CANOpen编码器说明书DOC.docx
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CANOpen编码器说明书DOC
1、CANopen介绍1
2、通信对象1
3、CANopen预定义连接集3
4、编码器5
4.1编码器说明5
4.2接线说明5
5、Objectdirectory（对象字典）7
5.1Detaileddescriptionofthecommunicationparameters（通讯子协议区域）7
5.1.1Object1000h:
Devicetype（设备类型）7
5.1.2Object1001h:
Errorregister（错误寄存器）7
5.1.3Object1003h:
Predefinederrorfield（预定义错误区域）7
5.1.4Object1005h:
COB-IDforSYNC（SYNC标志符）8
5.1.5Object1008h:
Manufacturerdevicename（制造商设备名）8
5.1.6Object1009h:
Hardwareversion（硬件版本）8
5.1.7Object100Ah:
Softwareversion（软件版本）8
5.1.8Object100Chund100Dh:
GuardTimeandlifetimefactor（节点保护参数）8
5.1.9Object1010h:
Saveparameters（保存参数）9
5.1.10Object1011h:
restoredefaultparameters（恢复默认参数值）9
5.1.11Object1014h:
COB-IDemergencymessages（EMCY标志符）9
5.1.12Object1017h:
ProducerHeartbeatTime（Heartbeat报文周期）10
5.1.13Object1018h:
IdentityObject（设备ID）10
5.1.14Object1800h:
1.transmitPDOparameter（TXPDO1异步）10
5.1.15Object1801h:
2.transmitPDOparameter（TXPDO2同步）10
5.2DetailedDescriptionoftheManufacturer（制造商特定子协议区域）11
5.2.1Object2000h:
Mode（工作模式）11
5.2.2Object2001h:
LocalAddress（编码器通讯地址）12
5.2.3Object2002h:
Max_LoopValue（循环测量时的最大值）12
5.2.4Object2003h:
Min_BackForthValue（往复测量时的最小值）12
5.2.5Object2004h:
Max_BackForthValue（往复测量时的最大值）12
5.3DetailedDescriptionoftheGeneralEncoderParameters（标准的设备子协议区域）13
5.3.1Object6000h:
Operatingparameters（操作参数）13
5.3.2Object6003h:
Presetvalue（外部置位的设定值）13
5.3.3Object6004h:
Valueofposition（编码器当前位置值）14
5.2.6Object6200h:
Cyclictimer（发送测量值间隔时间）14
5.3.4Object6500h:
Operatingstatus（操作状态）14
5.3.5Object6501h:
SingleTurnresolution（每圈对应的测量值）14
5.3.6Object650Bh:
Serialnumber（出厂序号）14
6、RS232通讯参数15
7、Layer-Setting-Service（LSS）16
附：
CANopen报文分析18
1、CANopen介绍
从OSI网络模型的角度来看同，现场总线网络一般只实现了第1层（物理层）、第2层（数据链路层）、第7层（应用层）。
因为现场总线通常只包括一个网段，因此不需要第3层（传输层）和第4层（网络层），也不需要第5层（会话层）第6层（描述层）的作用。
CAN（ControllerAreaNetwork）现场总线仅仅定义了第1层、第2层（见ISO11898标准）；实际设计中，这两层完全由硬件实现，设计人员无需再为此开发相关软件（Software）或固件（Firmware）。
同时，CAN只定义物理层和数据链路层，没有规定应用层，本身并不完整，需要一个高层协议来定义CAN报文中的11/29位标识符、8字节数据的使用。
而且，基于CAN总线的工业自动化应用中，越来越需要一个开放的、标准化的高层协议：
这个协议支持各种CAN厂商设备的互用性、互换性，能够实现在CAN网络中提供标准的、统一的系统通讯模式，提供设备功能描述方式，执行网络管理功能。
●应用层（Applicationlayer）：
为网络中每一个有效设备都能够提供一组有用的服务与协议。
●通讯描述（Communicationprofile）：
提供配置设备、通讯数据的含义，定义数据通讯方式。
●设备描述（Deviceproflile）：
为设备（类）增加符合规范的行为。
下面的章节将介绍基于CAN的高层协议：
CAL协议和基于CAL协议扩展的CANopen协议。
