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　　問題背景

　　在使用倍福的 TwinCAT 組態(tài) EtherCAT 從站時(shí)，可以在從站的屬性頁(yè)的 Process Data 界面看到兩個(gè)不明顯的可選項(xiàng) PDO Assignmentment 與 PDO Configuration，由于該值一般在 EtherCAT 從站的 ESI 文件中已經(jīng)給定，所有很多用戶會(huì)忽略這兩個(gè)選項(xiàng)，那么這兩個(gè)選項(xiàng)的含義是什么，有什么作用，互相之間有什么影響呢。

　

　　要想了解這個(gè)問題，首先簡(jiǎn)單了解一下 CoE 協(xié)議 PDO 部分，即 CANopen Over EtherCAT，CANopen 協(xié)議作為應(yīng)用層協(xié)議運(yùn)行在 EtherCAT 通信鏈路上，其架構(gòu)如圖：

　　在 CANopen 協(xié)議中，主站與從站的周期性數(shù)據(jù)通信稱為 PDO，通過預(yù)定義的 PDO 對(duì)象進(jìn)行管理，PDO 相關(guān)的對(duì)象分為兩個(gè)部分，一部分是 PDO 通信參數(shù)對(duì)象(用于指定 PDO 的使能、CAN-ID、觸發(fā)方式等)，一部分是 PDO 映射參數(shù)（指定哪些參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)象被映射到該 PDO 中，RPDO:0x1600~0x17FF/TPDO:0x1A00~0x1BFF），在 EtherCAT 中，任一傳輸方向的 PDO 數(shù)據(jù)通道由一個(gè)或若干個(gè) Sync Manager 管理，這與 CANopen 中每一個(gè) PDO 都有一個(gè)單獨(dú)的通信參數(shù)對(duì)象不同，一個(gè) Sync Manager 可同時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè) PDO 映射對(duì)象。由于數(shù)據(jù)鏈路層的差異， EtherCAT 從站保留了 CANopen 的 PDO 映射參數(shù)對(duì)象，而對(duì)于 PDO 的通信參數(shù)則通過自定義的對(duì)象管理，其中 PDO 的使能通過 0x1C10~0x1C2F 對(duì)象進(jìn)行管理，其一種常見的 PDO 數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)如下：

　　通常在 PLC 配置時(shí)，我們可以在從站的過程數(shù)據(jù)配置頁(yè)面，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)的決定哪一些 PDO 被使能并整體映射到過程數(shù)據(jù)通道中，也可以動(dòng)態(tài)配置哪一些應(yīng)用層參數(shù)如目標(biāo)速度、控制字、狀態(tài)字等是否映射到某一個(gè) PDO 中。ESI 文件中的 PDOAssign 與 PDOConfig 關(guān)鍵字則向主站以及工程師提示這種 PDO 動(dòng)態(tài)配置行為是否被此從站所允許。接下來(lái)我們采用倍福 PLC 作為 EtherCAT 主站，以 HMS Anybus CompactCom 40 EtherCAT 作為從站，抓取 TwinCAT 和 Anybus EtherCAT 從站之間的報(bào)文，來(lái)實(shí)際分析 PDO Assignmentment 與 PDO Configuration 對(duì)設(shè)備初始化的影響，加深一下 EtherCA 對(duì) PDO 配置機(jī)制的理解。

　　Anybus CompactCom 40 EtherCAT&倍福PLC

　　PDO Assignment 測(cè)試

　　首先勾選 PDO Assignment 此時(shí)模塊的 PDO 沒有分配到任何的 SM 中，即沒有對(duì)默認(rèn)的 PDO 使能，抓取報(bào)文，可以看到主站在建立通信時(shí)，首先會(huì)初始化從站中與 PDO 相關(guān)的 SM 寄存器，并為從站寫入 PDO 配置信息，主站與從站可以正常建立通信。

　

　　隨后取消勾選 PDO Assignment 選項(xiàng)，此時(shí)模塊的 PDO 沒有分配到 SM2/3 中，即模塊沒有默認(rèn)的 PDO 使能，當(dāng)我們?cè)?TwinCAT 中取消 PDO Assgin 時(shí)，可以看到報(bào)文中沒有任何關(guān)于 PDO SM2/3 寄存器配置的報(bào)文。主站與從站 PDO 配置不再一致，主站嘗試與從站通信失敗。

　

