Применение CAN bp

Масштабируемая программно-аппаратная платформа CAN bp на базе CANopen предназначенная для поддержки приложений в области управления технологическим процессом. Платформа одинаково хорошо подходит для модулей распределенного управления, цифровых датчиков а так-же в качестве модуля связи для производительных процессоров с модулями ввода-вывода и исполнительными механизмами.

Платформа в себя включает:

• 32-битный микроконтроллере ARM® Cortex®-M4 MCU 96 MHz

• интегрированную среду выполнения

• стек протоколов CANopen соответствующие стандарту CiA 301

• протоколы SDO и PDO

• протокол SYNC, Heartbeat и Emergency

• протокол контроля ошибок

• поддержка сетевого управления (NMT Master) согласно CiA 302

• профиль устройства для универсальных модулей ввода-вывода согласно CiA 401

• средства параметризации и разработки пользовательской логики в соответствии с МЭК-61131

С основными характеристиками:

• поддерживает все скорости передачи данных CANopen до 1 Мбит/с.

• протокол CANopen и объектный словарь реализованы во флэш-памяти

• до четырех объектов данных процесса передачи (TPDO)

• до четырех объектов приема данных процесса (RPDO)

• до шестнадцати объектов связи данных процесса (RPDO)

• типы передачи, настраиваемые с помощью доступа SDO к словарю объектов

• быстрое время отклика до 15 мкс благодаря оптимизированной для архитектуры реализации CANopen.

• внутренний преобразователь АЦП, разрешение 12-bit.

• USB Type C для параметризации и диагностики шины CAN

• UART для связи с хост-контроллером в режиме сопроцессора

• Кнопка для сброса параметров и изменения режима работы

• SPI с поддержкой внешних цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.

• I2C для подключения цифровых датчиков

Платформа CAN bp на базе CANopen применяется в двух вариантах:

• В автономном виде

• В качестве сопроцессора

Автономное применение

В этом варианте устройство построено на базе платформы CAN bp где реализован стэк протокола CANopen с верхне уровневыми профилями CiA для управления сетью и словарем объектов, дополнительно добавляются схемы физического уровня в зависимости от назначения устройства.

На приведенной выше блок-схеме показаны компоненты автономного применения платформы CAN bp. Система включает все необходимые программные функции CANopen. Так же в каждом устройстве реализован блок PLC МЭК-61131 для логических диаграмм. USB для обновления приложения и отладки работы.

Существует широкая линейка устройств с применением платформы CAN bp в автономном виде. Так же возможно быстро создавать дополнительные устройства на базе SoM модуля.

Примеры устройств ioot pro основанных на платформе CAN bp в автономном виде:

• Электронные модули (цифровые, аналоговые)

• Силовые модули (релейные, с измерением параметров)

• Измерительные

• Малогабаритные

• Кнопочные панели

В качестве сопроцессора

В некоторых устройствах платформа CAN bp является сопроцессором другого процессора или микроконтроллера «хост-контроллера». Хост-контроллер служит для выполнения специфичных пользовательских задач, например:

• WEB интерфейс

• Ethernet

• Управление дисплеем

• Различные протоколы интеграции

• Работа с G-кодом для устройств с числовым программным управлением (ЧПУ)

• Работа с дисплеем или камерой

Все задачи хост-контроллера не требуют жесткого реального времени, хост-контроллер обменивается данными с платформой CAN bp которая в свою очередь поддерживает связь с другими узлами в режиме жесткого реального времени по шине CAN. Конфигурация устройств осуществляется с помощью пакета программного обеспечения и специальных утилит настройки таким же образом как и при автономном применении платформы CAN bp.

Хост-контроллер может получить доступ к словарю объектов CANopen используя простой командный язык. Причем не обязательно к сопроцессору, а к любому узлу на шине CAN через модуль сопроцессора основанного на платформе CAN bp. Хост-контроллер общается с одним из сопроцессоров шины и далее ему доступны все устройства сети CAN. Это происходит благодаря протоколу связи Хост-контроллер и модулем CAN bp соединенного с CAN шиной.

Таким образом, между сопроцессорами происходит обмен данными которые включают в себя:

• События в шине CAN, о которых сопроцессор сообщает хосту

• Данные SDO (с возможностью чтения и записи словаря любого узла шины)

• Данные для контроля изменений в сети (найдены/потеряны узлы)

• Данные для сетевого управления (сброс, изменение статуса работы всех узлов сети).

Хост-контроллер может иметь следующие обязанности:

• обнаружение подключения и отсоединения устройств;

• манипулирование потоком управления между устройствами и хостом;

• сбор статистики;

• ввод параметров;

• сбор параметров;

• управление сетью;

• управление устройствами;

• нумерации и конфигурации устройств;

• изохронных передач данных;

• асинхронных передач данных;

• управления энергопотреблением;

• информации об управлении устройствами и шиной.

• Чтение данных из записи локального словаря объектов.

• Запись данных в локальный словарь объектов (генерирует PDO, зависит от конфигурации)

• Расширенные команды от хоста к CANopen (только для Manager или CiA 447)

• Чтение данных из записи словаря объектов любого узла (клиентом SDO)

• Запись данных в запись словаря объектов любого узла (клиентом SDO)

• События в шине CAN, о которых модуль сообщает хосту

• Данные SDO (данные записаны в локальный словарь)

• Используется для контроля изменений в сети (найдены/потеряны узлы)

• Используется для индикации запросов мастера сетевого управления (сброс, изменение статуса работы).

Хост-контроллер зачастую используется для связи данных CANopen устройств с сетью Ethernet. А так же для обработки G-кода в системах управления движением.

Примеры устройств ioot pro основанных на платформе CAN bp в качестве сопроцессора :

• Интерфейсные модули (конвертер CAN, сервер модуль, контроллер движения)

• Релейные блоки управления (РБУ)

• Панели управления с дисплеем