基于EtherCAT总线的微电网协调控制系统

针对微电网协调控制系统要求具备实时性高、信息量大的特点.如果采用传统的以太网总线作为现场总线,则会因为传统以太网实时性不高,造成远方控制策略和就地控制策略之间存在冲突的问题;如果不采用现场总线的方式,使用电缆直接将电气量连接到主控制器的方式,则存在着数字化程度低的问题.EtherCAT总线是一种实时工业以太网,采用主从模式访问控制,具有传输速率快、传输数据量大的特点.通过采用EtherCAT总线作为微电网协调控制系统的现场总线,将主控制器作为EtherCAT主站,将就地终端作为EtherCAT从站.通过这种方法解决了微电网协调控制系统因采用传统以太网实时性不高的缺点,也避免了由于使用电缆直接连接而导致的数字化程度低的缺点.     

基于PC及TwinCAT3 PLC的开放式数控系统设计与实现

针对数控系统高精度,实时性,智能化要求高的特点。设计并实现基于PC及TwinCAT3 PLC的EtherCAT实时以太网开放式数控系统。数控系统在基于PC的上位机中通过MFC设计人机交互界面,实现非实时性功能模块开发。在基于TwinCAT3 PLC的下位机中,利用ST编程语言实现实时性功能模块开发。上位机与下位机之间通过ADS通讯实现数据交换,下位机与伺服控制系统之间通过EtherCAT实时以太网总线通讯。该数控系统避免了EtherCAT主站和从站通讯系统的设计与开发,系统稳定性及可靠性较高;在TwinCAT3 PLC中自主开发实时位置控制算法及速度优化算法,避免了使用TwinCAT3 NC、CNC标准模块带来的附加成本,系统具有较高开放性。数控系统在PLC中利用COE(CANopen over EtherCAT)协议中的CSP(周期同步位置模式)控制模式实现了两轴直线及圆弧实时位置控制,系统通讯周期达到1ms,各从站伺服驱动器时间同步误差小于1us,满足数控系统实时控制的要求。     

工业以太网现场总线EtherCAT及驱动程序设计

EtherCAT是一种新型的实时工业以太网现场总线。文章介绍了EtherCAT技术的原理、技术特点、性能以及EtherCAT主站和从站的配置方法、主站和从站驱动程序设计技术等。     

基于EtherCAT的五自由度机械臂控制系统研制

对自行设计的五自由度机械臂进行了运动学分析。为了实现对机械臂控制的实时性和可扩展性,研制了一种基于以太网控制自动化技术(EtherCAT)总线通信的机器人控制系统,采用ACS公司的SPiiPlus软件作为软主站,以ACS公司的两款基于EtherCAT的数字伺服驱动器UDMmc、UDMlc和Beckhoff公司的EK1100耦合器模块作为从站组成EtherCAT实时系统。对EtherCAT的主从站进行了一系列配置,并在五自由度机械臂平台上验证了轨迹规划的平稳性和系统的稳定性、实时性。     

轻量一体化机器人关节的SPI通信及EtherCAT通讯研究

轻量一体化机器人具有安全、柔顺以及能够与人协作等特点,成为机器人的主要发展方向之一,通常此类机器人由多个关节模块组成,关节模块之间的通讯实时性和通讯速度则是保证机器人控制性能的关键。现有的机器人关节模块设计通常直接采用CAN总线来传输各个关节的数据,但是由于CAN总线的协议限制,很难在各个运动控制轴之间实现大量数据的传输;此外,现有的轻量一体化机器人驱动器和控制器往往采用集成化设计,用户很难进行复杂的控制算法研究。为了避免上述问题,将驱动和控制模块进行分开设计,并提出了新型的SPI通讯算法,实现驱动和控制模块的高速通讯,此外为了提高各个关节间的通讯实时性与准确性,本文研究了基于EtherCAT总线的同步技术。实验测试表明本文提出的SPI总线通讯速率可以达到8kHz,丢包率小于3×10-6,EtherCAT总线通讯速率可以达到4kHz,周期时间稳定,抖动小。因此提出的SPI总线通讯技术与EtherCAT总线同步技术具有可靠性高、实时性强等特点,具有广阔的应用前景。     

