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。若設備沒偵測到其下游有其他設備,從站的控制器會自動關(guān)閉對應的埠并回傳以太網(wǎng)幀。由于上述的特性,EtherCAT幾乎支援所有的網(wǎng)絡拓撲,包括總線式、樹狀或是星狀,現(xiàn)場總線常用的總線式拓撲也可以用在以太網(wǎng)中。EtherCAT的拓撲可以用網(wǎng)絡線、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)接口的設備就可以當作分接器,不一定一定要用網(wǎng)絡交換器。由于使用100BASE-TX的以太網(wǎng)物理層,二個設備之間的距離可以到100米,一個EtherCAT區(qū)段的網(wǎng)絡**多可以有65535個設備。若EtherCAT網(wǎng)絡是使用環(huán)狀拓撲(主站設備需要有二個通訊埠),則此網(wǎng)絡還有纜線冗余的機能。EtherCAT是一種實時以太網(wǎng)總線協(xié)議,是以以太網(wǎng)為基礎的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。福建國產(chǎn)EtherCAT網(wǎng)線推薦貨源
EtherCAT總線驅(qū)動電機設備連上控制器之后,驅(qū)動器軸號需要使用指令映射綁定。EtherCAT總線上連接的設備的設備號按照連接順序從0開始自動編號,驅(qū)動器編號也是按連接順序給驅(qū)動器設備自動從0開始編號的,只算總線上的驅(qū)動器設備,其他設備是沒有驅(qū)動器編號的。EtherCAT總線上連接的驅(qū)動器需要使用指令映射驅(qū)動器的軸號,使用AXIS_ADDRESS指令映射,映射完成之后才能使用BASE指令選擇驅(qū)動器軸號,發(fā)送脈沖,控制驅(qū)動器所連的電機運行。軸映射寫在總線初始化程序中,總線掃描之后,開啟總線之前。語法:AXIS_ADDRESS(軸號)=(槽位號<<16)+驅(qū)動器編號+1EtherCAT總線的槽位號是0。軸號為驅(qū)動器映射的目標軸號,映射時每個驅(qū)動器的軸號不重復,指向空閑軸號即可。山東EtherCAT網(wǎng)線定做價格使用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。
隨著工業(yè)自動化不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)逐漸無法滿足控制領域的要求。工業(yè)以太網(wǎng)憑借其傳輸速度快、數(shù)據(jù)包容量大、傳輸距離長、性價比高等優(yōu)點,成為當今工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)的重要發(fā)展方向[1]。其中由德國BECKHOFF公司開發(fā)的實時工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT(EthernetforControlAutomationTechnology),以高性能、低成本、應用簡易等優(yōu)點在現(xiàn)代控制領域得到了***的應用和迅速的發(fā)展。國內(nèi)外均有EtherCAT應用于高精度電機驅(qū)動控制的實例,市面上的伺服驅(qū)動器也大多已集成EtherCAT通信接口,可直接配置作為EtherCAT從站。要實現(xiàn)基于EtherCAT的電機驅(qū)動系統(tǒng),可將重點放在EtherCAT主站設計上??紤]到由樣本代碼開發(fā)主站周期較長,故一般多采用商業(yè)主站軟件進行二次編程開發(fā)。其中IntervalZero公司的KingStarMotion軟件,以軟件形式取代昂貴的運動控制板,并包含相應EtherCAT主站代碼,用EtherCAT標準取代**網(wǎng)絡協(xié)議和IO硬件,還支持在EtherCAT的基礎上使用CANopen,從而可以搭建更低成本的基于EtherCAT的伺服控制系統(tǒng)[2]。本文結(jié)合EtherCAT總線技術(shù)、KingStarMotion軟件和商業(yè)驅(qū)動器,設計一種基于EtherCAT通信的電機驅(qū)動控制方案,實現(xiàn)對電機的實時驅(qū)動控制。
實時工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT憑借著高性能、低成本、應用簡易等優(yōu)點在現(xiàn)代控制領域得到了***的應用和迅速的發(fā)展。為了將EtherCAT快速應用到電機驅(qū)動控制系統(tǒng)中,采用IntervalZero公司的KingStar Motion軟件,設計了一種基于EtherCAT實時通信的電機驅(qū)動控制方案,并搭建相應實驗平臺。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。EOE是EtherNet Over EtherCAT的縮寫,它是一種將標準以太網(wǎng)幀通過EtherCAT傳輸?shù)慕鉀Q方案。
默認設置的EtherCAT網(wǎng)絡,在運行中的從站是不能隨意拔插的,否則可能引起嚴重后果。根據(jù)EtherCAT的傳輸機制,主站默認會按從站在網(wǎng)絡中的順序來識別從站地址。比如數(shù)據(jù)包離開主站后到達的第1個從站,地址為1001,第2個為1002,以此類推。即使是對于星形分支,其實內(nèi)部也是有先后次序的鏈式結(jié)構(gòu)。比如EK1122的兩個RJ45口,就有前后之分,如果網(wǎng)線插反了,各自所連接的EtherCAT從站地址就會調(diào)轉(zhuǎn)。CU1128雖然有8個RJ45,內(nèi)部原理也是一樣的,其中的IN口必須來自主站方向,而其它7個口也有先后之分,網(wǎng)線不能任意插拔,否則網(wǎng)絡中的EtherCAT從站地址就會亂套。極端的情況,以EK1122為例,如果兩個網(wǎng)口所連接從站設備完全一致,如果網(wǎng)口插反了,主站直接就會把上口連接的站識別為下口連接的站,輸入輸出通道錯位,可能產(chǎn)生嚴重后果。EtherCAT網(wǎng)絡形成一個環(huán)狀,主站向各個從站發(fā)送EtherCAT以太網(wǎng)幀,該幀的數(shù)據(jù)區(qū)包含了多個ETherCAT子報文。山東國產(chǎn)EtherCAT網(wǎng)線
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EtherCAT的從設備是必需要使用**的通信模塊才能實現(xiàn)的,從設備方案上一般是使用MCU(或其他控制器)+ESC芯片來實現(xiàn)。鏈路層的功能就是在ESC芯片上完成解析、發(fā)送的;通過配置ESC芯片,使芯片正常運行鏈路層功能并把應用層的數(shù)據(jù)交給MCU。ESC芯片還具有一個特點,那就是通常會給這個芯片**一個EEPROM存儲器,里面可以保存一些芯片初始化的寄存器配置,這樣就不需要每次上電后由MCU或主站來進行配置了。對于開發(fā)者而言,鏈路層的原理只需要知道EtherCAT的模型概念:報文是由主站發(fā)出,然后像一條列車一樣發(fā)往各個從站,每個從站認為是串聯(lián)起來的,會按照目前串聯(lián)的位置順序?qū)?shù)據(jù)進行發(fā)送,就像是列車的軌道一樣;每到一站,數(shù)據(jù)就像貨物一樣可以以極快的速度進行上下車,到達***一站就開始原路返回(在網(wǎng)線上看就是在同一根網(wǎng)線里的TX和RX,其中TX就是列車出發(fā)的方向,RX就是返程的方向。每個從設備一般有兩個以太網(wǎng)口,一個口對接上一個從設備,另一個對接下一個從設備,而對應連接的兩條網(wǎng)線在本地被“連接”成了一條網(wǎng)線,所以整個網(wǎng)絡的所有網(wǎng)線可以認為是同一根網(wǎng)線。),數(shù)據(jù)每經(jīng)過一個往返就完成了一次通信,主站就是列車的起始站,所有通信都是由主站發(fā)起并把控的。 福建國產(chǎn)EtherCAT網(wǎng)線推薦貨源
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