一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，包括EtherCAT主站和具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，所述EtherCAT主站與具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間以及各具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間采用EtherCAT現(xiàn)場總線連接。本發(fā)明可長期處于連續(xù)工作狀態(tài)，能直接采集、傳遞與監(jiān)控車間生產(chǎn)信息，有利于企業(yè)內部實現(xiàn)網(wǎng)絡化信息交互，并具有靈活的網(wǎng)絡拓撲結構、簡單的系統(tǒng)配置、高速及高有效數(shù)據(jù)通信等優(yōu)勢，滿足了自動化控制領域中車間生產(chǎn)信息實時、高速、高效管理。
【專利說明】一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡化生產(chǎn)信息的交互式智能信息終端領域，具體涉及一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，國內中小型制造企業(yè)的數(shù)字設備普遍存在多種控制系統(tǒng)并存、實現(xiàn)遠程監(jiān)控與維護困難、信息難以直接連通和集成控制等問題；同時，生產(chǎn)現(xiàn)場信息不能被及時采集、處理和應用，現(xiàn)場控制層不能為企業(yè)信息系統(tǒng)直接提供必須的生產(chǎn)現(xiàn)場的信息。這些已成為企業(yè)信息化深入發(fā)展的瓶頸，造成現(xiàn)場信息的浪費。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點與不足，提供一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，包括EtherCAT主站和具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，所述EtherCAT主站與具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間以及各具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間采用EtherCAT現(xiàn)場總線連接。
[0006]所述具有EtherCAT總線接口的信息智能終端包括DSP中央處理器、EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊，所述EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊分別與DSP中央處理器連接。
[0007]所述EtherCAT通訊模塊采用EtherCAT從站控制器ETl 100，所述EtherCAT從站控制器ETllOO設有第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口和第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口，其中第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接EtherCAT主站輸出端或者上一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接下一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端或EtherCAT主站輸入端。
[0008]所述DSP中央處理器采用TMS302F28335芯片，并采用SPI通信模式與EtherCAT通訊模塊連接。
[0009]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量信號采集單元、RFID閱讀器信號采集單元和數(shù)字量輸入采集單元，所述模擬量信號采集單元與DSP中央處理器的ADC單元連接，RFID閱讀器信號采集單元采用SCI通信模式與DSP中央處理器連接。
[0010]所述控制模塊包括電機控制單元、模擬量輸出單元和數(shù)字量輸出單元，所述電機控制單元分別與DSP中央處理器的ePWM接口和eQEP接口連接，模擬量輸出單元與DSP中央處理器的GPIO接口連接。
[0011]本發(fā)明通過構建分布式工作站點設備信息采集及控制系統(tǒng)，實現(xiàn)站點與站點之間工作任務下發(fā)、工作數(shù)據(jù)上傳、遠程監(jiān)控和協(xié)同工作等功能。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013](I)本發(fā)明采用實時EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，性能優(yōu)越，具有高速、高效率、高刷新率的特點；EtherCAT技術支持多種設備連接拓撲結構、具有高精度同步的分布時鐘，特別適合構建生產(chǎn)車間網(wǎng)絡化信息管理與運動控制系統(tǒng)，具有同步精度高、結構簡單、冗余性強等優(yōu)勢；
[0014](2)本發(fā)明除了具有生產(chǎn)設備信息采集、監(jiān)控，還提供了控制模塊，把生產(chǎn)車間工作站點生產(chǎn)設備信息與生產(chǎn)控制信息集成一體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)的結構示意圖；
[0016]圖2是圖1中具有EtherCAT總線接口的信息智能終端的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0018]實施例
[0019]如圖1所示，一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng),包括EtherCAT主站和N個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，所述N≥1，所述EtherCAT主站與具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間以及各具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間采用EtherCAT現(xiàn)場總線連接。
[0020]所述具有EtherCAT總線接口的信息智能終端采集的信息經(jīng)EtherCAT現(xiàn)場總線傳輸?shù)紼therCAT主站進行信息處理，EtherCAT主站通過EtherCAT現(xiàn)場總線將控制信息傳輸?shù)礁骶哂蠩therCAT總線接口的信息智能終端，完成運動控制和輔助控制等功能。
