IS500_110#非标(ST平台)伺服CANLINK_CANOPEN协议介绍及使用

IS500 110 非标 ST 平台 伺服 CANLINK CANOPEN 协议 介绍及使用 1CAN 简介 1 2CANLINK 简介 1 3CANOPEN 协议概述 2 4汇川伺服驱动器 CANOPEN 通信模块操作说明 4 5CANOPEN 报文格式及使用说明 5 6与 CANOPEN 有关的功能码 9 7接口人 19 1CAN 简介简介 IS500 110 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 简介简介 CANLINK 协议具体内容及 CAN PLC 指令请参考 CANLINK 通信手册 2 00 doc CANLINK 配置相关伺服功能码 功能码功能码名称名称设定范围设定范围 最小单最小单 位位 出厂设出厂设 定定 生效时间生效时间类别类别 相相 关关 模模 式式 H0002 非标版本号 H0C00 伺服轴地址1 247 1 1立即生效 运行中设 定 PST H0C08 CAN 通讯波特率 设定 0 1Mb s 1 800Kb s 2 600Kb s 3 500Kb s 4 250Kb s 5 125Kb s 6 100Kb s 7 50Kb s 8 20Kb s 1 3 重新上电生 效 运行中设 定 PST H0C15 CAN 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 1 CANOPEN 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 Node Guard 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 Heart beat 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汇川伺服驱动器汇川伺服驱动器 CANOPEN 通信模块操作说明通信模块操作说明 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 功能码功能码名称名称设定范围设定范围最小单位最小单位出厂设定出厂设定生效时间生效时间类别类别 相关相关 模式模式 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 功能码功能码名称名称设定范围设定范围最小单位最小单位出厂设定出厂设定生效时间生效时间类别类别 相关相关 模式模式 H0C00 伺服轴地址1 247 1 1立即生效运行中设定 PST 3 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 功能码功能码名称名称设定范围设定范围 最小单最小单 位位 出厂设出厂设 定定 生效时间生效时间类别类别 相相 关关 模模 式式 H0C08 CAN 通讯波特率设 定 0 1Mb s 1 800Kb s 2 600Kb s 3 500Kb s 4 250Kb s 5 125Kb s 6 100Kb s 7 50Kb s 8 20Kb s 1 3 重新上电生 效 运行中设 定 PST 4 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 0 x2000 至 0 x20ff 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 0 x2002 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 0 x20 xx 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 0 x200C 子索引号 0 x00 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 CommandBits of the control word 3210 Enable Operation Quick Stop Enable Voltage Switch On Servo Onx111 Servo Offx110 备注 x 表示该位被忽略 状态字格式如表所示 Value binary Driver status xxxxxxxxx00 x0000Not Ready to Switch On xxxxxxxxx01x0001Ready to Switch On xxxxxxxxx01x0011Switch On xxxxxxxxx01x0111Operational Enable xxxxxxxxx01x1000Fault 应用举例 1 使能伺服 轴地址为 1 主机发送 601 2b 40 60 00 07 00 00 00 驱动器回复 581 60 40 60 00 00 00 00 00 2 读伺服状态 轴地址为 1 主机发送 601 40 41 60 00 00 00 00 00 驱动器回复 581 4b 41 60 00 23 00 00 00 5CANOPEN 报文格式及使用说明报文格式及使用说明 1 NMT 报文 格式 COB IDRTR Data0Data1 0 x0000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 000h 01h 06h 将节点 6 置为可操作状态 000h 80h 00h 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 IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x600 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 IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x580 Node Id060 索引号子索引号 0000 写命令失败回复 COB IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x580 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 IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x600 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 IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x580 Node Id0命令字 索引号子索引号 d1d200 说明 Data0为命令字 格式如下 4f 读回1个字节 4b 读回2个字节 47 读回3个字节 43 读回4个字节 读功能码操作失败返回 COB IDRTR Data0Data1Data2Data3Data4Data5Data6Data7 0 x580 Node Id080 索引号子索引号 SDO 操作失败错误码 3 Node Guard 报文 格式 上位机查询驱动器状态 COB IDRTR 0 x700 Node Id1 驱动器回复 COB IDRTR Data0 0 x700 Node Id0状态字 说明 状态字格式 1 个字节 tstate t toggle 0 1 0 1 state 4 停止 5 可操作 7F 预操作 标准协议对象 0 x100C 设定 Guard Time 0 x100D 设定 Guard Time 乘积因子 两者共同决定了节点保护 的时间周期 4 Heart Beat 报文 格式 COB IDRTR Data0 0 x700 Node Id0状态字 说明 状态字格式同 Node Guard 报文 Heart Beat Time 由标准协议对象 0 x1017 设定 5 同步 SYNC 报文 格式 COB IDRTR 0 x800 6 PDO 报文 1 PDO 通讯参数 PDO 通讯参数描述了 PDO 通讯能力 内容如下表所示 索引子索引含义参数类型属性 0 x1400 nh RPDO n 0 3 0 x1800 nh TPDO n 0 3 00h支持的子索引总数UNSIGNED8RO 01h PDO COB ID TPDO1 0 x180 NodeId TPDO2 0 x280 NodeId TPDO3 0 x380 NodeId