台达工控产品canopen解决方案Word格式文档下载.docx

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2、台达工控产品在CANopen中的应用

2.1支持CANopen之台达工控产品分类

当前台达工控产品可分为驱动类、控制类和运动控制类。

其中，驱动类主要为变频器和不具备运动控制功能的伺服驱动器，而控制类主要有触摸屏、PLC，运动控制类有A2伺服、20PM以及10MC。

当前，这些产品在CANopen较常见的为驱动类和控制类以及A2伺服，而20PM可支持CANopen扩展卡但是其主要特色在于实现运动控制G代码和电子凸轮，在DS402标准CANopen运用20PM的优劣仍不明显，因此暂不做分析。

同理10MC仍在测试中，因此也不考虑。

本文介绍的台达工控产品均为成熟的并有在CANopen应用中的价值体现的产品。

其汇总如下:

图1台达支持CANopen之工控产品总汇

图1中，需要特别重视的产品有DVPCOPM-SL、C2000、E-C以及A2伺服。

A.DVPCOPM-SL具备特性为:

CANopen通讯主站，可连接127个站点;

最快通讯速率达到1Mbps;

最长的网络长度可支持1000m（配合合适的通讯速率和物理线材）;

具有同步和异步的通讯能力;

B.C2000具备的特性为:

支持CANopen主站连接（仍在测试中）;

CANopen通讯直接连接无需转换;

ByPass连接功能（搭配外部扩展卡）;

C.A2具备的特性为:

无需外部扩展卡，完全内建;

Bypass连接功能;

D.E-C具备的特性为:

最快通讯速度达到1Mbps;

可以看出，台达工控产品中，真正能实现CANopen直接通讯的非控制类产品目前为C2000变频器、A2伺服驱动器以及E-C变频器，之所以称为直接通讯是因为其无需通讯模式的转换，而直接采用CANopen物理连接。

例如E系列变频器，其必须在CME-COP01的配合下将CANopen转换成MODbus，然后才能通讯，其实际获取数据是通过MODbus而不是CANopen，因此通讯速率会小很多。

此外，BYPASS功能也很重要，因为其可大大简化CANopen网络连接的关系。

实现CANopen所需的物理配件如下:

图2CANopen物理配件

要实现CANopen离不开必要的物理配件，例如连接线和分接盒，这是构建一个完整CANopen网络的基础。

当前台达产品所使用的连接线分为不带RJ45水晶头的TAB-CB01和TAP-CB02，以及带RJ45水晶头的TAP-CB03和TAP-CB04。

其中的区别在于，带RJ45水晶头之连接线，距离都很短最多支持1m的距离，均是与A2或C2000进行多台By-pass连接时所使用的。

而带RJ45水晶头连接线通常是在CANopen主从站

PLC设备之间连接，最大距离1000m可达，适合不同测试场合设备之间的通讯组网使用。

CANopen连接盒台达当前支持三种，TAP-CN01、TAP-CN02、TAP-CN03，其主要担负在组网中的线路分配，以进行多点网络连接。

基于以上产品介绍，台达CANopen组网方式便可清晰，首先可厘清PLC主站和非PLC从站之间的CANopen网络:

图3PLC主站和非PLC从站的CANopen网络

从图3中科清晰感受到By-pass功能的优势，C2000和A2均实现多台之间的简易连接，而E系列和B系列变频器则需要与通讯转换模块CME-COP01和IFD9503的配合才能完成组网，且由于最终以MODBUS进行变频器端数据传输，通讯速率也慢很多。

台达PLC主站和PLC从站之间的CANopen网络为:

图4PLC主站和PLC从站的CANopen网络

图4中，可以清晰了解到，PLC主从之间均是通过不带RJ45的水晶头的连接线进行组网连接，这样的好处在

于距离可以更长，适合不同地点之间的测试。

我们整个CANopen台达网络结构统一起来，可如下所示:

