EtherCAT网络数据采集系统的设计与实现

针对很多领域中数据采集量大、数据采集点分布广、间距长等问题设计了一种基于EtherCAT工业以太网的网络数据采集系统;简介了EtherCAT网络通信原理和结构,详细阐述了系统的硬件设计:以PIC单片机为主控制器,采用一片AD转换芯片并配合数个模拟量多路开关实现多路数据采集,并完成了EtherCAT主站程序、从站应用程序的设计;最后,对采集系统进行了实验验证,实验结果证实了该网络数据采集系统的实用性和可靠性。     

基于PCIe总线接口的EtherCAT从站网卡设计

在基于EtherCAT总线的集散式数据采集系统中,针对测量仪器的高速实时采集需求,设计了一款基于PCIe接口的EtherCAT从站网卡;该网卡将不含网络接口的工控机直接接入EtherCAT网络,从而为浪高、流速、浮体六自由度等物理量的高速实时采集提供了一种简便灵活的实现途径;文中首先介绍了从站网卡的总体结构,接着从硬件和软件两部分详细给出了从站网卡的设计思路,最后通过实验验证了所提方案的有效性;试验结果表明,该从站网卡完全满足对数据传输的实时性、同步性、速度和准确性的要求。     

基于EtherCAT实时通信的电机驱动控制

实时工业以太网EtherCAT凭借着高性能、低成本、应用简易等优点在现代控制领域得到了广泛的应用和迅速的发展。为了将EtherCAT快速应用到电机驱动控制系统中,采用Interval Zero公司的King Star Motion软件,设计了一种基于EtherCAT实时通信的电机驱动控制方案,并搭建相应实验平台。系统采用经典的位置、速度、电流三闭环控制,分别对速度跟踪、位置定点与正弦跟踪进行了实验测试与分析。实验结果表明,该控制系统可靠性高,跟踪精度良好。     

基于EtherCAT从站的IO扩展模块设计

针对目前EtherCAT通信网络中从站节点的数字IO应用需求问题,基于微处理器和ESC一体化的嵌入式EtherCAT从站,提出易于实现的工业数字IO扩展方案,并详细阐述了相关软件和硬件的设计过程。实验结果表明,从站与数字IO扩展模块结合的系统能够实现多路数字信号的实时采集和输出,达到了预期的设计要求。本设计对基于EtherCAT从站的应用开发也有一定的参考价值。     

基于EtherCAT的机器人控制总线方案研究

针对当前机器人网络化控制对通信带宽、响应速度、实时性等方面的更高要求,提出了基于EtherCAT的机器人控制总线解决方案.通过分析机器人控制的需求和EtherCAT的特点,采用线性拓扑结构来构建研究平台.从站采用STM32和COMX模块设计伺服控制器;主站采用Linux系统和RTAI模块构建支撑平台,并移植EtherCAT协议栈SOEM,结合网络控制模型来实现机器人伺服节点的分布式控制.通过实验验证了方案的可行性,并分析了总线的延时组成.     

EtherCAT井下监控网络可靠性分析研究

为进一步推动EtherCAT实时以太网技术在井下监控系统的应用并探寻最适宜井下实际情况、同时可靠性也最高的EtherCAT监控网络,首先通过对EtherCAT和ESC通讯技术的研究,并结合井下配电系统的实际情况,提出了EtherCAT有分站和无分站两种不同的井下监控网络,然后通过EtherCAT冗余网络可靠度计算的方法,分别对EtherCAT有分站和无分站两种监控网络可靠度进行了详细地分析、计算,并对两种监控网络可靠度的计算结果进行了对比论证,结果表明:EtherCAT无分站井下监控网络可靠性更高,可推广应用.     

EtherCAT从站的设计与实现

EtherCAT是IEC61158现场总线标准之一,广泛应用于对稳定性、高速度、高精度等方面要求严格的运动控制领域。文中提出一种使用德国Hilscher公司推出的EtherCAT从站模块ComX-CA-RE和瑞萨M16单片机开发EtherCAT从站的实现方案,采用模块化开发方式,能够有效地改善设备开发的质量、加快了开发速度,为开发EtherCAT标准设备提供了一种便捷的途径。文章对系统设计方案进行了分析,讲述了系统的软硬件设计,并通过实验对设备进行测试,实验证明设备运行正常。     

基于XMC4800的EtherCAT总线伺服控制系统设计

在研究实时工业以太网的基础上,设计了一套支持工业以太网EtherCAT总线通讯的伺服驱动系统。采用英飞凌公司ARM Cortex-M4架构且集成EtherCAT从站控制器功能的XMC4800单片机,搭建了一种EtherCAT总线型伺服驱动器。设计了EtherCAT从站伺服驱动电路,包括网络通讯电路、电机驱动电路、电流与电压检测电路、编码器检测电路等。利用倍福SSC_Tool软件配置生成从站协议代码和设备描述XML文件,按照CIA402运动控制协议添加适用于本系统的对象字典;在英飞凌的编程软件Dave上配置ECAT_SSC和SVPWM控制的APP,生成底层代码;设计了ADC转换结束中断服务子程序,包含伺服驱动的位置环、速度环、力矩环和电流环控制算法。基于精密滚珠丝杆模组搭建一个单轴伺服实验装置,利用TwinCAT软件验证设计的EtherCAT从站伺服驱动系统的可行性。     

基于UML的EtherCAT矿井电力监控系统实时性研究

针对矿井电力监控系统中存在的实时性差、可靠性不足的问题,提出了采用以太网控制自动化技术EtherCAT为通信网络,搭建煤矿井下供电系统,并利用统一建模语言UML建立电力监控系统模型。实验室条件下,依据模型搭建系统实验平台,对EtherCAT矿井电力监控系统实时性进行分析。结果表明,系统网络报文传输时延极小,且故障切除实时性高,能够为后续EtherCAT矿井电力监控系统开发提供技术支持。     

基于INtime的EtherCAT实时采集系统主站设计

为了满足EtherCAT网络通信的高实时性,提出了一种新的主站程序设计方案;基于Windows XP系统扩展INtime实时核的开发环境,使EtherCAT网络主站能够实现实时通信的要求;首先,介绍了EtherCAT网络的体系结构,然后,在分析INtime实时核扩展原理及EtheCAT网络通信原理的基础上,对主站功能模块进行了详细的划分,并给出了基于INtime实时系统的主站程序具体设计方法;最后,采用EtherCAT从站平台―高速多功能信号测试仪,验证了基于INtime的实时主站的功能,并对系统进行了测试分析,给出了实时性能测试的结果;实验结果表明设计的多功能采集系统主站具有高的实时性和可靠性特点。