CANopen (자동화 임베디드 시스템 CAN 통신)
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CANopen 프로토콜 개요
- 정의
- CANopen은 ISO 11898 CAN 버스의 상위 통신 프로토콜로, 산업 자동화 시스템에서 실시간 데이터 전송 및 장비 간의 통신을 관리합니다.
- CANopen은 다양한 산업 분야의 요구를 충족시키기 위해 개발되었습니다.
- 주요 구성 요소
- 오브젝트 딕셔너리 (Object Dictionary)
- CANopen 네트워크의 각 노드가 지원하는 데이터와 기능을 정의하는 데이터베이스입니다. 오브젝트 딕셔너리는 데이터 객체와 그 특성을 설명하며, 객체는 고유한 인덱스와 서브인덱스를 가집니다.
- 디바이스 프로파일 (Device Profile)
- 특정 장비나 장치의 기능과 인터페이스를 표준화하여, 다양한 제조사의 장비가 상호 운용 가능하도록 합니다. 예를 들면, 드라이브 프로파일, I/O 프로파일, 센서 프로파일 등이 있습니다.
- 통신 프로파일 (Communication Profile)
- CANopen 네트워크에서의 통신 규칙과 절차를 정의합니다. 주요 구성 요소에는 프로세스 데이터 객체 (PDO), 서비스 데이터 객체 (SDO), 동기화 객체 (SYNC), 타이머 객체 (TIME) 등이 포함됩니다.
- 주요 기능
- 프로세스 데이터 객체 (PDO)
- 실시간 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 데이터 전송은 비동기식으로 이루어지며, 주기적 또는 이벤트 기반으로 전송될 수 있습니다.
- 서비스 데이터 객체 (SDO)
- 장비의 설정 및 제어를 위한 데이터 전송에 사용됩니다. 주로 장비의 설정 값이나 상태 정보를 읽거나 쓰는 데 사용됩니다.
- 동기화 객체 (SYNC)
- 네트워크의 노드들이 동기화된 시점에서 데이터를 전송할 수 있도록 합니다. 주기적으로 또는 이벤트 기반으로 전송되며, 네트워크 전체의 동기화를 유지합니다.
- 타이머 객체 (TIME)
- 네트워크의 타이밍 동기화를 지원하여 실시간 통신의 정확성을 높입니다.
- 특징
- 모듈성
- CANopen은 모듈형 설계를 지원하여 장비의 기능을 추가하거나 변경하기 쉬워 시스템의 확장성과 유연성을 높입니다.
- 실시간성
- 실시간 데이터 전송을 지원하여 산업 자동화 시스템에서의 실시간 제어 및 모니터링을 가능하게 합니다.
- 표준화
- 국제 표준에 따라 개발되어 다양한 제조사의 장비 간 호환성을 보장합니다.
- 확장성
- 다양한 장비와 응용 분야에 맞게 확장할 수 있는 기능을 제공합니다. 프로파일과 객체 딕셔너리를 통해 복잡한 시스템에서도 유연한 설계가 가능합니다.
- 에러 처리
- 오류 검출 및 처리 기능을 내장하고 있어 통신의 신뢰성을 높입니다.
- 주요 PLC 제조사의 CAN 통신 적용 사례
- 미쓰비시(Mitsubishi) PLC
- 미쓰비시(Mitsubishi) PLC: 자사 통신 프로토콜인 CC-Link 외에도 CAN 통신을 지원하며, MELSEC 시리즈 PLC는 확장 모듈을 통해 CAN 네트워크와 연결되어 다양한 장비와의 인터페이스를 구현합니다.
- LS PLC
- LS PLC: XGB 및 XGK 시리즈 PLC는 CAN 기반의 CANopen 프로토콜을 지원하며, 특히 모터 제어 및 센서 네트워크에서 많이 활용됩니다.
- 지멘스(Siemens) PLC
- 지멘스(Siemens) PLC: SIMATIC 시리즈 PLC는 자사 통신 프로토콜인 PROFIBUS와 PROFINET 외에도 CAN 통신을 지원하며, CANopen을 활용하여 다른 제조사의 장비와 손쉽게 통신할 수 있습니다.