GCAN-4032分布式CANopen遠(yuǎn)程IO
- 品牌：
- GCAN廣成科技
- 型號(hào)：
- GCAN-4032
- 應(yīng)用：
-
一、功能概述
GCAN-4032遠(yuǎn)程IO是我公司基于CANopen總線(xiàn)自主研發(fā)的高性能總線(xiàn)同用遠(yuǎn)程IO模塊，為用戶(hù)節(jié)約成本，簡(jiǎn)化配線(xiàn)，提高系統(tǒng)可靠性，系統(tǒng)自帶16路DI和16路DO（輸出默認(rèn)晶體管PNP型，可選NPN型；輸入可通過(guò)接線(xiàn)切換源/漏型）。采用GCAN-4032模塊，用戶(hù)可用于采集數(shù)字量輸入信號(hào)，并輸出數(shù)字量信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)設(shè)備和CANopen網(wǎng)絡(luò)之間的連接，構(gòu)成CANopen網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)量信號(hào)采集、輸出的控制節(jié)點(diǎn)。
GCAN-4032模塊的電源及CAN總線(xiàn)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-4032一體式遠(yuǎn)程IO耦合器設(shè)備參數(shù)包括：
（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）數(shù)字量輸入通道數(shù)：16路；（6）數(shù)字量輸出通道數(shù)：16路；（7）數(shù)字量輸入、輸出信號(hào)：輸入可通過(guò)接線(xiàn)切換源/漏型；輸出默認(rèn)晶體管PNP輸出，可選NPN輸出；（8）數(shù)字量輸入ON信號(hào)：電壓≥9V DC；輸入OFF信號(hào)：電壓≤5V DC；（9）PNP源型數(shù)字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；300mA（通道同時(shí)輸出）；（10）NPN漏型數(shù)字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；280mA（通道同時(shí)輸出）；（11）EMC抗干擾通道支持：模塊供電通道、CAN通道；（12）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；（13）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；使用撥碼開(kāi)關(guān)配置模塊波特率及節(jié)點(diǎn)號(hào)；（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（15）尺寸：長(zhǎng)115mm*寬100mm*高58mm。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4032一體式遠(yuǎn)程IO耦合器設(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)備外觀及尺寸
GCAN-4032外觀如圖所示，(長(zhǎng))115mm*(寬)100mm*(高)58mm。設(shè)備包含1個(gè)CAN通信接口，一個(gè)USB-Type C接口，1個(gè)電源接口，2組I/O電源接口（電源內(nèi)部已短接），4個(gè)DI的COM接口。USB接口可用來(lái)升級(jí)固件。
GCAN-4032模塊外形尺寸圖
2、安裝拆卸方法
模塊的安裝方法：
先將模塊下方的導(dǎo)軌卡扣用一字螺絲刀拉出；然后將模塊掛到DIN導(dǎo)軌上，并使用一字螺絲刀將下方的導(dǎo)軌卡扣推進(jìn)去鎖定，如圖所示：
GCAN-4032 CANopen模塊安裝
模塊的拆卸方法：
先將模塊下方的導(dǎo)軌卡扣用一字螺絲刀拉出；然后將模塊往外拉出與DIN導(dǎo)軌形成一個(gè)角度，模塊即可往上拉出，如圖所示：
GCAN-4032 CANopen模塊拆卸
3、接口定義及功能
GCAN-4032模塊集成1個(gè)CANopen通信接口，一個(gè)USB-Type C接口，1個(gè)電源接口，2組I/O電源接口（電源內(nèi)部已短接），4個(gè)DI的COM接口。GCAN-4032模塊的CANopen通信接口、電源接口位置如圖所示，接口定義如表所示。
CAN接口及電源接口位置
CAN接口定義
電源接口定義
GCAN-4032模塊撥碼開(kāi)關(guān)如圖所示，GCAN-4032模塊撥碼開(kāi)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(kāi)關(guān)。最右側(cè)4位為波特率設(shè)置開(kāi)關(guān)。左側(cè)為高位，右側(cè)為低位。
GCAN-4032模塊撥碼開(kāi)關(guān)
（1）DO接口定義及接線(xiàn)方法
GCAN-4032的主控模塊含有上下四排端子排，下方兩排端子排為DO端子排，分別為DO0~DO7，DO8~DOF共16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，以及2組IO工作電源接口（請(qǐng)任選1組IO工作電源接口接入24V即可，注意同時(shí)需要接入系統(tǒng)電源，系統(tǒng)電源詳見(jiàn)下表，IO工作電源與系統(tǒng)電源彼此隔離），如圖所示。各個(gè)端子對(duì)應(yīng)的序號(hào)及其含義如下表所示。
GCAN-4032 CANopen模塊DO及IO電源接線(xiàn)端子定義
DO端子排有兩種接法：
（1）晶體管PNP輸出接線(xiàn)如圖所示：
（2）晶體管NPN輸出接線(xiàn)如圖所示：
（2）DI接口定義及接線(xiàn)方法
上方兩排端子為DI端子排，分別為DI0~DI7，DI8~DIF共16個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，以及4個(gè)DI的COM接口（4個(gè)COM口任意連接1個(gè)即可），如圖所示。各個(gè)端子對(duì)應(yīng)的序號(hào)及其含義如表所示。
GCAN-4032 CANopen模塊DI端子定義
DI端子排有兩種接法：
（1）漏型輸入接線(xiàn)如圖所示：
（2）源型輸入接線(xiàn)如圖所示：
4、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈
GCAN-4032 CANopen遠(yuǎn)程IO模塊有兩組指示燈，分別為系統(tǒng)狀態(tài)指示燈和IO指示燈。系統(tǒng)狀態(tài)指示燈具有1個(gè)PWR指示燈、1個(gè)SYS指示燈、1個(gè)RUN指示燈、1個(gè)ERR燈來(lái)指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
GCAN-4032 CANopen遠(yuǎn)程IO模塊指示燈
GCAN-4032 CANopen遠(yuǎn)程IO模塊指示燈狀態(tài)
IO指示燈用來(lái)指示設(shè)備IO的運(yùn)行狀態(tài)。
五、設(shè)備使用
1、電源連接
GCAN-4032模塊支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)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-4032模塊電源提供反接保護(hù)，可防止用戶(hù)因電源接線(xiàn)錯(cuò)誤損壞模塊。
