EtherCAT：工業(yè)控制的“神經(jīng)中樞”

在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，設(shè)備實(shí)時(shí)協(xié)同成為智能制造的命脈。EtherCAT協(xié)議憑借其微秒級(jí)響應(yīng)、精準(zhǔn)時(shí)鐘同步、拓?fù)潇`活性三大核心優(yōu)勢，已成為高端運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的首選總線技術(shù)。本次實(shí)戰(zhàn)教程將基于睿擎派平臺(tái)，演示實(shí)現(xiàn)：

EtherCAT主站開發(fā)

CSP模式伺服電機(jī)精準(zhǔn)控制

遠(yuǎn)程IO流水燈聯(lián)動(dòng)

開啟工業(yè)實(shí)時(shí)通信開發(fā)新篇章！

EtherCAT控制電機(jī)示例

本示例通過創(chuàng)建一個(gè)EtherCAT Master實(shí)例，完成對(duì)EtherCAT伺服控制器和遠(yuǎn)程IO的初始化配置，使伺服電機(jī)控制器工作在CSP模式。在EtherCAT主站過程數(shù)據(jù)同步回調(diào)函數(shù)中，更新電機(jī)位置信息，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等操作，并循環(huán)輸出電平給遠(yuǎn)程IO設(shè)備，讓IO設(shè)備輸出流水燈的效果。

硬件準(zhǔn)備

睿擎工業(yè)開發(fā)平臺(tái)支持板卡1塊(睿擎派RC3506)

EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器一套(推薦力川LC10E-400W)

EtherCAT遠(yuǎn)程IO一套(可選，16DI 16DO)

串口調(diào)試器、jlink調(diào)試各一套

硬件連接

用網(wǎng)線將伺服控制器IN口與開發(fā)板ETH1網(wǎng)口連接，并將遠(yuǎn)程IO模塊的IN口連接到伺服控制器的OUT口。伺服電機(jī)的電源線和編碼器線分別接入電源口和CN3連接口。如圖所示：

創(chuàng)建示例工程

在RuiChing StudioIDE中，按以下步驟創(chuàng)建06_bus_ethercat_master
示例工程:

核心示例代碼

工程生成的ethercat_domain.c文件中，主要核心實(shí)現(xiàn)代碼如下：

周期設(shè)置

static ec_master_t master1是主站的結(jié)構(gòu)體信息，默認(rèn)配置1ms同步周期，如果從站支持1ms以下的同步周期，我們可以修改主站的同步周期，這里設(shè)置為125us。

EtherCAT主站的初始化配置回調(diào)

process_data_config_handler主要是EtherCAT主站的初始化配置回調(diào)，在這個(gè)函數(shù)中，通常要對(duì)DC時(shí)鐘進(jìn)行配置以及PDO過程數(shù)據(jù)的映射配置，在本例子主要是對(duì)伺服電機(jī)的模式，目標(biāo)位置，目標(biāo)速度，當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)前速度，當(dāng)前位置等PDO進(jìn)行映射配置。

EtherCAT主站運(yùn)行時(shí)周期循環(huán)過程數(shù)據(jù)更新回調(diào)

ecat_process_data_begin_handler主要是EtherCAT主站運(yùn)行時(shí)周期循環(huán)過程數(shù)據(jù)更新回調(diào)，在這個(gè)函數(shù)中，主要進(jìn)行電機(jī)模式狀態(tài)切換處理以及對(duì)電機(jī)的位置進(jìn)行增量，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等操作。

編譯示例工程

對(duì)06_bus_ethercat_master工程進(jìn)行編譯：

運(yùn)行程序

使用IDE調(diào)試并運(yùn)行程序后，在終端輸入motor_run運(yùn)行電機(jī)，可以觀察到電機(jī)旋轉(zhuǎn)。EtherCAT示例運(yùn)行后，遠(yuǎn)程IO模塊輸出端會(huì)呈現(xiàn)流水燈的方式控制，電機(jī)會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)器風(fēng)扇會(huì)開啟，面板顯示88rn字符。

在終端輸入motor_stop可以停止電機(jī)。

在終端輸入motor_dir 0/1可以改變電機(jī)方向（注意：在電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下設(shè)置）。

總結(jié)

從伺服電機(jī)接線到精準(zhǔn)控制，睿擎平臺(tái)讓實(shí)現(xiàn)EtherCAT主站開發(fā)變得簡單高效。06_bus_ethercat_master示例工程只是一個(gè)起點(diǎn)，基于此，您可以輕松擴(kuò)展：

多軸同步運(yùn)動(dòng)控制

分布式IO系統(tǒng)集成

實(shí)時(shí)性要求更高的精密制造場景

為何選擇睿擎平臺(tái)？

MCU開發(fā)體驗(yàn)，MPU性能釋放：在MPU上開發(fā)達(dá)到和MCU一樣的開發(fā)體驗(yàn)。

開箱即用的工業(yè)協(xié)議棧：Modbus、CANopen、EtherCAT等主流工業(yè)協(xié)議深度集成，大幅縮短開發(fā)周期。

穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)內(nèi)核：確保工業(yè)控制任務(wù)的實(shí)時(shí)性和確定性。

完善的開發(fā)工具鏈：RuiChing Studio IDE提供從編碼、編譯、調(diào)試到部署的一站式體驗(yàn)。

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