實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT憑借著高性能、低成本,、應(yīng)用簡易等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代控制領(lǐng)域得到了***的應(yīng)用和迅速的發(fā)展,。為了將EtherCAT快速應(yīng)用到電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用IntervalZero公司的KingStar Motion軟件,，設(shè)計(jì)了一種基于EtherCAT實(shí)時(shí)通信的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方案,，并搭建相應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。系統(tǒng)采用經(jīng)典的位置,、速度,、電流三閉環(huán)控制,，分別對(duì)速度跟蹤、位置定點(diǎn)與正弦跟蹤進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，該控制系統(tǒng)可靠性高，跟蹤精度良好,。EtherCAT系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu),，所有通信均由主站發(fā)起。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

基于EtherCAT通信的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工控機(jī),、EtherCAT總線,、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和反饋編碼器五部分組成,。工控機(jī)配置為基于PC的EtherCAT主站,，周期性地接收從站上傳的位置、速度數(shù)據(jù),，并做相應(yīng)的運(yùn)算,，然后下發(fā)相應(yīng)參考電流或轉(zhuǎn)矩；伺服驅(qū)動(dòng)器作為EtherCAT從站,，接收編碼器所采集的電機(jī)參數(shù),，將相應(yīng)數(shù)據(jù)由EtherCAT總線周期性地傳給主站，并接收主站下發(fā)數(shù)據(jù)和控制命令,，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為典型的三閉環(huán)（位置環(huán),、速度環(huán),、電流環(huán)）模式，伺服驅(qū)動(dòng)器只做電流閉環(huán)運(yùn)算,；速度,、位置閉環(huán)運(yùn)算在工控機(jī)上完成,。工控機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成EtherCAT主從站結(jié)構(gòu),。其中由伺服驅(qū)動(dòng)器作EtherCAT從站，選用寧波Phase公司AxN型驅(qū)動(dòng)器,，已集成相應(yīng)的EtherCAT從站控制器ESC和微處理器芯片,，支持CoE(CANopenoverEtherCAT)應(yīng)用層協(xié)議，相關(guān)配置較簡單,，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)與主站通信和驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩部分功能,。故整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站和主從站通信軟件的設(shè)計(jì)。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線主站可以通過廣播和組播方式與從站通信,。如果需要IP路由,，可以將EtherCAT協(xié)議放入U(xiǎn)DP/IP數(shù)據(jù)包中,。

EtherCAT使用全雙工的以太網(wǎng)實(shí)體層，從站可能有二個(gè)或二個(gè)以上的埠,。若設(shè)備沒偵測(cè)到其下游有其他設(shè)備,，從站的控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉對(duì)應(yīng)的埠并回傳以太網(wǎng)幀。由于上述的特性,，EtherCAT幾乎支援所有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括總線式、樹狀或是星狀,，現(xiàn)場(chǎng)總線常用的總線式拓?fù)湟部梢杂迷谝蕴W(wǎng)中,。EtherCAT的拓?fù)淇梢杂镁W(wǎng)絡(luò)線、分枝或是短線（stub）作任意的組合,。有三個(gè)或三個(gè)以上以太網(wǎng)接口的設(shè)備就可以當(dāng)作分接器,，不一定一定要用網(wǎng)絡(luò)交換器。由于使用100BASE-TX的以太網(wǎng)物理層,，二個(gè)設(shè)備之間的距離可以到100米,，一個(gè)EtherCAT區(qū)段的網(wǎng)絡(luò)**多可以有65535個(gè)設(shè)備。若EtherCAT網(wǎng)絡(luò)是使用環(huán)狀拓?fù)洌ㄖ髡驹O(shè)備需要有二個(gè)通訊埠）,，則此網(wǎng)絡(luò)還有纜線冗余的機(jī)能,。

EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器通訊說明1.通訊周期使用EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)需要保證控制器與伺服周期一致才可正常通訊使用。EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器一般支持不同周期,，通訊周期主要有250us,，500us，1ms,，2ms,，4ms，連接時(shí)自動(dòng)匹配控制器周期,，不需要設(shè)置,，當(dāng)通訊周期無法自動(dòng)匹配時(shí)，通訊失敗,，通過修改控制器周期解決（SERVO_PERIOD指令或升級(jí)固件修改）,。控制器一般默認(rèn)為1ms,，使用SERVO_PERIOD指令讀取控制器周期,。伺服周期越小，位置控制越精細(xì),，響應(yīng)速度也更快,。2.驅(qū)動(dòng)器PDO設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的PDO是必要的配置，**著當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器包含的功能,。PDO全名為(ProcessDataObject),，指在EtherCAT總線網(wǎng)絡(luò)中周期的進(jìn)行主站與從站的數(shù)據(jù)交互的功能,，可以看作一個(gè)數(shù)組空間，每個(gè)數(shù)組元素存放了不同的功能碼,，PDO在一個(gè)周期中執(zhí)行這些功能碼對(duì)應(yīng)的操作,，這些功能碼就叫做數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)字典用4位16進(jìn)制數(shù)來表示,。EtherCAT總線控制卡可以連接伺服驅(qū)動(dòng)器,、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器及其他支持EtherCAT總線控制的設(shè)備。

EtherCAT是一種實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議;基于EtherCAT實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn),重點(diǎn)研究了EtherCAT分布時(shí)鐘機(jī)制,并提出了在嵌入式設(shè)備上基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OSII完成主站設(shè)計(jì)的方案;通過分析傳輸延時(shí)補(bǔ)償,、初始偏移補(bǔ)償,、動(dòng)態(tài)漂移補(bǔ)償?shù)葧r(shí)鐘同步過程,完成了對(duì)主站系統(tǒng)時(shí)鐘同步技術(shù)的設(shè)計(jì);基于環(huán)形冗余結(jié)構(gòu)搭建了一主三從的EtherCAT測(cè)試系統(tǒng),并通過計(jì)算機(jī)、示波器等設(shè)備采集得到從站間產(chǎn)生SYNC0信號(hào)的時(shí)間差值數(shù)據(jù);***,根據(jù)SYNC0周期為1ms的數(shù)據(jù),分析得到系統(tǒng)時(shí)鐘誤差維持在55ns以內(nèi)的同步性能,為時(shí)鐘同步技術(shù)的理論研究提供了數(shù)據(jù)支持,。使用EOE技術(shù),，可以將EtherCAT從站接入互聯(lián)網(wǎng)，并使其能夠與其他設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

EtherCAT總線的槽位號(hào)是0軸號(hào)為驅(qū)動(dòng)器映射的目標(biāo)軸號(hào),，映射時(shí)每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的軸號(hào)不重復(fù)，指向空閑軸號(hào)即可,。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

EtherCAT這個(gè)名詞不僅*只是**著一個(gè)報(bào)文數(shù)據(jù)格式約定層面的通訊協(xié)議,，它的從設(shè)備是需要使用**的通信芯片才可以完成傳輸?shù)模热鏓therCAT的開發(fā)者“倍福（Beckhoff）公司”的官方原廠芯片ET1100,，其他的各個(gè)芯片廠商會(huì)取得倍福公司的內(nèi)核授權(quán),，開發(fā)相關(guān)芯片，如亞信的AX58100等等,。從物理層來看EtherCAT的通信電信號(hào)和我們普通的以太網(wǎng)一樣,，通信線也是使用普通網(wǎng)線+RJ45接口、或者光纖連接,。因此理論上任意一個(gè)網(wǎng)卡模塊都可以收發(fā)EtherCAT的數(shù)據(jù)內(nèi)容,，因此對(duì)于主站而言，使用普通的電腦通過網(wǎng)線連接一個(gè)EtherCAT從站就可以實(shí)現(xiàn)通信了,，但是EtherCAT對(duì)于從站的要求就有特殊的定義,，必須要使用專業(yè)的芯片才能完成，這個(gè)芯片被稱為ESC,。吉林通訊穩(wěn)定的EtherCAT網(wǎng)線

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