KINCO CANopen I/O模塊使用說明

KINCO CANopen I/O模塊使用說明
（CANopen-D0808-A0000）
CANopen I/O 模塊是基于CAN總線通訊方式,應(yīng)用層采用CIA組織定義的CANopen
協(xié)議,符合DS301(通訊子協(xié)議)和DS401(IO模塊子協(xié)議)規(guī)范，KINCO CANopen I/O 模
塊CANopen -D0808-A0000包含8路數(shù)字量輸入,8路數(shù)字量輸出，不包含模擬量輸入輸
出.本模塊的電氣參數(shù)如下:
1) 可通過SDO進(jìn)行參數(shù)配置（見后面列表）；
2) 供電電源：12～24VDC
3) 8路輸入:
光電（雙向光耦）隔離；
4路一組公用一個公共端,兩個公共端彼此隔離；
輸入電平范圍：12~24VDC，輸入電流>4mA；
輸入響應(yīng)時間：10ms；
4) 8路輸出：
光電隔離；
輸出電平最低(L+接24VDC)：23.5VDC, 輸出L+需外接+24VDC；
每組4路輸出,共2組；
每路額定輸出電流500mA；
輸出頻率最高：1KHz；
5) 可硬件開關(guān)設(shè)置修改CAN通訊波特率；
6) 可軟硬件方式修改設(shè)備站號（ID號）；
7) 通過LED燈來指示IO口狀態(tài)
8) 采用DIN 導(dǎo)軌安裝
CANOPEN簡介
CANopen是在CAL基礎(chǔ)上開發(fā)的，使用了CAL通訊和服務(wù)協(xié)議子集，提供了分布式控制系
統(tǒng)的一種實現(xiàn)方案。CANopen在保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互用性的同時允許節(jié)點(diǎn)的功能隨意擴(kuò)展：或簡
單或復(fù)雜。
CANopen的核心概念是設(shè)備對象字典（OD：Object Dictionary）， 下面先介紹對象字
典（OD：Object Dictionary），然后再介紹CANopen通訊機(jī)制。
對象字典OD
對象字典（OD：Object Dictionary）是一個有序的對象組；每個對象采用一個16位的
索引值來尋址，為了允許訪問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的單個元素，同時定義了一個8位的子索引，對
象字典的結(jié)構(gòu)參照表3-1。不要被對象字典中索引值低于0x0FFF的‘data types’項所迷
惑，它們僅僅是一些數(shù)據(jù)類型定義。一個節(jié)點(diǎn)的對象字典的有關(guān)范圍在0x1000到0x9FFF之
間。表1 CANopen對象字典通用結(jié)構(gòu)
索引 對象
0000 Not used
0001 - 001F 靜態(tài)數(shù)據(jù)類型
0001 - 001F 復(fù)合數(shù)據(jù)類型
0040 - 005F 制造商規(guī)定的數(shù)據(jù)類型
0060 - 007F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定的靜態(tài)數(shù)據(jù)類型
0080 - 009F 設(shè)備子協(xié)議規(guī)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型
00A0 - 0FFF Reserved
1000 - 1FFF 通訊子協(xié)議區(qū)域
2000 - 5FFF 制造商特定子協(xié)議區(qū)域
6000 - 9FFF 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備子協(xié)議
CANopen網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)都有一個對象字典。對象字典包含了描述這個設(shè)備和它的
網(wǎng)絡(luò)行為的所有參數(shù)。 一個節(jié)點(diǎn)的對象字典是在電子數(shù)據(jù)文檔（EDS：Electronic Data
Sheet）中描述或者記錄在紙上。節(jié)點(diǎn)本身只需要能夠提供對象字典中必需的對象，以
及其它可選擇的、構(gòu)成節(jié)點(diǎn)部分可配置功能的對象。
CANopen由一系列稱為子協(xié)議的文檔組成：
通訊子協(xié)議（communication profile），描述對象字典的主要形式和對象字典中
的通訊子協(xié)議區(qū)域中的對象，通訊參數(shù)，這個子協(xié)議適用于所有的CANopen設(shè)備。
設(shè)備子協(xié)議（device profile），為各種不同類型設(shè)備定義對象字典中的對象。
目前已有5種不同的設(shè)備子協(xié)議，并有幾種正在發(fā)展。
設(shè)備子協(xié)議為對象字典中的每個對象描述了它的功能、名字、索引和子索引、數(shù)
據(jù)類型，以及這個對象是必需的還是可選的，這個對象是只讀、只寫或者可讀寫等等。
CANopen通訊
CANopen通訊模型定義了4種報文（通訊對象）：
1． 管理報文層管理，網(wǎng)絡(luò)管理和ID分配服務(wù)：如初始化，配置和網(wǎng)絡(luò)管理（包括：節(jié)點(diǎn)保護(hù)）。
服務(wù)和協(xié)議符合CAL中的LMT，NMT和DBT服務(wù)部分。這些服務(wù)都是基于主從通訊模式：
在CAN網(wǎng)絡(luò)中，只能有一個LMT，NMT或DBT主節(jié)點(diǎn)以及一個或多個從節(jié)點(diǎn)。
2． 服務(wù)數(shù)據(jù)對象SDO(Service Data Object)
通過使用索引和子索引（在CAN報文的前幾個字節(jié)），SDO使客戶機(jī)能夠訪問設(shè)備
（服務(wù)器）對象字典中的項（對象）。
SDO請求和應(yīng)答報文總是包含8個字節(jié)（沒有意義的數(shù)據(jù)長度在第一個字節(jié)中表示，
第一個字節(jié)攜帶協(xié)議信息）。
3． 過程數(shù)據(jù)對象PDO（Process Data Object）
