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CANOpen转PROFINET网关配置

CANOpen转PROFINET网关配置

2019/8/16 10:38:32

使用方法

配置模块

 1. 正确连接电源,通过 MiniUSB 口将 KJ-PNG-105 与 PC 相连,给 KJ-PNG-105 上电;

 2. 打开配置软件,根据需求在配置软件中进行配置(请参考配置软件的使用方法);

 3. 点击工具栏中的“下载”按钮,将配置下载到 KJ-PNG-105 中;

 4. 当下载完成后,会提示“是否重启设备”,点击“是”;

 5. 在 STEP7 中配置相应的组态,包括要配置的模块,目标设备(KJ-PNG-105)的 IP 地址及设备名称;

 6. 将 STEP7 的组态配置下载到 PLC 中;

 7. 等待大约 10 秒,KJ-PNG-105 会与 PLC 之间建立连接,此时 OK 灯亮。

  Profinet 配置

GSD安装过程

 

KJ-PNG-105 型产品使用 GSD 文件“GSDML-V2.33-KJ-PNG-105-20190610”,如图所示

选择 GSD 路径

选择安装文件

 设备组态

 双击设别和网络然后按照如下图的路径拖动添加 KJ-PNG-105 设备模块

添加设备模块后如下图所示

创建PROFINET网络

 

PROFINET 网络创建成功,如下图所示

双击 KJ-PNG-105 设备进入子模块添加

根据实际需求添加子模块如下图所示:

配置 KJ-PNG-105 的 IP 地址

配置 PLC 的 IP 地址

执行编译和下载

CANOpen 介绍

CANopen 协议是由 CiA 协会针对 CAN 协议的不完整性而定义出来的一个更高层次的协议——应用层协议。通信接口和协议软件提供在总线上收发通信对象的服务。不同 CANopen 设备间的通信都是通过交换通信对象完成的。这一部分直接面向 CAN 控制器进行操作。对象字典描述了设备使用

 

的所有的数据类型,通信对象和应用对象。对象字典位于通信程序和应用程序之间,向应用程序提供接口,应用程序对对象字典进行操作就可以实现 CANopen 通信。应用程序包括功能部分和通信部分,通信部分通过对对象字典进行操作实现 CANopen 通信,而功能部分则根据应用要求实现。

服务资料对象(SDO)

服务资料对象(SDO):可用来存取远端节点的对象字典,读取或设定其中的资料。提供对象字典的节点称为 SDO server,存取对象字典的节点称为 SDO client。SDO 通讯一定由 SD

 

1. client 开始,并提供初始化相关的参数。

  CANopen 的术语中,上传是指由  SDO server  中读取资料,而 下载 是指设定  SDOserver 的资料

通过使用索引和子索引(在 CAN 报文的前几个字节),SDO 使客户机能够访问设备(服务器)对象字典中的项(对象)。

 SDO 通过 CAL 中多元域的 CMS 对象来实现,允许传送任何长度的数据(当数据超过 4 个字节时分拆成几个报文)。

协议是确认服务类型:为每个消息生成一个应答(一个 SDO 需要两个 ID)。SDO 请求和应答报文总是包含 8 个字节(没有意义的数据长度在第一个字节中表示,第一个字节携带协议信息)。 SDO 通讯有较多的协议规定。

 各种传输帧格式:

SDO 用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户 (client),对象字典被访问且提供所请求服的 CANopen 设备别称作服务器(server)。客户的 CAN 报文和服务器的应答 CAN 报文总是包含 8字节数据(尽管不是所有的数据字节都一定有意义)。一个客户的请求一定有来自服务器的应答。

1.3.2 PDO

PDO 用来传输实时数据,数据从一个生产者传到一个或多个消费者。数据传送限制在 1 到 8 个字节(例如,一个 PDO 可以传输最多 64 个数字 I/O 值,或者 4 个 16 位的 AD 值)。PDO 通讯没有协议规定。PDO 数据内容只由它的 CAN ID 定义,假定生产者和消费者知道这个 PDO 的数据内容。

 

每个 PDO 在对象字典中用 2  个对象描述:

 

PDO 通讯参数:包含哪个 COB-ID 将被 PDO 使用,传输类型,禁止时间和定时器周期。

 

PDO 映射参数:包含一个对象字典中对象的列表,这些对象映射到 PDO 里,包括它们的数据长度(bits)。生产者和消费者必须知道这个映射,以解释 PDO 内容。PDO 消息的内容是预定义的(或者在网络启动时配置的):

 

映射应用对象到 PDO 中是在设备对象字典中描述的。如果设备(生产者和消费者)支持可变 PDO 映射,那么使用 SDO 报文可以配置 PDO 映射参数。

 PDO  可以有多种传送方式:

 

同步非周期:由远程帧预触发传送,或者由设备子协议中规定的对象特定事件预触发传送。

 

