郑州网站建设知乎,广州网站建设外包建设推广,长沙学校网站建设,温州阀门外贸网站建设1. CANopen的起源#xff0c;CANopen从何而来#xff1f;
德国Bosch公司于1983年研发CAN协议#xff0c;用于汽车传动系统的网络通讯。之后称为国际标准ISO11898#xff0c;目前CANopen由非营利组织CiA#xff08;CAN in Automaion#xff09;进行标准的起草及审核工作CANopen从何而来
德国Bosch公司于1983年研发CAN协议用于汽车传动系统的网络通讯。之后称为国际标准ISO11898目前CANopen由非营利组织CiACAN in Automaion进行标准的起草及审核工作基本的 CANopen 设备及通讯子协定定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。
2. CANopen硬件的优势
CAN协议最大的突出特点是错误检测限制和处理。当CAN设备检测到总线错误时会拒绝之前接收到的位序列然后发送“错误帧”其完全由CAN芯片本身处理不需要人为编程。
支持多主站类似Profibus DP总线上每个设备都是主站也是从站免除了人为仲裁的过程方便用户开发。
报文短帧结构CAN报文通常只有8个字节数据帧非常短在抗干扰能力上具有先天的优势。解释一下为什么短帧结构抗干扰好如果通讯报文长发送一帧耗时也就长假如遇到干扰辛辛苦苦好不容发送了一条报文结果因为干扰对方还没有收到只能嚎啕大哭。
成本低廉CAN外设基本在现在主流芯片上都可以找到20几块钱的MCU都支持CAN外设有的还支持两个CAN。这里有CiA的积极推广作用。
3. CANopen软件优势
CANopen主要有CiA在推广是非盈利组织CANopen协议资料网上一堆任何人都可以下载到我们常用的DS301Draft StandandDS402CAN粉丝几乎人手一本犹如葵花宝典一定要珍藏一本。
CANopen协议开发开源项目非常多CanFestival就是其中一个我做过移植在步科MT4414TE-CAN触摸屏用在8位单片机上此源码有点耗费资源网上有很多基于MCU的精简源码。
开发完整的CANopen协议栈是很艰辛的工作想要做好非常难。难点就在于你对CANopen协议的理解上比如EMCY复位节点是否需要“NO Initialization”heartbeatNode guard是否需要如何处理这条不能算是其优点。
4. 为什么如此多公司在推广CANopen
CANopen对于运动控制来说是一款优秀的通讯协议采用了面向对象的一些设计思路比如对象字典过程数据对象PDO服务数据对象SDO等等。
CANopen在欧洲已成为最普通的协议任何一家自动化公司都有CANopen的通讯接口也成了低配。低配并不代表不好只是说明其性价比更高。CANopen定义了完整的同步控制机制使其成为主流的运动控制协议除了在CAN总线上运行外还被搬到了以太网上CANopen over Ethernet形成了著名的PowerLinkEtherCat工业以太网协议。
在这里多废话几句所谓的运动控制总线标准没有多大意义因为运动控制技术都掌握在各个厂商手里每一个稍微大一点的厂商都有自己的专用运动控制协议如三菱的SSCNET安川的MECHATROLINK倍福的CANOPEN以及EtherCat施耐德的CANopen西门子的SiMotion贝加莱的PowerLink博世力士乐的SERCOS。
由于CANopen可以看DS402伺服控制标准在运动控制的优势尤其是同步控制不管几流的厂商在运动控制系统中多多少少都加入了自己的东西导致运动控制系统通常是封闭的很少走互联路线事实上要做到互联也非常困难。
二三流厂家开发自己的CANopen协议根据自己的需求将其移至到不同的物理层上去运行形成自己的运动控制系统其性能优劣就在于其对CANopen协议的理解程度了。
基础CANopen世界里的九个晦涩概念
1. DCF
是CAN网络的配置Config的数据存档文件。其作用不大在Codesys软件里就有此选项。
2. EDS
电子数据表格是描述一台从站设备的属性参数的文件是对从站设备对象字典的描述。比如一台伺服驱动器如果其内部参数每个参数对应对象字典中的一个位置由indexsub-index决定没有更改其对应的EDS文件就不会更改。多说一句不是所有的主控制器都需要使用EDS比如Beckhoff就不需要他需要你对CANopen DS301DS402足够熟悉人工对齐配置步科FDJD伺服按照DS402标准制定EDS文件用户可直接配置降低开发周期。
3. 复位节点
