CN111385118A - EtherCAT设备配置软件通信方案 - Google Patents

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李亭
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Abstract

本发明公开了EtherCAT设备配置软件通信方案，其用于界面软件对伺服驱动器进行参数配置，以EtherCAT总线结构作为伺服驱动器配置数据调试的通信接口；基于EtherCAT通信协议，利用所述操作***提供的Socket接口进行API通信接口库的开发；所述API接口库中的主要函数基于所述Socket接口编程而来；通过调用所述API接口库中的相应函数对伺服驱动器进行参数设定及调试；根据EtherCAT通信协议中规定的寻址方式来对EtherCAT总线上接入的多个伺服驱动器进行数据操作。

Description

EtherCAT设备配置软件通信方案
技术领域
本发明涉及自动化控制方法及***领域,特别是EtherCAT设备配置软件通信方案及***。
背景技术
伺服驱动器在正常工作之前，需要使用者对其进行电机参数配置，控制环参数调试等工作。使得伺服驱动器可以与不同的电机，不同的负载情况良好适配，达到较好的电机控制驱动效果。
当前大部分EtherCAT总线型伺服驱动器多配备USB-COM芯片，通过COM 口转USB端口的方式与上位PC机通信，实现电机参数配置，控制环参数调试，状态数据监控的功能。这种方式存在通信速率较低，通信距离短，通信抗干扰能力差的缺点，不适合复杂的工业环境。为克服上诉问题，部分伺服驱动器使用Ethernet通信方式进行参数调试。为伺服驱动器加入Ethernet 通信功能将会增加设备成本，增加体积。本专利提出的针对参数调试的通信方案，可以在设备不增加任何硬件，不修改设备软件的情况下，有效解决上诉问题。此外，使用USB通信方式进行参数调试时，一次只能调试一台设备，而本方案则可将相同的配置数据同时下发到多台设备，减轻了配置大量相同设备相同参数场景下的工作量。
发明内容
本发明的技术方案是：EtherCAT设备配置软件通信方案，其用于界面软件对伺服驱动器进行参数配置，以EtherCAT总线结构作为伺服驱动器配置数据调试的通信接口；基于EtherCAT通信协议，利用所述操作***提供的Socket接口进行API通信接口库的开发；所述API接口库中的主要函数基于所述Socket接口编程而来；通过调用所述API接口数据库中的相应函数对伺服驱动器进行参数设定及调试；根据EtherCAT通信协议中规定的寻址方式来对EtherCAT总线上接入的多个伺服驱动器进行数据操作。此段修改参见上文。
优选的是，其步骤包括：
第一、通过EtherCAT总线将配备有ESC芯片的多个伺服驱动器连接起来；
第二、基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口来对伺服驱动器上ESC 芯片的寄存器进行读写函数的编程；
第三、基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口来对伺服驱动器上的ESC 芯片进行邮箱收发报文函数的编程；
第四、伺服驱动器配置的调试软件通过调用所述API接口库中的读写函数对伺服驱动器上ESC芯片进行初始化配置；
第五、伺服驱动器配置的调试软件通过调用所述API接口库中的邮箱收发报文函数对 ESC芯片中的Canopen对象字典进行读写操作；
第六、伺服驱动器配置的调试软件通过读写所述CANopen对象字来对伺服驱动器进行参数配置或参数调试或参数监控。
优选的是，采用UDP协议进行EtherCAT数据报文的传输。
优选的是，基于EtherCAT通信协议，可以同时对EtherCAT总线上接入的所有伺服驱动器进行参数配置或参数调试或参数监控。
优选的是，所述操作***包括windows操作***或Linux操作***。
本发明的优点是：为总线型伺服驱动器等EtherCAT设备提供一种全新的配置调试软件的通信接口设计方案。通过本方案实现的调试通信接口，抗干扰能力强，配置数据传输速率高，通信距离长，同时也节省了接口成本，提升了配置效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1本方案的原理流程图；
具体实施方式
实施例：
