[發明專利]一種基于IGH開源框架改進的EtherCAT通信主站方法及系統

在審

• 申請號: 202210325650.8
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114666185A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 劉鵬飛;郭龍;張紹維;楊健
• 申請（專利權）人: 合肥哈工圖南智控機器人有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L41/0663;H04L41/0803;H04J3/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 朱文振

本發明提供一種基于IGH開源框架改進的EtherCAT通信主站方法及系統包括：以預設版本的內核數據實時擴展Linux實時操作系統并配置系統內核；根據所述IGH主站中的從站Sync0信號啟動時間原理設置啟動時間機制數據；根據預設周期參數修改所述啟動時間機制數據中的時間偏移量START_OFFSET，并根據所述時間機制數據獲取并以預置防丟包邏輯處理Sync0啟動時間及SM2?sync0間隔，據以獲取防丟包時間數據，以預置從站同步邏輯處理所有所述從站，以使不同所述從站的所述Sync0啟動時間相差整數倍DC周期時間；在構建好的所述Linux實時操作系統上重新編譯所述IGH主站；功能擴展所述IGH主站并對所述IGH主站進行雙實時周期切換。解決了通信穩定性不足、主站同步時間和用戶控制周期正相關的技術問題。

技術領域

本發明涉及一種智能制造機器人的工業以太網技術，具體涉及一種基于IGH開源框架改進的EtherCAT通信主站方法及系統。

背景技術

EtherCAT(以太網控制自動化技術)是一個開放架構，以太網為基礎的現場總線系統，其中CAT為控制自動化技術(Control Automation Technology)的縮寫。EtherCAT是確定性的工業以太網，最早是由德國的Beckhoff公司研發。自動化對通訊一般會要求較短的資料更新時間(或稱為周期時間)、資料同步時的通訊抖動量低，而且硬件的成本要低，EtherCAT開發的目的就是讓以太網可以運用在自動化應用中。

EtherCAT的主站開發是基于EtherCAT機器人控制系統的開發中非常重要的環節，目前常見開源的主站代碼為的RT-LAB開發的SOEM(Simple OpenSource EtherCAT Master)和EtherLab的the IgH EtherCAT Master。使用起來SOEM的簡單一些，而the IgH EtherCATMaster更復雜一些，但對EtherCAT的實現更為完整。IGH的EtherCATMaster基于Linux平臺，從發布至今已經將近10年并進行了多次更新，功能相對完善，還支持RTAI、RT-Preempt、Xenomai等多種實時擴展，并且支持DC分布時鐘，支持COE、SOE、EOE等多種通信協議。

DC分布式時鐘使所有的EtherCAT設備使用相同的系統時間，從而控制各個設備任務的同步執行，從站設備可以根據同步的系統時間產生同步信號，用于中斷控制或觸發數字量輸入輸出，其主要步驟如下：

(1)計算從站之間的傳輸延時；

(2)計算從站本地時鐘和系統時鐘的初始偏移量；

(3)設置DC周期時間；

(4)設置Sync0啟動時間(Sync0啟動時間相對與周期起始時間的延時稱之為Sync0shift)；

(5)使能DC；

(6)時鐘同步；