[发明专利]支持通用EtherCAT总线设备热插拔的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种EtherCAT总线母板，EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时、高速以太网通信协议, 可适用于分布式控制系统、电力系统、运动控制系统、伺服控制系统等自动化领域。

背景技术

EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时、高速以太网通信协议。它具有传输容量大、传输速度快、时钟同步性高、实现成本低、开放性好等特点，支持多种连接方式，可以使用工业控制的总线形结构，应用于工业现场总线。通常总线设备采用单设备独立安装网线连接串联形成网络，需要使用大量接线，也有使用设备拼装串联形成网络。

在工业控制过程的很多应用场合中，其中某台设备的故障，不可引起子系统的故障，也不可引起总线上的其他设备故障，因此，总线设备需要具备热插拔（hot-plugging）的功能，在其更换及脱网时，不可引起总线其他设备的故障或脱网故障。鉴于EtherCAT总线通信链路串联的性质，EtherCAT 控制器（EtherCAT Controller）本身热插拔必然导致EtherCAT链路的断开，故通常采用通信环路的方式解决单装置故障的问题。但即使采用环路方式，当不只一个从站损坏或拔出脱网时，两个损坏的从站间完好的从站也将脱离链路而无法建立连接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种EtherCAT总线母板，节省大量接线并解决EtherCAT总线设备需具有热插拔功能的问题。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种支持通用EtherCAT总线设备热插拔的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)总线母板的EtherCAT 控制器在板内相互连接，总线设备M正常工作时，其EtherCAT 控制器M与总线母板的EtherCAT 控制器M连接；

2)总线设备M正常工作时通讯链路通过总线模板的EtherCAT 控制器M从链路一连接到总线设备M的EtherCAT 控制器M*然后从链路三回到总线母板的EtherCAT 控制器M，再连接至下一个通讯节点总线母板的EtherCAT 控制器M+1；

3)当总线设备M损坏或缺失时，通讯链路通过总线母板的EtherCAT 控制器M链路二直接连接到下一个通讯节点。

前述的支持通用EtherCAT总线设备热插拔的实现方法，其特征在于：相邻EtherCAT 控制器之间通过MII接口或LVDS接口连接。

前述的支持通用EtherCAT总线设备热插拔的实现方法，其特征在于：EtherCAT 控制器与EtherCAT总线设备之间的接口为MII接口或LVDS接口。

本发明的支持通用EtherCAT总线设备热插拔的实现方法，可与具有EtherCAT 控制器的可热插拔的总线设备配合工作，节省大量的网络接线，同时解决了通过EtherCAT总线设备需具有热插拔功能的问题，具有设计新颖、可靠、灵活等特点，在工业过程控制领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明的总线母板框图；

图2为本发明的总线母板工作通信链路图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行进一步描述：

如图1所示，总线母板具有一个或多个相互连接的EtherCAT 控制器，该连接可以是MII接口、LVDS接口及其它EtherCAT 控制器支持的接口；应用层使用EtherCAT协议，可与具有EtherCAT 控制器并可热插拔的总线设备一一对应连接，既可与总线设备配合工作也可独立通讯工作。总线设备M的EtherCAT 控制器M与总线母板的EtherCAT 控制器M连接，该连接可以是MII接口、LVDS接口及其它EtherCAT 控制器支持的接口；应用层使用EtherCAT协议。

该母板的工作方式如图2所示，类似一般的工业现场总线IO模式，使用总线母板为底托，总线设备连接在总线母板上工作。本设计的总线母板上有一个或多个相连接的EtherCAT 控制器，每一个与具有EtherCAT 控制器的可热插拔的总线设备一一对应配合工作。图中以总线设备M为例，正常工作时，总线设备M的EtherCAT 控制器M与总线母板的EtherCAT 控制器M连接,通讯链路通过总线模板的EtherCAT 控制器M从链路一①连接到总线设备M的EtherCAT 控制器M*然后从链路三③回到总线母板的EtherCAT 控制器M。主站发送的数据经过该通信链路与总线设备M的交换数据，回到总线母板，再连接至下一个通讯节点总线母板的EtherCAT 控制器M+1，通过下一个相同的链路与下一个总线设备交换数据；总线设备M损坏或缺失时，总线母板独立工作，通讯链路通过总线母板的EtherCAT 控制器M链路二②直接连接到下一个通讯节点,不与总线设备M进行数据交换。