现场总线控制系统（FCS）系列：Beckhoff EtherCAT (煤炭工业应用)_6. EtherCAT设备选择与配置.docx

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6.EtherCAT设备选择与配置

6.1EtherCAT设备选择原则

在煤炭工业控制系统中，选择合适的EtherCAT设备是确保系统稳定性和可靠性的关键。EtherCAT设备的选择需要考虑以下几个方面：

性能要求：根据系统的需求，选择具有足够处理能力和传输速度的设备。例如，对于需要高精度控制的设备，应选择具有高采样率和低延迟的EtherCAT从站。

环境适应性：煤炭工业环境通常较为恶劣，设备需要具备良好的防尘、防潮、防震和耐高温等特性。选择符合这些要求的工业级设备可以减少故障率。

兼容性：确保选择的设备能够与现有的PLC、传感器、执行器等设备兼容。Beckhoff提供了多种兼容的EtherCAT设备，包括I/O模块、伺服驱动器和传感器等。

扩展性：系统未来可能需要扩展，选择具有扩展能力的设备可以节省成本和时间。例如，选择支持多个扩展端口的EtherCAT主站和从站。

维护和支持：选择有良好售后服务和技术支持的设备供应商，可以确保在设备出现故障时能够及时得到解决。

6.2EtherCAT设备类型

EtherCAT设备主要分为两类：主站（Master）和从站（Slave）。在煤炭工业控制系统中，这两类设备的选择和配置有所不同。

6.2.1主站设备

主站设备通常是由PLC（可编程逻辑控制器）或工业计算机担任，负责管理和控制整个EtherCAT网络。Beckhoff的CX系列工业计算机和EL系列I/O模块是常见的主站设备选择。

CX系列工业计算机：CX系列工业计算机集成了EtherCAT主站功能，支持多种工业协议，适合复杂的控制系统。例如，CX5100系列可以作为主站设备，管理多个从站。

EL系列I/O模块：EL系列I/O模块可以与Beckhoff的TwinCAT软件配合使用，实现EtherCAT主站功能。这些模块具有多种输入输出类型，适用于不同的控制需求。

6.2.2从站设备

从站设备负责执行具体的控制任务，常见的从站设备包括I/O模块、伺服驱动器和传感器等。

I/O模块：如EK1100耦合器和EL1809数字输入模块，这些模块可以连接各种传感器和执行器，实现数据的高速传输和实时控制。

伺服驱动器：如AM8000系列伺服驱动器，适用于需要高精度位置控制的设备，如传送带、掘进机等。

传感器：如EL3002模拟输入模块，可以连接温度、压力等传感器，实现环境监测和设备状态监测。

6.3EtherCAT设备配置步骤

配置EtherCAT设备是确保系统正常运行的重要步骤。以下是一般的配置步骤：

硬件连接：将主站设备和从站设备通过EtherCAT电缆连接起来。确保所有设备的电源和网络连接都正常。

网络拓扑设计：根据系统需求设计网络拓扑结构。常见的拓扑结构包括线型、树型和环型等。

设备地址分配：为每个从站设备分配一个唯一的地址。地址分配可以通过TwinCAT软件的工程配置界面完成。

参数设置：设置每个设备的参数，如采样率、传输速率等。参数设置可以通过设备的配置软件或TwinCAT软件完成。

测试与验证：进行网络测试，确保所有设备都正常通信。测试可以通过TwinCAT的诊断工具完成。

6.4具体配置示例

6.4.1硬件连接

假设我们有一个简单的煤炭运输控制系统，包含一个CX5100工业计算机作为主站，一个EK1100耦合器和两个EL1809数字输入模块作为从站。以下是硬件连接的步骤：

连接主站：将CX5100工业计算机的EtherCAT端口连接到EK1100耦合器的首个端口。

连接从站：将EK1100耦合器的第二个端口连接到第一个EL1809数字输入模块，再将第一个EL1809模块的下一个端口连接到第二个EL1809模块。

供电：确保所有设备都连接到可靠的电源，避免因电源问题导致设备故障。

6.4.2网络拓扑设计

在TwinCAT软件中设计网络拓扑结构：

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|CX5100主站|

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|EK1100耦合器|

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|

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|EL1809从站1|

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|EL1809从站2|

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6.4.3设备地址分配

在TwinCAT软件中为每个从站设备分配地址：

打开TwinCAT工程配置界面。

选择“设备”选项卡。

右键点击“从站设备”，选择“添加从站”。

选择“EK1100耦合器”，设置地址为1。

选择“EL1809数字输入模块”，设置地址为2和3。

设备地址分配：

-EK1100耦合器：地址1

-EL1809数字输入模块1：地址2

-EL1809数字输入模块2：地址3

6.4.4参数设置

为每个设备设置参数