当设备遇到异常如从站断线后重连使用M258测试步科FD伺服主控会发送“复位节点”步科的ED伺服复位节点驱动器恢复出厂值而且连CAN通讯参数也恢复成默认值。FDJD伺服是除了CAN通讯参数外其他配置参数恢复出厂值。
4. EMCY
紧急报文从站如伺服在断电后会发送一条紧急报文告诉主控其状态一般伺服断电后其电容电量能保证其发送该条报文。
5. 心跳节点保护
配置心跳参数设置心跳周期心跳消费时间这个消费者时间实际上是作为一个超时参数。主站收到一个心跳后开始计时如果在超时时间内没有收到下一个心跳则认为从站离线并报告错误按照用户配置的错误处理方法处理。
网络中的每个节点都可以配置心跳主站可以监听从站从站可以监听主站从站还可以监听从站。这里有一个生产者、消费者的概念总线上的设备定义自己是心跳的生产者还是消费者。生产者产生心跳消费者监听心跳然后在捕捉到异常后做出对应的处理。
个人认为心跳作用不大假设某个设备断线重连后复位节点而此设备刚好是使用了原点功能的伺服呢断电上电后原点位置改变。所以在一些客户应用中出现此情况小伙子你麻利的赶快断电重启吧。
节点保护其作用类似心跳但可以读取从站设备的CANopen通讯状态初始化预操作操作中停止属于DS301的范畴。
6. DS301和DS402的区别
DS301就是一个通讯协议栈DS402是建立在DS301的上层协议属于伺服类的控制协议协议中规定好每个对象字典值得作用比如0x6040是控制字。DS402把一个伺服应该具有的功能都定义好了开发厂家按照协议定义即可。
7. 对象字典
从软件的角度来说对象字典本质就是一些数据结构的集合。可以这么理解把对象字典看做是一本书CANopen设备的行为准则是要参考这本书的不管它做什么只要它的行为要参考对象字典就必须先查阅字典再决定要不要做。比如它什么时候发送TPDO这个行为是需要查询对象字典中对应于TPDO的传输类型以及Event timer。还有就是像PDO映射的原理比如我要发送的数据都是去查询这本书看下它那里写的什么内容然后我在把这部分内容以PDO的形式发送出去。
例如你的程序收到了一笔CAN报文由于可以访问对象字典的对象是SDO首先要判断它是SDO对象那么你的程序就需要按照SDO中指定的索引和子索引去查找对象字典一个排好序的数据结构集找到相应的对象后按照SDO中的指令去操作这个对象例如把一个值赋给字典中的变量。
8. SDO
这个很简单就是类似串口的一发一回模式主站发送请求帧从站回复应答帧。
大家看几个例子就明白了。
To write the 1 byte data : 0xFD in the object dictionary of node 5, at index 0x1400, subindex 2, sends :
605 2F 00 14 02 FD 00 00 00
If success, the node 5 responds :
585 60 00 14 02 00 00 00 00
To write the 4 bytes data : 0x60120208 in the object dictionary of node 5, at index 0x1603, subindex 1, sends :
605 23 03 16 01 08 02 12 60
If success, the node 5 responds :
585 60 03 16 01 00 00 00 00
9. PDO
分为TX-PDORX-PDO。 上图这就是PDO的配置过程0x1402接收PDO通讯参数PDO使用的cob-id传输类型Inhibit timeEventTimer。
0x1602映射对象上例中映射为ControlwordTarget position。 这里着重讲一下Transmission Type上述是codesys中支持的集中方式
acyclic sync数值为0同步PDO同步方式由具体设备协议定义
Cyclic sync数值为1-240同步PDO每个N个SYNC周期后发送PDO
Sync rtr数值253同步PDO收到远程帧请求后发送PDO
Async数值253异步PDO收到远程帧后发送PDO
最后两个Async254,255都是设备厂家定义的也是大家最常用的当事件发生时发送。各个厂家在这里基本都是使用数据变化时发送方式FDJD伺服两种方法是一样的都是数据变化发送。要注意设置“禁止时间”降低CANOPEN通讯带宽。
具体案例
主控制器写target positionmode of operation给伺服此PDO的cob-id为0x200 node id。传输方式为255或者254禁止时间为100也就是10ms。
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