基于EtherCAT总线的Modbus-RTU主站网关设计

EtherCAT在国内工控领域被广泛应用,国内许多工业现场采用EtherCAT总线作为控制系统总线。Modbus也是一种标准开放的通信协议,许多仪器仪表、传感器、变频器支持Modbus协议,作为Modbus从设备被大量地应用于工控现场。为了解决工控现场EtherCAT总线与Modbus设备通信问题,设计了一种基于EtherCAT总线的Modbus-RTU主站网关模块,实现EtherCAT总线与Modbus协议的转化。该模块对外支持2路RJ45接口和1路DB9接口,其中RJ45接口支持EtherCAT协议,DB9接口支持Modbus-RTU主协议。模块通过2路RJ45接口灵活应用于EtherCAT网络中,可以配置链型和环型拓扑结构。

基于EtherCAT协议现场级实时以太网控制系统研究

针对工业现场级控制对实时性要求越来越高的问题,提出了采用新一代工业以太网协议标准—EtherCAT协议构建现场级控制系统的方案。为了验证方案的可行性,以海洋环境监测应用为背景设计了多路浪高数据采集与控制系统,并在实验室条件下对包括主站和从站的完整系统进行了测试。实验结果表明,该类系统能够实现响应时间为微秒级的实时数据监控,为现场级以太网高实时性监控的实现提供了可行的解决途径。

基于EtherCAT的井下电网防越级跳闸方案研究

为解决井下电网在发生短路故障时易出现的越级跳闸问题,对数据传输的实时性有很高的要求,但目前井下微机保护装置所采用的通讯方式已经很难满足这一要求。针对这一问题,并结合EtherCAT通信高实时性的特点,提出了基于EtherCAT的煤矿井下防越级跳闸方案,并对系统的工作原理进行了分析。利用实验室现有Beckhoff公司的带有EtherCAT接口的设备,对该系统的主站和从站进行了设计,搭建了基于EtherCAT的井下电网防越级跳闸系统试验仿真平台。试验结果证明,该方案可以解决井下电网防越级跳闸的数据传输实时性问题。

EtherCAT与Modbus协议转换网关的设计及实现

为解决工业应用中不同现场总线协议设备之间不能进行互联互通的问题,首先深入研究了Ether CAT和Modbus两种现场总线协议通信的原理以及运行机制,分析并阐述了基于对象字典映射方法的协议转换网关实现的原理,然后设计了基于"STM32+FPGA"架构的协议网关实现的软硬件方案,并搭建实验平台进行标准协议设备的实验测试,实验结果表明,该网关实现了Ether CAT标准设备与Modbus标准设备通信,从而实现了两种网络协议的转换功能。

基于S3C2440的EtherCAT智能从站设计

由于现场总线标准不统一,各种现场总线协议之间实现通信比较困难。以太网技术由于其标准统一,把以太网技术和现场总线技术相结合是当前工业网络技术发展的新趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网拓扑结构灵活、系统配置简单、开发成本低,更具有高效高速率的特点,得到了越来越多网络工业设备开发商的关注。在研究Ether-CAT的工作原理、通信协议特点及其性能的基础上,设计了一种基于S3C2440和嵌入式协议模块comX的EtherCAT智能从站。详细介绍了该从站的硬件设计和软件设计过程并给出了组网调试方法。

基于EtherCAT的矿井电网时间同步设计

针对目前矿井电网系统时钟同步精度不足的问题,提出了将IEEE1588协议与Ether CAT协议结合,及时钟晶体振荡器的漂移补偿和跟踪相位调频结合的时钟同步算法,设计出一种基于Ether CAT的矿井电力时间同步系统,实现煤矿井下现场级的网络控制。该系统可以使IEEE1588协议和Ether CAT协议的优点得到充分发挥,并相互补充,使矿井电力时间同步系统的控制精度得到近一步的提高,使系统实现纳秒级的同步精度。通过实验得到系统的主从时钟的同步效果,验证了基于Ether CAT的矿井电力时间同步系统的可行性。

