ethercat数控系统xin

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1、基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统朱鸿巍19920111152814摘要：本文总体介绍了基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统的性能特点及其运用情况，对市场上各种不同数控系统进行了对比，并对基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统的发展前景进行了分析。1基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统的介绍1.1EtherCAT总线技术特点EtherCAT是开放的实时以太网络通讯协议，最初由德国倍福自动化有限公司(BeckhoffAutomationGmbH)研发。EtherCAT

2、为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT建立了新的技术标准——30µs内可以更新1000个I/O数据，并利用以太网和因特网技术实现垂直优化集成。使用EtherCAT，可以用简单的线型拓扑结构替代昂贵的星型以太网拓扑结构，无需昂贵的基础组件。EtherCAT还可以使用传统的交换机连接方式，以集成其它的以太网设备。其它的实时以太网方案需要与控制器进行特殊连接，而EtherCAT只需要价格低廉的标准以太网卡(NIC)便可实现。EtherC

3、AT拥有多种机制，支持主站到从站、从站到从站以及主站到主站之间的通讯,从站的输入数据插入到同一数据帧的相关报文中当该数据帧经过所有从站并完成数据交换后，由EtherCAT系统的末端从站将数据帧返回如图所示，整个过程中，报文只有几纳秒的时间延迟发送和接受的以太帧压缩了大量的设备数据可用数据率达90%以上。它实现了安全功能，采用技术可行且经济实用的方法，使以太网技术可以向下延伸至I/O级。1.2EtherCAT总线的PC数控系统目前，采用以太网化现场总线的数控系统已经大量应用在生产现场，基于开放式Et

4、herCAT总线的PC数控系统具有很好的通讯性能，接线简单，协议开发性好，I/O响应速度快，等优点，但当前的主流的数控系统除了采用以太网化的现场总线，一般还混合采用多种总线，根据不同层次的需要使用不同的总线，EtherCAT总线目前主要用于伺服部分。由于各种原因，EtherCAT总线还没有实现“一网到底”，典型的系统如：西门子SIEMENS840Di,采用工业以太网和工厂以太网相连接，采用profinet连接现场控制设备，采用profibus连接数控系统i/o、mcp、hmi等，采用driverC

5、LiQ连接驱动和电机单元。FANUCCNC单元与伺服放大器之间的信号传输采用FANUC串行伺服总线FSSB和高速HSSB，I/O接口采用FanucI/OLink或Profibus。其高档的30i/31i/32i系列还可选择FL-net、PROFIBUS-DP、DeviceNet、I/OLink-II等。2基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统与目前数控系统的对比2.1基于开放式EtherCAT总线的PC数控系统国内已有华中数控数、浙大中控、大连光洋、沈阳高精、广州数控等都对基于以太网的现场总

6、线技术的数控系统进行了研发。且都是采用基于以太网物理层的技术路线。华中数控在星形和环形网数控系统结构上都进行了探索性的研究，并与浙大中控合作进行了基于EPA的下一代数控系统体系结构的研究。华中世纪星HNC-210数控装置中伺服部分，广州数控GSK983M-S/V加工中心数控系统伺服指令接口使用EtherCAT，广州数控采用EtherCAT的GSK983M-S/V性能及其参数如下：EMI抑制：变压器隔离，节点间距离：100M，最小周期125—250us，带宽2×100M，传送方式：全双工，抖动：1u

7、s。它的一些其他性能参数如下：存储空间： 3000KB、192个零件程序16位CPU，刷新速度不太快，快移/进给速度： 7600mm/min 30000mm/min（选配），直线7600mm/min，宏功能相对比较完善，32工位刀架，32组刀补，PLC功能内置，可实现各种自动刀架、主轴自动换档等控制，梯形图可编辑、上传、下载，I/O口可扩展，41/42（带扩展16/16）。2.2各类型数控系统对比西门子系统（高端）结构特点:数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它

8、具有多种工艺类型，满足各种机床的需要，并成为系列产品。采用SIMATICS系列可编程控制器或集成式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具有多种语言的显示。开放性:好性价比：性能较好，价格较贵，性价比一般可维护性：有完善的维护体系，但维护成本较高市场认知度：良好的市场认知度，享誉全球的品牌力量广州数控（中端）结构特点:广州数控各种系统的型号面板，操作界面，电气连接设计理念一脉相承，操作方便。开放性:一般性价比：性能能满足需要，价格适中，性价比好可维护性：国内产品