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l 顯式信息信道。
l 主機查詢改變信道的狀態(tài)循環(huán)。
l 從機I/O改變信道的狀態(tài)循環(huán)。
顯式信息主要服務于設備的配置。主機查詢改變狀態(tài)信道使得主機可以向設備請求I/O數(shù)據(jù)并把輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到從機。借助于改變狀態(tài)循環(huán)或從機I/O(通過改變狀態(tài)循環(huán)觸發(fā)或通過應用觸發(fā)),從機將輸入數(shù)據(jù)發(fā)送到主機。通過位選通指令,主機可以從最多為64個的從機中請求接收一個輸入數(shù)據(jù)。由于所有的這些信息都是被響應的,所以對這些不同的功能性分配了8個信息標識符。如果請求獲取數(shù)據(jù)的位選通沒有使用一高效的標識符,則通過目的地址場在從機上對信息進行濾波。
CANopen 系統(tǒng)的標識符分配使用在CAL子集,其中CMS(CAN-based Message Specification)將信息標識符定義了8個優(yōu)先級,每個級別擁有220個ID,范圍從1～1760,剩余的標志(0,1761～2031)保留給NMT(Network MessagemenT)。在CANopen的系統(tǒng)中,可能訪問的節(jié)點為128個,所以保留128個信息標識符作為節(jié)點保護。
在最小系統(tǒng)配置中,CANopen規(guī)定了一個面向設備的標識符分配方案,這種方法可以供127臺設備默認連接到一臺主設備上(如圖1所示)。通過4位的功能代碼可以區(qū)分某些情況的16種基本功能,這些情況分別是:2個數(shù)據(jù)過程信道的接收和發(fā)送、一個點對點信道、節(jié)點狀態(tài)控制、節(jié)點保護、緊急情況通報以及接收同步信息和有時間標記的信息。由于信息的優(yōu)先級由它的功能決定,所以功能代碼位于信息標識符的最高幾位。
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圖2 CANopen最小系統(tǒng)標識符分配方案
2.2 交換過程數(shù)據(jù)
在一分布式自動化系統(tǒng)的設備之間發(fā)送過程數(shù)據(jù)是CAN 通訊系統(tǒng)的目的,它應以最高效率的方式完成。因此,對于應用規(guī)定的數(shù)據(jù)(過程數(shù)據(jù)、I/O數(shù)據(jù))其傳送應該根據(jù)產生者使用者的模型來執(zhí)行,其意思就是說, 通過相關的信息ID推斷所發(fā)送的數(shù)據(jù)。信息的產生者和使用者在這種情況下被假設擁有使用數(shù)據(jù)的知識或明白發(fā)送數(shù)據(jù)的含義。
在CAN基本協(xié)議中,各個節(jié)點采用規(guī)定的模式交換數(shù)據(jù)。CAN的數(shù)據(jù)流由數(shù)據(jù)幀、遠程幀、錯誤幀和超載幀4種不同的幀類型所表示和控制。數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器。遠程幀由總線單元發(fā)出,請求發(fā)送具有同一識別符的數(shù)據(jù)幀。任何單元檢測到一總線錯誤就發(fā)出錯誤幀。超載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀(或遠程幀)之間提供一附加的延時。
但是,DeviceNet和CANopen在過程數(shù)據(jù)交換采用不同的解決方案。DeviceNet過程數(shù)據(jù)通過“I/O信息”傳送,CANopen過程數(shù)據(jù)通過“過程數(shù)據(jù)對象”(PDOs Process Data Object)傳送。
