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1功能簡介

1.1功能概述

GCAN-6057 CANopen遠程IO模塊是我公司自主研發(fā)的高性能通用型總線模塊，基于CANopen總線設(shè)計，能有效為用戶節(jié)約成本、簡化配線并提升系統(tǒng)可靠性。該模塊內(nèi)置8路DI與8路DO，可實現(xiàn)數(shù)字量輸入信號的采集與數(shù)字量信號的輸出，通過控制開關(guān)，完成遠程開關(guān)設(shè)備與CANopen網(wǎng)絡(luò)的連接，從而構(gòu)成CANopen網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量信號采集與輸出的控制節(jié)點。

GCAN-6057模塊防護等級達IP67，可適應(yīng)多塵、潮濕等復(fù)雜環(huán)境；其電源及CAN總線接口集成隔離保護模塊，能避免瞬間過壓過流對模塊造成損壞，保障運行穩(wěn)定性。此外，模塊采用DIN導(dǎo)軌固定方式，便于快速集成至各類控制柜中，提升系統(tǒng)搭建效率。

1.2性能特點

（1）CAN-bus支持CAN2.0A和CAN2.0B幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（2）CAN-bus通訊波特率在10Kbps~1Mbps之間任意可編程；
（3）CAN-bus接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：DC 1500V；
（4）電源采用24V DC（-15%/+20%）；
（5）P型數(shù)字量輸入通道數(shù)：8路；
（6）數(shù)字量輸入ON信號：電壓≥9V DC；輸入OFF信號：電壓≤5V DC；
（7）P型數(shù)字量輸出通道數(shù)：8路；
（8）數(shù)字量輸出電壓為模塊的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；300mA（通道同時輸出）；
（9）EMC抗干擾通道支持：模塊供電通道、CAN通道；
（10）模塊供電通道：靜電接觸放電±4KV，靜電空氣放電±8KV，電快速瞬變脈沖群±2KV，雷擊（浪涌）±1KV；
（11）CAN通道：1500VDC電氣隔離，靜電接觸放電±8KV，電快速瞬變脈沖群±2KV，雷擊（浪涌）±4KV；
（12）使用撥碼開關(guān)配置模塊波特率；（13）防護等級：IP67；
（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；
（15）尺寸：長160mm*寬57mm*高22.5mm。

1.3典型應(yīng)用

（1）工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控；
（2）煤礦、油井遠程通訊；
（3）CAN教學(xué)應(yīng)用遠程通訊；
（4）CAN工業(yè)自動化控制系統(tǒng)；
（5）智能樓宇控制數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等CAN-bus應(yīng)用系統(tǒng)。

 

2 設(shè)備安裝

本章節(jié)將詳細說明GCAN-6057 CANopen遠程IO模塊的安裝方法、接線方法、指示燈的含義與接口的含義。

2.1設(shè)備外觀及尺寸

GCAN-6057外觀如圖2.1所示，(長)160mm*(寬)57mm*(高)22.5mm。如圖所示。
 

圖2.1 GCAN-6057模塊外形尺寸圖
 

2.2接口定義及功能

GCAN-6057模塊集成1路CAN總線（2個CAN接口），2組電源接口（電源內(nèi)部已短接，只需接1組即可），8組DI接口，8組DO接口。GCAN-6057模塊的接口位置如圖2.2所示，接口定義如表所示。

GCAN-6057模塊自帶插頭及線纜，線纜顏色詳見下表：
 

圖2.2 GCAN-6057各接口位置



表2.1電源+CAN接口定義
 

2.2.1 DO接口定義及接線方法

GCAN-6057的主控模塊IO含有左右兩排端子排，右側(cè)端子排為DO端子排（每一個DO插頭的引腳1和3內(nèi)部已短接），如圖所示。各個端子對應(yīng)的序號及其含義如表2.2所示。
 

表2.2 GCAN-6057 CANopen模塊DO端子定義
 

P型輸出接線如圖所示：
 

圖2.3 GCAN-6057 DO接線圖
 

2.2.2DI接口定義及接線方法

GCAN-6057的主控模塊IO含有左右兩排端子排，左側(cè)端子排為DI端子排，如圖所示。各個端子對應(yīng)的序號及其含義如表2.3所示。
 

表2.3 GCAN-6057 CANopen模塊DI端子定義
 

P型輸入接線如圖所示：
 

圖2.4 GCAN-6057 DI接線圖
 

2.3系統(tǒng)狀態(tài)指示燈

GCAN-6057 CANopen遠程IO模塊有兩組指示燈，分別為系統(tǒng)狀態(tài)指示燈和DAT指示燈。
 

圖2.5 GCAN-6057指示燈狀態(tài)



