基于EtherCAT通信的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)、EtherCAT總線、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和反饋編碼器五部分組成。工控機(jī)配置為基于PC的EtherCAT主站，周期性地接收從站上傳的位置、速度數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的運(yùn)算，然后下發(fā)相應(yīng)參考電流或轉(zhuǎn)矩；伺服驅(qū)動(dòng)器作為EtherCAT從站，接收編碼器所采集的電機(jī)參數(shù)，將相應(yīng)數(shù)據(jù)由EtherCAT總線周期性地傳給主站，并接收主站下發(fā)數(shù)據(jù)和控制命令，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)為典型的三閉環(huán)（位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)）模式，伺服驅(qū)動(dòng)器只做電流閉環(huán)運(yùn)算；速度、位置閉環(huán)運(yùn)算在工控機(jī)上完成。工控機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成EtherCAT主從站結(jié)構(gòu)。其中由伺服驅(qū)動(dòng)器作EtherCAT從站，選用寧波Phase公司AxN型驅(qū)動(dòng)器，已集成相應(yīng)的EtherCAT從站控制器ESC和微處理器芯片，支持CoE(CANopenoverEtherCAT)應(yīng)用層協(xié)議，相關(guān)配置較簡單，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)與主站通信和驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩部分功能。故整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站和主從站通信軟件的設(shè)計(jì)。EtherCAT總線上連接的驅(qū)動(dòng)器需要使用指令映射驅(qū)動(dòng)器的軸號(hào)，使用AXIS_ADDRESS 指令映射。廣東四芯EtherCAT網(wǎng)線品牌
EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器通訊說明1.通訊周期使用EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)需要保證控制器與伺服周期一致才可正常通訊使用。EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器一般支持不同周期，通訊周期主要有250us，500us，1ms，2ms，4ms，連接時(shí)自動(dòng)匹配控制器周期，不需要設(shè)置，當(dāng)通訊周期無法自動(dòng)匹配時(shí)，通訊失敗，通過修改控制器周期解決（SERVO_PERIOD指令或升級(jí)固件修改）。控制器一般默認(rèn)為1ms，使用SERVO_PERIOD指令讀取控制器周期。伺服周期越小，位置控制越精細(xì)，響應(yīng)速度也更快。2.驅(qū)動(dòng)器PDO設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的PDO是必要的配置，**著當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器包含的功能。PDO全名為(ProcessDataObject)，指在EtherCAT總線網(wǎng)絡(luò)中周期的進(jìn)行主站與從站的數(shù)據(jù)交互的功能，可以看作一個(gè)數(shù)組空間，每個(gè)數(shù)組元素存放了不同的功能碼，PDO在一個(gè)周期中執(zhí)行這些功能碼對(duì)應(yīng)的操作，這些功能碼就叫做數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)字典用4位16進(jìn)制數(shù)來表示。廣東四芯EtherCAT網(wǎng)線品牌EtherCAT控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)際接線， 只需要將網(wǎng)線從EtherCAT控制卡的接口連接到EtherCAT驅(qū)動(dòng)器即可。
