CAN總線與CANopen概述案例引入CANopen是一種開(kāi)放式的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)控制、汽車電子等領(lǐng)域。它提供了一種可靠、高效的通信方式，使得不同的設(shè)備之間可以協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)控制。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，CANopen總線用于控制工業(yè)機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)控制器、傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的高速、實(shí)時(shí)通信，提高生產(chǎn)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。職業(yè)能力目標(biāo)能夠通過(guò)CANopen協(xié)議建立信捷PLC與伺服之間的通信，使PLC可讀寫(xiě)伺服數(shù)據(jù)；能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)PLC程序，利用先前CANOpen協(xié)議搭建的通信連接，完成對(duì)伺服電機(jī)的控制。學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉CAN總線的基本概念，包括CAN總線工作原理、標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CAN，理解CAN與CANopen之間的關(guān)系；熟悉CANopen基本概念，主要掌握對(duì)象字典（OD）、服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象（SDO）、過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象（PDO）；理解速度控制模式與運(yùn)動(dòng)控制模式之間的區(qū)別。CAN總線CANopen基本概念CAN總線與CANopen概述CAN總線CAN（ControllerAreaNetwork）總線是德國(guó)BOSCH公司于1983年為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1MBPS。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。這種按數(shù)據(jù)塊編碼的方式，還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)在分布式控制系統(tǒng)中非常有用。CAN的信息傳輸通過(guò)報(bào)文進(jìn)行，報(bào)文幀有4種類型：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。CAN總線CAN總線工作原理標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CANCAN與CANopen關(guān)系01CAN總線CAN總線上的數(shù)據(jù)位采用具有兩種互補(bǔ)的邏輯值，即顯性（Dominant）和隱性（Recessive）。顯性電平在邏輯層面表現(xiàn)為0，隱性電平在邏輯層面表現(xiàn)為1，即顯性電平用邏輯“0”表示，隱性電平用邏輯“1”表示。CAN使用差分電壓傳送（CAN_H、CAN_L），Vdiff=CAN_H-CAN_L。CAN總線為“隱性”（邏輯1）時(shí)，CAN_H和CAN_L的電平為2.5V（電位差Vdiff為0V）；CAN總線為“顯性”（邏輯0）時(shí)，CAN_H和CAN_L的電平分別是3.5V和1.5V（電位差Vdiff為2.0V左右）。CAN總線工作原理CAN總線上總線協(xié)議支持多主控制器。CAN與I2C總線的許多細(xì)節(jié)很類似，但也有一些明顯的區(qū)別。當(dāng)CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它以報(bào)文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，無(wú)論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的，都對(duì)其進(jìn)行接收。每組報(bào)文開(kāi)頭的11位字符為標(biāo)識(shí)符，定義了報(bào)文的優(yōu)先級(jí)，這種報(bào)文格式稱為面向內(nèi)容的編址方案。在同一系統(tǒng)中標(biāo)識(shí)符是唯一的，不可能有兩個(gè)站發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的報(bào)文。當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)總線讀取時(shí)，這種配置十分重要。CAN總線工作原理當(dāng)一個(gè)站要向其它站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該站的CPU將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標(biāo)識(shí)符傳送給本站的CAN芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)它收到總線分配時(shí)，轉(zhuǎn)為發(fā)送報(bào)文狀態(tài)。CAN芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報(bào)文格式發(fā)出，這時(shí)網(wǎng)上的其它站處于接收狀態(tài)。每個(gè)處于接收狀態(tài)的站對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行檢測(cè)，判斷這些報(bào)文是否是發(fā)給自己的，以確定是否接收它。由于CAN總線是一種面向內(nèi)容的編址方案，因此很容易建立高水準(zhǔn)的控制系統(tǒng)并靈活地進(jìn)行配置。我們可以很容易地在CAN總線中加進(jìn)一些新站而無(wú)需在硬件或軟件上進(jìn)行修改。當(dāng)所提供的新站是純數(shù)據(jù)接收設(shè)備時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不要求獨(dú)立的部分有物理目的地址。它允許分布過(guò)程同步化，即總線上控制器需要測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，可由網(wǎng)上獲得，而無(wú)須每個(gè)控制器都有自己獨(dú)立的傳感器。標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CAN1.標(biāo)準(zhǔn)CAN標(biāo)準(zhǔn)CAN只有11位標(biāo)識(shí)符，每幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為51+（0~64）=（51~115）位，幀格式如下：SOF：幀起始，顯性（邏輯0）表示報(bào)文的開(kāi)始，并用于同步總線上的節(jié)點(diǎn)；標(biāo)識(shí)符：標(biāo)準(zhǔn)CAN具有11位標(biāo)識(shí)符，用來(lái)確定報(bào)文的優(yōu)先級(jí)。此域的數(shù)值越小，優(yōu)先級(jí)越高；RTR：遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位，當(dāng)需要從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息時(shí)，此位為顯性（邏輯0）。所有節(jié)點(diǎn)都能接收這個(gè)請(qǐng)求，但是幀標(biāo)識(shí)符確定被指定的節(jié)點(diǎn)。