實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT主站的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)控制要求日益提高，傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線越來(lái)越多的表現(xiàn)出傳輸速率低、數(shù)據(jù)量小等問(wèn)題，而另一方面，計(jì)算機(jī)和高速以太網(wǎng)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)正迅猛發(fā)展。新一代的現(xiàn)場(chǎng)總線引入以太網(wǎng)技術(shù)即實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)已成為近年工業(yè)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用熱點(diǎn)。其中，實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT因其出色的高速性、實(shí)時(shí)性、靈活性等技術(shù)特點(diǎn)而備受關(guān)注。但目前EtherCAT技術(shù)基本被國(guó)外企業(yè)壟斷，國(guó)內(nèi)較少擁有自主技術(shù)。
　　通過(guò)分析工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)以及EtherCAT技術(shù)特點(diǎn)

2、，并結(jié)合了國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況，選擇工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT作為研究課題，并以TI的Beaglebone開(kāi)發(fā)板為硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)基于EtherCAT的嵌入式主站。通過(guò)研究分析工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT的協(xié)議，對(duì)EtherCAT通信協(xié)議的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層的具體內(nèi)容進(jìn)行介紹，深入解析了FMMU、同步管理器、同步通信模式和COE等多個(gè)協(xié)議要點(diǎn)。
　　根據(jù)協(xié)議內(nèi)容，使用UML建模分析工具對(duì)EtherCAT主站軟件進(jìn)行解耦，并設(shè)計(jì)主站

3、軟件架構(gòu)及程序?qū)崿F(xiàn)。對(duì)EtherCAT協(xié)議棧層與EtherCAT服務(wù)層的設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案給出了詳細(xì)的解析，并對(duì)里面的每個(gè)模塊具體內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　最后文章給出了本設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方案。由自主研制的主站與基于EtherCAT的三洋R-Advanced系列伺服構(gòu)建完整網(wǎng)絡(luò)，由本主站控制伺服狀態(tài)機(jī)達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)以驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的可行性，并通過(guò)Wireshark抓包軟件進(jìn)行驗(yàn)證。另外通過(guò)控制通過(guò)在SYNC同步模式下控制伺服電機(jī)的運(yùn)行以驗(yàn)證本