KINCO CANopen I/O模块使用说明

KINCO CANopen I/O模块使用说明
（CANopen-D0808-A0000）
CANopen I/O 模块是基于CAN总线通讯方式,应用层采用CIA组织定义的CANopen
协议,符合DS301(通讯子协议)和DS401(IO模块子协议)规范，KINCO CANopen I/O 模
块CANopen -D0808-A0000包含8路数字量输入,8路数字量输出，不包含模拟量输入输
出.本模块的电气参数如下:
1) 可通过SDO进行参数配置（见后面列表）；
2) 供电电源：12～24VDC
3) 8路输入:
光电（双向光耦）隔离；
4路一组公用一个公共端,两个公共端彼此隔离；
输入电平范围：12~24VDC，输入电流>4mA；
输入响应时间：10ms；
4) 8路输出：
光电隔离；
输出电平最低(L+接24VDC)：23.5VDC, 输出L+需外接+24VDC；
每组4路输出,共2组；
每路额定输出电流500mA；
输出频率最高：1KHz；
5) 可硬件开关设置修改CAN通讯波特率；
6) 可软硬件方式修改设备站号（ID号）；
7) 通过LED灯来指示IO口状态
8) 采用DIN 导轨安装
CANOPEN简介
CANopen是在CAL基础上开发的，使用了CAL通讯和服务协议子集，提供了分布式控制系
统的一种实现方案。CANopen在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩展：或简
单或复杂。
CANopen的核心概念是设备对象字典（OD：Object Dictionary）， 下面先介绍对象字
典（OD：Object Dictionary），然后再介绍CANopen通讯机制。
对象字典OD
对象字典（OD：Object Dictionary）是一个有序的对象组；每个对象采用一个16位的
索引值来寻址，为了允许访问数据结构中的单个元素，同时定义了一个8位的子索引，对
象字典的结构参照表3-1。不要被对象字典中索引值低于0x0FFF的‘data types’项所迷
惑，它们仅仅是一些数据类型定义。一个节点的对象字典的有关范围在0x1000到0x9FFF之
间。表1 CANopen对象字典通用结构
索引 对象
0000 Not used
0001 - 001F 静态数据类型
0001 - 001F 复合数据类型
0040 - 005F 制造商规定的数据类型
0060 - 007F 设备子协议规定的静态数据类型
0080 - 009F 设备子协议规定的复杂数据类型
00A0 - 0FFF Reserved
1000 - 1FFF 通讯子协议区域
2000 - 5FFF 制造商特定子协议区域
6000 - 9FFF 标准的设备子协议
CANopen网络中每个节点都有一个对象字典。对象字典包含了描述这个设备和它的
网络行为的所有参数。 一个节点的对象字典是在电子数据文档（EDS：Electronic Data
Sheet）中描述或者记录在纸上。节点本身只需要能够提供对象字典中必需的对象，以
及其它可选择的、构成节点部分可配置功能的对象。
CANopen由一系列称为子协议的文档组成：
通讯子协议（communication profile），描述对象字典的主要形式和对象字典中
的通讯子协议区域中的对象，通讯参数，这个子协议适用于所有的CANopen设备。
设备子协议（device profile），为各种不同类型设备定义对象字典中的对象。
目前已有5种不同的设备子协议，并有几种正在发展。
设备子协议为对象字典中的每个对象描述了它的功能、名字、索引和子索引、数
据类型，以及这个对象是必需的还是可选的，这个对象是只读、只写或者可读写等等。
CANopen通讯
CANopen通讯模型定义了4种报文（通讯对象）：
1． 管理报文层管理，网络管理和ID分配服务：如初始化，配置和网络管理（包括：节点保护）。
服务和协议符合CAL中的LMT，NMT和DBT服务部分。这些服务都是基于主从通讯模式：
在CAN网络中，只能有一个LMT，NMT或DBT主节点以及一个或多个从节点。
2． 服务数据对象SDO(Service Data Object)
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）。
3． 过程数据对象PDO（Process Data Object）
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）。
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（in 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，详细见下表：
同步: 通过接收SYNC对象实现同步
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
周期： 传送在每1到240个SYNC消息后触发异步: 由远程帧触发传送
由设备子协议中规定的对象特定事件触发传送。
PDO传输类型定义
触发PDO的条件(B=both needed 0=one or
传输类型 PDO传输
both)
SYNC RTR Event
0 B -- B 同步,非循环
1-240 0 -- -- 同步,循环
241-251 -- -- -- 保留
252 B B -- 同步,在RTR之后
253 -- 0 -- 异步,在RTR之后
254 -- 0 0 异步,制造商事件
255 -- 0 0 异步,设备子协议事件
说明： SYNC –接收到SYNC-object。 RTR －接收到远程帧。 Event –例如数值改
变或者定时器中断。 传输类型为：1到240时，该数字代表两个PDO之间的SYNC对象的
数目）。
一个CANopen设备必须支持一定数量的网络管理服务（管理报文，administrative
messages），需要至少一个SDO，每个生产或消费过程数据的设备需要至少一个PDO。
所有其它的通讯对象是可选的。

KINCO CANopen I/O（I/O Interface）模块是一种专门设计用于实现CANopen现场总线通信的设备，它允许将工业控制系统与各种传感器、执行器和智能设备集成。以下是KINCO CANopen I/O模块的基本使用说明： 1. **安装准备**： - 确认已具备CANopen网络环境，包括主站控制器（如KINCO PLC或其他支持CANopen协议的设备）、CAN线缆以及终端电阻。 - 根据模块型号和配置，检查并提供合适的电源连接（通常为DC 24V或DC 48V），同时确保接地良好。 2. **硬件连接**： - 将CANopen I/O模块按照数据表上的端子图正确连接到PLC的CAN接口以及所需的输入/输出设备，如数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲信号输入/输出等。 3. **设置参数**： - 使用PLC编程软件中的CANopen工具或专用配置软件（如有），搜索并配置CANopen网络中的从站地址（通常在0x00~0x7F范围，可依据实际需求设定）。 - 配置各通道的功能及参数，例如设定DI通道的工作模式（上升沿触发、下降沿触发、电平触发等）、AI/AO通道的数据类型、采样率、上下限值等。 4. **数据传输**： - 模块支持发送和接收过程数据对象PDO（Process Data Objects），通过定义正确的PDO映射，可以在主站和从站之间交换所需的数据，如状态信息、控制命令、反馈信号等。 - 可以利用服务数据对象SDO进行非周期性的配置数据交换或者读取模块固件版本等信息。 5. **错误处理**： - 监控CANopen报文错误计数，识别并分析NMT（Node Management Task）报文中的错误标志，及时处理如超时、丢失、CRC错误等问题。 6. **启动与停止**： - 在系统初始化完成后，启用CANopen网络和相应的I/O模块，确保所有设备处于正常工作状态。 - 当不再需要时，可通过关闭CAN接口、断开电源等方式安全地停止模块运行。 总之，KINCO CANopen I/O模块作为工业自动化系统的一部分，能够高效地进行分布式数据交换和设备控制，使得整个系统的性能和可靠性得到了显著提升。在实际应用中，请务必遵循制造商提供的详细说明书和最佳实践操作。