专利名称：一种基于EtherCAT网络的交流伺服控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于KherCAT网络的交流伺服控制系统。
背景技术：
上传统交流伺服控制系统一般包括多个交流伺服电机，与交流伺服电机一一对应的伺服驱动器以及现场总线。然而，由于现场总线已售出组件的数目非常少，因此控制系统和现场设备的综合成本相当高，其中布线成本尤为显著。信号粒度方面的灵活性向来都是通过运行从属子网的模块化现场设备来实现的。这种子网增加了系统整体的复杂性，并在实时性和周期时间等方面存在明显不足。因此，传统的CAN现场总线系统正日趋成为控制系统性能发展的“瓶颈”。而实时工业以太网技术(EtherCAT, Ethernet for Control Automation Technology)具有网络拓扑结构灵活，系统配置简单，高速、高有效数据通信率的优势，因此存在将EtherCAT技术应用于交流伺服控制系统的契机。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例目的在于提供一种基于EtherCAT网络的交流伺服控制系统。为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案一种基于KherCAT网络的交流伺服控制系统，包括支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成网段，并且所述主站位于网段的一端；支持EtherCAT协议的伺服驱动器和交流伺服电机；其中，每一从站对应一伺服驱动器和一交流伺服电机，三者相串联。优选的，所述主站上安装有支持KherCAT协议的以太网卡。优选的，所述从站包括控制底板，安装于所述控制底板上的处理器，以及与所述处理器相连接的、支持EtherCAT协议的通信卡，所述通信卡通过EtherCAT接口与主站以及伺服驱动器相连接。优选的，所述交流伺服电机上设置有支持EtherCAT协议的控制器。由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，上述系统中各组成部分均可支持 EtherCAT协议，从而实现基于KherCAT的伺服控制。使上述系统具有网络拓扑结构灵活， 系统配置简单，高速、高有效数据通信率的优势。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例所提供的基于KherCAT网络的交流伺服控制系统结构示意图；图2为为本实用新型实施例所提供的基于EtherCAT网络的交流伺服控制系统的
另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。传统交流伺服控制系统一般包括多个交流伺服电机，与交流伺服电机一一对应的伺服驱动器以及现场总线。然而，由于现场总线已售出组件的数目非常少，因此控制系统和现场设备的综合成本相当高，其中布线成本尤为显著。信号粒度方面的灵活性向来都是通过运行从属子网的模块化现场设备来实现的。这种子网增加了系统整体的复杂性，并在实时性和周期时间等方面存在明显不足。因此，传统的CAN现场总线系统正日趋成为控制系统性能发展的“瓶颈”。而实时工业以太网技术(EtherCAT, Ethernet for Control Automation Technology)具有网络拓扑结构灵活，系统配置简单，高速、高有效数据通信率的优势，因此存在将EtherCAT技术应用于交流伺服控制系统的契机。有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于实时工业以太网技术KherCAT网络的交流伺服控制系统，参见图1，包括支持EtherCAT协议的主站1和多个从站2，所述主站1和多个从站2相串联组成网段，并且所述主站1位于网段的一端；支持KherCAT协议的伺服驱动器3和交流伺服电机4 ；其中，每一从站2对应一伺服驱动器3和一交流伺服电机4，三者相串联。上述多个交流伺服电机4与被驱动机构5相连接。现对上述技术方案的技术实现予以介绍Ethercat以标准以太网技术为基础，在MAC(媒体访问层)增加了一个确定性调度的软件层，该软件层实现了通信周期内的Khercat数据帧的传输。Khercat数据帧采用标准的IEEE802-3以太网帧，在标准以太网帧结构中使用了一个特殊的以太网帧类型 0x88A4，采用这种方式可以使控制命令、状态信息等数据直接写入Khercat数据帧内，并且可以与遵守其它协议的以太网帧在同一网络中并行。一个Khercat数据帧中可以包含若干个Khercat子报文。当Khercat数据帧通过每一个设备(包括底层端子设备)时，从站2读取对于该设备十分重要的数据，并可在Khercat数据帧过时插入子报文。在Khercat数据帧被传递(仅被延迟几位)过去的时候，从站2会识别出相关命令，并进行处理。此过程是在从站 2中通过硬件实现的，因此与协议堆栈软件的实时运行系统或处理器性能无关。网段中的最后一个从站2将经过充分处理的报文返回，这样该报文就作为一个响应报文由第一个从站2返回到主站1。可见，由于KherCAT实时工业以太网技术，具有网络拓扑结构灵活，系统配置简单，高速、高有效数据通信率的优势，因此本实施例中的交流伺服控制系统在灵活性、快速性和控制精度上也随之具有优势，同时可降低对现场总线使用，降低成本。优选的，上述主站1上安装有支持KherCAT协议的以太网卡。优选的，上述从站2包括控制底板，安装于所述控制底板上的处理器，以及与所述处理器相连接的、支持EtherCAT协议的通信卡，所述通信卡通过EtherCAT接口与主站以及伺服驱动器相连接。其中，参见图2，从站控制底板采用TMS320F2812芯片作为处理器，而通信卡使用了 ETllOO控制器21以直接在硬件中处理EtherCAT协议。优选的，上述交流伺服电机上设置有支持EtherCAT协议的控制器，该控制器可以直接连接到KherCAT网段中。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种基于KherCAT网络的交流伺服控制系统，其特征在于，包括支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成网段，并且所述主站位于网段的一端；支持EtherCAT协议的伺服驱动器和交流伺服电机；其中，每一从站对应一伺服驱动器和一交流伺服电机，三者相串联。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主站上安装有支持KherCAT协议的以太网卡。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述从站包括控制底板，安装于所述控制底板上的处理器，以及与所述处理器相连接的、支持EtherCAT协议的通信卡，所述通信卡通过EtherCAT接口与主站以及伺服驱动器相连接。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述交流伺服电机上设置有支持EtherCAT 协议的控制器。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种基于EtherCAT网络的交流伺服控制系统，包括支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成网段，并且所述主站位于网段的一端；支持EtherCAT协议的伺服驱动器和交流伺服电机；其中，每一从站对应一伺服驱动器和一交流伺服电机，三者相串联。由以上本实用新型实施例提供的技术方案可见，上述系统中各组成部分均可支持EtherCAT协议，从而实现基于EtherCAT的伺服控制。使上述系统具有网络拓扑结构灵活，系统配置简单，高速、高有效数据通信率的优势。
文档编号H02P5/74GK201966855SQ20102067641
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者施大发 申请人:施大发