一、功能概述
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4048模塊是集成1路標(biāo)準(zhǔn)CANopen接口、8路熱電偶輸入的工業(yè)級(jí)CANopen模擬量采集模塊。采用GCAN-4048模塊，用戶可同時(shí)采集8路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模擬量采集設(shè)備和CANopen網(wǎng)絡(luò)之間的連接，構(gòu)成CANopen網(wǎng)絡(luò)中模擬量信號(hào)采集的控制節(jié)點(diǎn)。GCAN-4048模塊目前支持J型、K型、T型、S型熱電偶，8路可同時(shí)自由配置熱電偶型號(hào)，倍數(shù)和偏移量均可自由配置。GCAN-4048模塊是模擬量信號(hào)采集的關(guān)鍵性工具，默認(rèn)上電后自動(dòng)接收數(shù)據(jù)，同時(shí)該模塊具有體積小巧、接線便捷等特點(diǎn)。GCAN-4048模塊的總線接口集成隔離保護(hù)模塊，使其避免由于瞬間的過(guò)壓過(guò)流而對(duì)模塊造成損壞。采用DIN導(dǎo)軌的固定方式，可使其更容易集成到各種控制柜中。
二、設(shè)備參數(shù)
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4048的設(shè)備參數(shù)包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A幀格式，符合ISO/DIS 11898規(guī)范；
（2）CAN-bus接口采用電氣隔離，隔離模塊絕緣電壓：DC 1500V；
（3）使用8~32V DC供電（推薦標(biāo)準(zhǔn)電壓24V）；
（4）熱電偶輸入通道數(shù)：8路；
（5）誤差為滿量程≤0.1%；
（6）J型熱電偶：-200～1190℃，參考表格N.I.S.T專著175，ITS-90國(guó)際溫標(biāo)；
（7）K型熱電偶：-260～1360℃，參考表格N.I.S.T專著175，ITS-90國(guó)際溫標(biāo)；
（8）T型熱電偶：-240～390℃，參考表格N.I.S.T專著175，ITS-90國(guó)際溫標(biāo)；
（9）S型熱電偶：-40～1490℃，參考表格N.I.S.T專著175，ITS-90國(guó)際溫標(biāo)；
（10）其他熱電偶型號(hào)后續(xù)開發(fā)補(bǔ)充；
（11）熱電偶溫度采集接口、CANopen接口使用端子接口；
（12）使用撥碼開關(guān)配置模塊波特率及節(jié)點(diǎn)號(hào)；
（13）可用配套卡軌連接件，安裝到DIN卡軌上；
（14）工作溫度：-40～85℃；
（15）工作濕度：≤95%RH，無(wú)凝露；
三、應(yīng)用領(lǐng)域
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4048的設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域包括：
（1）工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)控；
（2）煤礦、油井遠(yuǎn)程通訊；
（3）CAN教學(xué)應(yīng)用遠(yuǎn)程通訊；
（4）CAN工業(yè)自動(dòng)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)。
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四、設(shè)備安裝
1、設(shè)備尺寸
設(shè)備外形尺寸：(長(zhǎng)，含接線端子)122mm*(寬)70mm*(高)25mm，其示意圖如圖所示。
GCAN-4048外形尺寸
2、接口定義及功能
GCAN-4048模塊集成8路熱電偶輸入接口正端、8路熱電偶輸入接口負(fù)端、1路DC8~32V電源接口、1路CAN總線接口。GCAN-4048模塊4路熱電偶輸入接口正端、4路熱電偶輸入接口負(fù)端接口、CAN-bus接口如圖所示，接口定義如表所示。
4路熱電偶輸入、CAN-bus接口位置
4路熱電偶輸入、CAN-bus接口定義
GCAN-4048模塊的電源接口、4路熱電偶輸入接口正端、4路熱電偶輸入接口負(fù)端接口位置如圖所示，接口定義如表所示。
4路熱電偶輸入、CAN-bus接口位置
CAN-bus接口定義
GCAN-4048模塊撥碼開關(guān)如圖所示，GCAN-4048模塊撥碼開關(guān)最左側(cè)為復(fù)位按鍵，默認(rèn)在下方，為調(diào)試接口，請(qǐng)不要撥動(dòng)。復(fù)位按鍵右側(cè)7位為節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)置開關(guān)。最右側(cè)4位為波特率設(shè)置開關(guān)。左側(cè)為高位，右側(cè)為低位。
GCAN-4048模塊撥碼開關(guān)
五、設(shè)備使用
1、電源連接
GCAN-4048模塊支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見的+8~32V DC直流電源。為保證模塊可靠工作，建議使用+12V或+24V的DC直流穩(wěn)壓電源。
2、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-4048模塊具有1個(gè)SYS指示燈、1個(gè)PWR指示燈、1個(gè)CAN指示燈來(lái)指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。這3種指示燈的具體指示功能及狀態(tài)如表所示。
