一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统，包括：主控模块、通信模块、从站模块和背板，所述主控模块与通信模块之间通过至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述通信模块与从站模块通过至少两条设置于所述背板上的连接线连接，并经通信模块实现主控模块与从站模块之间的数据冗余通信。本发明专利技术能够通过在主控模块和通讯模块之间采用以太网电缆、光纤线缆或无线通信方式连接，降低背板通信传输压力，提高了所述系统的整体传输效率，同时还提高了所述系统的可拓展性，进而使得所述通信冗余控制系统能够更好的适应生产需求。

A communication redundancy control system based on EtherCAT

The invention provides a redundant communication control system based on EtherCAT, including the main control module, communication module, slave station module and backplane, between the main control module and communication module through at least two Ethernet cable, fiber optic cable or wireless communication connection, the communication module and the slave station module through at least two arranged on the backplane connector, and the communication module of the main control module and the data from the redundant communication module between the station. The invention can be connected by Ethernet cable, fiber optic cable or wireless communication between the main control module and communication module, reduce the backplane communication transmission pressure, improve the overall transmission efficiency of the system, but also improve the scalability of the system, which makes the communication redundancy control system can better adapt to the production and demand.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统
本专利技术涉及自动化
，尤其涉及一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统。
技术介绍
目前，以太网控制自动化技术(EthernetControlAutomationTechnology，以下简称EtherCAT)最初是在2003年由德国倍福自动化有限公司(BeckhoffAutomationGmbH)基于以太网技术提出的一种实时工业以太网技术，该技术不仅具有高速和高数据有效率的特点，还具有灵活网络拓扑结构，并在协议中封装了IP/UDP，所以不需要IP协议就能实现通信。因此，EtherCAT具有以下优点：适应性广泛；符合以太网标准；无需使用从属子网，都可用作EtherCAT从站；数据传输效率高；刷新周期短；同步性能好。如申请号为201310566134.5专利技术中提供一种基于EtherCAT的电力电子装置冗余控制系统，所述系统包括EtherCAT通讯管理模块、主控模块、功能模块和电源模块；所述EtherCAT通讯管理模块通过EtherCAT网络与主控模块和功能模块进行数据通讯，所述电源模块为所述EtherCAT通讯管理模块、主控模块和功能模块供电。虽然该专利技术提供了冗余控制的方法，但是该方法中只通过背板来进行通讯连接，可拓展性不强。
技术实现思路
本专利技术提供的基于EtherCAT的通信冗余控制系统，能够在主控模块和通讯模块之间采用以太网电缆、光纤线缆或无线通信方式连接，降低背板通信传输压力，提高了所述系统的整体传输效率，同时还提高了所述系统的可拓展性，进而使得所述通信冗余控制系统能够更好的适应生产需求。本专利技术提供一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统，包括：主控模块、通信模块、从站模块和背板，所述主控模块与通信模块之间通过至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述通信模块与从站模块通过至少两条设置于所述背板上的连接线连接，并经通信模块实现主控模块与从站模块之间的数据冗余通信。可选地，所述主控模块包括：主站控制器，用于对以太网信号进行输入输出控制；主站接口单元，一端与所述主站控制器连接，另一端与设置在所述通信模块上的从站接口单元通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接。可选地，所述主站控制器，包括第一主站控制器和第二主站控制器，所述第一主站控制器和第二主站控制器通过高速总线连接；所述主站接口单元，包括与所述第一主站控制器连接的第一主站接口和与所述第二主站控制器连接的第二主站接口；所述从站接口单元，包括第一从站接口和第二从站接口，所述第一从站接口与第一主站接口通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述第二从站接口与所述第二主站接口通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接。可选地，所述通信模块还包括：通信控制器，用于对通信模块内的信号进行输入输出控制，并且包括与第一从站接口连接第一通信控制器、和与第二从站接口连接的第二通信控制器；通信EBUS接口单元，包括第一通信EBUS接口和第二通信EBUS接口，所述第一通信EBUS接口一端与第一通信控制器连接，另一端对应与设置在从站模块上的从站接口单元通过所述连接线连接；所述第二通信EBUS接口一端与第二通信控制器连接，另一端对应与设置在从站模块上的从站接口单元通过所述连接线连接。