EtherCAT

摘要： 基于EtherCAT现场总线技术的发展,要求较高的智能控制算法可进一步实现,文章介绍了基于EtherCAT的开源主从模式,建立了与伺服驱动控制器底层转速环和扭矩环的通信关系,完成对伺服系统的直驱实时控制。为验证对伺服电机控制,即验证一类欠驱动系统的控制算法的可靠性,对研制欠驱动系统状态信息检测系统和实验平台开展测试验证,验证分析表明,基于EtherCAT的一类欠驱动伺服系统实验平台能够满足实验要求,较好地实现直驱控制,并且能充分验证其欠驱动系统控制算法的有效性。

摘要： SPECT的运动系统的核心部分是运动控制系统。运动控制系统中常扩展第三方电机驱动器或者传感器,如扩展的模块的实时反馈与控制周期是不确定或者过长时,会存在安全问题,自主开发的基于EtherCAT网络通讯的IO模块解决了此难题。本文主要研究了一种基于EtherCAT网络通讯的IO模块(以下简称EtherCAT-IO模块),经实践证明,本模块具有实时反馈、接口兼容性强、安全性高、工作稳定等优点,能够满足SPECT运动控制系统的使用要求。

摘要： “梦回巴国”剧场位于四川省达州市宣汉县巴山大峡谷景区内,是一个集游览、会议、展览、演出等为一体的综合性文化旅游项目。文中着重阐述“梦回巴国”剧场舞台机械的组成部分、舞台机械的网络系统、舞台机械控制系统及上位机系统,其舞台机械主要包括观众席区机械、舞台区台下机械和台上机械;其控制系统由观众席区机械控制系统和舞台区机械控制系统组成,两套控制系统相互独立,互不干涉。舞台控制系统的上位机与PLC之间采用以太网通信,PLC与变频器、变频器与变频器之间采用现场总线EtherCAT通信;上位机HMI软件StageAPP是基于Microsoft Windows 7系统,采用Visual Studio软件开发的,控制器采用德国Beckhoff CX5020 PLC。设计目的是使观众席区具有“升、降”变化形式,舞台区具有“升、降、旋转、倾斜”变化形式,使表演的艺术造型、层次、动感更强。

摘要： 激光调高器在激光切割领域中是至关重要的部件,它能使切割头与板材始终保持预定的高度。为了实现高精度、高灵敏度的跟随效果,不仅需要对控制算法进行优化,激光切割控制系统与调高器之间的通信延迟也不可忽视。本文描述了EtherCAT总线在激光调高器中的应用。测试数据表明,相对于传统的TCP/IP协议,EtherCAT通信PDO延迟降低95%,SDO延迟降低71%。

摘要： 为了解决传统三轴连续纤维3D打印复杂轨迹精确成型困难的问题,设计搭建了五轴连续纤维3D打印机,该3D打印机具有5个联动轴(XYZBC)以及1个树脂螺杆挤出装置辅助轴。针对典型的3D打印控制方案存在可联动轴数少、可扩展性差、实时性差等问题,对全软件型开放式数控系统进行了研究,并将其应用于连续纤维增材制造领域。基于开源数控平台LinuxCNC及EtherCAT工业以太网设计开发了面向五轴连续纤维3D打印机的全软件型开放式数控系统。通过优化RT–Preempt实时内核、开发集成IgH–EtherCAT的HAL模块,完成五轴联动控制,并将螺杆挤出轴作为主轴以实现其转速的精准控制。经测试,用户层与内核层调度最大抖动控制在5μs以内,集成EtherCAT的数控系统最大抖动<50μs,实时性较好。最后通过标准拉伸性能试验和空间点阵结构的成型试验验证了五轴连续纤维3D打印系统方案的可行性。

