基于EtherCAT總線的電機驅動器，可為幾百個電機的自動生產線應用提供高速、精確、靈活和可靠的通信和控制解決方案，有助于提高生產效率、降低成本并增強系統的性能和可靠性。

在工業自動化生產線中，電機是必不可少的執行部件，有時一個自動化生產線可能需要控制幾十甚至幾百個電機。系統中需要控制如此多的電機，此時既要保證系統的實時性，還要方便系統的擴展、維護和工程師進行系統的設計和開發，選用EtherCAT總線通訊的驅動器控制電機目前來說是最好的選擇。EtherCAT（以太網控制自動化技術）可以控制步進電機實現高精度的定位和運動，EtherCAT與步進電機的結合可實現高精度、高效率的運動控制，適用于各種工業自動化和機械控制應用。

?EtherCAT在電機驅動的應用

EtherCAT在電機應用中具有以下優勢：

1. 支持高速的數據傳輸，具有極低的延遲，能夠實現快速的控制循環，從而提高了電機控制的實時性和精度。
2. 提供了精確的同步機制，使得多個電機能夠以高精度的方式進行同步運動，適用于需要精確協同工作的應用。
3. 支持多種拓撲結構，如線型、星型、樹形等，可以根據實際需求靈活配置，降低了布線的復雜性。
4. 具有良好的可擴展性，可以輕松地添加或刪除電機節點，適應不同規模的系統。
5. 提供了豐富的診斷功能，可以實時監測電機的狀態和參數，快速定位故障，提高了系統的可靠性和維護效率。
6. 采用了時分復用技術，保證了數據傳輸的實時性和確定性，適用于對時間要求嚴格的電機控制應用。
7. EtherCAT是一種開放的工業以太網標準，支持不同廠商的設備之間的互操作性，例如可以快速接入DI、DO、模擬量采集等模塊，更加方便系統集成。
8. 由于EtherCAT使用以太網作為物理底層，利用以太網的優勢，可以減少線纜數量，降低系統成本。

實際應用中可能還有以下需求：

小體積，結構緊湊，在最小的體積下集成最多的從站。

易于安裝和維護。

更靈活的擴展，可快速增加和減少電機數量。

安裝更加簡潔，降低布線的復雜性。

為滿足個性化的電機驅動需求，廣州致遠電子推出插板式電機驅動系統，該系統采用EtherCAT總線通訊，支持高速的數據傳輸，具有極低的延遲，能夠實現快速的控制循環，從而提高了電機控制的實時性和精度。從站電機驅動模組為59mm*50mm的小尺寸模塊，采用40腳2.54mm標準排針接口。用戶可按需自行設計制作分線底板，驅動器插在底板上通過EtherCAT網絡級聯，總線最多可擴展65535個從站設備。

圖1致遠電子插板式電機驅動系統方案框圖

表1致遠電子EtherCAT電機驅動器

驅動器其他參數：

1/2/4/8/16/32/64/128/256細分選擇；

CiA402運動控制協議，支持CSP/PP/HM/PV模式；

3個數字輸入，1組ABZ正交編碼輸入；

開環或編碼器閉環控制可選。

圖2ZMD-E1050ECT電機驅動器

?快速實現200個電機驅動應用設計 1. 選擇一個拓撲結構

EtherCAT可以有多種拓撲結構，可以使用線型、環型、樹型等拓撲結構，下面介紹使用致遠電子ZMC900E主站控制器，線型拓撲實施200個電機驅動器系統（若要較高的實時性，可使用多個ZMC900E主站控制器。若要做冗余設計，可選用致遠電子的HPCIe-2E主站卡），系統框圖如圖3所示。

圖3200個EtherCAT電機驅動器系統框圖

ZMC900EEtherCAT主站控制器是廣州致遠電子股份有限公司開發的最新一代智能總線型控制器，是面向工廠智能化時代的機器控制器。其采用工業領域內先進的嵌入式 ARM 方案，集實時操作系統、智能算法于一身，以 EtherCAT 工業以太網協議為向導，可以快速、有效、便捷的構建數控智能化設備，以適應工廠智能化、信息化產業的變革。

圖4ZMC900EEtherCAT主站控制器

致遠電子 PCIe EtherCAT通訊卡 是一款基于PCIe的EtherCAT總線通訊接口卡。其采用工業領域內先進的FPGA控制方案，通訊速度極高，實時性很強。支持MiniPCIE、PCIe半卡、PCIe全卡設計，可兼容任何類型的3.3 V/DC MiniPCIE和PCIe插槽。

2. 底板設計

ZMD-E1050ECT驅動器的典型應用框圖如圖6所示，底板設計只需選擇合適自己的接線端子，將線引出即可使用。由于EtherCAT網絡是通過PCB連接，省去了網線，結構可以設計得非常緊湊。

圖6ZMD-E1050ECT典型應用框圖

EtherCAT網口電路參考電路如圖7所示，在干擾較大的環境下，可使用集成隔離變壓器的RJ45接口。

圖7網口設計加隔離變壓器

通常情況下數字輸入接口通過無源開關接GND2即可，若外部需要接PLC、NPN型的接近開關等有源信號，可使用普通的光耦進行電平轉換，參考電路如圖8所示：

圖8數字輸入電路

使用ZMD-E1050ECT電機驅動器，只需簡單搭建外圍電路即可實現多電機應用，分線底板根據使用場景自行設計，使用非常靈活，在較小空間內可布置200個電機驅動，致遠電子的20電機控制系統評估底板如圖9所示：

圖9電機控制系統