一種EtherCAT主從站一體控制卡及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)現(xiàn)場總線控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種EtherCAT主從站一體控制 卡及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] EtherCAT(以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù))是一個(gè)以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的開放架構(gòu)的現(xiàn)場總 線系統(tǒng)，最初由德國倍福自動(dòng)化有限公司（Beckhoff Automation GmbH)研發(fā)。EtherCAT為 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它還符合甚至降低了現(xiàn)場總線的 使用成本。
[0003] 現(xiàn)有的EtherCAT總線控制系統(tǒng)通常包括一個(gè)EtherCAT主站設(shè)備和多個(gè)EtherCAT 從站設(shè)備，多個(gè)EtherCAT從站設(shè)備通過EtherCAT總線串聯(lián)后整體通過EtherCAT總線接入 EtherCAT主站設(shè)備。例如公開號(hào)為CN103529804A的中國專利"一種基于EtherCAT總線的分 布式控制系統(tǒng)"，其即采用該種控制方式。
[0004] 但在使用第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備時(shí)，若將企業(yè)的核心技術(shù) 算法、工藝參數(shù)等存放于第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備上，一方面會(huì)加大 第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備的性能要求，另一方面也存在技術(shù)秘密泄露 的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種可減小第 三方EtherCAT主站設(shè)備和第三方EtherCAT從站設(shè)備開發(fā)性能需求，防止存放于第三方 EtherCAT主站設(shè)備和第三方EtherCAT從站設(shè)備上的核心技術(shù)算法、工藝參數(shù)等泄露的 EtherCAT主從站一體控制卡。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種EtherCAT主從站一體控制 卡，其包括：
[0007] EtherCAT從站，與第三方EtherCAT主站設(shè)備相連，用以接收第三方EtherCAT主站 設(shè)備輸出的第一數(shù)據(jù)；
[0008] EtherCAT主站，與一個(gè)或多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備相連；
[0009] EtherCAT從站控制器以及控制模塊；
[0010]所述控制模塊包括：
[0011] 第一處理模塊，接收EtherCAT從站輸出的第一數(shù)據(jù)將該第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至 第三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)將該第二數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)處理方法處理后輸出至 EtherCAT主站;EtherCAT主站將該第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至一個(gè)或多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備。
[0012] 進(jìn)一步地，所述EtherCAT主站還接收一個(gè)或多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備輸出的 第三數(shù)據(jù)；
[0013] 所述控制模塊還包括：
[0014] 第二處理模塊，接收EtherCAT主站輸出的第三數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第 三方EtherCAT主站設(shè)備的第四數(shù)據(jù);EtherCAT從站接收該第四數(shù)據(jù)并將該第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至 第三方EtherCAT主站設(shè)備。
[0015] 進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)處理方法可通過外部通訊設(shè)備存入控制模塊中。
[0016] 進(jìn)一步地，所述控制模塊內(nèi)還存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)映射表，所述數(shù)據(jù)映射表將多個(gè)第三方 EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息映射為控制模塊自定義的數(shù)據(jù)信息。
[0017] 進(jìn)一步地，所述多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息包括多個(gè)第三方 EtherCAT從站設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令數(shù)據(jù)信息；所述多個(gè)第三方 EtherCAT從站設(shè)備相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或控制指令對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令 數(shù)據(jù)信息相同或不同。
[0018] 進(jìn)一步地，所述EtherCAT主站掃描多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)并獲 取最遠(yuǎn)端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)；當(dāng)所述EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)第二數(shù)據(jù)至多 個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備時(shí)，所述多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備根據(jù)各自的時(shí)鐘信號(hào)與 最遠(yuǎn)端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)比較而后延時(shí)一時(shí)間再輸出控制信號(hào)以使 得多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備同步輸出控制信號(hào)。
[0019] 進(jìn)一步地，所述第三方EtherCAT主站設(shè)備為注塑機(jī)控制器，所述第三方EtherCAT 從站設(shè)備為伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0020] 進(jìn)一步地，所述注塑機(jī)控制器輸出注塑機(jī)壓力或流量控制數(shù)據(jù)，所述第一處理模 塊處理后輸出伺服驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)速或扭矩?cái)?shù)據(jù)。
