[实用新型]一种EtherCAT总线通用伺服脉冲量接口模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及EtherCAT工业以太网总线技术与通用伺服脉冲量接口控制领域，尤其涉及到一种EtherCAT总线通用伺服脉冲量接口模块。

背景技术

工业以太网现场总线技术作为工业控制的集成组件已得到日益普及与推广，这使基于PC的控制系统得到更加广泛的应用。虽然控制器CPU特别是IPC(Industry PC)性能发展迅猛，但由于传统以太网现场总线技术所采用的介质访问方式——带有冲突检测的载波侦听多路访问机制CSMA/CD，是一种非确定性的介质访问控制方式，在间歇传输、突发性长报文以及在节点数少、负载轻的情况下，传输具有很好的效率，但在节点数增多、数据通信量增大、负载加重的情况下，其效率明显下降，这也成为制约控制系统性能发展的“瓶颈”之一。针对此情况，国内外开发出多种新的工业以太网现场总线技术，其中较为成熟并得到广泛应用的有：EtherCAT、SERCOSIII、POWERLINK、Ethernet/IP、Modbus/TCP、PROFINET。其中EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)主张″以太网控制自动化技术″，由德国BECKHOFF自动化公司于2003年提出，并于2007年12月成为国际标准，是IEC61158和IEC61784中定义的第十二种通信协议标准。它是开放的实时以太网络通讯协议，采用商用的标准网卡(NIC)或任何主板集成的以太网控制器用作硬件接口，为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，降低了现场总线的使用成本，有效数据率可达90％以上，传输速率：2×100Mbaud，全双工特性完全得以应用，是直达I/O层的实时以太网，无须下挂子系统，所有设备共存于同一个总线上。EtherCAT介质访问(MAC)采用主从式模式，主站完全由软件实现通信功能，在数据链路层采用了实时调度的软件核，并提供了过程数据传输的独立通道，从站采用专用硬件芯片。EtherCAT作为工业自动化以太网解决方案，以其超高速、通用、开放、低成本实现获得了广大工控厂商的青睐，国际上已经有多个厂家研发出自己的主站产品和从站芯片，国内也有多家开始着力于该技术的产品开发，特别是从站的开发。

伺服单元是工业控制中一种常用的控制器，广泛运用于数控机床等高精度设备中，可作为EtherCAT总线的从站。市场上现有支持EtherCAT的伺服单元主要源自国外厂家，伺服产品种类多，性能优越，但价格昂贵、交货期长，严重阻碍了中低端用户EtherCAT解决方案的实施。此外，脉冲量控制是伺服单元的一种控制方式，用于位置控制模式，主要采用脉冲+方向、正转/反转或者A/B相三种脉冲发生方式，通过控制脉冲系列的频率、个数、占空比等信息来控制伺服单元或者步进电机单元，一般应用于定位装置，广泛被用户使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述缺陷，提供一种通用性强，实时性好，精度高，价格低廉的EtherCAT总线通用伺服脉冲量接口模块。

本实用新型是通过如下方式实现的：

一种EtherCAT总线通用伺服脉冲量接口模块，其特征在于：包括架体2，在所述的架体2内部嵌有基于EtherCAT总线技术的通用伺服冲量接口的集成电路板1；

所述的集成电路板1包括基于EtherCAT技术的ESC芯片17、第一网络接口11、第二网络接口12、电路板电源18、外部电源输入口15、第一脉冲量接口19、第二脉冲量接口122、第三脉冲量接口121、第四脉冲量接口125、MCU芯片120、MCU芯片调试接口16、FPGA芯片124、FPGA芯片调试接口123；

所述的第一网络接口11通过第一网络接口控制芯片13与基于EtherCAT技术的ESC芯片17相连接，第二网络接口12通过第二网络接口控制芯片14与基于EtherCAT技术的ESC芯片17相连接；所述的MCU芯片120与基于EtherCAT技术的ESC芯片17相连接；所述的FPGA芯片124与MCU芯片120相连接；所述的MCU芯片调试接口16与MCU芯片120相连接；所述的FPGA芯片调试接口123与FPGA芯片124相连接；

所述的第一脉冲量接口19、第二脉冲量接口122、第三脉冲量接口121、第四脉冲量接口125分别与FPGA芯片124相连接；所述的电路板电源18、外部电源输入口15分别设于集成电路板1上，外部电源输入口15与电路板电源18相连接；电路板电源18与基于EtherCAT技术的ESC芯片17、MCU芯片120、FPGA芯片124相连接。