響應(yīng)數(shù)據(jù)幀同樣被所有節(jié)點(diǎn)接收，可以被有興趣的節(jié)點(diǎn)使用；標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CANIDE：標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位為顯性時(shí)表示這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CAN格式，為隱形表示這是擴(kuò)展CAN格式；r0：保留位（可能將來(lái)標(biāo)準(zhǔn)修訂會(huì)使用）；DLC：4位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼表示傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)目，一幀CAN最多傳輸8字節(jié)用戶數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)0~8：最多可以傳輸8字節(jié)用戶數(shù)據(jù)；CRC：16位（包括1位定界符）CRC校驗(yàn)碼用來(lái)校驗(yàn)用戶數(shù)據(jù)區(qū)之前的（包含數(shù)據(jù)區(qū)）傳輸數(shù)據(jù)段。標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CANACK：2位，包含應(yīng)答位和應(yīng)答界定符。發(fā)送節(jié)點(diǎn)的報(bào)文幀中，ACK兩位是隱性位，當(dāng)接收器正確地接收到有效的報(bào)文，接收器會(huì)在應(yīng)答位期間向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)顯性位，表示應(yīng)答。如果接收器發(fā)現(xiàn)這幀數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，則不向發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送ACK應(yīng)答，發(fā)送節(jié)點(diǎn)會(huì)稍后重傳這幀數(shù)據(jù)；EFO：7位幀結(jié)束標(biāo)志位，全部為隱性位。如果這7位出現(xiàn)顯性位，則會(huì)引起填充錯(cuò)誤；IFS：7位幀間隔標(biāo)志位，CAN控制器將接收到的幀正確的放入消息緩沖區(qū)是需要一定時(shí)間的，幀間隔可以提供這個(gè)時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)CAN和擴(kuò)展CAN2.擴(kuò)展CAN擴(kuò)展CAN具有29位標(biāo)識(shí)符，每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為71+（0~64）=（71~135）位。幀格式如圖所示。擴(kuò)展CAN消息相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)CAN消息增加的內(nèi)容如下：SRR：代替遠(yuǎn)程請(qǐng)求位，為隱性。所以當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀發(fā)送相互沖突并且擴(kuò)展幀的基本標(biāo)識(shí)符與標(biāo)準(zhǔn)幀的標(biāo)識(shí)符相同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)幀優(yōu)先級(jí)高于擴(kuò)展幀；IDE：為隱性位表示標(biāo)志位擴(kuò)展幀，18位擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符緊跟著IDE位；r1：保留。CAN與CANopen關(guān)系在OSI模型中，CAN標(biāo)準(zhǔn)與CANopen協(xié)議直接的關(guān)系如圖所示，CAN總線僅僅定義了第一層和第二層，我們暫且叫“底層”。也就是CAN沒(méi)有規(guī)定應(yīng)用層，我們暫且叫“高層”。基本每個(gè)行業(yè)的CAN應(yīng)用，都需要用一個(gè)高層協(xié)議來(lái)定義CAN報(bào)文當(dāng)中，11/29位標(biāo)識(shí)符（幀ID）和8字節(jié)數(shù)據(jù)（幀數(shù)據(jù)）的用法，CANopen就是這樣一個(gè)運(yùn)用于在電機(jī)控制、車輛、軌道交通、工程機(jī)械、醫(yī)療等行業(yè)的協(xié)議。CANopen基本概念通信模型CANopen主要內(nèi)容02CANopen基本概念CANopen作為一種現(xiàn)場(chǎng)總線，在各工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。CANopen的底層是CAN總線，而它是在應(yīng)用層層面，屬于上層通信協(xié)議，該協(xié)議主要由通信子協(xié)議及設(shè)備子協(xié)議兩部分組成。CiA（CANinAUTOMATION）聯(lián)合制造商和用戶共同開(kāi)發(fā)了該協(xié)議，并于2002年被采納為CENELECEN50325-4標(biāo)準(zhǔn)。CANopen基本的通信機(jī)制被稱為通信描述，大多數(shù)設(shè)備都能夠通過(guò)一個(gè)被稱為“設(shè)備描述”的協(xié)議進(jìn)行描述，并且該協(xié)議還可定義各種類型的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（包括設(shè)備參數(shù)及功能），通過(guò)描述文件（EDS文件）配置，不同的廠商能夠協(xié)調(diào)地使用一個(gè)CANopen網(wǎng)絡(luò)。CANopen基本概念CANopen數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，由于數(shù)據(jù)段較短，不會(huì)占用太長(zhǎng)的總線時(shí)間，保證了通信的實(shí)時(shí)性，因此能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域中的一般要求（例如控制命令、工作狀態(tài)及測(cè)試數(shù)據(jù)等）。CANopen協(xié)議采用CRC檢驗(yàn)并提供了相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，對(duì)數(shù)據(jù)通信的可靠性有很好的保證。CANopen憑借其優(yōu)質(zhì)的特性、極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，在工業(yè)界受到越來(lái)越多的重視，它非常適合工業(yè)過(guò)程監(jiān)控設(shè)備的互連，被公認(rèn)為最具發(fā)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CANopen的數(shù)據(jù)傳輸包含兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，用PDO（過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象）處理短過(guò)程數(shù)據(jù)的快速交換。通過(guò)SDO（服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象）訪問(wèn)對(duì)象字典的入口。PDO和SDO的通訊區(qū)別在于，PDO屬于過(guò)程數(shù)據(jù)，用來(lái)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，是CANopen中最主要的數(shù)據(jù)傳輸方式；SDO屬于服務(wù)數(shù)據(jù)，主要用于CANopen主站對(duì)從節(jié)點(diǎn)的參數(shù)配置。通信模型CANopen設(shè)備間的通信主要有以下三種模型：主/從（Master/Slave）模型：由一個(gè)節(jié)點(diǎn)（例如控制接口）作為應(yīng)用主站，向從站設(shè)備（例如伺服電機(jī)）請(qǐng)求數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程被用于診斷或狀態(tài)管理。