摘要： 为简化雕铣机数控系统的硬件结构、降低硬件成本、增强可拓展性,基于PC平台提出一种全软件数控系统的设计方案。搭建雕铣机数控平台,构建以Linux+Xenomai双内核实时系统为基础的EtherCAT主站。在Linux域中基于Qt开发数控系统软件,设计UI界面、逻辑处理、运动控制、功能接口等模块;在Xenomai域中基于实时函数库开发硬件驱动程序,设计进程通信模块和定时驱动模块,重点说明采用有限状态机开发的定时驱动模块程序。阐述数控加工工作流程,进行系统性能测试和加工实验。结果表明:该系统实时性强、运行稳定,可满足雕铣机的数控加工要求。

摘要： 针对基于现场总线的多关节机器人系统响应速度慢、通信带宽低以及实时性差等方面的问题,基于ROS和IgH主站,设计了一种多关节机器人控制系统。首先,选取合适的EtherCAT通讯周期、同步信号周期以及轨迹插补周期,将IgH主站和ROS平台融合;其次,对多关节机器人进行运动学建模,建立URDF模型;然后,结合ROS提供的Moveit!功能包集,设计了实时性好、同步性高且性能稳定的机器人控制系统。最后,通过搭建完整的机器人平台进行实验,测量运行过程中的实时任务周期以及轨迹变化。实验结果表明该机器人控制系统具有良好的实时性、同步性以及可靠性。

摘要： 针对目前采用以脉冲模拟量方式设计的多轴运动控制卡中存在的响应速度慢、灵活性差和同步性差等问题,以及目前EtherCAT主站实现方案中存在的成本高、操作复杂和开发周期长等问题,提出了一种使用主站芯片实现EtherCAT通信的多轴运动控制卡方案。通过STM32H743IIT6搭载EC-01M主站芯片实现EtherCAT通信,搭建了基于EtherCAT通信的多轴运动控制实验平台,进行了实验测试与性能分析并对EC-01M同步性问题进行了研究优化。实验结果表明,该控制系统操作简单,学习容易,同步控制性能良好,可移植性强,为嵌入式系统实现EtherCAT通信提供了一种新的方案,具有一定的参考意义。

摘要： 针对实时以太网通信协议EtherCAT的分布式时钟机制,提出将其通信机制使用到工业机器人的伺服驱动器的解决方法,用来提高工业机器人的同步能力。论文最初重点研讨EtherCAT分布式时钟的系统时间和从站时钟的同步机制,并完成此过程的分布时钟同步的补偿算法。具体分析了DC机制的流程实现;论文末尾阐述开源IGH EtherCAT主站环境和分布时钟同步性能测试平台的搭建,且得出的测试结果表明系统的从时钟和参考时钟的同步均达到了纳秒级,满足了工业需求。

摘要： 波浪是海岸工程、港口工程、船舶和海洋工程中需要考虑的主要荷载因素。目前研究波浪载荷的主要技术手段是在试验水池放置缩小的结构物模型,并模拟现场的波浪环境,从而实现波浪载荷的精确测量,为工程设计提供科学依据。造波机是试验室模拟波浪环境的关键设备,其运动控制系统的性能直接关系到模型试验的精准度。本文介绍一种基于EtherCAT网络的大型造波机运动控制系统,该系统具有良好的同步运动性能,并具有良好的扩展性,可为先进造波方法研究提供设备平台。

摘要： 随着半物理模拟试验技术的发展，试验对试验器的自动化程度及适应性提出了更高的要求，而测控系统往往成为试验器满足要求的障碍，如何提高测控系统的实时性、可靠性和易维护性成为当前迫切需要解决的问题，而EtherCAT技术则是该问题的解决途径之一。rn 本文对EtherCAT实时工业以太网络技术进行了简单介绍，并研究EtherCAT实时网络技术在半物理模拟试验器上的应用。实践表明，EtherCAT实时网络技术不仅满足半物理试验器在高速数采性能、功能等方面的需求，而且具有更高的经济性，更好的灵活性、可扩展性。

摘要： 随着半物理模拟试验技术的发展，试验对试验器的自动化程度及适应性提出了更高的要求，而测控系统往往成为试验器满足要求的障碍，如何提高测控系统的实时性、可靠性和易维护性成为当前迫切需要解决的问题，而EtherCAT技术则是该问题的解决途径之一。rn 本文对EtherCAT实时工业以太网络技术进行了简单介绍，并研究EtherCAT实时网络技术在半物理模拟试验器上的应用。实践表明，EtherCAT实时网络技术不仅满足半物理试验器在高速数采性能、功能等方面的需求，而且具有更高的经济性，更好的灵活性、可扩展性。

