專利名稱：一種基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于KherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
上傳統(tǒng)交流伺服控制系統(tǒng)一般包括多個交流伺服電機，與交流伺服電機一一對應(yīng)的伺服驅(qū)動器以及現(xiàn)場總線。然而，由于現(xiàn)場總線已售出組件的數(shù)目非常少，因此控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備的綜合成本相當高，其中布線成本尤為顯著。信號粒度方面的靈活性向來都是通過運行從屬子網(wǎng)的模塊化現(xiàn)場設(shè)備來實現(xiàn)的。這種子網(wǎng)增加了系統(tǒng)整體的復(fù)雜性，并在實時性和周期時間等方面存在明顯不足。因此，傳統(tǒng)的CAN現(xiàn)場總線系統(tǒng)正日趨成為控制系統(tǒng)性能發(fā)展的“瓶頸”。而實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)(EtherCAT, Ethernet for Control Automation Technology)具有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活，系統(tǒng)配置簡單，高速、高有效數(shù)據(jù)通信率的優(yōu)勢，因此存在將EtherCAT技術(shù)應(yīng)用于交流伺服控制系統(tǒng)的契機。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型實施例目的在于提供一種基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供如下技術(shù)方案一種基于KherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)，包括支持EtherCAT協(xié)議的主站和多個從站，所述主站和多個從站相串聯(lián)組成網(wǎng)段，并且所述主站位于網(wǎng)段的一端；支持EtherCAT協(xié)議的伺服驅(qū)動器和交流伺服電機；其中，每一從站對應(yīng)一伺服驅(qū)動器和一交流伺服電機，三者相串聯(lián)。優(yōu)選的，所述主站上安裝有支持KherCAT協(xié)議的以太網(wǎng)卡。優(yōu)選的，所述從站包括控制底板，安裝于所述控制底板上的處理器，以及與所述處理器相連接的、支持EtherCAT協(xié)議的通信卡，所述通信卡通過EtherCAT接口與主站以及伺服驅(qū)動器相連接。優(yōu)選的，所述交流伺服電機上設(shè)置有支持EtherCAT協(xié)議的控制器。由以上本實用新型實施例提供的技術(shù)方案可見，上述系統(tǒng)中各組成部分均可支持 EtherCAT協(xié)議，從而實現(xiàn)基于KherCAT的伺服控制。使上述系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活， 系統(tǒng)配置簡單，高速、高有效數(shù)據(jù)通信率的優(yōu)勢。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例所提供的基于KherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為為本實用新型實施例所提供的基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)的
另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。傳統(tǒng)交流伺服控制系統(tǒng)一般包括多個交流伺服電機，與交流伺服電機一一對應(yīng)的伺服驅(qū)動器以及現(xiàn)場總線。然而，由于現(xiàn)場總線已售出組件的數(shù)目非常少，因此控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備的綜合成本相當高，其中布線成本尤為顯著。信號粒度方面的靈活性向來都是通過運行從屬子網(wǎng)的模塊化現(xiàn)場設(shè)備來實現(xiàn)的。這種子網(wǎng)增加了系統(tǒng)整體的復(fù)雜性，并在實時性和周期時間等方面存在明顯不足。因此，傳統(tǒng)的CAN現(xiàn)場總線系統(tǒng)正日趨成為控制系統(tǒng)性能發(fā)展的“瓶頸”。而實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)(EtherCAT, Ethernet for Control Automation Technology)具有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活，系統(tǒng)配置簡單，高速、高有效數(shù)據(jù)通信率的優(yōu)勢，因此存在將EtherCAT技術(shù)應(yīng)用于交流伺服控制系統(tǒng)的契機。有鑒于此，本實用新型實施例提供一種基于實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)KherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)，參見圖1，包括支持EtherCAT協(xié)議的主站1和多個從站2，所述主站1和多個從站2相串聯(lián)組成網(wǎng)段，并且所述主站1位于網(wǎng)段的一端；支持KherCAT協(xié)議的伺服驅(qū)動器3和交流伺服電機4 ；其中，每一從站2對應(yīng)一伺服驅(qū)動器3和一交流伺服電機4，三者相串聯(lián)。