 iC-Haus 开发 BiSS 接口也持有该专利。BiSS通信设计和过程是 iC-Haus 专利,但是允许给所有授权设备制造商使用。BiSS协会会员还可以申请获得免费的IP核源代码和相关技术支持,维持BiSS协会会员资格无需缴纳任何费用,申请入会也是免费的。
请参考以下链接了解关于 BiSS 协议授权模型的详细信息。

关于 BiSS 链接

BiSS 资料下载 (协议详细说明,应用笔记)

申请 BiSS 协会会员信息 (内容仅限英文)

BiSS 接口官网 (内容仅限英文)