microcontroller - 同步许多微控制器

Question

在我的项目中，我将使用 modbus 协议进行串行通信。有 320 多个奴隶，平均分成 2 组（见图）。每 16 个从站由同一电源供电，并与其他从站电气隔离（主站将与所有从站隔离）。 我的第一个问题是这个设计是否有问题？

其次，我想通过来自主微控制器的 10ms 周期脉冲同步所有从机。我怎样才能实现稳健的同步（什么类型的总线，单信号或差分信号，在哪里隔离）？

这是另一种选择： 见图片

Answer 1

很多事情都可能在这里出错。对于初学者来说，你需要很长时间来轮询你的每一个奴隶。而且您的隔离器很容易给您的同步信号引入超过 2us 的延迟。

你能简单地告诉我们你具体想做什么，例如。同步运动控制？工业解决方案中还有其他替代品。

工业系统中使用的同步运动控制大部分用于替代机械凸轮和偏心齿轮，因此在该领域通常称为“电子凸轮”。这是我在上一份工作中遇到的技术列表

1. 一个输出多个脉冲串的 PLC，每个脉冲串都控制一个单独的伺服/步进电机驱动器。PLC 必须存储所有运动曲线并进行所有插值，因此可以使用相对简单的驱动器。但是每个执行器都需要它自己的脉冲序列线，而你的系统中的脉冲太多了。
2. 电机驱动器存储运动曲线并进行插值，并且运动由外部脉冲序列推进/反转。这是 Delta Automation ASDA 和 Schneider Electric Lexium 23 型号工业伺服驱动器中使用的技术。运动曲线要么预先烧录到驱动器的 EEPROM 中，要么通过 MODBUS 写入。这与您尝试做的非常接近，但这里的不同之处在于外部同步脉冲序列位于单独的线上。
3. 实时以太网。目标位置以特定间隔定期写入每个驱动器。这可以在 100Mbps 下非常快速地完成。至于写入不同驱动器时发生的延迟，有一个内置机制可以测量每个驱动器的延迟，然后在以后进行相应的补偿。酷吧？我见过但从未真正使用过的是 Beckhoff 的 EtherCAT。

过去我主要使用方法 2，根据这些经验，您可能不需要那么严格。这是我的建议。

1. 如果您的机制在时间稍微偏离一点的情况下没有碰撞风险，那么如果您的同步信号稍微延迟一点，那将是非常好的。但是不能容忍丢失脉冲，因为其中一个执行器将异相。不要吝啬你的同步和通信电缆质量，如果可能的话，屏蔽双绞线，并正确连接它们。
2. 如果通信线路不太长，则不需要隔离器。我曾使用长达 8 米的线路而不需要隔离器或中继器。相反，我更担心您的 RS485 总线上的支线（分支）连接的数量。如果可能，将所有东西直接连接到您的 2 条主要总线。
3. 如果这是一个生产系统，可能会有问题。当系统在同步运动模式下运行时，由于通信线路已被占用，因此无法监控执行器。这在现实世界的应用程序中是不可接受的，但如果这只是概念设计的证明，那就去做吧。