难道我们不应该探索基于CANopen的伺服电机远程控制实现并深入理解can总线通信原理吗
针对伺服电机远程控制的复杂性、单一性和可靠性问题,提出了一种基于CANopen通信协议和驱动子协议的新方法。文章首先分析了CANopen协议的对象字典和报文格式,并详细介绍了在CANopen环境下实现PP、PV、HM三种伺服控制模式所需的报文设置。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。在实际操作中,利用上位机界面可以很好地监控伺服电机的状态。
系统总体架构由PC机、CANopen上位机、USBCAN适配器和伺服驱动设备组成,其中伺服驱动设备作为从节点具有CANopen通讯功能,将信息传送给计算机上的上位机界面。整个系统架构如图所示。
在探讨CANopen伺服控制原理时,我们了解到它采用通信单元、对象字典和应用过程模型来描述设备,并通过16位索引和位子索引识别参数。此外,NMT用于主站与从站之间进行状态管理,而SDO用于配置监控对象字典中的参数;PDO则负责高速数据传输。而特殊功能对象则用于同步网络中的通信内容。
我们还深入研究了伺ерв调节模式,其中DSP402协议定义了运行模式并状态机,以确保准确描述特性的要求。此外,通过对象字典中的控制字6040来控制状态,并通过读取状态字6041来获取驱动器状态。对于“PowerDisabled”、“PowerEbabled”、“Fult”等三个基础状态,以及各个StateTransition步骤,我们提供了具体说明。
最后,在硬件搭建方面,我们使用USBCAN适配器与PC机构搭建实验平台,同时在CCS中设计软件程序,包括闭环控制程序以及CANopen协议实现部分。在初始化阶段,我们完成变量初始化以及全局中断使能等工作。在软件设计阶段,我们主要完成的是DSP系统及通讯初始化,以及编码器霍尔传感器反馈UVW信号处理等任务。
至于报文设置部分,每种模式(PP/PV/HM)都有其相应的报文列表,这些报文结构由COB-ID与最多8个字符长数据域构成。在上位机会分别设置不同模式下的目标值,然后按照相关步骤输入这些目标值以启动或停止电机操作,从而验证每种模式下的正确性。
此外,本系统还包含两大部分:USBCAN上的接口监控界面及VB2008开发的手动遥控界面。在接口监控界面中,可以实时查看通信波特率及心跳周期,同时也可以手动调整位置环速度环参数以达到预期效果。经过测试,上述所有情况均能成功实现精确定位速度回零等多种操作,使得用户能够方便地进行远程操纵并获得实时反馈。这项技术不仅提高了用户体验,还保证了高效可靠地远程操纵能力,为工业自动化领域带来了新的发展契遇。