在標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中，可以有0到127個(gè)從站?？蛻舳?服務(wù)器（Client/Server）模型：客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器回復(fù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)應(yīng)用程序主站需要從從站的OD（對(duì)象字典）中獲取數(shù)據(jù)時(shí)使用這一模式。生產(chǎn)者/消費(fèi)者（Producer/Consumer）模型：該模型中生產(chǎn)者節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)廣播數(shù)據(jù)，由消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)消費(fèi)。生產(chǎn)者根據(jù)請(qǐng)求（拉模型）或沒(méi)有特定請(qǐng)求（推模型）發(fā)送此數(shù)據(jù)。CANopen主要內(nèi)容CANopen的設(shè)備模型如圖所示。1.對(duì)象字典（OD）CANopen主要內(nèi)容從設(shè)備模型中可看出對(duì)象字典在其中的作用。對(duì)象字典（OD：ObjectDictionary）作為每個(gè)CANopen設(shè)備的中心元素，它描述設(shè)備和其網(wǎng)絡(luò)行為的所有參數(shù)，包括通訊數(shù)據(jù)的存放位置也列入其索引，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有一個(gè)對(duì)象字典。對(duì)象字典是一個(gè)有序的對(duì)象組，每個(gè)對(duì)象通過(guò)一個(gè)16位的索引值來(lái)尋址，其范圍在0x0000到0xFFFF之間，同時(shí)在某些索引下定義了一個(gè)8位的索引值，以保證在數(shù)據(jù)量較大時(shí)仍有索引可分配，這個(gè)索引值一般被稱為子索引，其范圍在0x00到0xFF之間。每個(gè)索引內(nèi)具體的參數(shù)，最大用32位的變量來(lái)表示，即Unsigned32，四個(gè)字節(jié)。節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典主要以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存在于EDS文件（ElectronicDataSheet，ASCII文件，具有嚴(yán)格的語(yǔ)法）。CANopen主要內(nèi)容每個(gè)CANopen設(shè)備都有一個(gè)對(duì)象字典，CANopen網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)不需要對(duì)CANopen從節(jié)點(diǎn)的每個(gè)對(duì)象字典項(xiàng)進(jìn)行訪問(wèn)。CANopen對(duì)象字典中的項(xiàng)通過(guò)一系列子協(xié)議進(jìn)行描述。子協(xié)議描述了對(duì)象字典中每個(gè)對(duì)象的功能、名字、索引、子索引、數(shù)據(jù)類型，以及這個(gè)對(duì)象是否必需、讀寫(xiě)屬性等等，這使得不同廠商的同類型設(shè)備可兼容。對(duì)象字典的結(jié)構(gòu)參照下表。CANopen主要內(nèi)容服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象（SDO：ServiceDataObject）主要用于CANopen主站對(duì)從節(jié)點(diǎn)的參數(shù)配置，SDO最大的特點(diǎn)是一個(gè)客戶發(fā)出請(qǐng)求后一定有來(lái)自服務(wù)器的應(yīng)答，有指定接收節(jié)點(diǎn)的地址（Node-ID，即從站站號(hào)），并且需要指定的接收節(jié)點(diǎn)回應(yīng)CAN報(bào)文以此確認(rèn)節(jié)點(diǎn)接收成功，如果超時(shí)沒(méi)有確認(rèn)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將再次發(fā)送原報(bào)文。這種通訊方式屬于常見(jiàn)的“客戶端/服務(wù)器”的通信模型，也就是我們通常所說(shuō)的輪詢模式。訪問(wèn)者被稱為客戶端（Client），對(duì)象字典被訪問(wèn)且提供所請(qǐng)求服務(wù)的CANopen設(shè)備被稱為服務(wù)器（Server）。2.服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象（SDO）CANopen主要內(nèi)容SDO向客戶提供了訪問(wèn)服務(wù)器的對(duì)象字典的功能。在SDO的開(kāi)頭幾個(gè)字節(jié)指定要訪問(wèn)的對(duì)象的索引和子索引。在CANopen網(wǎng)絡(luò)中，通常只有NMT主機(jī)能夠發(fā)起SDO通訊，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)參數(shù)配置或者關(guān)鍵性參數(shù)的傳遞。服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)如圖所示。CANopen主要內(nèi)容SDO傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)了任意大小的對(duì)象都可通過(guò)其進(jìn)行傳輸。由于一個(gè)CAN幀的最大長(zhǎng)度為8字節(jié)，若要傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度較大的對(duì)象，需要組合若干幀形成一個(gè)塊（Block）的形式進(jìn)行傳輸，構(gòu)成這個(gè)塊的幀被稱為節(jié)（Segment）。第一節(jié)的首字節(jié)包含了必須的流量控制信息，第一節(jié)后接著的3個(gè)字節(jié)包含索引和子索引，表示要訪問(wèn)的對(duì)象，剩余的4個(gè)字節(jié)可以用于用戶數(shù)據(jù)。接著的節(jié)包含一個(gè)控制字節(jié)和最多7個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。接收方要以每節(jié)或整塊數(shù)據(jù)形式作出應(yīng)答，也就是對(duì)等通信（客戶/服務(wù)器模式）。CANopen主要內(nèi)容（1）PDO的特點(diǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象（PDO：Processdataobject）用以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，是CANopen中最主要的數(shù)據(jù)傳輸方式。由于每個(gè)CANopen節(jié)點(diǎn)的輸入和輸出需要區(qū)分開(kāi)來(lái)，因此將PDO分為發(fā)送方Transmit-PDO（TxPDO）和接收方Receive-PDO（RxPDO）。PDO是單向傳輸，無(wú)需接收節(jié)點(diǎn)回應(yīng)CAN報(bào)文來(lái)確認(rèn)，從通訊術(shù)語(yǔ)上來(lái)說(shuō)是屬于“生產(chǎn)者/消費(fèi)者”模型，PDO的發(fā)送方稱為生產(chǎn)者，接收方稱為消費(fèi)者，PDO數(shù)據(jù)傳輸可以從一個(gè)生產(chǎn)者傳到一個(gè)或多個(gè)消費(fèi)者，數(shù)據(jù)傳送限制在1到8個(gè)字節(jié)。3.