发布时间：2021-12-29 阅读量：968 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
实时确定性以太网协议（例如EtherCAT）已经能够支持多轴运动控制系统的同步运行。1该同步包含两方面含义。首先，各个控制节点之间的命令和指令的传递必须与一个公共时钟同步；其次，控制算法和反馈函数的执行必须与同一个时钟同步。第一种同步很好理解，它是网络控制器的固有部分。然而，第二种同步到目前为止一直为人所忽视，如今成为运动控制性能的瓶颈。
实验设置照片如图中所示。为了说明系统的同步功能，设置PLC使之运行一个持续200 μs的程序任务。任务时间还决定了EtherCAT网络上的帧速率。电机控制器以PWM方式运行，并且控制更新周期为100 μs(10 kHz)，因此需要以此速率生成同步脉冲。结果如图11所示。
同步方案的实现
同步方案的实现
为I/O生成同步事件
Data Ready（数据就绪）信号指示REM交换芯片何时向电机控制应用提供网络数据。信号每200 μs置位一次，与EtherCAT帧速率相对应。PWM同步信号也由REM交换芯片产生，用于使电机控制器的I/O与网络流量保持同步。由于PWM周期为100 μs，REM交换芯片每个EtherCAT帧调度两次PWM同步脉冲。图下方的两个信号HSPWM和LSPWM是其中一个电机相位的高端和低端PWM。请注意PWM信号是如何与网络流量同步的。
实时以太网广泛用于运动控制系统，一些协议可实现精度小于1 μs的时间同步。但是，同步仅涉及网络主机和从机之间的数据通信。现有的网络解决方案不包括运动控制I/O同步，这限制了可实现的控制性能。
出的同步方案可以实现从网络主机直至电机终端的全程同步。由于同步性能大幅改善，该方案能够显著提高控制性能。该方案还可提供跨多个轴的无缝同步。可以轻松地添加轴，并根据单个电机控制器定制同步。
步基于I/O事件调度器，该调度器位于网络控制器和电机控制器之间。I/O事件调度器可实时高速编程，并且可进行调节以最小化抖动/频率变化效应。
提出的方案已经在实验设置中得到了验证，并展示了其结果。实验采用的通信协议是EtherCAT。然而，建议的方案适用于任何实时以太网协议。
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