一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其包括步驟：通過EtherCAT從站接收第三方EtherCAT主站設(shè)備發(fā)出的第一數(shù)據(jù)；將該第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)，對該第二數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)處理方法處理并輸出至EtherCAT主站；通過EtherCAT主站將該第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：通過EtherCAT主從站協(xié)議將第三方EtherCAT主站與第三方EtherCAT從站隔離開，一方面降低了第三方EtherCAT主站與第三方EtherCAT從站在控制算法上的開發(fā)成本，另一方面也可有效防止企業(yè)自有的核心算法通過第三方EtherCAT主站或第三方EtherCAT從站平臺泄露。
【專利說明】
一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，尤其涉及一種用于注塑機 的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] EtherCAT(以太網(wǎng)控制自動化技術(shù))是一個以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的開放架構(gòu)的現(xiàn)場總 線系統(tǒng)，最初由德國倍福自動化有限公司（Beckhoff Automation GmbH)研發(fā)。EtherCAT為 系統(tǒng)的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時，它還符合甚至降低了現(xiàn)場總線的 使用成本。
[0003] 現(xiàn)有的EtherCAT總線控制系統(tǒng)通常包括一個EtherCAT主站設(shè)備和多個EtherCAT 從站設(shè)備，多個EtherCAT從站設(shè)備通過EtherCAT總線串聯(lián)后整體通過EtherCAT總線接入 EtherCAT主站設(shè)備。例如公開號為CN103529804A的中國專利"一種基于EtherCAT總線的分 布式控制系統(tǒng)"，其即采用該種控制方式。
[0004] 但在使用第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備時，若將企業(yè)的核心技術(shù) 算法、工藝參數(shù)等存放于第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備上，一方面會加大 第三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備的性能要求，另一方面也存在技術(shù)秘密泄露 的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種可減小第 三方EtherCAT主站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備開發(fā)性能需求，防止存放于第三方EtherCAT主 站設(shè)備和EtherCAT從站設(shè)備上的核心技術(shù)算法、工藝參數(shù)等泄露的基于EtherCAT主從站協(xié) 議的控制方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的 控制方法，其包括步驟：
[0007] 通過EtherCAT從站接收第三方EtherCAT主站設(shè)備發(fā)出的第一數(shù)據(jù)；
[0008]將該第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)，對該第二數(shù) 據(jù)按照預(yù)設(shè)處理方法處理并輸出至EtherCAT主站；
[0009] 通過EtherCAT主站將該第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備。
[0010] 進一步地，還包括步驟：
[0011] 通過EtherCAT主站接收一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備輸出的第三數(shù)據(jù)；
[0012]將該第三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT主站設(shè)備的第四數(shù)據(jù)；
[0013] 通過EtherCAT從站將該第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至第三方EtherCAT主站設(shè)備。
[0014] 進一步地，所述預(yù)設(shè)處理方法通過外部通訊設(shè)備存入。
[0015] 進一步地，所述預(yù)設(shè)處理方法為控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)和/或伺服參數(shù)。
[0016] 進一步地，還包括:將多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息映射為自定義的 數(shù)據(jù)信息。
[0017] 進一步地，所述多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息包括多個第三方 EtherCAT從站設(shè)備的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令數(shù)據(jù)信息；所述多個第三方 EtherCAT從站設(shè)備相同運動狀態(tài)和/或控制指令對應(yīng)的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令 數(shù)據(jù)信息相同或不同。
[0018] 進一步地，還包括：
[0019] 通過EtherCAT主站掃描多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號并獲取最遠端 的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號；
[0020] 當(dāng)所述EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)第二數(shù)據(jù)至多個第三方EtherCAT從站設(shè)備時，所述多個 第三方EtherCAT從站設(shè)備根據(jù)各自的時鐘信號與最遠端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時 鐘信號比較而后延時一時間再輸出控制信號以使得多個第三方EtherCAT從站設(shè)備同步輸 出控制信號。
