CANOPEN DSP402运动控制简介

基于分布式运动控制系统 基于分布式运动控制系统 CANopen 简介
基于分布式运动控制系统 基于分布式运动控制系统 分布式运动控制 CANopen 简介
运动控制产品 产品经理 徐国平 运动控制产品经理
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基于分布式运动控制系统 基于分布式运动控制系统 CANopen 简介
概 述分布式控制与集中式运动控制系统的比较 控制系统 ◇ 分布式控制与集中式运动控制系统的比较 ◇ CAN物理层 物理层 ◇ CANopen协议 协议 ◇ 驱动器与运动控制设备概述 驱动器与运动控制设备概述 多轴同步 同步协调运动 ◇ 多轴同步协调运动 ◇ IDMxxx（CAN/CANopen）系列全数字通用伺服驱动器 （ ）系列全数字通用伺服驱动器 通用伺服
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分布式与集中式运动控制系统的比较 分布式与集中式运动控制系统的比较 控制系统集中式运动控制 控制系统 ◇ 集中式运动控制系统? ? ? 多轴运动控制卡或控制器 多轴运动控制卡或控制器 位置/速度 转矩伺服驱动器 位置 速度/转矩伺服驱动器或放大器 速度 转矩伺服驱动器或放大器 电机
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集中式运动控制系统组成部分 集中式运动控制系统组成部分 式运动控制系统组成◇ 控制器? ? ? PC运动控制卡 运动控制卡 独立式运动控制器 独立式运动控制器 +/- 10V命令信号 命令信 命令
◇ 驱动器或放大器? ? 位置/速度 转矩 位置 速度/转矩模式 速度 转矩模式 模拟量或数字量驱动器 模拟量或数字量驱动器
◇ 电 机? ? 旋转或直线伺服电机 旋转或直线伺服电机 步进、有刷、无刷伺服电机 步进、有刷、无刷伺服电机
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集中式运动控制系统的缺点 集中式运动控制系统的缺点 式运动控制系统控制轴数 轴数相对性能的限制性 ◇ 控制轴数相对性能的限制性 控制器轴数相对所需应用轴数的限制性 相对所需应用轴数的 ◇ 控制器轴数相对所需应用轴数的限制性 模拟量命令信号的限制 量命令信号的限制性 ◇ 模拟量命令信号的限制性 驱动器或放大器诊断的限制性 放大器诊断的限制 ◇ 驱动器或放大器诊断的限制性 电机反馈到驱动器与控制器都必 反馈到驱动器 ◇ 电机反馈到驱动器与控制器都必需接线 接线复杂、成本高、可靠性降低 ◇ 接线复杂、成本高、可靠性降低
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分布式运动控制系统 分布式运动控制系统 运动控制布式运动控制系统 运动控制 ◇ 分布式运动控制系统主控制器 驱动器 电机
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分布式运动控制系统的组成部 分布式运动控制系统的组成部分 运动控制系统◇ 控制器? ? ? 计算机 独立式控制器 设备总线， 数字网络 (设备总线，现场总线，网络 设备总线 现场总线，网络)
◇ 驱动器? ? 位置，速度，转矩模式 位置，速度，转矩模式 带网络接口的数字伺服驱动器 网络接口的数字伺服驱动器
◇ 电机? ? 旋转或直线伺服电机 旋转或直线伺服电机 步进、有刷、无刷伺服电机 步进、有刷、无刷伺服电机
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分布式运动控制系统的优势 布式运动控制系统的优势 运动控制系统主控制器选择简单 ◇ 主控制器选择简单 ◇ 全数字命令信号 ◇ 全驱动器诊断 仅电机到驱动器之间反馈必须 之间反馈必须接线 ◇ 仅电机到驱动器之间反馈必须接线 整体体积 体积减小 ◇ 整体体积减小 ◇ 整体接线减少? ? ? 降低成本 降低复杂性 提高可靠性
减少系统成本 ◇ 减少系统成本? ? ? 驱动器成本增加 驱动器成本增加 省掉了多轴运动控制器成本 多轴运动控制器成本 运动控制器 减少了接线成本 减少了接线成本
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CAN 物理层公司原创 原创， ◇ CAN(Controller Area Network)，由 BOSCH 公司原创，ISO-11898 标准 ， 传输速度 速度时 ◇ 1Mbit/s 传输速度时距离可达 30 米 多路访问冲突侦测+非破坏性 非破坏性解决 ◇ 多路访问冲突侦测 非破坏性解决 标识符)或 位标识符) ◇ CAN2.0A(11 位标识符 或 CAN2.0B(29 位标识符 ◇ 冲击噪声免疫 总线结构（ ◇ 总线结构（3 线） 硬件自动检测 处理错误 检测与 ◇ 硬件自动检测与处理错误
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CAN 物理层数据帧（ ◇ 数据帧（CAN Message） ）? ? SOF: 帧起始域 帧起始域 Arbitration Field: 仲裁域 Identifier: 标识符 RTR ? ? ? ? ? Control Field: 控制域 Data Field: 数据域 CRC Field: 循环沉余校验域 循环沉余校验域 ACK Field: 应答域 EOF Field: 帧结束域
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CAN 物理层◇ Arbitration Field（仲裁域） （仲裁域）? ? CAN2.0A : 11 位标识符 CAN2.0B: 29 位标识符
位填充) ◇ Bit Stuffing (位填充 位填充? 个连续相同的位后，插入一个反极性的位 极性的位(最大可达 填充位) 在 5 个连续相同的位后，插入一个反极性的位 最大可达 19 填充位
总线仲裁 ◇ Bus Arbitration (总线仲裁) 总线仲
Identifier S O F标识符
节点 1
节点 2非优先级
Listening only (仅收听)
总线电平
优先级
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CAN 物理层
