CANopen转Profient网关协议介绍

CANopen介绍：

CANopen是一种基于控制器局域网（CAN）的高层工业通信协议，由国际用户和制造商协会CiA于1995年发布，基础规范为CiA 301标准。该协议覆盖OSI模型的网络层及以上层次，通过对象字典实现设备参数配置，包含网络管理（NMT）、服务数据对象（SDO）和过程数据对象（PDO）等核心协议，支持主从、客户端/服务器及生产者/消费者通信模式。

CANopen设备通过16位索引和8位子索引访问对象字典，其通信服务包含SYNC同步、心跳监测及紧急报文功能。协议采用预定义COB-ID标识符，硬件层集成CAN模块与收发器，软件层通过NMT状态机控制设备运行状态。该协议扩展出CiA 401、CiA 402等设备子协议，应用于工业自动化、医疗设备、汽车电子及机器人控制领域，支持多供应商系统集成

CANopen是一种架构在控制局域网路（Controller Area Network, CAN）上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

CANopen 实现了OSI模型中的网络层以上（包括网络层）的协定。CANopen 标准包括寻址方案、数个小的通讯子协定及由设备子协定所定义的应用层。 CANopen 支持网络管理、设备监控及节点间的通讯，其中包括一个简易的传输层，可处理资料的分段传送及其组合。一般而言数据链结层及物理层会用CAN来实作。除了 CANopen 外，也有其他的通讯协定（如EtherCAT）实作 CANopen 的设备子协定。

CANopen由非营利组织CiA（CAN in Automation）进行标准的起草及审核工作，基本的 CANopen 设备及通讯子协定定义在 CAN in Automation (CiA) draft standard 301中。针对个别设备的子协定以 CiA 301 为基础再进行扩充。如针对 I/O 模组的 CiA401 及针对运动控制的 CiA402。

Profinet介绍：

PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。

PROFINET网络和外部设备的通讯是借由PROFINET IO来实现，PROFINET IO定义和现场连接的外部设备的通讯机能，其基础是级联性的实时概念，PROFINET IO定义控制器（有“主站机能”的设备）和其他设备（有“从站机能”的设备）之间完整的资料交换、参数设定及诊断机能。PROFINET IO是设计用来在以以太网连接的设备提供快速的资料传输，且支援生产者－消费者模型（provider-consumer model）。支援PROFIBUS通讯协定的设备可以无缝的和PROFINET网络连接，不需要IO代理器（IO-Proxy）之类的设备。设备开发者可以利用市面上贩售的以太网控制器来开发PROFINET IO设备。PROFINET IO适用在网络循环时间在数ms的系统。

PROFINET IO系统包括以下几种设备：

IO控制器，控制自动化的任务工作。

IO设备，一般是现场设备，受IO控制器的控制及监控，一个IO设备可能包括数个模组或是子模组。

IO监控器是一个PC的软件，可以设定参数及诊断个别模组的状态。

PROFINET IO会在IO控制器及IO设备之间建立应用关系（Application Relation,AR），应用关系中会定义有不同的参数传递、周期资料交换及警告处理等特性的通讯关系（Communication Relations,CR）。

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西门子1200PLC组态ProfiNET远程IO模块第1集:硬件接线和GSD文件安装!

一个IO设备的特性会由设备制造商在GSD（General Station Description）档中说明，所使用的语言是GSDML（GSD标记语言），GSD档提供PC监控软件规划PROFINET组态所需要的基本资料。

Profient转CANopen网关：

本产品实现 ProfiNet网络与CANOpen网络之间的数据通讯，可连接CANOpen网络到ProfiNet网络。 即将CANOpen设备转换为ProfiNet设备。

本产品广泛应用于：CANOpen接口的变频器、伺服驱动器、电量测量装置、智能现场测量设备、仪表、PLC、DCS、FCS等等。

配置简单：用户不必了解 CANOpen和 ProfiNet细节，只需要参考手册，根据要求就能配置网关，不需要复杂编程，即可在短时间内实现连接功能。（数据透传）

网关可自由设置Profinet参数与CANopen参数，只需与Profinet设置与CANopen参数设置保持一致即可

可根据从站EDS文件对从站参数进行配置。需提前了解从站工艺需要用到的参数索引。

CANopen从站：

通讯对象

CANopen 的物理层 CANbus 每次传送的数据量不大，其中包括 11 位元的 ID、远端传输请求（RTR）位元及大小不超过8字节的资料。CANopen 将 CANbus 11 位元的 ID 分为 4 位元的功能码及 7 位元的 CANopen 节点 ID。7 位元的 ID 共有 128 种不同的组合，其中 ID 0 不使用，因此一个 CANopen 网络上最多允许 127 台设备。CANbus 在 CAN 2.0 B 规格中允许 29 位元的 ID，因此若配合 CAN 2.0 B 使用，CANopen 网络上可以超过127 台设备，不过在实际运用中，大多数的 CANopen 网络上设备数量均低于此数值。

CANopen 将 CANbus 的 11 位元 ID 称为通讯对象 ID (COB-ID)。当传输数据发生冲突时，CANbus 的仲裁机制会使 COB-ID 最小的讯息继续传送，不用等待或重传。COB-ID 的前 4 个位元是 CANopen 的功能码，因此数值小的功能码表示对应的功能重要，允许的延迟时间较短。

在 CANopen 标准中，部份 COB-ID 被保留作网络管理及 SDO 通讯用。而在设备初始化后，有些功能码和 COB-ID 会对映到标准的功能，不过后续仍可以规划为其他用途。

在网关配置完成后，设备上电时网关会与PLC进行Profient通讯连接，CANopen一侧会先通过SDO对从站设备发送配置报文，对NMT，心跳守护者及PDO参数进行设置。

Profinet设置：

网关在Profinet网络中设置比较简单，主要设置参数为网关的设备名称以及IP地址，以及输入输出的数据长度

当配置完成之后，用户无需对网关本身进行编程，只需要对映射地址的数据进行处理即可。

审核编辑 黄宇