基于 CANopen 协议的自动化系统

CANopen 是基于CAN-bus分布式工业控制技术的标准。它是由生产厂商和用户联合CiA共同开发的，并于2002年成为CENELEC EN 50325-4标准。CANopen已经在广泛的工业通信上建立了标准（例如：机械工程，驱动系统和组件，医疗设备，楼宇自动化，交通工具等等）。基本的通信机制被称为通信描述，不同的生产厂商可以协调地使用一个CANopen网络。通信描述的结构增补是为专门的应用设计的，这就是结构怎样定义安全数据传输（“CANopen Safety”）或可编程设备（例如PLC）。对象字典是每个CANopen设备中心元素并描述设备的功能。

对象字典（Object Directory）

对象字典是每个CANopen设备的中心元素，它描述网络上设备的所有功能。对象字典描述了网络和应用程序之间的接口，所有对象字典的入口都引用16位的索引和8位子索引。对象字典包含所有通过网络访问的参数，例如：设备标识符、生产商名，PDOs和SDOs的通信参数，设备监控（“错误控制”）都保存在对象字典的通用区。设备描述区包含IO功能（开关量和模拟量的输入和输出），设备参数，PLC映射。如果发生错误，对象字典还可以配置其行为。因此，对象字典可以使设备行为符合各自的应用。

设备描述

设备描述表描述了自动控制系统中主要设备类型的属性和特点。定义了标准设备类型的功能和参数，所有的参数都保存在对象字典中。这样，就保证了CANbus用同一方式访问CANopen 设备。通过不同生产商设备的互用性和可交换性，为广大的多客户需求提供了先决条件。为开关量和模拟量的I/O设备，PLC设备和控制器定义了设备描述表。在标准的EDS文件中用ASCII形式描述了CANopen设备的参数和属性。它作为一个包含所有设备属性的表格访问网络。专门设备配置的实参保存在DCF（设备配置文件），DCF是继承于EDS。

使用PDO/SDO进行数据传输

CANopen的数据传输包含两个不同的数据传输机制，CANopen是用过程数据对象（PDOs，数据处理对象）处理短过程数据的快速交换。通过SDO（服务数据对象）访问对象字典的入口。PDO根据事件约束，循环或查询传输，其传输是无协议广播形式。一个PDO传输可以达到八个字节，一个同步信息同步网络上数据的发送和迁移。每个PDO的属性可以在对象字典中配置，包含通信参数（CAN标识符，传输类型等等）和为每个PDO映射分配过程数据。SDO通过2个CAN-电报证实数据传输，两个设备间建立了点对点的通信。这样，大的数据包（大于8字节）能被传输给每个SDO。

网络管理

网络管理(NMT)用来管理网络设备的状态，它是主从关系的结构。CANopen设备通过一个启动报文发送一个信号给NMT master，这个启动报文是在网络上被初始化、激活的。用NMT命令可以改变单个设备或整个网络设备的状态，每一个设备的状态是由特定属性决定的。只有在OPERATIONAL状态，PDO才能被传输；在PRE_OPERATIONAL的条件下配置设备。监控CANopen设备的通信状态可选“Node-Guarding”或“Heartbeat”，为报告设备错误定义了报警报文，这些高优先级的紧急报文通过事件导向传输；错误发生时，标准的错误代码详细描述了错误信息。

CANopen安全性

CANopen网络上集成了安全功能（例如：紧急关闭，双手操作），可以安全传输信息。专用的安全性－相关服务 ( SRDO，安全相关数据对象）接受通信，一个SRDO传输高达8个字节的安全信息，传输数据是在一个定义的时间窗口中完成的。