EtherCAT设备配置软件通信方案,本方案由EtherCAT总线、总线型伺服驱动器、PC机、桌面操作***(如windows***)、***socket接口、总线通信API接口库、配置调试软件组成。
本方案利用EtherCAT总线接口作为伺服驱动器配置数据调试的通信接口，在伺服驱动器不增加任何硬件，不修改软件的情况下即可实现高速率，较强抗干扰的通信功能。EtherCAT数据报文可以使用UDP协议进行传输，因此在windows或Linux等主流桌面操作***上可以轻松使用***socket接口进行通信协议程序开发。
具体实现方法如下：
1)伺服驱动器具有EtherCAT Slave Controller(ESC)芯片。该芯片作为接口芯片，可以使伺服驱动器具备EtherCAT总线接口。EtherCAT总线型伺服驱动器均具备该芯片。
2)基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口进行编程，实现可以对ESC芯片的寄存器进行读写的函数。
3)基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口进行编程，实现向伺服驱动器收发邮箱COE报文的函数。
4)这些函数构成了EtherCAT总线通信API接口库。
5)伺服驱动器配置调试软件通过调用API接口库中的函数，对ESC寄存器进行读写操作，完成对ESC芯片的初始化配置。
6)配置调试软件通过调用API接口库中的函数，向EtherCAT伺服驱动器发送和接收邮箱COE报文，实现对EtherCAT设备中的Canopen对象字典进行读写的功能。
7)配置调试软件通过读写Canopen对象字典，实现对EtherCAT伺服驱动器的参数配置，参数调试和数据监控的功能。
8)多个EtherCAT伺服驱动器等设备通过EtherCAT总线连接在一起时，配置调试软件可以通过EtherCAT协议中规定的设备地址，分别同时访问总线上的这些设备，实现对多个设备的参数配置，参数调试和数据监控的功能。
如下对API接口库中的函数进行举例说明：
1、WriteMemory函数，用于向总线上从设备的ESC芯片的寄存器写数据。
Figure BDA0001929178120000031
2、ReadCanOpenOb ject函数，用于读取从设备的Canopen对象字典。
Figure BDA0001929178120000032
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.EtherCAT设备配置软件通信方案，其特征在于：以EtherCAT总线结构作为伺服驱动器配置数据调试的通信接口；基于EtherCAT通信协议，利用所述操作***提供的Socket接口进行API通信接口库的开发；所述API接口库中的函数基于所述Socket接口编程而来；通过调用所述API接口库中的相应函数对伺服驱动器进行参数设定及调试；根据EtherCAT通信协议中规定的寻址方式来对EtherCAT总线上接入的多个伺服驱动器进行数据操作。
2.根据权利要求1所述的EtherCAT设备配置软件通信方案，其特征在于：其步骤包括：
通过EtherCAT总线将配备有ESC芯片的多个伺服驱动器连接起来；
基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口来对伺服驱动器上ESC芯片的寄存器进行读写函数的编程；
基于EtherCAT通信协议，使用操作***提供的Socket接口来对伺服驱动器上的ESC芯片进行邮箱收发报文函数的编程；
伺服驱动器配置的调试软件通过调用所述API接口库中的读写函数对伺服驱动器上ESC芯片进行初始化配置；
伺服驱动器配置的调试软件通过调用所述API接口库中的邮箱收发报文函数对ESC芯片中的Canopen对象字典进行读写操作；
伺服驱动器配置的调试软件通过读写所述CANopen对象字来对伺服驱动器进行参数配置或参数调试或参数监控。
3.根据权利要求1或2所述的EtherCAT设备配置软件通信方案，其特征在于：采用UDP协议进行EtherCAT数据报文的传输。
4.根据权利要求3所述的EtherCAT设备配置软件通信方案，其特征在于：基于EtherCAT通信协议，可以同时对EtherCAT总线上接入的所有伺服驱动器进行参数配置或参数调试或参数监控。
5.根据权利要求4所述的EtherCAT设备配置软件通信方案，其特征在于：所述操作***包括windows操作***或Linux操作***。
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