CANopen协议是CAN-in-Automation（CiA）定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。
尤其是在欧洲，CANopen协议被认为是在基于CAN的工业系统中占领导地位的标准。
大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器，都在称为“设备描述”的协议中进行描述；“设备描述”定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。
依靠CANopen协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。
2、通信对象
CANopen指定有四类通信对象。
第一类通信对象是用8个字节的数据字段把过程数据对象PDO（ProcessDataObjects）映象到一个单一的CAN帧从而传输应用对象每个PDO有一个唯一的标识符且可以仅通过一个节点发送但其接受者可不止一个（生产者/消费者通信）发送PDO可用多种方式如由内部事件驱动由内部定时器驱动由远程请求驱动和由接收到来自特定的节点的一个同步信息驱动应用对象和支持的传送方式的缺省映象在对象字典中对每一个PDO都作了描述PDO标识符具有高优先级以确保良好的实时性能如果需要硬实时控制那么系统的设计者可为每个PDO组态一个禁止时间（inhibit-time）该“禁止时间”严禁在特定的时间内发送这个对象因此设计者可对多个对象设计一个确定的PDO行为发送PDO无需确认PDO映象对象中定义了被在PDO内传送的应用对象它描述了所映象的应用对象的顺序和长度在预操作状态（Pre-OperationalState）期间支持动态PDO映象的设备必须支持这个功能若在预操作状态下支持动态映象则服务数据对象SDO客户负责数据的一致性。
第二类通信对象是传送组态数据的服务数据对象SDO（ServiceDataObjects）组态数据有时多于8个字节SDO传输协议允许传送任意长度的数据对象第一段内的第一个字节包含必须的数据流控制信息它包括为克服众所周知的双重接受CAN帧的问题而设置的一个触发位第一段内的第24字节包含要读出或写入的对象字典登入项的索引和子索引第一段内的最后四个字节可用于组态数据用同样的CAN标识符第二段以及其后继段包含控制字节和多达7个字节的组态数据接受者确认每个字节以便有点对点通信（客户/服务器）。
第三类通信对象是网络管理对象节点保护对象（NodeguardingObject）和NMT对象节点保护对象。
是由NMT主站节点远程请求的具有一个字节的CAN帧数据字节主要包含节点的状态节点保护时间在对象定期发送节点保护时间在对象字典中也作了规定并且可以由SDO进行组态此外还规定了保护时间寿命（LifeGuardingTime）在该时间区内NMT主站必须保护一个NMT从站这就确保了即使在主站不存在的情况下节点仍能以用户指定的方式作出反应NMT对象映象到一个单一的带有2个字节数据长度的CAN帧它的标识符为0第一个字节包含命令说明符第二个字节包含必须执行此命令的设备的节点标识符（当节点标识符为0时所有的节点必须执行此命令）由NMT主站发送的NMT对象强制节点转换成另一个状态CANopen状态机规定了初始化状态子程序操作操作状态和停止（正式为准备）状态
在加电后每个CANopen处于初始化状态然后自动地转换到预操作状态在此状态下提供了同步对象和节点保护还允许SDO的传送如果NMT主站已将一个或多个节点设置为操作状态则允许他们发送和接受PDO在停止状态除NMT对象外不允许通信初始化状态又分成三个子状态以使全部或部分的节点复位在Reset_Application子状态中制造商专用（manufacture-specific）行规区域和标准化设备行规区域的参数均设置成它们的缺省值在Reset_Communication子状态中通信行规区域的参数设定为它们的通电（power-on）值第三个子状态是初始化状态在通电后或复位通信后或复位应用后节点自动地进入此状态通电值（Power-on）是上一次存储的参数。
第四类通信对象是应急对象。
由设备内部出现致命错误来触发并从相关应用设备上的应急客户发送因此应急对象适用于中断类型的报警信号每个“错误事件”（errorevent）只能发送一次应急对象只要在设备上不发生新的错误就不得再发送应急对象零个或多个应急对象消费者可接受这些应急消费者的反应是由应用指定的
CANopen定义了应急对象中要传送的若干个应急错误代码它是一个单一的具有8个数据字节的CAN帧。
3、CANopen预定义连接集
为了减小简单网络的组态工作量，CANopen定义了强制性的缺省标识符（CAN-ID）分配表。
这些标志符在预操作状态下可用，通过动态分配还可修改他们。
CANopen设备必须向它所支持的通讯对象的提供相应的标识符。
缺省ID分配表是基于11位CAN－ID，包含一个4位的功能码部分和一个7位的节点ID（Node-ID）部分。
如图3-1所示。
图3-1预定义连接集ID
Node-ID由系统集成商定义。
Node-ID范围是1~127（0不允许被使用）。
如下表格CANopen预定义主/从连接集CAN标识符分配表。
注意：
●PDO/SDO发送/接收是由（slave）CAN节点方观察的。
●NMT错误控制包括节点保护（NodeGuarding），心跳报文（Heartbeat）和Boot-up协议。