TPDO4 0 x480 NodeId RPDO1 0 x200 NodeId RPDO2 0 x300 NodeId RPDO3 0 x400 NodeId RPDO4 0 x500 NodeId UNSIGNED32RW 02h 传输类型 仅 TPDO 有 用 RPDO 为异 步 1 240 同步 253 255 异步 UNSIGNED8RW 03h禁止时间 ms UNSIGNED16RW 04h保留UNSIGNED8RO 05h事件定时器 ms UNSIGNED16RW 说明 同步传输 以接收到的同步信号为触发条件 当条件满足时 PDO 发送 异步传输 当映射入 PDO 的参数的值发生变化时发送 禁止时间 为了减轻网络负载 当该值不为 0 时 相邻两帧 PDO 的发送时间间隔不得小于该值 事件定时器 当 TPDO 为异步传输类型时且该值不为 0 时起作用 相邻两帧 PDO 的发送时间间 隔即为该值 2 PDO 映射参数 PDO 映射参数描述了 PDO 报文的数据内容 PDO 报文的数据长度为 8 个字节 通过设定映射参 数可将实际参数映射至 PDO 然后进行传输 以下例子演示了如何进行 PDO 通讯参数及映射参数配置 以 TPDO1 为例 假设节点 ID 为 1 则有 601h 2f 00 18 02 01 00 00 00 配置 TPDO1 传输类型为 1 同步传输 601 2f 00 1a 00 01 00 00 00 配置 TPDO1 映射对象个数为 1 601 23 00 1a 01 10 03 06 20 将 H06 03 映射至 TPDO1 映射对象 1 3 PDO 默认映射 为了便于用户操作 降低操作复杂度 增加了默认映射对象 驱动器上电后无需进行配置便可直 接进行数据传输 几组默认映射对象如下所示 发送 PDO TPDO1 默认映射对象 映射对象个数 3 映射对象 1 H0B 00 映射对象 2 H0B 02 映射对象 3 H0B 07 TPDO2 默认映射对象 映射对象个数 4 映射对象 1 0 x6041 映射对象 2 H0B 18 映射对象 3 H0B 1A 映射对象 4 H0B 22 接收 PDO RPDO0 默认映射对象 映射对象个数 2 映射对象 1 0 x6040 映射对象 2 H02 00 RPDO2 默认映射对象 映射对象个数 4 索引子索引含义参数类型属性 0 x1600 nh RPDO n 0 3 0 x1a00 nh TPDO n 0 3 00h映射对象个数UNSIGNED8RW 01h映射对象 1UNSIGNED32RW 02h映射对象 2UNSIGNED32RW 03h映射对象 3UNSIGNED32RW 04h映射对象 4UNSIGNED32RW 映射对象 1 H06 03 映射对象 2 H07 03 映射对象 3 H07 09 映射对象 4 H07 13 RPDO3 默认映射对象 映射对象个数 2 映射对象 1 H31 0F 映射对象 2 H31 07 RPDO4 默认映射对象 映射对象个数 2 映射对象 1 H05 00 映射对象 2 H05 30 6与与 CANOPEN 有关的功能码有关的功能码 H0C 组 通讯参数设定 功能码功能码名称名称设定范围设定范围 最小最小 单位单位 出厂出厂 设定设定 生效时生效时 间间 类别类别 相相 关关 模模 式式 H0C15 CAN 通讯协议选择 1 CANOPEN 协 议 0 CANLINK 协 议 10 重新上 电生效 停机设 定 PST H0C16 Node Guard 报文接收次数 1 显示 PST H0C18 Sync 报文接收次数 1 显示 PST H0C20 SDO 报文接收次数 1 显示 PST H0C22 PDO 报文接收次数 1 显示 PST H0C24 CAN 帧 ID 格式 对 CANOPEN 通讯有效 0 标准帧格式 1 扩展帧格式 10 重新上 电生效 运行时 设定 PST H0C26 Node Guard 超时次数1 10 15 立即生 效 停机设 定 PST H0C27 数据发送顺序 对 CANOPEN 通讯有效 0 按小端格式 发送 1 按大端格式发 送 10 立即生 效 运行时 设定 PST H13 组 TPDO 传输类型和映射参数设定 功能码功能码名称名称设定范围设定范围 最小单最小单 位位 出厂设出厂设 定定 生效时间生效时间类别类别 相相 关关 模模 式式 H1301 TPDO1 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 11 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1302 TPDO1 映射参数个数0 4 13 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1303 TPDO1 映射参数 1 低 16 位 0 65535 116 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1304 TPDO1 映射参数 1 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1305 TPDO1 映射参数 2 低 16 位 0 65535 1528 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1306 TPDO1 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1307 TPDO1 映射参数 3 低 16 位 0 65535 11824 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1308 TPDO1 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1309 TPDO1 映射参数 4 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1310 TPDO1 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1311 TPDO2 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 11 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1312 TPDO2 映射参数个数0 4 14 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1313 TPDO2 映射参数 1 低 16 位 0 65535 116 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1314 TPDO2 映射参数 1 高 16 位 0 65535 124641 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1315 TPDO2 映射参数 2 低 16 位 0 65535 16160 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1316 TPDO2 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1317 TPDO2 映射参数 3 低 16 位 0 65535 16672 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1318 TPDO2 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1319 TPDO2 映射参数 4 低 16 位 0 65535 18720 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1320 TPDO2 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18203 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1321 TPDO3 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 11 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1322 