EtherCAT转EtherNet/IP驱动工控机与机器人的毫秒级同步控制

 

一、案例背景

在钱江机器人公司的生产场景中，机器人控制柜配件刀片式IO板的应用面临着特殊的技术挑战。现场工控机采用EtherNet/IP通信协议，而刀片式IO板作为从站设备，需要通过EtherCAT网络进行连接。然而，工程师们在开发EtherCAT主站部分时面临时间紧迫的问题，难以自主完成相关开发工作。 为了解决这一难题，钱江机器人公司的技术团队开始在市场上广泛寻找合适的解决方案。他们对市面上众多产品的技术参数进行了详细分析，包括数据传输速率、兼容性、支持的设备类型等关键指标。同时，他们也高度重视售后服务的质量，评估供应商能否提供及时、专业的技术支持。稳定性更是重中之重，毕竟在工业生产环境中，设备的稳定运行直接关系到生产效率和产品质量。 经过多轮严谨的筛选与比对，最终捷米特品牌的JM-ECTM-EIP网关模块脱颖而出。这款网关属于EtherCAT主站网关，能够完美实现EtherNet/IP到EtherCAT的协议转换。它作为EtherNet/IP与EtherCAT之间的桥梁，使得工控机能够顺利与IO板、驱动器等从站设备进行通信。通过使用该网关，钱江机器人公司不仅节省了大量的开发时间和人力成本，还确保了整个系统的稳定运行，为生产的高效开展提供了有力保障。

二、硬件设备

· 工控机：支持标准的EtherNet/IP协议

· 机器人EtherCAT IO板：支持标准的EtherCAT协议

· 捷米特JM-ECTM-EIP协议网关：实现EtherNet/IP网络与EtherCAT网络之间的数据通讯，即EtherNet/IP和EtherCAT网络之间无缝内部连接。该网关可实现双向数据交换，既允许现有的、低成本的EtherCAT设备集成到EtherNet/IP

 

三、技术指标

Ø ECTM-EIP在EtherNet/IP一侧为EtherNet/IP从站，在EtherCAT一侧为EtherCAT主站；

Ø EtherCAT最多支持500个字节

Ø 支持DC-Synchronous、SM Synchronous模式

Ø 支持拓扑查看器、诊断检测、自动扫描

Ø 支持EtherNet/IP协议；

Ø 支持最大的输入字节数为1500字节，最大的输出字节为1500字节；

Ø 供电：24VDC(±5％)，最大功率3.5W ；

Ø 防护等级：IP20；

 

四、设备连接及配置过程：

1. 配置 EtherCAT 侧参数

· 设置从站信息：在软件中添加IO板设备的从站信息，根据IO板设备的型号和规格，导入相应的设备描述文件（EDS文件）。

· 配置通信参数：设置EtherCAT网络的通信速率、周期时间等参数，确保与IO板设备的通信要求相匹配。例如，将通信速率设置为100Mbps，周期时间设置为 1ms。

2. 配置 EtherNet/IP 侧参数

· 设置 IP 地址：为协议转换网关的 EtherNet/IP端口分配一个与工控机在同一网段的 IP 地址，如 192.168.0.100，子网掩码设置为 255.255.255.0。

· 配置连接参数：设置 EtherNet/IP 的连接类型、连接超时时间等参数。例如，将连接类型设置为显式连接，连接超时时间设置为 500ms。

· 双击图标，打开软件，在RSLinx软件中配置通讯驱动程序，从 “Communications”（通讯）下拉菜单中选择“Configure Drivers”（配置驱动程序），将出现“Configure Drivers”对话框（在添加新驱动程序之前，确认满足以下条件：工作站正确配置工作站的IP地址和其他网络参数，正确连接到EtherNet/IP网络）；

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· 从“Available Driver Types”（可用的驱动程序类型）下拉菜单中选择“EtherNet/IP Driver”（EtherNet/IP驱动程序）或者“Ethernet devices”（以太网设备），然后点击“Add New…”（新加）；

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· 将显示“ Add New RSLinx Classic Driver”（添加新RSLinx Classic驱动程序）对话框；可以修改新的驱动程序名称，此例子接受缺省名字（AB_ETHIP-2）然后单击OK;

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· 新的驱动程序AB ETHIP - 2 A-B Ethernet RUNNING在Configured Drivers列表里，如下图，点击Close；

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· 点击Communication下拉菜单的RSWho或者点击RSWho图标，弹出RSWho对话框，显示控制网络的树状浏览画面，双击AB_ETHIP-2,Ethetnet验证刚才配置的AB_ETHIP驱动能否与Logix控制器或者网关设备进行通讯；（如果有设备的通讯状态出错，例如一个被认可的设备被拔掉，设备显示带红色X，表明RSWho原先认可，但现在无法找到）；

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· 可使用RSLinx软件（或者Studio 5000）修改通讯模块的IP地址，右击EtherNet/IP模块，选择Module Configuration（模块配置）

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· 单击Port Configuration（串口配置）选项卡，修改完成后点击确认；

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5. 数据映射

在网关配置软件中进行数据映射，将EtherCAT侧IO板设备的输入输出数据映射到 EtherNet/IP 侧的相应数据区域。例如，将IO板设备的第1-8个数字输入信号映射到EtherNet/IP的输入寄存器0--7 中。

6. 保存配置

完成所有参数配置和数据映射后，保存配置并将其下载到协议转换网关中。

五、系统测试

1.启动所有设备，包括工控机、协议转换网关和 IO 板设备。

2.在工控机的控制软件中，查看监控界面上的数据显示是否正常。通过手动操作 IO 板设备的输入信号，观察监控界面上的指示灯是否相应变化。

3.在控制软件中发送控制指令，检查 IO 板设备的输出是否按照指令进行动作。例如，发送一个输出信号使IO板设备的某个继电器闭合，观察继电器的实际状态。

4.如果在测试过程中出现通信故障或数据异常，检查设备的连接是否正常，网关和工控机的配置参数是否正确，排查网络故障等问题。

（具体内容配置过程及其他相关咨询可联系杨工。）