IS500110非标(ST平台)伺服CANLINKCANOPEN协议介绍及使用

IS500110#非标（ST平台）伺服CANLINK/CANOPEN协议介绍及使用1CAN简介......................................................................................................................................................22CANLINK简介............................................................................................................................................23CANOPEN协议概述...................................................................................................................................34汇川伺服驱动器CANOPEN通信模块操作说明.......................................................................................45CANOPEN报文格式及使用说明...............................................................................................................66与CANOPEN有关的功能码....................................................................................................................107接口人.........................................................................................................................................................201CAN简介IS500110#非标采用隔离CAN，同时支持CANLINK/CANOPEN两种协议，DSP平台为ST平台。CAN总线接线为CN3和CN4的6/7脚，管脚定义如下：2CANLINK简介CANLINK协议具体内容及CANPLC指令请参考“CANLINK通信手册（2.00）.doc”CANLINK配置相关伺服功能码：功能码名称设定范围最小单位出厂设定生效时间类别相关模式H0002非标版本号------H0C00伺服轴地址1~24711立即生效运行中设定PSTH0C08CAN通讯波特率设定0-1Mb/s1-800Kb/s2-600Kb/s3-500Kb/s4-250Kb/s5-125Kb/s6-100Kb/s7-50Kb/s8-20Kb/s13重新上电生效运行中设定PSTH0C15CAN通讯协议选择0-CANOPEN协议1-CANLINK协议10重新上电生效停机设定PST序号定义描述6CANHCAN总线正7CANLCAN总线负3CANOPEN协议概述CANOPEN是一个基于CAN串行总线的网络传输系统的应用层协议，CAN总线遵循ISO/OSI标准模型，定义了OSI模型中的数据链路层和部分物理层。可采用多主方式，网络上任意节点均可主动向其他节点发送信息。网络节点可按系统实时性要求分成不同的优先级，一旦发生总线冲突，可减少总线仲裁的时间。CAN网络废除了传统的部地址编码，代之以对通信数据块进行编码。这不仅使网络内节点的个数在理论上不受限制，还可使不同的节点同时接收相同的数据，并具有传输字节短、速度快、容错性好、数据传输可靠等特性，使其非常适用于工业控制和分布式实时控制。CANOPEN的设备模型如下图所示：图1CANOPEN设备模型示意图1、对象字典对象字典是设备规范中最重要的部分。它是一组参数和变量的有序集合，包含了设备描述及设备网络状态的所有参数。通过网络可以采用有序的预定义的方式来访问的一组对象。CANOPEN协议采用了带有16位索引和8位子索引的对象字典，对象字典的结构如图2所示。一个主节点或配置工具能够访问从节点对象字典中的所有值。图2对象字典结构图2、常用的通信对象（1）网络管理对象（NMT）网络管理对象包括Boot-up消息，Heartbeat协议及NMT消息，基于主从通信模式，NMT用于管理和监控网络中的各个节点，主要实现三种功能：节点状态控制、错误控制和节点启动。（2）服务数据对象（SDO）通过使用索引和子索引，SDO使客户机能够访问设备对象字典中的项。SDO通过CAL中多元域的CMS对象来实现，允许传送任何长度的数据（当数据超过4个字节时分拆成几个报文）。协议是确认服务类型，为每个消息生成一个应答。SDO请求和应答报文总是包含8个字节。（3）过程数据对象（PDO）用来传输实时数据，数据从一个创建者传到一个或多个接收者。数据传送限制在1到8个字节。每个CANOPEN设备包含8个缺省的PDO通道，4个发送PDO通道和4个接收PDO通道。PDO包含同步和异步两种传输方式，由该PDO对应的通信参数决定。PDO消息的内容是预定义的，由该PDO对应的映射参数决定。（4）同步（SYNC）对象同步对象（SYNC）是由CANOPEN主站周期性地广播到CAN总线的报文，用来实现基本的网络时钟信号，每个设备可以根据自己的配置，决定是否使用该事件来跟其它网络设备进行同步通信。（5）节点保护（NodeGuard）通过节点保护服务，MNT主节点可以检查每个节点的当前状态，可作为判断节点是否与网络其他节点断开的标志。