某型主减速器试验台测控系统设计

设计并实现了一套集成化、高精度的试验台测控系统。该系统旨在通过先进的测控技术与数据处理算法确保减速器在不同工况下的稳定运行,并能准确评估其性能参数。首先,深入分析了主减速器的工作原理及试验要求,明确了测控系统的功能目标和技术指标。其次,详细介绍了系统的硬件架构与软件框架设计,包括系统开发环境的选择、TwinCAT软件设计、EtherCAT总线网络以及用户交互界面等关键组成部分。为了提高系统的可靠性和适用性,采用了冗余设计原则,并集成了故障诊断与自我修复机制。结果显示,该测控系统能实时监测主减速器振动、温度、力矩等关键参数,并能准确记录和分析减速器的动态特性。此外,系统还具备良好的扩展性与兼容性,能适应未来新型减速器的测试需求。总之,这套测控系统的成功开发为直升机主减速器的研发与维护提供了有力的技术支持,对于提升整体飞行安全性和可靠性具有重要意义。

基于EtherCAT的变流器控制系统设计

变流器并联技术可以有效增加系统容量,但同时对每台变流器之间的数据传输实时性和可靠性要求提高,传统的CAN通讯或RS485通讯传输速率较慢,可靠性较低,导致各变流器模块之间信号同步性较差,难以满足变流器并联的要求。针对这一问题,引入实时以太网Ether CAT技术,提出一种基于Ether CAT的变流器控制系统设计方案。此方案选用倍福公司CX2030型号的PLC作为变流器并联系统的主站控制器,同时利用Ether CAT从站接口控制器ET1100与DSP芯片TMS320F28335共同开发了变流器的从站设备,构建了一主多从的Ether CAT控制系统架构,并进一步给出了控制系统硬件和软件的设计方案。最后,搭建一套采用4台500 k W三电平变流器两两并联组成的功率循环实验平台,并在该平台上采用CAN通讯方案和设计的ETher CAT方案进行对比测试,实验结果表明Ether CAT方案合理、可行,且较CAN通讯方案各从站变流器间的差模环流更小。

EtherCAT主站协议SoE的研究与实现

多种方法实现EtherCAT应用层协议将有利于提升EtherCAT技术在国内数控产品中的应用,使国内的伺服产品的开放性和实时性得到提高,目前CoE协议已经应用于实践且取得了不错的效果,所以提出了实现SoE协议并且应用在数控系统中。文章首先介绍了EtherCAT通信协议的基本内容,然后对现有的EtherCAT协议进行分析然后从结构和性能两方面对其进行改进,并通过实验对改进的协议从性能和功能两方面进行验证。

工业以太网EtherCAT通信控制器

基于S3C2440微处理器和PTL8019AS以太网控制器建立了嵌入式EtherCAT通信控制器的硬件平台。通过PC机软件对控制器参数的设置,达到了对通信节点的开发,完成了逻辑控制主从设备之间的通信。

EtherCAT网络中非周期信息的实时调度

由于Ether CAT的设计主要应用于周期通信,对非周期性信息的实时传输效率并不高,需要较长循环时间,给出了Ether CAT网络中非周期性实时信息基于优先级驱动交换调度的一个通用框架,此框架提出的交换机制具有循环周期短的特点。描述了优先级驱动交换的原理,对动态优先级和静态优先级的调度进行了分析,并且通过OMNe T++对几种方法做出了仿真评估。

基于EtherCAT通信的步进电机运动控制数据报文分析与研究

通过分析控制步进电机工作产生的通信数据,研究主站对从站的具体配置方式和原理,从而实现个人开发关于EtherCAT的主站控制软件以及多从站控制程序的目的.实验选用TwinCAT2软件和雷赛步进驱动器作为主从站,组建EtherCAT实时以太网通信测试平台.通过TwinCAT System Manager软件控制EtherCAT从站,使用PLC Control软件搭建HMI控制界面进行运动控制操作,同时使用赫优讯公司的netANALYZER网络分析仪抓取通讯数据报文文件,在Wireshark网络分析软件中对通信报文进行分析解读,筛选出配置从站和控制运功过程的通信报文.结果表明,通过该方法能够有效地解析EtherCAT通信协议的相关内容,了解EtherCAT实时以太网主从站通信的基本步骤和主站控制从站的基本方法.