EtherCAT支持熱連接許多應(yīng)用都需要在運(yùn)行過程中改變I/O組態(tài)。例如，需求不斷變化的加工中心、裝備傳感器的刀具系統(tǒng)或智能化的傳輸系統(tǒng)、靈活的工件執(zhí)行機(jī)構(gòu)或可單獨(dú)關(guān)閉印**元的印刷機(jī)等。EtherCAT系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)中已經(jīng)考慮到了這些需求：熱連接功能可以將網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)部分連在一起或斷開，或“飛速”進(jìn)行重新組態(tài)，針對(duì)不斷變化的組態(tài)提供靈活的響應(yīng)能力。EtherCAT的安全性：SafetyoverEtherCATEtherCAT有一個(gè)加強(qiáng)的協(xié)定版本，稱為SafetyoverEtherCAT，可以在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行安全相關(guān)的通訊和一般的控制通訊。此安全通訊是以EtherCAT的應(yīng)用層為基礎(chǔ)，不會(huì)影響底層的通訊協(xié)定。SafetyoverEtherCAT有通過IEC61508的認(rèn)證，符合安全完整性等級(jí)（SIL）3的要求。
安全元件在自動(dòng)化系統(tǒng)中所需要的任意地方都可以使用。系統(tǒng)中可以使用不同規(guī)模的本地輸入和輸出元件。可以根據(jù)需求使用安全或非安全總線端子擴(kuò)展額外的輸入和輸出。安全邏輯也嵌入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。這樣不用安全擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)PLC可以繼續(xù)處理控制任務(wù)。安全輸入和輸出功能需要的本地安全邏輯由智能化的安全總線端子實(shí)現(xiàn)。這節(jié)約了昂貴的安全PLC所帶來的成本，并可以根據(jù)當(dāng)前任務(wù)隨意裁剪邏輯功能。只有安全EtherCAT主站和所分配的安全從站通過非安全的標(biāo)準(zhǔn)PLC路由?！毂緟f(xié)議在安全數(shù)據(jù)長度，通信介質(zhì)或波特率方面沒有限制?！霦therCAT被用作“黑色通道”，即，通信系統(tǒng)在安全處理中沒有任何作用?！靺f(xié)議被鑒定符合IEC61508定義的SIL3等級(jí)§提供EtherCAT安全功能的產(chǎn)品已經(jīng)于2005年就上市了。ethercat網(wǎng)線需要能夠快速響應(yīng)控制系統(tǒng)的變化，必須具有低延遲的特性。
單個(gè)以太網(wǎng)幀**多可進(jìn)行1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)交換，幾乎相當(dāng)于12000個(gè)數(shù)字輸入和輸出，而傳送這些數(shù)據(jù)耗時(shí)*為300μs。100個(gè)伺服軸的通訊也非?？焖伲嚎稍诿?00μs中更新帶有命令值和控制數(shù)據(jù)的所有軸的實(shí)際位置及狀態(tài)，分布時(shí)鐘技術(shù)使軸的同步偏差小于1微秒。而即使是在保證這種性能的情況下，帶寬仍足以實(shí)現(xiàn)異步通訊，如TCP/IP、下載參數(shù)或上載診斷數(shù)據(jù)。超高性能的EtherCAT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)無法迄及的控制理念。EtherCAT使通訊技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)PC所具有的***計(jì)算能力相適應(yīng)，總線系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸，分布式I/O可能比大多數(shù)本地I/O接口運(yùn)行速度更快。EtherCAT技術(shù)原理具有可塑性，并不束縛于100Mbps的通訊速率，甚至有可能擴(kuò)展為1000Mbps的以太網(wǎng)。主站使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，從站使用專門的ETherCAT從站控制器ESC芯片來處理子報(bào)文。江蘇EtherCAT網(wǎng)線聯(lián)系方式
EOE是EtherNet Over EtherCAT的縮寫，它是一種將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀通過EtherCAT傳輸?shù)慕鉀Q方案。廣東四芯EtherCAT網(wǎng)線品牌
這種網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)勢在具有相對(duì)中等運(yùn)算能力的小型控制器中較為明顯。EtherCAT周期時(shí)間如此之短，使得它可以在兩個(gè)控制周期之間完成。因此，控制器總是能夠獲取***的輸入數(shù)據(jù)；輸出以**小的延遲尋址。無需增強(qiáng)本身的運(yùn)算能力，控制器的響應(yīng)行為就能夠得到***改善。借助于從站硬件集成和網(wǎng)絡(luò)控制器主站的直接內(nèi)存存取，整個(gè)協(xié)議的處理過程都在硬件中得以實(shí)現(xiàn)，因此，完全**于協(xié)議堆棧的實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)、CPU性能或軟件實(shí)現(xiàn)方式。1000個(gè)I/O的更新時(shí)間只需30μs，其中還包括I/O周期時(shí)間。廣東四芯EtherCAT網(wǎng)線品牌
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