[發明專利]基于EtherCAT總線的運動控制器

無效

• 申請號: 201110083334.6
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102736564A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 姚丹
• 申請（專利權）人: 上海錸鈉克數控科技有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種運動控制器，尤其涉及該運動控制器的電路模塊。

背景技術

運動控制器是數控機床的大腦，它控制驅動器帶動馬達完成精確復雜的運動指令。

運動控制器有兩大類，嵌入式系統和基于PC的系統。嵌入式系統因為體積小，成本低，占領了大部分的低端市場。但是因為嵌入式系統運算能力，存儲容量有限，升級和擴展困難，所以高端市場還是基于PC的系統所主宰。

由圖1可見：傳統的運動控制器通常采用ISA或PCI接口連接到工業PC上。PC通過PCI接口和運動控制器進行數據交換，運動控制器再通過各種線纜和驅動器相聯。

這種方式的問題在于線纜數量多，干擾嚴重。通常驅動器安裝在機床后部的電氣柜中。如果工業PC也放置在電氣柜中，那么到機床前面的顯示器，輸入輸出設備的線纜就很長，很容易產生干擾。例如USB延長線不能超過2米，否則必須加中繼器；VGA線也必須加屏蔽保護否則很容易出現水波紋等現象。如果把工業PC布置在機床前面，那么到驅動器的數據線和反饋線會很長，這些線纜價格昂貴。

由圖2可見：為了解決上述方案的弊端，現在出現了很多的基于以太網的工業總線標準。三菱，松下都推出了自己的工業以太網協議標準，歐洲的部分廠家也推出了開放協議的標準。他們的基本原理都是一樣的。

串行網絡方案很好的解決了線纜過多，干擾大，價格昂貴的問題。但是工控巨頭們都推出了自己的解決方案，這些方案互不兼容，自能選擇一家的產品，用戶沒有自由組合的權利。

歐洲的EtherCAT協議是一個開放的工業實時以太網絡協議，目前在歐洲逐漸流行，是當前最具實用化意義并適用于運動控制的開放式實時工業以太網高速串行總線技術，EtherCAT的同步間隔可以達到百us以下量級，宣稱的同步抖動可以低至20ns，其應用層也可以采用CANopen或SERCOS的現成協議。主站可采用普通網卡配合實時操作系統完成。但是價格相對于日系產品要高很多，在國內推廣還有待時日。

無論采用封閉協議產品還是開放協議產品必然面臨的問題是：現有的大量廉價驅動器不能使用了，選擇余地變小。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種基于EtherCAT總線的運動控制器，旨在解決上述的問題。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：鍵盤和鼠標；還包括：帶有顯示器的一體化工業PC以及基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器；所述的基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器通過網線與帶有顯示器的一體化工業PC相連；所述的基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器與基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)的驅動器或者驅動器相連。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：不僅簡化了結構，節省線纜費用，同時可以充分利用各種廉價的通用驅動器，而且這個方案完全遵守EtherCAT協議，用戶可以和EtherCAT驅動器混合使用。

附圖說明

圖1是現有技術中PC通過PCI接口和運動控制器進行數據交換模塊圖。

圖2是現有技術中基于以太網的工業總線運動控制器進行數據交換模塊圖。

圖3是本發明模塊圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

由圖3可見：本發明包括：鍵盤和鼠標；還包括：帶有顯示器的一體化工業PC以及基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器；所述的基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器通過網線與帶有顯示器的一體化工業PC相連；所述的基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器與基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)的驅動器或者驅動器相連。

本發明將帶有顯示器的一體化工業PC直接移到主控制臺，省去了通過線纜與一體化工業PC相連(與傳統方法1中的區別)；再通過基于EtherCAT(開放的工業實時以太網絡協議)總線的運動控制器，該運動控制器一方面可以EtherCAT驅動器相連，另一方面還可以通過ISA或PCI接口與傳統的驅動器相連。

本發明不僅簡化了結構，節省線纜費用，同時可以充分利用各種廉價的通用驅動器，而且這個方案完全遵守EtherCAT協議，用戶可以和EtherCAT驅動器混合使用。