EtherCAT運(yùn)用了被稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)處理”的優(yōu)勢(shì)。CAT是ControlAutomationTechnology(自動(dòng)控制技術(shù))的簡(jiǎn)稱(chēng)。EtherCAT始于電報(bào)。其機(jī)制被應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)?;旧?,這是一種接收1條消息并發(fā)送1條消息的機(jī)制。數(shù)據(jù)被發(fā)送之后,在被節(jié)點(diǎn)級(jí)別處理之前會(huì)被存儲(chǔ)起來(lái)。通過(guò)這一方式,實(shí)現(xiàn)了高速、高效的數(shù)據(jù)交換。所有節(jié)點(diǎn)可以“查看”從該節(jié)點(diǎn)通過(guò)的所有數(shù)據(jù)。在添加來(lái)自節(jié)點(diǎn)的信息之前先讀取數(shù)據(jù)字符串。由于所有節(jié)點(diǎn)都能查看其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的消息,因此這一機(jī)制具有靈活的柔性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于其協(xié)議也靈活且具備高安全性,所以該技術(shù)也是一種非常熱門(mén)的備選方案。CAT使用單獨(dú)的接線(xiàn)來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。CAT與各種涉及自動(dòng)化的工業(yè)產(chǎn)品具有良好的兼容性,使其能夠支持網(wǎng)絡(luò)中的大量輔助節(jié)點(diǎn),從而無(wú)需總線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)管理節(jié)點(diǎn)和連接。EOE是EtherNet Over EtherCAT的縮寫(xiě),它是一種將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀通過(guò)EtherCAT傳輸?shù)慕鉀Q方案。吉林自動(dòng)化EtherCAT網(wǎng)線(xiàn)定做價(jià)格
單個(gè)以太網(wǎng)幀**多可進(jìn)行1486字節(jié)的過(guò)程數(shù)據(jù)交換,幾乎相當(dāng)于12000個(gè)數(shù)字輸入和輸出,而傳送這些數(shù)據(jù)耗時(shí)*為300μs。100個(gè)伺服軸的通訊也非??焖伲嚎稍诿?00μs中更新帶有命令值和控制數(shù)據(jù)的所有軸的實(shí)際位置及狀態(tài),分布時(shí)鐘技術(shù)使軸的同步偏差小于1微秒。而即使是在保證這種性能的情況下,帶寬仍足以實(shí)現(xiàn)異步通訊,如TCP/IP、下載參數(shù)或上載診斷數(shù)據(jù)。超高性能的EtherCAT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)無(wú)法迄及的控制理念。EtherCAT使通訊技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)PC所具有的***計(jì)算能力相適應(yīng),總線(xiàn)系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸,分布式I/O可能比大多數(shù)本地I/O接口運(yùn)行速度更快。EtherCAT技術(shù)原理具有可塑性,并不束縛于100Mbps的通訊速率,甚至有可能擴(kuò)展為1000Mbps的以太網(wǎng)。江蘇EtherCAT網(wǎng)線(xiàn)聯(lián)系方式EtherCAT已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中*受歡迎的總線(xiàn)協(xié)議之一,被應(yīng)用于機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、運(yùn)動(dòng)控制等場(chǎng)景。
Ethercat接口引腳定義是診斷功能是衡量現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是否成功的關(guān)鍵功能之一。為進(jìn)一步提升EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中的診斷能力,EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)(ETG)定義了一個(gè)**于供應(yīng)商的診斷接口:規(guī)范ETG.1510“主站診斷接口行規(guī)”,使EtherCAT主站能夠?qū)τ脩?hù)以友好且標(biāo)準(zhǔn)的方式向第三方工具提供詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)診斷信息和運(yùn)行狀況。在現(xiàn)代工業(yè)中,機(jī)器和工廠的可用性是保證效率和競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素之一,EtherCAT通過(guò)可靠的通信基礎(chǔ)設(shè)施和成熟的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。然而,即使擁有可靠的通信技術(shù)(如EtherCAT),工業(yè)環(huán)境也可能存在挑戰(zhàn):長(zhǎng)期移動(dòng)的零部件或持續(xù)的振動(dòng)可能會(huì)造成暫時(shí)的鏈路丟失甚至電纜斷線(xiàn),長(zhǎng)期受到EMC干擾也可能會(huì)影響通信鏈路上傳播的信號(hào)。所有這些情況下,現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的診斷能力都是關(guān)鍵要素,檢測(cè)錯(cuò)誤,確定其位置和可能的原因,從而很大程度地減少機(jī)器的停機(jī)時(shí)間。在診斷能力方面,EtherCAT支持的出色功能(圖1)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的以太網(wǎng)。必要的信息可以由EtherCAT通信芯片(ESC)直接在硬件或在軟件功能中提供。因此,從站側(cè)無(wú)需特殊的擴(kuò)展功能。