　　現(xiàn)在通過在從站中直接修改 Anybus CompactCom 40 EtherCAT 的 PDO 相關(guān)的 0x1C12/0x1C13 對(duì)象，使其具有默認(rèn)使能的 PDO，這里我們配置 Anybus CompactCom 40 EtherCAT PDO 0x1601、0x1A01 默認(rèn)使能，使得主站與從站默認(rèn) PDO 配置一致，監(jiān)控報(bào)文，可以看到報(bào)文中仍然沒有任何關(guān)于 PDO 配置的報(bào)文，但是主站嘗試以所組態(tài)的 PDO 數(shù)據(jù)與從站通信時(shí)，主站與從站可以正常交互數(shù)據(jù)。

　

　　因此可以得出結(jié)論，當(dāng) EtherCAT 從站沒有使能任何 PDO 時(shí),即從站 SM2/3 相關(guān)寄存器為空時(shí)，則必須使能 PDO Assginment，由主站在通信初始化時(shí)寫入 PDO 分配信息到其 SM2/3 中，使能從站 PDO。

　　驗(yàn)證 PDO Configuration

　　首先保持 PDO Assignment 使能，隨后取消勾選 PDO Configuration，隨后抓取報(bào)文，可以看到報(bào)文中只有關(guān)于 SM2/3 配置的報(bào)文。而沒有配置 PDO Entry list 相關(guān)的報(bào)文。由于 PDO 的數(shù)據(jù)組成員是與 ESI 文件中的 PDO Entry List 配置一致，因此通信可以成功，數(shù)據(jù)正常交互。

　　隨后在 TwinCAT 中刪除從站 PDO 中任意增加一個(gè)成員（注意：該 PDO 必須是可以修改的，F(xiàn)ixed PDO 不支持修改），然后分析抓取報(bào)文，可以看到主站初始化從站時(shí)，沒有配置 PDO 相關(guān)的報(bào)文，而此時(shí)主站所組態(tài)的 PDO 與從站默認(rèn)的 PDO Entry List 不一致，通信失敗。

　

　　隨后再次勾選 PDO Configuration 配置，在報(bào)文中可以看到主站向從站寫入新的 PDO Entry List，主站與從站成功建立通信。

　

　　小結(jié)：因此可以得出結(jié)論，當(dāng) EtherCAT 從站某一個(gè) PDO Entry List 可以修改，且主站中的 PDO Entry List 與從站默認(rèn)的 Entry List 不一致時(shí)需要使能 PDO config。

　　總結(jié)

　　對(duì)于 PDO 默認(rèn)使能以及 PDO 默認(rèn)的數(shù)據(jù)組成員 Entry List 都固定的設(shè)備，則可以同時(shí)取消勾選 PDO config 與 PDO Assignment，此時(shí)主站與從站在通信建立的過程中沒有任何有關(guān) PDO 初始化報(bào)文，這樣帶來(lái)的好處是，這將減少不同品牌主站 PLC 因配置 PDO 行為不同，所產(chǎn)生 PDO 配置錯(cuò)誤，提高設(shè)備對(duì)不同類型 EtherCAT 主站的適配性，而這需要在開發(fā)從站時(shí)，給從站寫入固定的 PDO 信息。并且最好主動(dòng)在設(shè)備的 E2PROM/ESI 文件中將 PDOAssign 與 PDOConfig 都置 0，以適應(yīng)各類主站。

　　這樣在主站上電時(shí)可直接與從站建立通信，而跳過 PDO 的配置過程，大大降低現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)?PDO 配置造成的 EtherCAT 通信錯(cuò)誤概率，提高客戶使用感受，減少產(chǎn)品交付問題。

　

　　HMS 嵌入式解決方案

　　HMS 公司 Anybus 品牌旗下的 CompactCom 40 嵌入式模塊，同時(shí)支持多種工業(yè)通信協(xié)議，該系列模塊僅需一次開發(fā)，一個(gè)平臺(tái)就可以同時(shí)支持 PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP、DeviceNet、CC-Link、PROFIBUS、Modbus 等多種協(xié)議。

　　模塊提供 UART/SPI/PCIE 接口（任選其一），接入設(shè)備的主控制器 CPU/MCU，主控制器通過 SPI/UART/ PCIE 接口與模塊交換數(shù)據(jù)，開發(fā)者不需要關(guān)心工業(yè)通信協(xié)議本身如何實(shí)現(xiàn)，基于免費(fèi)提供的工程板樣品，最快一到兩天就可以實(shí)現(xiàn)方案驗(yàn)證，感興趣就快速與我們聯(lián)系吧！