實時工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT憑借著高性能、低成本、應(yīng)用簡易等優(yōu)點在現(xiàn)代控制領(lǐng)域得到了***的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。為了將EtherCAT快速應(yīng)用到電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)中，采用IntervalZero公司的KingStar Motion軟件，設(shè)計了一種基于EtherCAT實時通信的電機(jī)驅(qū)動控制方案，并搭建相應(yīng)實驗平臺。系統(tǒng)采用經(jīng)典的位置、速度、電流三閉環(huán)控制，分別對速度跟蹤、位置定點與正弦跟蹤進(jìn)行了實驗測試與分析。實驗結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)可靠性高，跟蹤精度良好。EtherCAT系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)，所有通信均由主站發(fā)起。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

基于EtherCAT通信的電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)、EtherCAT總線、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和反饋編碼器五部分組成。工控機(jī)配置為基于PC的EtherCAT主站，周期性地接收從站上傳的位置、速度數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的運算，然后下發(fā)相應(yīng)參考電流或轉(zhuǎn)矩；伺服驅(qū)動器作為EtherCAT從站，接收編碼器所采集的電機(jī)參數(shù)，將相應(yīng)數(shù)據(jù)由EtherCAT總線周期性地傳給主站，并接收主站下發(fā)數(shù)據(jù)和控制命令，驅(qū)動伺服電機(jī)。控制系統(tǒng)設(shè)計為典型的三閉環(huán)（位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)）模式，伺服驅(qū)動器只做電流閉環(huán)運算；速度、位置閉環(huán)運算在工控機(jī)上完成。工控機(jī)與伺服驅(qū)動器構(gòu)成EtherCAT主從站結(jié)構(gòu)。其中由伺服驅(qū)動器作EtherCAT從站，選用寧波Phase公司AxN型驅(qū)動器，已集成相應(yīng)的EtherCAT從站控制器ESC和微處理器芯片，支持CoE(CANopenoverEtherCAT)應(yīng)用層協(xié)議，相關(guān)配置較簡單，可同時實現(xiàn)與主站通信和驅(qū)動電機(jī)兩部分功能。故整個系統(tǒng)的重點和難點在于工控機(jī)實現(xiàn)EtherCAT主站和主從站通信軟件的設(shè)計。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線主站可以通過廣播和組播方式與從站通信。如果需要IP路由，可以將EtherCAT協(xié)議放入UDP/IP數(shù)據(jù)包中。

EtherCAT使用全雙工的以太網(wǎng)實體層，從站可能有二個或二個以上的埠。若設(shè)備沒偵測到其下游有其他設(shè)備，從站的控制器會自動關(guān)閉對應(yīng)的埠并回傳以太網(wǎng)幀。由于上述的特性，EtherCAT幾乎支援所有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括總線式、樹狀或是星狀，現(xiàn)場總線常用的總線式拓?fù)湟部梢杂迷谝蕴W(wǎng)中。EtherCAT的拓?fù)淇梢杂镁W(wǎng)絡(luò)線、分枝或是短線（stub）作任意的組合。有三個或三個以上以太網(wǎng)接口的設(shè)備就可以當(dāng)作分接器，不一定一定要用網(wǎng)絡(luò)交換器。由于使用100BASE-TX的以太網(wǎng)物理層，二個設(shè)備之間的距離可以到100米，一個EtherCAT區(qū)段的網(wǎng)絡(luò)**多可以有65535個設(shè)備。若EtherCAT網(wǎng)絡(luò)是使用環(huán)狀拓?fù)洌ㄖ髡驹O(shè)備需要有二個通訊埠），則此網(wǎng)絡(luò)還有纜線冗余的機(jī)能。

EtherCAT總線驅(qū)動器通訊說明1.通訊周期使用EtherCAT伺服驅(qū)動器時需要保證控制器與伺服周期一致才可正常通訊使用。EtherCAT伺服驅(qū)動器一般支持不同周期，通訊周期主要有250us，500us，1ms，2ms，4ms，連接時自動匹配控制器周期，不需要設(shè)置，當(dāng)通訊周期無法自動匹配時，通訊失敗，通過修改控制器周期解決（SERVO_PERIOD指令或升級固件修改）?？刂破饕话隳J(rèn)為1ms，使用SERVO_PERIOD指令讀取控制器周期。伺服周期越小，位置控制越精細(xì)，響應(yīng)速度也更快。2.驅(qū)動器PDO設(shè)置驅(qū)動器的PDO是必要的配置，**著當(dāng)前驅(qū)動器包含的功能。PDO全名為(ProcessDataObject)，指在EtherCAT總線網(wǎng)絡(luò)中周期的進(jìn)行主站與從站的數(shù)據(jù)交互的功能，可以看作一個數(shù)組空間，每個數(shù)組元素存放了不同的功能碼，PDO在一個周期中執(zhí)行這些功能碼對應(yīng)的操作，這些功能碼就叫做數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)字典用4位16進(jìn)制數(shù)來表示。EtherCAT總線控制卡可以連接伺服驅(qū)動器、步進(jìn)驅(qū)動器及其他支持EtherCAT總線控制的設(shè)備。

EtherCAT是一種實時工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議;基于EtherCAT實時性強(qiáng)的特點,重點研究了EtherCAT分布時鐘機(jī)制,并提出了在嵌入式設(shè)備上基于實時操作系統(tǒng)μC/OSII完成主站設(shè)計的方案;通過分析傳輸延時補(bǔ)償、初始偏移補(bǔ)償、動態(tài)漂移補(bǔ)償?shù)葧r鐘同步過程,完成了對主站系統(tǒng)時鐘同步技術(shù)的設(shè)計;基于環(huán)形冗余結(jié)構(gòu)搭建了一主三從的EtherCAT測試系統(tǒng),并通過計算機(jī)、示波器等設(shè)備采集得到從站間產(chǎn)生SYNC0信號的時間差值數(shù)據(jù);***,根據(jù)SYNC0周期為1ms的數(shù)據(jù),分析得到系統(tǒng)時鐘誤差維持在55ns以內(nèi)的同步性能,為時鐘同步技術(shù)的理論研究提供了數(shù)據(jù)支持。使用EOE技術(shù)，可以將EtherCAT從站接入互聯(lián)網(wǎng)，并使其能夠與其他設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

EtherCAT總線的槽位號是0軸號為驅(qū)動器映射的目標(biāo)軸號，映射時每個驅(qū)動器的軸號不重復(fù)，指向空閑軸號即可。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

EtherCAT這個名詞不僅*只是**著一個報文數(shù)據(jù)格式約定層面的通訊協(xié)議，它的從設(shè)備是需要使用**的通信芯片才可以完成傳輸?shù)?，比如EtherCAT的開發(fā)者“倍福（Beckhoff）公司”的官方原廠芯片ET1100，其他的各個芯片廠商會取得倍福公司的內(nèi)核授權(quán)，開發(fā)相關(guān)芯片，如亞信的AX58100等等。從物理層來看EtherCAT的通信電信號和我們普通的以太網(wǎng)一樣，通信線也是使用普通網(wǎng)線+RJ45接口、或者光纖連接。因此理論上任意一個網(wǎng)卡模塊都可以收發(fā)EtherCAT的數(shù)據(jù)內(nèi)容，因此對于主站而言，使用普通的電腦通過網(wǎng)線連接一個EtherCAT從站就可以實現(xiàn)通信了，但是EtherCAT對于從站的要求就有特殊的定義，必須要使用專業(yè)的芯片才能完成，這個芯片被稱為ESC。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

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