[0021] 進(jìn)一步地，所述控制模塊還連接有模擬量輸入輸出接口和/或數(shù)字量輸入輸出接 口和/或外部SRAM擴(kuò)展接口和/或CAN、RS485、RS232通訊接口和/或USB接口。
[0022]本發(fā)明還提供一種EtherCAT主從站一體控制系統(tǒng)，其包括：
[0023] 第三方EtherCAT主站設(shè)備；
[0024] 一個(gè)或多個(gè)上述EtherCAT主從站一體控制卡；
[0025] 一個(gè)或多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備；
[0026] 所述第三方EtherCAT主站設(shè)備通過EtherCAT總線串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)EtherCAT主從 站一體控制卡，所述每一EtherCAT主從站一體控制卡通過EtherCAT總線串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)第 三方EtherCAT從站設(shè)備;或者所述第三方EtherCAT主站設(shè)備通過EtherCAT總線串聯(lián)一個(gè)或 多個(gè)EtherCAT主從站一體控制卡以及第三方EtherCAT從站設(shè)備，所述每一 EtherCAT主從站 一體控制卡通過EtherCAT總線串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)第三方EtherCAT從站設(shè)備。
[0027] 本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：
[0028] 1、通過EtherCAT主從站一體控制卡將第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方 EtherCAT從站設(shè)備隔離開，一方面降低了第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方EtherCAT從站 設(shè)備在控制算法上的開發(fā)成本，另一方面也可有效防止企業(yè)自有的核心算法通過第三方 EtherCAT主站設(shè)備或第三方EtherCAT從站設(shè)備平臺(tái)泄露；
[0029] 2、EtherCAT主從站一體控制卡構(gòu)成一個(gè)EtherCAT環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得EtherCAT總 線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)柔性更強(qiáng)；既可以單獨(dú)用作EtherCAT主站，也可以單獨(dú)用作EtherCAT從站，還可 以EtherCAT主從站共同使用，使得本申請應(yīng)用面更廣；
[0030] 3、無需考慮各種不同型號(hào)的第三方EtherCAT主站設(shè)備、第三方EtherCAT從站設(shè)備 在時(shí)鐘、以及數(shù)據(jù)地址上的差異，減少各種不同型號(hào)的第三方EtherCAT主站設(shè)備、第三方 EtherCAT從站設(shè)備的開發(fā)、維護(hù)工作。
【附圖說明】
[0031] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方EtherCAT從站設(shè)備EtherCAT 總線通訊框圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方EtherCAT從站設(shè)備EtherCAT總線 通訊框圖；
[0033]圖3為本發(fā)明EtherCAT主從站一體控制卡結(jié)構(gòu)框圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明第三方EtherCAT主站設(shè)備與多個(gè)EtherCAT主從站一體控制卡相連的 通訊框圖；
[0035] 圖5為本發(fā)明第三方EtherCAT主站設(shè)備與多個(gè)EtherCAT主從站一體控制卡以及第 三方EtherCAT從站設(shè)備混合串聯(lián)的通訊框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0037] 請參照圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方EtherCAT從站設(shè) 備EtherCAT總線通訊框圖。
[0038]本實(shí)施例中，第三方EtherCAT主站設(shè)備均以注塑機(jī)控制器為例說明，第三方 EtherCAT從站設(shè)備均以伺服驅(qū)動(dòng)器為例說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，第三方EtherCAT 主站設(shè)備并不局限于注塑機(jī)控制器，還可為車床控制器等，第三方EtherCAT從站設(shè)備也并 不局限于伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0039]圖1中，注塑機(jī)控制器直接通過EtherCAT總線控制各個(gè)不同型號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)器?？?制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù)等均存儲(chǔ)在注塑機(jī)控制器內(nèi)。由于不同型號(hào)的伺服 驅(qū)動(dòng)器的性能以及不同型號(hào)的伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和控制指令對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息不同，導(dǎo) 致注塑機(jī)控制器的開發(fā)成本急劇升高且存儲(chǔ)在注塑機(jī)控制器內(nèi)的控制算法、控制邏輯、工 藝參數(shù)、伺服參數(shù)等易被泄露。
[0040] 為此，請參照圖2,本申請將注塑機(jī)控制器與不同伺服驅(qū)動(dòng)器的通訊隔離開，注塑 機(jī)控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器之間通過EtherCAT主從站一體控制卡傳遞信號(hào)。如此，一方面使得 注塑機(jī)控制器僅面向EtherCAT主從站一體控制卡，對(duì)注塑機(jī)控制器的性能要求和開發(fā)成本 降低，另一方面，企業(yè)的核心控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù)等被存儲(chǔ)在EtherCAT 主從站一體的控制卡中從而有效防止該些技術(shù)秘密泄露。
[0041 ] 請參照圖3,本申請的EtherCAT主從站一體控制卡包括EtherCAT從站101，其與第 三方EtherCAT主站設(shè)備200 (本實(shí)施例中為注塑機(jī)控制器）相連；EtherCAT從站控制器 (ET1100) 102,控制模塊103以及EtherCAT主站104，EtherCAT主站104與一個(gè)或多個(gè)第三方 EtherCAT從站設(shè)備（300、301、302 · · ·)(本實(shí)施例中為伺服驅(qū)動(dòng)器）相連。多個(gè)第三方 EtherCAT 從站設(shè)備（300、301、302、303 ...)串聯(lián)連接。
[0042]本實(shí)施例中，注塑機(jī)控制器僅需發(fā)出簡單的邏輯控制數(shù)據(jù)，例如注塑機(jī)所需達(dá)到 的壓力、流量，伺服電機(jī)回零等;該控制數(shù)據(jù)通過EtherCAT從站傳輸至控制模塊103,控制模 塊103將該控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方E