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CANopen是一種架構(gòu)在控制局域網(wǎng)路（CAN）上的高層通訊協(xié)定，包括通訊子協(xié)定及設(shè)備子協(xié)定常在嵌入式系統(tǒng)中使用，也是工業(yè)控制常用到的一種現(xiàn)場(chǎng)總線。CANopen實(shí)現(xiàn)了OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層以上（包括網(wǎng)絡(luò)層）的協(xié)定。CANopen標(biāo)準(zhǔn)包括尋址方案、數(shù)個(gè)小的通訊子協(xié)定及由設(shè)備子協(xié)定所定義的應(yīng)用層。CANopen支援網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備監(jiān)控及節(jié)點(diǎn)間的通訊，其中包括一個(gè)簡(jiǎn)易的傳輸層，可處理資料的分段傳送及其組合。一般而言數(shù)據(jù)鏈結(jié)層及物理層會(huì)用CAN來(lái)實(shí)作。除了CANopen外，也有其他的通訊協(xié)定（如EtherCAT）實(shí)作CANopen的設(shè)備子協(xié)定。
CANopen由非營(yíng)利組織CiA進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的起草及審核工作，基本的CANopen設(shè)備及通訊子協(xié)定定義在CiA301中。針對(duì)個(gè)別設(shè)備的子協(xié)定以CiA301為基礎(chǔ)再進(jìn)行擴(kuò)充。如針對(duì)I/O模組的CiA401及針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的CiA402。
針對(duì)伺服電機(jī)遠(yuǎn)程控制接線復(fù)雜、控制單一、可靠性不高等問(wèn)題，提出利用CANopen通信協(xié)議、驅(qū)動(dòng)子協(xié)議實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)控制的新方法。分析CANopen協(xié)議的對(duì)象字典和報(bào)文格式，詳細(xì)介紹了CANopen伺服控制狀態(tài)機(jī)各步驟的轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議下PP、PV、HM3鐘伺服控制模式的報(bào)文設(shè)置。利用CAN卡和伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備以及伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備以及PC機(jī)構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在上位機(jī)界面通過(guò)報(bào)文設(shè)置成功實(shí)現(xiàn)了基于CANopen協(xié)議的伺服電機(jī)的PP、PV、HM的三種模式的控制。實(shí)臉結(jié)果表明利用協(xié)議的報(bào)文設(shè)置控制電機(jī)簡(jiǎn)單易操作，通訊數(shù)據(jù)快速、可靠，用戶通過(guò)上位機(jī)可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的監(jiān)控。
系統(tǒng)架構(gòu)搭建
整個(gè)控制系統(tǒng)由PC機(jī)、CANopen上位機(jī)、USBCAN適配器、伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備構(gòu)成。CANopen通訊部分由DS301協(xié)議實(shí)現(xiàn)，伺服控制部分由DSP402協(xié)議實(shí)現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備作為的從節(jié)點(diǎn)，具有CANopen通訊功能，負(fù)責(zé)電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速、位置等控制對(duì)象，它通過(guò)通信接口與總線相連，將信息傳送給計(jì)算機(jī)的上位機(jī)界面；上位機(jī)界面則根據(jù)從站的反饋信息通過(guò)USBCAN適配器對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制。如圖1所示為開(kāi)放式通訊協(xié)議的伺服控制系統(tǒng)總體架構(gòu)圖。
