一种使用EtherCAT总线应用入门更简单的方法与流程

一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法
技术领域
1.本发明涉及使用ethercat总线技术领域，具体为一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法。


背景技术：

2.ethercat是以以太网为基础的现场总线系统，可以广泛得运用在自动化应用中，如：自动化设备和i/o系统等。特别是在典型的运动控制中，工业以太网ethercat总线传输速率可达100mb/s，可实现闭环伺服系统的实时控制与实时数据传输，具有省接线、高性能、高传输速度、高可靠性通讯等优点。因此ethercat总线型是实现自动化应用发展的方向和趋势。
3.现如今，脉冲控制步进或伺服的大部分plc厂商有自己专用的编程软件，那ethercat总线实现运动控制和远程i/o控制时，由于大部分厂家没有自己专用的总线编程软件，因此市面上大多数是基于类似codesys这种第三方平台进行ethercat总线运动控制。这种方式会存在如下几种情况：
4.1、操作麻烦：第三方平台需在软件中添加ethercat master主站，再安装驱动器描述文件，下一步继续添加从站和各轴，手动配置相关的pdo参数等一系列操作，而我们是由底层自动匹配并配置pdo，客户无需这些操作。
5.2、重新学习和编程：第三方平台的编程软件通常与plc厂商原有的编程软件风格相差较大，造成工程师已经熟悉了厂商的编程软件，因为要使用ethercat总线而要重新学习一套软件，而且之前已经写好的程序，因为要用总线方案而需要重新再写一次，造成客户会因使用不习惯和项目时间太赶等因素而退缩。
6.3、成本高、依赖性强：由于第三方平台软件目前都采用授权的方式，plc厂商每出售一台plc需要付费给第三方，无形之中增加了厂商的成本。而且再好的软件难免多少会有些bug，因为是基于第三方，如果第三方软件存在bug，厂商修复不了，只能依赖第三方。
7.目前，解决这一问题的总线厂商有采用使用ethercat协议芯片的方案，虽然减少了开发难度，但由于开发指令有限，相关协议封装固定，遇到功能延申则无法满足要求，因此不具备灵活性，且协议芯片成本也比较高，所以，提供一种自主开发具备性价比高、入门简单且不依附于第三方平台的ethercat总线使用方法很有必要。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于针对现有技术中现有的ethercat总线存在重用性差、成本高、使用入门难度大等情况提供一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，包括以下步骤：
10.s1：硬件系统组建
11.硬件系统的搭建主要包含主站、从站和配套通讯线，将主站控制器的ethercat口与伺服驱动器的ecat in连接。
12.s2：开始编程、联机运行
13.用户可根据需要，通过给特殊地址d1500写值，自定义配置总线与脉冲轴数，若使用可驱动32轴的ethercat主站控制器，当寄存器地址d1500赋值常数k2时，则表示前k0～k1为脉冲轴，后k2～k31为总线轴，当d1500赋值常数k4时，则表示前k0～k3为脉冲轴，后k4～k31为总线轴。
14.优选的，在s1中，使用专用的ethercat总线主站控制器，具备同时驱动总线轴和脉冲轴功能，使用者无需导入从站xml描述文件，主站自动配置好市面上各种ethercat从站品牌的pdo过程数据对象，从站品牌不限制，只需用网线连接好ethercat主站和从站，ethercat总线控制器主站自动以1ms为同步周期，发送以太网数据帧到各个从站，数据帧到达从站后，每个从站根据寻址提取数据帧内对应的数据，并把反馈数据写入到数据帧中。
15.优选的，当数据发送到最后一个从站后返回，并通过第一个从站返回到主站，从而在1ms内实现数据通讯，识别到连接从站的序列号和产品id，主站自动调用对应的从站驱动配置，实时访问从站对象字典pdo映射的数据，包含从站运行过程中的实时数据，以1ms为同步单位进行周期性地读写访问。
16.优选的，在s2中，当主站自动与从站匹配通讯成功后，使用的编程软件为专用的juncauto plc编程软件，具备梯形图和c语言编程功能，可通过梯形图编写控制命令。
