基于EtherCAT的伺服运动控制系统研究

摘要

随着工业自动化的迅猛发展,运动控制对实时性和网络化的要求也越来越高,多种实时以太网随之而生。单纯的现场总线不能满足工业现场高速、高精度和多设备的要求。实时以太网的产生,降低了自动化设备成本,提高了实时响应速度,顺应了工业自动化发展趋势。实时以太网将标准以太网的优点和工业自动化的实时性进行有机结合,有着更强大的数据处理能力,是有着高效确定性的通信协议,适用于对动态性和精确性要求极高的伺服运动控制系统。本文搭建并研究了基于EtherCAT的伺服运动控制系统,在这个过程中,完成了以下工作:
　　 根据实验室的设备,搭建了一主一从的EtherCAT伺服运动控制系统。
　　 采用德国Beckhoff公司的TwinCAT软件作软主站、基于EtherCAT的数字伺服驱动器AX5203作从站、同步伺服电机AM3021作执行机构,构建了系统。对EtherCAT的主从站进行了一系列的配置,编写TwinCAT PLC程序,利用TwinCAT软件和VC++进行混合编程,编写模糊控制程序,结合驱动器的PID算法,从而通过智能控制算法来控制AM3021。
　　 测试了EtherCAT总线的性能,在本文搭建好的系统的基础之上,利用德国Hilscher公司的实时以太网分析仪netANALYZER和Wireshark网络分析软件进行此项工作。通过测试,进一步验证了EtherCAT’的优越性能。