過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象（PDO）CANopen主要內(nèi)容PDO的屬性可通過(guò)對(duì)象字典配置，包含通信參數(shù)及PDO映射參數(shù)：PDO通信參數(shù)：描述了PDO的通信功能，定義了該設(shè)備所使用的COB-ID、傳輸類型、禁止時(shí)間和事件時(shí)間等。PDO映射參數(shù)：包含了PDO傳輸內(nèi)容信息（包括索引、子索引及映射對(duì)象長(zhǎng)度）。生產(chǎn)者和消費(fèi)者需要知道這個(gè)映射，以解釋PDO內(nèi)容。通信參數(shù)和映射參數(shù)通俗的說(shuō)就是：前者定義了由哪條CANID發(fā)送以及怎么發(fā)、發(fā)送觸發(fā)條件，后者定義的是CAN數(shù)據(jù)段中8字節(jié)的數(shù)據(jù)都是誰(shuí)組成的。CANopen主要內(nèi)容當(dāng)CANopen設(shè)備作為主站使用時(shí)，RxPDO最大支持100個(gè)，數(shù)據(jù)量最大支持512個(gè)字節(jié)，TxPDO最大支持100個(gè)，數(shù)據(jù)量最大支持512個(gè)字節(jié)；當(dāng)CANopen設(shè)備作為從站使用時(shí)，RxPDO最大支持4個(gè)，數(shù)據(jù)量最大支持32個(gè)字節(jié)，TxPDO最大支持4個(gè)，數(shù)據(jù)量最大支持32個(gè)字節(jié)。每個(gè)PDO最大可映射8個(gè)字節(jié)。主從站通信參數(shù)及其映射參數(shù)、映射對(duì)象索引如表所示。CANopen主要內(nèi)容（2）PDO通信參數(shù)PDO通信參數(shù)，定義了該設(shè)備所使用的COB-ID、傳輸類型、禁止時(shí)間和事件時(shí)間等。RxPDO通訊參數(shù)位于對(duì)象字典索引的1400h-1463h，TxPDO通訊參數(shù)位于對(duì)象字典索引的1800h-1863h。每條索引代表一個(gè)PDO的通信參數(shù)集，其中的子索引分別指向具體的各種參數(shù)，如表所示。CANopen主要內(nèi)容①PDO的CAN標(biāo)識(shí)符PDO的CAN標(biāo)識(shí)符即PDO的通信對(duì)象標(biāo)識(shí)符COB-ID（CommunicationObjectIdentifier），包含控制位和標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，用以指定PDO發(fā)出或者接收的對(duì)應(yīng)CAN幀ID。COB-ID位于通信參數(shù)（RxPDO：1400h~1463h，TxPDO：1800h~1863h）的子索引01上。在PDO預(yù)定義中，人為規(guī)定了PDO的編號(hào)，每個(gè)從站的PDO都有不同的COB-ID進(jìn)行區(qū)分，主站PDO的COB-ID未進(jìn)行定義，根據(jù)通信對(duì)象的COB-ID自動(dòng)分配。從站COB-ID命名規(guī)則如表所示。CANopen主要內(nèi)容②PDO的傳輸類型PDO的傳輸類型位于通信參數(shù)（RxPDO：1400h~1463h，TxPDO：1800h~1863h）的子索引02上。 異步傳輸——由事件觸發(fā)傳輸，包括數(shù)據(jù)改變觸發(fā)、周期性事件時(shí)間觸發(fā)； 同步傳輸——網(wǎng)絡(luò)中同步幀有關(guān)。CANopen主要內(nèi)容通信參數(shù)（RxPDO：1400h~1463h，TxPDO：1800h~1863h）子索引02不同的數(shù)值代表不同的傳輸類型，定義了觸發(fā)TxPDO傳輸或處理收到的RxPDO的方法，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。CANopen主要內(nèi)容注意：這里的同步和異步是指PDO的發(fā)送與同步幀的發(fā)送是否同步。同步傳輸具有數(shù)據(jù)更新周期穩(wěn)定的特性，但還無(wú)法實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)變化實(shí)時(shí)保持同步。異步傳輸則可以在數(shù)據(jù)發(fā)生變化后迅速作出數(shù)據(jù)更新處理，這種傳輸方式響應(yīng)靈敏，但對(duì)于頻繁變化的數(shù)據(jù)，易對(duì)總線產(chǎn)生較大數(shù)據(jù)負(fù)荷，因此通常需配置一個(gè)禁止時(shí)間參數(shù)以降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。建議網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的參數(shù)用同步PDO的方式，實(shí)時(shí)性高的參數(shù)用異步PDO的傳輸方式，但要注意配置禁止時(shí)間，以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷不受沖擊。CANopen主要內(nèi)容③禁止時(shí)間針對(duì)異步傳輸（類型為254或255）的TxPDO，定義了禁止時(shí)間，存放于通信參數(shù)（1800h~1863h）的子索引03上，以此來(lái)約束PDO發(fā)送的最小間隔時(shí)間，保證了CAN網(wǎng)絡(luò)不被頻繁變化的TxPDO持續(xù)占用而導(dǎo)致總線負(fù)載劇烈增加。設(shè)置禁止時(shí)間后，同一個(gè)TxPDO傳輸間隔不得小于該參數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，該參數(shù)的單位是ms。建議：當(dāng)變化較為頻繁的對(duì)象（例如反饋位置、反饋速度等）配置到TxPDO，且該TxPDO的傳輸類型為異步方式時(shí)，建議設(shè)置一定的禁止時(shí)間。一般禁止時(shí)間小于事件時(shí)間，當(dāng)禁止時(shí)間大于事件時(shí)間時(shí)，則每隔一個(gè)事件時(shí)間觸發(fā)一次TxPDO的傳輸。CANopen主要內(nèi)容④事件時(shí)間針對(duì)異步傳輸（類型為254或255）的TxPDO，定義了事件時(shí)間，存放在通信參數(shù)（1800h~1863h）的子索引05上，是PDO發(fā)送的最大間隔?？梢园咽录r(shí)間理解為是一種觸發(fā)事件，每隔一個(gè)事件時(shí)間就會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的TxPDO傳輸。如果在計(jì)時(shí)器運(yùn)行周期內(nèi)發(fā)生了數(shù)據(jù)改變等其它事件TxPDO也會(huì)觸發(fā)，此時(shí)事件時(shí)間會(huì)被清零，重新從零開(kāi)始計(jì)時(shí)，該參數(shù)的單位是ms。CANopen主要內(nèi)容⑤同步周期的設(shè)置同步周期的設(shè)置：建議按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（默認(rèn)波特率1M）：同步周期（毫秒）＝[PDO總數(shù)/9]/(40%)+2。假設(shè)一個(gè)CANopen網(wǎng)絡(luò)共有12個(gè)軸，每個(gè)軸有一個(gè)發(fā)送和一個(gè)接收PDO。則PDO總數(shù)是12*2=24個(gè)。每個(gè)毫秒內(nèi)總線滿負(fù)荷情況下可傳輸約9個(gè)PDO，考慮總線負(fù)荷余量，假設(shè)總線負(fù)載為40%（相對(duì)合理的負(fù)載率），則24個(gè)PDO傳輸所需時(shí)間為24/9/(40%)=6.67(毫秒)，再考慮到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)SDO、同步幀、心跳報(bào)文、緊急報(bào)文等的時(shí)間開(kāi)銷，再增加2個(gè)毫秒，建議配置同步周期為8.67毫秒。以上經(jīng)驗(yàn)公式同樣適用于異步PDO的禁止時(shí)間的設(shè)置。CANopen主要內(nèi)容⑥PDO映射參數(shù)PDO映射參數(shù)包含一個(gè)對(duì)象字典中的對(duì)象列表，這些對(duì)象映射到相應(yīng)的PDO，包括索引、子索引及映射對(duì)象長(zhǎng)度。