17.优选的，juncauto plc编程软件通过梯形图编写控制命令，如当连接ethercat从站伺服时，其运动控制命令编程方式与脉冲指令一致；同理当连接ethercat从站i/o模块时，直接程序编写从站io点的输入输出通断指令即可，无需进行主从配置
18.与现有技术相比，本发明提供了一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，具备以下有益效果：
19.1、该使用ethercat总线应用入门更简单的方法，用户无需导入xml描述文件进行主从轴等pdo参数配置，将各个从站配置参数集成在主站控制器中，联机自动识别到从站，方便用户快速入门，减少应用难度，使用者在短时间内容易学会运用，节省调试时间更便于维护。
20.2、该使用ethercat总线应用入门更简单的方法，具有底层算法核心技术，不仅可开发标准的与从站通讯配置代码，也可针对不同从站的具体需求进行定制开发，无需依附第三方平台。
21.3、该使用ethercat总线应用入门更简单的方法，具有更具性价比的优点，由于是自主研发的ethercat控制开发平台，故无需向第三方支付授权费，降低成本。
22.4、该使用ethercat总线应用入门更简单的方法，如控制ethetcat从站伺服，同一个轴输出装置，当作为总线轴或脉冲轴时，执行相对定位、绝对定位、复位指令时，其编程代码完全相同，当使用者在脉冲与总线方案切换时，无需重新编写代码，省时省力。
23.5、该使用ethercat总线应用入门更简单的方法，由于我司专用的ethercat总线主站控制器，具备同时驱动总线轴和脉冲轴功能，因此可根据使用需要自由分配总线与脉冲轴数，以适应于更多工业自动化控制场合。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
25.图1为本发明ethercat总线主站控制方法图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，包括以下步骤：
29.s1：硬件系统组建
30.硬件系统的搭建主要包含主站、从站和配套通讯线，将主站控制器的ethercat口与伺服驱动器的ecat in连接，使用专用的ethercat总线主站控制器，具备同时驱动总线轴和脉冲轴功能，使用者无需导入从站xml描述文件，主站自动配置好市面上各种ethercat从站品牌的pdo过程数据对象，从站品牌不限制，只需用网线连接好ethercat主站和从站，ethercat总线控制器主站自动以1ms为同步周期，发送以太网数据帧到各个从站，数据帧到达从站后，每个从站根据寻址提取数据帧内对应的数据，并把反馈数据写入到数据帧中，当数据发送到最后一个从站后返回，并通过第一个从站返回到主站，从而在1ms内实现数据通讯，识别到连接从站的序列号和产品id，主站自动调用对应的从站驱动配置，实时访问从站对象字典pdo映射的数据，包含从站运行过程中的实时数据，以1ms为同步单位进行周期性地读写访问。
31.s2：开始编程、联机运行
32.用户可根据需要，通过给特殊地址d1500写值，自定义配置总线与脉冲轴数，若使用可驱动32轴的ethercat主站控制器，当寄存器地址d1500赋值常数k2时，则表示前k0～k1为脉冲轴，后k2～k31为总线轴，当d1500赋值常数k4时，则表示前k0～k3为脉冲轴，后k4～k31为总线轴。当主站自动与从站匹配通讯成功后，使用的编程软件为专用的juncauto plc编程软件，具备梯形图和c语言编程功能，可通过梯形图编写控制命令，如当连接ethercat从站伺服时，其运动控制命令编程方式与脉冲指令一致；同理当连接ethercat从站i/o模块时，直接程序编写从站io点的输入输出通断指令即可，无需进行主从配置。
33.假设d1500设置为k4当执行周期同步位置模式(csp)时，主站控制器执行位置指令
规划，然后将规划好的目标位置607ah以周期性同步的方式发送给伺服驱动器，位置、速度、转矩控制由伺服驱动器内部完成，其总线指令如下：
[0034][0035]
表示k4总线轴以每秒发10000个脉冲的频率正转。
[0036]
当执行周期同步速度模式(csv)时，主站控制器将规划好的目标速度60ffh以周期性同步的方式发送给伺服驱动器，速度、转矩控制由伺服驱动器内部完成其总线指令如下：
[0037][0038]
