引言
国内早期舞台机械设备控制系统采用继电器、接触器控制方式。由于舞台设备数量比较多，控制系统元器件数目很庞大，接线也很繁杂，电路可靠性差，控制系统故 障率高，维修困难，且很难准确自动定位和管理等诸多原因，给正常演出带来不便。目前，在工业过程控制领域出现了一种新兴的控制技术，即现场总线 （FieldBus），如基金会现场总线（FF）、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART等。舞台机械控制系统中变频器的监控十分重要，但是目前国际上变频器的通讯接口打多采用CANopen通讯协议，CANopen具有抗干扰性，实时性能好等优点。对于主控网络是PROFIBUS的控制系统而言，面临着将CANopen协议转换为PROFIBUS协议的问题。在某剧场舞台机械控制系统中，使用鼎实科技的PROFIBUS转CANopen总线桥PB-B-CANopen实现了施耐德ATV71变频器（CANopen接口）与西门子S7 300 PROFIBUS现场总线的通讯。
1、系统说明
应用地点： 施耐德电气
PROFIBUS主站：SIEMENS 315-2DP
传感器： ATV71变频器
协议： CANopen
波特率： 500K bps
数据传输方式： 变频器将接收来自PB-B-CANopen总线桥PDO3的4个字，同时通过PDO1和PDO3向PB-B-CANopen总线桥发送8个字，分配表1如下：
表1
PB-B-CANopenà ATV71变频器
含义 PDO映射 变量索引 变量名称 单位
命令字 PDO3:1 2064/02 Indexer:CommandWord
目标位置低16位 PDO3:2 2064/03 Indexer: POS_PTP_L 脉冲数
目标位置高16位 PDO3:3 2064/04 Indexer: POS_PTP_H
速度 PDO3:4 2064/05 Indexer: VEL_PTP 脉冲/秒
ATV71变频器àPB-B-CANopen
含义 PDO映射 变量索引 变量名称 单位
变频器状态字 PDO1:1 6041 LFT
电机转速 PDO1:2 6044 RFRD 转/分
电机电流 PDO1:3 2002/05 LCR 0.1A
变频器故障字 PDO1:4 2029/16 LFT
定位程序故障字 PDO3:1 2064/0C Indexer: ERROR_CODE_N
定位程序状态字 PDO3:2 2064/0D Indexer: STATUSWORD
实际位置低16位 PDO3:3 2064/0E Indexer: POS_ACTUAL_L 脉冲数
实际位置高16位 PDO3:4 2064/0F Indexer: POS_ACTUAL_H
2、系统连接
如图1所示：
3、系统配置
按照本手册第四章安装PB-B-CANopen GSD文件，并进行硬件配置，将PB-B-CANopen总线桥的波特率设置为500K，发送间隔设置为500ms。并如图2进行配置，图中以PB-B-CANopen连接2台ATV71变频器为例，nodeid分别为1，2。一台PB-B-CANopen总线桥最多可以连8台ATV71变频器。
ATV71变频器定时向PB-B-CANopen总线桥发送PDO1和PDO3的数据，PB-B-CANopen总线桥定时向ATV71变频器发送PDO3数据。
注：ATV71在添加CI卡后，需要CANopen主站对PDO进行配置，否则不能按照上述分配表1进行数据的收发；而且每次上电，其配置不保存，需要CANopen主站对其进行重新配置。PB-B-CANopen总线桥能够按照分配表1自动对ATV71进行配置（在ATV71重新上电后也可以自动进行配置）。为用户方便使用ATV71提供了保障。
图2 PB-B-CANopen与ATV1连接的配置
图2中，设置的Identifier分别为：
node ID =1 RxPDO3 CAN Identifier=Basic ID(102410)+node ID(110)
TxPDO1 CAN Identifier=Basic ID(38510)+node ID(110)
TxPDO3 CAN Identifier=Basic ID(89610)+node ID(110)
node ID =2 RxPDO3 CAN Identifier=Basic ID(102410)+node ID(210)
TxPDO1 CAN Identifier=Basic ID(38510)+node ID(210)
TxPDO3 CAN Identifier=Basic ID(89610)+node ID(210)
4、通讯启动
设置command字节的D0=1，PB-B-CANopen总线桥以500ms的间隔发送RxPDO数据，同时自动接收ATV71的TxPDO数据。
根据图2，数据对应关系如下表所示，以node ID=1的变频器为例：
表2 PROFIBUS 输出数据与ATV71的RxPDO的对应关系
PROFIBUS 输出数据 ATV71 RxPDO数据
QW1 速度
QW3 目标位置高16位
QW5 目标位置低16位
QW7 命令字
表3 PROFIBUS 输出数据与ATV71的TxPDO的对应关系
PROFIBUS 输入数据 ATV71 TxPDO数据
IW1 变频器故障字
IW3 电机电流
IW5 电机转速
IW7 变频器状态字
IW9 实际位置高16位
IW11 实际位置低16位
IW13 定位程序状态字
IW15 定位程序故障字
5、结束语
随着舞台设计和计算机技术的不断发展，现在舞台机械控制底层多采用以 PLC（可编程序控制器）为主的DCS（分布式控制系统）。它大多采用开放式PROFIBUS工业现场总线通讯技术，采用鼎实科技的PROFIBUS转CANopen总线桥PB-B-CANopen方便地将PROFIBUS与CANopen设备联系起来，为舞台机械运行提供实时、安全可靠的运行保证。具有处理速度快、系统资源 裕量大、通讯能力强、性能更加稳定可靠等特点。因此，这种使用方式可以在舞台机械控制系统中推广。
