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    技術知識

    專注于實時現場總線技術及工業通訊技術的研發、推廣及技術支持服務

    CANopen與EtherCAT的運動控制簡單介紹

    發布時間:2019-05-06

    與EtherCAT是國際上網絡運動控制的開放標準協議。它們可以簡化連線、降低成本、增強診斷功能等。CANopen主要應用于分布式控制系統,而EtherCAT可以應用在集中式與分布式2種控制結構中。每種網絡都有其自身的優點。泰科智能為這2種網絡控制結構提供一個齊全的步進與伺服驅動控制解決方案。同時,還提供相關的軟件工具,以簡化系統調試,且易于從CANopen網絡移植到EtherCAT網絡。       

    集中式與分布式運動控制:

    在集中式結構中,除了電流環以外,所有的任務都由控制器完成。電流環應該至少每100us更新一次,這會把很高的計算負擔放在控制器上,且必須使用高速數據通訊鏈路。

    在分布式控制系統中,所有的伺服環都在驅動器內完成。在輪廓模式(下載運動參數并啟動運行)下,驅動器內部也執行路徑規劃。驅動器無需增加附加的成本,而且能省去運動控制卡。由于位置環的刷新率遠低于電流環,因此只需使用一個低速的網絡即可。

    PVT路徑規劃:

    在分布式控制協同運動系統中,EtherCAT和CANopen都使用PVT做路徑規劃:控制器生成一系列的點,來定義在指定的時間點上,每個軸的位置與速度值。PVT路徑規劃是定義運動軌跡的一種非常高效的方法。

    一般來說,軌跡點每隔10ms被發送到驅動器的緩沖區中。驅動器實行三階插補來生成最優的曲線。插補之后,每個驅動器上的位置環以幾千赫茲的速率同步更新。

    網絡的速度與效率

    對運動控制系統網絡而言,效率、決定性與同步性遠比速度重要。標準以太網的傳輸速度超過CANopen 速度100倍,但主要被設計用于異步傳輸大數據文件。網絡上的消息沖突是毀滅性的,必須重新發送。CANopen主要被創建用于低成本傳送實時小數據包,對于分布式控制而言,完全可滿足其實時性要求。

    EtherCAT給以太網帶來了同步性與決定性,相對于許多被實時修改過的標準以太網,EtherCAT顯然是最有效的。對于分布式控制系統,它滿足刷新驅動器電流環的速度的要求,且能靈活地傳輸PVT點。但是,EtherCAT驅動器相對同等的CANopen驅動器而言,價格更高,體積也更大一點。

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