（6）心跳报文（Heartbeat）通过心跳服务，节点周期性地向MNT主节点发送报文，告知其目前所处的状态。注意节点保护服务与心跳服务不能同时存在。4汇川伺服驱动器CANOPEN通信模块操作说明目前汇川伺服驱动器新增了CANOPEN通信接口功能，可与任何支持CANOPEN主站模块的PLC进行互连，能够满足多种行业应用的要求。PLC使用通信的方式修改驱动器的功能码参数，实现对驱动器的控制。1、非标软件版本号目前CANOPEN通信功能是以非标的形式提供的，非标版本号为110.xx（xx表示子版本号）。可通过功能码H00.02查看。功能码名称设定范围最小单位出厂设定生效时间类别相关模式H0002非标版本号------2、NodeId设定NodeId为驱动器在CANOPEN网络的地址，可通过功能码H0c.00设定，范围为1~247。功能码名称设定范围最小单位出厂设定生效时间类别相关模式H0C00伺服轴地址1~24711立即生效运行中设定PST3、通信波特率设定提供了一系列的通信波特率供用户选择，从高到低依次为：1Mb/s、800Kb/s、600Kb/s、500Kb/s、250Kb/s、125Kb/s、100Kb/s、50Kb/s、20Kb/s。功能码H0c.08设定当前使用的波特率，范围为0~8，其中0对应1Mb/s，8对应20kb/s。功能码名称设定范围最小单位出厂设定生效时间类别相关模式H0C08CAN通讯波特率设定0-1Mb/s1-800Kb/s2-600Kb/s3-500Kb/s4-250Kb/s5-125Kb/s6-100Kb/s7-50Kb/s8-20Kb/s13重新上电生效运行中设定PST4、汇川驱动器功能码与CANOPEN对象字典的映射关系所有的功能码组被映射到对象字典的0x2000至0x20ff之间区域，因此可通过对象字典接口访问驱动器的功能码。比如说上位机想设定驱动器的控制模式为位置模式，则需要修改H0200控制参数为1，它可以通过访问索引号为0x2002，字索引为0的对象字典接口来实现。从上面的例子可以发现，对象字典与驱动器功能码的对应关系如下：索引号0x20xx：十六进制表示，xx代表功能码组编号子索引xx：十进制表示，xx代表该功能码在组内的偏移量示例：CANOPEN对象字典入口索引号0x200C，子索引号0x00对应的驱动器功能码为H0C.00，因此可以很方便地实现功能码的访问。5、汇川驱动器对DSP402标准协议对象的支持汇川驱动器支持DSP402标准协议定义的控制字和状态字对象。控制字对象可用来对驱动器的状态进行控制，而状态字对象则反映了当前驱动器的状态。控制字命令按照下表的指令格式对驱动器进行控制：CommandBitsofthecontrolword3210EnableOperationQuickStopEnableVoltageSwitchOnServoOnx111ServoOffx110备注：x表示该位被忽略状态字格式如表所示：Value(binary)Driverstatusxxxxxxxxx00x0000NotReadytoSwitchOnxxxxxxxxx01x0001ReadytoSwitchOnxxxxxxxxx01x0011SwitchOnxxxxxxxxx01x0111OperationalEnablexxxxxxxxx01x1000Fault应用举例：1）使能伺服（轴地址为1）主机发送：6012b40600007000000驱动器回复：58160406000000000002）读伺服状态（轴地址为1）主机发送：6014041600000000000驱动器回复：5814b416000230000005CANOPEN报文格式及使用说明1、NMT报文格式：COB-IDRTRData0Data10x0000命令字节点ID说明：（1）Data0为命令字，占一个字节，具体格式如下：01——将节点置为可操作状态；02——将节点置为停止状态；80——将节点置为预操作状态；81——将节点置为应用重置状态；82——将节点置为通讯重置状态；（2）RTR为远程帧标识，置为0表示该报文为数据帧，置为1则表示该报文为远程帧。（3）Data1为CANOPEN网络设备地址，占一个字节，范围0~247，当其为0时为广播消息，对网络中的所有从节点均有影响。例子：000h01h06h——将节点6置为可操作状态；000h80h00h——将所有节点置为预操作状态；2、SDO报文（1）上位机写驱动器功能码格式：COB-IDRTRData0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data70x600+Node-Id0命令字索引号子索引号d1d2d3d4说明：Node-Id：设备地址Data0：命令字，格式如下：2f——写入数据长度为1个字节2b——写入数据长度为2个字节27——写入数据长度为3个字节23——写入数据长度为4个字节Data1：索引号低8位Data2：索引号高8位Data3：子索引号Data4~Data7：待写入数据（对于16位或32位数据，注意低位在前，高位在后）写命令成功回复：COB-IDRTRData0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data70x580+Node-Id060索引号子索引号0000写命令失败回复：COB-IDRTRData0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data70x580+Node-Id080索引号子索引号SDO操作失败错误码（2）上位机读驱动器功能码格式：COB-IDRTRData0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data70x600+Node-Id040索引号子索引号0000说明：Data0：命令字，40表示读操作，其余参数意义同写功能码读功能码操作成功返回：COB-IDRTRData0Data1Data2Data3Data4Data5D