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[工业互联-17]:常见EtherCAT主站与完结办法
文火冰糖的硅基工坊
已于 2023-07-08 17:15:54 修正
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于 2023-07-08 11:31:16 初次发布
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第1章 EtherCAT入门
1.1 简介
1.2 EtherCAT通讯架构
第2章 EtherCAT主站计划
2.1 计划概述
2.2 主站装备进程
2.3 EtherCAT主站软件
第3章 Windows操作体系支撑EtherCAT的根本进程
第4章 常见主站软件介绍:TwinCAT
4.1 简介
4.2 软件架构
4.3 运用程序架构
第5章 SOEM
5.1 简介
5.2 SOEM创立EtherCAT主站
5.3 QT增加SOEM主站
第1章 EtherCAT入门
1.1 简介
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种实时以太网通讯协议,用于工业自动化和操控体系中完结高功用、实时数据传输和操控。它是由EtherCAT技能安排(ETG)开发和标准化的。
EtherCAT依据以太网物理层和数据链路层,但运用了一种特别的通讯办法,称为"Processing on the Fly"。这种办法使得数据帧能够在经过从站设备时进行实时处理,而不需求彻底接纳整个数据帧。这样,数据传输和操控能够完结高功率和低推迟。
EtherCAT通讯选用主从架构,其间一个主站设备担任整个EtherCAT网络的办理和操控,而从站设备则担任在数据环网上传递数据。
主站设备可所以核算机、工控机、PLC等,
而从站设备可所以传感器、履行器、驱动器等。
EtherCAT具有以下特色:
实时功用:EtherCAT经过在数据环网上逐站处理数据,完结了高速和低推迟的数据传输。这使得它十分适用于对实时性要求较高的运用,如运动操控、机器视觉等。 灵敏性:EtherCAT网络能够支撑从几个节点到数千个节点的衔接,一起支撑多种网络拓扑结构,如星型、总线型、环形等。这使得它能够习惯不同规划和杂乱度的工业体系。 高带宽运用率:EtherCAT能够运用以太网的高带宽特性,一起在同一物理介质上传输操控数据和其他运用数据,然后进步带宽运用功率。 易于集成:EtherCAT依据以太网标准,运用标准的以太网物理层和数据链路层。这使得它能够与其他以太网设备和网络互操作,而且易于与现有以太网根底设施集成。
EtherCAT现已在工业自动化和操控范畴得到广泛运用,包含机械设备、工厂自动化、进程操控等各种运用场景。它供给高效的实时通讯和操控才能,协助提高工业体系的功用、灵敏性和可扩展性。
(300条音讯) [工业互联-12]:干流的工业以太网技能简介(PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUS TCP、CC-LINK IE)_文火冰糖的硅基工坊的博客-CSDN博客
1.2 EtherCAT通讯架构
EtherCAT通讯架构依据主从架构,其间一个主站设备操控整个EtherCAT网络,而多个从站设备担任在数据环网上传递数据。以下是EtherCAT通讯架构的首要组成部分:
主站(Master):主站是EtherCAT网络的操控中心,担任和谐整个网络的数据传输和操控。主站可所以核算机、工控机、PLC等设备,它经过EtherCAT接口衔接到EtherCAT网络。主站发送和接纳数据帧,并处理从站设备的数据。 从站(Slave):从站是在EtherCAT网络中扮演被迫人物的设备。从站可所以各种不同类型的设备,如传感器、履行器、驱动器等。每个从站设备都有一个仅有的设备地址,经过EtherCAT通讯以实时办法与主站交流数据。 数据环网(Data Ring):数据环网是衔接主站和从站的物理通讯介质,一般是双绞线、光纤或其他以太网标准支撑的物理介质。这个环网形成了一个环形或星型网络拓扑结构,能够支撑多个从站设备衔接到同一个环网上。 EtherCAT Slave Controller(ESC):每个从站设备上都有一个EtherCAT Slave Controller,担任实时处理和转发从站数据。它的作用是解析EtherCAT数据帧、履行数据处理和操控算法,并将数据传递到下一个从站或主站。 EtherCAT数据帧(Frame):EtherCAT数据帧是在数据环网上传输的通讯单位,它包含操控指令、数据和状况信息。在一个周期内,主站从流经数据环网的每个从站设备上读取和写入数据。
