Ethercat主站设计

Posted 2020-10-07

主站功能分析：

目标系统是运动控制系统，主要完成两个任务：通信和控制。

需要开发或第三方提供运动控制库，库中应该包括全部的对象字典定义，并提供基本的电机控制函数，可直接调用。

主站功能要求如下：

1.实现Ethercat协议基本功能，包括链路通信层和应用层基本功能；

2.支持COE协议接口，以开发控制电机的程序。

 

整体架构设计如下：

                               电机控制应用程序

User Space            应用程序接口

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Kernel Space

                                 COE  应用层                       《--------------------XML文件读取

                                邮箱数据或过程数据

                                 Ethercat数据处理

 

                               Ethercat网络驱动

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Hardware

                               各类网路设备特别是Ethercat设备

 

整个系统分为硬件层，内核层与应用层。

Ethercat主站主要完成协议解析、数据交互，首先将物理层传递的数据进行处理，

在数据链路层通过邮箱通信或过程数据通信转发至应用层，在应用层操作对象字典或通过PDO映射传输周期性数据，实现具体的应用功能。

Ethercat工具通过主站构造的字符设备进行操作，修改MAC地址，查看PDO数据，配置从站等。

应用程序接口根据读取从站的XML配置文件获得，然后通过主站定义相应的数据接口和对象，

应用程序可调用Ethercat函数库进行开发，运行于用户层，并通过主站提供的应用程序接口实现数据交互。

比如CML（Complete Motion Libary），以类的形式封装了所以从站对象，用户可直接调用其API接口。

主站硬件平台搭建：

X86或ARM9作为主站控制核，Ethecat协议作为通信网络，RE40伺服电机是被控对象，

由从站AEP-055-18驱动放大器进行驱动。此款驱动放大器支持Ethercat总线。输入电压范围是20V--55V，最大输入电流为6A。