基于国产操作系统的EtherCAT的控制系统开发

作     者：李国辉 韩利峰 李丹清 余嘉莉 陈永忠 LI Guohui;HAN Lifeng;LI Danqing;YU Jiali;CHEN Yongzhong

作者机构：中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 上海交通大学软件学院上海200240 

出 版 物：《计算机应用》 (journal of Computer Applications)

年 卷 期：2020年第40卷第S01期

页      面：238-242页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中国科学院战略先导科技专项(XDA02010300) 

主　　题：国产操作系统 SylixOS EPICS EtherCAT 控制系统 

摘      要：国产控制系统在火电、化工和核能等领域已能替代国外整体方案,但针对控制系统的核心控制器操作系统主要依赖进口的问题,提出在完全自主化的翼辉实时操作系统(SylixOS)上,基于EtherCAT总线协议进行实验物理与工业控制系统(EPICS)的开发方法。通过创建socket服务器实现EPICS IOC间的通信,并通过IgH EtherCAT Master的底层协议栈,实现EPICS IOC与EtherCAT从站的通信。再利用EPICS异步驱动机制,实现socket服务器和EPICS IOC间的异步通信。将开源EPICS和IgH EtherCAT Master软件,以及dls epics ethercat移植到SylixOS中,在控制器同时实现EtherCAT主站功能(EtherCAT输入输出设备通信)和EPICS实时数据库功能,并实现基于EPICS的过程控制逻辑。在核能综合利用超轻水项目上的应用表明系统稳定可靠,并能满足该项目10 ms采样率的需求。该项工作提高了控制系统的自主可控性,实现基于EtherCAT的更紧凑的架构,可以在更高同步率和采样率的运动控制领域扩展应用,并且极大压缩了控制系统成本。