2、與CAN-bus連接
GCAN-4032模塊接入CAN總線(xiàn)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(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線(xiàn)最遠(yuǎn)的2個(gè)終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節(jié)點(diǎn)數(shù)目大于2，中間節(jié)點(diǎn)不需要安裝120Ω的終端電阻。對(duì)于分支連接，其長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)3米。CAN-bus總線(xiàn)的連接如圖所示。
CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)請(qǐng)注意：CAN-bus電纜可以使用普通雙絞線(xiàn)、屏蔽雙絞線(xiàn)。理論最大通信距離主要取決于總線(xiàn)波特率，最大總線(xiàn)長(zhǎng)度和波特率關(guān)系詳見(jiàn)下表。若通訊距離超過(guò)1km，應(yīng)保證線(xiàn)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(zhǎng)而適當(dāng)加大。
波特率與最大總線(xiàn)長(zhǎng)度參照表
3、CAN總線(xiàn)終端電阻
為了增強(qiáng)CAN通訊的可靠性，消除CAN總線(xiàn)終端信號(hào)反射干擾，CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)最遠(yuǎn)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入終端匹配電阻，如圖所示。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(xiàn)的特性阻抗為120Ω，則總線(xiàn)上的兩個(gè)端點(diǎn)也應(yīng)集成120Ω終端電阻。如果網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)使用不同的收發(fā)器，則終端電阻須另外計(jì)算。
GCAN-4032與其他CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接
請(qǐng)注意：GCAN-4032模塊內(nèi)部未集成120Ω終端電阻。如果節(jié)點(diǎn)數(shù)目大于2，中間節(jié)點(diǎn)不需要安裝120Ω的終端電阻。需要使用時(shí)，將電阻兩端分別接入CAN_H、CAN_L即可，如圖所示。
六、配置說(shuō)明
用戶(hù)可使用模塊上方的撥碼開(kāi)關(guān)自行設(shè)定GCAN-4032模塊的參數(shù)，以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要。GCAN-4032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(kāi)關(guān)改變GCAN-4032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(kāi)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(kāi)關(guān)的2－8位用于設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(MAC ID)，第八位為最低位，第二位為最高位，模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(MAC ID)是各位對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值之和，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)定模塊的節(jié)點(diǎn)號(hào)(MAC ID)的有效范圍為0～127。
請(qǐng)注意：撥碼開(kāi)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(kāi)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(kāi)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、通訊報(bào)文格式
本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及GCANTools軟件可以進(jìn)行CAN總線(xiàn)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(xiàn)分析儀可模擬CAN總線(xiàn)通信設(shè)備，進(jìn)行GCAN-4032模塊的通訊測(cè)試。USBCAN總線(xiàn)分析儀是一種直觀的CAN總線(xiàn)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(xiàn)行業(yè)的工程師必備的工具。
1、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)
GCAN-4032模塊滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)CANopen CiA 301協(xié)議，是標(biāo)準(zhǔn)的CANopen從站設(shè)備。GCAN-4032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：通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置GCAN-4032的Node ID為1（以下節(jié)點(diǎn)號(hào)均為1），則USBCAN-II Pro作為主站設(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。如圖所示，使用GCANTools軟件可以收到這條數(shù)據(jù)。
啟動(dòng)數(shù)據(jù)中，幀數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)為節(jié)點(diǎn)狀態(tài)值（Node state values）。當(dāng)該值為0x04時(shí)，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)該值為0x05時(shí)，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)處于操作狀態(tài)；當(dāng)該值為0x7F時(shí)，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)處于預(yù)操作狀態(tài)。
啟動(dòng)命令監(jiān)控界面
