CANopen个人之所见，所想
关键词：摘要：不时想写一篇关于CANopen的文章，鉴于个人学问才干没有动笔，今天做了一番思想斗争，斗胆发表一下自己对CANOPEN的肤浅认识。
TonyZhou: 不时想写一篇关于CANopen的文章，鉴于个人学问才干没有动笔，今天做了一番思想斗争，斗胆发表一下自己对CANOPEN的肤浅认识。
计划从销售人员，技术人员角度都剖析一下CANopen的优势，文章可能没有什么章法，只是想到哪里说哪里，欢送拍砖。
背景：CANopen四问
1. CANopen的来源，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。之后称为国际规范ISO11898，目前CANopen由非营利组织CiA（CAN in Automaion）中止规范的起草及审核工作，基本的 CANopen 设备及通讯子协议定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301. 中。针对个别设备的子协议以 CiA 301 为基础再中止扩展，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协议最大的突出特性是错误检测，限制和处置。当CAN设备检测到总线错误时，会拒绝之前接纳到的位序列，然后发送“错误帧”，其完整由CAN芯片自身处置，不需求人为编程。
支持多主站，相似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，便当用户开发。
报文短帧结构，CAN报文通常只需8个字节，数据帧十分短，在抗干扰才干上具有先天的优势。解释一下，为什末短帧结构抗干扰好？假如通讯报文长，发送一帧耗时也就长，参与遇到干扰，辛辛劳苦好不容发送了一条报文，结果由于干扰对方还没有收到，只能嚎啕大哭。
本钱低廉，CAN外设基本在往常主流芯片上都能够找到，20几块钱的MCU都支持CAN外设，有的还支持两个CAN。这里有CiA的积极推行作用。
3. CANopen软件优势？
CANopen主要有CiA在推行，是非盈利组织，CANopen协议资料，网上一堆，任何人都能够下载到，我们常用的DS301（Draft Standand），DS402，CAN粉丝简直人手一本，犹如葵花宝典，一定要珍藏一本。
CANopen协议开发，开源项目十分多，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。
开发完好的CANopen协议栈，是很艰苦的工作，想要做好十分难。难点就在于你对CANopen协议的了解上，比如EMCY，复位节点，能否需求“NO Initialization”，heartbeat，Node guard能否需求？如何处置？这条不能算是其优点。
4. 为什么如此多公司在推行CANopen？
CANopen关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绪，比如对象字典，过程数据对象（PDO），效劳数据对象（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，只是阐明其性价比更高。CANopen定义了完好的同步控制机制，使其成为主流的运动控制协议，除了在CAN总线上运转外，还被搬到了以太网上（CANopen over Ethernet），构成了著名的PowerLink，EtherCat工业以太网协议。
在这里多废话几句，所谓的运动控制总线规范，没有多大意义，由于运动控制技术都控制在各个厂商手里，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（能够看DS402，伺服控制规范）在运动控制的优势，特别是同步控制，不论几流的厂商，在运动控制系统中，多多少少都参与了自己的东西，招致运动控制系统通常是封锁的，很少走互联道路，事实上要做到互联也十分艰难。
二三流厂家，开发自己的CANopen协议，依据自己的需求，将其移至到不同的物理层上去运转，构成自己的运动控制系统，其性能优劣就在于其对CANopen协议的了解水平了。
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，是描画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画。比如一台伺服驱动器，假如其内部参数（每个参数对应对象字典中的一个位置，由index，sub-index决议）没有更改，其对应的EDS文件就不会更改。多说一句，不是一切的主控制器都需求运用EDS，比如Beckhoff就不需求，他需求你对CANopen DS301，DS402足够熟习，人工对齐配置；步科FD，JD伺服依照DS402规范制定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，运用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许值。FD，JD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，通知主控其状态，普通伺服断电后，其电容电量能保证其发送该条报文。
5. 心跳，节点维护
配置心跳参数，设置心跳周期，心跳消费时间，这个消费者时间实践上是作为一个超时参数。主站收到一个心跳后，开端计时，假如在超时时间内没有收到下一个心跳，则以为从站离线，并报告错误，依照用户配置的错误处置办法处置。
网络中的每个节点都能够配置心跳，主站能够监服从站，从站能够监听主站，从站还能够监服从站。这里有一个消费者、消费者的概念，总线上的设备定义自己是心跳的消费者，还是消费者。消费者产生心跳，消费者监听心跳，然后在捕捉到异常后�做出对应的处置。
个人以为心跳作用不大，假定某个设备断线，重连后复位节点，而此设备刚好是运用了原点功用的伺服呢？断电上电后，原点位置改动。所以在一些客户应用中，呈现此状况，小伙子，你矫捷的，赶快断电重启吧。
节点维护，其作用相似心跳，但能够读取从站设备的CANopen通讯状态（初始化，预操作，操作中，中止），属于DS301的范畴。
6. DS301和DS402的区别
DS301就是一个通讯协议栈，DS402是树立在DS301的上层协议，属于伺服类的控制协议，协议中规则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用都定义好了，开发厂家依照协议定义即可。
7. 对象字典
从软件的角度来说，对象字典实质就是一些数据结构的汇合。能够这么了解，把对象字典看做是一本书，CANopen设备的行为准绳是要参考这本书的，不论它做什么，只需它的行为要参考对象字典，就必需先查阅字典，再决议要不要做。比如它什么时分发送TPDO，这个行为是需求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的方式发送进来。
例如你的程序收到了一笔CAN报文，由于能够访问对象字典的对象是SDO，首先要判别它是SDO对象，那么你的程序就需求依照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），找到相应的对象后依照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，就是相似串口的一发一回方式，主站发送央求帧，从站回复应对帧。
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-PDO，RX-PDO。
上图，这就是PDO的配置过程，0x1402（接纳PDO通讯参数），PDO运用的cob-id，传输类型，Inhibit time，EventTimer。
0x1602（映射对象），上例中映射为Controlword，Target 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，同步方式由细致设备协议定义
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，收到远程帧央求后发送PDO
Async（数值253）：异步PDO，收到远程帧后发送PDO
最后两个Async（254，255），都是设备厂家定义的，也是大家最常用的，当事情发作时发送。各个厂家在这里基本都是运用数据变化时发送方式，FD，JD伺服两种办法是一样的，都是数据变化发送。要留意设置“遏止时间”，降低CANOPEN通讯带宽。
细致案例
主控制器写target position，mode of operation给伺服，此PDO的cob-id为0x200 node id。传输方式为255或者254，遏止时间为100，也就是10ms。
先写到这里吧，看看反响再写下篇文章（想写写codesys与CANopen）。此文得到了步科孙志武的修正，沟通了心跳报文和节点复位，再次表示感激。欢送智友留言交流，拍砖狠砸! 不错，谢谢。正在学习canopen，没得硬件现在，一头雾水 谢谢，学习一下
页:
[1]