MG-DPCX網關是一種PROFIBUS-DP轉CANopen主站協議轉換器。它能夠實現PROFIBUS-DP到CANopen主站的協議相互轉換。凡具有CAN接口支持CANopen協議的設備都可以使用本產品實現與現場總線PROFIBUS-DP的互連。如：具有CANopen協議接口的變頻器、伺服驅動器、編碼器、傳感器、智能現場測量設備及儀表等等。

閱  讀  說  明

      1、如果您已經熟悉CANOPEN協議，需要在西門子組態軟件Step7中使用本模塊，請看第一章“Step7中使用本模塊”示例。

      2、如果您還不熟悉CANOpen協議，請參看第二章：CANOpen協議簡介。

      3、如果您剛剛接觸Profibus-DP以及CANopen，請通讀本手冊，或致電四川零點自動化系統有限公司技術支持熱線：400-1024-485

主 要 技 術 參 數

      1、安裝方式：35mm導軌安裝

      2、DP通訊速率：9.6Kbps～12Mbps

      3、支持的CAN站點數：最大26個

      4、工作電壓：9～36 VDC/

      5、工作環境溫度: -20～70℃(-40～70℃可選)

      6、存放溫度：-40～85℃

      7、相對濕度：5～95%（無冷凝）

      8、防護等級：IP20

      9、外形尺寸：104*25*102(長*寬*高,單位：mm)

     10、產品認證：CE

     11、CAN波特率：5K~1Mbps

     12、CANopen協議符合CANopen DS301V4.02,CANopen DS401;支持NMT、PDO、SDO，支持TPDO事件觸發；

硬  件  連  線

      （1）如圖所示，模塊底部是工作電源和CAN接線端子，正面是狀態指示燈、Profibus-DP地址設置撥碼開關（16進制）及Profibus-DP接口。

      （2）若Profibus-DP地址設置的高位撥碼開關撥到1，低位的撥碼開關撥到6，則表示設置本模塊在DP網絡中的地址為：1*16+6，即為22，最大不超過126。

      (3)  正常情況下MG-DPCX網關指示燈的狀態：

      PWR：電源燈常亮。

      DP： DP狀態，DP側通訊正常則滅、反之則閃爍。

      RUN：CAN 運行狀態指示燈。

      ERR：CAN錯誤/故障狀態指示燈。

      CTX：CAN主站發送指示燈、正常則閃爍，頻率2Hz以上。

      CRX：CAN主站接收指示燈、正常則閃爍，頻率2Hz以上。

典 型 應 用 網 絡 圖

第一章

西門子Step7中使用本模塊

      1.找到產品光盤中的gsd文件夾，并確認文件夾中有以下文件,若沒有請聯系供應商索取；若存在以下文件，將它們復制到C:\Program Files\Siemens\Step7\S7DATA\GSD 中

       2.打開Step7軟件，新建一個工程,命名為Demo。

      3.項目名稱上點右鍵，插入新對象，選擇“SIMATIC 300”，單擊“SIMATIC 300”，然后雙擊右邊的“硬件”。組態硬件前先單擊“選項”，接著單擊“安裝GSD文件”，在彈出的框中點擊“瀏覽”，定位到MG_DPSX.GSD所在目錄，本例中是C:\Users\Administrator\Desktop\gsd

      4.在“安裝GSD文件”界面中，單擊“安裝”，然后點“是”

      5.依次點擊工具欄中“選項”及下拉菜單中的“更新目錄”

      6.在“PROFIBUS-DP”中可以找到“MG-DPCX”。

      7.開始組態硬件，先放置導軌Rail，再分別在1、2號槽位，放入電源模塊和CPU模塊，右鍵單擊X2，添加主站

      8.在添加的“DP主站系統”上單擊右鍵，點擊“插入設備”，依次點擊PROFIBUS DP-> Additional Field Devices->Gateway->MG-DPCX，出現下圖配置頁面：

      9.設置網關在DP總線中的地址，該地址應與MG-DPCX 網關的地址撥碼表示地址一致。再點擊確定，完成網關的添加。

      添加后效果如下圖：

      再單擊“分配參數”，設置網關的CAN節點參數（與用戶所連接的CAN設備匹配），設置完成后點擊“確定”按鈕，具體如下圖：

      10.單擊網關圖標，在下面的列表中插入所需功能塊。根據本例所使用的IO模塊的說明書，使用RxPDO 8字節輸出 功能讀此IO模塊連續的8個字節數據，故選用下圖藍框中的功能塊。

      11．雙擊添加的功能塊“RxPDO（8 Byte Out）”,配置其參數。“CAN Identifier”須與相應的從站設置的CAN地址一致（從站地址的COB-ID為200h+從站地址）。

      本例從站地址為1,故COB-ID為201h(513)。如果為TxPDO則COB-ID為180h+從站地址

      12.單擊“確定”后，可以在下面綠色的插槽依次添加其他CANOpen從站，并設置參數。

      13.點擊“保存和編譯”，若無錯誤,使用USB-MPI線纜連接PC與CPU 315-2 DP，點擊“下載”。

      在彈出的界面中依次點擊“確定”、“是”。

      14.在3#插槽“39”模塊上點擊右鍵，再點擊“監視/修改”，并在彈出的面板中勾選“監視”，則可以讀取到各通道的值。下圖紅色方框內即為本例讀取到的值。

      15.上圖中是使用AI模塊，相應的DI、DO、AO模塊及其他標準CAN設備也與之類似，在此不作詳述。

      此外預裝模塊8DO control帶有復位功能，即可遠程通過Profibus-DP總線重啟網關。具體方法是將Q0.4的狀態置為“1”，待5 秒鐘重啟完成后，必須將Q0.4狀態重置為“0”，如下圖：

