SERCOS总线介绍

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1、SERCOS总线介绍　1、简介SERCOS协议定义了三种电报类型：主站同步电报MST，伺服电报AT和主站数据电报MDT（下文详细介绍）。如图3是SERCOS系统的工作时序图，周期时间为0.062，0.125，0.25，0.5，1，2，3，…，65ms可选，主要取决于控制方式和从站数量。图3：SERCOS工作时序图通信周期内的数据传输采用时分多址TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）方式控制。主站以固定的周期广播发送主站同步电报MST，表示一个通信周期的开始。所有的从站将同时接收到MST，并以此为基准，在预定的时刻T1.x发送伺服电报ATx给主站。在T2时刻，主

2、站广播发送主站数据电报MDT给各从站。MDT中包含了给所有从站的指令数据，由从站到指定位置读取各自的数据。所有从站在T3时刻同时执行新的MDT打住值，在T4时刻同时采样反馈数据，保证了命令执行和状态反馈的同步性。SERCOS在环网中所有控制器都接通电源以后，首先要进行一个协议初始化工作，以建立数据通信链路。SERCOS的初始化过程分为5个通信阶段（CP，CommunicationPhase，CP0～CP4）：CP0：检查SERCOS环路是否闭合。SERCOS环路的闭合需要两方面的保证：正确连接光纤和所有的从站都工作在中继器模式（地址非0），当然也要保证控制器是好的；CP1：此阶段识别环

3、路上的伺服装置，使用非周期性的数据传输，其工作原理是：主站依次向每个伺服装置发送MDTm（m是控制器的站地址）电报，MDTm的地址域中包含的是待识别的伺服装置的地址。如果被识别的伺服装置工作正常，则它应在下一个通信周期发送一个ATm电报作为应答。如果所有的伺服装置都正确作出应答，则可以进入下一个通信阶段CP2；CP2：为周期性通信阶段CP3和CP4设置通信参数，使用和CP1相同的非周期性的数据传输（一般此阶段所用的时间最长）；CP3：继续设置相关的伺服参数，数据传输通过为周期性运行定义的电报来实现；CP4：结束初始化过程，系统进入正常运行阶段。在初始化过程中，如果伺服电源关闭或出现硬件

4、故障，则状态返回到CP0的状态。2、SERCOS数据传输在SERCOS通信中，所有的数据都以数据电报的形式进行传输。SERCOS协议通信数据采用高级数据链路控制HDLC（HighlevelDataLinkControl）国际标准，其格式如图4所示：图4：SERCOS协议基本电报格式SERCOS协议共定义了三种电报类型：（1）主站同步电报MST（MasterSynchronousTelegram）由主站以固定的周期发向所有的从站，表示一次通信周期的开始，所有从站都将同时收到该报文，主站通过MST来控制SERCOS接口的同步运行，从站通过MST指令来校验本身的时钟，实现命令执行和状态反馈的

5、同步性。下图5是MST电报码的格式：图5：MST电报码格式BOF和EOF分别是MST电报的开始和结束符，Address是主站发送电报码到从站的地址，INFO是信息区，指明初始化的阶段或当前通信的阶段，FCS是校验码，来验证所发送的电报码的正确与否。MST电报码的发送只持续约30μs的时间，但它对于设定整个环网的时序和时钟同步非常重要。（2）伺服电报AT（Amplifier(Drive)Telegram）由各个伺服从站发给主站，可将多种伺服信息实时反馈给主站，如伺服轴的实际位置、转速、扭矩、报警信号、诊断信号、PLC输入、伺服参数和电机参数等。在主站发出MST电报，经过预先设定的一段时间

6、后，第1台控制就会通过发送AT指令把它的数据放在预先设定的存储区，每台控制会连续发送AT指令。图6是控制器AT电报码的格式。该电报码由5部分构成：★     帧开始标志符BOF★     从站控制器的地址ADR★     数据记录★     帧校验序列FCS★     帧开始标志符EOF图6：AT电报码格式数据记录部分由不可改写部分（相对于用户来说）和可组态部分两部分组成。★　状态Status（8bit）：指明控制器是否准备好，确认控制器处于正常的运行方式；★　控制器服务信息DriverServiceInfo（2个字节Byte）：此数据区包含诸如转矩极限，运行限位，时间常量，增益等一些

7、非时间临界值（nontime-critical）；★　操作数量OperationData：这是最重要的一些数据区，包括1～16个IDN（被称为目标识别码，详细介绍见下文）报告数据，诸如：速度，转矩和位置等一些需要反馈给主机的数据，从而可以有效地控制伺服电机运动。例如，如果控制器的模式是速度模式，意味着它从运动控制器中接收速度信息，此时就可以在控制器电报码中配置成当前的实际速度。因为所有的控制器都在同时测量其位置，这样，控制器就可以为所有的轴的当