本实用新型涉及机电控制技术领域，特别涉及一种EtherCAT总线脉冲输出设备。
背景技术：
EtherCAT(以太网控制自动化技术)相对于传统以太网，在节点数增多，数据量增大，负载很重的情况下传输效率大大提升，使得工业以太网成为一种日趋成熟的现场总线技术，广泛应用于数控机床、机器人关节控制等领域。
在实际应用中，基于EtherCAT总线的控制装置中的EtherCAT主站将控制指令通过各个EtherCAT从站实时发送至驱动器以控制伺服电机/步进电机动作。EtherCAT从站传输控制信号的同步性能对高速、高精度的运动控制来说，是至关重要的。但是，目前的EtherCAT从站装置中的EtherCAT从站没有连通性检测功能，也就无法确保EtherCAT从站传输控制信号的同步性。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中EtherCAT从站没有连通性检测功能，也就无法确保控制装置传输控制信号的同步性的缺陷，提供一种EtherCAT总线脉冲输出设备。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种EtherCAT总线脉冲输出设备，其特点在于，所述EtherCAT总线脉冲输出设备包括FPGA；所述FPGA包括EtherCAT模块、控制模块、脉冲发送模块、断线检测模块、比较器、编码器模块和若干接口；所述比较器包括输入端；
所述脉冲发送模块分别与所述若干接口的第一端和所述控制模块电连接；所述编码器模块分别与所述若干接口的第一端和所述控制模块电连接；所述控制模块还与所述EtherCAT模块电连接；
所述EtherCAT模块用于接收控制指令并发送至所述控制模块；
所述编码器模块用于获取电机的位置信号，并输出位置编码信号至所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制指令和所述位置编码信号生成控制信号并发送至所述脉冲发送模块；
所述脉冲发送模块用于根据所述控制信号生成脉冲信号，并通过所述接口输出所述脉冲信号；
所述断线检测模块用于检测所述接口的第一端的位置信号幅值并发送至所述输入端；
所述比较器用于根据所述脉冲信号幅值和参考脉冲幅值生成比较结果并发送至所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述比较结果生成报警信息。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括：
报警器，与所述控制模块电连接；
所述报警器用于响应所述报警信息。
较佳地，所述报警器为数码显示管。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括：
存储器，与所述控制模块电连接；
所述存储器用于存储所述报警信息。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第一电源，所述第一电源分别与所述EtherCAT模块、所述控制模块、所述脉冲发送模块和所述断线检测模块电连接。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第一过流保护模块；
所述EtherCAT模块、所述控制模块、所述脉冲发送模块和所述断线检测模块分别通过一个第一过流保护模块与所述第一电源电连接。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第二电源，所述第二电源分别与所述若干接口电连接。
较佳地，所述EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第二过流保护模块；
所述若干接口分别通过一个第二过流保护模块与所述第二电源电连接。
较佳地，所述接口的数量为6个。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过FPGA实现了EtherCAT从站的脉冲输出功能，无需外置EtherCAT从站芯片或外挂IP(智能外设)，大大降低了生产成本，简化了架构，提高了可靠性。且本实用新型通过检测EtherCAT从站的断线情况，实现了连通性检测，并可在出现断线情况下生成报警信息以供用户及时定位、排除故障，从而确保各个EtherCAT从站传输控制信号的同步性。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的EtherCAT总线脉冲输出设备的模块示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
如图1所示，本实施例的EtherCAT总线脉冲输出设备包括FPGA1，FPGA1包括EtherCAT模块11、控制模块12、脉冲发送模块13、断线检测模块14、比较器15、编码器模块17和若干接口16，其中EtherCAT模块实现EtherCAT从站的控制指令收发功能，内部包含RJ45接口、脉冲变压器和ESD(静电阻抗器)保护。需要说明的是，接口数量可根据实际需求自行设置，本实施例中设置6个，且6个接口同时兼容绝对式编码器和增量式编码器的数据传输。脉冲发送模块13分别与接口16的第一端和控制模块12电连接；编码器模块17分别与接口16的第一端和控制模块12电连接；控制模块12还与EtherCAT模块11电连接。EtherCAT模11用于接收EtherCAT主站或上一EtherCAT从站发送的控制指令，并将控制指令发送至控制模块12。编码器模块17用于获取驱动器发送的电机的位置信号(该位置信号为差分信号)，编码器模块17还对位置信号进行编码并输出位置编码信号至控制模块12。控制模块12则根据位置编码信号和控制指令生成控制信号，实现闭环控制，从而实现高精度控制，控制模块12还将控制信号发送至脉冲发送模块13。脉冲发送模块13根据控制信号生成脉冲信号，并通过接口16将脉冲信号发送至下一EtherCAT从站或驱动器。驱动器若接收到脉冲信号则驱动伺服电机或步进电机动作。断线检测模块14实时检测接口16的第一端的位置信号幅值并发送至比较器15的输入端，比较器15内部设有参考脉冲幅值Vref，比较器15则根据脉冲信号幅值和参考脉冲幅值生成比较结果实现断线检测，具体的，若位置信号幅值大于等于参考脉冲幅值，说明FPGA无断线情况，比较结果为EtherCAT从站连通性良好；若位置信号幅值小于参考脉冲幅值，说明FPGA有断线情况，比较结果包括定位出现断线的EtherCAT从站。因为位置信号的传输是差分信号(即两根信号线)，且为多对差分信号，因此断线检测模块不但可以检测多对信号，还可以检测到每对信号中的每根信号线，从而实现断线故障定位。比较器15还将比较结果发送至控制模块12，控制模块12则可根据比较结果生成报警信息。
本实施例中EtherCAT总线脉冲输出设备还包括报警器2和存储器3。报警器2和存储器3分别与控制模块12电连接。报警器用于响应报警信息，以及时通知用户尽快定位、排除故障的EtherCAT从站装置，确保各个EtherCAT从站良好的连通性及传输控制信号的同步性。其中，报警器可以但不限于数码显示管。存储器用于存储报警信息，可确保报警信息的历史可追溯性。
本实施例中，EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第一电源4和第二电源5。第一电源4分别与EtherCAT模块11、控制模块12、脉冲发送模块13和断线检测模块14电连接。第一电源输出24V/0.1A电源为EtherCAT模块、控制模块、脉冲发送模块、断线检测模块供电。第二电源输出5V/0.1A电源，通过接口输出至驱动器，为驱动器供电。本实施例中，EtherCAT总线脉冲输出设备还包括第一过流保护模块6和第二过流保护模块7。EtherCAT模块、控制模块、脉冲发送模块和断线检测模块分别通过一个第一过流保护模块与第一电源电连接，当负载(EtherCAT模块、控制模块、脉冲发送模块和断线检测模块)电阻变化时，电流过大，第一过流保护模块切断第一电源与负载的连接，实现过流保护。每个接口分别通过一个第二过流保护模块与第二电源电连接，当负载(驱动器)电阻变化，接口的电流过大，则第二过流保护模块自动切断对驱动器的供电，实现自动过流保护。从而，本实施例的EtherCAT总线脉冲输出设备实用性和可靠性大大提高。
本实施例中，6个接口可设置在两块电路板上，两块电路板通过FPC(柔性电路板)连接器连接，EtherCAT总线脉冲输出设备的其他部件(EtherCAT模块、控制模块、脉冲发送模块、断线检测模块、比较器、报警器、存储器、电源和过流保护)可根据实际需求布置在两块电路板上。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。