基于EtherCAT网络的监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于EtherCAT网络的监控系统，包括如下部件：支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成一个网段，所述主站位于该网段的一端；支持EtherCAT协议的伺服控制模块；支持EtherCAT协议的传感信号模块；支持EtherCAT协议的图像采集模块；其中，每一个从站分别与与其对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成子网段。本发明专利技术实现了在远距离情况下对所视环境的监控及对执行机构的远程控制操作，组成监控系统的各模块部分均支持EtherCAT协议，具有网络拓扑结构灵活、系统配置简单、通信速率高、实时性好、有效数据率高等的优势。

【技术实现步骤摘要】
基于EtherCAT网络的监控系统
本专利技术涉及通信
的监控系统，具体是一种基于EtherCAT网络的监控系统。
技术介绍
监控系统中，主要任务是按远端的现场实时情景、状态信息反馈等对执行机构进行一些必要的控制操作，由于其控制单元与执行机构之间存在空间上的一定空间上的距离间隔，使得控制指令、反馈信息等需要通过适用于远距离情况的通信方式进行传输。传统的监控系统中兼有以太网传输、现场总线控制等形式的通信技术，其中以太网在带宽、速率上有一定优势而在实时性方面有所欠缺，故采用现场总线的方式来实现机构控制以满足实时性要求，而现场总线在传输速率上有一定的局限性。另一方面，现场总线已售出组件的数目非常少，且现场总线的专用型强，不同总线之间的协议转换复杂，因此控制系统和现场设备的综合成本相当高。再者，这种传统方案中线束较多、布线成本尤为显著。同时，信号粒度方面的灵活性向来都是通过运行从属子网的模块化现场设备来实现的，这种子网增加了系统整体的复杂性，并在实时性和周期时间等方面存在明显不足。在监控领域中，许多很高的要求是无法利用不同通信技术协议来完成的。如今工业以太网系统已经发展成为了性能相当强大的通信系统，并且在自动化领域中有着越来越重要的作用。实时工业以太网技术EtherCAT(Ethernet for ControlAutomation Technology)在传统以太网的基础上加以改进,通过processing on the fly、分布时钟同步等技术，具有网络拓扑结构灵活、系统配置简单、通信速率高、实时性好、有效数据率高等的优势，同时接口技术、网关技术等的兼容性问题和速度在使用EtherCAT之后也已不再是难题，因此EtherCAT技术在现代工业控制领域有着相当开阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术中存在的上述不足，提供一种基于EtherCAT网络的监控系统。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种基于EtherCAT网络的监控系统，包括如下部件:-支持EtherCAT协议的主站和多个从站,所述主站和多个从站相串联组成一个网段，所述主站位于该网段的一端；-支持EtherCAT协议的伺服控制模块；-支持EtherCAT协议的传感信号模块；[0011 ]-支持EtherCAT协议的图像采集模块；其中，每一个从站分别与与其对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成子网段。优选的，所述主站上安装有支持EtherCAT协议的主站以太网卡，所述主站通过主站以太网卡与其中一个从站相串联。优选的，所述每一个从站均包括:控制底板、分别安装于控制底板上的处理器和外围电路、以及分别与处理器相连接且支持EtherCAT协议的从站以太网卡和通信模块；其中，所述从站通过通信模块向上通过EtherCAT网络并与主站相连接，所述从站通过从站以太网卡向下通过EtherCAT网络并与相对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成一个子网段。优选的，所述伺服控制模块包括:支持EtherCAT协议的直流伺服驱动器以及与直流伺服驱动器相应的直流伺服电机；所述直流伺服驱动器上设有支持EtherCAT协议的伺服控制器及伺服接口，所述直流伺服驱动器通过伺服控制器及接口与相对应的从站相连接并通信。优选的，所述直流伺服驱动器包括伺服通信模块，所述直流伺服驱动器通过伺服通信模块连接至EtherCAT网段中。优选的，所述传感信号模块包括传感设备，其中，传感设备包括以下任一个或任多个部件:-距离传感器；-光电开关；所述距离传感器和光电开关均配有支持EtherCAT协议的传感控制器及传感接口，所述距离传感器和光电开关通过传感控制器及传感接口与相对应的从站相连接并通?目。优选的，所述传感控制器包括传感通信模块，所述传感控制器通过传感通信模块连接至EtherCAT网段中。优选的，所述图像采集模块包括用于图像采集的网络摄像头，所述网络摄像头配有支持EtherCAT协议的图像采集控制器及图像采集接口，所述网络摄像头通过图像采集控制器及图像采集接口与相对应的从站相连接并通信。优选的，所述图像采集控制器包括图像采集通信模块，所述图像采集控制器通过图像采集通信模块连接至EtherCAT网段中。