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CANopen使用手册.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.14M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    CANopen 使用手册 ProNet 伺服驱动器 ESTUN 1
    日期 2009/4/25 2009/9/22 修订版本 1.00 1.00 修订记录 描述 初稿完成 增加第 8 章 1、 第 3,3,1 章“PDO 参数”，修正 PDO 默认 作者 移振华 移振华 2010/11/29 1.01 表格中的 COB-ID 和 default 值； 易健 2、增加第 9 章“通讯例程” 2
    —— 目 录 —— 1、概述................................................................................................................................................5 1.1 CAN 主要相关文档 ..................................................................................................................5 1.2 本手册使用的术语和缩语........................................................................................................5 1.3 CANOPEN 概述...........................................................................................................................6 2、接线和连接....................................................................................................................................7 3、CANOPEN 通讯...........................................................................................................................8 3.1 CAN 标识符分配表...................................................................................................................9 3.2 服务数据对象 SDO.................................................................................................................10 3.3 过程数据对象 PDO.................................................................................................................12 3.3.1 PDO 参数..........................................................................................................................14 3.4 SYNC 报文...............................................................................................................................20 3.5 EMERGENCY 报文 .....................................................................................................................21 3.6 HEARTBEAT 报文 ..................................................................................................................23 3.7 网络管理（NMT） .................................................................................................................24 4、单位换算单元（FACTOR GROUP）......................................................................................26 4.1 单位换算相关参数..................................................................................................................27 4.1.1 position factor ....................................................................................................................27 4.1.2 velocity factor.....................................................................................................................29 4.1.3 acceleration factor.............................................................................................................30 5、位置控制功能..............................................................................................................................31 5.1 位置控制相关参数..................................................................................................................33 6、设备控制......................................................................................................................................35 6.1 控制状态机..............................................................................................................................35 6.2 设备控制相关参数..................................................................................................................36 6.2.1 controlword ........................................................................................................................37 6.2.2 statusword ..........................................................................................................................38 6.2.3 shutdown_option_code.......................................................................................................39 6.2.4 disable_operation_option_code.........................................................................................40 6.2.5 quick_stop_option_code.....................................................................................................40 6.2.6 halt_option_code................................................................................................................41 6.2.7 fault_reaction_option_code ...............................................................................................41 7、控制模式......................................................................................................................................42 7.1 控制模式相关参数..................................................................................................................42 7.1.1 modes_of_operation...........................................................................................................42 7.1.2 modes_of_operation_display .............................................................................................43 7.2 回零模式（HOMING MODE）.............................................................................................44 7.2.1 回零模式的控制字...........................................................................................................44 7.2.2 回零模式的状态字...........................................................................................................44 7.2.3 回零模式相关参数...........................................................................................................45 7.2.4 回零方法...........................................................................................................................47 3
