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：鐘松豪
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zui后 ,可以判斷出 ,故障點出現(xiàn)在 2個有效節(jié)點之間的鏈路或節(jié)點上.
4 冗余主站的實現(xiàn)
冗余 EtherCAT主站驅(qū)動程序采用 WinPcap軟件開發(fā)包 ,實現(xiàn) EtherCAT幀的收發(fā). WinPcap是 Windows平臺下一個免費、公共的網(wǎng)絡(luò)訪問系統(tǒng) ,為 Win32應用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)底層的能力.
在程序底層定義了一個設(shè)備類 ,用于與硬件接*互.在該設(shè)備類中定義了一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)構(gòu)體指針鏈表 ,用以指向系統(tǒng)中所用到的網(wǎng)卡設(shè)備.在該類中定義了一個先入先出的隊列 ,用以存儲接收環(huán)回的 EtherCAT幀 ,并提供了一個發(fā)送原始幀的接口函數(shù) (發(fā)送隊列在上層定義 ).
程序啟動時 ,該設(shè)備類根據(jù)主站描述文件中提供的冗余網(wǎng)卡的 MAC地址信息初始化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)構(gòu)體指針鏈表.并啟動一個接收線程 ,以捕獲接收到以太網(wǎng)幀 ,并對接收到的幀進行相應處理.
發(fā)送 EtherCAT幀時 ,首先讀取并記錄各網(wǎng)口的連接狀態(tài) ,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)選擇相應網(wǎng)口發(fā)送該幀.接收線程接收到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀后 ,判斷是否為Ether2CAT幀 (0x88A4幀 ).若是則按圖 5規(guī)則選擇相應網(wǎng)口進行轉(zhuǎn)發(fā)或進接收隊列;若否則丟棄
該幀.這樣可以省去在轉(zhuǎn)發(fā)時判斷網(wǎng)口狀態(tài) ,縮短轉(zhuǎn)發(fā)時間 ,減少傳播延時.
5 實驗驗證系統(tǒng)
圖 6為冗余系統(tǒng)的實驗驗證系統(tǒng) ,由 1個主站 (PC)、2個 EtherCAT2IO從站和 1個測試從站(PC)組成.主站向從站發(fā)送周期讀寫數(shù)據(jù). 分別在 PC主站程序和測試從站程序的應用層中設(shè)置發(fā)送計數(shù)器 SendCounter和接收計數(shù)器 Recv2 Counter,記錄發(fā)送和接收的周期幀數(shù)量. 在一段時間內(nèi) ,接收計數(shù)器和發(fā)送計數(shù)器的差值即為該時間段內(nèi)的總丟幀數(shù).實驗過程如下: ①設(shè)置通訊周期為 30ms,發(fā)送和接收計數(shù)器清零; ②啟動主站的周期發(fā)送 ,在一定的時間內(nèi) (1min左右 ) ,對系統(tǒng)進行拔線、節(jié)點斷電以及移除和插入節(jié)點等操作 ,模擬單點故障和熱插拔的發(fā)生; ③關(guān)閉主站的周期發(fā)送 ,獲取和比較發(fā)送計數(shù)器和接收計數(shù)器的數(shù)值 確認未,發(fā)生丟幀 ,能夠在 1個通訊周期內(nèi)恢復正?？刂?,表示系統(tǒng)運行正確 ,滿足冗余和熱插拔任務要求.
6 結(jié) 束 語
EtherCAT提供了一種雙向數(shù)據(jù)傳輸機制.論文研究和實驗結(jié)果表明 ,采用具有雙 Ethernet網(wǎng)口的 PC計算機作為控制主站控制 EtherCAT從站芯片 ,可以非常方便地實現(xiàn)高性能工業(yè)控制系統(tǒng)線路故障冗余和熱插拔任務要求 ,性能* ,運行可靠 ,無需復雜的主站控制程序
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