ethercat主站协议soe的研究与实现

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1、密级:硕士学位论文EtherCAT主站协议SoE的研究与实现作者姓名：常玉冬指导教师:王超研究员中国科学院沈阳计算技术研究所学位类别:工学硕士学科专业:软件工程培养单位:中国科学院沈阳计算技术研究所2016年4月ResearchandimplementationofEtherCATmasterprotocolSoEByChangYudongADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMa

2、sterofSoftwareEngineeringShenyangInstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences4,2016独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。签名

3、：日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以公布学位论文的全部或部分内容。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：摘要摘要随着计算机技术和微电子技术的发展，数控技术为满足工业生产的需求将朝着运行高速化、加工精密化、控制智能化、功能复合化、通讯网络化的方向发展。为了打破国内数控市场被垄断的局面和满足工业生产的需求，在对国际上先进的数

4、控系统所采用的总线技术做了分析之后我们对传统的数控系统的通信方式进行了改进引入了EtherCAT协议。目前，EtherCAT应用层协议CoE已经应用在高档数控国家工程研究中心开发的高档数控系统GJ400上，经试验验证其性能良好。基于已经在GJ400数控系统上取得的成果，而多种方法实现EtherCAT应用层协又将有利于GJ400数控系统的发展，提高产品的竞争力。基于此本文选择了SoE协议作为研究课题。本文首先根据物理层、数据链路层和应用层这三个层次对EtherCAT协议进行了详细的分析，其次根据EtherCAT协议传输的两大类数据即周期性数据和非周期性数据分别实

5、现了SoE协议的服务通道和过程数据传输功能，SoE协议服务通道的实现借助于EtherCAT数据链路层的邮箱通信，SoE协议的过程数据传输也是调用EtherCAT数据链路层的过程数据通信。最后搭建了主从站测试系统对主站协议SoE进行功能测试、性能测试和电机控制测试，功能测试验证了运行了SoE协议的主从站能正常工作，性能测试验证了SoE协议的时延和主从站通信时的时钟同步性能，电机控制测试验证了主站对电机的控制。通过实验验证了SoE协议的可用性、实时性，为SoE协议可以实际应用到GJ400数控系统之上奠定了基础。【关键词】EtherCAT协议邮箱通信SoE协议SSC

6、状态机IEtherCAT主站协议SoE的研究与实现ABSTRACTWiththedevelopmentofcomputertechnologyandmicroelectronicstechnology,numericalcontroltechnologytomeettheneedsofindustrialproductionwillmovetowardsspeedandprocessingprecision,isintelligent,composite,networkofcommunicationdirectioncontrol.Inordertobreak

7、thedomesticCNCmarketisanoligopolysituationandmeettheneedsofindustrialproduction,andadoptstheinternationaladvancedCNCsystembustechnologyafteranalyzingourcommunicationoftraditionalNCsystemswereimprovedwiththeintroductionoftheEtherCATprotocol.Atpresent,EtherCATapplicationlayerprotocolC

8、oEhasbeenappliedint