一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，包括EtherCAT主站和具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，所述EtherCAT主站与具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间以及各具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间采用EtherCAT现场总线连接。本实用新型可长期处于连续工作状态，能直接采集、传递与监控车间生产信息，有利于企业内部实现网络化信息交互，并具有灵活的网络拓扑结构、简单的系统配置、高速及高有效数据通信等优势，满足了自动化控制领域中车间生产信息实时、高速、高效管理。
【专利说明】一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及网络化生产信息的交互式智能信息终端领域，具体涉及一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内中小型制造企业的数字设备普遍存在多种控制系统并存、实现远程监控与维护困难、信息难以直接连通和集成控制等问题；同时，生产现场信息不能被及时采集、处理和应用，现场控制层不能为企业信息系统直接提供必须的生产现场的信息。这些已成为企业信息化深入发展的瓶颈，造成现场信息的浪费。
实用新型内容
[0003]本实用新型为了克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，包括EtherCAT主站和具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，所述EtherCAT主站与具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间以及各具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间采用EtherCAT现场总线连接。
[0006]所述具有EtherCAT总线接口的信息智能终端包括DSP中央处理器、EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块，所述EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块分别与DSP中央处理器连接。
[0007]所述EtherCAT通讯模块采用EtherCAT从站控制器ETl 100，所述EtherCAT从站控制器ETllOO设有第一以太网数据收发端口和第二以太网数据收发端口，其中第一以太网数据收发端口连接EtherCAT主站输出端或者上一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，第二以太网数据收发端口连接下一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端或EtherCAT主站输入端。
[0008]所述DSP中央处理器采用TMS302F28335芯片，并采用SPI通信模式与EtherCAT通讯模块连接。
[0009]所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元、RFID阅读器信号采集单元和数字量输入采集单元，所述模拟量信号采集单元与DSP中央处理器的ADC单元连接，RFID阅读器信号采集单元采用SCI通信模式与DSP中央处理器连接。
[0010]所述控制模块包括电机控制单元、模拟量输出单元和数字量输出单元，所述电机控制单元分别与DSP中央处理器的ePWM接口和eQEP接口连接，模拟量输出单元与DSP中央处理器的GPIO接口连接。
[0011]本实用新型通过构建分布式工作站点设备信息采集及控制系统，实现站点与站点之间工作任务下发、工作数据上传、远程监控和协同工作等功能。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0013](1)本实用新型采用实时EtherCAT工业以太网进行数据传输，性能优越，具有高速、高效率、高刷新率的特点；EtherCAT技术支持多种设备连接拓扑结构、具有高精度同步的分布时钟，特别适合构建生产车间网络化信息管理与运动控制系统，具有同步精度高、结构简单、冗余性强等优势；
[0014](2)本实用新型除了具有生产设备信息采集、监控，还提供了控制模块，把生产车间工作站点生产设备信息与生产控制信息集成一体。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统的结构示意图；
[0016]图2是图1中具有EtherCAT总线接口的信息智能终端的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0018]实施例
[0019]如图1所示，一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统,包括EtherCAT主站和N个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，所述N≥1，所述EtherCAT主站与具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间以及各具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间采用EtherCAT现场总线连接。
[0020]所述具有EtherCAT总线接口的信息智能终端采集的信息经EtherCAT现场总线传输到EtherCAT主站进行信息处理，EtherCAT主站通过EtherCAT现场总线将控制信息传输到各具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，完成运动控制和辅助控制等功能。