對(duì)于生產(chǎn)者和消費(fèi)者都必須要知道這個(gè)映射參數(shù)，才能夠正確的解釋PDO內(nèi)容，就是將通信參數(shù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)和具體CAN報(bào)文中數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。每個(gè)PDO數(shù)據(jù)長(zhǎng)度最多可達(dá)8個(gè)字節(jié)，可同時(shí)映射一個(gè)或者多個(gè)對(duì)象。CANopen主要內(nèi)容映射參數(shù)索引（RxPDO：1600h~1663h，TxPDO：1A00h~1A63h）中子索引0記錄該P(yáng)DO具體映射的對(duì)象個(gè)數(shù)，子索引1~8則是映射對(duì)象內(nèi)容，數(shù)據(jù)存放為2000h和6000h之后廠商自定義區(qū)域，具體可參考下表。CANopen主要內(nèi)容映射參數(shù)索引（RxPDO：1600h~1663h，TxPDO：1A00h~1A63h）中子索引0記錄該P(yáng)DO具體映射的對(duì)象個(gè)數(shù)，子索引1~8則是映射對(duì)象內(nèi)容，數(shù)據(jù)存放為2000h和6000h之后廠商自定義區(qū)域，具體可參考下表。CANopen主要內(nèi)容（3）PDO通訊示意圖主從站PLC寄存器與PDO的映射關(guān)系以及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程示意如圖46和圖47（其中主從站寄存器地址和索引號(hào)僅為示例）。主站到從站從站到主站CANopen主要內(nèi)容同步對(duì)象（SYNC）是控制多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送與接收之間諧調(diào)和同步的一種特殊機(jī)制，主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的同步傳輸。同步對(duì)象的傳輸框架與PDO的傳輸類似，同步對(duì)象的傳輸遵循的是生產(chǎn)者——消費(fèi)者模型，由同步生產(chǎn)者發(fā)出同步幀，CAN網(wǎng)絡(luò)中的其它所有節(jié)點(diǎn)都可以作為消費(fèi)者接收該同步幀，且無(wú)需反饋。同一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個(gè)激活的同步發(fā)生器。4.同步對(duì)象（SYNC）CANopen主要內(nèi)容在同步協(xié)議中，預(yù)定義了SYNC的COB-ID為0x80，記錄在索引1005h上，且有2個(gè)約束條件分別記錄在索引1006h和1007h上。同步循環(huán)周期：索引1006h規(guī)定了同步幀的循環(huán)周期；同步窗口時(shí)間：索引1007h約束了同步幀發(fā)送后，從節(jié)點(diǎn)發(fā)送PDO的時(shí)效，即在這個(gè)時(shí)間內(nèi)發(fā)送的PDO才有效，超過(guò)時(shí)間的PDO將被丟棄。同步PDO的傳輸與同步幀緊密聯(lián)系。一般同步報(bào)文由CAN網(wǎng)絡(luò)主機(jī)發(fā)出，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有2個(gè)同步機(jī)制，就需要設(shè)置不同的同步節(jié)拍，比如某些節(jié)點(diǎn)按1個(gè)同步幀發(fā)送1次PDO，其他的節(jié)點(diǎn)收到2個(gè)同步幀才發(fā)送1次PDO，所以這里PDO參數(shù)中的同步起始值就起了作用。CANopen主要內(nèi)容對(duì)于同步RPDO，只要接收到了該P(yáng)DO，在下一個(gè)SYNC時(shí)將接收到的PDO更新到應(yīng)用。對(duì)于同步TPDO，分為同步循環(huán)和同步非循環(huán)，如表所示：CANopen主要內(nèi)容CANopen網(wǎng)絡(luò)為了穩(wěn)定可靠可控，都需要設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理主機(jī)（NMT-Master：Networkmanagement-Master）用來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，NMT主機(jī)也成為CANopen主站，它是主從關(guān)系的結(jié)構(gòu)，所以只有一個(gè)NMT主節(jié)點(diǎn)，相對(duì)應(yīng)的其他CANopen節(jié)點(diǎn)就是NMT從機(jī)（NMT-slaves），NMT主機(jī)和NMT從機(jī)之間通訊的報(bào)文就稱為NMT網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。NMT網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文使用2字節(jié)數(shù)據(jù)的單幀，其標(biāo)識(shí)符為0，第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)表示命令，第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的ID。若第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)為0，則所有的節(jié)點(diǎn)被尋址（即廣播）。5.網(wǎng)絡(luò)管理（NMT）CANopen主要內(nèi)容只有NMT主節(jié)點(diǎn)能夠傳送NMT網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，所有從節(jié)點(diǎn)必須支持NMT模塊控制服務(wù)，NMT模塊控制不需要應(yīng)答。用NMT命令可以在任何時(shí)候改變單個(gè)設(shè)備或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，每一個(gè)設(shè)備的狀態(tài)是由特定屬性決定的。只有在Operational狀態(tài)PDO才能被傳輸；在Pre-Operational的狀態(tài)下可以配置設(shè)備；在Stopped狀態(tài)只有NMT命令能被傳送。下圖顯示了NMT命令的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程。CANopen主要內(nèi)容說(shuō)明：括號(hào)內(nèi)字母表示處于不同狀態(tài)哪些通訊對(duì)象可以使用。a:NMT，b:NodeGuard，c:SDO，d:Emergency，e:PDO，f:Boot-up。狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程為：1：電源開(kāi)啟后自動(dòng)進(jìn)入初始化狀態(tài)；2：設(shè)備初始化結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入預(yù)操作狀態(tài)，發(fā)送Boot-up消息3：進(jìn)入預(yù)操作狀態(tài)（0x04），節(jié)點(diǎn)的CANopen通訊處于操作就緒狀態(tài)，此時(shí)此節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)行PDO通信，而可以進(jìn)行SDO進(jìn)行參數(shù)配置和NMT網(wǎng)絡(luò)管理的操作。4：進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)（0x05），節(jié)點(diǎn)收到NMT主機(jī)發(fā)來(lái)的啟動(dòng)命令后，CANopen通訊被激活，PDO通信啟動(dòng)后，按照對(duì)象字典里面規(guī)定的規(guī)則進(jìn)行傳輸，同樣SDO也可以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)修改。