4、编码器
4.1编码器说明
此转换板与AgilentAEAS7000系列13位/16位绝对编码器组件配合使用。
安装电阻R11后，选择使用13位编码器，安装电阻R12后，选择使用16位编码器。
电阻R11和R12不能同时安装。
该编码器以标准CANOPEN协议（CiADSP406）为基础，增加了一些制造商特定参数。
4.2接线说明
使用专用线缆。
线长1.5m。
编码器近端处内屏蔽层套热缩管接SCREEN。
使用热缩管套住内屏蔽层及内部电线。
编码器近端外层护套离线头距离为8cm。
编码器远端处内屏蔽层剪断并悬空，且必须与0V和外屏蔽层绝缘，使用热缩管套住内屏蔽层及内部电线，各色导线留长5cm。
注意：
内屏蔽层必须缩紧在热缩管内，不得漏出
UB
棕色
外部供电，9～36V
0V
白色
外部供电的0V
CLR
黄色
外部清零信号，高有效，9～36V，以0V线为参考
TXD
粉红
RS232TXD
GND
灰色
编码器内部0V，应与外部供电的0V保持绝缘
RXD
蓝色
RS232RXD
SCREEN
接内屏蔽层。
内屏蔽层另外一端应剪断并悬空，且必须与0V和外屏蔽层绝缘
紫色
应剪断
GND
黑色
编码器内部0V（CANGND），应与外部供电的0V保持绝缘
CAN－
红色
CAN总线负
CAN＋
绿色
CAN总线正
CANopen编码器电缆屏蔽层的连接：
使用两根电缆时的情况
UB、0V、CLR、TXD、GND、RXD使用一根屏蔽线，屏蔽层一端接编码器壳体（应在壳体内线缆密封接头处环形散开，使用金属螺母和防松垫圈把屏蔽层压紧在壳体内侧），屏蔽层另外一端应妥善接大地
GND、CAN－、CAN＋使用一根屏蔽线，屏蔽层一端接电路板上SCREEN处，屏蔽层另外一端应悬空，且必须与0V和另外一根屏蔽线的屏蔽层绝缘
使用一根双屏蔽电缆时的情况
外屏蔽层一端接编码器壳体（应在壳体内线缆密封接头处环形散开，使用金属螺母和防松垫圈把屏蔽层压紧在壳体内侧），外屏蔽层另外一端应妥善接大地。
内屏蔽层一端接电路板上SCREEN处，内屏蔽层另外一端应悬空，且必须与0V和外屏蔽层绝缘。
使用热缩管套住内屏蔽层及内部电线，各色导线留长5cm。
RS232接口的使用
RS232接口设计用来对编码器进行CANopen节点地址和波特率的设定，及出厂诊断时使用。
修改编码器CANopen节点地址和波特率之外的情况，建议用户不要使用RS232接口。
TXD（粉红）、RXD（蓝色）和GND（灰色）不要连接，且做好线头的处理，相互之间不能短路，也不能与其它线短路。
违反上述要求，可能会导致编码器损坏或者电磁兼容（EMC）性能下降。
5、Objectdirectory（对象字典）
5.1Detaileddescriptionofthecommunicationparameters（通讯子协议区域）
5.1.1Object1000h:
Devicetype（设备类型）
提供设备外形和所使用的设备类型的信息：
1000
VAR
Devicetype
Unsigned32
ro
M
数据内容
Devicetypenumber
Encodertype
Byte0（LSB）
Byte1
Byte2
Byte3（MSB）
96h*
01h*
01h（单圈绝对编码器）
02h（多圈绝对编码器）
00h
5.1.2Object1001h:
Errorregister（错误寄存器）
错误寄存器，在这指示出设备发生的错误：
1001
VAR
Errorregister
Unsigned8
ro
M
数据内容：
Bit0=1:
一般性错误
Bit1...7:
保留
5.1.3Object1003h:
Predefinederrorfield（预定义错误区域）
预定义错误区域，发生的错误在这里能显示出来，最近的4个错误将会被存储在错误区域。
1、Sub-Index0包括有多少个错误被存贮。
2、最新的的错误将会被存储在Sub-Index1里，已经存在的将会向后移一位。
3、如果Sub-Index0被写入0，所有的错误将会被删除。
1003
ARRAY
Predefinederrorfield
Unsigned32
ro
O
5.1.4Object1005h:
COB-IDforSYNC（SYNC标志符）
定义SYNC报文的COB-ID。
另外，它还定义设备产生还是接收SYNC报文。
1005
VAR
COB-IDforSYNC
Unsigned32
rw
O
数据内容：
Bit0...10:
11位ID;Standard-ID=80h
Bit11...29:
0（reserviertfor29BitIdentifierdevices）
Bit30:
0（设备不产生SYNC）
Bit31:
1（设备接收到SYNC报文）
5.1.5Object1008h:
Manufacturerdevicename（制造商设备名）
包含制造商设备名称
1008
VAR
devicename
Vis-String
ro
O
数据内容：
"GEMPLEGAM60"
5.1.6Object1009h:
Hardwareversion（硬件版本）
包含硬件版本号
1009
VAR
Hardwareversion
Vis-String
ro
O
数据内容：
"V1.00"
5.1.7Object100Ah:
Softwareversion（软件版本）
包含软件版本号
