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News - Unternehmen und Märkte vom 03/07/2018

BiSS Line

User Group setzt Standard in der Antriebstechnik

BiSS Line ermöglicht offene, robuste und effektive Lösungen für 1-Kabel-Technologie, basierend auf einem internationalen Standard und kompatibler Hardware.

Erste Open-Source-1-Kabel-Technologie im Motor-Feedback-Bereich

Die elektrische Antriebstechnik hat das Ziel, das Motor-Feedback rein digital auszuführen. Mit der 1-Kabel-Technologie werden Motorkabel und Sensorkabel sowie deren Verbindungstechnik zusammengeführt. Die Vorteile stoßen bei den Anwendern auf großes Interesse und verändern bereits den Markt. Bisher sind proprietäre Produkte bekannt, die jedoch die Vielfalt der Hersteller und Lösungen und damit die Verbreitung als Standard begrenzen. Hier bietet BiSS Line eine offene, effektive und zudem applikationsgerecht robuste Lösung, in der durch erstmals eingesetzte Fehlerkorrekturen eine hohe Verfügbarkeit in der rauen Umgebung der Antriebstechnik erreicht wird.

Die BiSS-Schnittstelle hat sich seit der Einführung 2002 als offene, standardisierte Sensor-Schnittstelle weltweit etabliert. Die internationale BiSS-User Group propagiert und unterstützt jetzt als BiSS Association e.V. eine eigene, weltweit offene 1-Kabel-Technologie. Die Umsetzung erfolgt einfach und modular auf Basis von BiSS unter 100% kompatibler Protokollumsetzung auf BiSS Line. Alle Inhalte des Protokolls bleiben bei BiSS Line als Übertragungstechnik unverändert und vollständig erhalten.

Nutzung vorhandenen Infrastruktur

Entscheidender Vorteil von BiSS Line ist, neben der vollständigen Nutzung der bereits vorhandenen Infrastruktur der 1-Kabel-Technologie, also Kabel, Verbindungstechnik und Übertragungstechnik, die Verwendung des etablierten Physical Layer RS-485 halbduplex mit Basisbandübertragung kombiniert mit dem BiSS Line-Protokoll. Das BiSS Line-Protokoll bietet zusätzliche Vorteile für eine robuste Übertragung und einen geringen Erfassungs-Jitter. Wahlweise steht neben einer 4-Draht-Ausführung eine 2-Draht basierte Lösung mit kombinierter Kommunikation und Versorgung bei gleichem Protokoll zur Verfügung.

Das BiSS Line-Protokoll bietet bei der Nutzdatenübertragung eine gleichspannungsfreie Taktrückgewinnung und -synchronisation auf Basis der 8B10B-Codierung. Bei der Definition der Übertragungssymbole wurde auf eine maximale Hamming-Distanz geachtet, damit selbst beschädigte Symbole von 10 Bit korrekt identifiziert und interpretiert werden können. Der Kommunikationskanal ist mit einem IDLE-Symbol ständig in Bewegung und verhindert Gleichspannungsanteile, die sonst auf der Empfängerseite zu Verzögerungen beim Empfang führen. Als IDLE-Symbol wurde die 1010101010-Bitsequenz gewählt. Diese ist monoton, enthält die höchste Übertragungsfrequenz und ist gleichanteilsfrei. Das IDLE-Symbol kann nach maximal 2 Bit abgebrochen werden, um umgehend (< 160 ns) mit einer START-Sequenz beginnen zu können. Die Empfängereinheit synchronisiert sich auf die Senderseite und kann die zu empfangenden Bits optimal erfassen. Somit wird eine zusätzliche Störsicherheit beim Empfang geschaffen.

Robustere Datenübertragung

Die erstmals in die 1-Kabel-Technologie eingeführte „Forward Error Correction“ (FEC) ermöglicht eine noch robustere Datenübertragung, da sie Fehler nach der Übertragung auf der Empfängerseite korrigiert. Für längere Datenpakete ist eine Reed Solomon-Codierung vorgesehen. Geringe Informationsmengen werden mit einer BCH-Codierung fehlerkorrigierbar übertragen. BiSS Line bietet die Möglichkeit, mehrere Geräte an einer Schnittstelle zu betreiben. Ein vorhandenes BiSS Line-System kann auch nachträglich um Funktionen erweitert werden und benötigt keine HUB-Funktion bei der Erst-Installation. Dies schafft Vorteile bei späteren Erweiterungen z.B. für Condition Monitoring. Die 100% kompatible Protokollumsetzung von BiSS C auf BiSS Line und somit der Erhalt aller BiSS-Bestandsdefinitionen wie Elektronisches Datenblatt (EDS), Benutzerdatenspeicher (USERDATA), BiSS-Profildefinition, Identifikation und Seriennummern beschleunigen Entwicklungen mit BiSS Line sowohl sensorseitig als auch antriebsseitig. Mit BiSS Line lassen sich auch direkt BiSS Safety-Lösungen umsetzen. BiSS Safety nutzt die BiSS-protokollspezifischen Merkmale der BiSS-Busstruktur und der CRC Prüfsummenabsicherung für eine sichere Black Channel-Übertragung.

Sensorhersteller sind durch den modularen Ansatz und den Erhalt aller Sensoren und Protokollinhalte somit in der Lage, vorhandene BiSS-Sensorsysteme auf BiSS Line umzusetzen. Diese Umsetzung vorhandener Sensorsysteme auf BiSS Line kann im Sensorgehäuse, in der Verbindungstechnik oder im Verkabelungssystem erfolgen.

Das bereits breite Portfolio der Kabel- und Steckverbinderhersteller für 1-Kabel-Technologie kann ohne Änderung auch für BiSS Line verwendet werden. Antriebsseitig ist durch die populäre und meist vorhandene RS-485-Übertragungstechnik keine Hardwareänderung erforderlich. Das Antriebssystem kann mittels rekonfigurierbarer Hardware (FPGA oder CPLD) oder mit Software (MCU), also mit einem Firmware-Zusatz für BiSS Line, erweitert werden. Neue Antriebstreiberstufen mit höheren Regler-Raten und häufigeren Kommutierungen, steileren Transienten, höheren Leistungsdichten und erweiterter Dynamik verursachen erhöhte Störungen in 1-Kabel-Systemen und erfordern somit eine erweiterte Robustheit gegenüber bisherigen Lösungen.

Weitere Informationen sind unter www.BiSS-Interface.com zu finden.