Ethernet Powerlink在舞台机械控制系统中的应用研究

本文分析了工业实时以太网系统Ethernet Powerlink的特点和实现方式，并介绍了某剧院舞台机械控制系统中的工业现场总线应用，从系统的网络结构及配置、硬件设计及组成两个方面进行了详细的论述。它在实际应用中取得了良好的效果。

基于Ethernet Powerlink多轴伺服运动控制系统的同步性能研究

研究并设计了基于Ethernet Powerlink技术的多轴伺服运动控制系统的基本结构,阐述了其工作原理,重点从传输延时、偏移补偿和漂移补偿三个方面分析了Ethernet Powerlink多轴伺服运动控制系统的同步性能,并通过试验验证了其同步性能可以满足多轴伺服运动控制领域的要求。

工业实时以太网Ethernet POWERLINK机制研究

针对工业控制中使用的现场总线彼此互不兼容、不易扩展的问题,提出了工业实时以太网Ethernet POWERLINK(EPL)协议的解决方案。以EPL为基础,设计并实现了三轴电机通信控制原型应用协议方案,验证了其通信机制以及实时性能。首先,在深入分析EPL协议体系架构及其通信规范的基础上,通过周期通信中主从节点状态机状态变化过程的介绍,重点研究了其对象控制及基于事件驱动的实时通信机制。进而,基于openPOWERLINK、现场可编程门阵列(FPGA)平台和运行具有实时补丁的Linux系统的计算机,设计了面向新型网络化控制系统的三轴电机运动控制应用协议,形成原型控制系统。最后,使用Wireshark工具对EPL通信过程进行实时抓包。通过对数据包的分析,验证了管理节点(MN)通过网络通信管理(NMT)状态机引导受控节点(CN)的启动过程。试验结果表明,EPL具有良好的通信性能,能够满足工业控制需求。

基于工业以太网Ethernet Powerlink和ARM9的伺服控制系统的设计

分析了印刷机的特点和控制要求,根据印刷机的要求,设计以ARM9微控制器为核心的位置、速度和I/O端口的电气控制系统硬件系统;构建基于现场可编程逻辑器Cyclone Ⅲ EP3C25及实时工业以太网Ethernet Powerlink的伺服系统通信的无轴传动系统;同时,阐述了该系统软件的设计。

基于Ethernet Powerlink的伺服通信控制

介绍了EthernetPowerlink的系统特点及其与CANopen协议集成后的控制特性,讨论了伺服控制器基于集成后的EthernetPowerlink的通信控制优势。

Ethernet Powerlink—实时的工业以太网

介绍了Ethernet Powerlink实时工业以太网解决方案。

Ethernet POWERLINK在机器控制领域的应用

Ethernet POWERLINK技术是最早被开发和投入使用的一种实时通信技术,目前它已经被广泛地应用于各类对动态性能和精度要求较高的机器控制场合。本文主要介绍Ethernet POWERLINK技术在CNC与机器人和高速、高精度同步运动控制领域中的应用。

工业以太网浅析:PROFINET与Ethernet POWERLINK

随着工业化和信息化的推进,工业以太网技术取得了显著的进步,并在工业领域日益广泛使用。本文从传统以太网特点入手,简要分析了PROFINET和Ethernet POWERLINK两种实时以太网技术各自的通信原理、特点和安全技术,以此介绍工业以太网技术。

基于openSAFETY的功能安全通信协议研究

针对数据传输可靠性低导致功能安全事故频发的问题,进行了基于POWERLINK的openSAFETY功能安全通信协议研究;在实时工业以太网协议POWERLINK的基础上设计了以PCP-AP为架构的openSAFETY安全节点,设计了基于FPGA软核处理器的POWERLINK内核层的软件硬件结构,设计了基于单片机MCU的openSAFETY安全应用接口程序以及近底层通信接口程序,搭建了以贝加莱PLC为安全控制节点的功能安全通信实验平台,依据故障分析设计了电磁干扰实验,模拟了工业现场中出现不同程度电磁干扰情况下功能安全通信平台的通信情况,并与非功能安全通信平台进行对比,验证了安全节点的可靠性和必要性。

POWERLINK物理层通信的实现

为有效完成工业通信协议向底层设备网络的拓展并解决工业控制领域的实时性问题,提出一种设计思路。利用ARM型芯片作为硬件平台,利用Linux操作系统作为软件平台,使二者结合为POWERLINK实时以太网协议栈提供运行环境,外接DM9000以太网芯片实现POWERLINK协议栈物理层功能。Wireshark软件进行的通信数据包抓取实验和主从协议站点之间的通信实验结果表明了该思路的可行性,为POWERLINK通信协议向工业现场的推广提供了一种可行途径。

基于POWERLINK技术标准的交叉通信研究

针对现有POWERLINK技术无法实现交叉通信的问题,在掌握POWERLINK技术标准的基础上,提出了一种实现交叉通信的解决方案。该方案通过定制POWERLINK协议栈和配置网络参数实现了网络中任意2个节点间的交叉通信。交叉通信是POWERLINK技术的重要应用,既能提高网络的信息传输速率,使信息交互由线向面的方向发展,又能使网络易于进行分布式设计,提高系统的稳定性和安全系数。最后,通过实验验证,此方案能够在一定程度上提高网络的数据传输效率。

