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CANopen协议是什么?

发布时间:2024-02-04 浏览量:5348

‌CANopen协议是什么?


CANopen协议是什么?


CANopen协议作为一种通信协议,在工业自动化领域展示了其独特的优势。CANopen协议的起源可以追溯到1983年,当年德国的Bosch公司创造了CAN协议,用于车辆传动系统的网络通信。随后,这个协议被国际标准ISO11898所接纳。现在,非营利组织CiA(CAN in Automaion)负责制定和审查CANopen的标准。基本的CANopen设备和通信子协议的定义在CAN in Automation(CiA)草拟的标准301中。特定设备的子协议则是在CiA 301的基础上进行扩展的,例如用于I/O模块的CiA401和用于运动控制的CiA402。

CANopen协议的硬件优点

首先,CAN协议的最显著特点是能够检测、限制和处理错误。当CAN设备发现总线上出现错误时,它会自动拒绝之前接收到的数据序列,并主动发送一个“错误帧”。这个过程完全依赖CAN芯片自身的自动处理,无需人工编程介入。其次,CANopen协议支持多个主站,类似于Profibus DP,每个设备在总线上既是主站又是从站,无需手动仲裁,方便用户开发。另外,CAN(Controller Area Network)报文采用了短帧结构,因此具有更好的抗干扰能力。而CAN外设在主流芯片中非常普遍,且价格也相对较低。许多仅价值20几块钱的MCU都支持CAN外设功能,其中有些甚至同时支持两个CAN通道。这一切都要归功于CiA的积极推广作用。

除了硬件方面的优势,CANopen软件也具备许多优势。首先,CANopen软件通过提供标准通信协议,实现了设备间通信更加简洁和高效。其次,CANopen软件具有灵活性,可以根据用户的特定需求,进行设备和功能的自定义设置。另外,具有模块化设计的CANopen软件易于与其他系统集成,能够提高系统的可扩展性和互操作性。此外,CANopen软件利用冗余机制,保证数据的可靠传输和错误检测。同时,CANopen软件与CAN总线硬件相兼容,无需任何额外设备或接口。此外,CANopen软件具备快速数据传输和实时反馈的优势,适用于对时间要求较高的应用场景。最后,CANopen软件配备了多种调试和故障排除工具,方便用户进行系统维护和问题解决。

为什么有这么多企业在推广CANopen技术的使用呢?

CANopen是一种非常优秀的通信协议,在运动控制领域特别适用。它基于面向对象的设计思想,并且拥有对象字典、过程数据对象(PDO)和服务数据对象(SDO)等特点。在欧洲,CANopen已经成为最常见的协议之一,在几乎每一家自动化公司都能找到CANopen通讯接口,它也成为了一个低成本的选择。CANopen定义了完善的同步控制机制,使其成为主流运动控制协议。除了在CAN总线上的应用之外,还有将该协议移植到以太网上的版本(CANopen over Ethernet),从而衍生出了著名的PowerLink和EtherCat工业以太网协议。

然而,尽管CANopen协议展示了许多优势,但其开发并非易事。开发完整的CANopen协议栈是一项艰巨的任务,需要对CANopen协议的理解以及处理EMCY、节点复位、是否需要“NO Initialization”、心跳信号以及节点守护等问题的能力。因此,开发这样的协议栈具有挑战性,需要投入大量的时间和精力。

CANopen协议在工业自动化领域具有许多优势。它能够提高系统性能和可靠性,同时简化设备之间的通信和集成过程。CANopen协议的硬件和软件优点都是企业推广其使用的重要原因。无论是在硬件层面的自动错误处理和抗干扰能力,还是在软件层面的通信简洁高效和灵活性,CANopen协议都展示了其在工业自动化中的价值和优势。虽然CANopen在运动控制领域得到了广泛应用,但开发完整的CANopen协议栈仍然需要面临一些挑战。但随着CANopen的不断发展和推广,相信会有更多企业和开发者加入其中,为工业自动化领域的发展做出更多贡献。

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