表2.4 GCAN-6057指示燈狀態(tài)



圖2.6 GCAN-6057 CANopen IO指示燈狀態(tài)
 

IO指示燈用來指示設(shè)備IO的運行狀態(tài)。
 

表2.5 GCAN-6057 DI指示燈狀態(tài)



表2.6 GCAN-6057 DO指示燈狀態(tài)
 

3 設(shè)備使用

3.1電源連接

GCAN-6057模塊支持工業(yè)現(xiàn)場常見的+9-30V DC直流電源。為保證模塊可靠工作，建議您使用+12V或+24V的DC直流穩(wěn)壓電源。

GCAN-6057模塊電源提供反接保護，可防止用戶因電源接線錯誤損壞模塊。

3.2與CAN-bus連接

GCAN-6057模塊接入CAN總線連接方式為將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。

CAN-bus網(wǎng)絡(luò)采用直線拓撲結(jié)構(gòu)，總線最遠的2個終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點數(shù)目大于2，中間節(jié)點不需要安裝120Ω的終端電阻。對于分支連接，其長度不應(yīng)超過3米。CAN-bus總線的連接如圖3.1所示。
 

圖3.1 CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)
 

請注意：CAN-bus電纜可以使用普通雙絞線、屏蔽雙絞線。理論最大通信距離主要取決于總線波特率，最大總線長度和波特率關(guān)系詳見表3.1。若通訊距離超過1km，應(yīng)保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規(guī)格應(yīng)根據(jù)距離而定，常規(guī)是隨距離的加長而適當加大。
 

表3.1波特率與最大總線長度參照表
 

3.3CAN總線終端電阻

為了增強CAN通訊的可靠性，消除CAN總線終端信號反射干擾，CAN總線網(wǎng)絡(luò)最遠的兩個端點通常要加入終端匹配電阻，如圖3.2所示。終端匹配電阻的值由傳輸電纜的特性阻抗所決定。例如雙絞線的特性阻抗為120Ω，則總線上的兩個端點也應(yīng)集成120Ω終端電阻。如果網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點使用不同的收發(fā)器，則終端電阻須另外計算。
 

圖3.2 GCAN-6057與其他CAN節(jié)點設(shè)備連接
 

請注意：GCAN-6057模塊內(nèi)部未集成120Ω終端電阻。如果節(jié)點數(shù)目大于2，中間節(jié)點不需要安裝120Ω的終端電阻。需要使用時，將電阻兩端分別接入CAN_H、CAN_L即可，如圖3.2所示。

 

4 配置說明

用戶可使用模塊上方的撥碼開關(guān)自行設(shè)定GCAN-6057模塊的參數(shù)，以滿足實際應(yīng)用場合的需要。GCAN-6057模塊的配置，模塊波特率。

請注意：通過撥碼開關(guān)改變GCAN-6057模塊的參數(shù)之后，需要重新對模塊上電之后，新的參數(shù)才會生效。

4.1CAN波特率配置

波特率與開關(guān)設(shè)置對應(yīng)值如下表4.1所示。GCAN-6057模塊撥碼開關(guān)“0”到“7”為波特率設(shè)置開關(guān)；“9”為復(fù)位按鍵，為調(diào)試接口，請不要撥動。
 

圖4.1 GCAN-6057模塊撥碼開關(guān)



表4.1 CAN波特率配置說明
 

5 通訊報文格式

本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及GCANTools軟件可以進行CAN總線數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。軟件附帶的CANopen主站功能可以幫助調(diào)試CANopen從站，非常的方便實用。

使用廣成科技的USBCAN總線分析儀可模擬CAN總線通信設(shè)備，進行GCAN-6057模塊的通訊測試。USBCAN總線分析儀是一種直觀的CAN總線調(diào)試分析工具，使用該設(shè)備可以通過電腦監(jiān)控、模擬CAN數(shù)據(jù)收發(fā)，是從事CAN總線行業(yè)的工程師必備的工具。歡迎您可以通過本手冊最后一頁的聯(lián)系方式購買。

5.1節(jié)點狀態(tài)

GCAN-6057模塊滿足標準CANopen CiA 301協(xié)議，是標準的CANopen從站設(shè)備。GCAN-6057啟動后將主動發(fā)出一幀數(shù)據(jù)給主站，幀ID為0x700+Node ID。

