工业总线有几种难道就没有一种适合实现基于CANopen的伺服控制模式吗

工业总线有几种难道就没有一种适合实现基于CANopen的伺服控制模式吗

针对伺服电机远程控制,基于CANopen的伺服控制模式实现:探索工业总线选型之谜

引言

面对伺服电机远程控制中复杂的接线、单一的控制逻辑以及可靠性问题,我们提出了利用CANopen通信协议和驱动子协议来实现伺服电机控制的新方法。我们深入分析了CANopen协议中的对象字典和报文格式,并详细介绍了在CANopen环境下的PP、PV、HM三种钟伺服控制模式下如何设置报文。此外,我们利用CAN卡和伺服驱动设备,以及PC平台搭建了实验环境。在上位机界面通过报文设置,我们成功实现了基于CANopen协议的伺服电机PP、PV、HM三种模式的控制。实验结果表明,该方法简化了操作流程,提高了通讯数据传输速度与可靠性,同时用户可以通过上位机更好地监控并操控伺服电机。

系统总体架构

整个系统由PC主机、CANopen上位软件、USBCAN适配器及伺服驱动设备组成。其中,CANopen通讯部分采用DS301协议,而伺servo control部分则使用DSP402协议。作为从节点的一员,伺服务驱动设备具备完整的通信功能,它们通过通信接口连接到总线,从而将信息传送至计算机关位界面;而该界面则依据从站反馈信息,与USBCAN适配器协同工作,以便对准确位置进行精确调节。

CANopen 服务过程原理

3.1 CANOpen 通信模型概述

在探究 CANOpen 设备模型时,我们发现其核心概念是对象字典,它包含描述设备及其网络行为所有参数的列表。此外,还有应用单元与通信单元,可以访问这个参数列表。而这些参数通过16 位索引与位子索引进行识别定位。

3.2 通信部分解析

我们了解到,在 CANOpen 环境中存在多种预定义报文,如 PDO(过程数据)、SDO(服务数据对象)等,这些都被用作实现不同类型通讯内容与功能。NMT(网络管理)用于主站管理从站状态;PDO 用于高速传输小型数据;SDO 进行配置监控及读写操作。而特殊功能对象如同步或紧急消息,则为网络中的其他对象提供同步方法。

服务器状态转换图解析

我们的研究还揭示了一系列关键步骤,其中包括“PowerDisabled”、“PowerEnabled” 和 “Fault”。当发生故障后,无论何种状态都会进入“Fault”。初始化完成后,再次转入SWUTCH_ON_DISABLED 状态,此时可以进行通讯配置,但仍未激活主电源。一旦达到OPERATIONENABLED 状态,即开启主电源且根据设定的工作模式开始运作。当遇到警告情况,则会回到“Fault”。

系统硬件搭建实施步骤说明

5.1 硬件搭建准备工作:

首先,在TI开发环境中配置相关参数并建立DS301工程项目完成_CAN_open 通信程序调试运行。在项目调试成功后,将其下载至驱动器中,并在上位机会话测试SDO/PDO/NMT 等通讯对象以验证硬件搭建是否顺利完成。

5.2 软件设计部署:

整体软件设计主要分为两大部分:闭环运动控制程序和 can_open 协议处理。这两者结合使用,使得系统能够高效运行并响应用户需求。

初始化阶段主要包括 DSP 系统初始化以及 can_open 通信初始化。

通信处理程序负责发送接收各种类型数据包,比如 NMT 报文用于启动或停止从站,SDO 报文用于读取或修改来自某个特定地址处存储空间内变量值,以及 PDO 报文用以查询当前执行中的命令请求状态。

6 实验验证结果展示:

我们的实验显示,当在上级电脑输入正确格式后的指令之后,不仅能成功启动/停止/调整目标位置/速度,而且能够实时监测进度,同时也能即刻响应任何改变要求。这不仅提升了操作效率,也保障了最终效果符合预期标准。