[0021]如圖2所示，所述具有EtherCAT總線接口的信息智能終端包括DSP中央處理器、EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊，所述EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊分別與DSP中央處理器連接。
[0022]進一步地,所述EtherCAT通訊模塊主要由EtherCAT從站控制器ET1100實現(xiàn),采用MII接口外接標準以太網(wǎng)物理層器件設計兩個數(shù)據(jù)收發(fā)端口，第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口和第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口，其中，第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接EtherCAT主站輸出或者上一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，第二數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接下一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端或者EtherCAT主站輸入。
[0023]進一步地，所述DSP中央處理器采用TI新推出的TMS320F28335芯片，所述DSP中央處理器與EtherCAT通訊模塊采用SPI通信模式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，DSP中央處理器一方面讀取EtherCAT從站控制器ETllOO的應用數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)解析和實現(xiàn)運動控制以及進行顯示，并將處理過的反饋信息發(fā)送到EtherCAT從站控制器ET1100雙端口存儲區(qū)，供EtherCAT主站及其他信息智能終端讀取。
[0024]進一步地，所述電源模塊為DSP中央處理器、EtherCAT通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊等提供穩(wěn)定的電壓和功率。
[0025]進一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量信號采集單元、FRID閱讀器信號采集單元、數(shù)字量輸入采集單元，其中，RFID閱讀器信號采集單元掃描電子標簽信息并傳到DSP中央處理器，模擬量信號采集單元獲取外部模擬量輸入信號并傳到DSP中央處理器。DSP中央處理器將采集信息處理后通過EtherCAT現(xiàn)場總線傳輸?shù)紼therCAT主站，且通過人機交互模塊在線顯示。
[0026]進一步地，所述控制模塊包括電機控制單元、模擬量輸出單元、數(shù)字量輸出單元，其中，電機控制單元用于實現(xiàn)電機的PWM驅動和光電編碼器反饋信號的接收，模擬量輸出單元接收DSP中央處理器傳來的數(shù)據(jù)指令，進行數(shù)模轉換后，輸出模擬信號驅動控制外部器件工作，數(shù)字量輸出單元負責對外部開關、指示燈等輔助信號的控制。
[0027]如圖2所示，所述人機交互模塊通過SCI接口與DSP中央處理器進行通信，實現(xiàn)在線顯示生產(chǎn)信息以及寫入工作參數(shù)或輸入操作命令。
[0028]如圖2所示，所述SD卡存儲模塊通過并行接口與DSP中央處理器進行通信，實現(xiàn)大存儲量的生產(chǎn)過程信息的存儲與拷貝。
[0029]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng),其特征在于,包括EtherCAT主站和具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，所述EtherCAT主站與具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間以及各具有EtherCAT總線接口的信息智能終端之間采用EtherCAT現(xiàn)場總線連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述具有EtherCAT總線接口的信息智能終端包括DSP中央處理器、EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊，所述EtherCAT通訊模塊、電源模塊、SD存儲模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及控制模塊分別與DSP中央處理器連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述EtherCAT通訊模塊采用EtherCAT從站控制器ETl 100，所述EtherCAT從站控制器ETllOO設有第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口和第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口，其中第一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接EtherCAT主站輸出端或者上一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端，第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)端口連接下一個具有EtherCAT總線接口的信息智能終端或EtherCAT主站輸入端。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP中央處理器采用TMS302F28335芯片，并采用SPI通信模式與EtherCAT通訊模塊連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量信號采集單元、RFID閱讀器信號采集單元和數(shù)字量輸入采集單元，所述模擬量信號采集單元與DSP中央處理器的ADC接口連接，RFID閱讀器信號采集單元采用SCI通信模式與DSP中央處理器連接。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場總線的信息智能終端系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括電機控制單元、模擬量輸出單元和數(shù)字量輸出單元，所述電機控制單元分別與DSP中央處理器的ePWM接口和eQEP接口連接，模擬量輸出單元和數(shù)字量輸出單元分別與DSP中央處理器的GPIO接口連接。
【文檔編號】G05B19/418GK103439951SQ201310385168
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權日:2013年8月29日
【發(fā)明者】李偉光, 余漳, 容愛瓊, 李曉曦, 郭忺, 賴志勇 申請人:華南理工大學