发表于：2009/3/21 14:38:01
#0楼
1[/b]、简介[/b]
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]()
图[/b]3[/b]：[/b]sercos[/b]工作时序图[/b][/b]
通信周期内的数据传输采用时分多址tdma（time division multiple access）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，communication phase，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故障，则状态返回到cp0的状态。
2[/b]、sercos[/b]数据传输[/b]
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（high level data link control）国际标准，其格式如图4所示：
![图]()
图[/b]4[/b]：[/b]sercos[/b]协议基本电报格式[/b][/b]
sercos协议共定义了三种电报类型：
（1[/b]）主站同步电报mst[/b]（master synchronous telegram[/b]）[/b]
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同步性。
下图5是mst电报码的格式：
![图]()
图[/b]5[/b]：[/b]mst[/b]电报码格式[/b][/b]
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[/b]）伺服电报at[/b]（amplifier (drive) telegram[/b]）[/b]
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]()
图[/b]6[/b]：[/b]at[/b]电报码格式[/b]
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（8 bit）：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driver service info（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，增益等一些非时间临界值（non time-critical）；
★ 操作数量operation data：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前速度建立一个实时的快照。
下面图7是一个at应答的电报例子：
![图]()
图[/b]7[/b]：控制器应答[/b]at[/b]电报码的结构例子[/b]
此at应答是把伺服电机当前的速度（idn40）和转矩（idn84）反馈给主站。
（3[/b]）主站数据电报mdt[/b]（master data telegram[/b]）[/b]
由主站在at命令后发给从站，向从站发出控制指令，如伺服轴的指令位置、转速、扭矩、工作方式选择、plc输出、伺服参数和电机参数等，各个从站均能接收到此电报，并在预先设定好的位置找到各自和数据。
mdt电报码包含一串长的信息，为环网上每个控制器分配了相应的区域，如图8所示。
![图]()
图[/b]8[/b]：[/b]mdt[/b]电报码格式[/b][/b]
mdt电报码和at电报码非常相似，唯一不同的是数据记录区（date record）包括环网上每个控制器相应的数据记录区。和at电报码一样，在date record三部分中，每个记录区也包括一个固定记录和可组态记录区。
★ 控制区control（8 bit）：可以使能或禁止相应的从站控制器，并为控制器配置服务通道（服务通道允许在不干扰实时数据同步传输的情况下，传送一些更高优先级和非临界时间数据）；
★ 主站服务信息区master service info（2 byte）：执行参数设定和一些特殊功能，如：原点回归，原点探测和坐标偏移等；
★ 对某个从站的操作数据（operation data for driver xx）：此数据区包括一系列的对某个环网上的从站实时控制的数据和指令。idn依照应用的不同而不同。
下面图9是一个mdt电报的例子（以环网中有三台控制器为例）：
![图]()
图[/b]9[/b]：[/b]mdt[/b]电报码的结构例子[/b]
该mdt电报码是分别把速度指令和转矩限制发送给三台控制器。
（4[/b]）idn[/b]（目标识别码）简介[/b]
上面在mdt和at电报码中都用到了idn码，下面对idn码做一个简要的介绍。
idn是identification number缩写，意思是身份识别码。所有的运动控制和控制器通信都要通过idn来实现，所有参数化的数据，如缩放比例，环路增益，实时环通信的判断信息都是通过idn来实现的。sercos通过此方法来标准化大部分公共的端口数据。
idn可对下列参数进行操作：
★ 参数（如速度环增益，软件限位等）
★ 诊断（例如电流过流等）
★ 状态（例如实际速度，实际扭矩，数字输入等）
★ 命令（例如速度命令，原点回归命令等）
★ 系统（例如mdt错误计数，周期间隔等）
sercos为标准化指令分配了32767个idn码，其中的500多个就可以定义一个复杂的运动控制和i/o指令。
iec标准中idn的格式如下：
![图]()
idn电报码又分2种：实时数据idn（s）和厂商自定义的idn（p）。
实时数据idn[/b]（s[/b]）：[/b]iec标准定义了许多实时数据的idn，例如在每一个通信周期，主站都会发送一系列包含idn的mdt指令来验证环网中控制器的实时运行数据和驱动命令。从站使用包含1～16个idn码的at电报码来报告诸如速度，转矩，和位置给主站。其序号在0～32767间。如：idn040是马达的实际速度，idn41是回归原点时的速度。
用户自定义的idn[/b]（p[/b]）：[/b]为了避免限制控制器或驱动器的发展，iec规定了32767个由厂家定义的idn码，从而可以由厂家在他们自己的产品中加入一些特殊的功能。标准规定由厂家自定义的idn只能用在一些附加的功能上，而不能控制一些已经存在的标准函数，以保障sercos的通用性。此类idn的序号在32768～65535间。
如，丹纳赫cd系列伺服控制器的最小马达感应系数是p0025，则其idn为32768＋25＝32793。
以下是一些常见的idn码列表：
idn0033 secondary operation mode1[/b]
idn0036 velocity command value[/b]
idn0038 positive velocity limit value[/b]
idn0039 negative velocity limit value[/b]
idn0040 velocity feedback value[/b]
idn0041 homing velocity[/b]
idn0042 homing acceleration[/b]
idn0043 velocity polarity parameter[/b]
idn0045 velocity data scaling type[/b]
idn0045 velocity data scaling factor[/b]
idn0046 velocity data scaling exponent[/b]
idn0047 position command value[/b]
idn0049 positive position limit switch[/b]
idn0050 negative position limit switch[/b]
idn0051 position feedback value[/b]
idn0095 diagnostic message[/b]
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此篇文章从博客转发
