施耐德M580通过CANopen主站模块BMECXM0100与WDGA CANopen编码器通信的配置及使用

1、实验简介

在工业自动化现场应用中，CANopen是一种架构在控制局域网路（Controller Area Network, CAN）上的高层通讯协定，包括通讯子协定及设备子协定，常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。

Control Expert是一个功能齐全的编程、调试和运行软件。软件功能强大又直观，集成度高且开放，它是提高生产力的理想伙伴。Control Expert软件能在 M580, M340, Quantum 等系列PLC中使用，提供完全自由的空间，让你为你的应用程序选择最佳的解决方案并享受 PLC 之间完全可移植性所带来的益处。

M580系列CPU不像M340系列CPU那样有本体自带的CANopen端口可供选择，必须用到CANopen X80 主站模块 (BMECXM0100) 来实现M580 PAC 上的 CANopen通讯，硬件目录中仅有一个设备部件号 BMECXM0100用来声明和配置两种 CANopen X80 主站模块参考，协议标准CANopen CiA 301 V4.2。支持 M580 Ethernet 背板（带有子站端通讯器 BMECRA31210 模块，最低固件版本为 V2.10）的远程子站，但是Quantum X80分站上不能组态此CANopen模块。

Wachendorff(沃申道夫)是德国知名的编码器、测量系统及工业仪表制造商，总部位于德国黑森州莱茵高地区，威斯巴登以西的小镇盖森海姆，自1978年成立以来，专注于编码器技术研究与开发近40年，产品均为德国制造，数十年来一直为全球客户提供多样化、个性化的优质产品定制服务。WDGA 58B CANopen 带电流隔离磁性绝对值编码器, CANopen WDGA 58B,带电流隔离;实心轴编码,夹紧法兰，外壳：Ø 58mm，16位/43位 单圈/多圈;轴：Ø 6mm, Ø 8mm, Ø 10mm, Ø 3/8"，遵循CiA 301通信协议，编码器 CiA 406 V3.2  Class C2 设备协议;二进制代码。

2、实验组成

主要硬件见表：

主要软件见表：

硬件配置见图2.1及图2.2：

图 2.1

图2.2

3、软件组态配置及程序编写

3.1 BMECXM0100组态

打开Control Expert软件，新建工程，选择机架后，组态配置上电源BMXCPS3500、CPU BMEP582040、CANopen X80 主站模块 BMECXM0100模块。解锁M580以太网端口及BMECXM010以太网端口安全性，设置CANopen波特率，项目浏览器-CANopen子站双击组态添加CANopen子站设备节点。详见下图3.1-图3.5：

图3.1

图3.2

图3.3

图3.4

图3.5

3.2添加第三方CANopen EDS文件

如果需要通讯的CANopen设备已经在Control Expert软件“新设备”列表中，那么可以在项目浏览器-CANopen子站直接组态添加此设备节点；如果需要通讯的设备不在“新设备”列表中，那么需要先关闭Control Expert软件，在Windows操作系统“开始”菜单中搜索到“硬件目录编辑器”进行添加，然后才能在项目浏览器-CANopen子站直接组态添加此设备节点。设置路径为：硬件目录编辑器—单击 Canopen子站—编辑—添加设备—选择要添加的EDS文件—打开—添加。详细步骤截图如3.6-图3.11：

 图3.6

图3.7

图3.8

图3.9

图3.10

图3.11

3.3 CANopen通讯程序编写

3.3.1 PDO通讯

CANopen通讯分为PDO和SDO两部分，PDO通讯在添加设备的时候就直接映射到了Control Expert软件的Device DDT变量中，不用编写程序，如下图3.12：

图3.12

3.3.2 SDO通讯

SDO通讯需要在Control Expert软件中使用READ_SDO及WRITE_SDO编写程序，关联CANopen设备ID及参数的 索引和子索引地址即可，新建FBD程序段A，读取SDO，读取节点号1的编码器的位置值，SDO对象索引6004h（24580），子索引00h。ENABLE 使能端需设置条件，为1时开始读取。0.0.3为三号槽，192.168.10.2为CANopen模块的地址。见下图3.13：

图3.13

新建FBD程序段B，写入SDO， 将清零值00h写入节点号为1的编码器，SDO对象索引6003h（24579）,子索引 00h，对编码器进行清零操作。ENABLE 使能端需设置条件，为1时执行清零功能。0.0.3为三号槽，192.168.10.2为CANopen模块的地址，见图3.14。

图3.14

程序编写完成后，点击“生成”菜单里面的“全部生成”，无报错后点击“PLC”菜单里面的“标准模式”，然后点“连接”并执行“将项目传输到PLC”，接着还要点击“PLC”菜单里面的“运行”程序才会执行，见图3.15-图3.18。

图3.15

图3.16

图3.17

图3.18

程序正常运行后，双击BMECXM0100,可以直接监控到此模块的运行状态，如下图3.19：

图3.19

新建动态数据表，添加自动生成的编码器Device DDT变量，旋转编码器轴，可以读取到编码器当前值，如下图3.20：

图3.20

上图中SDO读取的参数和PDO映射配置的参数都是Position Value,值1048572换算成16进制是00 0F FF FC，分别对应的是READ_SDO的输出管脚DATA_OUT数组DATA_RSDO (DATA_RSDO[4]=0，DATA_RSDO[3]=15，DATA_RSDO[2]=255，DATA_RSDO[1]=252)。此编码器单圈12位1024（高12位），圈数12位共1024圈（低12位），Position Value值是1048572，代表1023圈1020。1048576是临界值，1048575过去就是0 。

4、模块状态诊断

正常下载程序等待约30s 后BMECXM0100模块正常启动 RUN, BS, CAN RUN三个绿灯常亮。可以通过面板指示灯判断BMECXM0100模块运行状态：

模块处于 RUN 状态是通过 LED 诊断与 CANopen 设备进行的 I/O 交换的先决条件。下表给出了 I/O 和 CAN ERR LED 组合所反映的诊断结果：