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1.6大主流工业以太网协议详细介绍
2.IgH EtherCAT主站开发案例分享——基于NXP i.MX 8M Mini
3.MIT cheetah源码业务层逻辑简介
4.EtherCAT简介
5.openplc 研究：runtime层编译及运行,源码SCADABR试运行

6大主流工业以太网协议详细介绍

       工业以太网是一种基于商用以太网标准，针对工业环境进行改良的结构通信网络。它着重于低时延、源码大量连接和对实时性、结构可靠性、源码安全性的结构语言轰炸源码高需求。当前，源码常见的结构工业以太网协议有EtherCAT、PROFINET、源码EtherNet/IP、结构SercosⅢ和时间敏感网络（TSN），源码它们各自有独特的结构特性和优势。

       EtherCAT，源码由倍福自动化公司推动，结构是源码灵活且成本效益高的解决方案，以其极短的响应时间和硬件处理的特性，支持高速数据传输。其开放但非开源的授权模式允许设备自由应用，但开发需通过特定授权。

       EtherNet/IP，由罗克韦尔自动化公司和ODVA管理，基于TCP/IP，兼容多种物理介质，支持点对点连接，适合大规模部署。网狐源码分析其CIP协议提供通用的消息和服务，可实现高效生产者-消费者通信。

       PROFINET，由西门子和PROFIBUS&PROFINET国际协会提出，分为A、B和C三个类别，提供了实时性逐渐增强的功能，支持多种拓扑结构，但需谨慎规划以保持系统性能。

       POWERLINK由B&R公司开发，公开源码，易于实施，支持实时通信和时间同步，适用于多种自动化系统，可在多种平台上实现。

       SercosIII提供高效确定性的通信，融合了实时数据交换与以太网，特别适合伺服驱动器控制，支持环型和线型拓扑的切换以保证冗余通信。

       TSN致力于在非确定性网络中提供确定性传输，支持高速数据传输，但配置复杂，适用于数据密集型应用。TSN将与传统工业以太网协议共存，全讯网源码但长远看，可能替代部分现场总线系统。

IgH EtherCAT主站开发案例分享——基于NXP i.MX 8M Mini

       前言

       本文档主要演示NXP i.MX 8M Mini工业开发板基于IgH EtherCAT控制伺服电机。评估板卡是创龙科技的TLIMX8-EVM工业开发板，支持高性能多核处理器、丰富接口和工业环境应用。

       评估板资源丰富，包括MIPI、LCD、HDMI、音频、网络、无线模块等。适用于Windows、Linux开发环境。

       案例介绍：控制伺服电机正转和反转。伺服电机目标速度可从0加速至或-，达到速度后减速至0，循环运行。案例包括评估板网线连接示例、IgH EtherCAT主站程序使用说明。

       测试说明：使用网线连接评估板和伺服驱动器，将已验证的IgH EtherCAT主站程序文件拷贝至评估板文件系统。执行命令启动和加载相关驱动，域名解析源码运行案例程序控制伺服电机。

       案例编译：IgH EtherCAT主站程序和igh_ethercat_dc_motor案例需基于Xenomai内核编译。首先，将内核源码和IgH EtherCAT主站程序开发包解压、配置并编译生成文件。其次，编译案例igh_ethercat_dc_motor。

       关键代码：创建EtherCAT Master、配置PDO、激活Master等。

       Xenomai简介：Xenomai是Linux平台实时框架，通过实时协同内核处理关键任务。案例使用版本3.1.1。

       测试工具：使用Cyclictest进行实时性能测试。

       本文档适用于熟悉Linux和嵌入式开发的工程师，旨在提供基于NXP i.MX 8M Mini和IgH EtherCAT控制伺服电机的案例参考。

MIT cheetah源码业务层逻辑简介

       MIT Cheetah机器人源码揭示了其业务层逻辑的全面体系结构。自从MIT公开了Cheetah Mini的完整资料，包括主控源代码、电机驱动源代码、控制板硬件PCB设计以及本体结构资料后，这款腿部型机器人的研发在国内受到了广泛关注，从而催生了多个基于此平台的机器人研发团队。

       整体系统由个电机驱动单元、织梦云源码一个数据转接板SPIne、一台主控电脑、一个手柄以及一个缺省状态的IMU组成。个电机驱动单元通过CAN总线和数据转接板SPIne连接，分别控制着Cheetah腿部的关节电机，每条腿由三个关节组成。SPIne模块由两个STM芯片构成，负责主控数据的分发到驱动以及驱动反馈数据的打包。主控部分采用开源ethercat协议栈soem，支持两种通信方式：spi通信频率为Hz，ethercat通信频率为Hz。目前推测SPIne上可能仅支持spi通信。主控部分是一个计算机，通过USB连接手柄，实现手动控制，并包含上位机软件及仿真器代码，用于配置主控单元的控制参数和下发指令信息。

