實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)研究及在多軸運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.pdf

1、目前，多軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速印刷、電子裝配及智能機(jī)器人等領(lǐng)域，其實(shí)時(shí)和同步性能直接影響著產(chǎn)品的品質(zhì)和性能。傳統(tǒng)的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的多軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，已經(jīng)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)顯示出了其在速度和同步精度方面的缺陷，且各種現(xiàn)場(chǎng)總線長(zhǎng)期缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開放性大大受限。因此，將具備高帶寬、高精度和開放性好等特點(diǎn)的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)應(yīng)用到軸動(dòng)領(lǐng)域，將很好的解決這些問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的多軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的研究有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文首先分析了現(xiàn)場(chǎng)總

2、線的不足，繼而通過對(duì)比引出了德國(guó)Beckhoff公司的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)。接著，論文分別從物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層等角度詳細(xì)地介紹了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行原理及協(xié)議基礎(chǔ)，并以主從方式搭建了EtherCAT通信網(wǎng)絡(luò)。EtherCAT主站功能的實(shí)現(xiàn)主要借助TwinCAT組態(tài)軟件及VC++編寫的應(yīng)用程序共同完成，二者之間采用ADS（自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范）路由接口進(jìn)行通信。從站方面，在使用Beckhoff公司的模塊完成了基本網(wǎng)絡(luò)的搭

3、建后，論文進(jìn)一步將其應(yīng)用到了多運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。在多軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)中，論文以PSoC器件為EtherCAT微處理器中心單元配合EtherCAT從站控制器實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜從站設(shè)備功能，完成了多步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)和加減速規(guī)劃等設(shè)計(jì)。最后，論文借助netANALYZER實(shí)時(shí)以太網(wǎng)分析儀和Wireshark網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件完成了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的捕獲及系統(tǒng)性能的測(cè)試和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文完成了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的搭建和遠(yuǎn)程通信，且其優(yōu)越的