1.G120變頻器的CANopen通信功能
1.1 支持CANopen通信的G120變頻器
G120系列變頻器中有以下兩種控制單元(或變頻器)支持CANopen通信:
1. CU230P-2 CAN控制單元;
2. 訂貨號倒數(shù)第二位為C的G120C變頻器,例如6SL3210-1KE11-8U C 0;
1.2 G120變頻器的CANopen通信功能
G120 CANopen通信符合以下子協(xié)議:
-
通信子協(xié)議CiA 301 V4.0;
-
設備子協(xié)議CiA 402 V2.0 驅動與運動控制;
-
指示器子協(xié)議CiA 303-3 V1.0。
支持1個SDO服務(作為SDO服務器);
支持最多8個RPDO和8個TPDO ;
支持同步數(shù)據(jù)傳輸模式;
支持節(jié)點護衛(wèi)/心跳協(xié)議(作為心跳生產者);
作為NMT從節(jié)點;
通信速率10K、20K、50K、125K、250K、500K、800K、1M bit/s;
EDS文件下載地址:48351511
2.PDO通信服務基本原理
CANopen 的實時數(shù)據(jù)傳輸通過“過程數(shù)據(jù)對象PDO(Process Data Object)”進行傳輸。
數(shù)據(jù)從一個生產者傳到一個或多個消費者。每個PDO最多傳送8 個字節(jié)數(shù)據(jù)(例如:一個 PDO 可以傳輸最多 64 個數(shù)字 I/O 值,或者 4 個 16 位的 A/D 值)。有兩種PDO ,發(fā)送PDO(TPDO)和接收PDO(RPDO)。
圖2-1 PDO服務通信模型
PDO 報文由COB-ID 標識,生產者發(fā)出的TPDO帶有相應的COB-ID,消費者如果希望接收該PDO的數(shù)據(jù)必須將其RPDO的COB-ID設置為與生產者TPDO的COB-ID相同的值。
每個 PDO 在對象字典中用 2 個對象描述:
-
PDO 通信參數(shù):包含PDO的COB-ID,傳輸類型,禁止時間和定時器周期;
-
PDO 映射參數(shù):包含一個對象字典中對象的列表,這些對象映射到 PDO 里,包括它們的數(shù)據(jù)長度。生產者和消費者必須知道這個映射,以解釋 PDO 內容。
更詳細PDO通信服務信息請參考其它CANopen協(xié)議相關資料。
3.自由PDO映射實例
本實例介紹如何采用自由PDO映射方式實現(xiàn)帶轉矩限幅的速度控制功能。本實例并不考慮采用何種CANopen控制器以及如何配置CANopen控制器,只針控制單元CU230P-2 CANopen通信的參數(shù)設置進行介紹。變頻器通用技術以及調試方法本實例也不進行介紹請參考其它文檔。
3.1 功能說明
CU230P-2通過RPDO1和RPDO2共接收4個字的過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),包括控制字、速度設定值、正轉矩限幅、負轉矩限幅。通過TPDO1和TPDO2共發(fā)送6個字的過程數(shù)據(jù),包括狀態(tài)字、速度實際值、輸出電流、直流母線電壓、故障編號、報警編號。
表3-1 RPDO 的COB-ID及映射關系
|
COB-ID
|
映射1
|
映射2
|
映射3
|
映射4
|
RPDO1:
|
202Hex
|
6040 Hex
(控制字)
|
5800 Hex
(速度設定值)
|
0 Hex
|
0 Hex
|
RPDO2:
|
302 Hex
|
5801 Hex
(正轉矩限幅)
|
5802 Hex
(負轉矩限幅)
|
0 Hex
|
0 Hex
|
表3-2 TPDO 的COB-ID及映射關系
|
COB-ID
|
映射1
|
映射2
|
映射3
|
映射4
|
RPDO1:
|
182Hex
|
5810 Hex
(控制字)
|
5811 Hex
(速度實際值)
|
5812 Hex
(輸出電流)
|
5813 Hex
(直流電壓)
|
RPDO2:
|
282 Hex
|
5814 Hex
(故障編號)
|
5815 Hex
(報警編號)
|
0 Hex
|
0 Hex
|
3.2 硬件接口
本實例采用G120控制單元 CU230P-2 CAN V4.3.2 訂貨號6SL3243-0BB30-1CA1。
圖3-1 CU230P CANopen物理接口 圖3-2 管腳分配
3.3 CAN接口設置
使用珠海銷售西門子SMARTPLC模塊6ES7288-1ST20-0AA0STARTER軟件和BOP-2操作面板均可對CAN接口進行設置。在STARTER中使用控制單元樹狀視圖的“Communication ”中“CAN”功能設置CAN接口。使用BOP-2面板設置請參考下圖中對應的參數(shù)號。
