l 顯式信息信道。
l 主機查詢改變信道的狀態循環。
l 從機I/O改變信道的狀態循環。
顯式信息主要服務于設備的配置。主機查詢改變狀態信道使得主機可以向設備請求I/O數據并把輸出數據發送到從機。借助于改變狀態循環或從機I/O(通過改變狀態循環觸發或通過應用觸發),從機將輸入數據發送到主機。通過位選通指令,主機可以從最多為64個的從機中請求接收一個輸入數據。由于所有的這些信息都是被響應的,所以對這些不同的功能性分配了8個信息標識符。如果請求獲取數據的位選通沒有使用一高效的標識符,則通過目的地址場在從機上對信息進行濾波。
CANopen 系統的標識符分配使用在CAL子集,其中CMS(CAN-based Message Specification)將信息標識符定義了8個優先級,每個級別擁有220個ID,范圍從1~1760,剩余的標志(0,1761~2031)保留給NMT(Network MessagemenT)。在CANopen的系統中,可能訪問的節點為128個,所以保留128個信息標識符作為節點保護。
在最小系統配置中,CANopen規定了一個面向設備的標識符分配方案,這種方法可以供127臺設備默認連接到一臺主設備上(如圖1所示)。通過4位的功能代碼可以區分某些情況的16種基本功能,這些情況分別是:2個數據過程信道的接收和發送、一個點對點信道、節點狀態控制、節點保護、緊急情況通報以及接收同步信息和有時間標記的信息。由于信息的優先級由它的功能決定,所以功能代碼位于信息標識符的最高幾位。

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圖2 CANopen最小系統標識符分配方案
2.2 交換過程數據
在一分布式自動化系統的設備之間發送過程數據是CAN 通訊系統的目的,它應以最高效率的方式完成。因此,對于應用規定的數據(過程數據、I/O數據)其傳送應該根據產生者使用者的模型來執行,其意思就是說, 通過相關的信息ID推斷所發送的數據。信息的產生者和使用者在這種情況下被假設擁有使用數據的知識或明白發送數據的含義。
在CAN基本協議中,各個節點采用規定的模式交換數據。CAN的數據流由數據幀、遠程幀、錯誤幀和超載幀4種不同的幀類型所表示和控制。數據幀攜帶數據從發送器至接收器。遠程幀由總線單元發出,請求發送具有同一識別符的數據幀。任何單元檢測到一總線錯誤就發出錯誤幀。超載幀用以在先行的和后續的數據幀(或遠程幀)之間提供一附加的延時。
但是,DeviceNet和CANopen在過程數據交換采用不同的解決方案。DeviceNet過程數據通過“I/O信息”傳送,CANopen過程數據通過“過程數據對象”(PDOs Process Data Object)傳送。
DeviceNet 支持下列的觸發模式:循環、改變狀態和應用對象觸發。通過循環觸發的模式當指定信息的傳送觸發定時器終止時,信息的發送就會被啟動。通過狀態改變的模式當檢測到應用對象狀態改變時,信息發送就會開始,當一特定間隔時間結束而沒有發送信息,信息也會被發送。通過應用對象觸發模式,應用對象可以決定何時觸發信息的發送,當一特定間隔時間結束而沒有發送信息時信息也會被發送。
CANopen的觸發模式劃分為事件、應用請求或預定義同步信息接收后的觸發模式。事件觸發可以在子協議(Profile)或應用指定的事件(異步 PDO)中產生。PDO的發送也可以通過接收一遠程請求信息而被觸發。“同步PDO” 是通過接收同步信息的一指定號碼而被循環觸發的。同步信息也可以被用作為整個網絡中數據獲得的同步以及輸出數據濾波的同步。傳輸實時數據時,數據從一個生產者傳到一個或多個消費者,傳送限制在1到8個字節,即一個PDO可以傳輸最多64個數字I/O值或者4個16位的AD值。
數據交換過程中,網絡設備會產生或者消耗一個以上的映射應用對象。DeviceNet和CANopen為靈活地將應用數據映射到通訊對象而提供了非常完善的方法。
DeviceNet 中,應用數據的分組是由集合對象的實例(instance)規定的。這個“集合”對象的實例定義了發送的應用對象數據格式。一個設備可能包含多于一個 I/O集合而且其相應集合的選擇也是一個可配置的設備選項。
CANopen 規定了有關應用對象映射,應用對象通過一個叫“PDO映射記錄”的數據結構映射到PDO中。這個結構以對象標識符列表(對象目錄索引子索引)和數據長度的形式規定了映射的應用對象數據。由于PDO映射可通過SDO(Service Data Object)訪問,所以PDO映射可通過配置工具配置。
2.3 建立過程數據信息連接
在CAN 網絡里,信息生產者發送信息以及信息消耗者接收信息,其各自標識符的分配建立了通訊路徑。通過已經分配的信息標識符的預定義信息可以建立信息的連接,或通過信息的各種標識符分配來達到建立信息的連接目的。非預定義標識符分配的主要優點是:建立任何類型的通訊結構的可能性,根據應用需求的最大數量信息標示符的有效性以及面向控制而設計的信息標示符分配有效性。
在一預定義信息的系統中,信息的功能和信息的標示符已經被定義DeviceNet和 CANopen使用1:n系統結構的預定義連接組方法。根據預定義組,一個已經分配了從設備預定義查詢連接的DeviceNet主機,已經知道關于發送查詢請求以及期待查詢響應信息的信息ID,因為它們來源于從機的MAC-ID。同樣的,在CANopen中除了其他的預定義信息之外, 默認的預定義連接組提供了2個預定義的接收和發送PDO, 默認PDO的用法和含義是由設備的類型決定。
DeviceNet標識符分配方法是通過設備擁有的信息標示符庫決定的,這個標示符出自于信息發送設備的標示符庫。DeviceNet最大為64個設備發布有效的標識符。在連接過程中,一個產生模塊的信息從它的信息ID庫中,分配一個空閑的信息ID,并將此空閑的信息ID與它的源MAC ID(Source MAC ID)結合在一起,產生一個所謂的“連接ID”。而CANopen的變量標識符分配方案基于中央信息標識符庫,系統管理員通過SDO(Service Data Object)信道設置設備對象目錄中相應的PDO標識符實現信息連接的建立。
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