基于EtherCAT的主站通信控制器設(shè)計(jì).pdf

1、實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)相比傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線因其傳輸速度快、數(shù)據(jù)容量大、實(shí)時(shí)性和可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其中EtherCAT是一種典型的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)總線技術(shù)。通過自主設(shè)計(jì)基于EtherCAT的主站通信控制器，將EtherCAT技術(shù)引入到機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)(CNC)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)和多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器之間的高速、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。本課題的研究對(duì)EtherCAT技術(shù)在我國制造領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生積極的影響和推動(dòng)作用。主要研究內(nèi)容如下:
　　

2、探討課題研究的背景以及實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn)，通過對(duì)常用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的性能對(duì)比分析，指出EtherCAT總線的優(yōu)勢及目前EtherCAT總線在國內(nèi)外的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　 研究EtherCAT總線技術(shù)，深入探討EtherCAT總線協(xié)議，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)、尋址方式、分布時(shí)鐘、通信模式、狀態(tài)機(jī)和應(yīng)用層協(xié)議。分析系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)EtherCAT主站通訊控制器的硬件電路，詳述各個(gè)功能模塊的關(guān)鍵技術(shù)和硬件原理圖設(shè)計(jì)，完成高可靠

3、性的硬件電路設(shè)計(jì)和開發(fā)。
　　 在軟件設(shè)計(jì)方面，提出基于Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時(shí)系統(tǒng)的解決方案，實(shí)現(xiàn)嵌入式Linux的實(shí)時(shí)性;利用RTnet構(gòu)建具有實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的Linux系統(tǒng)，在此系統(tǒng)上開發(fā)EtherCAT協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站通信控制器的初始化、CNC控制器與EtherCAT從站通信鏈路的建立及EtherCAT數(shù)據(jù)幀發(fā)送與接收等功能;實(shí)現(xiàn)了雙口RAM協(xié)議來完成EtherCAT主站與CNC的通信。