工业实时以太网Ethernet POWERLINK机制研究

摘要

针对工业控制中使用的现场总线彼此互不兼容、不易扩展的问题,提出了工业实时以太网Ethernet POWERLINK(EPL)协议的解决方案.以EPL为基础,设计并实现了三轴电机通信控制原型应用协议方案,验证了其通信机制以及实时性能.首先,在深入分析EPL协议体系架构及其通信规范的基础上,通过周期通信中主从节点状态机状态变化过程的介绍,重点研究了其对象控制及基于事件驱动的实时通信机制.进而,基于openPOWERLINK、现场可编程门阵列(FPGA)平台和运行具有实时补丁的Linux系统的计算机,设计了面向新型网络化控制系统的三轴电机运动控制应用协议,形成原型控制系统.最后,使用Wireshark工具对EPL通信过程进行实时抓包.通过对数据包的分析,验证了管理节点(MN)通过网络通信管理(NMT)状态机引导受控节点(CN)的启动过程.试验结果表明,EPL具有良好的通信性能,能够满足工业控制需求.