CANopen通信与设备模型-现场总线应用技术实践

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：CANopen通信系统可根据该模型来描述，如图4-66所示。CANopen规范和建议文档包含一些扩展的定义，其中部分为用户专用的定义。CANopen应用层具体描述了通信服务和通信协议。在CANopen标准中还包括网络管理。CiA 305规范对用于可编程CANopen设备和与安全相关的数据通信也进行了描述。此外，还有一些基于CANopen规范的设备子规范、接口规范以及应用规范，这些规范主要用来定义过程数据、配置参数及其与通信对象的映射关系。

1.通信层和参考模型

所有标准的工业通信系统均必须符合国际标准化组织（ISO）所定义的OSI（开放系统互联模型）开放协议标准。CANopen通信系统可根据该模型来描述，如图4-66所示。CAN-open功能均被映射到一个或多个CAN报文。

预定义CANopen消息使用的是基本的报文格式（带11位标识符）。CANopen规范和建议文档包含一些扩展的定义，其中部分为用户专用的定义。

在CANopen中仅需要一部分网络层、传输层、会话层或表示层的功能，CANopen应用层（CiA 301）对此进行了具体描述。CANopen应用层具体描述了通信服务和通信协议。除此之外，还对形式上属于通信协议且不是ISO应用层组成部分的一些特定通信对象的数据内容进行了描述。在CANopen标准中还包括网络管理。规范CiA 305对层设置服务（LSS）进行了描述。LSS可以对位速率和设备标识（节点ID）进行设置和修改。CiA 305规范对用于可编程CANopen设备和与安全相关的数据通信也进行了描述。此外，还有一些基于CANopen规范的设备子规范、接口规范以及应用规范，这些规范主要用来定义过程数据、配置参数及其与通信对象的映射关系。

图4-66 CANopen数据通信模型的简化图

2.对象的描述与定义

为了达到各种不同的兼容性等级，所有的过程数据、配置参数和诊断信息都必须用同一个对象模型来描述。CANopen规范用3套属性来描述一个对象。(www.chuimin.cn)

（1）对象描述

对象描述包括对象的名称及其唯一的标识符（索引）。此外用户还可设定对象的类型：变量（仅由一个元素构成）、数组（由多个相同的元素构成）以及记录（由不同的元素构成）。包含在对象描述中的数据类型描述了各组成部分的编码和长度。CANopen规范已经预先定义了数据类型，但用户也可以自定义数据类型。在类别（Category）属性中具体规定了是否必须采用该对象（强制性的），或者有设备制造商决定是否采用该对象（选择性的）。

（2）入口描述

入口描述可以为数组和记录（子对象）设定一个名称及其唯一的标识符（子索引）。假如是变量，则其子索引总是为00H。数组和记录的子索引00H的数据类型通常为UN-SIGNED8，并且包含最高子索引。另外，还有一些其他的属性，包括元素类别、访问权限设定以及在某一过程数据对象中传输该对象的许可（PDO映射）。此外，用户还可以设置上电或复位后的默认值以及默认值的范围。

（3）值定义描述

该描述详细规定了对象的含义，包括物理单位、乘数、偏置量和编码。如果某一子对象由多个部分组成，则子对象的每个部分都要单独定义。值定义也包括图形描述，比如各个部分在对象中的排列方式，以及最低有效位的位置和最高有效位的位置。

CANopen通信与设备模型-现场总线应用技术实践

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