施大发

（湖南机电职业技术学院，长沙 410151）

0 引言

随着工业生产设备向着系统化、规模化的方向发展，基于工业以太网的运动控制系统在一些数控系统中得到了很广泛的应用，工业以太网通信具有传输速度快，通信数据量大等种种优点，对推动机电一体化设备的快速发展起到了很大的作用。随着网络通信技术的不断发展，目前，在一定程度上，网络伺服系统成为当前伺服系统发展的主要方向之一。在此情况下，德国BECKHOFF公司推出了Ether CAT现场总线技术，它具有配置简单，数据传输高速、高效等种种优点。而且，在网络结构上，几乎支持所有的拓扑类型，包括线型、树型、星型等，每个系统可以配置多达65535台设备，这种总线类型对于大规模的运动控制系统的设计具有很好的优势，本文对基于Ether CAT 的高性能伺服电机组的现场总线控制系统进行了一定的设计研究。

1 控制系统总体架构设计

基于Ether CAT的控制系统一般采用的是主从式的架构，主站由PC机配置标准的以太网卡来担任，从站一般采用专用芯片进行设计，主站起到主要的系统控制作用，向总线上的设备发送相应的命令，从站根据自己的地址取出相应的控制命令，根据命令进行伺服电机的运动控制动作。本系统从站的设计采用倍福公司推出的从站控制器ET1100和单片机进行设计，系统的总体架构如图1所示：

图1 基于Ether CAT的现场总线控制系统总体结构图

伺服电机的运动控制系统属于闭环调节系统，由运动控制器，伺服驱动器，伺服电机以及相关的位置或者速度检测装置组成，其中最常见的检测装置是编码器，各个部分通过线缆连接在一起完成高性能的伺服电机的控制功能。……