摘要： 随着半物理模拟试验技术的发展，试验对试验器的自动化程度及适应性提出了更高的要求，而测控系统往往成为试验器满足要求的障碍，如何提高测控系统的实时性、可靠性和易维护性成为当前迫切需要解决的问题，而EtherCAT技术则是该问题的解决途径之一。rn 本文对EtherCAT实时工业以太网络技术进行了简单介绍，并研究EtherCAT实时网络技术在半物理模拟试验器上的应用。实践表明，EtherCAT实时网络技术不仅满足半物理试验器在高速数采性能、功能等方面的需求，而且具有更高的经济性，更好的灵活性、可扩展性。

摘要： 随着半物理模拟试验技术的发展，试验对试验器的自动化程度及适应性提出了更高的要求，而测控系统往往成为试验器满足要求的障碍，如何提高测控系统的实时性、可靠性和易维护性成为当前迫切需要解决的问题，而EtherCAT技术则是该问题的解决途径之一。rn 本文对EtherCAT实时工业以太网络技术进行了简单介绍，并研究EtherCAT实时网络技术在半物理模拟试验器上的应用。实践表明，EtherCAT实时网络技术不仅满足半物理试验器在高速数采性能、功能等方面的需求，而且具有更高的经济性，更好的灵活性、可扩展性。

摘要： 本发明涉及一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两组数据传输单元，数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口和数据泵，一个网络接口时只可以连接到EtherCAT的最后一个站，从IN端输入，两个网络接口时可以插入到网络中间，从IN端输入，从OUT端输出，OUT端后面还可以挂接从站。所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。还涉及一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，还包括至少一个本发明所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元。

摘要： 公开了用于从EtherCAT帧提取EtherCAT数据报的装置、方法和系统。一种方法(1100)包括接收(1102)EtherCAT帧。该方法(1100)包括为第一设备确定(1104)EtherCAT帧中的第一EtherCAT数据报以及为第二设备确定EtherCAT帧中的第二EtherCAT数据报。方法(1100)包括从EtherCAT帧中提取(1106)第一EtherCAT数据报以产生提取的第一EtherCAT数据报以及从EtherCAT帧中提取第二EtherCAT数据报以产生提取的第二EtherCAT数据报。该方法(1100)包括向第一设备直接发射(1108)提取的第一EtherCAT数据报。方法(1100)包括向第二设备直接发射(1110)提取的第二EtherCAT数据报。

摘要： 一种用于运行EtherCAT现场总线系统（1）的方法，其中所述EtherCAT现场总线系统（1）具有EtherCAT主机（2）和多个EtherCAT从机（3），其中所述EtherCAT主机（2）和所述多个EtherCAT从机（3）借助于EtherCAT现场总线（4）来彼此耦合，用于进行数据交换，其中该方法具有如下步骤：借助于EtherCAT主机（2）来确定活跃的EtherCAT从机（3）；借助于所述主机（2）来询问活跃的EtherCAT从机（3）的相应的产品代码（6）；借助于EtherCAT主机（2），根据所述相应的产品代码（6）来确定所述活跃的EtherCAT从机（3）的相应的设备标志符（7）；而且如果所述活跃的EtherCAT从机（3）的相应的设备标志符（7）与预先给定的设备标志符（8）一致，则借助于EtherCAT主机（2）将EtherCAT现场总线系统（1）的状态切换到可运行状态。

摘要： 本发明涉及一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两组数据传输单元，数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口和数据泵，一个网络接口时只可以连接到EtherCAT的最后一个站，从IN端输入，两个网络接口时可以插入到网络中间，从IN端输入，从OUT端输出，OUT端后面还可以挂接从站。所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。还涉及一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，还包括至少一个本发明所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元。

