Servocommandes CANopen

CANopen® est un protocole série robuste et peu coûteux qui offre des capacités de diagnostic et de contrôle améliorées avec une bande passante de niveau moyen. Bien qu'il soit plus ancien que d'autres réseaux, il reste le préféré de nombreux concepteurs de systèmes de contrôle du mouvement. Et non, cela n'a rien à voir avec les ouvre-boîtes électriques ; il s'agit d'un protocole "ouvert" hautement configurable basé sur la communication CAN (Controller Area Network). ADVANCED Motion Controls a plus de 40 servomoteurs CANopen commercialisés et peut également créer des servomoteurs CANopen personnalisés.

Histoire

Mercedes-Benz W140 avec technologie CANLe développement de la commande CAN a débuté dans les années 1980 pour les systèmes des véhicules Mercedes-Benz. Le premier véhicule à être commercialisé avec la technologie CAN était la W140 en 1991. CAN est rapidement devenu un standard dans l'industrie automobile et s'est rapidement étendu à d'autres secteurs, tels que la fabrication et l'imagerie médicale. Des ingénieurs, des chercheurs et des fabricants utilisant et développant cette technologie se sont réunis en 1992 pour former le groupe CAN in Automation (CiA).

En 1993, un nouveau protocole a été initialement développé dans le cadre d'un projet dirigé par le Dr Gerhard Gruhler et le Dr Mohammed Farsi en tant que prototype. Ils ont remis leur prototype au CiA, qui l'a affiné et publié en 1995 sous le nom de profil de communication DS-301 : CANopen.

Depuis son lancement, CANopen a vu sa popularité monter en flèche. En plus de ses utilisations précédentes dans les secteurs de l'automobile, de la fabrication et de la médecine, il est maintenant utilisé dans la robotique, la manutention et de nombreuses autres industries qui utilisent le contrôle du mouvement.

Comment fonctionne CANopen

CANopen est un protocole de couche supérieure. Comme tout réseau, les réseaux CANopen sont constitués de nœuds de périphériques connectés entre eux. Dans le contrôle du mouvement, les servomoteurs constituent généralement la plupart des nœuds du réseau, bien qu'un contrôleur et d'autres dispositifs puissent également être incorporés.

Cadre de messages CANopen | Servomoteur CANopen

Les messages sont envoyés par paquets appelés trames le long de la ligne réseau connue sous le nom de bus CAN. Une trame CANopen possède un identifiant d'objet de communication (COB-ID) contenant un code de fonction de 4 bits, un identifiant de nœud de 7 bits et des bits de contrôle. La trame comporte également un champ de longueur de données de 4 bits, et de 0 à 8 octets de données.

Tous les nœuds d'un réseau CANopen possèdent un dictionnaire d'objets. Le dictionnaire d'objets contient des paramètres du nœud tels que son adresse (emplacement indexé dans le réseau), le nom du dispositif, le code d'objet, le type de données, l'accès en lecture/écriture et l'indication des paramètres facultatifs et obligatoires. Essentiellement, cela définit si, quand et comment un nœud va interpréter et répondre aux trames de données envoyées par le réseau. Bien que tous les noeuds voient chaque message, seul le noeud spécifié dans l'ID du noeud de la trame y répond.

SDO et PDO

La plupart des trames de messages sont des objets de données de service (SDO) ou des objets de données de processus (PDO). Les SDO sont généralement envoyés par le nœud maître pour lire et écrire dans le dictionnaire d'objets d'un autre nœud, en modifiant sa configuration. Le nœud qui initie la communication SDO est appelé le nœud client et le nœud ciblé est appelé le nœud serveur. Le nœud serveur répondra à la trame SDO tandis que les autres nœuds l'ignoreront.

Les PDO peuvent être envoyés par n'importe quel nœud du réseau sans être appelés par le nœud maître. Les PDO sont utiles pour mettre à jour des informations qui peuvent changer fréquemment, comme le retour d'information d'un capteur ou la puissance de sortie. Contrairement aux SDO, les PDO peuvent contenir plusieurs valeurs de paramètres et ne nécessitent pas de réponse.

Capacités

Servomoteur CANopenTous les ADVANCED Compatible avec le système CAN de Motion Controls DigiFlex® Performance™ et FlexPro Les servocommandes suivent le DS-402, le profil de dispositif standard de CiA pour le contrôle du mouvement. Les vitesses de transfert de données peuvent atteindre 1 MB/sec, ce qui nous permet d'obtenir un taux de mise à jour des servomoteurs proche de 1kHz.

Les dictionnaires d'objets confèrent aux appareils CANopen un haut degré de configurabilité, permettant de nombreuses personnalisations. CANopen est également une technologie éprouvée, qui existe depuis des décennies et qui est toujours utilisée régulièrement. Le choix d'un réseau CANopen permet également de limiter les coûts tout en maintenant de bonnes performances, d'autant plus que le prix par nœud est généralement bien inférieur à celui des autres réseaux. En général, les servomoteurs CANopen sont moins chers que les servomoteurs qui utilisent EtherCAT ou d'autres réseaux basés sur Ethernet.

Bien que beaucoup préfèrent CANopen pour sa nature robuste et sa facilité de mise en œuvre, il a ses inconvénients. Contrairement à EtherCAT ou Ethernet POWERLINKCANopen n'est pas un réseau "temps réel". Cela signifie qu'il n'est pas capable d'envoyer des mises à jour plus rapides qu'une milliseconde. Pour référence, CANopen met à jour à une vitesse d'environ 130 ms. Les réseaux CANopen peuvent également souffrir de problèmes de performance lorsque le bus CAN physique est de l'ordre de plusieurs centaines de pieds de long.

Consultez notre Modèles de servovariateurs CANopen. Vous pouvez également voir CANopen en action dans notre démo du lancer de 5 boules.

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