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CANopen应用于现场总线-广成科技CANopen主站卡特性及软件简介
2017-06-23

 CANopen主站卡产品链接:www.gcgd.net/pro_30.html

  CANopen协议的发展史:

  上个世纪70年代,借助于数字计算机的发展,产生了基于集中控制的计算机控制系统。不过,集中控制系统需要收集所有设备的状态信息并分发控制信息,存在通讯延时较大、控制系统复杂和不可靠等缺点。因此,集中控制逐渐被分布式控制所取代。与此同时,数字通讯网络的可靠性不断提高,使得在工业现场使用统一的标准化数字通讯网络成为可能。当然,使用于工业现场的控制网络必须具有高可靠性和高抗干扰能力。针对这些要求,很多国际组织和企业都提出了各自不同的总线标准,统称为现场总线。

  为了解决汽车内部众多控制器与测量设备之间的数据交换问题,德国BOSCH公司于1986年开发了一种新的串行数据通信总线——CAN(ControllerAreaNetwork)总线。CAN总线的设计初衷就是针对汽车控制网络的运用。在国际上,许多汽车公司早在80年代就积极致力于CAN总线技术的研究。

  然而,CAN本身是一个底层协议,仅详细定义了物理层和数据链路层,本身并不完整。比如,CAN数据帧一次最多只能传送8字节,而不能传输大于8字节的长帧;CAN只提供了非确认的数据传输服务,而无法提供有确认的数据传输,等等。所以,CAN协议允许各厂商在CAN物理层的基础上自行开发高层应用协议,以满足不同应用的需要。这种做法使得CAN能够灵活地运用到工业控制的各个领域,但是也造成了CAN应用层协议的不统一。

  1993年,在CAN的开发者——德国BOSCH公司的带领下,一个基于CAN基本协议的应用层协议规范——CANopen协议在欧盟的资助项目中设计并提出。CANopen协议着重定义了应用层以及相关的通讯架构,详细内容包括对象字典、网络管理、启动配置、各种传输对象的定义等等。

  总的来说,CANopen协议是一个具有高度灵活性和高通讯效率的CAN应用层协议。当然,CANopen并不是唯一被CiA认可的CAN应用层协议。同样运用于CAN网络的应用层协议还有SAEJ1939、DeviceNet、CANKingdom和SDS。

  相比之下,CANopen是一个完全开放的协议,开发者可以免费获得协议授权,支持CAN1.0基本和CAN2.0扩展协议,支持从20kbps到1Mbps的多种传输速率,拥有和OSI兼容的基本架构,具有高度的灵活性。相比DeviceNet协议,CANopen需要的代码量和运算量较小,特别适合于中小型的嵌入式系统。

  CAN节点与CANopen硬件结构比较:


CAN节点硬件结构

  


CANopen节点硬件结构



  一个标准的CANopen节点,在数据链路层之上,添加了应用层。该应用层一般由软件实现,和控制算法共同运行在实时处理单元内。CANopen应用层协议细化了CAN总线协议中关于标识符的定义。定义标准报文的11比特标识符中高4比特为功能码,后7比特为节点号,重命名为通讯对象标识符(COB-ID)。

  CANopen节点转换示意图

 

CANopen节点转换条件


  作为网络管理主站,CANopen负责监控并检查CANopen网络当中所有节点的运行状态。其中包括在启动配置时,根据CANopen管理者框架协议启动所有的必须节点,尝试寻找和启动可选节点。在运行过程中,监控网络中节点的运行状态,及时处理节点的异常状态变化。

  广成科技GCAN-304是一款CANopen主站协议与ModbusTCP从站协议转换的通信网关,可以实现多个CANopen从站设备与多个ModbusTCP主站之间的数据通信。  

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     GCAN-304主站卡的CAN通道都集成完全的电气隔离保护、防浪涌保护,抗干扰能力强,是性能稳定、通讯可靠的。模块内部集成了CANOpen主站协议栈,用户进行简单配置就可以将CANOpen从站模块连接到CAN网络中。为CANopen网络提供了可靠性、高效率的解决方案。已经大量应用于风力发电、轨道交通、变频器等CANopen网络领域中的数据采集与数据处理。可以根据客户需求,提供个性化定制服务。

  广成科技CANopen主站卡特性:

   CANopen符合DS301V4.02;

   CAN总线波特率支持:10K~1Mbps,可通过软件配置;

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

   支持最多 8个字节的TPDO、RPDO和4个字节的快速DownloadSDO和快速UploadSDO;

   CANopen命令最多可配置160条(PDO和SDO命令总和为160);

   模块具有一个RJ45以太网接口,10/100M以太网自适应;

   最多支持 36个ModbusTCP主站(Client)连接;

   ModbusTCP从站支持功能码:03H、04H、06H、10H;

   IP地址冲突自动检测;

   IP地址设定方式支持:静态配置、DHCP和BOOTP;

   数据交换缓存区大小为 2.5K;(输入1.25KB,输出1.25KB)

  CANopen配置软件:

  广成科技GCAN-304的配置软件是一款非常容易使用的工具,可高效和直观规划全面的CANopen网络以及设备。它具有直观操作的功能并且支持你在项目开发的所有阶段,包括规划、开发、启动和服务。你可以直接集中精力于你的应用和定义系统参数。

  
  








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