实时工业以太网EtherCAT凭借着高性能、低成本、应用简易等优点在现代控制领域得到了***的应用和迅速的发展。为了将EtherCAT快速应用到电机驱动控制系统中,采用IntervalZero公司的KingStar Motion软件,设计了一种基于EtherCAT实时通信的电机驱动控制方案,并搭建相应实验平台。系统采用经典的位置、速度、电流三闭环控制,分别对速度跟踪、位置定点与正弦跟踪进行了实验测试与分析。实验结果表明,该控制系统可靠性高,跟踪精度良好。伺服驱动器的EtherCAT接口,IN口接上一级设备,OUT口接下一级设备,二者不能混用,要注意连接顺序。安徽哪里有EtherCAT网线联系方式
.EtherCAT总线接线使用一根网线将XPLC006E控制器的“EtherCAT总线端口”与“伺服驱动器的EtherCAT总线端口”相连即可。注意:伺服驱动器的EtherCAT接口有两个,有些驱动器这两个口可以随意接,有些分为“EtherCATIN”和“EtherCATOUT”,IN口接上一级设备,OUT口接下一级设备,二者不能混用,要注意连接顺序。多轴控制时伺服驱动器的EtherCATOUT口再连接下一级驱动设备的EtherCATIN口,依此类推。slot槽位编号、node节点编号和驱动器编号规则如上图所示,EtherCAT总线接口的槽位号默认是0,节点编号按照与控制器的连接先后顺序从0开始依次编号,驱动器编号则是只给带电机设备编号,其他类型设备忽略,也是按连接顺序从0开始编号,这些编号在总线指令中将会用到。硬件接线完成还需运行总线初始化程序才能与驱动器通讯,注意:使用EtherCAT总线扩展模块时,也要执行总线初始化操作,再映射IO的编号后才可操作扩展IO。标准EtherCAT网线市场价使用一根网线将XPLC006E控制器的 “Eth erCAT总线端口” 与 “伺服驱动器的EtherCAT总线端口” 相连即可。
EtherCAT使网络性能达到了一个新境界。1000个I/O的更新时间只需30μs,其中还包括I/O周期时间。单个以太网帧**多可进行1486字节的过程数据交换,几乎相当于12000个数字输入和输出,而传送这些数据耗时*为300μs。与100个伺服轴的通讯每100μs执行一次。可在这一周期时间内更新带有命令值和控制数据的所有轴的实际位置及状态,分布式时钟技术使轴的同步偏差小于1微秒。超高性能的EtherCAT技术可以实现传统的现场总线系统无法迄及的控制理念。这样,通过总线也可以形成超高速控制回路。以前需要本地**硬件支持的功能现在可在软件中加以映射。巨大的带宽资源使得状态数据能够与任何数据并行传输。EtherCAT使通讯技术和现代工业PC所具有的***计算能力相适应,总线系统不再是控制理念的瓶颈,分布式I/O可能比大多数本地I/O接口运行速度更快。
在平时应用时KUKA机器人,铆接设备,激光焊等设备大量使用了EtherCAT通讯.EtherCAT协议处理完全在硬件中进行协议ASIC可灵活配置。过程接口可从1位扩展到64kbyte。所以使得以太网可以直达端子模块:符合IEEE802.3标准的以太网协议无需附加任何总线即可访问各个设备。耦合设备中的物理层由100BASE-TX或–FX转换为E-bus,以满足电子端子排等模块化设备的需求。端子排内的E-bus信号类型(LVDS)并不是**的,它还可用于10Gbit以太网。在端子排末端,物理总线特性被转换回100BASE-TX标准。主板集成的以太网MAC足以作为主站设备中的硬件使用。DMA(直接存储器存取)用于将数据传输到主内存,解除了CPU存取网络数据的负担。Beckhoff的多端口插卡中运用了相同的原理,它在一个PCI插槽中**多捆绑了4个以太网通道。EtherCAT伺服驱动器支持不同周期,通讯周期主要有250us,500us,1ms,2ms,4ms连接时自动匹配控制器周期。
EtherCAT主从站通信采用CoE应用层协议,包括非周期邮箱通信和周期性过程通信。其中邮箱通信为主从站间的非周期通信,用于非实时应用场合,对应着KingStarMotion所提供的SDO函数ReadSdoObject和WriteSdoObject;过程数据通信为主从站间周期性通信,用于实时应用场合。由于从站为伺服驱动器,要实现对电机的驱动控制,参考CANopen伺服和运动控制行规CiA402,选择驱动器的运行模式为周期性同步扭矩控制模式(CyclicSynchronousTorque,CST)。该运行模式结构如图4所示。控制主站周期性地向驱动设备发送目标扭矩指令,驱动设备运行扭矩控制。驱动设备向控制主站提供实际位置值、实际速度值和实际扭矩值[1]。主从站通信开始时,主站会依据网络信息文件(EtherCATNetworkInformation,ENI)初始化网络。通过分析其ENI文件可以看到主站对应过程数据对象字典(ProcessDataObject,PDO)映射配置。其中RxPDO包含的对象字典6071h**着电机目标转矩值,TxPDO包含的对象字典6064h**着电机当前位置值,结合CiA402协议可以实现对电机的驱动控制。在CST模式下,控制主站向驱动器下发目标转矩,伺服电机为永磁同步电机采用id=0矢量控制,q轴电流与转矩成正比,驱动器实现电流闭环运算。 传输速度特别快。在以太网控制协议中,EtherCAT总线控制协议是传输速度**快的。上海EtherCAT网线直销价
EtherCAT控制系统的一个实际接线, 只需要将网线从EtherCAT控制卡的接口连接到EtherCAT驱动器即可。安徽哪里有EtherCAT网线联系方式
总线形、树形或星型:EtherCAT支持几乎任何类型的拓扑结构。因此,由于现场总线而得名的总线结构或线型结构也可用于以太网,并且不受限于级联交换机或集线器的数量。***的系统连线方法是对线型、分支或树叉结构进行拓扑组合。因为所需接口在I/O模块等很多设备中都已存在,所以无需附加交换机。当然,仍然可以使用传统的、基于以太网的星型拓扑结构。还可以选择不同的电缆以提升连线的灵活性:灵活、经济的标准超五类以太网电缆可采用100BASE-TX模式传送信号,两台设备之间的比较大电缆长度为100m。还可通过交换机或介质转换器实现不同以太网连线(如不同的光纤和铜电缆)的完整组合。信号变量可以根据每个电缆间距单独选择。由于连接的设备数量可高达65535,因此,网络的容量几乎没有限制。安徽哪里有EtherCAT网线联系方式