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CANopen协议在现场总线网络中的应用

时间:2015-03-31  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

3.2 硬件部分

DSP 控制器部分为整个系统的核心,负责对整个通信网络进行信息采集、数据运算、工作控制。下面主要说明 DSP 控制器的 CANopen 协议实现。

采用集成 CAN 模块的 TMS 320F 2810 DSP 实现,它有多达 32 个邮箱,占用 512 B RAM ,都可以配置为发送或接收邮箱,且都有一个可编程的接收屏蔽寄存器。这样就使数据传输更加方便灵活、信息量大大增加。图 3 为 DSP 控制器 CAN 总线部分驱动电路图,分别输出电感器选用 TMS320F 2810 的 64 引脚 CANTXA 和 65 引脚 CANRXA 作为 CAN 总线的发送和接收引脚。采用 ADuM1100 高速数字隔离器替代传统的光电耦合器。采用 MCP2551 作为高速 CAN 收发器,具有差分发射和接收能力,可将许多节点与同一网络相连接。

3.3 软件部分

根据 CANopen 协议软件框架,分别设置了 NMT 报文、 SYNC 报文、 SDO 报文、 PDO 报文和 Heartbeat 报文,并针对 DSP 控制器从节点的性质及其与各节点之间的关系,设置了各报文的 COB - ID ,见表 3 。

在系统中键盘显示控制器为主节点,通过液晶显示监控各从节点信息,主节点通过检测 4 个从节点发送的周期性心跳报文 (Heartbeat) 来判断各个从节点的工作状态。图 4 为 DSP 控制器从节点的 CANopen 协议通讯流程:在系统上电后,首先向主节点发送 Boot-up 报文,通知主节点进入 Pre-operational 状态,等待主节点的 SDO 报文访问对象字典,在完成对象字典的配置后,等待接收主节点的 NMT 报文进入 Operational绕行电感器 状态,开始 PDO 报文的发送及接收,完成信息数据的交换,实现分布式网络控制。

4 测试结果

为了保证系统中每个模块都能够正常工作,需要设计一个能够与 PC 机进行实时通讯的通用板,满足对系统各部分在实验室环境下进行测试,确保系统正常运行。采用 LabVIEW 软件设计 PC 机监控面板,内置信号采集、测量分析与数据显示功能,摒弃了传统开发工具的复杂性,在提供强大功能的同时还保证了系统灵活性。

在监控面板上可以设置节点号 (Node ID) ,主/从节点,设置要发送报文塑封电感的类型 ( 如 TPDOn , SDO) , NMT , Heartbeat ,模压电感 LSS) 及内容 ( 数据长度,内容 ) ,选择通讯端口,还可以观察到接收的 CAN 报文类型、数据长度、节点号和报文内容。图 5 显示的数据是在初始化状态时进行的设置,可以在数据接收窗口看到进行 LSS 节点号设置和存储设置参数的返回报文,以及节点根据 CANopen 协议的规定发送 Boot-up 报文,和进入预操作状态后的 Heartbeat 报文。

5 结语

本文将 CANopen 协议应用于自调匀整系统,实现了现场总线分布式网络控工字电感制系统的数字化、模块化,增强了设备的可扩展性,提高了数据传输的可靠性。这种基于现场总线应用层标准协议的开发和使用,对提高系统的工作效率,特别是对复杂系统的研制具有一定的指导意义。



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