一、CAN與CANopen協(xié)議

CAN是Controller Area Network的縮寫，即“局域網(wǎng)控制器”是德國BOSCH公司于1983年為汽車應用而開發(fā)的，一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網(wǎng)絡，屬于現(xiàn)場總線的范疇。通常稱為CAN BUS，即CAN總線。

從IOS模型上來看，CAN總線僅僅定義了第一層（物理層），第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），沒有規(guī)定應用層，本身并不完整，需要一個高層的協(xié)議來規(guī)定CAN報文中11/29位標識符以及8字節(jié)數(shù)據(jù)的使用，CANopen就是以CAN 為基礎的上層協(xié)議。如圖1-1所示

圖1-1

二、CAN報文

CAN總線中報文是通過數(shù)據(jù)幀的形式進行傳輸，CAN報文分為兩個標準即CAN2.0A標準幀CAN2.0B擴展幀，兩個標準最大的區(qū)別在CAN2.0A只有11位標識符，CAN2.0B具有29 位標識符，一般使用CAN2.0A標準幀格式；從CAN報文幀中取出11位標識符和數(shù)據(jù)域組成Canopen報文結(jié)構。如圖1-2所示

如圖1-2

其中COB-ID：(Communication Object Identifier）即 CANopen中對某種通訊對象的報文幀ID，即CAN報文的11位ID，代表了一種通訊含義,其包含一個4位的功能碼部分和一個7位的節(jié)點 ID(Node-ID)部分，具體格式如下表1-1所示：

表1-1

在CAN總線的實際應用過程中CANopen報文是用來分析CAN總線數(shù)據(jù)的重要手段，一般會借助CAN分析儀工具來抓取報文：

CAN分析儀下CANopen報文如下表1-2所示：

表1-2

三、CANopen通信

CANopen設備間通訊相對來說是一個比較抽象的概念，依據(jù)其原理可以簡化為以下模型1-1：

模型1-1

核心部分

對象字典——通訊部分和應用部分溝通的橋梁 。

關鍵部分

通訊部分——通信規(guī)則(SDO、PDO、NMT等)與CAN控制器交互樞紐 。

重點部分

應用部分——決定了設備具體作用，如CIA402。

重點概念理解

1、PDO（Process data object)）過程數(shù)據(jù)對象

PDO 用來傳輸 8 字節(jié)或更少數(shù)據(jù)，主要用來配置從站控制字、控制量參數(shù)以及實時性要求較高的數(shù)據(jù)。

2、SDO（Service data object）服務數(shù)據(jù)對象

SDO 用來在設備之間傳輸?shù)蛢?yōu)先級數(shù)據(jù)。如配置運動參數(shù)、通信等變化不是非?？斓臄?shù)據(jù)對象。

3、對象字典以及EDS文件

對象字典（OD）：對象字典就是從站所擁有的參數(shù)集，用來描述CANopen設備的全部功能參數(shù)。

EDS文件：（Electronic Data Sheet） 電子數(shù)據(jù)表格，是對一臺從站屬性、對象字典描述的文件，主要給主站提供從站的相關信息，保障信息交互正確。

四、CAN總線驅(qū)動器的應用

對于CAN總線驅(qū)動器的應用，需要從驅(qū)動器和主站兩個方面進行配置。下面分別從驅(qū)動器、主站兩個方面進行CAN總線應用介紹。

一、驅(qū)動器部分

1、物理組網(wǎng)

雷賽PMC316E控制器與雷賽L6-CAN、DM556-CAN驅(qū)動器組網(wǎng)如圖1-3所示：

圖1-3

CAN總線物理接口為RJ45端口，控制器驅(qū)動器之間連接采用普通雙絞網(wǎng)線（實際使用建議使用帶屏蔽的雙絞網(wǎng)線）。需要注意的是必須在總線的兩端各自連接120Ω的終端電阻，以避免出現(xiàn)信號反射，從而增強CAN總線通訊的可靠性。

2、驅(qū)動器節(jié)點號設置

在CAN總線上每一個從站設備都是一個節(jié)點，CAN總線最大支持127個節(jié)點，為保證總線上從站設備能被正確識別，需要設置正確配置節(jié)點號，其范圍是1~127。

雷賽CAN步進驅(qū)動器節(jié)點ID采用側(cè)面撥碼的形式，L6_CAN交流伺服驅(qū)動器的節(jié)點ID通過參數(shù)0.23來設置。

3、驅(qū)動器波特率設置

CAN總線通信的波特率為20kbps~1Mbps，可根據(jù)應用需要來設置不同的波特率；在使用時需要注意波特率與通訊距離的關系?？偩€通信速率越高，通信距離越短。

波特率與通訊距離的關系表如下表1-3所示：

表1-3

雷賽CAN步進驅(qū)動器波特率通過側(cè)面撥碼的選擇，L6_CAN交流伺服驅(qū)動器的波特率則使用參數(shù)0.24設置。

二、主站控制器的操作步驟

1、添加CAN主站

2、添加CAN從站

主站通過導入從站EDS文件，來識別從站設備

3、主站波特率的設置

主站波特率需跟從站波特率一致

4、從站節(jié)點配置

從站節(jié)點需跟驅(qū)動器設置的節(jié)點一致

5、主站相關通信參數(shù)的配置

根據(jù)運動模式，進行通信參數(shù)PDO和SDO的配置

6、運動程序的編寫

根據(jù)實際運動情況，調(diào)用運動模塊，編寫應用程序

關于雷賽

雷賽運動控制系列產(chǎn)品主要包括數(shù)字式步進驅(qū)動器、步進電機、簡易伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、數(shù)字式直流伺服系統(tǒng)、一體式電機、多軸PCI運動控制卡、獨立式運動控制器、專用數(shù)控系統(tǒng)等，產(chǎn)品在電子、機器人、機床、激光、醫(yī)療、紡織、包裝、廣告等上百個行業(yè)的自動化設備中獲得長期廣泛使用。雷賽自成立以來，已幫助各行業(yè)上萬家設備制造商成功實施運動控制解決方案。據(jù)權威機構統(tǒng)計，雷賽已名列國內(nèi)產(chǎn)銷規(guī)模第一的步進驅(qū)動與中小功率伺服產(chǎn)品供應商。系列產(chǎn)品遠銷美國、德國、英國、印度、新加坡、香港、臺灣等六十多個國家和地區(qū)，由于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，口碑極佳，雷賽Leadshine已成為運動控制行業(yè)國際知名品牌。