EtherCAT網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的實時性研究.pdf

1、實時性是控制系統(tǒng)的一個重要技術(shù)指標(biāo)，特別是對于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，因為通信網(wǎng)絡(luò)參與了現(xiàn)場層的控制，對實時性的要求更為嚴(yán)格。目前，工業(yè)以太網(wǎng)相比其他通信網(wǎng)絡(luò)具有更低的成本、更高的通信速率和更好的兼容性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，而EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)相比其他工業(yè)以太網(wǎng)在性能上更為優(yōu)越。因此，以EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)為對象，研究實時性顯得十分必要。因為從站間傳輸延時是整個網(wǎng)絡(luò)通信延時中很重要的一部分且較復(fù)雜，所以對EtherCAT網(wǎng)絡(luò)控制

2、中從站間的傳輸延時進(jìn)行了研究。而在各類控制任務(wù)中，伺服同步運動控制對實時性的要求最高，所以重點研究伺服系統(tǒng)中的實時性，主要研究伺服軸數(shù)對通信延時的影響。
　　首先，分析各類控制任務(wù)對實時性的要求，得出伺服同步運動控制對實時性的要求最高。介紹典型工業(yè)實時以太網(wǎng)技術(shù)，對比分析各類工業(yè)以太網(wǎng)的性能，說明EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)越性，分析EtherCAT技術(shù)。
　　其次，根據(jù)EtherCAT從站物理層接口的兩種類型—MII和E

3、BUS，按照數(shù)據(jù)幀傳遞的往返兩個方向，提出將從站間的傳輸延時分為八類，分析各類傳輸延時的組成部分，研究出理論計算方法。
　　然后，分析伺服運動控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，得出實時性要求，即采用集中式結(jié)構(gòu)時，整個網(wǎng)絡(luò)的通信延時必須小于位置環(huán)的周期。分析通信延時由數(shù)據(jù)幀形成所需時間、主站接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀延時時間、從站節(jié)點延時、電纜延時四部分組成，研究各部分延時的理論計算方法。同時，針對企業(yè)實際項目的要求，估算出在滿足實時性要求的情況下最多配置