基于CANopen协议的可软件组态控制器的实现

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1、摘要摘要现在的工业生产过程控制领域，越来越多的采用控制器模块加上数据采集模块组成系统的方案来实现生产流程的自动化控制。这种构成控制系统的方案具有功能强大、成本低、灵活度高等特点。其中，控制器模块是整个系统的核心，高性能的控制器模块能采集更多的模拟和数字量，提供更多控制算法和更多回路的闭环控制，提高了整个系统的性能。另外现场总线技术的发展，也为网络化控制器的发展提供了契机。根据控制器算法模块化和控制器网络化的发展要求，本文提出了一种基于填表编辑组态序列，然后下载组态数据到控制器的方法来实现可软件组态控制器。

2、并且采用具有高度灵活性和可配置性的CAN总线高层协议CANopen实现控制器的通信功能。填表编辑组态序列不仅可以灵活的根据需要组织组态序列，同时也降低了整个系统开发的复杂度。通过CAN总线下载组态数据到控制器实现可软件组态的功能。控制器具有现场总线通信接口已经是发展的趋势。在分析和比较了各种现场总线的性能和实现途径后，控制器的现场总线通信协议确定为CANopen。课题完成了CANopen协议栈在TMS320F2812上的集成，分析了控制器参数和过程数据与CANopen对象字典索引的映射关系。控制器软件采用

3、多任务体系架构，课题完成了嵌入式实时操作系统I-LC／OS．II到TMS320F2812上的移植，在此基础上完成了控制器的软件开发。通过实验测试，控制器表现出了柔性大、较高的采样精度和较好的控制效果等优点，与CANopen主协议栈的连接测试表明控制器满足CANopen从节点的基本功能。关键词软件组态；CANopen；实时系统；现场总线；pC／OS．II北京工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTNowadays，moreandmoresystem，whichdatasamplingmodule，isuse

4、dtoimplementiSconsistedofcontrollermoduleandtheautomaticcontrolinthefieldofindustry．Thissystemhasthefollowingcharacteristics：powerfulfunction，lowcost，highflexibility．Thecontrolleristhecoreofthesystem，andhigherperformancecontrollercansamplingmuchmoreanalog

5、inputsanddigitalinputs，canprovidemuchmorecontrolarithmeticsandcontrolmuchmoreclosedloops，inaddition，Canxmprovetheperformanceofthesystem．Moreover,thedevelopmentoffieldbusprovidesallopportunitytonetworkcontroller．Accordingtothetrendsofnetworkcontrollerandco

6、ntrollerwithmorealgorithmmodules，thispaperproposesawaybyfillinginaformofconfiguresequencefirstly,thendownloadingconfiguredataintoDSPtoimplementthesoftware。configurablecontroller．Atthesametime，CANopen，whichistheapplicationlayerprotocolofCANbusandpossessing

7、excellentflexibilityandconfigurationcapability,ischosenasthecommunicationprotocolofthecontroller．TheWaybyfillinginaformofconfiguresequencenotonlymakesitconveniencetoedittheconfiguresequence，butalsoreducesthecomplexityofsystemdevelopment．Downloadingtheconf

8、iguredatatothecontrollerthroughCANbuscanachievethefunctionofsoftware．configurablecontoller．It。trendsthatcontrollerwithfieldbuscommunicationprotoc01．Afteranalyzingperformanceofkindsoffieldbusandwaystoachieve，CANopeni