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工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术,随着工业的不断发展,工况要求的不断提高,传输速度高、设备成本低的工业以太网将成为工业控制网络和现场总线的主流技术。EtherCAT‘作为工业以太网的一员,有着数据帧利用率高、网络拓扑结构灵活、实时性优异等特点,将EtherCAT应用于汽车同步器试验中,能满足同步器试验对通讯速度、实时性和稳定性的要求,对同步器试验系统的性能提升有很大帮助。
本论文以EtherCAT技术为出发点,介绍了EtherCAT通讯的关键技术,提出了EtherCAT测控系统主站及从站的实现方案,主要研究内容包括:
(1)研究了EtherCAT的工作原理、工作性能及其通讯实现上的关键技术,分析了EtherCAT相对于其他现场总线的优势。
(2)给出了EtherCAT测控系统的主站设计,着重介绍了系统主站的功能结构及实现方案。通过分析TwinCAT软件和Beckhoff端子模块提供的ADS接口,提出了一种基于TwinCAT和高级语言编写的工控界面软件的系统主站实现方案。
(3)给出了EtherCAT测控系统的从站设计,分别包括基于从站控制器芯片的实现方式和基于嵌入式PC的实现方式,通过对两种实现方式的研究和分析,比较得出了两种方式的优缺点。
(4)给出了将EtherCAT测控系统应用于同步器试验中的设计方案。在主站方面,设计了基于Delphi开发的工业控制软件和数据分析软件,给出了通过TwinCAT ADS路由实现主站从站之间EtherCAT通讯的具体方法;在从站方面,选用嵌入式PC CX1010作为控制器,并通过TwinCAT软件进行组态和PLC程序编写,实现从站功能。
本论文设计的EtherCAT测控系统,经实践证明可以成功的应用在同步器试验中,基于EtherCAT的同步器试验系统不但满足了通讯速率上的要求,同时也满足了试验实时性、功能性和稳定性上的要求。