基于EtherCAT波高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、EtherCAT技術(shù)是由德國Beckhoff自動(dòng)化公司開發(fā)的可直達(dá)I/O層的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)，是目前最快的工業(yè)以太網(wǎng)總線。隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求逐步提高，傳統(tǒng)的RS-485、USB等通信方式不能滿足需要，因此，把數(shù)據(jù)采集技術(shù)與實(shí)時(shí)以太網(wǎng)相結(jié)合應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域是一種新的發(fā)展趨勢。
　　 鑒于EtherCAT卓越性能，本文依據(jù)大連理工大學(xué)海岸與近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對波浪高度采集的需要，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款基于EtherCAT總線的波高數(shù)據(jù)采

2、集系統(tǒng)，系統(tǒng)采用16位PIC單片機(jī)作為核心控制器。整個(gè)系統(tǒng)為主從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主站采用具有普通網(wǎng)卡的PC機(jī)，從站由從站控制器和從站設(shè)備組成。此種設(shè)計(jì)方案不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)采集，而且適用于范圍廣、距離長、采集點(diǎn)多的分布式數(shù)據(jù)采集。又因EtherCAT協(xié)議整個(gè)數(shù)據(jù)幀的存取處理過程都是由專用接口芯片ET1100完成，不需要復(fù)雜的編解碼過程，所以更適用于對速率有很高要求的領(lǐng)域。
　　 論文首先對EtherCAT協(xié)議規(guī)范和網(wǎng)絡(luò)通信原

3、理給以簡明介紹，論述了采集系統(tǒng)組成以及整體設(shè)計(jì)方案。其次，給出了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，在此部分討論了芯片選型問題，結(jié)合整體設(shè)計(jì)方案對采集系統(tǒng)的每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。再次，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，主要包括主站實(shí)現(xiàn)和從站程序。主站采用TwinCAT軟件對從站進(jìn)行配置，并設(shè)計(jì)了主站數(shù)據(jù)采集界面。從站程序主要包括從站協(xié)議程序和數(shù)據(jù)采集控制程序。最后對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，分別采集了標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和現(xiàn)有浪高儀信號(hào)的時(shí)域波形，試