[发明专利]实时以太网总线主从站本地应用同步方法及装置

说明书

本发明公开了一种实时以太网总线主从站本地应用同步方法，同步方法用于CRTS‑Ⅲ型轨道板自动喷涂工位智能控制系统，该同步方法包括以下步骤：定义初始偏移时间，并依据开放式控制系统中EtherCAT主从站通信结构计算初始偏移时间；建立时钟模型并依据时钟模型计算主站时钟与参考时钟的时钟速率比例；利用计算得到的初始偏移时间与计算得到的时钟速率比例对同步信号进行初始化；定义参考时间偏差和测量时间偏差并计算参考时间偏差和测量时间偏差的差值；以及将计算得到的参考时间偏差和测量时间偏差的差值作为补偿主站周期剩余时间的依据，通过动态调整主站周期的方式实现EtherCAT主从站本地应用之间的同步。本发明的同步方法增强了开放式控制系统的开放性。

技术领域

本发明是关于控制技术领域，特别是关于一种实时以太网总线主从站本地应用同步方法及装置。

背景技术

CRTS-Ⅲ型无砟轨道板流水机组法，将CRTS-Ⅲ型无砟轨道板的生产工序按生产工艺要求分成若干个工位，每个工位固定配备自动化生产设备及辅助工人。生产时，轨道板随同模型借助于传输线沿着工艺流水线从一个工位移至下一个工位，固定在各工位工作的自动化设备则分别完成各工位所应完成的规定工序。随着电子技术、信息技术及控制技术的不断发展，产品多样化与个性化已成为新型制造系统的主要特点，并且对制造系统的核心部件——工位控制系统，提出了更高的技术要求，如超高速、超精密、集成、复合、智能化等。在这种情况下，开放式工位设备控制系统应运而生，开放式的控制系统致力于解决复杂多样的工艺需求与传统逻辑控制器专用封闭的控制结构之间的矛盾，其软硬件平台具有可互换性、可伸缩性、可移植性、可扩展性和可互操作性的特点，已经成为国际先进的工业机器人和数控设备控制系统的主流体系结构。相较于传统现场总线，实时以太网现场总线EtherCAT，启用了先进的控制体系结构，可将原先闭合于设备内部的控制回路开放到控制网络上。将其应用于设备控制系统中，可极大的改善系统的开放性。

EtherCAT网络通常由一个主站和多个从站串联而成，其拓扑结构也有多种结构(如线形、树形、星形等)。在开放式控制系统中，通常会选用简单高效的线形拓扑结构作为其控制网络，EtherCAT主站集成在控制系统中，可代表网络上的主站节点，而从站则由控制各轴运动的伺服驱动器实现，代表网络上的从站节点。这样一来控制系统对各轴的运动控制则可转换为EtherCAT网络上主站对从站的控制。一方面为保证各轴之间的同步性，则要求EtherCAT网络上各从站之间的执行动作保持同步；另一方面为保证控制系统与各轴之间同步性，则要求EtherCAT网络上主从站之间的执行动作保持同步。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时以太网总线主从站本地应用同步方法及装置，其能够克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种实时以太网总线(EtherCAT)主从站本地应用同步方法，同步方法用于CRTS-Ⅲ型轨道板自动喷涂工位智能控制系统，该同步方法包括以下步骤：

定义初始偏移时间，并依据开放式控制系统中EtherCAT主从站通信结构计算初始偏移时间；

建立时钟模型并依据时钟模型计算主站时钟与参考时钟的时钟速率比例；

利用计算得到的初始偏移时间与计算得到的时钟速率比例对同步信号进行初始化；

定义参考时间偏差和测量时间偏差并计算参考时间偏差和测量时间偏差的差值；以及将计算得到的参考时间偏差和测量时间偏差的差值作为补偿主站周期剩余时间的依据，通过动态调整主站周期的方式实现EtherCAT主从站本地应用之间的同步。

在一优选的实施方式中，初始偏移时间被定义为：在同一个主站定时周期中，主站定时器中断事件发生时间与从站SYNC0事件发生时间的时间间隔。