[发明专利]基于EtherCAT协议的设备控制器可重构系统及实施方法

权利要求书

1.一种基于EtherCAT协议的设备控制器可重构实施方法，其特征在于，包括下述步骤：

EtherCAT主站周期性发送控制报文控制EtherCAT从站，EtherCAT从站返回报文到EtherCAT主站；

当所述EtherCAT主站监测到EtherCAT从站返回报文的工作计数器发生变化时，判定设备硬件拓扑结构改变，触发设备控制器的重构；

所述设备控制器的重构包括硬件重构、主站重构、控制器内核重构和服务端重构；

所述主站重构步骤中，在原工作周期发送工作报文的基础上增加配置工作周期，多个配置工作周期在原工作周期内均匀分布，所述配置工作周期运行于原工作周期的休眠时间内，在配置工作周期内，EtherCAT主站发送配置报文完成对新加入EtherCAT从站的配置及使能工作；

所述在原工作周期发送工作报文的基础上增加配置工作周期，具体配置步骤为：

设原工作周期为t_r，配置周期数为N，则

进行EtherCAT从站扫描工作，确定EtherCAT从站设备硬件拓扑结构，获得新加入EtherCAT从站的拓扑位置，与此同时发送广播写命令，保存设备硬件拓扑结构改变以后原EtherCAT从站每个端口接收到以太网帧前导符的第一位的时刻；

读取原有EtherCAT从站每个端口接收到以太网帧前导符的第一位的时刻，获得计算传输延时值，根据误差补偿经验公式获得实际写入原工作EtherCAT从站的经验传输延时值；

EtherCAT主站读取新EtherCAT从站的产品信息找到对应设备的XML文件，根据XML文件配置EtherCAT从站，生成新的工作周期任务，新的工作周期任务取代原工作周期任务；

所述误差补偿经验公式表示为：

其中，T_t表示EtherCAT从站的经验传输延时值，t_n表示设备硬件拓扑结构改变后测量并计算得到的单次传输延时值；t_o表示设备硬件拓扑结构改变以前，EtherCAT从站的传输延时值；n表示EtherCAT从站在设备硬件拓扑结构中的顺序值；Randint表示随机长整型函数；

重构后的设备控制器，由服务端向上层控制系统或者HMI界面提供服务；所述上层控制系统将重构后的设备纳入规划管理，所述HMI界面根据重构后的服务端更新设备硬件拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT协议的设备控制器可重构实施方法，其特征在于，所述EtherCAT主站周期性发送控制报文控制EtherCAT从站，所述控制报文包括逻辑读写报文和广播读子报文，所述广播读子报文用于监测设备硬件拓扑结构的改变。

3.根据权利要求1所述的基于EtherCAT协议的设备控制器可重构实施方法，其特征在于，所述触发设备控制器的重构，EtherCAT主站最慢在设备硬件拓扑结构改变的下一个周期监测到变化，紧接着就在之后一个周期内启动设备控制器的重构过程。

4.根据权利要求1所述的基于EtherCAT协议的设备控制器可重构实施方法，其特征在于，所述硬件重构由主动改变设备硬件拓扑结构触发、或者由部分异常故障EtherCAT从站需要剥离被动引起设备硬件拓扑结构改变触发。