CANopen協(xié)議在冗余系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、CANopen協(xié)議是基于CAN總線的高層協(xié)議，它是用于標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的具有靈活配置能力的開放式協(xié)議。目前已成為基于CAN總線的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(EN50325—4)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。 最初設(shè)計(jì)的CAN總線只實(shí)現(xiàn)了開放式系統(tǒng)互連參考模型的物理層與數(shù)據(jù)鏈路層。一般用戶必須直接用驅(qū)動(dòng)程序操作鏈路層，在較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)中，不能直接滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)和產(chǎn)品互連要求。放出現(xiàn)了多種上層協(xié)議(如CANopen、

2、DeviceNet和SDS等)。本文選擇開放的、通用的、實(shí)時(shí)的、流行歐洲的CANopen協(xié)議作為研究對(duì)象。另外，在實(shí)際的工業(yè)領(lǐng)域中冗余控制作為一種能夠滿足連續(xù)生產(chǎn)要求、提高系統(tǒng)可靠性的有效手段而被廣泛應(yīng)用。而標(biāo)準(zhǔn)的CANopen協(xié)議并沒有對(duì)冗余控制進(jìn)行明確規(guī)定。因此，本文選CANopen協(xié)議及其冗余控制作為研究對(duì)象，具有較強(qiáng)的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文首先對(duì)CANopen協(xié)議的基本框架、對(duì)象字典、通訊對(duì)象以及標(biāo)識(shí)符的分配等進(jìn)行了

3、深入剖析。接著解決了CANopen協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)(冗余和實(shí)時(shí))。然后應(yīng)用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想，把基于CANopen協(xié)議的冗余系統(tǒng)劃分為：硬件層、抽象層和協(xié)議層，并分別進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。特別在協(xié)議層的設(shè)計(jì)中，充分依據(jù)“開-閉”原則，對(duì)各個(gè)模塊的消息語法細(xì)節(jié)、主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首次提出了一套應(yīng)用CANopen協(xié)議管理冗余網(wǎng)絡(luò)的管理機(jī)制。 最后，基于上述研究成果，實(shí)際開發(fā)了機(jī)務(wù)段股道管理自動(dòng)化系統(tǒng)的C