EtherCAT的通讯进程十分快速和高效。主站发送一个带有特别操控字段的数据帧,该数据帧在数据环网上循环传输。每个从站设备经过处理数据帧中的操控指令,并在帧传输周期内完结数据读取和写入操作。数据帧的循环传输保证了实时性和低推迟的数据传输。
经过这种主从架构和实时数据传输办法,EtherCAT能够完结高功用的工业操控和自动化运用,适用于需求实时性、快速响应和高带宽的工业环境。
第2章 EtherCAT主站计划
2.1 计划概述
完结EtherCAT主站(Master)功用的计划有多种挑选,取决于具体需求和体系架构。
以下是一些常见的EtherCAT主站计划:
PC-based软件主站:运用一台PC或工控机作为EtherCAT主站,经过装置恰当的EtherCAT主站软件,如Beckhoff的TwinCAT或KINGSTAR的EtherCAT Master等,来完结EtherCAT通讯和操控功用。这种计划适用于需求灵敏性和可编程性的运用,适用于实时数据收集与处理。 PLC作为主站:许多干流PLC供货商供给了集成EtherCAT主站功用的PLC设备。这些PLC设备具有专用的EtherCAT接口,能够直接与EtherCAT网络衔接。PLC作为主站具有实时性、牢靠性和易于集成的特色,适用于以实时操控为主方针的工业操控和自动化体系,用于PLC操控从站设备。 封装主站模块:一些厂商供给了专用的EtherCAT主站模块,能够作为独立的硬件设备,经过串行通讯接口(如串口、以太网接口等)衔接到主控设备(如PC、PLC等)。这些模块一般供给了高功用的EtherCAT通讯功用,能够方便地集成到现有的体系中。
不管挑选哪种计划,完结EtherCAT主站功用的关键是:运用相应的EtherCAT主站软件或硬件模块,并遵从EtherCAT通讯协议。该主站软件或硬件模块将供给EtherCAT数据交流和协议处理的功用,使主站能够与从站设备进行通讯和操控。
2.2 主站装备进程
在装备EtherCAT主站时,需求进行以下进程:
设置通讯参数:装备主站与EtherCAT网络衔接的物理接口和通讯参数,如波特率、网络拓扑结构等。 扫描并辨认从站:经过主站软件或装备东西,进行EtherCAT网络的扫描和从站设备的辨认。经过辨认从站设备,为每个从站分配仅有的设备地址。 装备从站通讯和数据:为每个从站装备通讯参数和数据映射。这包含界说数据方针、数据类型、数据采样频率等。 开发运用程序:运用主站软件或编程环境,编写运用程序以完结与从站设备的数据交流、数据处理和操控操作。
需求留意的是,完结EtherCAT主站功用需求遵从EtherCAT通讯协议标准,并运用与从站设备兼容的主站软件或硬件模块。在挑选和装备EtherCAT主站计划时,应依据具体需求、开发渠道和供货商支撑来进行评价和挑选。
2.3 EtherCAT主站软件
有多个供货商供给了EtherCAT主站软件,以下是几个常用的EtherCAT主站软件:
TwinCAT(Beckhoff):TwinCAT是Beckhoff供给的一款强壮的EtherCAT主站软件。它是一个全面的自动化操控软件的开发渠道,集成了PLC、运动操控、HMI和数据收集等功用。TwinCAT具有丰厚的开发东西和库,可用于开发杂乱的EtherCAT操控体系。 KINGSTAR EtherCAT Master(IntervalZero):KINGSTAR EtherCAT Master是IntervalZero公司供给的一种软件EtherCAT主站处理计划。它供给了实时以太网通讯和操控功用,可与多个EtherCAT从站设备进行通讯。KINGSTAR EtherCAT Master能够与Windows上的实时软件合作运用。 SoftMotion for EtherCAT(National Instruments):National Instruments供给了SoftMotion for EtherCAT软件,它是NI实时操控渠道LabVIEW和CompactRIO的一部分。SoftMotion for EtherCAT具有强壮的运动操控才能,可用于快速开发和布置EtherCAT操控体系。 CODESYS EtherCAT Master:CODESYS是一款广泛运用的可编程操控器开发环境,CODESYS EtherCAT Master是其供给的EtherCAT主站功用模块。它答应开发人员运用CODESYS进行EtherCAT通讯和操控运用的开发,一起具有很好的可扩展性和灵敏性。 SOEM(Simple Open EtherCAT Master)是一个开源的EtherCAT主站完结,由EtherLab项目开发并保护。它供给了一个简略、灵敏和可移植的EtherCAT主站处理计划,适用于嵌入式体系和实时操控运用。
这些EtherCAT主站软件供给了丰厚的功用和开发东西,能够满意各种杂乱操控体系的需求。挑选适宜的软件取决于具体运用需求、开发渠道和供货商支撑。在挑选软件之前,主张评价软件功用、易用性、功用和支撑等要素,并依据实践事例进行验证。