GCAN-4048模塊指示燈狀態(tài)
● GCAN-4048模塊上電后，PWR指示燈綠色常亮，如圖所示；
● GCAN-4048模塊上電，SYS指示燈綠色慢閃，切換至啟動(dòng)狀態(tài)后，接口數(shù)據(jù)傳輸，SYS指示燈綠色快閃，如圖所示；
GCAN-4048 PWR和SYS燈狀態(tài)
● CAN燈綠色閃爍，數(shù)據(jù)量小、速率慢時(shí)綠色慢閃，數(shù)據(jù)量大、速率快時(shí)綠色慢閃，如圖所示；如果CAN總線出現(xiàn)通訊錯(cuò)誤，CAN指示燈紅色常亮，待CAN總線恢復(fù)正常，CAN燈綠色閃爍，如圖所示。
GCAN-4048 CAN燈狀態(tài)
GCAN-4048 CAN燈狀態(tài)
六、配置說(shuō)明
用戶可使用模塊上方的撥碼開關(guān)自行設(shè)定GCAN-4048模塊的參數(shù)，以滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要。GCAN-4048模塊的配置，包括模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)和波特率兩部分。
請(qǐng)注意：通過(guò)撥碼開關(guān)改變GCAN-4048模塊的參數(shù)之后，需要重新對(duì)模塊上電之后，新的參數(shù)才會(huì)生效。
1、CAN節(jié)點(diǎn)號(hào)配置
如圖所示，撥碼開關(guān)的每個(gè)位撥向“ON”位置時(shí)，該位為“1”，如果撥向“OFF”位置，則該位為“0”。撥碼開關(guān)的2—8位用于設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)，第八位為最低位，第二位為最高位，模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)是各位對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值之和，通過(guò)撥碼開關(guān)設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE ID)的有效范圍為0～127。
請(qǐng)注意：撥碼開關(guān)第一位為配置撥碼，默認(rèn)為OFF（下方），請(qǐng)不要撥動(dòng)。
CAN節(jié)點(diǎn)號(hào)配置說(shuō)明
2、CAN波特率配置
右側(cè)撥碼開關(guān)的1-4位用于設(shè)定模塊的波特率，第一位為低位，第四位為高位。波特率與開關(guān)設(shè)置對(duì)應(yīng)值如下表所示。
CAN波特率配置說(shuō)明
七、快速上手
本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及ECANTools軟件可以進(jìn)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(shí)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(jìn)行GCAN-4048模塊的通訊測(cè)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(guò)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。
CAN-4048模塊默認(rèn)上電后切換至CANopen模式的05啟動(dòng)狀態(tài)。
例如：默認(rèn)GCAN-4048的Node ID為1（以下節(jié)點(diǎn)號(hào)均為1），則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，幀ID為0x701，標(biāo)準(zhǔn)幀，數(shù)據(jù)為0x05。
當(dāng)前狀態(tài)，TPDO用于表示模擬量采集目前的狀態(tài)，共有2個(gè)TPDO。其中TPDO1代表前4個(gè)通道，幀ID為0x180+Node ID。TPDO2代表后4個(gè)通道，幀ID為0x280+Node ID。
八、標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式
1、上電啟動(dòng)報(bào)文
GCAN-4048模塊滿足標(biāo)準(zhǔn)CANopen CiA 301協(xié)議，是標(biāo)準(zhǔn)的CANopen從站設(shè)備。GCAN-4048啟動(dòng)后將主動(dòng)發(fā)出一幀數(shù)據(jù)給主站，幀ID為0x700+Node ID。
例如：GCAN-4048的Node ID為1（以下節(jié)點(diǎn)號(hào)均為1），則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，幀ID為0x701，幀數(shù)據(jù)為0x7F。
2、NMT狀態(tài)切換
GCAN-4048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(gè)字節(jié)為命令符，第二個(gè)字節(jié)為節(jié)點(diǎn)號(hào)（若為00則控制全部節(jié)點(diǎn)）。例如：GCAN-4048的Node ID為1，命令GCAN-4048為進(jìn)入操作狀態(tài)（01），則NMT命令幀ID為0x000，幀數(shù)據(jù)為0x01,0x01。主站發(fā)送數(shù)據(jù)01 01，GCAN-4048模塊進(jìn)入05啟動(dòng)狀態(tài)。
