EtherCAT冗余技术在多轴网络运动控制系统中的应用研究.pdf

《EtherCAT冗余技术在多轴网络运动控制系统中的应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第1期组合机床与自动化加工技术No．12012年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2012文章编号：100／一2265(2012)01—0058—04EtherCAT冗余技术在多轴网络运动控制系统中的应用研究王国河，李伟光(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)摘要：EtherCAT是一种新型实时工业以太网总线。研究了EtherCAT工作原理、通信协议、性能和冗余技术。设计了基于EtherCAT冗余技术的多轴网络运动控制系统，采用TwinCAT作为主站，利用ET1100和TMS320F28335开发了E

2、therCAT从站设备，构建了一主多从的EtherCAT网络结构，并给出了系统硬件和软件的设计方案，以实现伺服控制和实时数据传输。关键词：EtherCAT；冗余；ET1100；多轴运动控制器；TMS320F28335中图分类号：TH122；TP273文献标识码：ATheApplicationandResearchofEtherCATredundancyinMulti—axisNetworkMotionControlSystemWANGGuo—he，LIWei-guang(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，SouthChinaUniversity

3、ofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：EtherCATisanewreal—timeindustrialEthernetFieldbus．TheEtherCAT，sarchitecture，theworkingprinciple，communicationspecification，performanceandredundancyarestudied．Multi—axisnetworkmotioncontrolsystemaredesignedbaseonEtherCATredundancy，togetherwithaslavedeviceb

4、yET1100andTMS320F28335，andamasterbyTwinCAT，whichcanconstructionaEtherCATnet—workstructurewithone—masterandmore—slaves．Thehardwareandsoftwaredesignoftheservosystemisgiven，whichrealizesthereal—timedatatransmissionandservocontro1．Keywords：EtherCAT；redundancy；ET1100；multi—axismotioncontroller；TMS320F28

5、335络性能、较低的构建成本和较高的开放性等特点，适0引言合于运动控制领域。工业以太网中冗余技术是提高随着微电子和电力技术的发展，运动控制已经以太网系统可靠性和可维护性最有效的手段之从模拟控制发展到全数字控制，其性能不断提升，在一。本文研究了工业以太网EtherCAT作原理、通机器人、数控机床等自动化设备中具有广泛的应用。信协议、性能和冗余技术，设计了一主多从的基于而运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产EtherCAT冗余技术的多轴网络运动控制系统。品，已经被越来越多的产业所接受，其市场规模引人1实时以太网EtherCAT技术概述瞩目。由于以太网通信速度快、数据量大等特点使运动控制性能

6、得到了极大的提升⋯。基于实时以太1．1EtherCAT组成及工作原理网的运动控制系统以其高可靠性、实时性、快速安全EtherCAT采用主从站结构，主站硬件采用具有性和稳定性成为运动控制系统的发展趋势。德国DMA传输功能网卡的普通PC，软件采用Beckhof公BeckhOf(倍福)公司开发的可直达I／O层的实时工司开发的TwinCAT(TheWindowsControlandAutoma—业以太网EtherCAT是目前世界上最快的工业以太网tionTechnology)组态软件来实现。总线之一。该技术具有灵活的拓扑结构、优越的网收稿日期：2011—05—09基金项且：广东省重大科技专项资助项目

7、(2009A080202004)作者简介：王国河(1986一)，男，福建龙岩人，华南理工大学硕士研究生，研究领域为数控技术、机电一体化、制造信息化等wang@163．Corn。2012年1月王国河，等：EtherCAT冗余技术在多轴网络运动控制系统中的应用研究·59·如图1所示，EtherCAT技术突破了其它以太网1．3EtherCAT性能解决方案的系统限制：通过该项技术，无需接受以太EtherCAT使网络性