EtherCAT高性能从站的设计与实现

针对使用专用芯片导致EtherCAT从站成本增加、硬件集成度下降、软件复杂、调试困难的问题,提出了新的EtherCAT从站软硬件设计方法。该方法使用AM3359 ARM芯片,在一块芯片内实现了EtherCAT从站通信功能和应用层功能,使硬件成本降低;使用分层的软件设计方法,软件编程简单,调试方便。通过搭建EtherCAT测试网络对所设计的从站功能进行测试,从站能够完好地工作。

运用PIC18F4520的EtherCAT从站接口电路的设计

在介绍EtherCAT实时工业以太网技术的工作原理和通信协议的基础上,设计开发了一个使用PIC18F4520单片机作为处理器操作ET1100芯片的从站接口电路。为了可扩展和方便选用传输介质,电路采用标准的以太网物理接口(MII接口)和SPI通信方式,完成数据链路层的连接,实现了EtherCAT基本通信。通过Wireshark软件验证了此接口电路符合EtherCAT通信协议要求。

基于EtherCAT总线的串联型分布式数据采集系统设计

针对海洋工程实验室现场数据采集过程中,数据量大、测点分散、实时性要求高、数据种类不一致的问题,设计了一种基于实时工业以太网EtherCAT总线的串联式数据采集系统;从整体结构、工作原理、主站软件和从站软硬件方面详细介绍了系统的方案设计;在实验水池中,通过采集实际波浪信号对数据采集系统进行了测试;结果表明,系统性能稳定、精度高、实时性好,为分布式数据采集监控系统的研究提供了应用和技术上的参考。

智能浮选系统在下峪口选煤厂的应用

针对浮选系统自动化水平低、缺少实时生产数据、浮选精煤灰分波动大等问题,下峪口选煤厂结合自身实际情况,研发了基于模糊控制的智能浮选系统。该系统主要包括智能控制平台、智能感知系统、智能加药站等,分为数据采集层、数据层、控制逻辑层和人-机交互层。改造后,浮选系统由人工控制变为“机器智能控制+人工巡视”。生产实践表明:智能浮选系统的投运使浮选精煤灰分由9.0%~13.0%稳定至12.0%~13.0%,尾矿发热量由5.02MJ/kg左右降低至4.19MJ/kg以下,精煤产率提高了0.18个百分点,每年创造经济效益729万元。智能浮选系统的应用,稳定了产品质量,实现了降本增效,具有良好的社会效益,可为其他选煤厂浮选系统智能化改造提供有益参考。

EtherCAT的从站硬件及软件设计研究

在对Ether CAT技术进行一定程度的介绍的基础上,利用倍福公司的ET1100从站控制器对Ether CAT的从站硬件以及软件系统进行了一定程度的设计研究。利用ET1100和以太网卡KS8721BL,以及16位单片机XC164设计了Ether CAT的从站系统。

基于EtherCAT/RS485的井下防越级监控系统研究

针对目前井下供电系统保护装置越级跳闸的问题,在现有高压综保器RS485通信接口的基础上,构建了基于EtherCAT/RS485的井下防越级监控系统。采用小波变换进行信号去噪,系统地面主站实时监控井下供电系统,并根据对各级高压综保器出口动作值进行逻辑判断,确定故障点的位置,发送跳闸指令,驱动短路故障处断路器动作。根据EtherCAT和RS485通信理论分析计算,该系统满足速断保护实时性要求。在实验室,采用ZKJB-2000高压综保器和倍福TwinCAT主站软件对系统进行了测试,测试结果表明系统具有较高的可靠性和实时性。

