SSI: синхронный последовательный интерфейс для абсолютных энкодеров

SSI: синхронный последовательный интерфейс для абсолютных энкодеров

SSI (синхронный последовательный интерфейс) — это протокол связи «точка-точка», разработанный специально для передачи абсолютного положения от энкодеров к контроллерам. Это стандарт де-факто для абсолютных энкодеров с последовательным интерфейсом.

Принцип работы

SSI — синхронный протокол «ведущий-подчиненный»:

1. ведущий (ПЛК/контроллер) генерирует тактовый сигнал (CLK).
2. Кодер (подчиненный) отвечает битами положения в канале данных (DATA), синхронизированными по нарастающему фронту тактового сигнала.
3. Передача однонаправленная: энкодер передает только положение, но не получает команды.

Время протокола

1. Мастер отправляет N тактовых импульсов (по одному на каждый бит данных).
2. Кодер сдвигает биты позиции от старшего (самого старшего бита) к младшему биту.
3. После последнего бита мастер перестает генерировать такты
4. Период паузы (время монофлопа, обычно 12–30 мкс) сбрасывает связь для следующего цикла.

Технические характеристики

• Тактовая частота: 100 кГц – 2 МГц (обычно 500 кГц).
• Количество битов: 13–25 бит (однооборотные) или до 30 бит (многооборотные).
• Физический интерфейс: Дифференциальный RS-422 (4 провода передачи данных)
• Максимальное расстояние: 50 м (при 500 кГц), 10 м (при 2 МГц)
• Кодирование: код Грея (стандартный) или натуральный двоичный код.

Проводка

• Clock+ и Clock- (от ведущего устройства к кодировщику)
• Данные+ и Данные- (от энкодера к мастеру)
• +24В и GND (питание)
• Всего: 6 проводов (+экран)

Код Серый

SSI обычно использует код Грея, чтобы избежать ошибок перехода. В коде Грея между двумя соседними позициями меняется только один бит. Если во время перехода вы читали в естественном двоичном формате (например, от 0111 до 1000), небольшой фазовый сдвиг может привести к получению неправильного значения (например, 0000 или 1111).

Преимущества

• Надежная цифровая передача (дифференциал RS-422)
• Отсутствие потери позиции после отключения питания
• Простой протокол, легко реализовать
• Поддерживается всеми основными ПЛК (Siemens, Beckhoff, Allen-Bradley)

Ограничения

• Односторонняя связь (без диагностики от энкодера)
• Один энкодер на каждое соединение (точка-точка, без шины)
• Нет удаленной параметризации

Совместимые ПЛК

• Siemens: модули SM338, ET200 с модулем SSI.
• Beckhoff: EL5001, EL5002
• Allen-Bradley: модули SSI 1769-SSI.