基于ARM9的工业以太网EtherCAT从站设计

介绍了EtherCAT的通信原理和相关功能模块,设计了一种基于ARM9的EtherCAT从站,并按照功能模块详细介绍了从站的软、硬件设计。最后提出了一种基于此平台实现两个EtherCAT网段时钟同步的解决方案。     

EtherCAT总线技术在现代电力电子装置中的应用

随着中国智能电网的发展,电力电子技术在电力系统中得到广泛应用。模块化多电平（MMC）拓扑是目前高压、大容量电力电子装置的主要方案之一,传统集中式控制系统框架的缺点日显。通过对EtherCAT总线技术实时性、同步性、灵活性的分析,针对模块化多电平拓扑的一种H桥级联,提出了一种基于EtherCAT技术的分布式控制系统框架。搭建了9模块H桥级联平台,通过实验证明了EtherCAT总线控制系统的优良性能。根据实践经验,概括了许多应用EtherCAT技术的关键点,该分布式控制系统构建同样适用于其他的模块化多电平电力电子装置。     

EtherCAT总线分布式多电机控制研究

针对工业现场多电机控制需求,研究了基于现场总线的多电机控制原理,采用EtherCA工业实时以太网作为现场网络,构建现场与远程测控相结合的多电机控制系统。基于DSP和ESC实现电机控制器与数据采集从站,针对系统中周期性与非周期性控制任务,设计了基于FPGA的嵌入式主站,通过实时操作系统调度控制与采集任务。在系统内,设计授时单元基于DC分布时钟实现网络内从站同步功能,其精度＜1 μs。基于虚拟仪器技术设计配置管理软件,实现了系统运行参数配置,电机控制参数整定及控制效果图形化显示与评估。应用结果表明,该分布式多电机控制系统运行稳定可靠,且实时性好。     

基于触屏控制的遥操作排爆机器人设计

针对传统排爆机器人行走机构的缺陷,设计了一种轮摆履复合的排爆机器人。基于Beckhoff控制器和Elmo驱动器实现了机器人的运动控制系统。通过设计通信系统、图像实时传输系统和虚拟机器人交互系统,实现了机器人的遥操作,并结合各子模块开发了一整套基于触摸屏的控制软件。实验证明该排爆机器人移动性能好,触控软件操作方便,交互性好。     

倍福Beckhoff在步进电机控制中的应用

PLC控制近一千个步进电机时控制规模大、成本高、网络通信复杂,而德国倍福CX1000设备系列适用于中等规模的控制任务,采用该系列设备控制近千个步进电机具有成本低、控制可靠、接线简单、占用空间小、结构紧凑等优点。倍福运动控制器本身集成双Ethernet接口,一个向上连接工业以太网,另一个通过实时的超高速以太网EtherCAT与步进电机驱动器连接构成运动控制网络系统,实现了分控系统与主控系统的通信,且通信可靠,实时性好。     

面向大型工件的拖动示教自动喷涂系统开发

针对国内中小型企业普遍采用人工方式对大型工件进行喷涂作业,产品质量难以保证,且生产环境恶劣,危害工人身体健康这一现状,开发一套可拖动示教的自动喷涂系统。阐述由两台拖动示教机器人和一辆移动架车共同作业的自动喷涂系统的硬件布局和运行方式。基于EtherCAT技术,完成机器人控制系统的硬件平台搭建和软件架构设计,实现机器人的拖动示教和轨迹再现功能。结合机器人的运行特点,实现双机器人与移动架车整体的示教和再现功能,设计系统喷涂示教和自动喷涂的运行流程。根据企业的生产需求,搭建一个针对大型浴缸的自动喷涂系统,并投入车间进行喷涂生产。结果表明:该系统性能可靠,喷涂产品质量良好且品质稳定。     

基于PC的全软件雕铣机数控系统设计及实现

为简化雕铣机数控系统的硬件结构、降低硬件成本、增强可拓展性,基于PC平台提出一种全软件数控系统的设计方案。搭建雕铣机数控平台,构建以Linux+Xenomai双内核实时系统为基础的EtherCAT主站。在Linux域中基于Qt开发数控系统软件,设计UI界面、逻辑处理、运动控制、功能接口等模块;在Xenomai域中基于实时函数库开发硬件驱动程序,设计进程通信模块和定时驱动模块,重点说明采用有限状态机开发的定时驱动模块程序。阐述数控加工工作流程,进行系统性能测试和加工实验。结果表明：该系统实时性强、运行稳定,可满足雕铣机的数控加工要求。     

基于UML的EtherCAT矿井电力监控系统实时性研究

针对矿井电力监控系统中存在的实时性差、可靠性不足的问题,提出了采用以太网控制自动化技术EtherCAT为通信网络,搭建煤矿井下供电系统,并利用统一建模语言UML建立电力监控系统模型。实验室条件下,依据模型搭建系统实验平台,对EtherCAT矿井电力监控系统实时性进行分析。结果表明,系统网络报文传输时延极小,且故障切除实时性高,能够为后续EtherCAT矿井电力监控系统开发提供技术支持。     

EtherCAT从站设计及精确时钟同步技术研究

EtheCAT是一种具有高速性和高实时性的以太网现场总线,是运动控制及工业机器人不可或缺的高速通信手段.为解决对多自由度机器人协调控制等构成的分布系统的同步问题,基于EtherCAT网络拓扑结构,重点分析了DC(distributed clock,分布时钟)同步机制、算法及主从系统间的通信时序,深入研究了主站网卡驱动延时、从站物理位置和数据帧循环周期等几个关键因素对同步性能准确度和精度的影响.通过设计实时驱动网卡程序、完善从站的物理顺序、缩短数据帧的循环周期使之得以改善,并在搭建的ETIl00与STM32F407并行传输数据的EtherCAT从站平台上测试,实验结果证明EtherCAT同步误差能够达到小于15 ns的精度,足以满足高速同步实时需求.     

基于EtherCAT的液晶驱动测试数字化管理技术

液晶屏显示驱动芯片测试环节贯穿在显示驱动芯片的设计、制造与应用的全过程中,是保证芯片品质的重要手段。由于测试系统需要匹配的驱动芯片型号较多,单个型号芯片的测试项以及测试信号数量巨大,若使用人工记录的方式,则测试效率低下,管理成本高昂。有必要针对整个测试系统开发数字化管理技术,利用该技术可以将系统中所有的设备、人员、数据进行数字化管理。为实现数据交换的实时性和高效性,系统采用了工业以太网 EtherCAT技术,实现服务器与设备客户端的紧密工作。经验证表明,通过使用这些技术,能够提高记录测试历史数据的方便性、快捷性、提高系统可扩展性,使得系统只需添加设备客户端或给客户端添加硬件模块并升级系统软件,便可方便的完成系统升级。