总线时序) ◇ Bus Timing (总线时序 总线时序最差情况下消息长度是 130 位 情况下消息长度是 消息长度
波特率 1 Mbit/s 800 kbit/s 500 kbit/s 250 kbit/s 125 kbit/s 62.5 kbit/s 20 kbit/s 10 kbit/s
总线长度 30 m 50 m 100 m 250 m 500 m 1000 m 2500 m 5000 m
正常响应时间 正常响应时间 1 μs 1.25 μs 2 μs 4 μs 8 μs 20 μs 50 μs 100 μs
等待时间 等待时间 130 μs 162.5 μs 260 μs 520 μs 1.04 ms 2.08 ms 6.50 ms 13 ms
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CANopen 协议标准的开放 的开放工业网络协议 ◇ 基于 CAN 标准的开放工业网络协议 用于自动化领域 领域(CiA) ◇ CAN 用于自动化领域? ? ? ? 德国) 非盈利组织 (德国 德国 众多员 众多员成 52f5533183c4bb4cf7ecd15b 通过一致性测试 通过一致性测试
◇ CANopen 概述设备概述 设备概述I/O 模块 驱动器与 驱动器与运动控制 编码器 …
标准化 功能可选性 功能可选性 可选
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设备概述 设备概述◇ 对象词典通过 CAN 网络可获取对象 类似于内存寻址 位子索引来获 每一个对象通过 16 位索引或者 8 位子索引来获取索引 (hex) 0000 0001-001F 0020-003F 0040-005F 0060-007F 0080-009F 00A0-0FFF 1000-1FFF 2000-5FFF 6000-9FFF A000-FFFF 对象 不用 静态数据类型 复杂数据类型 制造商特殊的复杂数据类型 制造商特殊的复杂数据类型 装置设备特殊的静态数据类型 装置设备特殊的静态数据类型 设备特殊的 装置设备特殊的复杂数据类型 装置设备特殊的复杂数据类型 保留为将来用 保留为将来用 通讯区域 制造商特殊区域 制造商特殊区域 标准化的装置设备区域 标准化的装置设备区域 装置 保留为将来用 保留为将来用
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CANopen 通讯模式草稿标准 ：应用层 ◇ CiA 草稿标准 301（DS301） 应用层与通讯概述 （ ） 应用层与通讯概 ： 个节点（ ◇ 可达 127 个节点（CAN2.0A） ） 标识符(COB-ID) ◇ CAN 标识符? ? 功能码： 功能码：位 7...10 节点 ID：位 0...6 ：
消息类型（ ◇ 消息类型（Message Types） ）Message NMT SYNC TIME STAMP EMERGENCY PDO SDO NMT Error Control 描述 网络管理 (广播发送) 同步消息 (广播发送) 时间标记 (广播发送) 紧急消息 过程数据对象 服务数据对象 服务数据对象 数据 网络管理错误控制 COB-ID 0h 80h 100h 81h - FFh 181h - 57Fh 581h - 67Fh 701h - 77Fh
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CANopen 消息网络管理） ◇ NMT （网络管理）? ? ? ? ? 起始节点 停止节点 送入前一次的操作 复位节点 复位通信 复位通信
◇ SYNC （同步） 同步）? ? 广播时钟 同步 PDO 消息触发器
◇ TIME STAMP（时间标记） （时间标记）? 广播信息包含节点时钟同步时间
◇ EMERGENCY（紧急） （紧急）? 由错误事件中的某个节点发出消息，错误信息包含在数据域中 由错误事件中的某个节点发出消息，错误信息包含在数据域中
◇ NMT Error Control（错误控制） （错误控制）? ? 节点监护 启动
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CANopen 消息程数据对象（ ◇ 过程数据对象（PDO） ）未经确认的消息 用于实时数据传输 与设备对象字典通信（映射） 设备对象字 通信（映射） 传送或者接收 或者接收 同步（ 同步（基于 SYNC）或异步 ） 触发模式 事件驱动（ 事件驱动（例如 SYNC） ） 定时器驱动 远程请求
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CANopen 消息服务数据对象（ 数据对象 ◇ 服务数据对象（SDO） ）确认消息 用于设置和配置 用于访问设备对象字 用于访问设备对象字典 访问设备对象 可用于所有的变量类型（8 位，16 位，32 位...） 用于所有的变量类型（ ）
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驱动器与运动控制设备概 驱动器与运动控制设备概述草稿标准 ◇驱动器与运动控制设备概述：CiA 草稿标准 DSP-402 驱动器与运动控制设备概述 标准访问 访问对象字典 ◇ 使用 DS301 标准访问对象字典 设备控制 机器状态 控制（ 状态） ◇ 设备控制（机器状态） ◇ 操作模式回原点模式 位置曲线模式 位置曲线模式 曲线 插补位置模式 速度曲线模式 速度曲线模式 曲线 转矩曲线模式 转矩曲线模式 曲线 速度模式（频率转换器） 速度模式（频率转换器）
制造商指定 指定对象 ◇ 制造商指定对象
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装置设备控制 装置设备控制机器状态 ◇ 机器状态? ? ? 控制字 状态字 操作模 操作模式选择
◇ 比例因子集? 位置、速度、 位置、速度、加速度比例因子
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位置模式◇ 位置控制功能? ? ? ? ? 位置查询 实际位置 跟踪误差 瞬时位置窗口 位置控制参数设定 位置控制参数设定
位置曲线 曲线模式 ◇ 位置曲线模式? ? ? ? 目标位置 位置限制 速度曲线 速度曲线 加速度或减速度曲线 速度或减速度
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