基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)主站設(shè)計與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和以工業(yè)以太網(wǎng)為典型的新型現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速蔓延為生產(chǎn)自動控制網(wǎng)絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。其中基于EtherCAT的工業(yè)以太網(wǎng)總線以其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、系統(tǒng)配置簡單、數(shù)據(jù)傳輸高速高效，以及實現(xiàn)成本低廉等特點成為當(dāng)今和未來工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的方向。開展基于EtherCAT總線相關(guān)接口技術(shù)的研究開發(fā)，對于提升我國工業(yè)自動化水平具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文以基于EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場控制系統(tǒng)為研究背景，重點研究E

2、therCAT總線協(xié)議，主站控制系統(tǒng)架構(gòu)，軟硬件設(shè)計和系統(tǒng)測試方法等幾個方面。
　　本文首先對工業(yè)以太網(wǎng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展情況進(jìn)行介紹，闡述了工業(yè)以太網(wǎng)和EtherCAT總線的工作原理，并深入分析了EtherCAT總線協(xié)議。
　　接著，詳細(xì)分析系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，將EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)與ARM嵌入式技術(shù)相結(jié)合，提出了基于EtherCAT主站系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，對主站電路原理圖的各個功能單元關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)的論述，并最終

3、完成了主站系統(tǒng)的PCB局布線設(shè)計。在硬件設(shè)計過程中增加了EMC方面的設(shè)計，提高了系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性。
　　然后，提出了基于Linux操作系統(tǒng)的實時控制系統(tǒng)的架構(gòu)，詳細(xì)闡述EtherCAT主站系統(tǒng)軟件方面設(shè)計，介紹軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。分析了EtherCAT主站與從站之間通訊的實現(xiàn)機理，通過對應(yīng)用層模塊進(jìn)行開發(fā)，完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計。
　　最后，在軟硬件完成的基礎(chǔ)上搭建測試平臺，選用BECKHOFF公司所生產(chǎn)的EtherC