交流伺服驱动系统EtherCAT接口的设计与实现

基于EtherCAT总线实时性强、高可靠性等优点,其已被广泛应用于交流伺服驱动系统中。为了将EtherCAT总线引入原有的数字交流伺服驱动系统,首先介绍了EtherCAT总线接口的结构,完成了EtherCAT总线接口的硬件设计和软件设计。重点描述了EtherCAT应用层CANOPEN DSP402相关行规和映射的设计,给出了应用层过程数据PDO的具体设计流程。最后通过实验证明基于EtherCAT的交流伺服系统具有良好的动态性能,能很好地满足工业现场对运动控制系统快速响应的要求。     

基于STM32的无刷直流电动机控制器设计

利用EtherCAT总线拓扑结构灵活、配置简单、数据传输高速高效、实时性、同步性好等优点,以及STM32芯片丰富的外设功能,设计了一款具有EtherCAT网络接口功能的无刷直流电动机控制器,并提供了系统硬件及软件的设计方案。控制器通过专用通信芯片与上位机进行通信,实现了控制器与外部数据传输的数字化和实时传输。     

基于EtherCAT和多线程的压装系统优化

针对基于现场总线的压装系统数据传输实时性差、性能不足的问题,基于EtherCAT和多线程,设计了一种压装系统.系统由主站和从站串联组成.主站包括IGH EtherCAT Master和基于Qt框架的压装系统;从站包括采样模块XMC4800和伺服驱动器MADHT1505BA1,利用Wireshark等工具对系统的传输速率...     

EtherCAT伺服驱动器总线接口研究

针对金属切削的高速高精和实时性需求,研究了基于Ether CAT总线接口的交流式伺服驱动器设计方法。采用TI AMIC110芯片实现EtherCAT从站协议层和应用层,通过SPI接口与DSP数据交互,基于模块化方法分层实现软件功能,阐述了总线过程中的故障分类与处理机制,分析了多轴同步性能及丢帧补偿处理机制。实测结果表明,EtherCAT驱动器样机用于立式加工中心,多轴同步时钟精度在50 ns以内,加工的试验件纹路和光滑度均达到设计要求。     

车辆总线技术发展综述

车辆总线技术是电子信息系统的基础,首先综述了车辆平台总线技术的发展历程;其次,分析了总线技术的种类和特点,并从网络带宽、实时性及可靠性等方面总结了车辆总线关键技术;最后,对车辆平台总线技术研究进行了展望。     

基于Linux系统的EtherCAT主站的设计与实现

实时工业以太网技术是自动控制领域的研究热点。为了提高多轴伺服系统的高速、实时、同步控制的性能,采用基于工业以太网的EtherCAT总线技术,在AM3358硬件平台上实现了基于Linux系统的EtherCAT主站程序,实验结果表明多轴伺服系统的控制性能有所提升。     

应用于机床加工的总线数字量模块开发与试验研究

为了满足数控机床加工对信号量数据采集传输的实时性和稳定性的应用需求,如机床加工现场的轴运动位移硬件限位信号、气阀水阀信号、刀具测量等信号,同时能与可编程控制器建立通信进行数据交互,可实现信号量检测与控制功能。文章设计并开发基于以太网通讯技术的EtherCAT通信协议的数字量模块,对数字量模块软硬件设计内容与数据交互程序的执行流程进行研究,并通过配合标准EtherCAT通信主站TwinCAT进行试验,证明开发的数字量模块能与控制器主站正常建立通信并进行数据传输,且与EtherCAT总线通信数据周期保持同步。基于数字量信号检测设计出机床刀径测量方案,应用该数字量模块在机床加工中进行量刀试验,结果表明通过数字量模块对检测信号的实时响应计算得到的机床刀具磨损误差满足应用要求,具有工程实际价值,达到了研究的目的。     

基于ROS和IgH主站的多关节机器人控制系统设计北大核心CSCD

针对基于现场总线的多关节机器人系统响应速度慢、通信带宽低以及实时性差等方面的问题,基于ROS和IgH主站,设计了一种多关节机器人控制系统。首先,选取合适的EtherCAT通讯周期、同步信号周期以及轨迹插补周期,将IgH主站和ROS平台融合;其次,对多关节机器人进行运动学建模,建立URDF模型;然后,结合ROS提供的Moveit!功能包集,设计了实时性好、同步性高且性能稳定的机器人控制系统。最后,通过搭建完整的机器人平台进行实验,测量运行过程中的实时任务周期以及轨迹变化。实验结果表明该机器人控制系统具有良好的实时性、同步性以及可靠性。     

