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CANopen應用于現場總線-廣成科技CANopen主站卡特性及軟件簡介
2017-06-23

 CANopen主站卡產品鏈接:www.atqb.net/pro_30.html

  CANopen協議的發展史:

  上個世紀70年代,借助于數字計算機的發展,產生了基于集中控制的計算機控制系統。不過,集中控制系統需要收集所有設備的狀態信息并分發控制信息,存在通訊延時較大、控制系統復雜和不可靠等缺點。因此,集中控制逐漸被分布式控制所取代。與此同時,數字通訊網絡的可靠性不斷提高,使得在工業現場使用統一的標準化數字通訊網絡成為可能。當然,使用于工業現場的控制網絡必須具有高可靠性和高抗干擾能力。針對這些要求,很多國際組織和企業都提出了各自不同的總線標準,統稱為現場總線。

  為了解決汽車內部眾多控制器與測量設備之間的數據交換問題,德國BOSCH公司于1986年開發了一種新的串行數據通信總線——CAN(ControllerAreaNetwork)總線。CAN總線的設計初衷就是針對汽車控制網絡的運用。在國際上,許多汽車公司早在80年代就積極致力于CAN總線技術的研究。

  然而,CAN本身是一個底層協議,僅詳細定義了物理層和數據鏈路層,本身并不完整。比如,CAN數據幀一次最多只能傳送8字節,而不能傳輸大于8字節的長幀;CAN只提供了非確認的數據傳輸服務,而無法提供有確認的數據傳輸,等等。所以,CAN協議允許各廠商在CAN物理層的基礎上自行開發高層應用協議,以滿足不同應用的需要。這種做法使得CAN能夠靈活地運用到工業控制的各個領域,但是也造成了CAN應用層協議的不統一。

  1993年,在CAN的開發者——德國BOSCH公司的帶領下,一個基于CAN基本協議的應用層協議規范——CANopen協議在歐盟的資助項目中設計并提出。CANopen協議著重定義了應用層以及相關的通訊架構,詳細內容包括對象字典、網絡管理、啟動配置、各種傳輸對象的定義等等。

  總的來說,CANopen協議是一個具有高度靈活性和高通訊效率的CAN應用層協議。當然,CANopen并不是唯一被CiA認可的CAN應用層協議。同樣運用于CAN網絡的應用層協議還有SAEJ1939、DeviceNet、CANKingdom和SDS。

  相比之下,CANopen是一個完全開放的協議,開發者可以免費獲得協議授權,支持CAN1.0基本和CAN2.0擴展協議,支持從20kbps到1Mbps的多種傳輸速率,擁有和OSI兼容的基本架構,具有高度的靈活性。相比DeviceNet協議,CANopen需要的代碼量和運算量較小,特別適合于中小型的嵌入式系統。

  CAN節點與CANopen硬件結構比較:


CAN節點硬件結構

  


CANopen節點硬件結構



  一個標準的CANopen節點,在數據鏈路層之上,添加了應用層。該應用層一般由軟件實現,和控制算法共同運行在實時處理單元內。CANopen應用層協議細化了CAN總線協議中關于標識符的定義。定義標準報文的11比特標識符中高4比特為功能碼,后7比特為節點號,重命名為通訊對象標識符(COB-ID)。

  CANopen節點轉換示意圖

 

CANopen節點轉換條件


  作為網絡管理主站,CANopen負責監控并檢查CANopen網絡當中所有節點的運行狀態。其中包括在啟動配置時,根據CANopen管理者框架協議啟動所有的必須節點,嘗試尋找和啟動可選節點。在運行過程中,監控網絡中節點的運行狀態,及時處理節點的異常狀態變化。

  廣成科技GCAN-304是一款CANopen主站協議與ModbusTCP從站協議轉換的通信網關,可以實現多個CANopen從站設備與多個ModbusTCP主站之間的數據通信。  

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     GCAN-304主站卡的CAN通道都集成完全的電氣隔離保護、防浪涌保護,抗干擾能力強,是性能穩定、通訊可靠的。模塊內部集成了CANOpen主站協議棧,用戶進行簡單配置就可以將CANOpen從站模塊連接到CAN網絡中。為CANopen網絡提供了可靠性、高效率的解決方案。已經大量應用于風力發電、軌道交通、變頻器等CANopen網絡領域中的數據采集與數據處理。可以根據客戶需求,提供個性化定制服務。

  廣成科技CANopen主站卡特性:

   CANopen符合DS301V4.02;

   CAN總線波特率支持:10K~1Mbps,可通過軟件配置;

   CANopen支持NMT、PDO、SDO、Heartbeat、Guardlife、SYNC;

   支持最多 8個字節的TPDO、RPDO和4個字節的快速DownloadSDO和快速UploadSDO;

   CANopen命令最多可配置160條(PDO和SDO命令總和為160);

   模塊具有一個RJ45以太網接口,10/100M以太網自適應;

   最多支持 36個ModbusTCP主站(Client)連接;

   ModbusTCP從站支持功能碼:03H、04H、06H、10H;

   IP地址沖突自動檢測;

   IP地址設定方式支持:靜態配置、DHCP和BOOTP;

   數據交換緩存區大小為 2.5K;(輸入1.25KB,輸出1.25KB)

  CANopen配置軟件:

  廣成科技GCAN-304的配置軟件是一款非常容易使用的工具,可高效和直觀規劃全面的CANopen網絡以及設備。它具有直觀操作的功能并且支持你在項目開發的所有階段,包括規劃、開發、啟動和服務。你可以直接集中精力于你的應用和定義系統參數。

  
  








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