[0021] 本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：
[0022] 1、通過EtherCAT主從站協(xié)議將第三方EtherCAT主站與第三方EtherCAT從站隔離 開，一方面降低了第三方EtherCAT主站與第三方EtherCAT從站在控制算法上的開發(fā)成本， 另一方面也可有效防止企業(yè)自有的核心算法通過第三方EtherCAT主站或第三方EtherCAT 從站平臺泄露；
[0023] 2、EtherCAT主從站協(xié)議構(gòu)成一個環(huán)狀拓撲結(jié)構(gòu)使得EtherCAT總線拓撲結(jié)構(gòu)柔性 更強;既可以單獨用作EtherCAT主站，也可以單獨用作EtherCAT從站，還可以EtherCAT主從 站共同使用，使得本申請應(yīng)用面更廣；
[0024] 3、無需考慮各種不同型號的第三方EtherCAT主站設(shè)備、第三方EtherCAT從站設(shè)備 在時鐘、控制性能上的差異，減少各種不同型號的第三方EtherCAT主站設(shè)備、第三方 EtherCAT從站設(shè)備的開發(fā)、維護工作。
【附圖說明】
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)EtherCAT總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2為本發(fā)明EtherCAT總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖3為本發(fā)明基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0029] 請參照圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第三方EtherCAT主站設(shè)備與第三方EtherCAT從站設(shè) 備EtherCAT總線通訊框圖。
[0030] 本實施例中，第三方EtherCAT主站設(shè)備均以注塑機控制器為例說明，第三方 EtherCAT從站設(shè)備均以伺服驅(qū)動器為例說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，第三方EtherCAT 主站設(shè)備并不局限于注塑機控制器，還可為車床控制器等，第三方EtherCAT從站設(shè)備也并 不局限于伺服驅(qū)動器。
[0031] 圖1中，注塑機控制器直接通過EtherCAT總線控制各個不同型號的伺服驅(qū)動器?？?制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù)等均存儲在注塑機控制器內(nèi)。由于不同型號的伺服 驅(qū)動器的性能以及不同型號的伺服驅(qū)動器的運動狀態(tài)和控制指令對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息不同，導(dǎo) 致注塑機控制器的開發(fā)成本急劇升高且存儲在注塑機控制器內(nèi)的控制算法、控制邏輯、工 藝參數(shù)、伺服參數(shù)等易被泄露。
[0032] 為此，請參照圖2,本申請將注塑機控制器與不同伺服驅(qū)動器的通訊隔離開，注塑 機控制器與伺服驅(qū)動器之間通過EtherCAT主從站一體控制卡傳遞信號。如此，一方面使得 注塑機控制器僅面向EtherCAT主從站一體控制卡，對注塑機控制器的性能要求和開發(fā)成本 降低，另一方面，企業(yè)的核心控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù)等被存儲在EtherCAT 主從站一體的控制卡中從而有效防止該些技術(shù)秘密泄露。
[0033] 請參照圖3,圖3為本發(fā)明控制方法的流程框圖；圖3中，本發(fā)明的控制方法包括:通 過EtherCAT從站接收第三方EtherCAT主站設(shè)備發(fā)出的第一數(shù)據(jù)；
[0034]將該第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)，對該第二數(shù) 據(jù)按照預(yù)設(shè)處理方法處理并輸出至EtherCAT主站；
[0035] 通過EtherCAT主站將該第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備。 [0036]本實施例中，注塑機控制器僅需發(fā)出簡單的邏輯控制數(shù)據(jù)，例如注塑機所需達到 的壓力、流量，伺服電機回零等;該控制數(shù)據(jù)通過EtherCAT從站傳輸并被轉(zhuǎn)換為可輸出至第 三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)，并且將該第二數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)處理方法處理為可控制伺 服驅(qū)動器的信號，例如轉(zhuǎn)度、扭矩信號。處理后的第二數(shù)據(jù)由EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多 個伺服驅(qū)動器。
[0037]所述的預(yù)設(shè)處理方法即為各企業(yè)自有的控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù) 等。該些控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)、伺服參數(shù)等可預(yù)先通過外部通訊設(shè)備，例如電腦、 手持編程器等寫入控制模塊內(nèi)。
[0038] EtherCAT主站還接收各伺服驅(qū)動器輸出的第三數(shù)據(jù)，例如各伺服電機的位置信 息、扭矩信息、轉(zhuǎn)速信息等；將EtherCAT主站接收的第三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方 EtherCAT主站設(shè)備的第四數(shù)據(jù);EtherCAT從站接收該第四數(shù)據(jù)并將該第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至第三 方EtherCAT主站設(shè)備。