> “CAN interface”選項卡中,設置通信速率和節(jié)點ID。(注意:只有在變頻器重新上電后,節(jié)點 ID 和波特率的修改才會生效。斷電前請執(zhí)行“copy RAM to ROM”保存修改的參數(shù))。
1) P2030 = 4激活CAN
2) P8622 通信速率
3) P8620 節(jié)點ID
(注意:如果硬件DIP開關設置的節(jié)點ID為0,那么由P8620設置節(jié)點ID。否則P8620為只讀,顯示由硬件DIP開關設置的節(jié)點ID)
圖3-3 CAN interface選項卡
> “Standard Identifier” 選項卡中,可修改SYNC和Emergency服務的COB-ID,SDO和NMT服務的COB-ID是不能修改的。
4) P8603 緊急事件COB-ID
5) P8602同步對象COB-ID
圖3-4 Standard Identifier選項卡
> “Network Management”選項卡中,可以設置CAN接口的運行狀態(tài)。在修改CAN接口配置時,應將CAN接口運行狀態(tài)設置為“Preoperational”預運行狀態(tài)。
6) P8685 CAN接口運行狀態(tài)
0: 正在初始化
4: 停止
5: 運行
127: 預運行
128: 復位節(jié)點
129: 復位通信
圖3-5 Network Management選項卡
> “Monitoring functions” 選項卡中,可設置節(jié)點的監(jiān)控功能。“Heartbeat”和“Node guarding”不能同時激活。設置為“0ms”時功能被禁止。另外還可以設置在出現(xiàn)通信錯誤時CAN節(jié)點的動作。
7) P8606 心跳時間 珠海銷售西門子SMARTPLC模塊6ES7288-1ST20-0AA0
8) P8604[0]節(jié)點護衛(wèi)時間
9) P8604[1]節(jié)點護衛(wèi)生命因子
10) P8609[0]出現(xiàn)通信故障時的響應
圖3-6 Monitoring functions選項卡
本實例只對CAN接口的基本參數(shù)通信速率和節(jié)點ID進行了設置,對于節(jié)點保護心跳協(xié)議等功能請根據(jù)實際應用進行設置。
3.4 自由PDO映射設置
使用STARTER軟件只能通過專家列表配置PDO映射參數(shù),雙擊控制單元樹狀視圖的"Expert list"可以打開專家列表。使用BOP-2面板調試請參考以下步驟中對應的參數(shù)號。
> 將PDO映射方式修改為自由映射,P8744= 2;
> 修改RPDO1通信參數(shù)和映射參數(shù):
-
修改RPDO1 的COB-ID并允許修改映射:P8700[0]=80000202H;
-
修改RPDO1傳輸類型:P8700[1]=FEH(采用默認值:立即接收)
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8710[0]=6040_00_10H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8710[1]=5800_00_10H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8710[2]= 0H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8710[3]= 0H;
-
將PRDO1設置為禁止修改映射:P8700[0]=202 H;
> 修改RPDO2通信參數(shù)和映射參數(shù):
-
修改RPDO2的COB-ID并允許修改映射:P8701[0]=80000302H;
-
修改RPDO2傳輸類型:P8701[1]=FEH(采用默認值:立即接收)
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8711[0]=5801_00_10H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8711[1]=5802_00_10H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8711[2]=0H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8711[3]=0H;
-
將PRDO2設置為禁止修改映射:P8701[0]=302 H;
> 修改TPDO1通信參數(shù)和映射參數(shù):
-
修改TPDO1的COB-ID并允許修改映射:P8720[0]=80000182 H;
-
修改TPDO1傳輸類型:P8720[1]=FEH(采用默認值:數(shù)據(jù)變化時發(fā)送)