上述多個交流伺服電機4與被驅(qū)動機構(gòu)5相連接?，F(xiàn)對上述技術(shù)方案的技術(shù)實現(xiàn)予以介紹Ethercat以標準以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，在MAC(媒體訪問層)增加了一個確定性調(diào)度的軟件層，該軟件層實現(xiàn)了通信周期內(nèi)的Khercat數(shù)據(jù)幀的傳輸。Khercat數(shù)據(jù)幀采用標準的IEEE802-3以太網(wǎng)幀，在標準以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)中使用了一個特殊的以太網(wǎng)幀類型 0x88A4，采用這種方式可以使控制命令、狀態(tài)信息等數(shù)據(jù)直接寫入Khercat數(shù)據(jù)幀內(nèi)，并且可以與遵守其它協(xié)議的以太網(wǎng)幀在同一網(wǎng)絡(luò)中并行。一個Khercat數(shù)據(jù)幀中可以包含若干個Khercat子報文。當Khercat數(shù)據(jù)幀通過每一個設(shè)備(包括底層端子設(shè)備)時，從站2讀取對于該設(shè)備十分重要的數(shù)據(jù)，并可在Khercat數(shù)據(jù)幀過時插入子報文。在Khercat數(shù)據(jù)幀被傳遞(僅被延遲幾位)過去的時候，從站2會識別出相關(guān)命令，并進行處理。此過程是在從站 2中通過硬件實現(xiàn)的，因此與協(xié)議堆棧軟件的實時運行系統(tǒng)或處理器性能無關(guān)。網(wǎng)段中的最后一個從站2將經(jīng)過充分處理的報文返回，這樣該報文就作為一個響應(yīng)報文由第一個從站2返回到主站1?？梢姡捎贙herCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活，系統(tǒng)配置簡單，高速、高有效數(shù)據(jù)通信率的優(yōu)勢，因此本實施例中的交流伺服控制系統(tǒng)在靈活性、快速性和控制精度上也隨之具有優(yōu)勢，同時可降低對現(xiàn)場總線使用，降低成本。優(yōu)選的，上述主站1上安裝有支持KherCAT協(xié)議的以太網(wǎng)卡。優(yōu)選的，上述從站2包括控制底板，安裝于所述控制底板上的處理器，以及與所述處理器相連接的、支持EtherCAT協(xié)議的通信卡，所述通信卡通過EtherCAT接口與主站以及伺服驅(qū)動器相連接。其中，參見圖2，從站控制底板采用TMS320F2812芯片作為處理器，而通信卡使用了 ETllOO控制器21以直接在硬件中處理EtherCAT協(xié)議。優(yōu)選的，上述交流伺服電機上設(shè)置有支持EtherCAT協(xié)議的控制器，該控制器可以直接連接到KherCAT網(wǎng)段中。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于KherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，包括支持EtherCAT協(xié)議的主站和多個從站，所述主站和多個從站相串聯(lián)組成網(wǎng)段，并且所述主站位于網(wǎng)段的一端；支持EtherCAT協(xié)議的伺服驅(qū)動器和交流伺服電機；其中，每一從站對應(yīng)一伺服驅(qū)動器和一交流伺服電機，三者相串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主站上安裝有支持KherCAT協(xié)議的以太網(wǎng)卡。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述從站包括控制底板，安裝于所述控制底板上的處理器，以及與所述處理器相連接的、支持EtherCAT協(xié)議的通信卡，所述通信卡通過EtherCAT接口與主站以及伺服驅(qū)動器相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述交流伺服電機上設(shè)置有支持EtherCAT 協(xié)議的控制器。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的交流伺服控制系統(tǒng)，包括支持EtherCAT協(xié)議的主站和多個從站，所述主站和多個從站相串聯(lián)組成網(wǎng)段，并且所述主站位于網(wǎng)段的一端；支持EtherCAT協(xié)議的伺服驅(qū)動器和交流伺服電機；其中，每一從站對應(yīng)一伺服驅(qū)動器和一交流伺服電機，三者相串聯(lián)。由以上本實用新型實施例提供的技術(shù)方案可見，上述系統(tǒng)中各組成部分均可支持EtherCAT協(xié)議，從而實現(xiàn)基于EtherCAT的伺服控制。使上述系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)靈活，系統(tǒng)配置簡單，高速、高有效數(shù)據(jù)通信率的優(yōu)勢。
文檔編號H02P5/74GK201966855SQ20102067641
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者施大發(fā) 申請人:施大發(fā)