       主控部分业务逻辑主要通过多态设计实现多种控制类型，包括MIT_Controller、MiniCheetahSpi_Controller、JPos_Controller等。用户可根据已有功能模块继承基类RobotController，在Cheetah Software/user目录下创建自定义控制器。JPos_Controller提供参考示例，算法完整实现则需参考MIT_Controller模块调用。

       程序运行模式分为仿真模式和实际控制模式，通过main_helper函数进行加载启动。HardwareBridge实现加载实际控制程序流程，从Cheetah3HardwareBridge.run()开始，执行控制器硬件初始化、配置参数加载以及算法功能模块初始化，随后启动多个任务，包括可视化线程、日志线程、手柄通信线程、IMU通信线程、关节电机通信线程和周期回调主控线程。

       主控线程周期回调执行关键操作，包括更新数据、步态规划、外部输入转换、状态机运行以及控制数据更新。具体操作如下：

       更新数据：通过运动学和雅可比计算，将电机传回的关节角度和角速度信息转换为机器人腿部末端的速度和位置信息。

       步态规划：对机器人步态进行规划，内容涉及算法细节，后续将单独分析。

       外部输入转换：将外部指令转换为机器人本体的位姿控制信息，包括机器人位姿和位姿速度，共计组外部控制量。

       状态机运行：执行机器人集成动作的状态机，进行动力学、步态规划、MPC控制等核心算法计算，周期性更新legController中command信息，通过调用legController中的updateCommand更新电机控制相关通信数据寄存器。

       控制数据更新：将机器人控制核心的输出控制数据写入相关寄存器，通过spi接口输入到电机驱动，控制电机运行。

       对于仿真部分，由于需要接入罗技F手柄才能进行仿真。因未配备手柄，源代码被相应修改，以便实现仿真运行。

EtherCAT简介

       EtherCAT，即"以太网控制自动化技术"，是一种开放源代码的创新解决方案。它的目标是利用以太网协议（一种广泛应用于局域网的通信标准），在工业环境中，特别是针对制造业，如工厂和生产线，提升设备间的通信效率和性能。

       这个技术特别适用于需要高度自动化和协调的场景，如机器人操作和生产线上的精密装备。EtherCAT通过IEC规范（IEC/PAS ）进行设计，确保了其在工业环境中的可靠性和一致性。它旨在简化网络连接，减少硬件成本，同时增强系统的实时性和响应速度，是现代工业4.0背景下不可或缺的一部分。

        EtherCAT的优势在于其易于部署和扩展，无需专用的硬件，只需普通的以太网设备即可实现自动化控制，这对于大规模生产和快速响应市场变化的企业来说，无疑具有巨大的吸引力。通过标准化的IEC规范，它能够确保全球范围内的设备兼容性，进一步推动了工业自动化的发展和全球化进程。

扩展资料

       EtherCAT 是开放的实时以太网络通讯协议，最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。

openplc 研究：runtime层编译及运行,SCADABR试运行

       在虚拟机环境搭建OpenPLC的runtime层，首先，选择使用本地虚拟机进行运行，便于在没有硬件设备的情况下进行测试。

       下载代码资源，将OpenPLC的代码从Gitee平台获取，以方便在本地进行操作。使用Gitee平台提供的一键下载功能，轻松获取所需代码。

       在虚拟机中进行代码的编译和安装，过程中可能会遇到网络速度较慢的情况，考虑使用清华镜像或其他加速工具以提高下载效率。运行后，通过访问localhost:，即可看到已经运行的OpenPLC系统，使用默认账号密码openplc进行登录。

       运行默认程序，系统中预设了空白程序blank_program.st，点击左下角的运行按钮，程序将被启动执行。对于需要上传部署新程序的情况，需要将梯形图程序编译后生成的.st文件手动复制到OpenPLC runtime设备上，再通过启动对应程序并执行运行操作。在梯形图中虽有包含IO的blink功能，但实际运行状态需进一步确认。

       启用EtherCAT功能，从GitHub源码库下载OpenPLC代码，使用git命令自动集成EtherCAT代码，随后对EtherCAT进行编译和安装。修改配置文件/etc/sysconfig/ethercat，注意路径应正确为/etc/ethercat.conf，配置文件只需设置MASTER0的MAC地址以及genric的module名称，其余无需填写。启动命令为指定的EtherCAT启动命令。

       对于固定系统内核以防止自动更新的需求，根据具体情况进行操作，确保系统稳定运行。

       关于SCADABR模块，国内用户可能面临下载困难的情况，建议通过Gitee或其他本地镜像平台同步代码资源。进行安装并运行，使用默认账号密码admin登录。基于Tomcat的SCADA系统，性能和功能可能较为传统，考虑寻找其他开源免费的SCADA软件进行比较和选择，以满足实际需求。