CANopen

POWERLINK集成了CANopen

CANopen的适应性由于更底层的传输协议－CAN的特性而受到限制。
POWERLINK使CANopen不受与CAN相关的限制，因为CANopen集成了CANopen的所有机制。
PCAN 和CANopen在OSI层的模型。
过程数据对象(PDO),服务数据对象(SDO),和网络管理(NMT)。
对象字典的目的和功能，以及设备描述。
应用在CANopen 和POWERLINK之间没有差别。
什么时候将CANopen 和 POWERLINK集成在一起是有意义的。

CANopen 和 POWERLINK　－　都具有很强的性能

CANopen是当前最受欢迎的基于应用层的CAN网络协议。它主要的好处是简单性和灵活性。大量可用的CANopen设备，接口和应用轮廓都是这个协议多样性的继承。然而，越来越大的网络和在复杂应用中数据负载的增加限制了CANopen的应用范围。使它落后的一些原因是：首先，CAN的底层传输协议仅仅能提供1 Mbps的带宽。另外，如果使用这个传输率，两个节点之间的连线必须不能超过25米。

由于POWERLINK完全集成了CANopen的机制，但它消除了CANopen的这些局限性。

CANopen是一个应用层的协议。只是POWERLINK用以太网介质替换了CAN的传输介质。

CANopen 和 POWERLINK应用之间没有区别，无论在数据处理还是在对象字典，或者CANopen的其它服务特性都一样。为消除CAN 网络的特有局限性，但又继续拥有CANopen的好处，将CAN移植到POWERLINK，或者可以将POWERLINK和CAN网络通过网关连接。

CANopen的结构

CAN在OSI七层通信模型中只有其中两层，即CAN规范仅仅覆盖了最底的两层（物理层）。
协议的规范仅涉及了基础的数据传输功能。从另一个角度说，CANopen只定义了第七层，即OSI模型中的应用层。换言之珻AN总线仅做为CANopen的传输介质，它处理设备和通信轮廓的组织工作。

过程数据对象，服务数据对象，网络管理对象

基于CANopen的数据通信，按数据包通常分为三种：他们分别是过程数据对象(PDO)，服务数据对象(SDO)，或者管理数据对象(NMT)。

PDO装载的是实时数据，因此它具有最大可用的传输能力。这些通信对象通过广播形式一个周期一个周期的被发送。相反，SDO传输用于网络设备配置参数的数据传输。因此，它的数据是通过点对点方式传输的。网络管理服务监控网上设备的状态，并在设备和控制器之间用主站-从站（Master-Slave）连接来通信。与这个服务有关的数据叫做网络管理对象（NMT）。

这张图片表明了哪个OSI模型层运行哪个协议。

CANopen的亮点：数据字典和设备描述

CANopen的一个关键特点是对象字典：这个数据库(对象字典是一个简单的数据库)在CANopen设备的通信单元和应用之间充当“开关中心”的角色。对象字典使网络可以访问一个设备的特定功能。对象字典存储了当前所有的程序和设备数据，包括例如通信参数，设备标签，和一个设备的特定功能。CANopen的主要好处在于CAN的标准化组织解决并协调了数据字典与外围设备，以及应用的定义、设备和接口轮廓。这些广泛的标准化使CANopen网络的配置工作降到最少，且使用户独立于特定的厂商。根据不同种类的设备的功能，设备描述定义了权威的数据字典的结构，例如I/O模块、设备、测量工具或者控制器。因此，同类设备即使他们来自不同的厂商，也可以统一编址，或者无需重新配置就可彼此交换数据。

CAN总线相关的限制

然而，如上所述，CANopen的用户面临一些CAN总线特性导致的限制。这些限制如下：

最大1 Mbit/s的带宽。这是一个限制因素，　尤其对于那些周期性循环的应用和同步数据的传输，例如运动控制，以及具有大数据包传输的应用。
对网络布线长度的最大扩展。最大线长直接与CAN网络数据传输速率相关。 CAN网络的波特率125 kbit/s, 500 kbit/s，1 Mbit/s对长度的限制分别不能超过 500 m、100 m、25 m，这对很多应用是不足的，例如建筑自动化中的起重控制，大跨度的机器系统，或者远程测量装置。尽管中继器、桥和CANopen网关可以用来解决一些问题，但是这些措施并不能完全消除它的限制。因此那些即使青睐CANopen的用户，遇到有高的数据吞吐量需要的应用场合，会发现POWERLINK是一个非常适合的选择方案。数据传输速率，基于快速以太网可以达到100 Mbit/s，基于千兆以太网可以达到1 Gbit/s，POWERLINK与CANopen完全兼容。此外，快速以太网的全带宽允许两个网络节点之间最大100 m的距离。

结合CANopen 和 POWERLINK

用户对这两种协议的优点有不同的选择：从CAN移植到POWERLINK，只替换了CANopen的“传输介质”。然而，对于一些应用，技术上是可行的，但可能经济上是不具吸引力的，因为他可能导致布线，硬件，系统集成的费用。在很多这样的场合，创建一个子网的系统结构通常是更明智的，而不是将CANopen完全移植到POWERLINK上。在这种情况下，通过网关，有两种系统架构可以用来连接POWERLINK 和 CANopen网络。POWERLINK或者作为高层的主系统，或者作为基于CANopen网络的低层骨干网，或者作为基于POWERLINK子网的CANopen主系统。以前的方案可为CANopen提供快速发送，管理和处理数据的记录。这种结构适合物理上庞大的网络设计。

相反，一个基于POWERLINK子网，CANopen作为高层的系统，也是一种解决方案，如果子功能需要很大带宽，例如在保存和处理测量数据的测量应用中，仅仅检查并传送值给高层的CANopen系统。POWERLINK子网也适用于高性能运动系统。

POWERLINK 和 CANopen:

POWERLINK应用层的“传送”的好处

使得所有面向非中央自动化系统的系统服务可以使用提供发送者/接收者（Sender/Receiver）和客户端/服务器（Client/Server）架构的通信服务。
标准的设备描述模型可以满足柔性系统的配置。
多种不同的设备描述？有利于POWERLINK设备的互通性和可交换性。
为网络控制和设备监控提供标准化的网络管理。
通过以太网为世界范围的POWERLINK设备提供标准的对数据，参数和功能的访问。
独立于设备类型的标准错误信号。
只需具有简单的设备替换性，标准的设备诊断就能支持即插即用系统。
从CANopen 到 POWERLINK移植非常简单。