ethercat网络化数据采集系统的构建与研究

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1、IIlIHIIHIIIIlllllfllHillIIIHIHlY2416150。。。。。。‘‘‘。。。‘。。。’——大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：盈豳幽丝幺盘丝锺至幽盘随作者签名：主缝日期：剑!年—L月L日大连理工大学硕士学位论文摘要海

2、洋工程模型试验中，各种测量仪器的输出数据需要进行远程实时传送来满足实验数据的采集要求。课题在对现代数据采集技术研究的基础上，将分立的测量仪器接入网络，构建了基于EtherCAT的网络化数据采集系统。在课题设计过程中，采用了分层架构体系模式，整个数据采集系统由监控层、通信层和设备层三部分组成。监控层由一台装有标准网卡的PC机组成，监控软件实现对整个系统的统一管理及数据的处理；通信层起到承上启下的作用，一方面作为EtherCAT从站与监控层PC进行EtherCAT网络通信，另一方面通过相应接口获取来自设备层的过程数据；设备层的传感器和检测设备直接接触物理环境，完成对浪高、流速、压力

3、、运动六自由度和功率等各种参数的实时测量，并将测量结果上传至通信层。本文首先对EtherCAT的通信原理和架构进行阐述，并在此基础上提出网络化数据采集系统的整体设计方案和各子层技术难点的解决方案；然后详细介绍从站的硬件电路设计和逻辑控制器(STM32和FPGA)的程序设计，以及主站系统的应用控制程序和EtherCAT主站通信程序的相关设计；最后搭建了整个网络化数据采集系统，并对系统的EtherCAT总线通信性能、从站性能及系统的同步性分别进行测试。实验表明，课题中设计的网络化数据采集系统完全满足模型试验的要求，取得了较为理想的效果。关键词：海洋模型试验；EtherCAT网络；数

4、据采集系统；实时测量；同步控制EtherCAT网络化数据采集系统的构建研究TheStudyonDataAcquisitionSystemBasedonEtherCATNetworkAbstractIntheoceanengineeringmodelexperiment，variousmeasuringinstrumentsrequesttransmittingreal-timedatatomeettherequirementsoftheexperimentaldatacollection．Basedontheexistingdataacquisitiontechnology，t

5、hediscretemeasuringinstrmnentsareconnectedandadataacquisitionsystembasedonEtllerCATnetworkisbuiltinthepaper．ThedataacquisitionsystembasedonEtherCATemploysthehierarchicalarchitectureandtheentiredataacquisitionsystemiscomposedofthemonitoringlayer，thecommunicationlayerandthedevicelayer．Themonit

6、oringlayerwhichconsistSofaPCwithastandardnetworkcardachievesthemanagementoftheentiresystemandthedataprocessing．1mecommunicationlayerplaysaconnectingroleinwholesystem；firstly．itcarriesoutthereal—timecommunicationbetweenPCandtheEtherCATslave，andthengetsthedatafromthedevicelayerthroughthecorres

7、pondinginterface．111esensoranddetectionequipmentsofthedevicelayerwhichcontacttherealph)rsicalenvironmenttocompletethereal-timemeasurementofvariousparameterssuchasthewaveheight，flowrate，pressure，sixdegreesoffreedommotionparametersandpower．Thenthemea