铁路站段含油废水处理模式的碳排放研究

为提高铁路站段含油废水的去除效果,同时达到节能降耗减排的目的,以某铁路局车辆段含油废水为研究对象,对比研究传统方案“加压溶气气浮法”与新方案“平板陶瓷膜法”的去除效果和碳排放效果。此外,将传统方案中含油污泥的直接外运处理更改为掺入燃煤中焚烧,探讨其产生的环境效益。结果表明,平板陶瓷膜的整体碳排放强度仅占加压溶气气浮法的35.47%,年碳减排量可达70.2 tCO_(2)。平板陶瓷膜法电耗和药耗的碳排放量相较传统方案而言大幅降低,是因为处理过程所需能耗较小且反应无需添加药剂,仅需使用次氯酸钠对反应装置定期进行反冲洗,物耗使用量也大大降低。将含油污泥直接外运更改为掺入燃煤中焚烧法处理,能够在有效回收资源、实现污泥资源化利用的同时节约成本。整体而言,使用平板陶瓷膜法对铁路站段含油废水进行处理在碳减排方面具有明显优势,同时能够带来更好的处理效益和经济效益,是一项可行的方案,可以进行大范围推广使用。

基于ARM9的工业以太网EtherCAT从站设计

介绍了EtherCAT的通信原理和相关功能模块,设计了一种基于ARM9的EtherCAT从站,并按照功能模块详细介绍了从站的软、硬件设计。最后提出了一种基于此平台实现两个EtherCAT网段时钟同步的解决方案。

基于EtherCAT从站的IO扩展模块设计

针对目前EtherCAT通信网络中从站节点的数字IO应用需求问题,基于微处理器和ESC一体化的嵌入式EtherCAT从站,提出易于实现的工业数字IO扩展方案,并详细阐述了相关软件和硬件的设计过程。实验结果表明,从站与数字IO扩展模块结合的系统能够实现多路数字信号的实时采集和输出,达到了预期的设计要求。本设计对基于EtherCAT从站的应用开发也有一定的参考价值。

一种高速卷烟机EtherCAT从站设计

文章根据目前在高速、超高速卷烟机组上大量使用的嵌入式PC现状,使用从站芯片和DSP,设计了一个EtherCAT从站,实现了模拟量数据采集和标准的EtherCAT协议通讯。重点介绍了系统的硬件设计和软件设计,其中LAN9252完成从站的EtherCAT协议通讯,而DSP芯片负责从站初始化、模拟量采集、数据收发、状态管理等。

自动电压控制参数误整定引起发电机功率振荡原因分析

电厂侧自动电压控制系统对改善高压侧电压水平具有重要作用,但其参数误整定将严重威胁发电机组的安全稳定运行。针对一起自动电压控制系统参数误整定引起的水电机组功率振荡事件,阐述了自动电压控制和低励限制的基本原理,详细分析了子站参数误整定导致功率振荡事件的原因,并提出了针对性的防范解决措施。

白鹤滩水电站10000 kN坝顶双向门机控制系统设计开发

针对白鹤滩水电站门机的主起升机构起重量大、门机大车行走电机数量多、电机布局与常规门机差异大等问题,开展10000 kN双向门机控制系统设计开发,研究主起升机构电机的主从控制及同步性技术、一台变频器控制多台电机的技术、各分布式站点的光纤通信技术等,解决了多电机刚性连接、柔性连接的同步和出力均衡,一台变频器控制多台电机,电机电缆以及通信控制等问题,为今后大起重量启闭机的控制设计提供发展方向和思路。

混凝沉淀-气浮-ABR-AA/O-MBR工艺处理垃圾中转站渗滤液的试验研究

垃圾中转站运行过程中产生的垃圾渗滤液含有大量的悬浮固体、油脂、有机物、盐分、氮类等污染物,其水质复杂且波动性大,易造成环境污染。针对浙江省某垃圾中转站渗滤液的水量和水质特点,采用混凝沉淀-气浮-ABR-AA/O-MBR工艺进行试验研究。其中,混凝沉淀-气浮物化处理单元能有效去除渗滤液中的悬浮固体和油脂等,而ABR-AA/O生物处理单元则能有效去除有机物、氨氮和总氮等。试验结果表明:进水中的COD_(Cr)、NH_(4)^(+)-N、TN和SS浓度分别为15130~20540、278.0~413.0、289.0~437.0和4330~6317 mg/L,出水中的COD_(Cr)、NH_(4)^(+)-N、TN和SS浓度分别为134~313、0.4~0.9、46.4~65.1和8~14 mg/L,平均去除率分别为98.72%、99.81%、84.91%和99.79%,满足《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015)的要求。综合来看,此工艺具有良好的技术适应性和产业化前景。