100A
VAR
Softwareversion
Vis-String
ro
O
数据内容：
"V5.18"
5.1.8Object100Chund100Dh:
GuardTimeandlifetimefactor（节点保护参数）
定义节点保护参数。
100C
VAR
GuardTime
Unsigned16
rw
O
100D
VAR
lifetimefactor
Unsigned8
rw
O
数据内容：
Monitoringtime:
0000...FFFFh[ms];standardvalue:
=0h
Lifetimefactor:
00...FFh;standardvalue=0h
5.1.9Object1010h:
Saveparameters（保存参数）
在Sub-Index1写入命令“save”（0x65766173h），参数将会存入存储器中。
2000h，2001h，2002h，2003h，2004h，6003h，6501h，650Bh等对象通过写入命令的方法进行保存。
1010
ARRAY
Saveparameters
Unsigned32
rw
O
数据内容：
写入:
读取:
Byte0:
73h（"s"）Bit0=1:
设备通过命令保存参数
Byte1:
61h（"a"）Bit1=0:
设备不能自动保存
Byte2:
76h（"v"）
Byte3:
65h（"e"）Bit2...31=0:
保留
5.1.10Object1011h:
restoredefaultparameters（恢复默认参数值）
在Sub-Index1写入命令“load”（0x64616F6Ch），参数将会恢复成标准值，并存入存储器中。
2000h，2001h，2002h，2003h，2004h，6003h，6501h，650Bh等对象通过写入命令的方法进行存贮。
1010
ARRAY
restoredefaultparameters
Unsigned32
rw
O
数据内容：
写入:
读取:
Byte0:
6Ch（"l"）Bit0=1:
设备支持恢复标准值
Byte1:
6Fh（"o"）
Byte2:
61h（"a"）Bit1...31=0:
保留
Byte3:
64h（"d"）
5.1.11Object1014h:
COB-IDemergencymessages（EMCY标志符）
定义emergency报文的COB-ID。
1024
VAR
COB-IDemergencymessages
Unsigned32
rw
O
数据内容：
Bit0...10:
11位ID;Standard-ID=80h+Node-ID
Bit11...29:
0（reserviertfor29BitIdentifierdevices）
Bit30,31:
保留
5.1.12Object1017h:
ProducerHeartbeatTime（Heartbeat报文周期）
定义heartbeat报文的周期时间，如果没有使用ProducerHeartbeatTime为0。
时间为1ms的倍数。
1017
VAR
Producer_Heartbeat_Time
Unsigned16
rw
O
5.1.13Object1018h:
IdentityObject（设备ID）
读取设备ID。
1018
VAR
IdentityObject
ro
M
数据内容：
Sub-Index0h:
ro发送固定值4
Sub-Index1h:
ro发送Vendor-ID（0000003Fh）
Sub-Index2h:
发送产品代码（00000000h）
Sub-Index3h:
ro发送SW修订号（00000100h）
Sub-Index4h:
ro发送编码器序号（00000001h）
标准值只有在"ResetNode"操作后有效。
5.1.14Object1800h:
1.transmitPDOparameter（TXPDO1异步）
这个对象包括PDO1的参数。
1800
RECORD
1.transmitPDOparameter
rw
M
数据内容：
SUBIndex0h:
ro;发送定值5。
SUBIndex1h:
COBID
DefaultValue：
180h+Node-ID
SUBIndex2h:
transmissiontype（传输类型）
DefaultValue=FEh（254）（异步）
SUBIndex3h:
Inhibittime;即两个连续PDO传输的最小间隔时间（单位:
0.1ms）
DefaultValue=5000；
SUBIndex5h:
Eventtime;当超过定时时间后，一个PDO可以被触发。
（单位:
1ms）
DefaultValue=0；
5.1.15Object1801h:
2.transmitPDOparameter（TXPDO2同步）
这个对象包括PDO2的参数。
1801
RECORD
2.transmitPDOparameter
rw
M
数据内容：
SUBIndex0h:
ro;发送定值5。
SUBIndex1h:
COBID
DefaultValue：
280h+Node-ID
SUBIndex2h:
transmissiontype（传输类型）
DefaultValue=1h（同步），传送在一个S
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