3、PDO命令
GCAN-4048模塊采用PDO（Process Data Object，過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象）對(duì)溫度進(jìn)行采集。TPDO用于表示模擬量采集目前的狀態(tài)，共有2個(gè)TPDO。其中TPDO1代表前4個(gè)通道，TPDO2代表后4個(gè)通道。每個(gè)通道的默認(rèn)值0x80 00。其中，TPDO1，幀ID為0x180+Node ID，代表前4個(gè)通道。TPDO2，幀ID為0x280+Node ID，代表后4個(gè)通道。
TPDO1：
TPDO2：
例如，GCAN-4048模塊節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)為1。若通道1輸入的溫度為28度，則對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為28*倍數(shù)+偏移量，倍數(shù)默認(rèn)值為10，偏移量默認(rèn)值為0（熱電偶類型、倍數(shù)和偏移量的值均可修改，會(huì)在5.4中講解），則通道1對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為
28*10+0=280，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制是01 18，又因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸中低位在前高位在后，所以數(shù)據(jù)為18 01。若其余通道均無(wú)輸入，通道對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為00 80，則TPDO1命令的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為18 01 00 80 00 80 00 80。
TPDO2命令的幀ID為0x281，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為00 80 00 80 00 80 00 80。
如圖所示，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸中低位在前高位在后，所以數(shù)據(jù)為01 17。有誤差，但在允許范圍內(nèi)。
4、SDO命令
服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象SDO（ServiceDataObjects）主要用來(lái)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典，可以直接對(duì)GCAN-4048的參數(shù)進(jìn)行讀寫配置。配置后重新上電生效。
（1）修改系統(tǒng)模式
GCAN-4048模塊可通過(guò)發(fā)送SDO命令寫參數(shù)，修改模塊的使用模式。該參數(shù)位于對(duì)象字典索引0x2400、子索引0x00，數(shù)據(jù)類型Unsigned8。
（2）修改熱電偶類型、倍數(shù)、偏移量
GCAN-4048模塊可通過(guò)發(fā)送SDO命令寫參數(shù)，修改模塊每一路輸入的熱電偶類型、倍數(shù)、偏移量。該參數(shù)位于對(duì)象字典索引0x2401至2408、子索引0x00，數(shù)據(jù)類型Unsigned32。每一路的熱電偶類型、倍數(shù)、偏移量均可自由配置為不同類型。倍數(shù)的數(shù)據(jù)類型為Unsigned8，為了確定精度，必須大于0。偏移量的數(shù)據(jù)類型為INTEGER16，正負(fù)值均可。
熱電偶類型對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的關(guān)系見下表，其他數(shù)據(jù)不生效。
溫度的計(jì)算公式為：輸出值=實(shí)際溫度*倍數(shù)+偏移量。
為了輸入精度，倍數(shù)可自由配置，例如：設(shè)置0度為100,設(shè)置100度為10000，那么倍數(shù)為（10000-100）/100=99，偏移量為100，那么0度的輸出值根據(jù)公式為：0*99+100=100；100度的輸出值根據(jù)公式為：100*99+100=10000。
5、配置操作舉例
CANopen模式配置操作舉例：（以節(jié)點(diǎn)號(hào)為1舉例）默認(rèn)模式上電后：
1、模塊配置為標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式報(bào)文：ID：0x601數(shù)據(jù)：2F 00 24 00 03 00 00 00，設(shè)置模塊為標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式。
2、修改第2路熱電偶類型、倍數(shù)、偏移量報(bào)文：ID：0x601數(shù)據(jù)：23 02 24 00 02 63 64 00，設(shè)置第2路為J型熱電偶，倍數(shù)為99倍，即16進(jìn)制的0x63，偏移量為100，即16進(jìn)制為0x64。
重新上電后，配置生效。
九、GCAN-4048對(duì)象字典
十、技術(shù)規(guī)格
