現(xiàn)代控制系統(tǒng)和控制裝置的規(guī)模、復(fù)雜度越來越大、集成化越來越深,其對數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、傳輸距離等性能指標(biāo)也有了更高的要求。傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)無法滿足這些要求,基于此,國際各大自動(dòng)化廠商提出了各自的新一代現(xiàn)場總線技術(shù)方案,這其中德國倍福公司的EtherCAT技術(shù)方案憑借其實(shí)時(shí)性好、使用簡單、與以太網(wǎng)技術(shù)兼容、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)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(xiàn)場總線的應(yīng)用需求,論證了將EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)引入大型裝置的可能性。實(shí)現(xiàn)了 EtherCAT從站,構(gòu)建了 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)測試了從站的性能。本文先從當(dāng)前控制系統(tǒng)的應(yīng)用背景出發(fā),闡述了引入工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的必要性并介紹比較了幾種主流的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),分析了 EtherCAT的技術(shù)優(yōu)勢。隨后,本文深入研究了 EtherCAT的系統(tǒng)組成、報(bào)文尋址和通訊服務(wù)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布時(shí)鐘、通信模式、狀態(tài)機(jī)、應(yīng)用層協(xié)議等核心內(nèi)容。最后,硬件上實(shí)現(xiàn)了基于ET1100芯片的EtherCAT從站,軟件上從分層的思想出發(fā)設(shè)計(jì)了底層驅(qū)動(dòng)代碼、中間EtherCAT協(xié)議棧、上層應(yīng)用軟件,完成了整個(gè)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的搭... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)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(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)
        1.2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)概述
        1.2.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)概述
        1.2.3 EtherCAT技術(shù)概述
    1.3 課題研究難點(diǎn)及方法
        1.3.1 課題研究難點(diǎn)
        1.3.2 課題研究方法
    1.4 本論文主要內(nèi)容
第二章 EtherCAT技術(shù)原理
    2.1 EtherCAT系統(tǒng)組成
        2.1.1 EtherCAT總體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 EtherCAT主站組成
        2.1.3 EtherCAT從站組成
    2.2 EtherCAT幀結(jié)構(gòu)
    2.3 EtherCAT尋址方式及通信服務(wù)
        2.3.1 網(wǎng)段尋址
        2.3.2 設(shè)備尋址
        2.3.3 邏輯尋址
        2.3.4 通信服務(wù)
    2.4 EtherCAT分布時(shí)鐘
        2.4.1 分布時(shí)鐘概念
        2.4.2 傳輸延時(shí)及時(shí)間初始偏移量的計(jì)算
        2.4.3 同步方法
    2.5 EtherCAT通信模式
    2.6 EtherCAT狀態(tài)機(jī)及應(yīng)用層協(xié)議
        2.6.1 EtherCAT狀態(tài)機(jī)
    2.7 應(yīng)用層協(xié)議
    2.8 故障診斷及冗余技術(shù)
        2.8.1 故障診斷方法
        2.8.2 冗余鏈路技術(shù)
    2.9 本章小結(jié)
第三章 EtherCAT從站設(shè)計(jì)
    3.1 從站總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 從站硬件部分設(shè)計(jì)
        3.2.1 ET1100
            3.2.1.1 ET1100片上資源
            3.2.1.2 ET1100數(shù)據(jù)鏈路層控制
            3.2.1.3 ET1100通信接口
            3.2.1.4 過程數(shù)據(jù)接口
            3.2.1.5 數(shù)據(jù)管理
            3.2.1.6 應(yīng)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(jī)驅(qū)控芯片
    3.3 從站軟件部分設(shè)計(jì)
        3.3.1 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
        3.3.2 協(xié)議棧代碼設(shè)計(jì)
            3.3.2.1 狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)
            3.3.3.2 從站運(yùn)行模式的設(shè)計(jì)
        3.3.3 應(yīng)用層代碼設(shè)計(jì)
            3.3.3.1 CoE對象字典設(shè)計(jì)
            3.3.3.2 應(yīng)用層功能的實(shí)現(xiàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)搭建與測試
    4.1 測試網(wǎng)絡(luò)搭建
    4.2 網(wǎng)絡(luò)功能測試
        4.2.1 測試指標(biāo)
        4.2.2 測試過程及測試結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
    5.1 工作總結(jié)及未來展望
    5.2 不足之處
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 發(fā)表論文與科研情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]基于EtherCAT的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 白濤.復(fù)旦大學(xué) 2014
[9]基于EtherCAT的主站通信控制器設(shè)計(jì)[D]. 張磊.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[10]基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 林思引.華南理工大學(xué) 2013



本文編號：3675699