基于CANopen协议多轴联动系统设计与研究.pdf

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基于CANopen协议多轴联动系统设计与研究

景军锋，赵永涛
(西安工程大学电子信息学院，710048)
摘要：以以色列Elmo公司伺服SIMPLIQ系列产品作为研究对象，利用独立型的
运动控制器maestro，Elmo专用数字伺服驱动器Bassoon，配备的直流无刷电机，
以及海泰克人机界面设计多轴联动伺服系统，最后详细的描述了速度运行模式并
给予简单的例程，在实际应用中该技术具有广阔的推广应用前景。
关键词：CANopen多轴伺服系统
Abstract:Multi-Axislinkageservosystemwillbedesigned,withIsraeliElmo
companyservoSIMPLIQseriesproductsastheresearchobject,suchasthe
independentmodelofmotioncontrollerMAESTRO,Elmospecialdigitalservodriver
Bassoon,equippedwithDCbrushlessmotor,andHitechHMI.Finally,detailed
describesthespeedoperationmodeandgivesimpleroutines.Intheactualapplication,
thistechnologyhasbroadapplicationprospect.
Keywords:CANopenMulti-Axisservosystem

前言：CAN总线是一种标准的高性
能开放性高可靠性和低成本的现场
总线，通过CAN总线的方式控制伺服
系统，不仅能更好地满足现代自动化
的运动控制要求，而且在硬件连接方
面也更加灵活，可靠。同时，数字信
号处理技术的发展，是的伺服驱动器
愈加智能化、便捷化，繁琐复杂的控
制任务均可在驱动器中处理。综合利
用CAN总线，多轴管理器，数字伺服
驱动器，以及人机界面设计网络分布
式控制体系，可以在伺服性能上得到
很大程度的提高图1-1基于CANopen的多轴联动系统

1、多轴系统的搭建（1）通信模块（HOSTcommunication
services）：主要由RS232通信模块、局
多轴联动系统主要在基于域网Ethernet模块、HOSTAPI、远
CANopen协议的基础上，由PC机、程控制Telnet模块、广域网WEB模块，
海泰克人机界面HMI（型号转换网关Gateway模块等部分构成，
PWS6A00-T），Elmo公司生产的以负责与外部通信。
DSP为核心的maestro控制器，数字伺（2）行命令编译模块（commandline
服驱动Bassoon以及无刷直流电机搭interpreter）：负责编译通过maestro或
建而成。如图1-1所示者SIMPLIQ针对单轴所发出的立即执
控制器maestro为本系统的控制核行的行命令。
心，它主要由以下5个模块构成，如
图1-2所示：

精选模板
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（3）内核模块（kernel）：负责执行用一程序中同时支持5种语言，支持
户程序。BMPJPGGIF格式的图片。历史数据、
（4）运动管理模块（motionmanager）：配方、报警记录，程序可以即时保存
发送命令到各轴并接受他们反馈的信到CF卡或U盘，方便保存。USB

Master\Device可进行USB上下载程
息，以便于协调各州之间的运动。序，连接USB打印机。ADP软件人
（5）CAN总线模块（CANNetwork性
communicationserver）：主要包括CAN化的编程环境，功能更强大，使用更
总线通信模块、CANopen协议及CAN简单,支持宏指令编程，可以大大简化
总线编程接口。主要负责与CAN网络用户编程。
通信。
数字伺服驱动器Bassoon，具有2、软件的实现的优越性
智能化设计，其内核为摩托罗拉生产
的16位专用电机控制芯片，不仅具有Elmo公司为maestro配置有专用
支持直接连接PC机单轴独立编程功的开发工具，主要包括composer、Elmo
能，而且支持以CANopen连接网络为studio、Multi-Axisrecorder、Application
基础的多轴控制，智能性较高，环境Editor,其中composer主要提供五种运
适应能力较强。在本系统中，Bassoon行模式下的行命令界面，即转矩控制，
通过电源线及主反馈编码线与无刷直速度控制、微步进、双反馈位置控制、
流电机连接，并且通过CAN总线接入单反馈位置控制。并带有motion
控制网络，基于CANopen协议，接受monitor监控器监控电机运转时的各项
上位机maestro