[发明专利]驱动器集成多种工业总线的实现方法

说明书

本发明公开了驱动器集成多种工业总线的实现方法，将驱动器的通信模型分为物理层、协议层、接口层和驱动应用层。物理层包括网络硬件接口和CAN硬件接口；协议层包括Powerlink协议栈、EtherCAT协议栈和CANOpen的Cia301协议栈；接口层包括函数接口、对象集合和对象字典；驱动应用层用于实现Cia402协议的功能。本发明可在驱动器上同时集成Powerlink总线、EtherCAT总线和CANOpen总线的功能，并具有较高的传输速率，支持多个驱动的同步。

技术领域

本发明涉及运动控制技术，尤其涉及驱动器集成多种工业总线的实现方法。

背景技术

网络化是工业发展的重要方向之一，无论是工业4.0还是国家发展战略中的工业机器人，都对网络化产品提出了更高的要求，促使传统的现场总线向工业以太网的方向发展，而实时以太网又是工业以太网中实时性最好的工业网络。在运动控制领域中，Powerlink和EtherCAT市场占有率较高，而在传统的总线协议中，CANOpen因其开放性、多领域标准化，而被广泛应用于工业运动控制领域。因此对集成Ethernet Powerlink(以下简称Powerlink)、EtherCAT、CANOpen的驱动产品(如伺服、变频器)需求愈加旺盛。

当前，还没有面向驱动的、同时支持Powerlink、EtherCAT、CANOpen总线的统一接口与架构。传统的集成方法，要么是对硬件和协议的简单集成(如PORTING、IXXAT公司的总线产品)，没有统一对上层应用提供接口；要么面向通信提供了接口(如Softing公司、赫优讯)，但由于其面向通信且各总线差异较大，配置和使用过程依然较繁琐。

图1示出了采用现有的一种集成Powerlink、EtherCAT、CANOpen总线的方法的驱动器的通信模型架构示意图，图中的API代表函数接口。在该解决方案中，每种工业总线协议都要有自己的对象字典与对象、需要进行协议转换，并且需要各自的协议栈运行接口。可见其交换过程复杂，而且这些协议并不关注驱动的同步，没有为驱动专门提供同步接口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种驱动器集成多种工业总线的实现方法，其可在驱动器上同时集成Powerlink总线、EtherCAT总线和CANOpen总线的功能，并具有较高的传输速率，支持驱动的同步。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

驱动器集成多种工业总线的实现方法，所述的多种工业总线包括Powerlink总线、EtherCAT总线和CANOpen总线，其特点在于，将所述驱动器的通信模型分为物理层、协议层、接口层和驱动应用层；

所述物理层位于整个通信模型的最底层，该物理层包括网络硬件接口和CAN硬件接口；所述协议层位于所述物理层与所述接口层之间，该协议层包括Powerlink协议栈、EtherCAT协议栈和CANOpen的Cia 301协议栈；所述接口层包括函数接口、对象集合和对象字典；所述驱动应用层位于接口层的上方，用于实现Cia402协议的功能；

所述的网络硬件接口用于将来自Powerlink总线和EtherCAT总线的数据分别转发给Powerlink协议栈和EtherCAT协议栈，以及将来自Powerlink协议栈和EtherCAT协议栈的数据分别发送给Powerlink总线和EtherCAT总线；所述CAN硬件接口用于将来自CANOpen总线的数据转发给CANOpen的Cia 301协议栈，以及将来自CANOpen的Cia 301协议栈的数据发送给CANOpen总线；