一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统

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。

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制中EtherCAT通信领域，特别涉及一种EtherCAT 网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统。

背景技术

随着实时工业以太网技术的日益广泛推广，用于办公及信息自动化的以太 网技术开始逐渐向下延伸，直接应用于现场设备的自动化控制。

EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)是一种用 于工业自动化的实时、高速以太网通信协议。它具有传输容量大、传输速度快、 时钟同步性高、实现成本低、开放性好等特点。它已经作为标准化的技术，是 国际标准IEC/PAS62407以及ISO1574-4的一部分。

EtherCAT网络由一个主站和若干从站组成，并且一个主站可以最多挂接 65535个从站。主站使用标准的以太网控制器，从站使用专用的从站控制芯片。

除了符合主站/从站原理的数据交换外，EtherCAT还非常适用于控制器之间 （主站/主站）的通讯。可自由编址的过程数据网络变量以及各种参数化、诊断、 编程和远程控制服务，可以满足众多要求。例如，MODBUS/TCP协议，EtherNet/IP 协议均可以用来作为主站/主站通讯的协议。但是，由于EtherCAT协议没有定 义用于两个EtherCAT网络主站之间的通信，必须借助第三方的通信协议完成。 当两个主站设备支持的以太网通信协议没有交集时，则两网络主站无法通信。 现有技术中，往往只能由协议来选择可用的通信设备，而工业自动化控制设备 可选择的种类并不多，有些是专门定制的，只能通过提出设计要求来达到两网 络可通信的目的，这给现场设备的自动化控制带来了极大的不便。由于本领域 技术人员普遍认为两个EtherCAT网络主站之间不可能采用EtherCAT协议通信， 这一点连第一个提出EtherCAT的德国倍福公司也认同，因此，大家从没有想过 可以使两个EtherCAT网络主站之间采用EtherCAT协议通信，或者在使用 EtherCAT时仅停留在由协议来选择可用的通信设备的层面上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的EtherCAT网络无法使用 EtherCAT协议通信，造成当两网络的协议不兼容时主站之间无法通信的不足， 本发明提供一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系 统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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，所述数据传输单元包括从 站协议控制器、一个或两个网络接口、数据泵和用于存储所述从站协议控制器 的配置数据的EEPROM，所述从站协议控制器由所述EEPROM存储的数据配置，且 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。微控制单元作 为数据中转站，由数据传输单元使两个EtherCAT网络进行数据交互，完美地解 决了多个EtherCAT网络间采用EtherCAT协议通信的问题。当只有一个网络接 口时，该网络接口为IN端，只可以连接到EtherCAT网络的最后一个站，从IN 端输入；当具有两个网络接口时，一个为IN端，另一个为OUT端，可以插入到 EtherCAT网络中间，从IN端输入，从OUT端输出。

所述从站协议控制器为ET1100或ET1200，具有MII接口，所述两个网络接 口分别与所述从站协议控制器通过MII接口连接。

所述网络接口为RJ45接口和/或RJ45插头。

所述微控制单元还连接有输入/输出设备。

所述输入/输出设备为键盘和/或显示器。

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，从 IN端输入，OUT端输出，如果插入的位置为该网络的最后一个站，则从IN端输 入，OUT端留空；两个需相互通信的EtherCAT网络能够与同一个所述的耦合设 备连接。

本发明的有益效果是，本发明的一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及 EtherCAT网络耦合系统，使得所有EtherCAT网络都能够相互兼容，能够使两个 网络主站之间实现数据交换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备的结构示意图。

图2是本发明EtherCAT网络耦合系统第一种连接方式的结构示意图。

图3是本发明EtherCAT网络耦合系统第二种连接方式的结构示意图。

图4是本发明的另一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备的结构示意图。

图5是本发明EtherCAT网络耦合系统第三种连接方式的结构示意图。

图中1、耦合设备。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意 图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构 成。

实施例1

如图1所示，本实施例中存在两个EtherCAT网络。本发明的一种EtherCAT 网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两路数据传输单元，所述数据传 输单元包括从站协议控制器、两个网络接口、两个数据泵和用于存储所述从站 协议控制器的配置数据的EEPROM，所述从站协议控制器由所述EEPROM存储的数 据配置，且所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，所述两个网络接口分 别对应一个数据泵，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。

所述从站协议控制器为ESC ET1100，具有MII接口，所述两个网络接口分 别与所述从站协议控制器通过MII接口连接。

所述网络接口为RJ45接口。

所述微控制单元还连接有键盘和显示器。

如图2所示，一种EtherCAT网络耦合系统，包括两个相互需通信的EtherCAT 网络，EtherCAT网络1由一个主站和若干个从站组成，EtherCAT网络2由一 个主站组成。本实施例的耦合设备插入到EtherCAT网络1和EtherCAT网络2 中间，EtherCAT网络1从耦合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT 端后面还可以挂接从站。EtherCAT网络2从耦合设备的E2IN端输入，E2OUT 端留空。

如图3所示，另一种EtherCAT网络耦合系统，包括三个EtherCAT网络和 两个本实施例的耦合设备，每个EtherCAT网络均包括主站和若干个从站，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，两个需相互通信 的EtherCAT网络能够与同一个所述的耦合设备连接。EtherCAT网络1从第一耦 合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT端与第二耦合设备的E1IN 端连接，第二耦合设备的E1OUT端挂接有从站。EtherCAT网络2从第一耦合设 备的E2IN端输入，从E2OUT端输出，E2OUT端挂接有从站。EtherCAT网络3 从第二耦合设备的E2IN端输入，从E2OUT端输出，E2OUT端挂接有从站。

实施例2

如图4所示，本实施例的耦合设备与实施例1中的耦合设备基本相同，与 实施例1不同的是，其中一组数据传输单元仅包括一个网络接口，另一组包括 两个网络接口。仅包括一个网络接口的数据传输单元只可以连接到EtherCAT网 络的最后一个站。

如图5所示，本实施例的一种EtherCAT网络耦合系统，包括两个相互需通 信的EtherCAT网络，耦合设备插入到EtherCAT网络1和EtherCAT网络2中间， EtherCAT网络1从耦合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT端后 面还可以挂接从站。EtherCAT网络2的最后一个从站从耦合设备的E2IN端输 入。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。