EtherCAT协议与CANopen协议的网关模块设计与实现

为满足可编程逻辑控制器中EtherCAT协议与CANopen协议之间的数据转换需求,基于国产处理器,VXWorks嵌入式操作系统设计了一种网关模块。赫优讯公司的COMX模块和倍福公司的ET1100芯片构成网关模块的硬件核心,COMX模块实现CANopen主站功能,ET1100芯片实现EtherCAT从站功能。本文重点从硬件设计、软件设计方面进行阐述。最后,对该网关模块进行了单板测试和系统级测试。测试结果表明设计的网关模块功能、性能正常,能满足应用需求。本网关模块所组成的国产化可编程逻辑控制器有望改变此领域由国外公司垄断的现象。

EtherCAT无线网关设计与实现

与传统技术的现场总线相比,工业以太网技术具有传输速度快、数据包容量大、传输距离远等优势。EtherCAT总线作为工业以太网总线技术的一种,在工业中的应用越来越广泛。基于EtherCAT总线,提出了一种工业无线监控方法。通过研究EtherCAT工作原理、通信协议以及主站与从站之间的关系,建立了EtherCAT协议与无线WiFi协议的转换模型,并从硬件与软件的两个方面详细介绍了无线网关的实现方法。此外,给出了基于EtherCAT总线的无线网关设计方案及其接入EtherCAT总线网络的方法,在基于EtherCAT总线的分布式多传感器的基础上实现了数据无线传输与监控功能。通信试验结果表明,基于EtherCAT总线的无线网关的数据传输完整且可靠,无线网关的实现方法可行,为工业无线监控提供了一种新思路。

基于EtherCAT协议的从站运动控制系统设计

针对工业运动控制系统中,传统的现场总线技术实时性差、容量小等缺点,研究了运动控制系统特点,并将EtherCAT通信技术引入其中,利用STM32F427主控芯片、AX58100从站控制器和JY02电机驱动芯片,开发了EtherCAT从站运动控制器的硬件。实验表明,开发的从站控制系统和主站TwinCAT 3通信完全兼容,通信速度和可靠性较传统总线通信技术大幅度提高,可以更好地满足智能化和柔性生产的发展需求。

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。

EtherCAT协议从站设计与实现

分析了几种以太网实现模型,根据需要和开发效率选定了采用ASIC开发方案,并分析了从站硬件和软件的实现。

工业以太网现场总线EtherCAT的应用

介绍一种在工业以太网基础上发展起来的通用超高速以太网现场总线系统的新技术—EtherCAT,并以在实际工程中的应用实例来体现EtherCAT所具有的系统配置简便易学、网络结构形式多样、使用方便简洁灵活、设备成本低廉、安全可靠等特点。

基于FPGA的EtherCAT从站模块设计

EtherCAT作为高性能工业以太网的代表,凭借其低延迟、高速率、高吞吐率等特点在工业自动化领域得到了广泛应用。针对目前EtherCAT从站需要依赖国外专用从站控制器芯片以保证网络性能的问题,提出一种使用FPGA芯片代替专用从站控制器芯片的EtherCAT从站软硬件方案。利用示波器测量EtherCAT从站的各项性能,测试结果表明,该设计方案与其它采用专用控制器芯片的EtherCAT从站方案相比,可提高EtherCAT网络的实时性能,减小通信周期抖动。该方案降低了EtherCAT从站实现成本,且拥有自主知识产权,可满足工业通信高实时性、低时延的要求。

基于Windows套接字的Ethercat主站协议栈设计与实现

针对Ethercat主站需要专用硬件或者特殊网卡驱动的问题,提出了一种在windows平台上利用套接字实现Ethercat主站的方法。首先对协议栈进行模块化设计;然后分析了Ethercat协议在UDP/IP协议上的报文规范,并实现了主站对从站的读写;在此基础上设计了协议栈自动配置从站的方法;最后采用wireshark软件抓取通信数据包,实验结果表明:设计的协议栈能够实现对从站的配置及数据交换,验证了协议栈的正确性。