图5台达CANopen整体网络架构图

2.2台达产品PDO映射设置

作为CANopen组网的重要一环，PDO映射设置是十分关键，也是长期以来比较令人头疼的一个环节。

其主要原因在于对于台达不同的产品，在不同的模式下PDO对应的索引会不相同。

对于PLC类产品则简单很多，主要的PDO在于各个寄存器之间的对应，且手册有很明确的定义，因此不复杂。

而对于伺服驱动器或变频器产品而言，由于存在不同的控制模式，其PDO索引往往很难厘清。

要厘清这些PDO，首先是需要对CANopen状态之间的转换有一个系统的概念。

图6CANopen状态装换关系

图6中，可以知道只有在POWERENABLE状态下才能进行设备的启动，而更关键的是进入OperationEnable状态，这样才能进行最终的启停控制。

为更好解释这一切，首先列出针对台达C2000、E-C变频器和A2伺服启动器的PDO重要索引如下:

表1PDO重要索引表

表1中包含了针对C2000、E-C变频器和A2伺服驱动器在内的重要索引，其最为重要的一个应属6040h控制字索引:

图7控制字6040h具体介绍

图7中可以看出，6040h的前四位全部置1后才可进入POWERENABLE中的OPERATIONENABLE状态，此时可以对其第4、5、6位进行操作，而6040h的第4、5、6位是决定是否启动运行设备的关键。

A.对于C2000和E-C变频器

图8C2000和E-C启动停止控制

图8中可以知道，只有6040h在OPERATIONENABLE状态下，将其bit456三位全部置1，才能启动变频器运行。

B.对于A2伺服驱动器

图9A2伺服启动停止控制

图9中可以知道，对于伺服的ProfilePosition控制模式来说，6040h的Bit456有如下特征:

6040hbit3由0变为1时，伺服Servoon，而6040hbit3由1变为0时，伺服Servooff。

6040hbit4由0变为1时，伺服工作于绝对位置模式。

6040hbit6为1时，伺服工作于相对位置模式。

6040hbit6为0时，伺服工作于绝对位置模式。

变为1且bit4也由0变为1时，伺服速度会立即改变。

当更改伺服速度后，当6040hbit5由0

2.3台达工控产品CANopen案例

A.基于C2000

首先将变频器必要参数进行设定:

图10C2000之CANopen设定参数

设定好必要的参数后，即可进行CANopenPDO映射，在此选取RXPDO:

控制字6040h、速度目标6042h。

并选取TXPDO:

状态字6041h、当前速度6043h。

其主站PDO映射表如下:

图11基于C2000的CANopen主站映射表

根据上述主站映射表进行编程，程序如下所示:

可以看出在CANopen下变频器的频率命令是以转速的方式即RPM进行下达的，1200RPM在马达极数为4的情况下进行转换得到为40HZ。

另外，变频器的正反转完全由频率命令的正负来判断。

变频器当前只能在速度控制下进行CANopen，未来C2000可具备位置、转矩CANopen控制功能。

B.A2伺服驱动器

首先将A2伺服驱动器必要的参数进行设置:

图12A2伺服之CANopen设定参数

设定好必要的A2参数后，进行PDO映射，在ProfilePosition模式下，选取RXPDO:

6083h加速时间、6084h减速时间、6081h位置脉冲速度、607Ah位置模式位置命令值、控制字6040h、模式选择6060h。

并选取TXPDO:

6061h控制模式读取、6041h状态字、6064h位置读取。

图13基于A2的CANopen主站映射表

根据主站映射表，可以进行主站程序编辑，如下所示:

2.4CANopen同步效应

在本文一开始就强调了，CANopen的一大特点就在于可实现同步传输，但是这必须建立在一定数量的PDO基础上才可实现，因为如果PDO数量过多，那么主站处理器无法保证其可以在同步报文发送之前能够将各从站的PDO送到。

我们可以通过一个公式来看这个问题:

（2-1）式（2-1）表示，在同步周期T内，若CANopen通讯速率为S，那么要想实现各从站的同步数据处理，其PDO

数量不能超过N个。

3、结语

台达工控产品为符合激烈的市场竞争的需要，近年来强化了在总线自动化控制方面的拖入，其所研发出的一批新产品全部支持CANopen通讯技术，并具备很好的组网与通讯能力。

CANopen技术的关键在于对PDO映射的掌握，了解不同控制模式下的对应PDO对于能否正确实施CANopen具有决定性的影响。

本文通过系统全面的介绍，主要展现了C2000变频器与A2伺服驱动器的PDO映射与程序编辑过程，剖析了如何设置并实施CANopen总线控制。