第3章 Windows操作体系支撑EtherCAT的根本进程
Windows操作体系能够经过相应的驱动程序和软件支撑EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)。
EtherCAT是一种实时以太网通讯协议,广泛用于工业自动化范畴。
它运用依据以太网的通讯办法,经过传输以太网数据帧的办法来完结实时数据传输和操控。
要在Windows上完结EtherCAT支撑,能够采纳以下进程:
装置EtherCAT从设备驱动程序:首要,需求装置适用于Windows的EtherCAT驱动程序。这些驱动程序一般由EtherCAT硬件供货商供给,可用于与硬件EtherCAT从设备进行通讯,完结etherCAT通讯协议。 运用EtherCAT主站软件:在Windows上装置和装备EtherCAT主站软件,例如TwinCAT、EtherCAT Master等。这些软件答运用户装备和办理EtherCAT网络、从设备和通讯参数。EtherCAT主站软件经过EtherCAT从设备驱动程序与从设备进行通讯!!! EtherCAT从设备装备:经过EtherCAT主站软件,用户能够进行EtherCAT设备的装备。这包含增加设备、界说设备通讯地址和参数等。 开发运用程序:运用Windows下的编程言语和东西(如C/C++、C#等),开发运用程序以与EtherCAT设备进行通讯。一般,EtherCAT的开发包和API能够供给给开发人员,以简化EtherCAT通讯的编程。 数据传输和操控:经过编写运用程序,能够运用EtherCAT协议进行数据传输和操控。运用程序能够运用EtherCAT主站软件供给的API或驱动程序所供给的API,与EtherCAT设备进行实时通讯。
需求留意的是,EtherCAT的支撑和集成或许因硬件、操作体系版别和软件东西等要素而有所差异。在进行EtherCAT的集成和开发时,主张参阅相关硬件和软件供货商供给的文档和攻略,以保证正确装备和操作EtherCAT网络和设备。
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[工业互联-17]:常见EtherCAT主站与完结办法
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种实时以太网通讯协议,用于工业自动化和操控体系中完结高功用、实时数据传输和操控。它是由EtherCAT技能安排(ETG)开发和标准化的。EtherCAT依据以太网物理层和数据链路层,但运用了一种特别的通讯办法,称为"Processing on the Fly"。这种办法使得数据帧能够在经过从站设备时进行实时处理,而不需求彻底接纳整个数据帧。这样,数据传输和操控能够完结高功率和低推迟。
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EtherCAT是一种高功用的实时以太网通讯协议,而STM32是意法半导体(STMicroelectronics)公司推出的一种32位微操控器。二者结合起来能够完结EtherCAT主站的功用。
EtherCAT主站是一个操控硬件设备的节点,担任与EtherCAT从站进行通讯。在EtherCAT网络中,主站担任发送操控指令和接纳从站回来的数据。STM32作为一个强壮的微操控器芯片,具有丰厚的外设和高功用的核算才能,十分适宜用来完结EtherCAT主站的功用。
为了完结EtherCAT主站,运用STM32芯片需求进行以下进程:
第一步是在STM32芯片上运转EtherCAT主站的软件。能够运用ST公司供给的HAL库或许第三方开发环境,例如Code Composer Studio或IAR Embedded Workbench等。这些东西能够协助咱们开宣布适用于EtherCAT主站的软件。
第二步是装备STM32的GPIO引脚和时钟,以使其能够与EtherCAT通讯。依据EtherCAT的要求,咱们需求将一些引脚分配为发送和接纳数据、时钟同步和硬件中止等功用。
第三步是设置STM32的网络接口,以便与EtherCAT网络衔接。这或许包含引进一些PHY芯片或其他外设来支撑以太网通讯。
第四步是开发EtherCAT主站的功用代码。这包含处理接纳到的从站数据、发送操控指令、处理同步时钟等。经过合理规划代码,咱们能够完结实时性和牢靠性要求。
第五步是进行调试和测验。咱们需求验证EtherCAT主站的功用是否正常作业,是否能够与其他从站进行通讯。
总归,运用STM32芯片作为EtherCAT主站的操控器能够用来完结高功用和实时性操控的需求。经过适宜的软件开发和硬件装备,咱们能够充分发挥STM32芯片的优势,完结一个牢靠和高效的EtherCAT主站。
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