一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统，该压力数据采集系统包括：依次连接的传感器、模数转换模块、计算处理模块、EtherCAT通信模块和EtherCAT总线设备；所述传感器，用于对检测环境中物理量的变化；所述模数转换模块，用于接收传感器的模拟传感数据，并将所述模拟传感数据转化为数字传感数据；所述计算处理模块，用于对数字传感数据进行处理，得到传感结果；所述EtherCAT通信模块，用于基于EtherCAT通信协议将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备。本实用新型专利技术基于EtherCAT通信模块将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备，EtherCAT通信协议具有传输效率高、速率快、网络嫁接方便、成本较低等诸多优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统


[0001]本技术涉及数据采集
，具体涉及一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统。

技术介绍

[0002]传统数据采集装置采用以太网技术接入工业控制系统，传统以太网技术在传输效率、实时性等方面已不能满足现代工业控制系统的需求，传统数据采集装置数据传输周期远低于工业控制系统，无法保证数据准确而实时地刷新，从而影响整体工业控制系统性能。
[0003]此外，目前市场的数据采集系统虽然可以满足基本的使用需求。但是目前市场的数据采集系统大多设备价格昂贵、技术支持不到位、设备采集精度略低、性能表现不够稳定、多通道组网繁杂和测量软件界面复杂；而且数据现有采集系统多为某一专项工程设计，通用性较差。
[0004]综上，行业内急需研发一种传输效率高、网络嫁接方便、成本较低和通用性好的数据采集系统。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统，其基于EtherCAT通信模块将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备。
[0006]本技术的目的通过以下的技术方案实现：
[0007]一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统包括：依次连接的传感器、模数转换模块、计算处理模块、EtherCAT通信模块和EtherCAT总线设备；所述传感器，用于对检测环境中物理量的变化；所述模数转换模块，用于接收传感器的模拟传感数据，并将所述模拟传感数据转化为数字传感数据；所述计算处理模块，用于对数字传感数据进行处理，得到传感结果；所述EtherCAT通信模块，用于基于EtherCAT通信协议将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备。
[0008]优选地，模数转换模块包括两块AD7193芯片及两个4路模拟量采集通道，每个AD7193芯片分别与其中的一个4路模拟量采集通道连接，两块AD7193芯片还连接至计算处理模块。
[0009]优选地，计算处理模块包括：STM32主控芯片。
[0010]优选地，EtherCAT通信模块包括：EtherCAT从站控制器、EEPROM和相同的上行支路和下行支路； EtherCAT从站控制器和EEPROM 相连接；上行支路和下行支路均包括依次相连接的物理层控制器、收发器和RJ45接口；上行支路和下行支路的物理层控制器均还连接EtherCAT从站控制器，EtherCAT从站控制器还连接计算处理模块；上行支路和下行支路的RJ45接口均还连接外部的EthreCAT总线设备；其中，上行支路的RJ45接口作为EtherCAT_IN网口，下行支路的RJ45接口作为EtherCAT_OUT网口。
[0011]优选地，EtherCAT从站控制器包括：LAN9252芯片。
[0012]需要说明的是，单独的计算处理模块、EtherCAT通信模块不是本方案的创造点，不是本方案的保护范围。计算处理模块、EtherCAT通信模块可以采用现有的技术方案实现。本方案需要保护的是加入EtherCAT通信模块后压力数据采集系统的整体结构。
[0013]本技术相对于现有技术具有如下优点：
[0014]本技术可以同时采集传感器的4路电流型模拟量信号和4路电压型模拟量信号，并将模拟量信号转换成数字量信号，通过EtherCAT总线实现压力数据的高速传输至EtherCAT总线设备。EtherCAT通信协议具有传输效率高、速率快、网络嫁接方便、成本较低等诸多优点。解决了传统以太网技术在传输效率、实时性等方面已不能满足现代工业控制系统的需求，传统数据采集装置数据传输周期远低于工业控制系统，无法保证数据准确而实时地刷新等缺点。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1为本技术的基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统的原理框图。
[0017]图2为本技术的EtherCAT通信模块的原理框图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0019]图1为本技术的基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统的原理框图。如图1所示，一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统包括：依次连接的传感器、模数转换模块、计算处理模块、EtherCAT通信模块和EtherCAT总线设备；所述传感器，用于对检测环境中物理量的变化；所述模数转换模块，用于接收传感器的模拟传感数据，并将所述模拟传感数据转化为数字传感数据；所述计算处理模块，用于对数字传感数据进行处理，得到传感结果；所述EtherCAT通信模块，用于基于EtherCAT通信协议将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备。
[0020]本方案的EtherCAT是基于集束帧机制的新型工业以太网协议，其通过修改传统以太网协议底层结构，在兼容传统以太网协议的同时由实时控制器约束，EtherCAT网络拓扑构成一个逻辑环状结构，在每个周期EtherCAT主站发送一个报文，按照相关顺序通过环状网络上所有节点后报文将返回主站，因为协议特性，其具有传输效率高、速率快、网络嫁接方便、成本较低等诸多优点。
[0021]在本实施例，模数转换模块包括相连接的ADC模拟输入电路和模数转换电路，模数转换电路包括24位高精度的AD7193芯片及两个4路模拟量采集通道，每个AD7193芯片分别与其中的一个4路模拟量采集通道连接，两块AD7193芯片还连接至计算处理模块，这样可以同时采集4路电压型模拟量信号和4路电流型模拟量信号。
[0022]模数转换模块用以实现接收传感器的模拟传感数据，并将所述模拟传感数据转化为数字传感数据。模数转换模块还设置模拟量输入接口，用于接外部传感器的电压采集信
号输出端。AD7193芯片集成一个低噪声、24位Σ
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Δ型模数转换器(ADC)，数据采集具有高精度的优点，可最大程度减小数据采样时的误差，大大提高了精度。
[0023]在本实施例，计算处理模块为CPU处理器。计算处理模块包括：STM32主控芯片。更近一步地，STM32主控芯片为STM32F103系列的芯片。
[0024]其中，AD7193芯片和STM32F103系列的芯片采用SPI方式通信。AD7193芯片的四线SPI接口的SCLK、CS、DIN、DOUT引脚分别连接STM32上SPI1的SCLK、CS、MOSI、MISO引脚。将STM32的SPI2口的四线连接EtherCAT通信模块部分。
[0025]在本实施例， EtherCAT通信模块包括：EtherCAT通信模块包括：EtherCAT从站控制器、EEPROM和相同的上行支路和下行支路； EtherCAT从站控制器和EEPR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT通信技术的压力数据采集系统，其特征在于，包括：依次连接的传感器、模数转换模块、计算处理模块、EtherCAT通信模块和EtherCAT总线设备；所述传感器，用于对检测环境中物理量的变化；所述模数转换模块，用于接收传感器的模拟传感数据，并将所述模拟传感数据转化为数字传感数据；所述计算处理模块，用于对数字传感数据进行处理，得到传感结果；所述EtherCAT通信模块，用于基于EtherCAT通信协议将传感结果高效的传输至EtherCAT总线设备。2.根据权利要求1所述的压力数据采集系统，其特征在于，模数转换模块包括两块AD7193芯片及两个4路模拟量采集通道，每个AD7193芯片分别与其中的一个4路模拟量采集通道连接，两块AD7193芯片还连接至计算处理模块。3.根据权利要求1所述的压力数据采集系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：江楠，许东伟，吴伟龙，
申请(专利权)人：广东炬人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：