工业以太网EtherCAT的无线网关设计

实时工业以太网技术是目前工业通信领域研究的热点,EtherCAT技术具有光明的应用前景.无线传感网ZigBee技术可以带来传输通道部署和规划上的便利,可以减少大量布线施工的代价与困扰.开发连接EtherCAT和ZigBee的网关可以拓展工业通信网络的范围,实现对工业制造现场的环境变化的感知.在对两种协议深入研究的基础上,提出了ZigBee接入EtherCAT的实现方案,设计了EtherCAT和ZigBee的网关通信模型,并且采用ARM Cortex-A8和CC2530设计并实现了连接EtherCAT与ZigBee的网关.经过测试表明,该网关实现了EtherCAT与ZigBee网络通信的协议转换功能,能够满足实时采集现场数据的需要.     

基于Modbus/TCP协议通信节点的实现

本文阐述了Modbus现场总线技术与TCP/IP技术结合使用,严格按照Modbus格式要求组成TCP信息帧,从而实现Modbus／TCP通信协议,并简要介绍了该协议的通信节点的设计。     

实时以太网EtherMAC与Modbus RTU协议通讯

实时以太网EtherMAC总线无需专用硬件,主控制器无需专用网卡和硬实时操作系统,在自动化设备和高性能同步控制领域应用广泛.为进一步推广EtherMAC总线应用,设计实现EtherMAC与Modbus RTU协议通讯,该方法使得主控制器能够通过EtherMAC总线直接控制采用Modbus RTU协议的智能仪器仪表、传感器和变频器等工业器件,并通过控制施耐德变频器验证其可行性.实践证明,该方法可减少控制系统线路连接的复杂性,简单可靠,成本低廉,特别适合控制数控机床和自动化加工设备等场合.     

嵌入式Modbus/TCP协议的研究与实现

在实时内核uC/OS-Ⅱ和ARM7 Core的软硬件平台上,利用移植LwIP到ARM提出了一种支持多线程实时应用的嵌入式TCP/IP协议栈的实现。在通讯应用层上将Modbus帧嵌入到TCP帧中简单可靠地实现嵌入式Modbus/TCP。分析讨论了Modbus/TCP通讯组件模型及其组件功能,并详细论述了如何利用LwIP应用接口和多线程机制实现Modbus客户/服务器通讯模型。     

Modbus协议在反重力铸造液面加压控制系统中的应用

反重力铸造实质是实现对金属液浇注、凝固过程的加压控制,由于控制过程时间短、数据处理量大,对控制系统通讯的可靠性要求较高.本文在采用上位机PC和下位机PLC结构的反重力铸造液面加压控制系统中,利用Modbus协议编写开发了相应的通讯程序,实现了上下位机之间的数据交换.实际应用表明,该系统教据交换具有实时性好、操作简单、稳定性高的特点,避免了因使用PLC专用模块及协议而增加的额外成本,具有很好的经济实用性和安全可靠性.     

基于Modbus协议的LabVIEW在溢流阀测试中的应用

采用基于Modbus协议的LabVIEW对PLC模拟量和数字量进行控制，并将此方法应用于溢流阀的开启压力测试试验中。实验结果表明，该方法简单、经济、稳定、实用性强，并已成功应用于实际液压系统中。     

基于分时复用策略的EtherCAT从站IP核设计及实现

在分析工业以太网EtherCAT协议基础之上,针对现今EtherCAT从站采用专用ASIC或者商用IP核实现的成本高、不灵活等问题,提出了一种基于通用FPGA的实现方法。该方法根据数据帧驱动特性的分时复用策略,将EtherCAT从站IP核中的各个功能模块任务进行分类,利用FPGA的并行特性进行模块任务的串并行调度,实现了在无数据帧缓存的条件下EtherCAT从站IP核。实验结果表明,基于该方法设计及实现的IP核不仅具有良好的兼容性和稳定性,还具有更为优良同步特性和快速响应特性。     

Modbus协议在分布式伺服测角系统中的应用

提出了基于RS-485和Modbus通信协议的分布式伺服测角系统的体系结构,详细讨论了用VC并结合Win32API函数和多线程技术开发Modbus串口通信类以及利用此通信类实现PC与富士触摸屏的通信;试用结果表明该系统结构简单、易于实现、通信实时性较强.     

