现场总线技术论文反问探索伺服电机远程控制基于CANopen的伺服控制模式实现之谜
现场总线技术论文：探索伺服电机远程控制基于CANopen的伺服控制模式实现之谜
1、引言
针对伺服电机远程控制面临的复杂接线、单一控制和可靠性问题，提出了一种新的方法，即利用CANopen通信协议和驱动子协议来实现伺服电机的控制。文章分析了CANopen协议中的对象字典和报文格式，并详细介绍了在CANopen环境下PP、PV、HM三种模式的报文设置。通过搭建实验平台，我们成功实现了基于CANopen协议的伺服电机控制。在实测中，发现这种方法简化了操作流程，提高了通信速度和可靠性，同时用户可以更好地监控伺服电机。
2、系统总体架构
整个系统由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器以及伺服驱动设备组成。系统采用DS301协议进行通讯管理，而对于伺服控制部分，则使用DSP402协议。此外，作为从节点的伽马射线计具有完整的CANopen通讯功能，它负责与计算机上的上位机会话，并将信息传送至后者。此外，上位机会通过USBCAN适配器对从站进行必要的配置。
3.CANopen服务过程原理
a）设备模型
通信单元：包含用于网络管理及数据传输的一系列功能。
对象字典：记录着所有可能参数及其相关描述，这些参数是设备行为描述的一部分。
应用过程：连接应用层与物理层之间，为用户提供访问对象字典及配置参数等功能。
b）状态转换
根据定义，每个状态都有其特定的行为。当发生异常时，将进入“故障”状态。在正常工作中，从关闭到打开再到运行三个阶段：
PowerDisabled（主电关闭）：初始化完成后进入SWUTCH_ON_DISABLED状态，在此期间可以进行通讯，但主电仍未开启。
PowerEbabled（主电打开）：进入OPERATIONENABLED状态，此时主电已开启，可以开始真正运行。
Fault（故障）：出现任何问题都会导致此状态。
c）三种模态：
PP模式（位置模式）：以目标位置为基准，对于定位要求较高的情况下，是一种常用的模态方式。
PV模式（速度模式）：主要用于速度精确度较高的情景，如步进运动或微分运动等场合。
HM模式（回零模态）：提供多种回零方法，以确保起始位置稳定且精确。
4 系统硬件搭建与软件设计
硬件搭建方面，我们首先在TI开发环境中配置好相关参数并建立DS301工程项目，然后下载至驱动器并测试SDO/PDO/NMT等通讯对象是否正确。软件设计则采用CCS开发环境，主要包括闭环调节程序及基于CCS CANOpen库编写的一个通信处理程序。初始化过程包括变量初始化、中断使能以及编码器反馈信号判断；而通讯初始化则涉及设置节点地址、波特率映射预定义，以及启动通信处理程序。
5 服务报文设置与验证
每个模态都需要设定相应报文，以便执行具体操作。一旦设定值被输入，就会依据该值改变轴方向或者保持当前位置。如果要改变轴方向，只需在上位界面输入新值即可；如果要保持当前位置，则不需要进一步操作。这意味着用户可以轻松地调整轴向或保持当前位置，无需深入了解底层逻辑。而实际验证结果显示，不论是在PP还是PV还是HM三种不同的情况，都能够成功地实施所需移动距离或速度变化，而且这些变化都是符合预期且无误差的事实证据。
