隨著工業4.0進程的加快，工業控制領域對運動控制提出更高的要求，CAN總線產品由于具有高性能、高可靠性以及獨特的設計，越來越受到人們的重視。本文從CAN與CANopen協議、CAN報文、CANopen通信、CAN總線驅動器應用等方面簡單介紹CAN應用情況。

一、CAN與CANopen協議

CAN是Controller Area Network的縮寫，即“局域網控制器”是德國BOSCH公司于1983年為汽車應用而開發的，一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網絡，屬于現場總線的范疇。通常稱為CAN BUS，即CAN總線。

從IOS模型上來看，CAN總線僅僅定義了第一層（物理層），第二層（數據鏈路層），沒有規定應用層，本身并不完整，需要一個高層的協議來規定CAN報文中11/29位標識符以及8字節數據的使用，CANopen就是以CAN 為基礎的上層協議。如圖1-1所示

圖1-1

二、CAN報文

CAN總線中報文是通過數據幀的形式進行傳輸，CAN報文分為兩個標準即CAN2.0A標準幀CAN2.0B擴展幀，兩個標準最大的區別在CAN2.0A只有11位標識符，CAN2.0B具有29 位標識符，一般使用CAN2.0A標準幀格式；從CAN報文幀中取出11位標識符和數據域組成Canopen報文結構。如圖1-2所示

如圖1-2

其中COB-ID：(Communication Object Identifier）即 CANopen中對某種通訊對象的報文幀ID，即CAN報文的11位ID，代表了一種通訊含義,其包含一個4位的功能碼部分和一個7位的節點 ID(Node-ID)部分，具體格式如下表1-1所示：

表1-1

在CAN總線的實際應用過程中CANopen報文是用來分析CAN總線數據的重要手段，一般會借助CAN分析儀工具來抓取報文：

CAN分析儀下CANopen報文如下表1-2所示：

表1-2

三、CANopen通信

CANopen設備間通訊相對來說是一個比較抽象的概念，依據其原理可以簡化為以下模型1-1：

模型1-1

對象字典——通訊部分和應用部分溝通的橋梁 。

通訊部分——通信規則(SDO、PDO、NMT等)與CAN控制器交互樞紐 。

應用部分——決定了設備具體作用，如CIA402。

重點概念理解

PDO 用來傳輸 8 字節或更少數據，主要用來配置從站控制字、控制量參數以及實時性要求較高的數據。

SDO 用來在設備之間傳輸低優先級數據。如配置運動參數、通信等變化不是非常快的數據對象。

對象字典（OD）：對象字典就是從站所擁有的參數集，用來描述CANopen設備的全部功能參數。

EDS文件：（Electronic Data Sheet） 電子數據表格，是對一臺從站屬性、對象字典描述的文件，主要給主站提供從站的相關信息，保障信息交互正確

四、CAN總線驅動器的應用

對于CAN總線驅動器的應用，需要從驅動器和主站兩個方面進行配置。下面分別從驅動器、主站兩個方面進行CAN總線應用介紹。

雷賽PMC316E控制器與雷賽L6-CAN、DM556-CAN驅動器組網如圖1-3所示：

圖1-3

CAN總線物理接口為RJ45端口，控制器驅動器之間連接采用普通雙絞網線（實際使用建議使用帶屏蔽的雙絞網線）。需要注意的是必須在總線的兩端各自連接120Ω的終端電阻，以避免出現信號反射，從而增強CAN總線通訊的可靠性。

在CAN總線上每一個從站設備都是一個節點，CAN總線最大支持127個節點，為保證總線上從站設備能被正確識別，需要設置正確配置節點號，其范圍是1~127。

雷賽CAN步進驅動器節點ID采用側面撥碼的形式，L6_CAN交流伺服驅動器的節點ID通過參數0.23來設置。

CAN總線通信的波特率為20kbps~1Mbps，可根據應用需要來設置不同的波特率；在使用時需要注意波特率與通訊距離的關系。總線通信速率越高，通信距離越短。

波特率與通訊距離的關系表如下表1-3所示：

表1-3

雷賽CAN步進驅動器波特率通過側面撥碼的選擇，L6_CAN交流伺服驅動器的波特率則使用參數0.24設置。

主站通過導入從站EDS文件，來識別從站設備

主站波特率需跟從站波特率一致

從站節點需跟驅動器設置的節點一致

根據運動模式，進行通信參數PDO和SDO的配置

根據實際運動情況，調用運動模塊，編寫應用程序