用來傳輸實時數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)從一個生產(chǎn)者傳到一個或多個消費(fèi)者。數(shù)據(jù)傳送限制在
1到8個字節(jié)（例如，一個PDO可以傳輸最多64個數(shù)字I/O值，或者4個16位的AD值）。
每個PDO在對象字典中用2個對象描述：
PDO通訊參數(shù)：包含哪個COB-ID將被PDO使用，傳輸類型，禁止時間和定時器周期。
PDO映射參數(shù)：包含一個對象字典中對象的列表，這些對象映射到PDO里，包括它們的
數(shù)據(jù)長度（in bits）。生產(chǎn)者和消費(fèi)者必須知道這個映射，以解釋PDO內(nèi)容。
PDO消息的內(nèi)容是預(yù)定義的（或者在網(wǎng)絡(luò)啟動時配置的）：
映射應(yīng)用對象到PDO中是在設(shè)備對象字典中描述的。如果設(shè)備（生產(chǎn)者和消費(fèi)者）支持
可變PDO映射，那么使用SDO報文可以配置PDO映射參數(shù)。
PDO可以有多種傳送方式，詳細(xì)見下表：
同步: 通過接收SYNC對象實現(xiàn)同步
非周期：由遠(yuǎn)程幀預(yù)觸發(fā)傳送，或者由設(shè)備子協(xié)議中規(guī)定的對象特定事件預(yù)觸發(fā)傳送
周期： 傳送在每1到240個SYNC消息后觸發(fā)異步: 由遠(yuǎn)程幀觸發(fā)傳送
由設(shè)備子協(xié)議中規(guī)定的對象特定事件觸發(fā)傳送。
PDO傳輸類型定義
觸發(fā)PDO的條件(B=both needed 0=one or
傳輸類型 PDO傳輸
both)
SYNC RTR Event
0 B -- B 同步,非循環(huán)
1-240 0 -- -- 同步,循環(huán)
241-251 -- -- -- 保留
252 B B -- 同步,在RTR之后
253 -- 0 -- 異步,在RTR之后
254 -- 0 0 異步,制造商事件
255 -- 0 0 異步,設(shè)備子協(xié)議事件
說明： SYNC –接收到SYNC-object。 RTR －接收到遠(yuǎn)程幀。 Event –例如數(shù)值改
變或者定時器中斷。 傳輸類型為：1到240時，該數(shù)字代表兩個PDO之間的SYNC對象的
數(shù)目）。
一個CANopen設(shè)備必須支持一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)（管理報文，administrative
messages），需要至少一個SDO，每個生產(chǎn)或消費(fèi)過程數(shù)據(jù)的設(shè)備需要至少一個PDO。
所有其它的通訊對象是可選的。

KINCO CANopen I/O（I/O Interface）模塊是一種專門設(shè)計用于實現(xiàn)CANopen現(xiàn)場總線通信的設(shè)備，它允許將工業(yè)控制系統(tǒng)與各種傳感器、執(zhí)行器和智能設(shè)備集成。以下是KINCO CANopen I/O模塊的基本使用說明： 1. **安裝準(zhǔn)備**： - 確認(rèn)已具備CANopen網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括主站控制器（如KINCO PLC或其他支持CANopen協(xié)議的設(shè)備）、CAN線纜以及終端電阻。 - 根據(jù)模塊型號和配置，檢查并提供合適的電源連接（通常為DC 24V或DC 48V），同時確保接地良好。 2. **硬件連接**： - 將CANopen I/O模塊按照數(shù)據(jù)表上的端子圖正確連接到PLC的CAN接口以及所需的輸入/輸出設(shè)備，如數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、脈沖信號輸入/輸出等。 3. **設(shè)置參數(shù)**： - 使用PLC編程軟件中的CANopen工具或?qū)Ｓ门渲密浖ㄈ缬校?，搜索并配置CANopen網(wǎng)絡(luò)中的從站地址（通常在0x00~0x7F范圍，可依據(jù)實際需求設(shè)定）。 - 配置各通道的功能及參數(shù)，例如設(shè)定DI通道的工作模式（上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、電平觸發(fā)等）、AI/AO通道的數(shù)據(jù)類型、采樣率、上下限值等。 4. **數(shù)據(jù)傳輸**： - 模塊支持發(fā)送和接收過程數(shù)據(jù)對象PDO（Process Data Objects），通過定義正確的PDO映射，可以在主站和從站之間交換所需的數(shù)據(jù)，如狀態(tài)信息、控制命令、反饋信號等。 - 可以利用服務(wù)數(shù)據(jù)對象SDO進(jìn)行非周期性的配置數(shù)據(jù)交換或者讀取模塊固件版本等信息。 5. **錯誤處理**： - 監(jiān)控CANopen報文錯誤計數(shù)，識別并分析NMT（Node Management Task）報文中的錯誤標(biāo)志，及時處理如超時、丟失、CRC錯誤等問題。 6. **啟動與停止**： - 在系統(tǒng)初始化完成后，啟用CANopen網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的I/O模塊，確保所有設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。 - 當(dāng)不再需要時，可通過關(guān)閉CAN接口、斷開電源等方式安全地停止模塊運(yùn)行。 總之，KINCO CANopen I/O模塊作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的一部分，能夠高效地進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)交換和設(shè)備控制，使得整個系統(tǒng)的性能和可靠性得到了顯著提升。在實際應(yīng)用中，請務(wù)必遵循制造商提供的詳細(xì)說明書和最佳實踐操作。