CANopen主要內(nèi)容5：進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)（0x06），節(jié)點(diǎn)收到NMT主機(jī)發(fā)來(lái)的停止命令后，節(jié)點(diǎn)的PDO和SDO通信被停止，但NMT網(wǎng)絡(luò)管理依然可以對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作。6：重置節(jié)點(diǎn)（0x02），節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用程序復(fù)位，比如開(kāi)關(guān)量輸出、模擬量輸出的初始值。7：重置通訊（0x03），節(jié)點(diǎn)中的CANopen通訊復(fù)位，從這個(gè)時(shí)刻起，此節(jié)點(diǎn)就可以進(jìn)行CANopen通訊了；重置通訊會(huì)將PDO的通訊參數(shù)和映射參數(shù)等恢復(fù)初始值。NMT控制字如表所示（只有主站有，以D6512地址為例）CANopen主要內(nèi)容NMT狀態(tài)字如表所示（主從站都有，主站以D6513地址為例，從站以D6032地址為例）CANopen主要內(nèi)容為了監(jiān)控CANopen節(jié)點(diǎn)是否在線與目前的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，CANopen應(yīng)用中通常都要求在線上電的從站周期性的發(fā)送被稱作心跳（Heartbeat）的報(bào)文，以便于主站確認(rèn)從站是否故障、是否脫離網(wǎng)絡(luò)。心跳保護(hù)模式采用的是生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型。CANopen從站按其對(duì)象字典中1017h填寫(xiě)的心跳生產(chǎn)時(shí)間（ms）后，節(jié)點(diǎn)心跳保護(hù)功能激活，開(kāi)始產(chǎn)生心跳報(bào)文，而CAN網(wǎng)絡(luò)主站則會(huì)按其1016h中填寫(xiě)的心跳消費(fèi)時(shí)間進(jìn)行檢查，一旦在消費(fèi)者心跳時(shí)間范圍內(nèi)未接收到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)者的心跳，則認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)掉線或者存在故障。配置心跳保護(hù)時(shí)建議1016h心跳消費(fèi)時(shí)間≥1017h心跳生產(chǎn)時(shí)間×2，否則容易誤報(bào)從站掉線。6.心跳保護(hù)（Heartbeat）CANopen主要內(nèi)容在CANopen應(yīng)用中，還有一種可以通過(guò)輪詢模式監(jiān)視從站狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)守護(hù)模式，它與心跳報(bào)文模式二者不能并存。CAN網(wǎng)絡(luò)主站通過(guò)遠(yuǎn)程幀，可以檢查每個(gè)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)保護(hù)遵循主從模型，每個(gè)遠(yuǎn)程幀都必須得到應(yīng)答。與節(jié)點(diǎn)守護(hù)相關(guān)的對(duì)象包括節(jié)點(diǎn)守護(hù)周期100Ch和節(jié)點(diǎn)守護(hù)因子100Dh。100Ch的值是正常情況下節(jié)點(diǎn)守護(hù)遠(yuǎn)程幀間隔，單位是ms，100Ch和100Dh的乘積決定了主機(jī)查詢的最遲時(shí)間。當(dāng)節(jié)點(diǎn)100Ch和100Dh為非0，且受到一幀節(jié)點(diǎn)守護(hù)請(qǐng)求幀時(shí)，激活節(jié)點(diǎn)守護(hù)。主站每隔100Ch時(shí)間發(fā)送節(jié)點(diǎn)守護(hù)遠(yuǎn)程幀，從機(jī)必須做出應(yīng)答，否則認(rèn)為從站掉線；從站100Ch*100Dh時(shí)間內(nèi)未收到節(jié)點(diǎn)守護(hù)遠(yuǎn)程幀，則認(rèn)為主站掉線。7.節(jié)點(diǎn)守護(hù)（NodeGuarding）CANopen主要內(nèi)容由于遠(yuǎn)程幀在CAN發(fā)展中逐漸被淘汰，而節(jié)點(diǎn)守護(hù)由于需要更多的主站開(kāi)銷與增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，CiA協(xié)會(huì)已經(jīng)不建議使用節(jié)點(diǎn)守護(hù)，更多的被心跳報(bào)文所取代。注意：節(jié)點(diǎn)守護(hù)和心跳保護(hù)不能同時(shí)使用；節(jié)點(diǎn)守護(hù)，心跳保護(hù)時(shí)間不能設(shè)置過(guò)短，以免增大網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。CANopen主要內(nèi)容8.在線節(jié)點(diǎn)站號(hào)任何一個(gè)CANopen從站上線后，為了提示主站它已經(jīng)加入網(wǎng)絡(luò)，或者避免與其他從站Node-ID沖突。這個(gè)從站必須發(fā)出節(jié)點(diǎn)上線報(bào)文（boot-up），便于主站確認(rèn)從站是否上線，生產(chǎn)者為CANopen從站。當(dāng)激活了節(jié)點(diǎn)守護(hù)和心跳保護(hù)時(shí)可以通過(guò)在線站點(diǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的狀態(tài)，當(dāng)CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)正常時(shí)，相應(yīng)的位為ON狀態(tài)；節(jié)點(diǎn)列表中的節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常（包含初始化失敗及其它異常導(dǎo)致從站掉線）時(shí)，相應(yīng)的位為OFF狀態(tài)。CANopen主要內(nèi)容緊急事件對(duì)象（Emergency），由設(shè)備的內(nèi)部錯(cuò)誤觸發(fā)，按照標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制，節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送一幀緊急報(bào)文，該報(bào)文記錄設(shè)備內(nèi)部錯(cuò)誤代碼，緊急報(bào)文遵循的是生產(chǎn)者——消費(fèi)者模型，CAN網(wǎng)絡(luò)中主站可接收該故障。緊急報(bào)文屬于診斷性報(bào)文，一般不會(huì)影響CANopen通訊。在協(xié)議中，預(yù)定義了EMCY的COB-ID為0x80+站號(hào)，記錄在索引1014h上。9.緊急對(duì)象服務(wù)（EMCY）Thanks.

