申请/专利权人：泉州华中科技大学智能制造研究院

申请日：2024-03-12

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117880117B

主分类号：H04L41/14

分类号：H04L41/14;H04L41/40;H04L67/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明提供一种用于虚拟调试的EtherCAT虚拟从站实现方法，属于虚拟调试领域，包括：获取各虚拟从站的SII文件；对数据传输层进行配置，完成虚拟从站到外部设备的通讯搭建；对各虚拟从站进行启动，同时启动包括主站的上位机，确认对虚拟从站的连接；虚拟从站连接成功后，利用主站使虚拟从站运行至OP状态后，同步检验邮箱通讯、SM通道、FMMU以及各个虚拟从站的对象字典的配置，确认各配置无误之后，使用逻辑寻址进行过程数据通讯；检验外部设备中的三维模型是否发生碰撞；对比外部设备中的三维模型运动轨迹，对运动控制程序的接口进行修改，调试三环控制中的对应参数。本发明不依赖专用通讯芯片而实现从站功能，避免现有硬件在环调试的缺陷，提高调试效率。

主权项：1.一种用于虚拟调试的EtherCAT虚拟从站实现方法，其特征在于：EtherCAT虚拟从站包括虚拟数据链路层、虚拟应用层和基于OPCUA的数据传输层，虚拟数据链路层实现了ESC的通讯功能，以完成对数据帧的捕捉和处理，应用层基于开源从站协议栈SOES，实现了对虚拟ESC的读写访问，以完成数据从EtherCAT帧到CANopen协议对象字典的转化，并预留运动控制程序的接口，数据传输层将对象字典中的值传输至外部设备，或者将外部设备计算的值返回对象字典中，实现方法包括如下步骤：步骤S1、根据搭建的设备环境，获取各虚拟从站的SII文件以确定对应的虚拟从站的寄存器的初始化参数；步骤S2、根据SII文件，对虚拟应用层的对象字典进行分配和映射，明确在虚拟应用层中使用到的关键对象，并修改预定的SM通道相关信息；步骤S3、根据搭建的设备环境，对数据传输层进行配置，将数据输入输出进行发布或者订阅，完成虚拟从站到外部设备的通讯搭建；步骤S4、根据选定的通讯网卡和从站数量对各虚拟从站进行启动，同时启动包括主站的上位机，根据主站的在线扫描功能，确认对虚拟从站的连接；步骤S5、虚拟从站连接成功后，利用主站使虚拟从站运行至OP状态后，同步检验邮箱通讯、SM通道、FMMU以及各个虚拟从站的对象字典的配置，确认各配置无误之后，使用逻辑寻址进行过程数据通讯；步骤S6、观察上位机人机界面和外部设备中的三维模型运动轨迹，根据虚拟仿真的运动轨迹和整体产线的联动配合，调试上位机控制程序，检验外部设备中的三维模型是否发生碰撞；步骤S7、进一步对比外部设备中的三维模型运动轨迹，对虚拟从站中的运动控制程序的接口进行修改，调整对应的运动控制程序，调试三环控制中的对应参数，使运动控制效果达到预期；所述步骤S1中，在所述SII文件设置的初始化参数包括寄存器的内存空间、建立对应的产品ID和拓扑结构、以及实现对各种已有的ESC产品或者自定义产品的配置；所述步骤S2具体为：所述SII文件中还设置TxPDORxPDO数据，根据TxPDORxPDO数据对虚拟应用层的对象字典进行分配和映射，以及修改预定的SM通道相关信息；所述步骤S5中使用逻辑寻址进行过程数据通讯后，对外部输入接口、外部输出接口进行重写，以适应虚拟从站的虚拟数据链路层，并基于开源协议栈SOES，通过外部输入接口、外部输出接口对虚拟数据链路层进行访问，以完成应用层的操作；所述步骤S1中，所述SII文件由人为编写或者由设备环境对应的ESI文件生成；所述步骤S5具体包括：步骤S51、创建winpcap接收句柄；步骤S52、调用pcap_loop循环捕捉帧，并调用帧过滤函数；步骤S53、根据步骤S52结果判断接收数据是否为EtherCAT帧，若是，进入步骤S54，否则进入步骤S52；步骤S54、判断数据是否发送到已排列的虚拟从站，若是进入步骤S55，否则进入步骤S52；步骤S55、将EtherCAT帧交给排列中的虚拟从站进行处理，获取子报文数量；步骤S56、设置状态机为处理报文命令状态，并判断通讯命令类型并设置相应的状态机，根据子报文类型执行不同报文解析函数，以检验当前虚拟从站的邮箱通讯、SM通道、FMMU以及对象字典的配置；步骤S57、判断当前子报文是否为最后一个子报文，若是，进入步骤S58，否则，进入步骤S56；步骤S58、判断当前虚拟从站是否为最后一个虚拟从站，若是，通过pcap_sendpacket将回复报文发出，否则，进入步骤S55。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 泉州华中科技大学智能制造研究院 一种用于虚拟调试的EtherCAT虚拟从站实现方法

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