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8730[0]=5810_00_10 H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8730[1]=5811_00_10 H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8730[2]=5812_00_10 H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8730[3]=5813_00_10 H;
-
將TRDO1設置為禁止修改映射:P8720[0]=40000182 H;
> 修改TPDO2通信參數(shù)和映射參數(shù):
-
修改TPDO2的COB-ID并允許修改映射:P8721[0]=80000282 H;
-
修改TPDO2傳輸類型:P8721[1]=FEH(采用默認值:數(shù)據(jù)變化時發(fā)送)
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8731[0]=5814_00_10 H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8731[1]=5815_00_10 H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8731[2]=0H;
-
修改映射:設置映射參數(shù)P8731[3]=0H;
-
將TRDO2設置為禁止修改映射:P8721[0]=40000282 H;
按照以上步驟設置自由PDO映射后,變頻器自動將CANopen對象映射到變頻器過程數(shù)據(jù)中,映射關系請參考下表。也可通過r8750查看接收數(shù)據(jù)映射關系,r8751查看發(fā)送數(shù)據(jù)映射關系。
表3-3 接收數(shù)據(jù)映射關系 表3-4 發(fā)送數(shù)據(jù)映射關系
CANopen對象
|
G120 過程數(shù)據(jù)
|
|
CANopen對象
|
G120 過程數(shù)據(jù)
|
6040
|
r2050.0(PZD1)
|
|
5810
|
P2051[0](PZD1)
|
5800
|
r2050.1(PZD2)
|
|
5811
|
P2051[1](PZD2)
|
5801
|
r2050.2(PZD3)
|
|
5812
|
P2051[2](PZD3)
|
5802
|
r2050.3(PZD4)
|
|
5813
|
P2051[3](PZD4)
|
|
|
|
5814
|
P2051[4](PZD5)
|
|
|
5815
|
P2051[5](PZD6)
|
|
|
3.5 過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
> 控制字自動互聯(lián)
-
設置P8790=1控制字自動連接;
-
COPY RAM TO ROM;
-
斷電重新上電,變頻器自動修改與控制字相關的參數(shù)互聯(lián);
表3-5 控制字位含義
位15..8
|
位7
|
位6..4
|
位3
|
位2
|
位1
|
位0
|
未用
|
故障復位
|
未用
|
脈沖使能
|
OFF3停車
|
OFF2停車
|
ON/OFF1
|
> 主設定值與轉矩限幅過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
-
P1070=2050.1,將PZD2做為主設定值;
-
P1522[0]=2050.2,將PZD3做為正轉矩限幅;
-
P1523[0]=2050.3 ,將PZD4做為負轉矩限幅;
> 發(fā)送過程數(shù)據(jù)互聯(lián)
-
P2051[0]=52,將r52狀態(tài)字經由PZD1發(fā)送;
-
P2051[1]=63.1,將r63.1轉速實際值經由PZD2發(fā)送;
-
P2051[2]=68.1,將r68.1輸出電流經由PZD3發(fā)送;
-
P2051[3]=26,將r26直流母線電壓經由PZD4發(fā)送;
-
P2051[4]=2131,將r2131當前故障號經由PZD5發(fā)送;
-
P2051[5]=2132,將r2132當前報警號經由PZD6發(fā)送;
注意:上述設定后,經過CANopen傳輸?shù)乃俣仍O定、轉矩限幅值、速度實際值、輸出電流以及直流母線電壓均為經過標準化的16位有符號整數(shù)。標準化方法:變頻器接收或發(fā)送的十進制有符號整數(shù)16384對應于100%的基準量。G120變頻器常用的基準參數(shù):P2000基準轉速、P2001基準電壓、P2002基準電流、P2003基準轉矩。
關鍵詞