現代控制系統(tǒng)和控制裝置的規(guī)模、復雜度越來越大、集成化越來越深,其對數據傳輸量、傳輸的實時性、傳輸距離等性能指標也有了更高的要求。傳統(tǒng)的現場總線技術已經無法滿足這些要求,基于此,國際各大自動化廠商提出了各自的新一代現場總線技術方案,這其中德國倍福公司的EtherCAT技術方案憑借其實時性好、使用簡單、與以太網技術兼容、拓撲結構靈活等特點而受到用戶的青睞,得到迅速發(fā)展。本文面向大型控制裝置對新一代現場總線的應用需求,論證了將EtherCAT工業(yè)以太網引入大型裝置的可能性。實現了 EtherCAT從站,構建了 EtherCAT網絡測試了從站的性能。本文先從當前控制系統(tǒng)的應用背景出發(fā),闡述了引入工業(yè)以太網技術的必要性并介紹比較了幾種主流的工業(yè)以太網技術,分析了 EtherCAT的技術優(yōu)勢。隨后,本文深入研究了 EtherCAT的系統(tǒng)組成、報文尋址和通訊服務、拓撲結構、分布時鐘、通信模式、狀態(tài)機、應用層協議等核心內容。最后,硬件上實現了基于ET1100芯片的EtherCAT從站,軟件上從分層的思想出發(fā)設計了底層驅動代碼、中間EtherCAT協議棧、上層應用軟件,完成了整個EtherCAT網絡的搭... 

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 現場總線與工業(yè)以太網
        1.2.1 現場總線技術概述
        1.2.2 工業(yè)以太網技術概述
        1.2.3 EtherCAT技術概述
    1.3 課題研究難點及方法
        1.3.1 課題研究難點
        1.3.2 課題研究方法
    1.4 本論文主要內容
第二章 EtherCAT技術原理
    2.1 EtherCAT系統(tǒng)組成
        2.1.1 EtherCAT總體結構
        2.1.2 EtherCAT主站組成
        2.1.3 EtherCAT從站組成
    2.2 EtherCAT幀結構
    2.3 EtherCAT尋址方式及通信服務
        2.3.1 網段尋址
        2.3.2 設備尋址
        2.3.3 邏輯尋址
        2.3.4 通信服務
    2.4 EtherCAT分布時鐘
        2.4.1 分布時鐘概念
        2.4.2 傳輸延時及時間初始偏移量的計算
        2.4.3 同步方法
    2.5 EtherCAT通信模式
    2.6 EtherCAT狀態(tài)機及應用層協議
        2.6.1 EtherCAT狀態(tài)機
    2.7 應用層協議
    2.8 故障診斷及冗余技術
        2.8.1 故障診斷方法
        2.8.2 冗余鏈路技術
    2.9 本章小結
第三章 EtherCAT從站設計
    3.1 從站總體架構設計
    3.2 從站硬件部分設計
        3.2.1 ET1100
            3.2.1.1 ET1100片上資源
            3.2.1.2 ET1100數據鏈路層控制
            3.2.1.3 ET1100通信接口
            3.2.1.4 過程數據接口
            3.2.1.5 數據管理
            3.2.1.6 應用層控制
        3.2.2 從站微控制器
            3.2.2.1 STM32F7介紹
            3.2.2.2 可變存儲控制器接口
        3.2.3 電機驅控芯片
    3.3 從站軟件部分設計
        3.3.1 驅動程序設計
        3.3.2 協議棧代碼設計
            3.3.2.1 狀態(tài)機的實現
            3.3.3.2 從站運行模式的設計
        3.3.3 應用層代碼設計
            3.3.3.1 CoE對象字典設計
            3.3.3.2 應用層功能的實現
    3.4 本章小結
第四章 EtherCAT網絡搭建與測試
    4.1 測試網絡搭建
    4.2 網絡功能測試
        4.2.1 測試指標
        4.2.2 測試過程及測試結果
    4.4 本章小結
第五章 總結
    5.1 工作總結及未來展望
    5.2 不足之處
致謝
參考文獻
附錄 發(fā)表論文與科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]基于EtherCAT總線的分布式測控系統(tǒng)[J]. 丁文科,陳成軍,劉鵬,邵澤燕.  機床與液壓. 2017(20)
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碩士論文
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[9]基于EtherCAT的主站通信控制器設計[D]. 張磊.廣東工業(yè)大學 2013
[10]基于EtherCAT工業(yè)以太網的伺服運動控制系統(tǒng)設計[D]. 林思引.華南理工大學 2013



本文編號：3675699