《電子技術(shù)應用》
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實時控制技術(shù)滿足實時工業(yè)通信發(fā)展的需求 —— 第1部分

2019-12-23
來源:德州儀器
關(guān)鍵詞: 實時控制 工業(yè)通信 MCU

  在我之前的博文“EtherCAT和C2000 MCU  —— 實時通信滿足實時控制”中,我在TI Designs參考設計庫中討論了一種設計,以幫助簡化符合國際電工委員會(IEC)61158兼容且基于TI C2000實時控制微控制器(MCU)的EtherCAT從站節(jié)點的硬件開發(fā)。該博文概述了EtherCAT技術(shù)非常適合工業(yè)自動化應用中C2000 MCU的原因,以及為何TI DesignDRIVE團隊選擇Beckhoff的ET1100作為參考。用于高性能MCU參考設計的EtherCAT接口未提供評估和自行創(chuàng)建完整EtherCAT節(jié)點(包括堆棧)的方法。

  通過在controlSUITE中發(fā)布EtherCAT Slave和C2000 Delfino MCU controlCARD套件以及EtherCAT解決方案參考軟件,您可直接在C2000 MCU上快速啟動EtherCAT從站堆棧的開發(fā)。

  在接下來的博客系列中,我將討論C2000 MCU上EtherCAT從站堆棧支持的市場機遇;有關(guān)TI實施的不同之處;然后深入探討如何為評估、驗證和創(chuàng)建這些開發(fā)階段提供支持。

  EtherCAT在工業(yè)應用中的可取之處眾所周知。Ethercat在全球的應用,尤其是在多軸伺服機器上,已經(jīng)非常引人注目,至少從TI的C2000市場的角度來看是這樣。隨著EtherCAT技術(shù)組(ETG)的成員人數(shù)突破4,300,以及不以歐洲為主的全球成員的不斷增長和均衡組合,可以明顯看到整體EtherCAT解決方案、技術(shù)、可用性、許可、支持等方面都與工業(yè)客戶產(chǎn)生了共鳴。

  我們已看到許多客戶承擔了使C2000 MCU能夠在本機上運行EtherCAT堆棧的任務,尤其是在運動控制應用中。將實時通信直接集成到實時控制開發(fā)環(huán)境中簡化了開發(fā)過程。顯而易見的是,集成到單個中央處理單元(CPU)將簡化網(wǎng)絡中斷和實時控制環(huán)路計時之間的同步。

  C2000 MCU完全能夠執(zhí)行軟件堆棧并同時執(zhí)行高要求的實時電機控制,這主要是因為EtherCAT硬件能夠處理EtherCAT通信中最具挑戰(zhàn)性的實時元素。與添加輔助CPU來運行堆棧相比,單個CPU在降低成本和減少電路板空間方面具有顯著優(yōu)勢。如果您使用額外的CPU來處理堆棧,則系統(tǒng)性能也會受益于降低的傳輸延遲。在運動控制應用中,系統(tǒng)響應新目標位置的時間或延遲至關(guān)重要。如果位置命令輸入定時無法跟上控制回路功能,為什么要最大限度地減少位置控制回路時間?運行EtherCAT堆棧的臨時CPU可能會影響整體運動性能。

  鑒于EtherCAT和C2000 MCU運動控制的互補方面以及客戶支持請求,TI利用其嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗和C2000 MCU架構(gòu)知識創(chuàng)建了一套軟件解決方案,旨在幫助開發(fā)TI實時控制MCU的EtherCAT從站節(jié)點。該軟件包只需很少的開發(fā)投資,而且可幫助您:

  評估從站節(jié)點的堆棧。

  驗證自定義硬件的正確操作或連接。

  創(chuàng)建一個完整的從站節(jié)點應用程序,通過使用您的硬件和ETG分發(fā)的堆棧。

   圖1:C2000 MCU本機EtherCAT從站堆棧支持流程

  圖1所示為自行開發(fā)從站節(jié)點應用程序的三個階段。它還概述了硬件假設,并描述了可用于支持每個階段的軟件模塊。我們將花費更多時間在后續(xù)博文中解答每個階段的支持。然而,本系列的下一篇博文將描述啟用的一些特定功能,以及為使C2000 MCU上的從站堆棧開發(fā)對實時控制應用程序更具吸引力所采取的措施。

  其它資源

  如需了解TI用于C2000微控制器的EtherCAT從站節(jié)點解決方案的更多信息,請查看:

  DesignDRIVE培訓門戶網(wǎng)站。

  DesignDRIVE應用程序門戶網(wǎng)站。


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