2025必備知識，CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT協(xié)議允許配備啥協(xié)議的電氣設(shè)備

CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT穩(wěn)聯(lián)技術(shù)(WL-COP-ECAT)協(xié)議允許配備 CANopen 的設(shè)備在基于 EtherCAT 的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上使用。

CANopen

CANopen 協(xié)議定義了如何配置和訪問自動化設(shè)備，以及如何在它們之間交換消息。CANopen 是基于對象的，這意味著網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（驅(qū)動器、控制器、編碼器、I/O 和其他設(shè)備）都有一個(gè)對象字典 (OD)，其中包含通信對象。這些通信對象涵蓋網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)；特殊功能；非循環(huán)配置數(shù)據(jù)（由服務(wù)數(shù)據(jù)對象 (SDO) 處理）；循環(huán)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（由過程數(shù)據(jù)對象 (PDO) 處理）：

CANopen轉(zhuǎn)EtherCAT穩(wěn)聯(lián)技術(shù)(WL-COP-ECAT)

過程數(shù)據(jù)對象 (PDO)包含作為過程變量循環(huán)傳輸?shù)?OD 條目。在配置階段啟動循環(huán)通信之前，特定的 OD 對象會映射到此結(jié)構(gòu)。每個(gè) PDO 條目在交換數(shù)據(jù)集中都有一個(gè)定義的偏移量，封裝在以太網(wǎng)幀中，因此在循環(huán)階段，從站的硬件可以找到相關(guān)數(shù)據(jù)。啟動循環(huán)通信后，主站和從站之間會在每個(gè)循環(huán)中交換 PDO 條目，如果不重新配置網(wǎng)絡(luò)的通信配置，則無法更改這些條目。

服務(wù)數(shù)據(jù)對象 (SDO)包含可以非周期性交換的對象字典條目。SDO 用作郵箱，發(fā)送和緩沖收到的數(shù)據(jù)。此通信是非周期性的，取決于通信周期中的可用帶寬。此通信不是確定性的，最適合傳輸配置數(shù)據(jù)。

對象字典、服務(wù)數(shù)據(jù)對象和過程數(shù)據(jù)對象的使用是 CANopen 協(xié)議的關(guān)鍵組成部分，其中 SDO 是讀寫訪問對象字典的機(jī)制。

OD 對象的每個(gè)條目都指定了一個(gè)索引地址，有時(shí)還指定了一個(gè)子索引子地址，每個(gè) OD 對象由 16 位和數(shù)據(jù)索引組成。在此上下文中，0x1000和之間的地址包含通信對象、和制造商特定對象0x1fff之間的地址以及來自設(shè)備配置文件對象。0x20000x59990x6000

CANopen 因其硬件成本低、設(shè)備和應(yīng)用配置文件范圍廣以及實(shí)施簡單而得到廣泛應(yīng)用。它還非?？煽坎⑻峁?shí)時(shí)通信，非常適合工業(yè)應(yīng)用。

以太網(wǎng)

EtherCAT 是一種工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。它基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)硬件，但使用“即時(shí)處理”方法來傳輸和路由消息。除了是一種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之外，EtherCAT 還具有確定性，這意味著它保證消息將在指定的可預(yù)測時(shí)間段內(nèi)傳輸（或事件將發(fā)生），不會變慢或變快。EtherCAT 允許節(jié)點(diǎn)（設(shè)備）之間的距離最大為 100 米，并且由于分布式同步時(shí)鐘，可以提供高達(dá) 100 Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率，周期時(shí)間小于 100 μs，抖動極低。

基于 EtherCAT協(xié)議CANopená

CANopen over EtherCAT允許在 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施 CANopen 通信協(xié)議，從而提供一種用戶友好且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可在更長的網(wǎng)絡(luò)長度上提供確定性的數(shù)據(jù)傳輸以及更快的傳輸速度。

之所以能夠在 EtherCAT 上使用 CANopen，很大程度上是因?yàn)?EtherCAT 實(shí)現(xiàn)了相同的通信系統(tǒng)，包括對象字典、SDO（SDO 協(xié)議直接從 CANopen 實(shí)現(xiàn)，沒有變化）和 PDO。在 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)上，PDO 幀是確定性發(fā)送的，沒有 CANopen 施加的 8 字節(jié)限制。EtherCAT 上的 CANopen 還支持 CANopen 設(shè)備配置文件，該配置文件指定設(shè)備的參數(shù)和行為，以及設(shè)備類特定的狀態(tài)機(jī)