CANopen協(xié)議在冗余系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、CANopen協(xié)議是基于CAN總線的高層協(xié)議，它是用于標準的嵌入式網(wǎng)絡開發(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總線的分布式自動化系統(tǒng)的標準協(xié)議(EN50325—4)，廣泛應用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。 最初設計的CAN總線只實現(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)動程序操作鏈路層，在較復雜的應用系統(tǒng)中，不能直接滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡的組態(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、實時的、流行歐洲的CANopen協(xié)議作為研究對象。另外，在實際的工業(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用。而標準的CANopen協(xié)議并沒有對冗余控制進行明確規(guī)定。因此，本文選CANopen協(xié)議及其冗余控制作為研究對象，具有較強的理論意義和實用價值。 本文首先對CANopen協(xié)議的基本框架、對象字典、通訊對象以及標識符的分配等進行了

3、深入剖析。接著解決了CANopen協(xié)議在實際應用系統(tǒng)中實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)(冗余和實時)。然后應用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設計思想，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，并分別進行實現(xiàn)。特別在協(xié)議層的設計中，充分依據(jù)“開-閉”原則，對各個模塊的消息語法細節(jié)、主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其程序?qū)崿F(xiàn)進行了設計。首次提出了一套應用CANopen協(xié)議管理冗余網(wǎng)絡的管理機制。 最后，基于上述研究成果，實際開發(fā)了機務段股道管理自動化系統(tǒng)的C