表示k8总线轴执行速度模式。
[0039]
当执行周期同步转矩模式(cst)时，主站控制器将计算好的目标转矩6071h周期性同步地发送给伺服驱动器，转矩调节由伺服驱动器内部执行，当电机的转速达到限幅值后将进入调速阶段，其总线指令如下：
[0040][0041]
表示k8总线轴执行扭矩模式。
[0042]
ethercat总线还包括回原点模式(hm)、两轴复制(ec.copy)、sdo读写指令、i/o映射和探针功能(touchprobe)。
[0043]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0044]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，包括以下步骤，其特征在于：s1：硬件系统组建硬件系统的搭建主要包含主站、从站和配套通讯线，将主站控制器的ethercat口与伺服驱动器的ecat in连接；s2：开始编程、联机运行用户可根据需要，通过给特殊地址d1500写值，自定义配置总线与脉冲轴数，若使用可驱动32轴的ethercat主站控制器，当寄存器地址d1500赋值常数k2时，则表示前k0～k1为脉冲轴，后k2～k31为总线轴，当d1500赋值常数k4时，则表示前k0～k3为脉冲轴，后k4～k31为总线轴。2.根据权利要求1所述的一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，其特征在于：在s1中，使用专用的ethercat总线主站控制器，具备同时驱动总线轴和脉冲轴功能，使用者无需导入从站xml描述文件，主站自动配置好市面上各种ethercat从站品牌的pdo过程数据对象，从站品牌不限制，只需用网线连接好ethercat主站和从站，ethercat总线控制器主站自动以1ms为同步周期，发送以太网数据帧到各个从站，数据帧到达从站后，每个从站根据寻址提取数据帧内对应的数据，并把反馈数据写入到数据帧中。3.根据权利要求2所述的一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，其特征在于：当数据发送到最后一个从站后返回，并通过第一个从站返回到主站，从而在1ms内实现数据通讯，识别到连接从站的序列号和产品id，主站自动调用对应的从站驱动配置，实时访问从站对象字典pdo映射的数据，包含从站运行过程中的实时数据，以1ms为同步单位进行周期性地读写访问。4.根据权利要求1所述的一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，其特征在于：在s2中，当主站自动与从站匹配通讯成功后，使用的编程软件为专用的juncauto plc编程软件，具备梯形图和c语言编程功能，可通过梯形图编写控制命令。5.根据权利要求1所述的一种使用ethercat总线应用入门更简单的方法，其特征在于：juncauto plc编程软件通过梯形图编写控制命令，如当连接ethercat从站伺服时，其运动控制命令编程方式与脉冲指令一致；同理当连接ethercat从站i/o模块时，直接程序编写从站io点的输入输出通断指令即可，无需进行主从配置。

技术总结
本发明涉及使用EtherCAT总线技术领域，且公开了一种使用EtherCAT总线应用入门更简单的方法，使用EtherCAT总线应用入门更简单的方法，包括以下步骤：S1：硬件系统组建硬件系统的搭建主要包含主站、从站和配套通讯线，将主站控制器的EtherCAT口与伺服驱动器的ECAT IN连接，S2：开始编程、联机运行用户可根据需要，通过给特殊地址D1500写值，自定义配置总线与脉冲轴数，若使用可驱动32轴的EtherCAT主站控制器，当寄存器地址D1500赋值常数K2时，则表示前K0～K1为脉冲轴，后K2～K31为总线轴，当D1500赋值常数K4时，则表示前K0～K3为脉冲轴，后K4～K31为总线轴。该使用EtherCAT总线应用入门更简单的方法，方便用户快速入门，减少应用难度，使用者在短时间内容易学会运用，节省调试时间更便于维护。时间更便于维护。时间更便于维护。


技术研发人员：曾建军 江宝英
受保护的技术使用者：军创（厦门）自动化科技有限公司
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2023/8/23