Phần 7 – CANopen trong PLC, servo, robot & drive

Sau khi đã nắm vững cách thiết kế và cấu hình mạng CANopen thực tế, chúng ta sẽ đặt ra câu hỏi tiếp theo là: CANopen được ứng dụng như thế nào trong PLC, servo drive và robot công nghiệp? Trên thực tế, CANopen không chỉ là một giao thức truyền thông, mà còn là nền tảng chuẩn hóa cho các hệ thống điều khiển chuyển động, I/O phân tán và thiết bị chấp hành công nghiệp. Trong Phần 7 này, BKAII sẽ cùng các bạn sẽ tiếp cận CANopen từ góc nhìn tích hợp hệ thống, phân tích cách CANopen được triển khai trong PLC, servo drive, robot và motion controller ngoài hiện trường.

---

1. Vai trò của CANopen trong hệ thống tự động hóa

CANopen thường được sử dụng như:

• Bus điều khiển servo và motion
• Mạng I/O phân tán tốc độ cao
• Giao tiếp giữa PLC và drive
• Bus nội bộ cho robot và máy tự động

Ưu điểm khiến CANopen được lựa chọn:

• Độ trễ thấp, thời gian thực tốt
• Giao thức gọn nhẹ, dễ triển khai
• Chuẩn hóa mạnh trong lĩnh vực motion

---

2. CANopen trong PLC

Trong hệ thống CANopen, PLC thường đóng vai trò CANopen Master.

Nhiệm vụ của PLC:

• Quản lý trạng thái node bằng NMT
• Cấu hình node thông qua SDO
• Trao đổi dữ liệu quá trình bằng PDO
• Giám sát lỗi qua Heartbeat

CANopen đặc biệt phù hợp với PLC cỡ nhỏ và trung bình, nơi yêu cầu điều khiển nhanh, chi phí thấp và cấu trúc gọn nhẹ.

---

3. CANopen trong servo drive & motion control

3.1 CANopen Device Profile – CiA 402

Trong lĩnh vực servo, CANopen sử dụng chuẩn CiA 402 (Device Profile for Drives and Motion Control).

CiA 402 định nghĩa:

• State machine của servo
• Controlword / Statusword
• Các mode điều khiển (Position, Velocity, Torque)

3.2 Điều khiển servo qua CANopen

PLC hoặc motion controller sẽ gửi PDO điều khiển đến servo drive và nhận PDO phản hồi trạng thái.

Việc sử dụng SYNC giúp:

• Đồng bộ nhiều trục
• Giảm jitter
• Đảm bảo tính thời gian thực

---

4. CANopen trong I/O module phân tán

CANopen rất phổ biến trong I/O module phân tán, đặc biệt ở các máy nhỏ và hệ thống modular.

Đặc điểm:

• I/O được map trực tiếp vào PDO
• Chu kỳ truyền ngắn
• Dễ mở rộng số lượng module

So với giải pháp I/O tập trung, CANopen giúp:

• Giảm dây dẫn
• Tăng tính linh hoạt
• Dễ bảo trì

---

5. CANopen trong robot & máy tự động

Trong robot công nghiệp và máy tự động, CANopen thường được dùng làm:

• Bus nội bộ cho servo trục
• Kết nối encoder, sensor
• Giao tiếp với I/O cục bộ

CANopen phù hợp với:

• Robot nhỏ và trung bình
• AGV / AMR
• Máy đóng gói, lắp ráp

Với yêu cầu cao hơn về đồng bộ và tốc độ, CANopen thường đóng vai trò bus cấp thấp bên dưới các mạng Ethernet công nghiệp.

---

6. Góc nhìn tích hợp hệ thống

Từ góc độ tích hợp, CANopen mang lại:

• Chuẩn hóa giao tiếp giữa thiết bị đa hãng
• Giảm phụ thuộc vendor
• Dễ thay thế và mở rộng

Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động ổn định, kỹ sư cần:

• Hiểu rõ profile thiết bị
• Cấu hình PDO hợp lý
• Kết hợp tốt với NMT và Heartbeat

---

Câu hỏi thường gặp về ứng dụng CANopen

Q: PLC thường đóng vai trò gì trong CANopen?

A: PLC thường đóng vai trò CANopen Master, quản lý node, cấu hình và trao đổi dữ liệu.

Q: CANopen có phù hợp cho điều khiển servo không?

A: CANopen rất phổ biến trong điều khiển servo nhờ chuẩn CiA 402 và hỗ trợ thời gian thực.

Q:CANopen có dùng được cho robot công nghiệp không?

A: CANopen thường được dùng làm bus nội bộ cho servo, I/O và cảm biến trong robot.

Q: Khi nào nên chọn CANopen thay vì Ethernet công nghiệp?

A: CANopen phù hợp cho hệ thống nhỏ và trung bình, yêu cầu thời gian thực tốt và chi phí thấp.

---

Kết luận

CANopen là một trong những chuẩn giao thức quan trọng nhất trong điều khiển chuyển động và tự động hóa cấp thiết bị.

Việc hiểu rõ cách CANopen được ứng dụng trong PLC, servo, robot và drive giúp kỹ sư tích hợp hệ thống thiết kế giải pháp hiệu quả, ổn định và dễ mở rộng.