原文地址： Http://blog.gkong.com/more.asp?id=81196&Name=zhyo720211
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[/b]3[/b]：[/b]sercos[/b]工作时序图[/b][/b]
通信周期内的数据传输采用时分多址tdma（time division multiple access）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，communication phase，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故障，则状态返回到cp0的状态。
2[/b]、sercos[/b]数据传输[/b]
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（high level data link control）国际标准，其格式如图4所示：
图[/b]4[/b]：[/b]sercos[/b]协议基本电报格式[/b][/b]
sercos协议共定义了三种电报类型：
（1[/b]）主站同步电报mst[/b]（master synchronous telegram[/b]）[/b]
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同步性。
下图5是mst电报码的格式：
图[/b]5[/b]：[/b]mst[/b]电报码格式[/b][/b]
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[/b]）伺服电报at[/b]（amplifier (drive) telegram[/b]）[/b]
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[/b]6[/b]：[/b]at[/b]电报码格式[/b]
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（8 bit）：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driver service info（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，增益等一些非时间临界值（non time-critical）；
★ 操作数量operation data：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前速度建立一个实时的快照。
下面图7是一个at应答的电报例子：
图[/b]7[/b]：控制器应答[/b]at[/b]电报码的结构例子[/b]
此at应答是把伺服电机当前的速度（idn40）和转矩（idn84）反馈给主站。
（3[/b]）主站数据电报mdt[/b]（master data telegram[/b]）[/b]
由主站在at命令后发给从站，向从站发出控制指令，如伺服轴的指令位置、转速、扭矩、工作方式选择、plc输出、伺服参数和电机参数等，各个从站均能接收到此电报，并在预先设定好的位置找到各自和数据。
mdt电报码包含一串长的信息，为环网上每个控制器分配了相应的区域，如图8所示。
图[/b]8[/b]：[/b]mdt[/b]电报码格式[/b][/b]
mdt电报码和at电报码非常相似，唯一不同的是数据记录区（date record）包括环网上每个控制器相应的数据记录区。和at电报码一样，在date record三部分中，每个记录区也包括一个固定记录和可组态记录区。
★ 控制区control（8 bit）：可以使能或禁止相应的从站控制器，并为控制器配置服务通道（服务通道允许在不干扰实时数据同步传输的情况下，传送一些更高优先级和非临界时间数据）；
★ 主站服务信息区master service info（2 byte）：执行参数设定和一些特殊功能，如：原点回归，原点探测和坐标偏移等；
★ 对某个从站的操作数据（operation data for driver xx）：此数据区包括一系列的对某个环网上的从站实时控制的数据和指令。idn依照应用的不同而不同。
下面图9是一个mdt电报的例子（以环网中有三台控制器为例）：
图[/b]9[/b]：[/b]mdt[/b]电报码的结构例子[/b]
该mdt电报码是分别把速度指令和转矩限制发送给三台控制器。
（4[/b]）idn[/b]（目标识别码）简介[/b]
上面在mdt和at电报码中都用到了idn码，下面对idn码做一个简要的介绍。
idn是identification number缩写，意思是身份识别码。所有的运动控制和控制器通信都要通过idn来实现，所有参数化的数据，如缩放比例，环路增益，实时环通信的判断信息都是通过idn来实现的。sercos通过此方法来标准化大部分公共的端口数据。
idn可对下列参数进行操作：
★ 参数（如速度环增益，软件限位等）
★ 诊断（例如电流过流等）
★ 状态（例如实际速度，实际扭矩，数字输入等）
★ 命令（例如速度命令，原点回归命令等）
★ 系统（例如mdt错误计数，周期间隔等）
sercos为标准化指令分配了32767个idn码，其中的500多个就可以定义一个复杂的运动控制和i/o指令。
iec标准中idn的格式如下：
idn电报码又分2种：实时数据idn（s）和厂商自定义的idn（p）。
实时数据idn[/b]（s[/b]）：[/b]iec标准定义了许多实时数据的idn，例如在每一个通信周期，主站都会发送一系列包含idn的mdt指令来验证环网中控制器的实时运行数据和驱动命令。从站使用包含1～16个idn码的at电报码来报告诸如速度，转矩，和位置给主站。其序号在0～32767间。如：idn040是马达的实际速度，idn41是回归原点时的速度。
用户自定义的idn[/b]（p[/b]）：[/b]为了避免限制控制器或驱动器的发展，iec规定了32767个由厂家定义的idn码，从而可以由厂家在他们自己的产品中加入一些特殊的功能。标准规定由厂家自定义的idn只能用在一些附加的功能上，而不能控制一些已经存在的标准函数，以保障sercos的通用性。此类idn的序号在32768～65535间。
如，丹纳赫cd系列伺服控制器的最小马达感应系数是p0025，则其idn为32768＋25＝32793。
以下是一些常见的idn码列表：
idn0033 secondary operation mode1[/b]
idn0036 velocity command value[/b]
idn0038 positive velocity limit value[/b]
idn0039 negative velocity limit value[/b]
idn0040 velocity feedback value[/b]
idn0041 homing velocity[/b]
idn0042 homing acceleration[/b]
idn0043 velocity polarity parameter[/b]
idn0045 velocity data scaling type[/b]
idn0045 velocity data scaling factor[/b]
idn0046 velocity data scaling exponent[/b]
idn0047 position command value[/b]
idn0049 positive position limit switch[/b]
idn0050 negative position limit switch[/b]
idn0051 position feedback value[/b]
idn0095 diagnostic message[/b]
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这是我们共同的家，在这里我们共同成
长！！
人人为我，我为人人！
长！！
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