[发明专利]一种集成CANopen协议的运动控制从站的实现方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种集成CANopen协议的运动控制从站的实现方法、系统及介质，本发明方法包括初始化CiA301协议栈的定时器、通信外设和CiA301协议栈；如果检测到通信帧，则将通信数据帧转化进入CiA301协议栈并按需返回通讯数据，设置CiA402执行周期，在每一次通信中断若达到伺服周期执行条件则通过预设的控制算法模型生成对应的运动控制算法模块并将其集成到CiA402的执行周期中。本发明提供了集成CANopen标准协议的运动控制从站的标准化设计方法，可用于解决标准的CiA301通信协议集成、链路层与应用层协议数据转换、CiA402及运动控制算法模块的设计的标准化问题。

技术领域

本发明涉及机器人的运动控制技术，具体涉及一种集成CANopen协议的运动控制从站的实现方法、系统及介质，应用于符合CANopen协议的PLC运动控制从站底层实现。

背景技术

CANopen协议是一种广泛应用于工业现场控制的应用层协议，常在嵌入式系统中使用，包括通讯子协议和设备子协议。CANopen协议可以集成于多种链路层总线上，具有对多个节点进行过程数据与服务数据的传输、设备状态监控、检错等功能；使用对象字典为现场控制主站与从站数据交换提供了标准的数据接口，是一种数据传输可靠、标准化程度极高、功能完善的现场总线应用层协议。

工业现场往往需要对工业设备的多个运动轴进行相关的运动控制，用以操作机械相关部件精确地实现位置、速度、力矩闭环控制。这使得控制过程中多个运动控制设备之间实时过程数据与非实时服务数据之间需要建立一个完善的数据传输使用通道，以满足多个设备协同控制的需要；此外由于各种运动控制器的软件结构的差异，不同设备的上位机程序、指令操作、维护存在差异，因此需要建立一种标准的运动控制程序架构，使编程方式、指令操作、维护维修方法趋于一致。在移植性上来说，运动控制器在设计时已经将程序固化，使用过程中无法改动，更难以实现跨平台移植；从应用领域的角度出发，适用于某一应用的运动控制器可能不能适应其他应用，也就是说一种运动控制器只能应用于单一应用场景；因此，针对运动控制器标准化、可重构、总线式控制等要求，通过结合CANopen的CiA301通信协议集成、CiA402设备子协议集成，基于模型的运动控制算法设计等方法，并形成一种标准化程度高的总线式运动控制从站的设计方法，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种集成CANopen协议的运动控制从站的实现方法、系统及介质，本发明提供了集成CANopen标准协议的运动控制从站的标准化设计方法，可用于解决标准的CiA301通信协议集成、链路层与应用层协议数据转换、CiA402及运动控制算法模块的设计的标准化问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种集成CANopen协议的运动控制从站的实现方法，实施步骤包括：

1）将CiA301协议栈的定时器与处理器内部的定时器进行连接，初始化通信外设和CiA301协议栈；

2）检测系统接收到数据存储指令和是否存在错误，如果检测到数据存储指令则进行数据存储，如果检测到错误则进行报警；

3）检测通信帧，如果检测到通信帧，则将总线链路层上传输的通信数据帧格式解析并转化为CANopen标准的帧格式进入CiA301协议栈，通过CiA301协议栈将数据帧进行处理并把相应结果存储；

4）判断数据存储指令是否需要返回通信数据，如果需要返回通讯数据则将CiA301协议栈返回的CANopen标准帧解析并生成通信链路上传的数据帧格式并向总线发出；

5）通过计算同步帧发送次数及同步周期，设置基于CANopen通信周期的CiA402执行周期，所述CiA402执行周期为伺服周期；