例如：通過撥碼開關(guān)設(shè)置GCAN-6057的Node ID為1（以下節(jié)點號均為1），則USBCAN-II Pro作為主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點狀態(tài)數(shù)據(jù)，幀ID為0x701，幀數(shù)據(jù)為0x7F。如圖5.1所示，使用GCANTools軟件可以收到這條數(shù)據(jù)。

啟動數(shù)據(jù)中，幀數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)為節(jié)點狀態(tài)值（Node state values）。當該值為0x04時，說明節(jié)點處于停止狀態(tài)；當該值為0x05時，說明節(jié)點處于操作狀態(tài)；當該值為0x7F時，說明節(jié)點處于預(yù)操作狀態(tài)。
 

圖5.1啟動命令監(jiān)控界面
 

GCAN-6057模塊接收由主站發(fā)出的操作指令，幀ID為0x000，DLC為2，幀數(shù)據(jù)第一個字節(jié)為命令符，第二個字節(jié)為節(jié)點號（00則為全部節(jié)點）。

例如：GCAN-6057的Node ID為1，命令GCAN-6057為進入操作狀態(tài)（01），則NMT命令幀ID為0x000，幀數(shù)據(jù)為0x01,0x01。該命令也可由GCANTools軟件的CANopenMaster插件發(fā)出。NMT的詳細指令可參考附錄B.4 CANopen通信。
 

圖5.2 NMT命令發(fā)送界面
 

使用GCANTools軟件命令GCAN-6057進入操作狀態(tài)的步驟是：①將從站節(jié)點號填入ID后面的文本框中，②點擊添加從站按鈕，③打開節(jié)點左側(cè)的+號，并點擊“NMT”，④選擇“Start Remote Node”（默認），點擊下方的“NMT”按鈕。如圖5.3所示，發(fā)送后可在GCANTools監(jiān)控界面中查看到NMT命令。

接收到NMT指令之后，GCAN-6057將開始廣播PDO數(shù)據(jù)，并發(fā)出幀ID為0x701，幀數(shù)據(jù)為0x05的心跳指令，說明GCAN-6057已進入操作狀態(tài)，自動接收輸入DI狀態(tài)，幀ID為0x180+節(jié)點號（Node ID），數(shù)據(jù)長度（DLC）為2。
 

圖5.3 NMT命令監(jiān)控界面
 

5.2控制輸出
 

 

GCAN-6057模塊在接收RPDO數(shù)據(jù)時，需保證幀ID為0x200+節(jié)點號（Node ID），數(shù)據(jù)長度為1字節(jié)，該字節(jié)用于設(shè)置第0到7輸出通道的狀態(tài)，其中輸出通道7處于高位，輸出通道0處于低位。

例如，GCAN-6057模塊節(jié)點號設(shè)為1。需設(shè)置通道4和通道0狀態(tài)為1，設(shè)置其他狀態(tài)均為0，則需要發(fā)送的CAN總線DO狀態(tài)數(shù)據(jù)為11。需要發(fā)送給GCAN-6057的幀ID為0x201，數(shù)據(jù)長度（DLC）為1，幀數(shù)據(jù)為0x11。
 

 

5.3反饋輸入+反饋輸出

GCAN-6057模塊發(fā)出的TPDO數(shù)據(jù)幀ID為0x180+節(jié)點號（Node ID），數(shù)據(jù)長度為2字節(jié)，幀數(shù)據(jù)第1個字節(jié)即為該模塊數(shù)字量輸入狀態(tài)，幀數(shù)據(jù)第2個字節(jié)為該模塊數(shù)字量輸出狀態(tài)。

1）反饋的輸入狀態(tài)由第1個字節(jié)來表示，該字節(jié)用于反饋第0到7輸入通道的狀態(tài)，其中輸入通道7處于高位，輸入通道0處于低位。

例如，GCAN-6057模塊節(jié)點號設(shè)為1。輸入通道6和輸入通道2狀態(tài)為1，其他狀態(tài)均為0。則反饋的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長度（DLC）為2，第1個字節(jié)，反饋DI狀態(tài)的幀數(shù)據(jù)為0x44。
 

 

2）反饋的輸出狀態(tài)由第2個字節(jié)來表示，該字節(jié)用于反饋第0到7輸出通道的狀態(tài)，其中輸出通道7處于高位，輸出通道0處于低位。

若通過5.3章節(jié)設(shè)置輸出通道4和輸出通道0狀態(tài)為1，其他狀態(tài)均為0（控制輸出方法詳見5.3章）。則反饋的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長度（DLC）為2，第2個字節(jié)，反饋DO狀態(tài)的幀數(shù)據(jù)為0x11。
 

 

6 技術(shù)規(guī)格