現(xiàn)階段，隨著實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的推廣范圍不斷擴(kuò)大，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制中，以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。EtherCAT（Ethernet for Control and Automation Technology）是德國(guó)BECKHOFF自動(dòng)化公司于2003年所提出的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸高速、高效的顯著優(yōu)勢(shì)，能夠支持多樣化的設(shè)備連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且嚴(yán)格符合以太網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

CANopen作為一種架構(gòu)于控制器局域網(wǎng)CAN之上的高層通信協(xié)議，由通信子協(xié)議與設(shè)備子協(xié)議共同構(gòu)成，是工業(yè)控制領(lǐng)域中被普遍應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。

然而，鑒于EtherCAT實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與CANopen總線(xiàn)在通信協(xié)議層面上存在顯著的數(shù)據(jù)幀格式不兼容性，導(dǎo)致在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中同時(shí)采用EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接的互聯(lián)通信。這種不兼容性使得兩種通信協(xié)議間的互操作性成為系統(tǒng)集成過(guò)程中的一個(gè)技術(shù)瓶頸。

為解決上述問(wèn)題，提出了一種專(zhuān)門(mén)用于實(shí)現(xiàn)EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議間通信的CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)解決方案。該網(wǎng)關(guān)的核心特征在于其嵌入式處理器，該處理器能夠執(zhí)行EtherCAT協(xié)議格式數(shù)據(jù)與CANopen總線(xiàn)協(xié)議格式數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換功能。

該設(shè)備與嵌入式處理器相連接，其作用是將符合EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)幀傳送至嵌入式處理器，CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)并接收經(jīng)嵌入式處理器將CANopen協(xié)議轉(zhuǎn)換后生成的EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議控制器的數(shù)據(jù)。

與嵌入式處理器建立連接，該連接的功能為將契合CANopen協(xié)議的數(shù)據(jù)幀傳送至嵌入式處理器，同時(shí)接收經(jīng)嵌入式處理器完成EtherCAT協(xié)議向CANopen總線(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的控制器。

基于實(shí)現(xiàn)EtherCAT協(xié)議與CANopen協(xié)議通信功能的考量而設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)，嵌入式處理器通過(guò)EtherCAT光電隔離接口與EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議控制器構(gòu)建起雙向信息傳輸鏈路；EtherCAT光電隔離接口、嵌入式處理器.

CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)CANopen總線(xiàn)協(xié)議控制器通過(guò)16位數(shù)據(jù)線(xiàn)并行相連。

EtherCAT總線(xiàn)與EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議收發(fā)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；而EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議控制器與嵌入式處理器則通過(guò)串行外設(shè)接口（SPI）進(jìn)行連接。

EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議控制器經(jīng)由EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議收發(fā)器實(shí)現(xiàn)與EtherCAT總線(xiàn)的雙向互連。嵌入式處理器通過(guò)CANopen光電隔離接口與CANopen總線(xiàn)協(xié)議控制器建立雙向通信連接；

借助這一精心規(guī)劃的連接方案，CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT網(wǎng)關(guān)的CANopen總線(xiàn)系統(tǒng)能夠達(dá)成高效的數(shù)據(jù)通信與設(shè)備協(xié)同，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

審核編輯 黃宇