[0039] 上述第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及第三數(shù)據(jù)與第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是由于各類伺服驅(qū) 動器的型號、廠家不同導(dǎo)致各類伺服驅(qū)動器的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令數(shù)據(jù)信息 各不相同，例如A廠家的伺服回零指令對應(yīng)的地址信息為Al，B廠家的伺服回零指令對應(yīng)的 地址信息則可能為BI;又如A廠家伺服電機的轉(zhuǎn)速信息存儲地址為A2，B廠家伺服電機的轉(zhuǎn) 速信息存儲地址可能為B2。
[0040] 為了方便伺服控制器、EtherCAT主從站一體的控制卡以及各伺服驅(qū)動器的信號傳 遞，本申請還包括數(shù)據(jù)映射步驟，其將多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息映射為自 定義的數(shù)據(jù)信息。
[0041] 以下表格為一個具體的數(shù)據(jù)映射表范例，僅用于方便理解，不應(yīng)看做對本申請實 際數(shù)據(jù)映射方式的限制。
[0043] 上述序號1、2、4中，自定義地址信號一一對應(yīng)伺服驅(qū)動器地址信號，上述序號3中， 2個伺服驅(qū)動器地址信息均對應(yīng)一個自定義地址信息。
[0044] 更進一步地，由于多個伺服驅(qū)動器的時鐘信號不同，為了保證伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺 服電機時的同步性，本申請的EtherCAT主站還掃描多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信 號并獲取最遠端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號；當(dāng)所述EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)第二控 制信號至多個第三方EtherCAT從站設(shè)備時，所述多個第三方EtherCAT從站設(shè)備根據(jù)各自的 時鐘信號與最遠端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號比較而后延時一時間再輸出控 制信號以使得多個第三方EtherCAT從站設(shè)備同步輸出控制信號。
[0045]例如，當(dāng)最遠端的伺服驅(qū)動器的時鐘信號為延遲IOms ,EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)動作信 號至最近端的伺服驅(qū)動器時，假設(shè)最近端的伺服驅(qū)動器自身時鐘延遲為2ms，則伺服驅(qū)動器 再延時8ms后動作，進而使得最近端的伺服驅(qū)動器與最遠端的伺服驅(qū)動器同步動作。其他伺 服驅(qū)動器也同理運行。
[0046]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:包括步驟： 通過EtherCAT從站接收第三方EtherCAT主站設(shè)備發(fā)出的第一數(shù)據(jù)； 將該第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT從站設(shè)備的第二數(shù)據(jù)，對該第二數(shù)據(jù)按 照預(yù)設(shè)處理方法處理并輸出至EtherCAT主站； 通過EtherCAT主站將該第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:還包括步 驟： 通過EtherCAT主站接收一個或多個第三方EtherCAT從站設(shè)備輸出的第三數(shù)據(jù)； 將該第三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可輸出至第三方EtherCAT主站設(shè)備的第四數(shù)據(jù)； 通過EtherCAT從站將該第四數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至第三方EtherCAT主站設(shè)備。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:所述預(yù)設(shè) 處理方法通過外部通訊設(shè)備存入。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:所述 預(yù)設(shè)處理方法為控制算法、控制邏輯、工藝參數(shù)和/或伺服參數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:還包括： 將多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息映射為自定義的數(shù)據(jù)信息。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:所述多個 第三方EtherCAT從站設(shè)備的數(shù)據(jù)信息包括多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的運動狀態(tài)數(shù)據(jù) 信息和/或控制指令數(shù)據(jù)信息;所述多個第三方EtherCAT從站設(shè)備相同運動狀態(tài)和/或控制 指令對應(yīng)的運動狀態(tài)數(shù)據(jù)信息和/或控制指令數(shù)據(jù)信息相同或不同。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于EtherCAT主從站協(xié)議的控制方法，其特征在于:還包括： 通過EtherCAT主站掃描多個第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號并獲取最遠端的第 三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信號； 當(dāng)所述EtherCAT主站轉(zhuǎn)發(fā)第二數(shù)據(jù)至多個第三方EtherCAT從站設(shè)備時，所述多個第三 方EtherCAT從站設(shè)備根據(jù)各自的時鐘信號與最遠端的第三方EtherCAT從站設(shè)備的時鐘信 號比較而后延時一時間再輸出控制信號以使得多個第三方EtherCAT從站設(shè)備同步輸出控 制信號。
【文檔編號】G05B19/408GK105843170SQ201610050078
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月25日
【發(fā)明人】李劍日, 焦曉龍, 何挺, 朱寧迪, 徐百里, 謝子方, 張奇之, 盧鷗, 鮑方
【申請人】海天塑機集團有限公司