CANopen в CAN bp

Протокол CANopen используется для обмена данными между устройствами в промышленных сетях. Он позволяет передавать информацию о состоянии устройств, командах управления и параметрах процессов. Протокол CANopen обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность связи между устройствами.

Стандарты

• CiA 301 v4.2 Прикладной уровень CANopen и профиль связи.

• CiA 302 v1.0 Платформа для программируемых устройств CANopen.

• CiA 303 3 v1.4 Представление работы светодиодов.

• CiA 401 v3.0 Профиль для универсальных модулей ввода-вывода.

• CiA 402 v2.0 Профиль для управления движением.

• CiA 404 v1.2 Профиль для измерительных приборов.

• CiA 405 v2.0 Профиль для программируемых устройств IEC 61131-3.

Периферия устройств

Профилем платформы CAN bp установленны следующие ограничения периферии устройств, данная таблица относится к одному CAN узлу (некоторые устройства могут содержать два CAN узла в одном корпусе) Каждому узлу присваивается адрес CAN ID.

Один узел может содержать сразу несколько видов входных сигналов например Аналоговые входы и Дискретные выходы.

Свойство	Значение	Примечание
Дискретные входы (CiA 401)	16 (64)	2x8 бит. (8x8 бит.)
Дискретные выходы (CiA 401)	16 (64)	2x8 бит. (8x8 бит.)
Аналоговые входы (CiA 401)	8 (12)	4x16 бит. x 2 (3)
Аналоговые выходы (CiA 401)	4 (12)	4x16 бит. x 1 (3)
Состояние Дискретные выходов	16	2x8 бит.
Цифровые значения пользовательской логики для передачи через PDO	32	4x8 бит.
Аналоговые значения пользовательской логики для передачи через PDO	4	4x16 бит.
Цифровые значения пользовательской логики для управления через PDO	32	4x8 бит.
Аналоговые значения пользовательской логики для управления через PDO	8	4x16 бит. x 2
Частота внутреннего таймера		10 Гц (период 1 мС)
Индикация состояния (CiA 303 ч.3)		Зеленый и красный

В скобках указаны ограничение профилем CiA 301, платформа CAN bp использует некоторые данные как указано ниже, однако может быть перенастроена и на максимальные характеристики профиля.

Передача данных

Для передачи данных процесса PDO установленны:

Свойство	Значение	Примечание
TPDO1 (отправка данных в CAN сеть)	64	Всего 8x8 бит.
	1-16	Значение цифровых входов.
	17-32	Значение цифровых выходов.
	33-64	Цифровые значения пользовательской логики для передачи другим узлам
TPDO2 (отправка данных в CAN сеть)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Значение аналоговых входов 1-4
TPDO3 (отправка данных в CAN сеть)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Значение аналоговых входов 5-8
TPDO4 (отправка данных в CAN сеть)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Значение аналоговых выходов 1-4

Прием данных

Прием данных в процессе (через PDO) можно разделить на два вида:

• прием данных помеченных адресом узла который их принимает

• прием данных помеченных адресом узла который их отправляет

Эти два способа отличаются, в первом случае не требуется настраивать узел (модуль) так как все узлы CAN уже настроены на такой прием. Однако при проектировании системы нужно учитывать, только одно устройство может таким образом управлять другим устройством (условно назовем его мастер). В сети может быть несколько мастеров, но следует гарантировать по данному способу в одну единицу времени к одному устройству будет обращаться только один мастер (иначе возможны коллизии).

Второй способ гарантирует арбитраж при одновременной отправки сообщений и не требует избегать одновременную отправку данных но в отличии от первого варианта он требует настройки модуля на конкретные посылки и колличество таких настроек на одно устройство ограниченно словарем.

Далее будут показаны ограничения плюсы и минусы разного способа управления.

Прием посылки с адресом принимающего узла

Для приема данных процесса PDO от мастера. Этот способ управления в основном используется центральным устройством (модуль с сопроцессором) в варианте центрального управления. Но не обязательно, такое управление можно реализовывать и в распределенных системах управления РСУ где каждый узел может управлять другим узлом по необходимости, в таком случае необходимо исключить одновременные обращения более одного устройства с одинаковой посылкой для исключения коллизий.

Свойство	Значение	Примечание
RPDO1 (чтение данных из CAN сети)	16	Всего 2x8 бит.
	1-16	Управление цифровыми выходами.
RPDO2 (чтение данных из CAN сети)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Управление аналоговыми выходами 1-4
RPDO3 (чтение данных из CAN сети)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Аналоговые значения для пользовательской логики 1-4
RPDO4 (чтение данных из CAN сети)	4	Всего 4x16 бит.
	1-4	Аналоговые значения для пользовательской логики 5-8

Плюсы

• не требуется настройка, все узлы уже настроены на такой прием команд

• возможно управлять любым узлом сети

Минусы

• нужно исключить одновременные обращения более одного устройства с одинаковой посылкой

• возможны коллизии при синхронной отправке одной и той же посылки несколькими устройствами

Прием посылки с адресом отправляющего узла

Для приема данных процесса PDO от других узлов. Этот способ хорошо подходит для распределенных систем управления, возможно принимать одновременно посылки от нескольких узлов и далее в логике модуля определять их приоритет (например для систем резервирования), возможно по логике одного узла управлять другим и так далее.

Свойство	Значение	Примечание
RPDO5-RPDO16 (чтение данных из CAN сети) Доступные для настройки.	12	Всего 12x8 байт. Каждый RPDO может быть настроен на прием данных от TPDO любого узла в сети CAN

Плюсы

• не возможны коллизии, не требуется учитывать уникальность посылки

• возможно управление от любого узла сети

Минусы

• ограниченное колличество RPDO для настройки приема

Отправка посылки управления

Для управления (режим мастера) PDO другими узлами. Каждый узел в сети может управлять выходными каналами любого другого узла в сети. Для управления используются специальные TPDO, по умолчанию их 12 этого достаточно для большинства приложений. Если необходимо увеличить колличество TPDO для вашей задачи обратитесь в службу поддержки или воспользуйтесь специальным инструментом для разработки словаря объектов. Учитывайте что только одно устройство может в одно время отправлять посылку управления на одно устройство.

Свойство	Значение	Примечание
TPDO5-TPDO16 (запись данных в CAN сеть) Доступные для настройки.	12	Всего 12x8 байт. Каждый TPDO может быть настроен на отправку данных в RPDO любого узла в сети CAN