嵌入式EtherCAT主/从站通信控制器的应用研究

【摘要】20世纪90年代以来,伴随着控制技术、计算机技术及网络技术的飞速发展,网络控制技术在国民经济众多领域中得到越来越广泛的应用。它打破了控制系统在空间位置上的限制,扩宽了控制活动的场所,降低了系统连接的复杂性,减少系统的重量和体积,增强了系统的灵活性和可靠性。EtherCAT工业以太网因其高速、高可靠性、实时性强及同步性好,在自动控制领域展现出其众多优势。本课题基于EtherCAT工业以太网技术研究开发嵌入式EtherCAT主/从站通信控制器及其通讯网络在多轴运动控制系统当中的应用。主要研究内容包括：探讨运动控制系统的发展背景及总线技术的发展历程,实时工业以太网EtherCAT与其它工业总线的对比研判,基于工业以太网EtherCAT网络技术的多轴运动控制系统的性能优势及行业优势。以网络技术为线索,深入研究了实时工业以太网EtherCAT的运行原理及相关实现技术,根据IEEE1588标准,实现了主/从站同步时钟对时算法及补充了时钟补偿算法部分。以嵌入式EtherCAT主/从站通信控制器为基础,比对分析基于AM3359开发EtherCAT通信控制器的优势及可行性。以嵌入式系统开发为目标,研究了嵌入式EtherCAT主/从站的体系架构及相关关键技术细节。从体系架构、软硬件两方面深入探讨了嵌入式EtherCAT主/从站通信控制器的开发过程及相关技术细节。采用德国赫优讯网络分析仪NANL-C500-RE,对自主研发的EtherCAT主/从站通信控制器的性能和与EtherCAT国际标准的一致性进行详细测试与分析。基于所研制的EtherCAT主/从站控制器,实现了在三维运动控制平台和三轴数控铣床上的初步工程应用。
【作者】黄贤新；
【导师】高军礼；
【作者基本信息】广东工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】工业自动化；多轴运动控制；实时工业以太网；EtherCAT；通信模块；

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