摘要： 本发明提供一种EtherCAT与TSN融合组网时间同步方法，属于工业互联网技术领域。所述方法包括：确定TSN链路是否发生切换；其中，TSN表示时间敏感网络；一旦TSN链路发生切换，则EtherCAT主站重新计算或获取用于EtherCAT DC同步的链路传播延时，对存储在各从站的链路传播延时进行更新；其中，DC表示分布式时钟。采用本发明，能够实现TSN链路切换后的EtherCAT与TSN融合组网场景下端到端的高精度时间同步。

摘要： 一种EtherCAT总线型运动控制系统的大型G代码数据处理和传输方法，涉及自动化控制领域，所述上位机采用Windows数控系统，本方法将G代码文件导入到上位机G代码编译软件中，G代码编译软件对输入的G代码文件检查编译并生成指定格式的中间数组文件，SSHTest软件再将中间数组文件从上位机传输到主站控制器中。G代码中间数组文件传入主站控制器后通过软件将其解析、运算并传输给EtherCAT程序模块，利用信号量和互斥锁管理缓冲区中大量G代码数据的存取过程。各轴运动数据通过EtherCAT协议高频率周期性地传输给伺服驱动器。所述伺服驱动器支持EtherCAT协议，所述运动轴由伺服驱动器驱动。

摘要： 本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种基于EtherCAT总线的雕刻机控制系统，用以解决现阶段雕刻机计算机控制系统无法实现小型化轻量化、传输延时同步性差且可维护性差的问题。该系统包括计算处理装置以及运动控制装置；计算处理装置包括雕刻控制模块以及与雕刻控制模块连接的EtherCAT主站通信模块；运动控制装置包括运动控制模块以及与运动控制模块连接的EtherCAT从站通信模块；其中，雕刻控制模块用于将雕刻控制信号通过EtherCAT主站通信模块传输至EtherCAT从站通信模块；运动控制模块用于根据EtherCAT从站通信模块传输的来自EtherCAT主站通信模块的雕刻控制信号产生用于控制外部雕刻设备的运动控制指令。该系统通过使用EtherCAT通信技术，降低了系统延迟，提高了易用性与稳定性。

摘要： 本申请公开了一种EtherCAT主站的通讯方法，在接收到上电信号后，调用存储于本地系统中的程序，并根据程序获取各从站的待配置信息，然后配置并分发各待配置信息至各从站，控制各从站进入OP状态。相对于当前技术中，需要上位机配置ARM芯片。采用本技术方案，通讯所需的指令已提前存储于ARM芯片中，在接收到上电信号后，自动运行ARM芯片内的程序实现与从站的信息交互，使通讯脱离上位机的配置，提高了通讯的灵活度。并且，通讯所需的协议全部集成在ARM芯片中，无需额外购买专用的协议芯片，减少了通讯的成本。本申请还公开了一种EtherCAT主站的通讯装置以及介质，与EtherCAT主站的通讯方法相对应，效果同上。

摘要： 本发明涉及EtherCAT总线协议技术领域，具体是一种基于EtherCAT总线协议的整齐排列绕线方法，包括以下步骤：步骤一:测距；步骤二：测线径；步骤三：PLC测试；步骤四：确定绕线起点；步骤五：确定绕线间距；步骤六：确定每一层绕线圈数；步骤七：绕第一层；步骤八：重复绕线；步骤九：完成绕线，本发明通过总线电机实现绕线过程全闭环控制以及通过起点变化保证最底层圈数到最高层圈数的通过计算错落有致改进，从而可以使得每一圈绕线都能做到整齐有序，紧密结合，有效保证线圈圈数的情况下保证产品磁场以及成品率，通过在绕线端增加距离传感器测量每个骨架的绕线距离改进，骨架结构可以做到更薄，更轻，降低产品的设计难度以及专业性，提升设备竞争力。

摘要： 本实用新型涉及一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两组数据传输单元，数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口和数据泵，一个网络接口时只可以连接到EtherCAT的最后一个站，从IN端输入，两个网络接口时可以插入到网络中间，从IN端输入，从OUT端输出，OUT端后面还可以挂接从站。所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。还涉及一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，还包括至少一个本实用新型所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元。