基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)缺少網(wǎng)絡(luò)通信功能，存在開放性與實時性不足以及兼容性差等缺點，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)控制對實時性及網(wǎng)絡(luò)化的要求。隨著工業(yè)4.0的興起和智能工廠概念的提出，工業(yè)以太網(wǎng)在自動控制中的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線相比，工業(yè)以太網(wǎng)具有傳輸速度快、通信距離長、實時性好、數(shù)據(jù)傳輸量大、開發(fā)成本低等優(yōu)點。將工業(yè)以太網(wǎng)用于數(shù)據(jù)采集已經(jīng)成為了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。因此，本文在分析了各種工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，開展了基于EtherCAT工

2、業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究。
　　首先，根據(jù)主站的組成方式，選用裝有標準網(wǎng)卡的PC機作為主站，選擇TwinCAT軟件作為主站上位機對從站進行管理。根據(jù)從站的應(yīng)用需求確定了從站的設(shè)計方案。通過分析以太網(wǎng)報文在EtherCAT從站控制器中的傳輸特點、研究從站控制器的自動回環(huán)功能，為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計了具有冗余功能的環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。
　　然后根據(jù)EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層專用芯片ET1100的結(jié)構(gòu)和功能，自主開發(fā)了一套EtherCA

3、T從站硬件設(shè)備。為提高設(shè)備的通用性和可維護性，從站采用了模塊化的設(shè)計，包括微處理器電路，從站接口卡和信號調(diào)理電路三個模塊。為提高電路板的電磁兼容性能，對PCB設(shè)計進行了合理的布局、分層和布線。
　　對系統(tǒng)主從站軟件進行了設(shè)計。主站方面，首先對TwinCAT的ADS通訊協(xié)議進行了研究，使用Visual C++設(shè)計了TwinCAT ADS接口程序。其次根據(jù)從站配置文件結(jié)構(gòu)，使用XML語言設(shè)計了從站配置文檔。從站方面，為方便從站功能的擴