基于Modbus RTU协议的智能型低压电器通信功能检测的实现

为了满足智能型低压电器产品的通信功能检测需求,在简要介绍Modbus RTU通信协议的特点和分析智能型低压电器通信功能检测内容的基础上,提出一种基于Modbus RTU协议的智能型低压电器的通信功能检测的实现方式。简要论述该检测系统的硬件组成和选择原则。详细介绍基于LabVIEW软件开发平台开发的通信功能检测软件的实现。实际运用结果表明:采用该检测系统能对智能型低压电器的通信功能进行安全、准确、可靠的检测,具有抗干扰能力强和操作简单等特点。因此,该检测方法具有良好的应用前景和推广价值。     

基于EtherCAT的连续体机器人主从站设计

针对连续体机器人控制实时性低、稳定性差的问题,提出一种基于EtherCAT的连续体机器人主从站控制系统。主站使用开源协议栈SOEM,运行在移植了实时内核Xenomai的Linux操作系统上,并且设计了AX58100(从站控制器)+STM32F407(从站微处理器)的从站控制板,完成了从站控制板的硬件设计和软件设计。搭建控制系统测试平台,进行主从站的任务调度测试和实时性测试。结果显示：主站的最大调度延时为27.367μs,系统的发送周期为1 055μs,通信抖动为上下浮动10μs,表明主、从站具有良好的实时性和稳定性。     

Modbus TCP/IP协议在反重力铸造数据记录与处理系统中的应用

反重力铸造过程中数据产生多且快,如何高效精确采集生产数据对于提高铸件产品质量以及后续铸件质量跟踪有着至关重要的作用。将Modbus协议与当下广泛应用的TCP/IP网络技术结合起来,基于Modbus TCP/IP协议与Socket技术,采用C#高级语言完成反重力铸造数据记录与处理系统以太网通信设计。结果表明,基于以太网通信的数据记录与处理系统在实际生产数据记录过程中通信稳定,数据传输能力强,具有很高的实用性。     

海为PLC与FRENIC-MEGA变频器Modbus通讯浅析

海为PLC内置多种通讯协议,可以方便地使用自由协议、Modbus协议或海为公司的HaiwellBus高速通讯协议与仪表、变送器、触摸屏、变频器等进行通讯,通讯功能十分强大.本文给出了海为PLC与FRENIC - MEGA变频器Modbus RTU通讯实例.     

基于X86平台的EtherCAT主站设计

工业以太网现场总线EtherCAT具有高速高效率、同步性能好等优点,被广泛应用于运动控制领域。基于X86平台提出一种EtherCAT主站的设计方案、设计流程与实现流程,并构建了由EtherCAT主站、伺服控制器和伺服电机组成的控制网络。详细探讨了主站内核改造、主站对从站XML文件的解析流程,以及用于EtherCAT主、从精确实时同步分布时钟机制。实验结果证明：所研发的主站实时性稳定可靠,多轴同步误差在纳秒级别,达到了工业应用领域中对EtherCAT主站性能的要求。     

基于EtherCAT的压铸机实时监控系统

通过压铸工艺和控制系统对比分析了压铸机实时控制要点,并设计一种面向压铸过程的EtherCAT主-从控制系统。主站在嵌入式ARM和μC/OS-Ⅱ系统的基础上构建EtherCAT通信,能在短时间内建立压铸工艺与实际生产的联系,较好的适应压铸过程。该系统结构灵活,兼容性强,其应用实现了对压铸过程的实时监控和远程管理。     

