【技术实现步骤摘要】
一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法
本专利技术涉及工业以太网现场总线通信领域,尤其涉及一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法。
技术介绍
EtherCAT协议主站和从站之间主要有几种同步方法:首先是采用实时化扩展系统和专用网卡驱动的软主站实现方式。目前在Windows平台上主要有RTX、INTIME等商业实时化补丁。主站协议通过实时系统提供的实时线程、消息事件等接口实现,比如TwinCAT等主站系统。这种方法的缺点是只能支持有限和特定型号的网卡,需要相关的许可证和费用,而且修改了操作系统的内核特性,造成了操作系统兼容性变差,甚至无法运行现有的行业软件进行协同工作。其次是采用FPGA硬件板卡的硬主站方式。这种方案由于主站协议运行在FPGA内部,利用了硬件并行处理特性,通讯周期可缩短至100微妙,从站同步动作时间的精度小于1微秒,可应用于高速高精的运动控制系统。这种方法采用硬件主站方式保障了主从站之间的的通讯可靠性,但是硬件和开发成本较高,且需要开发和各种操作系统平台或主控芯片之间的驱动程序和SDK应用接口。最后是采用非实时系统+普通网卡的软主站方式。这种主站采用了捕获原始网络数据包的方法实现从站通讯,采用系统提供的网络中间层驱动协议,可支持各种网卡。这种方法通用性好,但由于非实时系统的定时精度很差,通讯不稳定性,容易产生各种连接或超时错误,主要用做从站的配置和参数的修改读取工具,无法用于实际运动控制系统。根据主站的实时模式的不同,EtherCAT从站主要工作于DC ...
【技术保护点】
1.一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:具体包括以下步骤:/nS101:主站初始化;/nS102:主站在配置阶段,通过修改从站寄存器和相关参数,使从站启用DC同步信号并以自由运行模式工作;/nS103:主站启动从站;在运行阶段,主从站采用DC参考时钟进行动态同步调整,采用优化的周期性通讯方式收发从站数据;/nS104:主站关闭通讯接口。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
S101:主站初始化;
S102:主站在配置阶段,通过修改从站寄存器和相关参数,使从站启用DC同步信号并以自由运行模式工作;
S103:主站启动从站;在运行阶段,主从站采用DC参考时钟进行动态同步调整,采用优化的周期性通讯方式收发从站数据;
S104:主站关闭通讯接口。
2.如权利要求1所述的一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:步骤S101具体为:主站创建通讯线程,定时器任务和消息事件;主站初始化网络内的各个网卡,自动扫描该网络所连接从站,初始化从站寄存器,并设置每个从站为初始状态。
3.如权利要求1所述的一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:
步骤S102中,主站修改从站寄存器和相关参数,使从站启用DC同步信号并以自由运行模式工作,具体为:
S201:主站将所有从站的DC同步周期设置为主站通讯周期,并启用DC时钟;主站重新配置从站的PDI配置寄存器和AL事件请求寄存器,加入DC同步模式的中断信号SYNC0,并屏蔽从站同步管理事件信号;
S202:主站通过SDO方式修改相关参数使从站强制工作在自由运行模式,其中相关参数包括同步管理参数0x1C32/0x1C33所包含的的对象子1和4,即当前同步类型和同步类型支持集。
4.如权利要求3所述的一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:步骤S201中,主站将所有从站的DC同步周期设置为主站通讯周期,并启用DC时钟,具体为:
S301:主站初始化每个从站,设置从站状态为预运行状态;
S302:主站通过广播命令的方式锁存各个从站网络端口的数据帧接收时间,从而计算出从站DC的系统时间偏差、传输延时和时钟漂移值,并写入各个从站的时钟偏移和漂移寄存器中;
S303:主站设定从站DC时钟周期为通讯周期,设定启动时间,并启动DC同步信号。
5.如权利要求1所述的一种基于非实时系统的EtherCAT主站同步方法,其特征在于:步骤S103中,主站在运行阶段,采用主从站时间同步和优化的周期性通讯方式收发从站数据,所述优化的周期性通讯方式,为周期性线程+定时任务方式;所述周期性线程+定时任务方式,具体如下:
S401:主站命令所有...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜佳星,龚兴武,
申请(专利权)人:武汉迈信电气技术有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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