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址：址：地址：福建省福州市馬尾區(qū)儒江西路1號(hào)新大陸科技園新大陸教育公眾號(hào)新大陸校企合作公眾號(hào)CANopen在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用CANopen通信配置CANopen應(yīng)用實(shí)例CAN總線與CANopen概述CANopen通信配置PLC工程創(chuàng)建掃描PLCIP地址本機(jī)IP配置并建立連接通信參數(shù)配置01CANopen通信配置1.PLC工程創(chuàng)建雙擊桌面PLC圖標(biāo)，打開(kāi)PLC軟件，如圖所示。在打開(kāi)的PLC軟件界面中，右鍵單擊“PLC1”，在彈出的窗口中單擊“更改PLC機(jī)型”選項(xiàng)，如圖所示。CANopen通信配置在彈出的機(jī)型選擇窗口中，按圖方式選擇“XL5N-32T”機(jī)型，再單擊“確定”按鈕關(guān)閉窗口。至此PLC工程創(chuàng)建完畢。單擊軟件菜單欄的“文件”按鈕，在下拉菜單中單擊“保存工程”選項(xiàng)，在彈出的“另存為”窗口中，選擇合適的保存路徑，最后單擊“保存”按鈕來(lái)保存PLC工程。在后續(xù)的操作中也建議每隔一段時(shí)間就保存一次PLC工程。CANopen通信配置2.掃描PLCIP地址單擊工具欄“選項(xiàng)”，下拉列表中單擊選擇“軟件串口設(shè)置”，如圖所示。CANopen通信配置在彈出的通信配置窗口中，雙擊“Ethernet_Modbus_Default”選項(xiàng)，如圖所示。在彈出的通信配置界面中，單擊“掃描IP”按鈕，對(duì)當(dāng)前PLC的IP地址進(jìn)行識(shí)別，以配置本機(jī)與當(dāng)前PLC的IP在同一網(wǎng)段內(nèi)，使其建立連接。CANopen通信配置掃描IP結(jié)果如圖所示，當(dāng)前PLC的IP地址為“0”，為使PLC與本機(jī)處于同一網(wǎng)段建立連接，需設(shè)置本機(jī)的IP地址為“192.168.1.xx”（若掃描出的PLC的IP地址為“192.168.6.xx”，則設(shè)置本機(jī)IP也為“192.168.6.xx”，其中xx為端口號(hào)，PLC與本機(jī)的端口號(hào)不能是同一個(gè)）。本次實(shí)驗(yàn)以“0”作為本機(jī)IP建立連接。CANopen通信配置3.本機(jī)IP配置并建立連接（1）本機(jī)IP配置按照3.2.3小節(jié)的方法配置本機(jī)IP地址為“0”，子網(wǎng)掩碼為“”，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)不填寫(xiě)。單擊選擇“使用下面的DNS服務(wù)器地址”選項(xiàng)，無(wú)需配置首選及備用DNS服務(wù)器。操作步驟如圖所示。CANopen通信配置（2）PLC與PC建立連接在之前的通信配置窗口中，雙擊選擇“Ethernet_Modbus_Default”，彈出的通信配置窗口中輸入設(shè)備IP及本機(jī)IP，單擊“確定”按鈕退出通信配置窗口。單擊“Ethernet_Modbus_Default”右側(cè)的連接狀態(tài)，顯示“已連接”即連接成功，此時(shí)再單擊右側(cè)的使用狀態(tài)，顯示“使用中”即通信配置完成，最后單擊“確定”按鈕關(guān)閉界面。如圖所示。CANopen通信配置（3）PLCIP配置在PLC左側(cè)的目錄樹(shù)中，單擊“PLC配置”下的“以太網(wǎng)口”選項(xiàng)，軟件會(huì)彈出“PLC1–以太網(wǎng)口設(shè)置”窗口，如圖所示。CANopen通信配置單擊選中“使用下面的IP地址”，此時(shí)“IP地址”等項(xiàng)目會(huì)變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài)，配置IP地址為0，子網(wǎng)掩碼為，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為54,單擊“寫(xiě)入PLC”按鈕，待PLC寫(xiě)入完成后，單擊“確定”按鈕推出界面，如圖所示。CANopen通信配置單擊選中“使用下面的IP地址”，此時(shí)“IP地址”等項(xiàng)目會(huì)變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài)，配置IP地址為0，子網(wǎng)掩碼為，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為54,單擊“寫(xiě)入PLC”按鈕，待PLC寫(xiě)入完成后，單擊“確定”按鈕推出界面，如圖所示。在PLCIP地址寫(xiě)入完成后，此時(shí)PLC的IP地址已為“0”網(wǎng)段，若之前掃描的PLCIP地址不是“192.168.1.xx”的網(wǎng)段，需將本機(jī)的IP配置為“0”。CANopen通信配置4.通信參數(shù)配置（1）主站配置在PLC左側(cè)的目錄樹(shù)中，單擊“PLC配置”下的“Canopen”項(xiàng)目，軟件會(huì)彈出“CANOpen參數(shù)設(shè)置”窗口，如圖所示。CANopen通信配置單擊“StationID:1,XJ-XL5NMast”，在右側(cè)彈出的“基礎(chǔ)參數(shù)”界面中，單擊波特率右邊的向下箭頭，選擇“500”，其他參數(shù)使用默認(rèn)配置，如圖所示。CANopen通信配置（2）從站配置單擊“從站配置”上方的“添加”按鈕，在彈出的“選擇設(shè)備文件”窗口中，單擊選中“XINJE-DF3ECANDriveRev1.0”這一項(xiàng)，先單擊下方的“添加”按鈕，再單擊“關(guān)閉”按鈕，如圖所示。CANopen通信配置此時(shí)可以看到，“從站配置”下方多出了一個(gè)“-CAN1_1:2,XINJE-DF3ECANDriveRev1.0”項(xiàng)目，這即是剛剛添加的CANopen從站，如圖所示。單擊“從站配置”下方的“-CAN1_1:2,XINJE-DF3ECANDriveRev1.0”，窗口右側(cè)會(huì)自動(dòng)彈出寄存器配置的界面，單擊“常規(guī)”選項(xiàng)，在常規(guī)界面中可配置從站站號(hào)，可選擇使用心跳保護(hù)、節(jié)點(diǎn)守護(hù)或都不使用，并配置心跳生產(chǎn)或守護(hù)間隔時(shí)間，如圖424所示。本實(shí)例設(shè)置從站站號(hào)為2，選擇心跳保護(hù)功能并配置心跳生產(chǎn)時(shí)間為500ms。CANopen通信配置CANopen通信配置由于配置的從站站號(hào)為2，因此配置伺服驅(qū)動(dòng)器的站號(hào)也應(yīng)配置為2，將伺服驅(qū)動(dòng)器的撥碼“2”向下?lián)苤脼镺N即可完成配置，并將撥碼“9”、“10”向下?lián)苤脼镺N使得CAN的終端電阻有效，如圖所示。CANopen通信配置在同一窗口下單擊選擇“過(guò)程數(shù)據(jù)”選項(xiàng)，在這個(gè)界面中，左側(cè)的是PLC寄存器地址，右側(cè)是需要配置的CANopen寄存器地址，當(dāng)CANopen寄存器配置完成，會(huì)與PLC寄存器進(jìn)行綁定。其中，TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象索引1800~1803和RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象索引1400~1403即為從站對(duì)象字典中的通信參數(shù)索引，如圖所示。CANopen通信配置如下圖所示，PLC的“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”與CANopen的“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”相對(duì)應(yīng)，同理PLC的“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”與CANopen的“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”相對(duì)應(yīng)?？梢詫⑵淅斫鉃橐粋€(gè)對(duì)象的輸出，當(dāng)這個(gè)輸出信號(hào)到達(dá)另一個(gè)對(duì)象時(shí)，即為另一個(gè)對(duì)象的輸入信號(hào)。CANopen通信配置單擊“過(guò)程數(shù)據(jù)”下方的“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”，再單擊右側(cè)“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”下方的“1800”索引項(xiàng)（不單擊左側(cè)的方框），最后單擊右側(cè)下方的“添加”按鈕，如下圖所示。CANopen通信配置在彈出的“選擇PDO條目”窗口中，單擊“6041”索引項(xiàng)，再單擊“添加”按鈕，即完成了“6041”索引項(xiàng)的添加。接著單擊“6061”索引項(xiàng)，并再次單擊“添加”按鈕。最后單擊“關(guān)閉”按鈕即可，如圖所示。