基于总线的无人自动驾驶仪决策系统设计

随着自动化技术在汽车领域的快速发展,无人驾驶决策系统和EtherCAT总线已经成为新的研究热点。针对无人驾驶涉及的决策系统和EtherCAT总线框架进行了总体的技术分析。任务决策系统属于无人车的核心控制端,不仅需要负责对数据处理与分类处理,而且同时做出相应的分类反应。EtherCAT总线属于数据信息交互的传输端,负责将无人车在驾驶的过程中产生的信息数据传输到决策系统作为输入端,信息决策系统将信息数据进行分类再由总线将这些信号进行分类发送。首先分析了决策系统的开发原理框架,同时设计了EtherCAT总线,总线负责将决策系统的输入或输出数据进行交换;再次讨论了基于EtherCAT的通用设计的实时任务规划与调度设计方法;最后进行了方法验证,并将其应用于无人驾驶控制系统。     

机器人力控关节EtherCAT通信系统设计

针对力控关节高速通信的需要,设计了通信速率可达100 MHz的工业以太网通信总线(EtherCAT)的通信系统,分别从EtherCAT原理、主从站结构以及主从站软硬件方面进行介绍,并利用ET1100和FPGA为核心的芯片搭建了一套EtherCAT通信系统。进行实物测试显示,系统性能稳定可靠、通信速率高、实时性好,可以实现力控关节高速通信的需求。     

基于工业以太网EtherCAT的DCS控制系统设计

EtherCAT是一种新型的工业以太网现场总线技术,在工厂自动化和流程自动化领域得到了广泛应用.文章介绍EtherCAT现场总线的技术特点,设计了一套基于EtherCAT的DCS实例系统.该系统中主控制器单元和现场输入输出设备之间使用EtherCAT实现高速、大容量的数据通信,并使用标准以太网与中央控制器进行数据交换.     

基于Internet和现场总线的测控系统研究

介绍一种基于Internet和现场总线的远程实时检测与控制系统方案,详细阐述了系统的整体结构、软硬件配置、系统关键技术等.用户可在异地使用IE或Netscape等Web浏览器,通过Internet对远程的工业系统进行检测与控制.系统采用CAN总线技术,极大地提高了实时性和可靠性.     

基于OPC的子午线轮胎生产过程监控系统

针对全钢子午线轮胎生产过程的信息化程度不高和监控实时性问题,对全钢子午线轮胎生产工艺特点、系统控制需求、PLC控制技术、OPC技术等方面进行了深入研究,通过运用现场总线、工业以太网、数据库、计算机通信、互联网等技术,设计了一种基于OPC技术的全钢子午线轮胎生产过程实时监控系统,实现了数据采集、数据处理、用户界面显示、历史数据查询、信息报警、生产监控等功能.以全钢子午线轮胎三复合胎面挤出生产线为例,详细介绍了实时监控系统的设计与具体实现,并搭建实验平台对监控系统的OPC技术以太网通信、数据传输的实时性和可靠性等方面进行了测试.实验结果表明,该系统可有效地实现对轮胎生产现场的实时监控,为企业决策层提供可靠的现场过程数据.     

开源IgH EtherCAT主站在LinuxCNC开放式数控系统中的应用研究

为了实现成本低廉,设计便捷、灵活、易扩展的数控系统,搭建基于EtherCAT通信总线与PC机的纯软件数控系统,并对该系统的实时性能进行了试验测试。以低成本工控机作为上位机,并集成好开源数控系统LinuxCNC软件的Linux RTAI(Real-Time Application Interface)实时操作系统,下载搭建EtherCAT主从站通讯框架,实现了PC上位机即EtherCAT主站与伺服驱动器即EtherCAT从站之间的通信,完成多轴数控系统测试平台的搭建。运用WireShark软件进行数控系统的实时性测试。实验结果表明,该数控系统的平均传输时间为47.7μs,最大值为779μs,最小值为0.2μs。很好地满足了数控系统要求响应时间在1 ms及以下的实时性要求,因此该方案集成EtherCAT的LinuxCNC可以用于工业机器人与通用数控机床等自动运动控制系统。     

基于GSM/GPRS的变送器实时监控系统

本文针对新疆塔里木油田井口分散的特点和监控系统对数据传输可靠性和实时性的要求,提出基于GSM/GPRS通信技术的参数远程实时监控系统的实现方案。本文还介绍了GSM/GPRS通信技术的方式和特点,分析了WirelessHart监控模块的工作原理,证明了系统方案的可靠性与实时性,完全可以满足现阶段以及今后对自动化系统的需求。