本专利技术提供的基于EtherCAT网络的监控系统，其主站、从站、伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块均可支持EtherCAT协议，从而实现了基于EtherCAT网络的监控功能。实时以太网EtherCAT技术的应用使得上述系统具有网络拓扑结构灵活、系统配置简单、通信速率高、实时性好、有效数据率高等优势。本专利技术适合大范围、远距离应用的信号与图像采集、远程控制。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术基于EtherCAT网络的监控系统结构示意图；图2为本专利技术从站结构示意图；图3为本专利技术控制器结构示意图。【具体实施方式】下面对本专利技术的实施例作详细说明:本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。请同时参阅图1至图3。本实施例提供了一种基于EtherCAT网络的监控系统，包括如下部件:-支持EtherCAT协议的主站和多个从站,所述主站和多个从站相串联组成一个网段，所述主站位于该网段的一端；-支持EtherCAT协议的伺服控制模块；-支持EtherCAT协议的传感信号模块；-支持EtherCAT协议的图像采集模块；其中，每一个从站分别与与其对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成子网段。进一步地，所述主站上安装有支持EtherCAT协议的主站以太网卡，所述主站通过主站以太网卡与其中一个从站 相串联。进一步地，所述每一个从站均包括:控制底板、分别安装于控制底板上的处理器和外围电路、以及分别与处理器相连接且支持EtherCAT协议的从站以太网卡和通信模块；其中，所述从站通过通信模块向上通过EtherCAT网络并与主站相连接，所述从站通过从站以太网卡向下通过EtherCAT网络并与相对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成一个子网段。进一步地，所述伺服控制模块包括:支持EtherCAT协议的直流伺服驱动器以及与直流伺服驱动器相应的直流伺服电机；所述直流伺服驱动器上设有支持EtherCAT协议的伺服控制器及伺服接口，所述直流伺服驱动器通过伺服控制器及接口与相对应的从站相连接并通信。进一步地，所述直流伺服驱动器包括伺服通信模块，所述直流伺服驱动器通过伺服通信模块连接至EtherCAT网段中。进一步地，所述传感信号模块包括传感设备，其中，传感设备包括以下任一个或任多个部件:-距离传感器；-光电开关；所述距离传感器和光电开关均配有支持EtherCAT协议的传感控制器及传感接口，所述距离传感器和光电开关通过传感控制器及传感接口与相对应的从站相连接并通?目。进一步地，所述传感控制器包括传感通信模块，所述传感控制器通过传感通信模块连接至EtherCAT网段中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EtherCAT网络的监控系统，其特征在于，包括如下部件：?支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成一个EtherCAT网段，所述主站位于该EtherCAT网段的一端；?支持EtherCAT协议的伺服控制模块；?支持EtherCAT协议的传感信号模块；?支持EtherCAT协议的图像采集模块；其中，每一个从站分别与与其对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成子网段。

【技术特征摘要】
1.一种基于EtherCAT网络的监控系统，其特征在于，包括如下部件: -支持EtherCAT协议的主站和多个从站，所述主站和多个从站相串联组成一个EtherCAT网段,所述主站位于该EtherCAT网段的一端； -支持EtherCAT协议的伺服控制模块； -支持EtherCAT协议的传感信号模块； -支持EtherCAT协议的图像采集模块； 其中，每一个从站分别与与其对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成子网段。2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT网络的监控系统，其特征在于，所述主站上安装有支持EtherCAT协议的主站以太网卡，所述主站通过主站以太网卡与其中一个从站相串联。3.根据权利要求1所述的基于EtherCAT网络的监控系统，其特征在于，所述每一个从站均包括:控制底板、分别安装于控制底板上的处理器和外围电路、以及分别与处理器相连接且支持EtherCAT协议的从站以太网卡和通信模块；其中，所述从站通过通信模块向上通过EtherCAT网络并与主站相连接,所述从站通过从站以太网卡向下通过EtherCAT网络并与相对应的伺服控制模块、传感信号模块以及图像采集模块相串联组成一个子网段。4.根据权利要求1所述的基于EtherCAT网络的监控系统，其特征在于，所述伺服控制模块包括:支持EtherCAT协议的直流伺服驱动器以及与直流伺服驱动器相应的直流伺服电机；所述直流伺服驱动器上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐厚君，陆亭华，曹其新，董诗阳，蔡位焜，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：