基于Powerlink与UKF算法的异步电机矢量控制系统参数辨识研究

针对异步电机矢量控制系统参数辨识算法时间复杂度高,难以满足在线辨识要求,及基于网络的电机群控系统上位机计算能力浪费严重等问题,提出基于工业以太网Powerlink与无轨迹卡尔曼滤波算法的参数辨识方法,并以转子电阻辨识为例作了说明。系统性能分析与实验结果表明,这种将参数辨识算法放于上位机处理的方法,可以在现有硬件条件基本不变的情况下满足对电机进行高性能控制的要求。

基于FPGA的实时以太网(PowerLink)星载通信技术

在卫星中使用以太网的目的是为了在获得灵活的通信接入的同时得到高速的通信速率,并且能满足安全关键场合通信对实时性和确定性的要求。针对国内在空间应用上还未大规模使用以太网这一现实,着眼于解决以太网应用到航天器内部所碰到的实时性、确定性的瓶颈问题,本文对一种有潜力应用到卫星内部的实时以太网(Powerlink)进行研究。在FPG A内部实现Mircoblaze嵌入式系统,外接以太网PHY芯片实现协议栈物理层功能,二者结合为Powerlink协议栈提供运行环境。通过实验验证了设计的可靠性和正确性,可为Powerlink在航天领域的研究与应用提供借鉴。

Powerlink在分布式伺服驱动中的应用设计

将Powerlink主站和从站移植到FPGA上,应用于伺服驱动器中,构建分布式控制系统,能充分发挥Powerlink技术的高实时性、高可靠性特点,在较大的运动控制系统中实现较高的速度和精度控制。设计中使用常用硬件结构和开源总线技术,能够较好地控制成本并具有较短的研发周期。

POWERLINK的火指控一体化综合交换设备设计

介绍了POWERLINK技术和提升POWERLINK网络效率的方法,对火指控一体化信息需求进行了分析,构建了基于POWERLINK的通信网络架构,提出了基于POWERLINK的综合交换设备的设计方案及其软件体系结构。

POWERLINK网络管理的Verilog HDL实现

为提高协议栈的通信实时性,利用数字电路具有的速度优势,设计了一系列电路结构来实现数据链路及以下层的功能。其中决定通信功能单元运行方式的网络管理(NMT)居于核心地位。采用数据存储排序电路结构来按顺序地存储事件。在不改变协议一致性的情况下,定义了新的主状态,用来读取事件存储队列中的新事件,实现NMT状态机的功能,以及在NMT状态改变后做相关的处理。利用Verilog HDL语言设计实现,用EDA开发软件Modelsim SE进行功能仿真,验证了功能的正确性。

基于POWERLINK的多轴运动控制卡设计

针对多轴运动控制实时性要求高、协调控制复杂等特点,以DSP+FPGA为主控芯片,并结合EPL(Ethernet POWERLINK)以太网总线技术作为数据传输协议,设计了多轴运动控制卡,以满足控制复杂的要求。

基于Powerlink的车间设备监控系统

研究一种基于Powerlink实时工业以太网的车间设备监控系统。讨论了车间设备监控系统在数据传输方面面临的主要问题以及Powerlink工业以太网的特点,提出将Powerlink运用到车间设备监控系统中,详细分析了车间设备各工位传感器的数据传输任务与Powerlink协议之间的数据交互机制,完成Powerlink网络的创建与车间设备监控系统的统一,在实际条件下对一个车间原型监控系统进行了实验。实验结果表明,该系统可以提升车间设备监控的效率和准确性且具有数据传输速度快、精度高、可靠性高等优点,能够实时掌控车间设备的运行状况,具有重要意义。

Powerlink在热网监控系统中的应用设计

针对热网远程监控系统的应用需求,对Powerlink实时工业以太网的特点及其应用于热网远程监控系统的可行性和优点进行了研究。在分析热网监控系统网络拓扑结构和通信特点的基础上,提出了包含一个主节点和若干个从节点的Powerlink热网远程监控系统的架构,讨论了控制系统的硬件设计,以及运用FreeRTOS嵌入式实时操作系统的应用软件设计。通过在一个原型系统上的实验,验证了设计的可行性,满足热网远程监控系统的性能要求。

POWERLINK多客户端通信系统设计

针对当前工业网络中使用现场总线技术与以太网技术进行数据通信时遇到的数据冲突以及实时性问题,在对比了当前应用广泛的工业实时以太网技术后,以POWERLINK协议为基础,设计并实现了针对该协议的通信方案。首先,对POWERLINK协议的理论基础进行了介绍。接着,阐述了协议在Linux与Windows两个不同系统下的通信流程,并在基于Windows系统的PC机上实现了POWERLINK多个从站;同时,在基于Linux系统ARM平台的嵌入式设备上实现了POWERLINK主站。最后,搭建了网络实现平台,对协议的通信结果进行了试验测试,并使用了Wireshark工具对通信过程进行了抓包验证;同时,针对其部分通信性能进行测试。试验结果表明了通信的成功性以及通信性能的良好性。该系统为POWERLINK在工业控制领域的进一步应用提供了参考价值。