隨著“中國制造2025”綱要的全面推進(jìn),現(xiàn)代高端制造業(yè)興盛崛起,工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)持續(xù)進(jìn)步�；ヂ�(lián)智能、分布協(xié)同的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的活力。然而,傳統(tǒng)現(xiàn)場總線因其兼容性差、通信速率低而不能滿足需求;與此同時(shí),工業(yè)以太網(wǎng)以實(shí)時(shí)性高、通用性好、數(shù)據(jù)傳輸速度快、配套產(chǎn)品豐富等優(yōu)勢迅猛發(fā)展。倍福自動(dòng)化（Beckhoff）公司研發(fā)的EtherCAT總線因其性能優(yōu)異而備受青睞。為滿足工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在激光切割機(jī)高速高精度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用需求,本文深入學(xué)習(xí)EtherCAT協(xié)議原理,設(shè)計(jì)開發(fā)了一款基于ARM+ESC結(jié)構(gòu)的從站系統(tǒng)。首先,通過查閱文獻(xiàn)資料,討論工業(yè)以太網(wǎng)與EtherCAT總線技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對比已有解決方案并根據(jù)自身項(xiàng)目需求確定從站系統(tǒng)方案,對EtherCAT協(xié)議原理按照其通信模型分層進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上采用模塊化理念進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),使用LAN9252芯片作為從站控制器,實(shí)現(xiàn)EtherCAT的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層;采用ST公司開發(fā)的STM32F407ZGT6作為從站微控制器,用以完成應(yīng)用層協(xié)議和功能邏輯單元;設(shè)計(jì)外圍電路對從站系統(tǒng)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用提供支持,包括電源、隔離驅(qū)動(dòng)、差分通信等電... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

以太網(wǎng)原型手繪圖

智能制造裝備產(chǎn)業(yè)使其在國際上具備競爭力，完成裝備提升產(chǎn)業(yè)效率與技術(shù)水平。當(dāng)前，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域向著實(shí)時(shí)化的方向快速發(fā)展[7]；PLC 的一體化網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展、能化控制的發(fā)展共同描繪出工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的前進(jìn)技術(shù)的繁榮發(fā)展使其具有硬件產(chǎn)品配套完善，生產(chǎn)成本頻率高帶寬大傳輸速率快，軟件資源成熟穩(wěn)定品類豐富諸多優(yōu)勢。以上工控領(lǐng)域的發(fā)展需求與以太網(wǎng)的優(yōu)勢條控制技術(shù)，形成工業(yè)以太網(wǎng)。網(wǎng)又名以太網(wǎng)現(xiàn)場總線技術(shù)，一般指兼容普通標(biāo)準(zhǔn)以太[9]。為了克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)所采用 CSMA/CD 協(xié)議帶來的，工業(yè)以太網(wǎng)需要在 IEEE802.3 協(xié)議的基礎(chǔ)上適當(dāng)修改目前，國際上各廠商的工業(yè)以太網(wǎng)按照所使用的原理可基于 TCP/IP、以太網(wǎng)、修改以太網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)。

第二章 EtherCAT 協(xié)議原理第二章 EtherCAT 協(xié)議原理2.1 EtherCAT 系統(tǒng)概述實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng) EtherCAT 使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)連接主從站構(gòu)成系統(tǒng)[23]，以介質(zhì)訪問控制機(jī)制解決信道競爭與分配，采用數(shù)據(jù)收發(fā)同時(shí)進(jìn)行的全雙工模式。EtherCAT 主站設(shè)備利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口硬件發(fā)送 0x88A4 類型數(shù)據(jù)幀，報(bào)文依次經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)從站設(shè)備時(shí)由硬件直接讀取插入數(shù)據(jù)幀中屬于自己的子報(bào)文[24]。從站采用“ON-THE-FLY”技術(shù)，利用硬件動(dòng)態(tài)的完成報(bào)文的讀寫操作以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)在從站中的停留時(shí)間縮短至 200ns。如圖 2-1 所示，最后一個(gè)從站 n處理報(bào)文后將數(shù)據(jù)幀沿原路回傳，由從站 1 上傳回主站控制單元。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2928147