基于ethercat的工业以太网从站控制系统设计

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1、？＊．Ｊ分类号密级ＵＤＣ硕±学位论文基于ＥｔｈｅｒＣＡＴ的工业化太网从站控制系统设计？二＇Ｊ－２：黄科程＇作者姓名；．ｖ．．吗评＾：－＾、＾知苗学科专业：精密化器盈机械；ｗＬ．扣．．．＂学據鲁：２Ｑ１Ｑ１３Ｑ８Ｑ４０１ＱＱ１．．，，棘論＾指导教师：：！刘建新教授完日期：二刪６竿．．＿！．且－．．．．，．＾§；娠：顧：争．西华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

2、外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的巧究成果，也不包含其他＆申请学位或其他巧途使用过的成果一。与我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。若有不实乏处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：杏騎Ｃ指导教师签名；；日期：日期：＼西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可レ乂将本论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检索，可Ｌ乂采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）学位论文作者签如金抑修指导教师签名日期：日期：＼ClassifiedIndex:UDC:XihuaUniversityMasterDegreeDissertationDesignofindustrialEthernetslavecontrolsystembasedonEtherCATCandidate:HuangKechengMajor:PrecisionInstrumentandMechanicsStudentID:21201

4、3080401001Supervisor:Prof.LiuJianxinMay,2016摘要当前，伺服技术迅猛发展，将以太网技术融入伺服运动控制技术中已成为当前的发展趋势。EtherCAT是一种将实时以太网与现场总线相结合的控制方式，具有灵活的拓扑结构、优异的实时性、良好的稳定性和较短的刷新周期等优点，因此适合于构建网络化的伺服控制系统。本文在研究实时工业以太网和伺服驱动系统的基础上，把EtherCAT实时以太网通信应用于伺服驱动控制系统，以Microchip公司的PIC24HJ129GP506为主控芯片，以三菱交流伺服电机为驱动元件的测试原型，对控制系统的从站进行

5、了重点分析和设计，最终实现了基于EtherCAT实时以太网通信的伺服控制系统的搭建。本文的主要工作如下：首先，对于从站的硬件，重点设计了驱动功能板，控制板则采用德国倍福自动化有限公司的FB1111-0141背载式控制器。对于整个从站，实现物理层的芯片采用的是MICREL公司的KS8721；实现数据链路层的芯片则采用的是德国倍福公司的ET1100；实现应用层的芯片采用的是PIC24HJ128GP506。除此之外，本文也研究并设计了伺服系统的接口电路，以及开发板上各种芯片的外围接口电路，最终搭建出能够进行EtherCAT实时以太网通讯的从站。其次，在系统软件设计方面，主

6、要工作包括两个部分的内容。首先，上位机软件采用的是德国倍福公司的工控软件TwinCAT2，通过一系列组态配置，分析并设计了ESI（从站信息描述文件）和从站网络接口程序，实现了主站与从站之间的EtherCAT通信，为后续的应用层控制任务提供了通信功能。其次，在PIC单片机开发环境MPLAPIDE中完成了对从站应用程序的设计，实现了应用层控制任务。最后，在主站与从站软硬件设计的基础上，构建了基于EtherCAT通信技术的伺服系统平台，进行了主站与从站通信实验、伺服电机控制实验，实验结果验证了EtherCAT从站的可行性，为以后进一步研究奠定了基础。关键词：工业以太网；E

7、therCAT；伺服控制系统；ET1100；从站IAbstractAtpresent,therapiddevelopmentofservotechnology,andtheintegrationofEthernettechnologyintotheservomotioncontroltechnologyhavebecomethecurrentdevelopmenttrend.EtherCATisacombinationofrealtimeEthernetandfieldbus,takingtheadvantageofflexibletopology,realti