該窗口下的可選項(xiàng)即為對(duì)象字典，可根據(jù)“索引：子索引”號(hào)來(lái)判斷索引的區(qū)域，2000-5FFF為制造商特定的子協(xié)議區(qū)域，可由制造商自定義內(nèi)容；6000-9FFF為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備子協(xié)議區(qū)域，一般情況下內(nèi)容不可修改。CANopen通信配置此時(shí)可以看到，右側(cè)下方已經(jīng)添加了“6041”和“6061”兩個(gè)索引的寄存器，如圖所示。勾選“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”欄目下的“1800”索引前方的小方框，軟件會(huì)將剛剛添加的驅(qū)動(dòng)器寄存器與PLC寄存器綁定，如圖所示。CANopen通信配置繼續(xù)按照上述方式添加寄存器并綁定，每個(gè)“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”所添加的驅(qū)動(dòng)器寄存器如左表所示，最終效果如右圖所示。CANopen通信配置繼續(xù)按照上述方式添加寄存器并綁定，每個(gè)“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”所添加的驅(qū)動(dòng)器寄存器如左表所示，最終效果如右圖所示。CANopen通信配置接下來(lái)配置PLC的“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”，方法同配置“RPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”是一樣的，每個(gè)“TPDO數(shù)據(jù)對(duì)象”所添加的驅(qū)動(dòng)器寄存器如左表所示，最終效果如右圖所示。CANopen通信配置至此，CANopen通信的參數(shù)就配置完了。配置完成后單擊“下載配置”按鈕，待配置下載完成后，單擊“確定”按鈕退出界面，如圖所示。CANopen通信配置根據(jù)以上配置結(jié)果，驅(qū)動(dòng)器寄存器與PLC寄存器的綁定關(guān)系及參數(shù)信息如表所示。CANopen應(yīng)用實(shí)例伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-位置控制模式02伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式（1）PLC代碼編寫(xiě)要驅(qū)動(dòng)伺服通過(guò)速度控制模式動(dòng)作，需先配置控制模式設(shè)定寄存器D6527，其對(duì)應(yīng)的控制模式如表所示。因此本次實(shí)驗(yàn)向模式設(shè)定寄存器D6527寫(xiě)入3，對(duì)應(yīng)速度控制模式。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式伺服了解以何種控制模式驅(qū)動(dòng)后，需要通過(guò)控制字及狀態(tài)字的配合使能并啟動(dòng)?？刂谱諨6256的說(shuō)明如左表所示，狀態(tài)字D6000的說(shuō)明如右表所示。控制字說(shuō)明狀態(tài)字說(shuō)明伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式首先向控制字D6256寫(xiě)6，即Bit1,2被置1，伺服使能，狀態(tài)字D6000.0被置1時(shí)則表示伺服使能成功。伺服使能成功后，向控制字D6256寫(xiě)7，即Bit0,1,2被置1，向伺服發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，狀態(tài)字D6000.1被置1時(shí)則表示伺服接收啟動(dòng)信號(hào)成功，可執(zhí)行操作。再向控制字D6256寫(xiě)15，即Bit0,1,2,3被置1，伺服開(kāi)始執(zhí)行動(dòng)作。這里要注意的是，需要通過(guò)配置D6262-D6271給定速度、加減速度等參數(shù)，默認(rèn)速度為0，即使驅(qū)動(dòng)伺服也不發(fā)生動(dòng)作。且控制字的Bit2在動(dòng)作期間需置1，置0后伺服將減速停止。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式PLC以速度模式控制伺服電機(jī)的代碼如下圖所示，根據(jù)圖示編寫(xiě)PLC代碼并下載，再運(yùn)行PLC。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式（2）載入PLC程序單擊“”按鈕，PLC進(jìn)入下載流程。下載過(guò)程中會(huì)彈出一個(gè)窗口選擇下載方式，單擊選擇“在線下載”按鈕，如圖所示。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式選擇完下載方式后，選擇需要配置的參數(shù)，在彈出的窗口中，單擊左下角的“選擇所有”，取消所有的選擇（在此前步驟中已下載配置），最后單擊“確定”，等待下載完成即可。如圖所示。導(dǎo)入程序后斷電重啟，則PLC為各參數(shù)賦上初始值。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式（3）編譯并載入HMI程序打開(kāi)U盤(pán)資料“04DEMO程序代碼/02CANopen程序/01速度控制模式/HMI-速度控制模式”文件，按照3.2.3小節(jié)的方法配置HMI與本機(jī)在同一網(wǎng)段，并將本機(jī)與HMI用網(wǎng)線連接起來(lái)，編譯HMI程序并通過(guò)Ethernet將HMI程序載入，如圖所示。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式（4）功能說(shuō)明導(dǎo)入HMI程序后，HMI顯示畫(huà)面如圖所示。PLC程序上給定了各參數(shù)初始值，若HMI上各數(shù)值為0，則PLC與HMI之間存在通訊異常。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式其中，各參數(shù)及按鈕的功能說(shuō)明如下：

：設(shè)定伺服運(yùn)動(dòng)控制模式，1為位置控制模式，3為速度控制模式。

：設(shè)定伺服動(dòng)作的速度，單位為PLS/S，即脈沖/秒。由于伺服電機(jī)采用17位編碼器，因此伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需的脈沖數(shù)為2^17=131072，當(dāng)設(shè)置速度給定為131072時(shí)，伺服電機(jī)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。

：設(shè)定伺服動(dòng)作加速度，加速度設(shè)定越大，伺服電機(jī)由0到最大速度的時(shí)間越短。

：設(shè)定伺服動(dòng)作減速度，減速度設(shè)定越大，伺服電機(jī)停止后速度降為0的時(shí)間越短。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式

：可設(shè)定變化量，當(dāng)按下“+”按鈕將當(dāng)速度給定加上變化量得到新的速度，當(dāng)按下“-”按鈕將當(dāng)速度給定減去變化量得到新的速度。

：反映伺服是否接受到PLC的指令，模式設(shè)定為3時(shí)，模式反饋也為3，若模式設(shè)定與模式反饋不一致則PLC與伺服之間的通訊存在異常。

：反映伺服電機(jī)當(dāng)前位置。

：反映伺服電機(jī)當(dāng)前速度。

：可通過(guò)該按鈕觸發(fā)伺服使能動(dòng)作，并通過(guò)指示燈顯示伺服使能狀態(tài)，伺服處于使能狀態(tài)時(shí)指示燈顯示為綠色。

：按下該按鈕后伺服開(kāi)始減速停止。伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)-速度控制模式（5）實(shí)訓(xùn)測(cè)試單擊“伺服使能”按鈕，伺服電機(jī)開(kāi)始以給定的速度開(kāi)始動(dòng)作，伺服使能指示燈呈現(xiàn)綠色。可以看到位置反饋在不斷