第二章

CANOpen協議簡介

      2.1  指示燈說明

      設備共有六個LED狀態指示燈，其符號定義及狀態說明如“表1”所示。

      2.2 CANopen協議

      (1) CANOPEN 概述

      CANopen是一種架構在控制局域網絡（control Area Network，CAN）上的高層通訊協定，包括通訊子協議及設備子協議常在嵌入式系統中使用，也是工業控制常用到的一種現場總線。其通訊方式詳見“附錄”

      （2）預定義主/從連接集

      1.NMT網絡管理報文 

       硬件開啟或復位

NMT狀態的轉變

      NMT消息格式如下：

      CS命令字說明

      01h=start_remote_node  81h=reset_node

      02h=stop_remote_node   82h=reset_communication

      80h=enter_pre-operational

      2、服務數據對象（SDO）

      SDO用來訪問一個設備的對象字典。訪問者被稱作客戶(client)，對象字典被訪問且提供所請求服務的CANopen設備別稱作服務器(server)。客戶的CAN報文和服務器的應答CAN報文總是包含8字節數據（盡管不是所有的數據字節都一定有意義）。一個客戶的請求一定有來自服務器的應答。

      SDO有2種傳送機制：

      加速傳送（Expedited transfer） ： 最多傳輸4字節數據

      分段傳送（Segmented transfer） ： 傳輸數據長度大于4字節

      SDO的基本結構如下：

      Client ÎServer/ Server ÎClient 

 

      （**最大4字節數據(expedited transfer)或4字節字節計數器（segmented transfer）或關于block transfer參數) 

      Client ÎServer/ Server ÎClient

      3、SDO協議

      SDO中實現了5個請求/應答協議：啟動域下載 （InitiateDomain Download），域分段下載（Download Domain Segment），啟動域上傳（InitiateDomain Upload），域分段上傳Upload Domain Segment）和域傳送中止（Abort Domain Transfer）。

      這些協議的SDO 命令字（SDO CAN報文的第一個字節）語法和細節在下面部分說明： （‘－’表示不相關，應為0）。

      （1)啟動域下載協議

      說明：

      n ： 如果e=1，且s=1，則有效，否則為0；表示數據部分中無意義數據的字節數（字節8－n到7數據無意義）。

      e ：0 = 正常傳送，1 = 加速傳送。

      s ： 是否指明數據長度，0 = 數據長度未指明，1 = 數據長度指明。

      e = 0， s =0： 由CiA保留。

      e =0， s = 1 ： 數據字節為字節計數器，byte 4是數據低位部分（LSB），byte7是數據高位部分（MSB）。

      e = 1 ： 數據字節為將要下載（download）的數據。

     （2）啟動域上傳協議

      說明：n，e，s： 與啟動域下載相同。

     （3）域分段下載協議

      說明：

       n ：無意義的數據字節數。如果沒有指明段長度，則為0。

       c ：0 = 有后續分段需要download，1 = 最后一個段。

       t ： 觸發位，后續每個分段交替清零和置位（第一次傳送為0，等效于request/response）。

      （4）域分段上傳協議

      說明：n，c，t ： 與域分段下載相同。

    （5）SDO 客戶或服務器通過發出如下格式的報文來中止SDO傳送：

      在域傳送中止報文中，數據字節1和2表示對象索引，字節3表示子索引，字節4到7包含32位中止碼，描述中止報文傳送原因，見表3-4所示。

      域傳送中止SDO：16進制中止代碼表（字節4到7）

      4、應急指示對象(Emergency Object) 

      應急指示報文由設備內部出現的致命錯誤觸發，由相關應用設備已最高優先級發送到其它設備。適用于中斷類型的錯誤報警信號。

      一個應急報文由8字節組成，格式如下：

      sender →receiver(s)

      16進制的應急錯誤代碼如下表3-5所示。應急錯誤代碼中‘xx’部分由相應的設備子協議定義。

      表3-5 應急錯誤代碼（16進制）

      錯誤寄存器(Error Register)在設備的對象字典（索引0x1001）中，表3-6說明了錯誤寄存器的位定義。設備可以將內部錯誤映射到這個狀態字節中，并可以快速查看當前錯誤。

      表3-6 8位錯誤寄存器位定義

      制造商特定錯誤區域可能包含與設備相關的其它的錯誤信息。

      5 、過程數據對象PDO 

      PDO對象用來傳輸實時數據，PDO對象采用生產者消費者模式。數據從一個生產者傳到一個消費者。數據傳送限制在1-8個字節（例如：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）。PDO通訊沒有額外的協議規定。PDO有兩種類型的使用：即數據發送和數據接收。他們以TPDO和RPDO區分；

      RPDO通信參數索引=1400h+RPDO編號-1

      TPDO通信參數索引=1800h+TPDO編號-1

      RPDO映射參數索引=1600h+RPDO編號-1

      TPDO映射參數索引=1A00+TPDO編號-1

      PDO傳輸模式：

      同步傳輸：同步傳輸（通過接收同步對象實現同步），同步傳輸又可分為非周期和周期傳輸。非周期傳輸是由遠程幀預觸發或者由設備子協議中規定的對象特定事件預觸發傳送。周期傳輸則是通過接收同步對象（SYNC）來實現，可以設置1~240個同步對象觸發；

      異步傳輸：異步傳輸（由特定事件觸發），其觸發方式可有兩種方式，第一種是通過發送與PDO的COB-ID相同的遠程幀來觸發PDO的發送，第二種是由設備子協議中規定的對象特定事件來觸發（例如，定時傳輸，數據變化傳輸等）。

      PDO通信參數子02h為PDO的傳輸類型，其定義了觸發TPDO傳輸或處理收到的RPDO索引的方法，如表所列：

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