可选地，所述从站模块包括：从站接口单元，一端分别与通信模块和下一级从站模块连接，另一端与从站控制器单元连接；从站控制器单元，用于接收/发送背板EBUS信号；从站仲裁单元，与从站控制单元连接，用于获取所转换的信号并启动仲裁机制并实现从站仲裁功能；功能单元，与从站仲裁单元连接，用于根据从站仲裁结果实现对应从站控制功能。可选地，所述从站接口单元，包括第一EBUS接口、第二EBUS接口、第三EBUS接口和第四EBUS接口，所述第一EBUS接口、第二EBUS接口分别与所述第一通信EBUS接口、第二通信EBUS接口连接，所述第三EBUS接口、第四EBUS接口分别与设置在下一级从站模块上的EBUS接口连接；所述从站控制器单元，包括第一从站控制器和第二从站控制器，所述第一从站控制器一侧分别与第一EBUS接口和第三EBUS接口连接，另一侧与所述从站仲裁单元连接，所述第二从站控制器一侧分别与第二EBUS接口和第四EBUS接口连接，另一侧与所述从站仲裁单元连接。可选地，所述功能单元包括数字量输入子单元、数字量输出子单元、模拟量输入子单元和模拟量输出子单元。可选地，所述系统还包括：电源模块，通过所述连接线分别与主控模块、通信模块、从站模块连接，并用于实现主控模块、通信模块和从站模块的供电。本专利技术实施例提供的基于EtherCAT的通信冗余控制系统主要是通过在主控模块和通信模块之间采用至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接并实现两者之间的通信，在通信模块和从站模块之间采用至少两条设置于所述背板上的连接线连接并实现两者之间的通信，一方面，本实施例中所述通信冗余控制系统在主控模块与通信模块、通信模块与从站模块之间采用双链路冗余，提高了所述系统安全系数；另一方面，所述通信冗余控制系统在主控模块和通讯模块之间采用以太网电缆、光纤线缆或无线通信方式连接，降低背板通信传输压力，提高了所述系统的整体传输速率，同时还提高了所述系统的可拓展性。进而使得所述通信冗余控制系统能够更好的适应生产需求。进一步的，本实施例中所述从站模块内分别设置独立的从站仲裁单元，对双链路冗余进行仲裁处理，提高了所述系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术一实施例基于EtherCAT的通信冗余控制系统的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例基于EtherCAT的通信冗余控制系统的结构示意图；图3为本专利技术一实施例主站模块的结构示意图；图4为本专利技术一实施例通信模块的结构示意图；图5为本专利技术一实施例从站模块的结构示意图；图6为本专利技术一实施例基于EtherCAT的通信冗余控制系统的工作流程图；图7为本专利技术另一实施例基于EtherCAT的通信冗余控制系统的工作流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统，如图1所示，所述系统包括：主控模块、通信模块、从站模块和背板，所述主控模块与通信模块之间通过至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述通信模块与从站模块通过至少两条设置于所述背板上的连接线连接，并经通信模块实现主控模块与从站模块之间的数据冗余通信。本专利技术实施例提供的基于EtherCAT的通信冗余控制系统主要是通过在主控模块和通信模块之间采用至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接并实现两者之间的通信，在通信模块和从站模块之间采用至少两条设置于所述背板上的连接线连接并实现两者之间的通信，一方面，本实施例中所述通信冗余控制系统在主控模块与通信模块、通信模块与从站模块之间采用双链路冗余，提高了所述系统安全系数；另一方面，所述通信冗余控制系统在主控模块和通讯模块之间采用以太网电缆、光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统，其特征在于，包括：主控模块、通信模块、从站模块和背板，所述主控模块与通信模块之间通过至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述通信模块与从站模块通过至少两条设置于所述背板上的连接线连接，并经通信模块实现主控模块与从站模块之间的数据冗余通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT的通信冗余控制系统，其特征在于，包括：主控模块、通信模块、从站模块和背板，所述主控模块与通信模块之间通过至少两条以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述通信模块与从站模块通过至少两条设置于所述背板上的连接线连接，并经通信模块实现主控模块与从站模块之间的数据冗余通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控模块包括：主站控制器，用于对以太网信号进行输入输出控制；主站接口单元，一端与所述主站控制器连接，另一端与设置在所述通信模块上的从站接口单元通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主站控制器，包括第一主站控制器和第二主站控制器，所述第一主站控制器和第二主站控制器通过高速总线连接；所述主站接口单元，包括与所述第一主站控制器连接的第一主站接口和与所述第二主站控制器连接的第二主站接口；所述从站接口单元，包括第一从站接口和第二从站接口，所述第一从站接口与第一主站接口通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接，所述第二从站接口与所述第二主站接口通过以太网电缆、光纤线缆或无线通信连接。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述通信模块还包括：通信控制器，用于对通信模块内的信号进行输入输出控制，并且包括与第一从站接口连接第一通信控制器、和与第二从站接口连接的第二通信控制器；通信EBUS接口单元，包括第一通信EBUS接口和第二通信EBUS接口，所述第一通信EBUS接口一端与第一通信控制器连接，另一端对应与设置在从站模块上的从站接口单元通过所述连接线连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兵，刘骏，董岩，姚旺君，郑儿，韩庆敏，霍玉鲜，张敏，赵英宝，
申请(专利权)人：中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11