[0021]如图2所示，所述具有EtherCAT总线接口的信息智能终端包括DSP中央处理器、EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块，所述EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块分别与DSP中央处理器连接。
[0022]进一步地,所述EtherCAT通讯模块主要由EtherCAT从站控制器ET1100实现,采用MII接口外接标准以太网物理层器件设计两个数据收发端口，第一以太网数据收发端口和第二以太网数据收发端口，其中，第一以太网数据收发端口连接EtherCAT主站输出或者上一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，第二数据收发端口连接下一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端或者EtherCAT主站输入。
[0023]进一步地，所述DSP中央处理器采用TI新推出的TMS320F28335芯片，所述DSP中央处理器与EtherCAT通讯模块采用SPI通信模式实现数据传输，DSP中央处理器一方面读取EtherCAT从站控制器ET1100的应用数据信息，进行数据解析和实现运动控制以及进行显示，并将处理过的反馈信息发送到EtherCAT从站控制器ET1100双端口存储区，供EtherCAT主站及其他信息智能终端读取。
[0024]进一步地，所述电源模块为DSP中央处理器、EtherCAT通讯模块、数据采集模块、控制模块等提供稳定的电压和功率。
[0025]进一步地，所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元、FRID阅读器信号采集单元、数字量输入采集单元，其中，RFID阅读器信号采集单元扫描电子标签信息并传到DSP中央处理器，模拟量信号采集单元获取外部模拟量输入信号并传到DSP中央处理器。DSP中央处理器将采集信息处理后通过EtherCAT现场总线传输到EtherCAT主站，且通过人机交互模块在线显示。
[0026]进一步地，所述控制模块包括电机控制单元、模拟量输出单元、数字量输出单元，其中，电机控制单元用于实现电机的PWM驱动和光电编码器反馈信号的接收，模拟量输出单元接收DSP中央处理器传来的数据指令，进行数模转换后，输出模拟信号驱动控制外部器件工作，数字量输出单元负责对外部开关、指示灯等辅助信号的控制。
[0027]如图2所示，所述人机交互模块通过SCI接口与DSP中央处理器进行通信，实现在线显示生产信息以及写入工作参数或输入操作命令。
[0028]如图2所示，所述SD卡存储模块通过并行接口与DSP中央处理器进行通信，实现大存储量的生产过程信息的存储与拷贝。
[0029]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统,其特征在于,包括EtherCAT主站和具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，所述EtherCAT主站与具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间以及各具有EtherCAT总线接口的信息智能终端之间采用EtherCAT现场总线连接。
2.根据权利要求1所述的一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，其特征在于，所述具有EtherCAT总线接口的信息智能终端包括DSP中央处理器、EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块，所述EtherCAT通讯模块、电源模块、SD存储模块、人机交互模块、数据采集模块及控制模块分别与DSP中央处理器连接。
3.根据权利要求2所述的一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，其特征在于，所述EtherCAT通讯模块采用EtherCAT从站控制器ETl 100，所述EtherCAT从站控制器ETllOO设有第一以太网数据收发端口和第二以太网数据收发端口，其中第一以太网数据收发端口连接EtherCAT主站输出端或者上一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端，第二以太网数据收发端口连接下一个具有EtherCAT总线接口的信息智能终端或EtherCAT主站输入端。
4.根据权利要求2所述的一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，其特征在于，所述DSP中央处理器采用TMS302F28335芯片，并采用SPI通信模式与EtherCAT通讯模块连接。
5.根据权利要求2所述的一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，其特征在于，所述数据采集模块包括模拟量信号采集单元、RFID阅读器信号采集单元和数字量输入采集单元，所述模拟量信号采集单元与DSP中央处理器的ADC接口连接，RFID阅读器信号采集单元采用SCI通信模式与DSP中央处理器连接。
6.根据权利要求2所述的一种EtherCAT现场总线的信息智能终端系统，其特征在于，所述控制模块包括电机控制单元、模拟量输出单元和数字量输出单元，所述电机控制单元分别与DSP中央处理器的ePWM接口和eQEP接口连接，模拟量输出单元和数字量输出单元分别与DSP中央处理器的GPIO接口连接。
【文档编号】G05B19/418GK203455684SQ201320533794
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】李伟光, 余漳, 容爱琼, 李晓曦, 郭忺, 赖志勇 申请人:华南理工大学