TPDO3 映射参数个数0 4 10 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1323 TPDO3 映射参数 1 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1324 TPDO3 映射参数 1 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1325 TPDO3 映射参数 2 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1326 TPDO3 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1327 TPDO3 映射参数 3 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1328 TPDO3 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1329 TPDO3 映射参数 4 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1330 TPDO3 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1331 TPDO4 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 11 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1332 TPDO4 映射参数个数0 4 10 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1333 TPDO4 映射参数 1 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1334 TPDO4 映射参数 1 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1335 TPDO4 映射参数 2 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1336 TPDO4 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1337 TPDO4 映射参数 3 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1338 TPDO4 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1339 TPDO4 映射参数 4 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1340 TPDO4 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H14 组 RPDO 传输类型和映射参数设定 功能码功能码名称名称设定范围设定范围 最小单最小单 位位 出厂设出厂设 定定 生效时间生效时间类别类别 相相 关关 模模 式式 H1401 RPDO1 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 1255 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1402 RPDO1 映射参数个数0 4 12 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1403 RPDO1 映射参数 1 低 16 位 0 65535 116 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1404 RPDO1 映射参数 1 高 16 位 0 65535 124640 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1405 RPDO1 映射参数 2 低 16 位 0 65535 116 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1406 RPDO1 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18194 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1407 RPDO1 映射参数 3 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1408 RPDO1 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1409 RPDO1 映射参数 4 低 16 位 0 65535 13088 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1410 RPDO1 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18204 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1411 RPDO2 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 1255 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1412 RPDO2 映射参数个数0 4 14 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1413 RPDO2 映射参数 1 低 16 位 0 65535 1784 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1414 RPDO2 映射参数 1 高 16 位 0 65535 18198 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1415 RPDO2 映射参数 2 低 16 位 0 65535 1784 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1416 RPDO2 映射参数 2 高 16 位 0 65535 18199 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1417 RPDO2 映射参数 3 低 16 位 0 65535 12320 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1418 RPDO2 映射参数 3 高 16 位 0 65535 18199 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1419 RPDO2 映射参数 4 低 16 位 0 65535 14880 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1420 RPDO2 映射参数 4 高 16 位 0 65535 18199 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1421 RPDO3 传输类型设定 1 240 同步传 输 254 255 异步 传输 1255 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1422 RPDO3 映射参数个数0 4 12 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1423 RPDO3 映射参数 1 低 16 位 0 65535 13856 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1424 RPDO3 映射参数 1 高 16 位 0 65535 18241 重新上电 生效 运行时 设定 PST H1425 RPDO3