同步周期:传送在每 1 到 240 个 SYNC 消息后触发。

 

异步远程帧触发传送。

 

异步由设备子协议中规定的对象特定事件触发传送。

 

一个 PDO 可以指定一个禁止时间,即定义两个连续 PDO 传输的最小间隔时间,避免由于高优

先级信息的数据量太大,始终占据总线,而使其它优先级较低的数据无力竞争总线的问题。禁止时间由 16 位无符号整数定义,单位 100us。

一个 PDO 可以指定一个事件定时周期,当超过定时时间后,一个 PDO 传输可以被触发(不需要触发位)。事件定时周期由 16 位无符号整数定义,单位 1ms。

 

 NMT模块控制

 只有 NMT-Master 节点能够传送 NMT Module Control 报文。所有从设备必须支持 NMT 模块控制服务。NMT Module Control 消息不需要应答。NMT 消息格式如下:

当Node-ID=0,则所有的NMT从设备被寻址。CS是命令字,可以取如下值:

 NMT节点保护(NMT Node Guarding)

 

通过节点保护服务,MNT主节点可以检查每个节点的当前状态,当这些节点没有数据传送时这种服务尤其有意义。

 

NMT-Master节点发送远程帧(无数据)如下:

 

NMT-Slave节点发送如下报文应答:

数据部分包括一个触发位(bit7),触发位必须在每次节点保护应答中交替置“0”或者“1”。触发位在第一次节点保护请求时置为“0”。位0到位6(bits0~6)表示节点状态,可为下表中的数值。

心跳报文(Heartbeat)

状态可为下表种的数值

当一个Heartbeat节点启动后它的启动报文是其第一个Heartbeat报文。Heartbeat消费者通常是NMT-Master节点,它为每个Heartbeat节点设定一个超时值,当超时发生时采取相应动作。一个节点不能够同时支持Node Guarding和Heartbeat协议。

  NMT Boot-up

NMT-slave 节点发布 Boot-up 报文通知 NMT-Master 节点它已经从 initialising 状态进入pre-operational状态。

应急指示对象:

 应急指示报文由设备内部出现的致命错误触发,由相关应用设备已最高优先级发送到其它设备。

 适用于中断类型的错误报警信号。

 一个应急报文由8字节组成,格式如下:

NMT状态控制过程:CANopen 启动过程,可以用节点状态转换图表示这两种初始化过程,如下图所示。

注意:

 

图中括号内的字母表示处于不同状态那些通讯对象可以使用。

 

a. NMT , b. Node Guard , c. SDO , d. Emergency , e. PDO , f. Boot-up

 

状态转移(1-5由NMT服务发起),NMT命令字(在括号中):

 

1: Start_Remote_node (0x01)

 

2:Stop_Remote_Node (0x02)

 

3: Enter_Pre-Operational_State (0x80)

 

4: Reset_Node (0x81)

 

5:Reset_Communication (0x82)

 

6:设备初始化结束,自动进入Pre_Operational状态,发送启动消息

 

在任何时候NMT服务都可使所有或者部分节点进入不同的工作状态。NMT服务的CAN报文由CAN头(COB-ID=0)和两字节数据组成;第一个字节表示请求的服务类型(‘NMT command specifier’),第二个字节是节点ID,或者0(此时寻址所有节点)。

 

设备进入准备状态后,除了NMT服务和节点保护服务(如果支持并且激活的话)外,将停止通讯

配置软件

 

配置模块需要使用配置软件,用户可以从光盘或者网站上获取并安装,用户使用网关配置软件可以轻松完成 KJ-PNG-105 的配置,从上到下分别分标题栏、菜单栏、工具栏、设备树,以及配置区,下面详细说明这 5 分部的功能,主界面如下图:

运行

数据交换:KJ-PNG-105 的 ProfiNet 网络和 CANOpen 网络之间的数据转换是通过“映射”关系来建立的。在 KJ-PNG-105 中有两块数据缓冲区,一块是输入缓冲区(1.5K 字节),地址范围为 0x000-0x5ff;另一块是输出缓冲区(1.5K 字节),地址范围同样为 0x000-0x5ff。

ProfiNet从站

假定用户配置的输入数据的长度为 L1,输出数据的长度为 L2。KJ-PNG-105 会把[0x000,L1]地址范围内的数据发送到 ProfiNet 网络中,当从 ProfiNet 网络接收到数据是,KJ-PNG-105 会将数据写到[0x000,L2]地址范围内。

软件安装

在安装 CANOpen Configuration Tools(以下简称 CCT)软件时,推荐使用的计算机配置如表所示。

环境

类型

型号

硬件环境

显示器

彩色CRT

输入输出

标准键盘,鼠标

USB接口

至少一个2.0接口

显卡

分辨率支持 1280×1024

CPU

Intel Pentium 2.4GHz 以上

内存

512M  以上

硬盘

10G 以上

软件环境

操作系统

Windows7

应用软件

CANOpen Configuration Tools V1.0.3.7 

安装 CCT 软件的主要步骤如下所述。

 第 1 步 启动安装向导,双击安装包,弹出如下图,点击下一步:

