CN104683209A - 一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两组数据传输单元，数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口和数据泵，一个网络接口时只可以连接到EtherCAT的最后一个站，从IN端输入，两个网络接口时可以插入到网络中间，从IN端输入，从OUT端输出，OUT端后面还可以挂接从站。所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。还涉及一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，还包括至少一个本发明所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制中EtherCAT通信领域，特别涉及一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统。
背景技术
随着实时工业以太网技术的日益广泛推广，用于办公及信息自动化的以太网技术开始逐渐向下延伸，直接应用于现场设备的自动化控制。
EtherCAT(Ethernet for Control and Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时、高速以太网通信协议。它具有传输容量大、传输速度快、时钟同步性高、实现成本低、开放性好等特点。它已经作为标准化的技术，是国际标准IEC/PAS62407以及ISO1574-4的一部分。
EtherCAT网络由一个主站和若干从站组成，并且一个主站可以最多挂接65535个从站。主站使用标准的以太网控制器，从站使用专用的从站控制芯片。
除了符合主站/从站原理的数据交换外，EtherCAT还非常适用于控制器之间（主站/主站）的通讯。可自由编址的过程数据网络变量以及各种参数化、诊断、编程和远程控制服务，可以满足众多要求。例如，MODBUS/TCP协议，EtherNet/IP协议均可以用来作为主站/主站通讯的协议。但是，由于EtherCAT协议没有定义用于两个EtherCAT网络主站之间的通信，必须借助第三方的通信协议完成。当两个主站设备支持的以太网通信协议没有交集时，则两网络主站无法通信。现有技术中，往往只能由协议来选择可用的通信设备，而工业自动化控制设备可选择的种类并不多，有些是专门定制的，只能通过提出设计要求来达到两网络可通信的目的，这给现场设备的自动化控制带来了极大的不便。由于本领域技术人员普遍认为两个EtherCAT网络主站之间不可能采用EtherCAT协议通信，这一点连第一个提出EtherCAT的德国倍福公司也认同，因此，大家从没有想过可以使两个EtherCAT网络主站之间采用EtherCAT协议通信，或者在使用EtherCAT时仅停留在由协议来选择可用的通信设备的层面上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有的EtherCAT网络无法使用EtherCAT协议通信，造成当两网络的协议不兼容时主站之间无法通信的不足，本发明提供一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两组数据传输单元，所述数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口、数据泵和用于存储所述从站协议控制器的配置数据的EEPROM，所述从站协议控制器由所述EEPROM存储的数据配置，且所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。微控制单元作为数据中转站，由数据传输单元使两个EtherCAT网络进行数据交互，完美地解决了多个EtherCAT网络间采用EtherCAT协议通信的问题。当只有一个网络接口时，该网络接口为IN端，只可以连接到EtherCAT网络的最后一个站，从IN端输入；当具有两个网络接口时，一个为IN端，另一个为OUT端，可以插入到EtherCAT网络中间，从IN端输入，从OUT端输出。
所述从站协议控制器为ET1100或ET1200，具有MII接口，所述两个网络接口分别与所述从站协议控制器通过MII接口连接。
所述网络接口为RJ45接口和/或RJ45插头。
所述微控制单元还连接有输入/输出设备。
所述输入/输出设备为键盘和/或显示器。
一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，还包括至少一个本发明所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元，从IN端输入，OUT端输出，如果插入的位置为该网络的最后一个站，则从IN端输入，OUT端留空；两个需相互通信的EtherCAT网络能够与同一个所述的耦合设备连接。
本发明的有益效果是，本发明的一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备及EtherCAT网络耦合系统，使得所有EtherCAT网络都能够相互兼容，能够使两个网络主站之间实现数据交换。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备的结构示意图。
