基于EtherCAT协议的从站运动控制系统设计_薛迪杰.pdf

2023 年 2 月 25 日第 7 卷第 4 期现代信息科技Modern Information Technology Feb.2023 Vol.7 No.464642023.022023.02收稿日期：2022-10-24基金项目：郑州西亚斯学院校级项目（2022-D70）基于 EtherCAT 协议的从站运动控制系统设计薛迪杰，忽晓伟，刁梦梦（郑州西亚斯学院 电子信息工程学院，河南 郑州 451150）摘 要：针对工业运动控制系统中，传统的现场总线技术实时性差、容量小等缺点，研究了运动控制系统特点，并将EtherCAT 通信技术引入其中，利用 STM32F427 主控芯片、AX58100 从站控制器和 JY02 电机驱动芯片，开发了 EtherCAT 从站运动控制器的硬件。实验表明，开发的从站控制系统和主站 TwinCAT 3 通信完全兼容，通信速度和可靠性较传统总线通信技术大幅度提高，可以更好地满足智能化和柔性生产的发展需求。关键词：EtherCAT 协议；TwinCAT 3；运动控制系统；工业通信系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）04-0064-04Design of a Slave Motion Control System Based on EtherCAT ProtocolXUE Dijie,HU Xiaowei,DIAO Mengmeng(School of Electronics and Information Engineering,SIAS University,Zhengzhou 451150,China)Abstract:Aiming at the shortcomings of the traditional field bus technology in industrial motion control systems,such as poor real-time performance and small capacity,the characteristics of the motion control system are studied and EtherCAT communication technology is introduced into industrial motion control systems.The hardware of the EtherCAT slave motion controller is developed using STM32F427 master controller chip,AX58100 slave controller and JY02 motor driver chip.The experimental results show that the developed slave control system is fully compatible with the master TwinCAT 3 communication,and the communication speed and reliability are greatly improved compared with the traditional bus communication technology,which can better meet the development needs of intelligent and flexible production.Keywords:EtherCAT protocol;TwinCAT 3;motion control system;industrial communication system0 引 言近年来，各国都兴起了制造业的技术变革。一个国家的制造业技术水平与国家的经济发展息息相关，制造业就是国家经济的命脉，强大的制造业技术可以带动国内经济的高速发展。因此，发展制造业技术具有重要实际意义。为了推动我国制造业技术的发展，国家机关部门提出了“中国制造2025”的技术发展目标，为发展高集成化、柔性化、网络化的制造业提供了有力的保障1。运动控制系统是制造业技术的核心，制造业的智能化发展，要求其中的运动控制系统必须网络化、模块化。传统的运动控制系统往往比较局限，并且在运动控制精度及自动化程度方面比较落后。随着计算机测控技术的发展，运动控制系统正向开放的体系结构发展，但在网络实时性方面，运动控制系统仍存在一定短板。传统的现场总线技术通信速率低，兼容性差。而实时工业以太网技术则完全克服了传统现场总线的缺点，正逐步取代现场总线技术并应用在工业应用控制领域。EtherCAT 技术