本文關(guān)鍵詞：EtherCAT主站協(xié)議SoE的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求將朝著運行高速化、加工精密化、控制智能化、功能復(fù)合化、通訊網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。為了打破國內(nèi)數(shù)控市場被壟斷的局面和滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求,在對國際上先進的數(shù)控系統(tǒng)所采用的總線技術(shù)做了分析之后我們對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的通信方式進行了改進引入了EtherCAT協(xié)議。目前,EtherCAT應(yīng)用層協(xié)議CoE已經(jīng)應(yīng)用在高檔數(shù)控國家工程研究中心開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)GJ400上,經(jīng)試驗驗證其性能良好。基于已經(jīng)在GJ400數(shù)控系統(tǒng)上取得的成果,而多種方法實現(xiàn)EtherCAT應(yīng)用層協(xié)又將有利于GJ400數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,提高產(chǎn)品的競爭力�；诖吮疚倪x擇了SoE協(xié)議作為研究課題。本文首先根據(jù)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層這三個層次對EtherCAT協(xié)議進行了詳細的分析,其次根據(jù)EtherCAT協(xié)議傳輸?shù)膬纱箢悢?shù)據(jù)即周期性數(shù)據(jù)和非周期性數(shù)據(jù)分別實現(xiàn)了So E協(xié)議的服務(wù)通道和過程數(shù)據(jù)傳輸功能,SoE協(xié)議服務(wù)通道的實現(xiàn)借助于EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層的郵箱通信,SoE協(xié)議的過程數(shù)據(jù)傳輸也是調(diào)用EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層的過程數(shù)據(jù)通信。最后搭建了主從站測試系統(tǒng)對主站協(xié)議SoE進行功能測試、性能測試和電機控制測試,功能測試驗證了運行了SoE協(xié)議的主從站能正常工作,性能測試驗證了SoE協(xié)議的時延和主從站通信時的時鐘同步性能,電機控制測試驗證了主站對電機的控制。通過實驗驗證了SoE協(xié)議的可用性、實時性,為SoE協(xié)議可以實際應(yīng)用到GJ400數(shù)控系統(tǒng)之上奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：EtherCAT協(xié)議郵箱通信 SoE協(xié)議 SSC 狀態(tài)機
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(沈陽計算技術(shù)研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義13-15
• 1.3 本文組織結(jié)構(gòu)和預(yù)期目標15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 EtherCAT協(xié)議及相關(guān)理論的研究16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 EtherCAT運行原理16-17
• 2.3 EtherCAT物理層17
• 2.4 EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層17-25
• 2.4.1 EtherCAT數(shù)據(jù)幀17-19
• 2.4.2 EtherCAT報文尋址19-21
• 2.4.3 通信服務(wù)和WKC21-22
• 2.4.4 分布時鐘22-25
• 2.5 EtherCAT應(yīng)用層25-27
• 2.5.1 狀態(tài)機25-26
• 2.5.2 應(yīng)用層協(xié)議26-27
• 2.6 SoE協(xié)議27-28
• 2.6.1 SERCOS協(xié)議簡介27-28
• 2.6.2 SERCOS over EtherCAT28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 SoE服務(wù)通道的實現(xiàn)29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 EtherCAT郵箱數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)29-36
• 3.2.1 EtherCAT郵箱通信的報文格式29-30
• 3.2.2 郵箱數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)機制30-36
• 3.3 SoE協(xié)議的主要內(nèi)容36-38
• 3.4 SoE服務(wù)通道的實現(xiàn)38-44
• 3.4.1 SSC讀操作的實現(xiàn)39-41
• 3.4.2 SSC寫操作的實現(xiàn)41-42
• 3.4.3 SSC過程命令42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 SoE過程數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)45-54
• 4.1 引言45-46
• 4.2 過程數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)機制46-48
• 4.2.1 過程數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)的實現(xiàn)46-47
• 4.2.2 過程數(shù)據(jù)接收函數(shù)的實現(xiàn)47-48
• 4.3 SoE過程數(shù)據(jù)映射的實現(xiàn)48-50
• 4.3.1 主站輸出過程數(shù)據(jù)映射49
• 4.3.2 從站反饋數(shù)據(jù)映射49-50
• 4.4 其它50-53
• 4.4.1 主站讀取EEPROM信息的改進50-51
• 4.4.2 分布時鐘的實現(xiàn)51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 SoE協(xié)議的測試54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 測試平臺搭建54-55
• 5.3 EtherCAT狀態(tài)機測試55-57
• 5.4 SoE協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸測試57-59
• 5.4.1 服務(wù)通道SSC測試57-58
• 5.4.2 SoE過程數(shù)據(jù)通信測試58-59
• 5.5 EtherCAT協(xié)議關(guān)鍵性能指標測試59-61
• 5.5.1 時延測試59-60
• 5.5.2 時鐘同步性能的測試60-61
• 5.6 電機控制實驗61-63
• 5.7 本章小節(jié)63-64
• 結(jié)束語64-66
• 參考文獻66-68
• 發(fā)表文章68-69
• 致謝69

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本文編號：317585