[實用新型]一種EtherCAT-TSN工業以太網控制系統

有效

• 申請號: 201922014181.4
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN210895111U
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 邵忠良;陳鏡先;王思婷;鄧桂芳
• 申請（專利權）人: 廣東水利電力職業技術學院（廣東省水利電力技工學校）
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

本實用新型公開了一種EtherCAT?TSN工業以太網控制系統，包括控制芯片、交換集成芯片、接口模塊、A/D轉換模塊、數據采集模塊、高速收發模塊、邏輯控制模塊、Flash存儲器、URAT接口、若干千兆PHY芯片和若干網口，其中，控制芯片分別與接口模塊、A/D轉換模塊和高速收發模塊連接，數據采集模塊與A/D轉換模塊連接，交換集成芯片分別與邏輯控制模塊、Flash存儲器、URAT接口和若干千兆PHY芯片連接，千兆PHY芯片連接若干網口，且邏輯控制模塊與高速收發模塊連接。有益效果：成本較低、對特定應用不受局限、能支持多種總線的協議轉換，此外，還可以對信號進行濾波、穩定和放大處理，提高信號強度。

技術領域

本實用新型涉及工業以太網技術領域，具體來說，涉及一種EtherCAT-TSN工業以太網控制系統。

背景技術

EtherCAT是一種用于工業自動化的以太網技術，是國際標準IEC/PAS62407以及ISO15745-4的一部分。EtherCAT使用全雙工100Mb/s以太網，系統由一個基于PC計算機的控制和通信主站以及若干從站通信節點組成，主站使用標準的以太網控制器，協議和驅動程序由軟件實現。從站通信節點使用轉發器處理技術。

在對于機器的控制中，EtherCAT在典型的IO網段的性能比TSN高出近十倍。EtherCAT作為當今最快速的工業以太網現場總線可以和TSN技術完美結合。在異構網絡中涉及到機器控制（多節點、高速響應、硬實時性要求）采用EtherCAT網段，每一個EtherCAT網段（含有多個EtherCAT節點設備）通過TSN交換機建立的一個高速數據通道與主站相連

這種用法非常高效，基于共享幀方式的EtherCAT由于網絡中多個從站設備的數據可以在同一個數據幀中傳輸，EtherCAT連到TSN網絡中后，使得TSN配置更加容易并高效。整個EtherCAT網段僅利用了TSN的一個“高速通道”，并保證了在異構網絡中EtherCAT網段中所有設備與其他類型設備及EtherCAT主站的實時通訊。

然而，現有的工業以太網控制系統一般只有百兆以太網接口，對于那些需要高實時性、速率要求高、網絡速率大的應用，還是有比較大的局限性；且接口比較單一，不能在一個設備里面支持各種總線的協議轉換。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

實用新型內容

針對相關技術中的問題，本實用新型提出一種EtherCAT-TSN工業以太網控制系統，以克服現有相關技術所存在的上述技術問題。

為此，本實用新型采用的具體技術方案如下：

一種EtherCAT-TSN工業以太網控制系統，包括控制芯片、交換集成芯片、接口模塊、A/D轉換模塊、數據采集模塊、高速收發模塊、邏輯控制模塊、Flash存儲器、URAT接口、若干千兆PHY芯片和若干網口；

其中，所述控制芯片分別與所述接口模塊、所述A/D轉換模塊和所述高速收發模塊連接，所述數據采集模塊與所述A/D轉換模塊連接，所述交換集成芯片分別與所述邏輯控制模塊、所述Flash存儲器、所述URAT接口和若干所述千兆PHY芯片連接，所述千兆PHY芯片連接若干所述網口，且所述邏輯控制模塊與所述高速收發模塊連接。

進一步的，所述接口模塊包括CAN總線接口、無線接口、RS485接口、RS232接口和RJ45接口，且所述CAN總線接口、所述無線接口、所述RS485接口、所述RS232接口和所述RJ45接口均通過所述接口模塊與所述控制芯片連接。

進一步的，所述無線接口包括GPRS或CDMA接口。

進一步的，所述數據采集模塊包括信號采集電路、信號接收電路、分壓調節電路和信號輸出電路，所述信號采集電路通過所述信號接收電路與所述分壓調節電路連接，所述分壓調節電路與所述信號輸出電路連接。