基于Lpc2290的智能家庭网关系统的设计及实现

随着网络技术的发展和互连网的普及,人们对家电不仅要求其智能化,而且要求它信息化.近年来,有关信息家电的呼声越来越高,家电的信息化也越来越被生产厂家和消费者重视.同时,随着人们生活节奏的加快,人们迫切需要能对信息家电及其控制设备进行远程控制.要实现这个目标,就需要将信息家电及其控制设备联成一个家庭网络,然后再将家庭网络与互连网连接,而家庭网关既是家庭内网与外网的连接点,也是实现这个目标的核心.该设计采用LPC2290芯片作为开发平台,移植linux和TCP/IP协议栈,移植Boa,结合CGI进行应用编程,实现嵌入式Web服务器的基本功能,使得外部网络能够监控家庭内部的信息设备,有效弥补了传统嵌入式网关的兼容性差、不易移植的缺陷,对家庭网关的设计与开发进行了有益的探讨.     

基于EtherCAT的三次元高速多工位送料机械手控制系统设计与实现

针对现有的三次元送料机械手低速、低精度的特点,设计了基于实时以太网EtherCAT的三轴联动送料机械手。通过对其运动轨迹进行了分析,合理地规划了三次元送料机械手的运动轨迹曲线;通过优化其速度和加速度以及加加速度的特征,提高了三次元送料机械手在运动过程的动态特性;通过在控制系统采用电子凸轮技术,使伺服电机的运动能够实现所规划轨迹的点对点的精确定位。在通信方式上采用了实时以太网EtherCAT总线来实现多轴精确同步控制,采用环形双向冗余技术提高系统的稳定性和可靠性,并通过实验验证和测试分析。结果表明:该控制系统使送料机械手能够在所设计的工作空间内运行快速、平稳,达到所设计的35次/min的抓取速率。     

基于LinuxCNC的EtherCAT主站研究

LinuxCNC是一款开源实时数控系统,可应用于工业机器人的伺服控制等领域,但其本身并没有实现任何与下层设备的通信功能。因此,若想利用该系统作为上位机软件,需另外扩展其与下位机的通信模块。介绍了一种通过扩展LinuxCNC的HAL模块来实现EtherCAT实时工业以太网主站的设计方法,从而实现整个系统的上位机和下位机通信。详细阐述了主站各个模块的功能和工作原理,并给出了其具体实现的步骤。实验结果表明,用该方法实现的EtherCAT主站可以稳定高效地运行在LinuxCNC数控系统上。     

基于EtherCAT总线的分布式测控系统

网络化、分布式是现代测控系统的发展方向。设计一种基于EtherCAT总线的分布式测控系统,系统为一主多从结构,主站采用软控制器TwinCAT实现,为从站设计了测控系统通信及控制卡,实现了EtherCAT通信和多种信号的多通道输入测量及输出控制功能。实验结果表明:该系统具有信号测量及控制精度高、实时性好、扩展方便的特点。     

基于Modbus协议的工业现场快速组网方案

设计了一款基于IPORT-1模块与STM32微处理器的工业现场数据采集器,通过485总线以及Modbus通信协议读取工业现场各种数据与信息,并与计算机通过以太网相连。建立了完整的通信机制,包括计算机与数据收集器之间及数据收集器和工业现场各种设备之间的通信机制。计算机的任务是对数据采集器进行初始化,包括串口初始化和通信内容设定,以及从数据收集器内读取所有数据信息,并完成界面显示任务;数据采集器的任务是从工业现场各个设备上读取所需数据,并将这些数据传递给计算机,所读的内容是由计算机指定的。实际测试证明:该方案能够实现基本的工业组网要求,同时具有可靠性高、使用方便、成本低廉等优点。     

EtherCAT主站协议SoE的研究与实现

多种方法实现EtherCAT应用层协议将有利于提升EtherCAT技术在国内数控产品中的应用,使国内的伺服产品的开放性和实时性得到提高,目前CoE协议已经应用于实践且取得了不错的效果,所以提出了实现SoE协议并且应用在数控系统中。文章首先介绍了EtherCAT通信协议的基本内容,然后对现有的EtherCAT协议进行分析然后从结构和性能两方面对其进行改进,并通过实验对改进的协议从性能和功能两方面进行验证。