基于EtherCAT的主站軟件系統(tǒng)設計及CANopen應用研究.pdf

1、傳統(tǒng)的工業(yè)控制網絡是性能為毫秒級，而EtherCAT的性能可以達到微妙級，因此對EtherCAT的研究對工業(yè)控制網絡的性能會有很大的提升意義，與此同時由于CANopen具有良好的應用在伺服驅動的特點并且又有很好的可移植性，對CANopen應用層協(xié)議進行簡單的裁剪就可以將傳統(tǒng)的CANopen產品搭載的EtherCAT上，這樣可以將原來的CAN總線上的產品的性能由毫秒級直接提升到微妙級而且并沒有增加成本，由此可見在EtherCAT上實現的C

2、ANopen產品一定會具有十分強勁的競爭力。
　　本文根據EtherCAT的原理并采用了直線型、直接連接的主從站連接方式對EtherCAT系統(tǒng)進行了搭建，主站使用嵌入式處理器、網卡DM9000，從站選擇了ET110做為協(xié)議芯片，主站選擇周期性模式，從站選擇自由模式。在主從站通信方式方面本文為主從站選擇了邏輯尋址的通信方式。
　　在設計好的硬件系統(tǒng)的基礎上，本文首先從安全性、高效性兩方面考量分層次設計主站的隊列機制、冗余模式、

3、接收數據緩存機制、底層收包機制，并將這些通信機制進行綜合，實現了一個安全、有效的主站軟件系統(tǒng)。在已經設計好的主站軟硬件系統(tǒng)的基礎上，本章對主站的性能進行了分層次測試和優(yōu)化，最后將主站的收發(fā)時間從初始的2713us優(yōu)化到374us，將主站的接收時間從初始的370us優(yōu)化到117us，本文在第三章中也解釋了在測試過程中存在的疑問，如為何雙網卡發(fā)送數據時間比單網卡長，在熱插拔情況下為何接收時間延長等。
　　在COE對象字典中通信數據對象

4、是對象字典的核心部分，這部分即包含與CANopen完全兼容的部分，同時也包含專門針對EtherCAT的補充部分。本文提出了CANopen在EtherCAT的裁剪方式，并在從站方面創(chuàng)造性的設計了對象字典實現方法和相關操作指令，而對象字典中的每個索引就是數組中的元素，同時本文通過調用對象字典的相關操作指令進而設計了實現SDO服務的基本框架，最終實現了標準CANopen協(xié)議中上傳下載服務功能，這也就為CANopen產品應用在EtherCAT上