一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線連接。本實(shí)用新型可長期處于連續(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(nèi)部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息交互，并具有靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、簡單的系統(tǒng)配置、高速及高有效數(shù)據(jù)通信等優(yōu)勢(shì)，滿足了自動(dòng)化控制領(lǐng)域中車間生產(chǎn)信息實(shí)時(shí)、高速、高效管理。
【專利說明】一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)信息的交互式智能信息終端領(lǐng)域，具體涉及一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)中小型制造企業(yè)的數(shù)字設(shè)備普遍存在多種控制系統(tǒng)并存、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)困難、信息難以直接連通和集成控制等問題；同時(shí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息不能被及時(shí)采集、處理和應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)信息的浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(shè)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(gè)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(gè)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(hào)采集單元、RFID閱讀器信號(hào)采集單元和數(shù)字量輸入采集單元，所述模擬量信號(hào)采集單元與DSP中央處理器的ADC單元連接，RFID閱讀器信號(hào)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(jī)控制單元、模擬量輸出單元和數(shù)字量輸出單元，所述電機(jī)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]本實(shí)用新型通過構(gòu)建分布式工作站點(diǎn)設(shè)備信息采集及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)與站點(diǎn)之間工作任務(wù)下發(fā)、工作數(shù)據(jù)上傳、遠(yuǎn)程監(jiān)控和協(xié)同工作等功能。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0013](1)本實(shí)用新型采用實(shí)時(shí)EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)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(diǎn)；EtherCAT技術(shù)支持多種設(shè)備連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、具有高精度同步的分布時(shí)鐘，特別適合構(gòu)建生產(chǎn)車間網(wǎng)絡(luò)化信息管理與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有同步精度高、結(jié)構(gòu)簡單、冗余性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)；
[0014](2)本實(shí)用新型除了具有生產(chǎn)設(shè)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(diǎn)生產(chǎn)設(shè)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(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例
[0019]如圖1所示，一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的信息智能終端系統(tǒng),包括EtherCAT主站和N個(gè)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(chǎng)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(chǎng)總線傳輸?shù)紼therCAT主站進(jìn)行信息處理，EtherCAT主站通過EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)動(dòng)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(jìn)一步地,所述EtherCAT通訊模塊主要由EtherCAT從站控制器ET1100實(shí)現(xiàn),采用MII接口外接標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)物理層器件設(shè)計(jì)兩個(gè)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(gè)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(gè)具有EtherCAT總線接口的信息智能終端或者EtherCAT主站輸入。
[0023]進(jìn)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(shí)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ET1100的應(yīng)用數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制以及進(jìn)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(chǔ)區(qū)，供EtherCAT主站及其他信息智能終端讀取。
[0024]進(jìn)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(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括模擬量信號(hào)采集單元、FRID閱讀器信號(hào)采集單元、數(shù)字量輸入采集單元，其中，RFID閱讀器信號(hào)采集單元掃描電子標(biāo)簽信息并傳到DSP中央處理器，模擬量信號(hào)采集單元獲取外部模擬量輸入信號(hào)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(chǎng)總線傳輸?shù)紼therCAT主站，且通過人機(jī)交互模塊在線顯示。
[0026]進(jìn)一步地，所述控制模塊包括電機(jī)控制單元、模擬量輸出單元、數(shù)字量輸出單元，其中，電機(jī)控制單元用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的PWM驅(qū)動(dòng)和光電編碼器反饋信號(hào)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(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，輸出模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制外部器件工作，數(shù)字量輸出單元負(fù)責(zé)對(duì)外部開關(guān)、指示燈等輔助信號(hào)的控制。
[0027]如圖2所示，所述人機(jī)交互模塊通過SCI接口與DSP中央處理器進(jìn)行通信，實(shí)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(chǔ)模塊通過并行接口與DSP中央處理器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)大存儲(chǔ)量的生產(chǎn)過程信息的存儲(chǔ)與拷貝。
[0029]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(chǔ)模塊、人機(jī)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(quán)利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(shè)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(gè)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(gè)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(quán)利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(quán)利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(hào)采集單元、RFID閱讀器信號(hào)采集單元和數(shù)字量輸入采集單元，所述模擬量信號(hào)采集單元與DSP中央處理器的ADC接口連接，RFID閱讀器信號(hào)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(quán)利要求2所述的一種EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)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(jī)控制單元、模擬量輸出單元和數(shù)字量輸出單元，所述電機(jī)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(hào)】G05B19/418GK203455684SQ201320533794
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:華南理工大學(xué)