图2是本发明EtherCAT网络耦合系统第一种连接方式的结构示意图。
图3是本发明EtherCAT网络耦合系统第二种连接方式的结构示意图。
图4是本发明的另一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备的结构示意图。
图5是本发明EtherCAT网络耦合系统第三种连接方式的结构示意图。
图中1、耦合设备。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本实施例中存在两个EtherCAT网络。本发明的一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，包括微控制单元和两路数据传输单元，所述数据传输单元包括从站协议控制器、两个网络接口、两个数据泵和用于存储所述从站协议控制器的配置数据的EEPROM，所述从站协议控制器由所述EEPROM存储的数据配置，且所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，所述两个网络接口分别对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。
所述从站协议控制器为ESC ET1100，具有MII接口，所述两个网络接口分别与所述从站协议控制器通过MII接口连接。
所述网络接口为RJ45接口。
所述微控制单元还连接有键盘和显示器。
如图2所示，一种EtherCAT网络耦合系统，包括两个相互需通信的EtherCAT网络，EtherCAT网络1由一个主站和若干个从站组成，EtherCAT网络2由一个主站组成。本实施例的耦合设备插入到EtherCAT网络1和EtherCAT网络2中间，EtherCAT网络1从耦合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT端后面还可以挂接从站。EtherCAT网络2从耦合设备的E2IN端输入，E2OUT端留空。
如图3所示，另一种EtherCAT网络耦合系统，包括三个EtherCAT网络和两个本实施例的耦合设备，每个EtherCAT网络均包括主站和若干个从站，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元，两个需相互通信的EtherCAT网络能够与同一个所述的耦合设备连接。EtherCAT网络1从第一耦合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT端与第二耦合设备的E1IN端连接，第二耦合设备的E1OUT端挂接有从站。EtherCAT网络2从第一耦合设备的E2IN端输入，从E2OUT端输出，E2OUT端挂接有从站。EtherCAT网络3从第二耦合设备的E2IN端输入，从E2OUT端输出，E2OUT端挂接有从站。
实施例2
如图4所示，本实施例的耦合设备与实施例1中的耦合设备基本相同，与实施例1不同的是，其中一组数据传输单元仅包括一个网络接口，另一组包括两个网络接口。仅包括一个网络接口的数据传输单元只可以连接到EtherCAT网络的最后一个站。
如图5所示，本实施例的一种EtherCAT网络耦合系统，包括两个相互需通信的EtherCAT网络，耦合设备插入到EtherCAT网络1和EtherCAT网络2中间，EtherCAT网络1从耦合设备的E1IN端输入，从E1OUT端输出，E1OUT端后面还可以挂接从站。EtherCAT网络2的最后一个从站从耦合设备的E2IN端输入。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种EtherCAT网络主站之间的耦合设备，其特征在于：包括微控制单元和两组数据传输单元，每组所述数据传输单元包括从站协议控制器、一个或两个网络接口、数据泵和用于存储所述从站协议控制器的配置数据的EEPROM，所述从站协议控制器由所述EEPROM存储的数据配置，且所述从站协议控制器与微控制单元双向通信，每个网络接口各对应一个数据泵，并分别通过对应的数据泵与所述从站协议控制器的物理层连接。
2.如权利要求1所述的EtherCAT网络主站之间的耦合设备，其特征在于：所述从站协议控制器为ET1100或ET1200，具有MII接口，所述网络接口与所述从站协议控制器通过MII接口连接。
3.如权利要求1所述的EtherCAT网络主站之间的耦合设备，其特征在于：所述网络接口为RJ45接口和/或RJ45插头。
4.如权利要求1-3中任一项所述的EtherCAT网络主站之间的耦合设备，其特征在于：所述微控制单元还连接有输入/输出设备。
5.如权利要求4所述的EtherCAT网络主站之间的耦合设备，其特征在于：所述输入/输出设备为键盘和/或显示器。
6.一种EtherCAT网络耦合系统，包括至少两个EtherCAT网络，每个EtherCAT网络包括主站，或包括主站和至少一个从站，其特征在于：还包括至少一个如权利要求1-5中任一项所述的耦合设备，每个EtherCAT网络中分别接入一组所述耦合设备的数据传输单元，两个需相互通信的EtherCAT网络能够与同一个所述的耦合设备连接。
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