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CAN转PN讯协议详解

远创智控 来源:远创智控 作者:远创智控 2023-08-01 20:06 次阅读

你是否曾经遇到过这样的问题:如何将各种 CAN设备连接到 PROFINet网络中?远创智控YC-PN-CAN通讯网关或许能为你解决这个难题!

远创智控YC-PN-CAN网关是一款自主研发的通讯网关,具有将从站功能发挥到极致。它能够将各种 CAN设备轻松接入到 PROfinet网络中,让你的设备实现更加高效、稳定的通信。此外,该产品还支持根据节点号进行读写,使操作更加简单方便。

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2,远创智控YC-PN-CAN是自主研发的一款PROFINET 从站功能的通讯网关。该产品主要功能是将各种CAN设备接入到PROFINET网络中。

远创智控YC-PN-CAN网关连接到PROFINET总线中做为从站使用,连接到CAN总线中根据节点号进行读写。

1.2.1 PROFINET技术参数

网关做为PROFINET网络的Device设备(即从站),带2个RJ45以太网接口,支持100BASE-TX,MDI/MDIX自检测,集成以太网交换机,可以组成链式网络,支持环网冗余。

适应PROFINET V2.3协议,采用实时(RT)通讯功能,符合: GB/T 251052014《工业通信网络现场总线规范类型10: PROFINET IO规范》,IEC 61158-510:2007,IDT

支持的数据长度:输入≤1000字节,输出≤1000字节,输入+输出≤2000字节。

1.2.2 CAN技术参数

标准CAN 2.0 A、2.0B 接口可选

波特率:5K~1M可选

可以配置多条CAN的接收、发送报文

网关自带终端电阻

3.2 PROFINET的电气连接

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3, PROFINET采用标准4芯屏蔽电缆。建议用户使用标准PROFINET插头及标准PROFINET电缆。有关PROFINET安装规范请用户参照有关PROFINET技术标准。

3.3 CAN 的电气连接

4, CAN总线物理层使用双绞线传输

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最大的总线线路长度:

波特率bit/s 1M 500K 250K 125K 62.5K 20K 10K
总线长度m 30 100 250 500 1000 2500 5000

不同电缆和不同总线节点数量n的最大总线电缆长度:

电缆类型 1
Lmax(ksm=0.2)
2
Lmax(ksm=0.1)
n=32 n=64 n=100 n=32 n=64 n=100
TM DeviceNet细电缆或ISO 11898电缆 200m 170m 150m 230m 200m 170m
TM DeviceNet细电缆 800m 690m 600m 940m 810m 700m
2
0.5mm 或AWG 20
360m 310m 270m 420m 360m 320m
2
0.75mm 或AWG18
550m 470m 410m 640m 550m 480m

关于总线终端和拓扑结构:

为了增强CAN通讯的可靠性,CAN总线网络的两个端点通常要加入终端匹配电阻,终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定。用户应在实际构成网络中加以考虑。

网关已经在产品内置了RT为120欧姆电阻,用户若需要将CAN的总线终端

接入网络中,只需将CANL和RL短接,CANH和RH 短接。

4.协议及数据转换

4.1协议转换原理

网关分别从PROFIBUS一侧和CAN一侧读写数据,存入各自的缓冲区,网关内部将缓冲区的数据进行交换,从而实现两边数据的传输。

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4.2 PROFINET协议介绍

5, PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术,保护现有投资。

PROFINET网络中的每个模组都有以下的三个位址:

MAC位址。

IP地址。

设备名称,是在整个网络组态中对模组定义的逻辑名称。

由于PROFINET 使用TCP/IP,会用到MAC位址及IP地址,但若一设备更换为其他设备,其MAC地址会变动,而IP地址是动态定址下的结果,为了让网络上的某一设备有固定的名称,因此会使用设备名称。

为了分配IP地址、子网络遮罩及预设闸道,定义了以下的二种方式:

DCP(协定)(发现和配置协定)。

DHCP(动态主机设定协定)。

4.3 CAN 协议介绍

控制器局域网总线(CAN,Controller Area Network)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线,它可以使用双绞线来传输信号,是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信,以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。

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6, CAN总线使用串行数据传输方式,可以1Mb/s的速率在40m的双绞线上运行,也可以使用光缆连接,而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。 [1] CAN与I2C 总线的许多细节很类似,但也有一些明显的区别。当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的 11 位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。

当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。由于 CAN 总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在 CAN 总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器

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7, CAN网络上的节点不分主从,任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息,通信方式灵活,利用这一特点可方便地构成多机备份系统,CAN只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据,无需专门的"调度"。 CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kbps以下);通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。 CAN上的节点数主要决定于总线驱动电路,目前可达110个;报文标识符可达2032种(CAN2.0A),而扩展标准(CAN2.0B)的报文标识符几乎不受限制。

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8,在CAN2.0B 的版本协议中有两种不同的帧格式,不同之处为标识符域的长度不同,含有11位标识符的帧称之为标准帧,而含有29位标识符的帧称为扩展帧。如CAN1.2版本协议所描述,两个版本的标准数据帧格式和远程帧格式分别是等效的,而扩展格式是CAN2.0B协议新增加的特性。为使控制器设计相对简单,并不要求执行完全的扩展格式,对于新型控制器而言,必须不加任何限制的支持标准格式。

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9,汽车制造中的应用、大型仪器设备中的应用、工业控制中的应用、智能家庭和生活小区管理中的应用以及机器人网络互联中的应用。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。

远创智控YC-PN-CAN通讯网关为你提供了完美的解决方案,让你的设备通信更加稳定、高效。赶快评论分享你对这款产品的的好评吧!感谢你的支持!

审核编辑 黄宇

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