基于EtherCAT通信的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)、EtherCAT總線(xiàn)、伺服驅(qū)動(dòng)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(yùn)算,然后下發(fā)相應(yīng)參考電流或轉(zhuǎn)矩;伺服驅(qū)動(dòng)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(xiàn)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(dòng)伺服電機(jī)??刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)器只做電流閉環(huán)運(yùn)算;速度、位置閉環(huán)運(yùn)算在工控機(jī)上完成。工控機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成EtherCAT主從站結(jié)構(gòu)。其中由伺服驅(qū)動(dòng)器作EtherCAT從站,選用寧波Phase公司AxN型驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)與主站通信和驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩部分功能。故整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站和主從站通信軟件的設(shè)計(jì)。EtherCAT總線(xiàn)上連接的驅(qū)動(dòng)器需要使用指令映射驅(qū)動(dòng)器的軸號(hào),使用AXIS_ADDRESS 指令映射。
隨著工業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)逐漸無(wú)法滿(mǎn)足控制領(lǐng)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(zhǎng)、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的重要發(fā)展方向[1]。其中由德國(guó)BECKHOFF公司開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT(EthernetforControlAutomationTechnology),以高性能、低成本、應(yīng)用簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代控制領(lǐng)域得到了***的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外均有EtherCAT應(yīng)用于高精度電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的實(shí)例,市面上的伺服驅(qū)動(dòng)器也大多已集成EtherCAT通信接口,可直接配置作為EtherCAT從站。要實(shí)現(xiàn)基于EtherCAT的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可將重點(diǎn)放在EtherCAT主站設(shè)計(jì)上??紤]到由樣本代碼開(kāi)發(fā)主站周期較長(zhǎng),故一般多采用商業(yè)主站軟件進(jìn)行二次編程開(kāi)發(fā)。其中IntervalZero公司的KingStarMotion軟件,以軟件形式取代昂貴的運(yùn)動(dòng)控制板,并包含相應(yīng)EtherCAT主站代碼,用EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)取代**網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和IO硬件,還支持在EtherCAT的基礎(chǔ)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(xiàn)技術(shù)、KingStarMotion軟件和商業(yè)驅(qū)動(dòng)器,設(shè)計(jì)一種基于EtherCAT通信的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方案,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)控制。EtherCAT控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)際接線(xiàn), 只需要將網(wǎng)線(xiàn)從EtherCAT控制卡的接口連接到EtherCAT驅(qū)動(dòng)器即可。吉林自動(dòng)化EtherCAT網(wǎng)線(xiàn)定做價(jià)格
EtherCAT總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備連上控制器之后,驅(qū)動(dòng)器軸號(hào)需要使用指令映射綁定。吉林自動(dòng)化EtherCAT網(wǎng)線(xiàn)定做價(jià)格
EtherCAT的系統(tǒng)組成EtherCAT是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù),由一個(gè)主站設(shè)備和多個(gè)從站設(shè)備構(gòu)成。具有網(wǎng)絡(luò)接口卡的計(jì)算機(jī)和具有以太網(wǎng)控制器的嵌入式設(shè)備都可以作為主站,對(duì)于PC機(jī)而言,主站一般是使用倍福公司開(kāi)發(fā)的TwinCAT軟件作為主站控制器,從站使用從站控制器(ESC),如**集成芯片ET1100或者ET1200,或者是利用FPGA技術(shù)集成EtherCAT通訊功能的IP-Core。EtherCAT物理層使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)物理層器件,如傳輸介質(zhì)通常使用100BASE-TX規(guī)范的5類(lèi)UTP線(xiàn)纜。吉林自動(dòng)化EtherCAT網(wǎng)線(xiàn)定做價(jià)格
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