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    CANopen介绍


    基于 CANopen 协议的自动化系统

    CANopen 是基于CAN-bus分布式工业控制技术的标准。它是由生产厂商和用户联合CiA共同开发的,并于2002年成为CENELEC EN 50325-4标准。CANopen已经在广泛的工业通信上建立了标准(例如:机械工程,驱动系统和组件,医疗设备,楼宇自动化,交通工具等等);镜耐ㄐ呕票怀莆ㄐ琶枋,不同的生产厂商可以协调地使用一个CANopen网络。通信描述的结构增补是为专门的应用设计的,这就是结构怎样定义安全数据传输(“CANopen Safety”)或可编程设备(例如PLC)。对象字典是每个CANopen设备中心元素并描述设备的功能。

     

    对象字典(Object Directory)

    对象字典是每个CANopen设备的中心元素,它描述网络上设备的所有功能。对象字典描述了网络和应用程序之间的接口,所有对象字典的入口都引用16位的索引和8位子索引。对象字典包含所有通过网络访问的参数,例如:设备标识符、生产商名,PDOs和SDOs的通信参数,设备监控(“错误控制”)都保存在对象字典的通用区。设备描述区包含IO功能(开关量和模拟量的输入和输出),设备参数,PLC映射。如果发生错误,对象字典还可以配置其行为。因此,对象字典可以使设备行为符合各自的应用。

     

    设备描述

    设备描述表描述了自动控制系统中主要设备类型的属性和特点。定义了标准设备类型的功能和参数,所有的参数都保存在对象字典中。这样,就保证了CANbus用同一方式访问CANopen 设备。通过不同生产商设备的互用性和可交换性,为广大的多客户需求提供了先决条件。为开关量和模拟量的I/O设备,PLC设备和控制器定义了设备描述表。在标准的EDS文件中用ASCII形式描述了CANopen设备的参数和属性。它作为一个包含所有设备属性的表格访问网络。专门设备配置的实参保存在DCF(设备配置文件),DCF是继承于EDS。

     

    使用PDO/SDO进行数据传输

    CANopen的数据传输包含两个不同的数据传输机制,CANopen是用过程数据对象(PDOs,数据处理对象)处理短过程数据的快速交换。通过SDO(服务数据对象)访问对象字典的入口。PDO根据事件约束,循环或查询传输,其传输是无协议广播形式。一个PDO传输可以达到八个字节,一个同步信息同步网络上数据的发送和迁移。每个PDO的属性可以在对象字典中配置,包含通信参数(CAN标识符,传输类型等等)和为每个PDO映射分配过程数据。SDO通过2个CAN-电报证实数据传输,两个设备间建立了点对点的通信。这样,大的数据包(大于8字节)能被传输给每个SDO。

     

    网络管理

    网络管理(NMT)用来管理网络设备的状态,它是主从关系的结构。CANopen设备通过一个启动报文发送一个信号给NMT master,这个启动报文是在网络上被初始化、激活的。用NMT命令可以改变单个设备或整个网络设备的状态,每一个设备的状态是由特定属性决定的。只有在OPERATIONAL状态,PDO才能被传输;在PRE_OPERATIONAL的条件下配置设备。监控CANopen设备的通信状态可选“Node-Guarding”或“Heartbeat”,为报告设备错误定义了报警报文,这些高优先级的紧急报文通过事件导向传输;错误发生时,标准的错误代码详细描述了错误信息。

     

    CANopen安全性

    CANopen网络上集成了安全功能(例如:紧急关闭,双手操作),可以安全传输信息。专用的安全性-相关服务 ( SRDO,安全相关数据对象)接受通信,一个SRDO传输高达8个字节的安全信息,传输数据是在一个定义的时间窗口中完成的。

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