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使用 TwinCAT 3 配置 EtherCAT 网络

在开始此操作之前，请熟悉 TwinCAT® 3 及其文档。

在配置网络之前，请执行安装 EtherCAT 网络工具 TwinCAT 或 EC-Engineer中的步骤。

扫描 EtherCAT 网络

此示例采用由 Beckhoff® EK1100、EL3062 和 EL4002 模块按此顺序连接组成的 EtherCAT® 网络。

使用 TwinCAT 3 扫描 EtherCAT 网络：

  1. 将您的 EtherCAT 网络连接至开发计算机上专用于 EtherCAT 的以太网端口。打开网络。

  2. 启动 Microsoft® Visual Studio® 并创建一个 TwinCAT 3 工程。

  3. 在 TwinCAT 菜单中，启动设备扫描器。

    扫描仪报告称已发现新的 I/O 设备。

  4. 在扫描程序于开发计算机上检测到的以太网设备列表中，选择您已插入 EtherCAT 网络的以太网设备。

    若未检测到标识为 EtherCAT 的以太网设备，请检查您的 EtherCAT 网络配置及电源供应。

  5. 在您的网络中扫描 EtherCAT 文件夹。

    扫描器报告了您网络上的 EtherCAT 设备。

  6. 禁用自由运行模式。

  7. 在您的 TwinCAT 工程中，请确保扫描器已下载有关您的 EtherCAT 设备的必要信息。若非贝克霍夫设备，您可能需要向设备供应商索取 EtherCAT 子设备信息 (ESI) 文件。

配置 EtherCAT 主设备节点数据

在配置 EtherCAT 网络的主设备节点之前，请使用 TwinCAT 扫描该网络。

创建 EtherCAT 任务

创建并配置一个 EtherCAT 任务：

  1. 在 TwinCAT 3 中，向系统任务列表添加一项。

    在解决方案资源管理器显示树中，展开 SYSTEM 子树，右键点击 Tasks 条目并选择 Add New Item。在新对话框中，选择 TwinCAT Task With Image。这允许您向任务 PDO 添加变量。

    为任务命名，例如 Task 1。将 Task 1 配置为一个带有镜像的任务。

  2. 在任务列表中，选择 Task 1 并将它的周期时钟值设置为毫秒单位的数值，例如将 1 设置为 1 毫秒。

  3. 记录周期脉冲的毫秒数。

    在模型配置参数对话框中，使用周期复选框为 Fixed-step size (fundamental sample time) 框计算一个值。要使 Simulink® 能够计算采样时间，请选择 Auto。

配置 EtherCAT 任务输入

要配置任务输入：

  1. 在 TwinCAT 3 下，进入 Term 1，访问节点 Term 2 和 AI Standard Channel 1。

  2. 将 AI Standard Channel 1 的 Value 节点拖动到 Task 1 的输入端口。

  3. 将 Term 1 输入配置为变量。

  4. 将变量 AI Standard Channel 1 链接到 Term 2。

要在创建的任务中添加变量，您需要：

  1. 在任务中添加一个空变量，其类型与您要添加的 PDO 变量相同。

  2. 使用 Linked to...按钮，将该任务条目中需要添加到任务中的 PDO 变量与之关联。

添加来自特定从属设备的任意一个变量，将把该从属设备的所有 PDO 变量添加到任务中。例如，使用 EL3102 模拟输入模块时：

  1. 左键点击任务的"输入"条目，然后选择 Add New Item。Insert Variable 对话框打开。

  2. 选择数据类型。对于 EL3102，其 AD 值在列表中为 INT 类型。这是一个 2 字节的有符号整数。

  3. 如有必要可更改名称，但并非必须。

  4. 点击确定

  5. 将打开一个新对话框，请点击 Linked to...。

  6. 在新对话框中，找到 EL3102。仅显示具有上述所选数据类型的变量。INT 和 UINT 都出现了。选择任意一个 EL3102 变量。您可能需要在 Show Variables 或 Show Variable Types 列表下勾选复选框进行更改。

  7. 现在只需选择其中一个变量，所有 EL3102 发送（输入至主设备堆栈）变量都会被包含在任务中。

  8. 为该从属设备重复一次接收（输出至从属设备）变量。

配置 EtherCAT 任务输出

要配置任务输出：

  1. 在 TwinCAT 3 下，进入 Term 1，访问节点 Term 3 和 AO Outputs Channel 1。

  2. 将 AO Outputs Channel 1 的 Analog output 节点拖动到 Task 1 的输出端口。

  3. 将 Term 1 模拟输出配置为变量。

  4. 将变量 Analog output 链接到 Term 3。

配置 EtherCAT 分布式时钟

要配置 Term 3 分布式时钟：

  1. 在 TwinCAT 3 中，进入 Term 3 下的 DC 选项卡。

  2. 将直流运行模式更改为 DC Synchron。

配置分布式时钟主要包括两个步骤：

  1. 选择同步模式，可选主设备移位或总线移位。TwinCAT 使用以 TwinCAT 为中心的名称来指代这些设备，而非通用主设备堆栈名称。

  2. 在解决方案资源管理器中，选择 I/O > Devices > Device 1 (EtherCAT)

  3. 在右侧对话框中，选择 EtherCAT 选项卡。选择 Advanced Settings 按钮。在新对话框的左侧，选择 Distributed Clocks。

  4. 默认情况下，TwinCAT3 选择了 Automatic DC Mode Selection。取消选择该项，然后选择 DC in use。选择您想要的模式。

  5. Independent DC Time (Main Device Mode) 指令会将目标计算机时钟调整为与首个直流供电的 EtherCAT 从属设备同步。此模式亦称为主设备移位直流模式。

  6. DC Time controlled by TwinCAT Time (Subordinate Device Mode) 将目标计算机的执行时间作为参考时钟，并据此调整首个直流供电的从属设备，使其与目标计算机保持同步。这也被称为巴士换挡模式。

对于每个启用了域控制器的从属设备，您需要确保其配置正确以参与域控制器同步。对于每个从属设备：

  1. 在解决方案资源管理器中选择从属设备。

  2. 在对话框中，如果可用，请选择 DC 选项卡。

  3. 在操作模式下拉菜单中，可能出现多个不同的名称。例如 DC Latch 或 DC Synchron 较为常见，表示该设备同步并使用直流时序。SM synchron 是常见的标记，表示输入输出 (IO) 并非直流同步，而是在数据包到达时 (SM) 发生，而非在直流时间点。

  4. 点击 Advanced Settings 按钮。

  5. 请确保选中 Enable 复选框。还有其他可修改的设置，但这些通常属于高级选项。

使用 TwinCAT 3 导出并保存 EtherCAT 配置

EtherCAT 网络信息 (ENI) 文件代表 EtherCAT 网络的主设备节点。要创建 ENI 文件，请使用 TwinCAT 3 扫描并配置网络。

要从 TwinCAT 3 导出 ENI 文件：

  1. 在 Device 1 (EtherCAT) 节点下的 EtherCAT 选项卡中，执行导出配置文件的命令。

  2. 在文件保存对话框中，输入一个 XML 文件名，例如 BeckhoffAIOconfig.xml。

    小心

    ENI 文件采用 XML 格式，文件扩展名为 .xml。构建实时应用程序会生成一个与模型同名的 XML 文件。为避免冲突，请使用与模型名称不同的 ENI 文件名。

  3. 关闭 Microsoft Visual Studio TwinCAT 时，工程文件将被保存。

要查看或修改您的配置，请使用 Microsoft Visual Studio 打开工程 SLN 文件。若修改配置，请同时保存 XML 和 SLN 文件。