CN202679397U - 实时工业以太网EtherCAT从站系统 - Google Patents

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张钦宇
林威
杨四雄
史殿坤
代洪强
李云鹤
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

本实用新型涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种实时工业以太网EtherCAT从站系统。包括微处理器、控制器，所述微处理器上设有可变静态存储控制器,所述微处理器与所述控制器通过异步并行微处理器接口相连，所述微处理器与所述控制器之间设有锁存器，所述锁存器与设置于所述控制器上的并行过程数据接口连接。所述锁存器还通过反相器与所述控制器连接，所述反相器一端与所述锁存器连接，另一端与所述控制器连接。本实用新型的有益效果是：本从站能适应严酷环境，抗干扰性强，安装方便，在实时性，供电，安全冗余等方面都有很大的优势。

Description

实时工业以太网EtherCAT从站系统
技术领域
本实用新型涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种实时工业以太网EtherCAT从站系统。
背景技术
目前有多种用于提供实时功能的以太网方案：例如，通过较高级的协议层禁止CSMA/CD存取过程，并使用时间片或轮询过程来取代它。其它方案使用专用交换机，并采用精确的时间控制方式分配以太网数据包。尽管这些解决方案能够比较快和比较准确地将数据包传送到所连接的以太网节点，但带宽的利用率却很低，特别是对于典型的自动化设备，因为即使对于非常小的数据量，也必须要发送一个完整的以太网帧。而且，重新定向到输出或驱动控制器，以及读取输入数据所需的时间主要取决于执行方式。通常也需要使用一条子总线，特别是在模块化I/O系统中，这些系统与Beckhoff K-总线一样，通过同步子总线系统加快传输速度，但是这样的同步将无法避免引起通讯总线传输的延迟。
EtherCAT高速工业以太网技术是由德国Beckhoff自动化公司提出来的，它具有高速和高数据有效率的特点，是一种实时的工业以太网技术。由于EtherCAT高速工业以太网技术具有传输速率快，易于安装，兼容性强等特点，目前正逐步取代传统的现场总线，成为工业控制领域的主流技术。现在EtherCAT高速工业以太网技术已经广泛应用于各种工业自动化控制网络。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是：本实用新型提供了一种实时工业以太网EtherCAT从站系统，具有抗干扰性强，安装方便，实时性。
本实用新型提供了一种实时工业以太网EtherCAT从站系统，包括微处理器、控制器，所述微处理器上设有可变静态存储控制器, 所述微处理器与所述控制器通过异步并行微处理器接口相连，所述微处理器与所述控制器之间设有锁存器，所述锁存器与设置于所述控制器上的并行过程数据接口连接。 
所述锁存器还通过反相器与所述控制器连接，所述反相器一端与所述锁存器连接，另一端与所述控制器连接。
所述控制器设有从站信息接口，所述从站信息接口连接存储器。
所述控制器设有两个网卡接口，第一以太网接口和第二以太网接口，其中，第一以太网接口连接上一个从站或主站的输出，第二以太网接口连接下一个从站或主站的输入。
所述控制器和所述微处理器的所有接口采用全双工的、复用总线的16位异步并行微处理器接口。
所述复用总线为数据线，实现数据总线和地址总线锁存复用连接。
所述数据线至少为16根。
本实用新型的工作原理：提供一种实时工业以太网EtherCAT从站系统，实现数据通信和控制应用的，他充分利用了以太网的全双工特性，使用主从模式介质访问控制，主站发送以太网数据帧给从站，从站从数据帧中抽取数据或将数据插入数据帧。主站使用标准的以太网接口卡，从站使用专门的EtherCAT从站控制器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型能适应严酷环境，抗干扰性强，安装方便，在实时性，供电，安全冗余等方面都有很大的优势。
附图说明
图1是本实用新型实时工业以太网EtherCAT从站系统的结构示意图。
其中，数字表示：1、控制器ESC；2、微处理器MCU；3、第一以太网接口；4、第二以太网接口；5、从站信息接口；6、锁存器；7、反相器；8、锁存信号。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种实时工业以太网EtherCAT从站系统，包括微处理器MCU2、控制器ESC1，所述微处理器MCU2上设有可变静态存储控制器FSMC, 所述微处理器MCU2与所述控制器ESC1通过异步并行微处理器MCU2接口相连，所述微处理器MCU2与所述控制器ESC1之间设有锁存器6，所述锁存器6与设置于所述控制器ESC1上的并行过程数据接口DPRAM连接。控制器采用32位ARM核处理器的STM32F103VC芯片。微处理器将控制器芯片作为其外部存储器，通过对外部存储器读写方法实现对控制器寄存器的访问。控制器采用Beckhoff公司提供的专用从站控制器芯片ET1100。
 所述锁存器6还通过反相器7与所述控制器ESC1连接，所述反相器7一端与所述锁存器6连接，另一端与所述控制器ESC1连接。反相器7与控制器是通过锁存信号8连接的。
所述控制器ESC1设有从站信息接口5，所述从站信息接口5连接存储器EEPROM。控制器使用存储器EEPROM来存储所需要的从站设备信息。
所述控制器ESC1设有两个网卡接口，第一以太网接口3和第二以太网接口4，其中，第一以太网接口3连接上一个从站或主站的输出，第二以太网接口4连接下一个从站或主站的输入。
所述控制器ESC1和所述微处理器MCU2的所有接口采用全双工的、复用总线的16位异步并行微处理器MCU2接口。使用此接口进行数据通信。
所述复用总线为数据线，实现数据总线和地址总线锁存复用连接。
所述数据线至少为16根。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：包括微处理器、控制器，所述微处理器上设有可变静态存储控制器, 所述微处理器与所述控制器通过异步并行微处理器接口相连，所述微处理器与所述控制器之间设有锁存器，所述锁存器与设置于所述控制器上的并行过程数据接口连接。
2.根据权利要求1所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述锁存器还通过反相器与所述控制器连接，所述反相器一端与所述锁存器连接，另一端与所述控制器连接。
3.根据权利要求1所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述控制器设有从站信息接口，所述从站信息接口连接存储器。
4.根据权利要求1所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述控制器设有两个网卡接口，第一以太网接口和第二以太网接口，其中，第一以太网接口连接上一个从站或主站的输出，第二以太网接口连接下一个从站或主站的输入。
5.根据权利要求1至4任一项所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述控制器和所述微处理器的所有接口采用全双工的、复用总线的16位异步并行微处理器接口。
6.根据权利要求5所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述复用总线为数据线，实现数据总线和地址总线锁存复用连接。
7.根据权利要求6所述的实时工业以太网EtherCAT从站系统，其特征在于：所述数据线至少为16根。
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