    7.3 速度控制模式（PROFILE VELOCITY MODE） ................................................................49 7.3.1 速度模式的控制字............................................................................................................49 7.3.2 速度模式的状态字...........................................................................................................49 7.3.3 速度控制模式相关参数...................................................................................................49 7.4 位置控制模式（PROFILE POSITION MODE）..................................................................53 7.4.1 位置模式的控制字...........................................................................................................53 7.4.2 位置模式的状态字...........................................................................................................53 7.4.3 位置控制相关参数...........................................................................................................54 7.4.4 功能描述...........................................................................................................................56 8、CAN 通讯相关参数....................................................................................................................58 9、CANOPEN 通讯例程.................................................................................................................59 9.1 SDO 操作； .............................................................................................................................59 9.2 PDO 配置 .................................................................................................................................59 9.3 位置控制例子（PROFILE POSITON MODE）...........................................................................60 9.4 位置插补控制（INTERPLATE POSITION MODE）....................................................................61 9.5 速度控制（PROFILE VELOCITY MODE） ................................................................................62 9.6 回零..........................................................................................................................................62 对象字典表........................................................................................................................................64 4
    1、概述 1.1 CAN 主要相关文档 Document Name CiA DS 301 V 4.01: CANopen Communication Profile for Industrial Systems - based on CAL CiA DSP 402 V 2.0: CANopen Device Profile Source CiA CiA 1.2 本手册使用的术语和缩语 CAN CiA COB EDS LMT NMT OD 参数 PDO RO RW SDO 控制器局域网 在自动化国际用户和制造商协会中的 CAN。 通讯对象，在 CAN 网络上的一个传输单元。数据在 COB 内部沿着整个网络传输。COB 本 身是 CAN 消息帧的一部分。 电子数据表，在配置 CAN 网络时需要使用的一个节点专用 ASCII- 格式文件。EDS 文件 包含关于节点及其字典对象（参数）的常规信息。 层管理， CAN 给定模型中的 CAN 应用层服务元素之一。它用来配置CAN 给定模型中每 层的参数。 网络管理， CAN 给定模型中的 CAN 应用层服务元素之一。它负责CAN 网络上的初始化、 配置和故障处理。 在本地存储某个设备所识别的所有通讯对象（COB）。 参数是驱动器的一个操作指令。可以使用驱动器操作面板或者通过CAN来读取和修改参数。 进程数据对象，一种COB。用来传输时间关键数据，比如控制命令、给定值和实际值 表示只读访问。 表示读/ 写访问。 服务数据对象，一种 COB。用来传输非时间关键数据，比如参数。 5
    1.3 CANopen 概述 CANopen 是一个基于 CAN （控制局域网）串行总线系统和 CAL（CAN 应用层） 的高层协议。CANopen 假定相连设备的硬件带有一个符合 ISO 11898 标准的 CAN 收发器和一个 CAN 控制器。 CANopen 通讯协议 CiA DS-301 包括周期和事件驱动型通讯，不仅能够将总线负 载减少到最低限度，而且还能确保极短的反应时间。它可以在较低的波特率下实现较高 的通讯性能，从而减少了电磁兼容性问题，并降低了电缆成本。 CANopen 设备协议定义了直接访问变频器参数机制以及时间关键进程数据通讯。 NCAN-02 满足 CiA （自动化中的 CAN）标准 DSP-402 （变频器和运动控制），只 支持 “制造商专用”操作模式。 CANopen 所用的物理介质是符合 ISO 11898 标准，采用分驱动机制和公共反馈 的双线总线。总线的最大长度取决于通讯速度，具体规定如下： 通讯波特率 1M bit/s 500k bit/s 250k bit/s 125k bit/s 100k bit/s 50k bit/s 最大总线长度 25 m 100 m 250 m 500 m 600 m 1000 m 从理论上来说，最多可以有 127 个节点。不过，在实际应用中，最大节点数量取 决于所用 CAN 收发器的性能。 更多信息可参见自动化国际用户和制造商协会的 CAN 文献（www.can-cia.de）。 6
    2、接线和连接 ● 通讯用连接器(CN3)的端子排列 端子记号 1 2 3 4 5 6 7 8 ● 通讯用连接器(CN4)的端子排列 端子记号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 5V 5V 485+ DGND DGND 485- CANH CANL 名称 — — 485+ DGND DGND 485- CANH CANL 功能 5VDC电源 RS-485通讯用端子 地 RS-485通讯用端子 CAN通讯用端子 CAN通讯用端子 功能 保留 保留 RS-485通讯用端子 地 RS-485通讯用端子 CAN通讯用端子 CAN通讯用端子 驱动器 CN3 总是作为通讯电缆输入端子，CN4 总是作为通讯电缆输出端子（如果还需连接从站，电 缆从该端子连接到下一从站设备；如果不需连接其他从站，可以在该端子加终端电阻）。多台 PRONET 驱 动器连接时，严禁直连任意 2 台驱动的 CN3。 举例，网络由一 PLC 和 A、B、C 三台 PRONET 驱动器组成，电缆接线如下： PLC → 驱动器 A 的 CN3，A 的 CN4 → 驱动器 B 的 CN3，B 的 CN4 → 驱动器 C 的 CN3， C 的 CN4 → 120 欧终端电阻。 CAN 总线线路必须用在 CAN_L 和 CAN_H 线之间每端连接的 120 欧姆（1%，1/4W）电阻来终接， 如下所示。 总线电缆请选用有两对双绞线的带屏蔽层电缆：一对双绞线分别接 CAN-L 和 CAN-H，另外一对双绞 线直接接 DGND。 7
    3、CANopen 通讯 CAL 提供了所有的网络管理服务和报文传送协议，但并没有定义对象的内容或者正在通讯的对象的类 型（它只定义了 how，没有定义 what），而这正是 CANopen 切入点。 CANopen 是在 CAL 基础上开发的，使用了 CAL 通讯和服务协议子集，提供了分布式控制系统的一 种实现方案。CANopen 在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩展：或简单或复杂。 CANopen 的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary），在其它现场总线（Profibus， Interbus-S）系统中也使用这种设备描述形式。CANopen 通讯通过对象字典（OD）能够访问驱动器的所 有参数。注意：对象字典不是 CAL 的一部分，而是在 CANopen 中实现的。 CANopen 通讯模型定义了如下几种报文（通讯对象）： 说 明 用于非时间关键数据，比如参数。 用于传输时间关键进程数据（给定值、控制字、状态信息等）。 缩 写 详 称 Service Data Object SDO Process Data Object PDO Synchronization Message 用于同步 CAN 节点。 SYNC Emergency Message EMCY Network Management NMT Heartbeat Error Control Protocol 用于传输驱动器的报警事件。 用于 CANopen 网络管理。 用于监测所有节点的生命状态。 CAN 通过数据帧在主机（控制器）和总线节点之间传输数据。下图说明了数据帧的结构。 帧头 COB-ID RTR 控制域 数据域 校验域 应答域 帧尾 仲裁域 （通讯对象标识符） （远程请求） 1 位 6 位 11 或 29 位 1 位 本驱动器暂不支持远程帧。其中 COB-ID（通讯对象标识符）分配： 0~8 字节 16 位 2 位 7 位 NODE ID（节点地址） 5 1 4 3 2 功能码 9 8 10 7 6 0 8
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