DeviceNet 支持下列的觸發(fā)模式:循環(huán)、改變狀態(tài)和應用對象觸發(fā)。通過循環(huán)觸發(fā)的模式當指定信息的傳送觸發(fā)定時器終止時,信息的發(fā)送就會被啟動。通過狀態(tài)改變的模式當檢測到應用對象狀態(tài)改變時,信息發(fā)送就會開始,當一特定間隔時間結束而沒有發(fā)送信息,信息也會被發(fā)送。通過應用對象觸發(fā)模式,應用對象可以決定何時觸發(fā)信息的發(fā)送,當一特定間隔時間結束而沒有發(fā)送信息時信息也會被發(fā)送。
CANopen的觸發(fā)模式劃分為事件、應用請求或預定義同步信息接收后的觸發(fā)模式。事件觸發(fā)可以在子協(xié)議(Profile)或應用指定的事件(異步 PDO)中產生。PDO的發(fā)送也可以通過接收一遠程請求信息而被觸發(fā)?！巴絇DO” 是通過接收同步信息的一指定號碼而被循環(huán)觸發(fā)的。同步信息也可以被用作為整個網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)獲得的同步以及輸出數(shù)據(jù)濾波的同步。傳輸實時數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)從一個生產者傳到一個或多個消費者,傳送限制在1到8個字節(jié),即一個PDO可以傳輸最多64個數(shù)字I/O值或者4個16位的AD值。
數(shù)據(jù)交換過程中,網(wǎng)絡設備會產生或者消耗一個以上的映射應用對象。DeviceNet和CANopen為靈活地將應用數(shù)據(jù)映射到通訊對象而提供了非常完善的方法。
DeviceNet 中,應用數(shù)據(jù)的分組是由集合對象的實例(instance)規(guī)定的。這個“集合”對象的實例定義了發(fā)送的應用對象數(shù)據(jù)格式。一個設備可能包含多于一個 I/O集合而且其相應集合的選擇也是一個可配置的設備選項。
CANopen 規(guī)定了有關應用對象映射,應用對象通過一個叫“PDO映射記錄”的數(shù)據(jù)結構映射到PDO中。這個結構以對象標識符列表(對象目錄索引子索引)和數(shù)據(jù)長度的形式規(guī)定了映射的應用對象數(shù)據(jù)。由于PDO映射可通過SDO(Service Data Object)訪問,所以PDO映射可通過配置工具配置。
2.3 建立過程數(shù)據(jù)信息連接
在CAN 網(wǎng)絡里,信息生產者發(fā)送信息以及信息消耗者接收信息,其各自標識符的分配建立了通訊路徑。通過已經分配的信息標識符的預定義信息可以建立信息的連接,或通過信息的各種標識符分配來達到建立信息的連接目的。非預定義標識符分配的主要優(yōu)點是:建立任何類型的通訊結構的可能性,根據(jù)應用需求的最大數(shù)量信息標示符的有效性以及面向控制而設計的信息標示符分配有效性。
在一預定義信息的系統(tǒng)中,信息的功能和信息的標示符已經被定義DeviceNet和 CANopen使用1:n系統(tǒng)結構的預定義連接組方法。根據(jù)預定義組,一個已經分配了從設備預定義查詢連接的DeviceNet主機,已經知道關于發(fā)送查詢請求以及期待查詢響應信息的信息ID,因為它們來源于從機的MAC-ID。同樣的,在CANopen中除了其他的預定義信息之外, 默認的預定義連接組提供了2個預定義的接收和發(fā)送PDO, 默認PDO的用法和含義是由設備的類型決定。
DeviceNet標識符分配方法是通過設備擁有的信息標示符庫決定的,這個標示符出自于信息發(fā)送設備的標示符庫。DeviceNet最大為64個設備發(fā)布有效的標識符。在連接過程中,一個產生模塊的信息從它的信息ID庫中,分配一個空閑的信息ID,并將此空閑的信息ID與它的源MAC ID(Source MAC ID)結合在一起,產生一個所謂的“連接ID”。而CANopen的變量標識符分配方案基于中央信息標識符庫,系統(tǒng)管理員通過SDO(Service Data Object)信道設置設備對象目錄中相應的PDO標識符實現(xiàn)信息連接的建立。
工商網(wǎng)監(jiān)
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