基于EtherCAT总线的伺服运动监控系统设计

针对传统基于串口通信总线的伺服运动监控系统传输速率低、传输距离近、误码率高的问题,研究了实时以太网Ether-CAT(Ethernet for control automation technology,应用于控制自动化的以太网技术)技术的原理及其主从站的实现方法,在基于Windows架构的实时操作系统扩展RTX(real time extension,实时操作系统扩展)平台上,应用该技术成功的实现了一种新型的伺服驱动器测试监控系统。实验结果表明,该系统能够满足监控系统大数据量数传、高实时处理以及抗干扰能力强的要求。

EtherCAT姿态监测从站的设计与实现

为满足实时监测设备姿态的需求,提出将MEMS传感器与EtherCAT实时工业以太网技术相结合的处理方案。基于LAN9252从站控制芯片、STM32F407微处理器、MEMS传感器,设计了一种用于姿态监测的EtherCAT从站。STM32通过IIC通信接口读取MEMS采集到的姿态数据,融合姿态解算算法,求得运动物体的姿态角。STM32与LAN9252之间采用FSMC接口进行数据交互。EtherCAT从站将姿态角数据通过EtherCAT总线传递给EtherCAT主站,从而实现对多设备的实时姿态监测。经实验验证,设计的EtherCAT姿态监测从站能够准确测得设备姿态。

基于EtherCAT的ATP系统架构设计

针对捕获,跟踪与瞄准(acquisition, tracking, pointing, ATP)系统子设备数量增多,对拓扑架构可拓展性要求更高的问题,提出一种基于EtherCAT的ATP系统串行级联架构,以调整系统框架保证数据速率,接入更多设备。实验以快速反射镜(fast steering miorr, FSM)闭环控制系统为平台,将星形拓扑和串行级联拓扑下FSM静态和动态指标作对比,证明了串行级联架构的可行性。数据表明,在保证反馈量刷新周期小于控制量刷新周期的条件下,EtherCAT通信周期为1 ms时,引入EtherCAT的串行级联架构,增/删单个从站对通讯周期的影响在微秒级,FSM静态和动态指标的波动在ms级。验证了将EtherCAT串行级联架构应用于FSM的可行性,为ATP系统实现数据高速率传输提供了一种新的架构方案选择。

智能数控机床加工状态监测EtherCAT从站设计

EtherCAT是目前主流的智能数控机床采用的总线技术,数控系统利用该技术建立了与操作面板、IO单元和伺服驱动器之间的高速实时数据交换通信。提出了一种基于EtherCAT总线的数控机床加工状态监测从站设计方法,能采集外部传感器信号与机床工作任务数据,从中提取出加工状态特征量并反馈给数控系统。应用该从站在华中8型数控系统上完成了一个加工过程振动信号监测的实验,协助数控系统对异常状况进行诊断,证明了其可行性。

CAN总线协议到EtherCAT从站协议的转换网关设计

本文通过对实时工业以太网通信协议EtherCAT的研究,设计了CAN总线主站协议转换为EtherCAT从站协议的通信协议转换网关设备,解决了工业自动化现场CAN总线通信设备与EtherCAT主站控制系统的互连问题,从而保证现场总线设备数据更加高效、快速地传递到中央监控系统。

基于LAN9252芯片的EtherCAT从站的实现

EtherCAT总线由德国Beckhoff公司提出,是目前速度最快的工业以太网系统,目前众多EtherCAT相关产品及方案已经在自动化领域得到推广和应用。本文提出了一种基于LAN9252和STM32F732芯片的EtherCAT从站实现方法,介绍了具体的硬件电路和软件程序设计方法。

基于EtherCAT的缝纫机控制系统从站设计

以太网控制自动化技术(EtherCAT)是基于以太网的现场总线系统,其以高实时响应、分布式控制、一网到底的系统架构优势成为工业控制系统设计的发展趋势。论文将EtherCAT技术引入现代缝纫设备的多轴控制,利用其优异的同步性、实时性,有效提升缝纫机多轴控制系统的性能,具有十分重要的意义。