针对伺服电机远程控制的三种常见现场总线技术实现:基于CANopen的伺服控制模式
引言
为了解决伺服电机远程控制中的接线复杂、控制单一以及可靠性不高的问题,我们提出了一种新方法,利用CANopen通信协议和驱动子协议来实现伺服电机的控制。我们详细分析了CANopen协议的对象字典和报文格式,并介绍了在CANopen环境下PP、PV、HM三种钟伺服控制模式下的报文设置。通过搭建实验平台,我们成功实现了基于CANopen协议的伺服电机的PP、PV、HM三种模式的控制。实验结果表明,使用这种方法可以简单易操作地进行通信数据快速可靠地传输,让用户能够有效监控伺服电机。
系统总体架构
整个系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器和伺服驱动设备组成。其中,CANopen通讯部分采用DS301协议,而伺ерв驱动部分采用DSP402协议。作为从节点,伺服务具备CANopen通讯功能,将信息通过通信接口与总线相连,与计算机上的上位机会通过USBCAN适配器进行交互。
CANopen 服务器调试原理
3.1 CANopen 通信设备模型
在这个模型中,我们将设备分为三个部分:通信单元(Communication Unit)、对象字典(Object Dictionary)和应用过程(Application Process)。用户可以使用这个模型对功能完全不同的设备进行描述。
3.2 CANOpen 服务器调试原理
对象字典是核心概念,它包含描述设备及其网络行为参数的一切参数。
应用单元和通信单元都可以访问这些参数列表。
通信部分由收发器及相关栈组成,其中定义了实现通讯内容和功能的通讯对象,如NMT(网络管理报文)、PDO(过程数据)SDO(服务数据对象)。
服务器调试实践
4.1 硬件搭建步骤:
首先配置好相关参数并建立DS301工程项目,在TI开发环境中完成CANOpen协议通信程序测试后下载到驱动器中。在上位机会话界面中设置报文,并测试SDO/PDO/NMT等通讯对象。如果测试正确,则硬件搭建完成。
4.2 软件设计步骤:
软件设计主要包括闭环控制程序及CANOpen寻址两大部分。在CCS环境中建立项目,对初始化及通讯初始化工作进行编码。
5.CANOpen 报文设置与验证
5.1 PP/PV/HM 模式报文列表如下:
6.CANOpen 报文操作流程:
对于任何一种模式,都需要先选择目标值,然后依次输入位置/速度/回零方式等,再按照状态机步骤启动或停止电机。
7.CANOpen 控制验证流程:
本系统提供两个界面:USBCAN 上位界面用于监控所有可能发生的事情;VB2008 开发界面用于展示当前情况并显示图形化曲线。当选定波特率后,可以根据设定的目标值开始执行命令以达到预期效果。此外,可以随时改变设定值以调整运动轨迹,从而保证精确度与灵活性同时得到满足。
因此,这个基于 CAN Open 的远程操控系统,不仅简化了复杂任务,还提高了效率,同时保持着较高程度的人工智能参与度。这使得它成为未来工业自动化领域不可或缺的一项关键技术。