第 2 步 选择安装位置,选择安装位置,点击下一步:

第 3 步 开始安装选择安装,点击开始安装

第 4 步 正在安装

 

安装过程需要几分钟:

第 5 步 安装完成提示

 

安装完毕,弹出“CCT 安装完成向导”窗口。鼠标左键单击“完成”立即运行 CCT,如下图所示。

用户界面介绍

 

用户界面主要有以下部分构成,如图 4.19:

 

标题栏

 

用于显示软件的名称,如果打开或保存了一个 CanOpen 配置工程,那么也将显示其所在的路径。

 

菜单栏

 

提供软件所支持的工程文件操作,比如打开、保存;以及工程的下装与串口设置。

 

工具栏

 

用于快速访问菜单栏中的各个功能。

 

设备树

 

用于组态需要的硬件设备,一共分为两个区域,分别是:

 

Master Device(主站设备)

 

列出组态到工程中的主要设备,主设备只能添加一个。

 

Slave Devices(从站设备)

 

列出组态到工程中的从属设备,从属设备可以添加多个。

 

 配置区

 

用于详细配置主设备与从设备的信息,只有当选择了对应的设备时,才会在配置区显示其信息,该区域包含如下 4 个页面。

 

General Properties(通用属性)

 

设备的概述与总体信息,比如设备名称、厂商信息。

 

Error Control(错误控制)

 

错误控制,用于配置设备是工作在心跳模式,还是监听模式

 

PDO Parameters(PDO 参数)

 

提供对 RPDO 与 TPDO 对象的参数控制。

 

Device Parameters(设备参数)

 

提供对设备的通信区域、制造商区域,以及标准化区域等内容的组态配置。

开始使用

 

该部分将用一个最简单的流程来说明本软件的使用方法。

 

创建新工程

 

启动 CanOpen Configuration,软件会自动创建一个空的工程,如图所示。

 

添加主要设备

 

单击工具栏中的“Add Device”,弹出“Device Catalog”对话框,如图 2.1 所示。然后从“Master Device”列表中选择“KJ-105”作为主要设备,点击“OK”返回主界面。

添加从属设备:单击工具栏中的“Add Device”,弹出“Device Catalog”对话框,如下图所示。添加 SSD Drives 890 v1.x 作为从属设备。

删除从设备

单击左键选中设备,然后右击鼠标弹出选中“Delete Device”,如下图所示。删除 SSD Drives 890 v1.x 作为从属设备。

配置串口:单击工具栏上的“Settings”按钮,弹出“Serial Port Selection”对话框,如图所示。 选择或输入要使用的串口,然后单击 OK 按钮返回主界面。

生成下装文件

 

单击工具栏上的“Build”按钮,生成下装用的二进制文件。如果生成过程中没有错误,那么会弹出“Build Success!”确认框

下装

 将生成的二进制文件,通过串口下载到硬件。如果下装时没有生成文件,那么会自动生成需要的文件。

 保存工程

 单击“File”菜单中的“Save”,文件名为 GetStart,将当前工程保存到硬盘上,以便后续可以继续使用。这里默认的后缀名为.canproj,代表是一个 CanOpen 的工程文件。

 配置视图操作

  ProfiNet配置:点击主站设备 KJ-105 的设备参数:

上述参数描述如下:

 

设备名称:描述此设备在 ProfiNet 网络中的名称;

 

IP 地址:KJ-PNG-105的设备 IP 地址;

 

子网掩码:KJ-PNG-105的设备子网掩码;

 

网关地址:KJ-PNG-105在局域网的网关地址;

  导入新的EDS文件

将 EDS 考入安装目录下的“Canopen Configurations\Devices\EDS”,比如采用默认的安装目录则考入到“C:\Program Files\KaiJiang\Canopen Configurations\Devices\EDS”目录下即可,重新打开软件。

PDO参数

 设备参数

错误控制

心跳(生产者时间,消费者时间)

 

节点保护(守护时间,寿命因子)

 

心跳和节点保护为互斥使用,

 

心跳一般从站作为生产者,主站作为消费者,主站监视从站

 

节点保护:主站请求从站状态,从站上报状态给主站,用于相互监视。

数据映射

加载和保存配置

 保存配置工程

 在【文件】中选择【保存】,可以将配置好的工程以.canproj 文件保存,如下图所示:

 加载配置工程

 

在【文件】中选择【打开】,可以将保存的.canproj 文件打开。

机械尺寸:尺寸:40mm(宽)×110mm(高)×74mm(深)

安装方法:35mm DIN  导轨安装

审核编辑(
王静
)
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