CANopen

Введение в CANopen

CANopen определяет протокол для распределенных промышленных автоматизированных систем на базе CAN. CANopen разработан организацией CAN in Automation (CiA) и стандартизирован CENELEC EN 50325/4. CANopen имеет широкую область применений, особенно в Европе, где стандарт CANopen принят ведущим для создания промышленных и встраиваемых систем на базе CAN.

Модель

Семейство CANopen профилей базируется на "Communication Profile" (профиль связи), который определяет базовые механизмы связи и множестве различный профилей устройств или приложений, содержащих описания основных типов устройств, таких как цифровые и аналоговые I/O модули, приводы, программируемые контроллеры и кодирующие устройства. В профилях устройств содержится функциональность, параметры и доступ к данным процесса стандартных устройств соответствующих типов. Использование стандартизированных профилей позволяет работать с устройствами различных производителей одинаково, что позволяет повысить независимость от производителя.

Главным элементом CANopen стандарта является описание функциональности устройства через словарь объектов. Каждая точка входа словаря объектов обозначается через 16-ти битный индекс и 8-ми битный субиндекс. Некоторые точки входа словаря объектов представляют собой базис для стандартизированного доступа к сети «Объектам приложения» устройства, например, входные и выходные сигналы, параметры устройства, функции устройства или переменные сети, а также «Объектам связи», которые описывают функциональность связи устройства.

Аналогично известным системам с полевой шиной, CANopen имеет два базовых механизма передачи данных:

• Высокоскоростной обмен небольшими объемами данных процесса через так называемые Process Data Objects - PDO (объекты данных процесса)
• Доступ к точкам входа в словаре объектов через Service Data Objects – SDO (объекты данных сервиса).

Различают следующие PDO:

• Инициализируемые событием
• Циклические
• Запрашиваемые как широковещательные без дополнительной служебной информации протокола

PDO могут использоваться для передачи до 8 байтов данных. Передача и прием PDO может быть синхронизированной по всей сети с помощью синхронизирующих сообщений (Синхронные PDO). Назначение объектов приложения PDO (Объект передачи) настраивается с помощью структуры данных (PDO отображение) в словаре объектов.

Передача SDO выполняется с подтверждением посредством двух CAN объектов, аналогично логическому соединению точка-точка между двумя устройствами сети. Адресация к соответствующим точкам входа словаря объектов выполняется с помощью заданного индекса и субиндекса точки входа в поле данных указанных CAN кадров. Передаваемые данные имеют произвольную длину. Передача SDO сообщений содержит дополнительные служебные данные протокола.

Для отчета о неисправностях устройства зарезервированы стандартизированные инициируемые событием «аварийные сообщения», которые имеют высокий приоритет. Общее время системы обеспечивается главным сообщением синхронизации.

Функциональность управления, например, контроль и мониторинг статуса связи узлов, выполняется с помощью протокола управления сетью (NMT), который основан на логическом взаимодействии master-slave. Для реализации функций мониторинга предназначено два механизма: Node-Guarding (защита узла) и Heartbeat (сердцебиение).

IXXAT занимается спецификацией и разработкой CAN протоколов высокого уровня более 10 лет. IXXAT внесен большой вклад в спецификацию CANopen стандарта. Первые реализации CANopen программного обеспечения от IXXAT появились в 1995. IXXAT, являясь членом CiA, и работая в тесном сотрудничестве с главными рабочими группами, а также благодаря приобретенному опыту, выступает самым значимым партнером в области разработки CANopen продукции и систем.