GCAN-4032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)（00則為全部節(jié)點(diǎn)）。
例如：GCAN-4032的Node ID為1，命令GCAN-4032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。該命令也可由GCANTools軟件的CANopenMaster插件發(fā)出。
NMT命令發(fā)送界面
使用GCANTools軟件命令GCAN-4032進(jìn)入操作狀態(tài)的步驟是：
①將從站節(jié)點(diǎn)號(hào)填入ID后面的文本框中
②點(diǎn)擊添加從站按鈕
③打開(kāi)節(jié)點(diǎn)左側(cè)的+號(hào)，并點(diǎn)擊“NMT”
④選擇“Start Remote Node”（默認(rèn)），點(diǎn)擊下方的“NMT”按鈕。如圖所示，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-4032將開(kāi)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(shuō)明GCAN-4032已進(jìn)入操作狀態(tài)。
NMT命令監(jiān)控界面
2、控制輸入
數(shù)字量輸入的狀態(tài)由兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示，第0到7路由第一個(gè)字節(jié)表示；第8到F路由第二個(gè)字節(jié)表示。舉例：第一個(gè)字節(jié)里通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-4032模塊節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)為1。通道7和通道3狀態(tài)為1，其他狀態(tài)均為0，則CAN總線(xiàn)一端顯示的DI狀態(tài)數(shù)據(jù)為88 00。則發(fā)出的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為2，幀數(shù)據(jù)為0x88，0x00。
GCAN-4032模塊發(fā)出的TPDO數(shù)據(jù)幀ID為0x180+節(jié)點(diǎn)號(hào)（Node ID），數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2，幀數(shù)據(jù)第一、第二個(gè)字節(jié)即為該模塊數(shù)字量輸入狀態(tài)。
3、控制輸出
數(shù)字量輸出的狀態(tài)由兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示，第0到7路由第一個(gè)字節(jié)表示；第8到F路由第二個(gè)字節(jié)表示。舉例：第一個(gè)字節(jié)里通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-4032模塊節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)為1。需設(shè)置通道7和通道3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(xiàn)DO狀態(tài)數(shù)據(jù)為88 00。需要發(fā)送給GCAN-4032的幀ID為0x201，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（DLC）為2，幀數(shù)據(jù)為0x88，0x00。
GCAN-4032模塊在接收RPDO數(shù)據(jù)時(shí)，需保證幀ID為0x200+節(jié)點(diǎn)號(hào)（NodeID），數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為2，幀數(shù)據(jù)第一、第二個(gè)字節(jié)即為需要設(shè)置的數(shù)字量輸出狀態(tài)。
八、技術(shù)規(guī)格
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沈陽(yáng)廣成科技GCAN-4032一體式遠(yuǎn)程IO耦合器設(shè)備參數(shù)包括：
（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）數(shù)字量輸入通道數(shù)：16路；（6）數(shù)字量輸出通道數(shù)：16路；（7）數(shù)字量輸入、輸出信號(hào)：輸入可通過(guò)接線(xiàn)切換源/漏型；輸出默認(rèn)晶體管PNP輸出，可選NPN輸出；（8）數(shù)字量輸入ON信號(hào)：電壓≥9V DC；輸入OFF信號(hào)：電壓≤5V DC；（9）PNP源型數(shù)字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；300mA（通道同時(shí)輸出）；（10）NPN漏型數(shù)字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；280mA（通道同時(shí)輸出）；（11）EMC抗干擾通道支持：模塊供電通道、CAN通道；（12）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；（13）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；使用撥碼開(kāi)關(guān)配置模塊波特率及節(jié)點(diǎn)號(hào)；（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（15）尺寸：長(zhǎng)115mm*寬100mm*高58mm。- GCAN-PLC產(chǎn)品功能及應(yīng)用視頻：
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GCAN-4038 8路模擬量輸入IO耦合器
GCAN-4048 8路熱電偶輸入IO耦合器
GCAN-4055 8路數(shù)字量輸入8路數(shù)字量輸出IO耦合器
GCAN-4056 8路數(shù)字量輸入8路數(shù)字量輸出IO耦合器
GCAN-4057 8路數(shù)字量輸入8路數(shù)字量輸出IO耦合器
GCAN-4068 8路4-20mA電流輸出IO耦合器
GCAN-4128 4路數(shù)字量輸入4路數(shù)字量輸出IO耦合器
GCAN-5032分布式EtherCAT遠(yuǎn)程IO
GC-1008 8路PNP數(shù)字量輸入IO模塊
GC-1016 16路PNP數(shù)字量輸入IO模塊
GC-1018 8路NPN數(shù)字量輸入IO模塊
GC-1502 2路計(jì)數(shù)器輸入IO模塊
GC-1602 2通道AB相計(jì)數(shù)模塊
GC-2008 8路PNP數(shù)字量輸出IO模塊
GC-2016 16路PNP數(shù)字量輸出IO模塊
GC-2018 8路NPN數(shù)字量輸出IO模塊
GC-2204 4路繼電器輸出IO模塊
GC-2214 4路繼電器輸出IO模塊
GC-2302 2路PWM脈沖輸出IO模塊
GC-3604 4路-5V-+5V電壓輸入IO模塊
GC-3624 4路-10V-+10V電壓輸入IO模塊
GC-3644 4路0-20mA電流輸入IO模塊
GC-3654 4路4-20mA電流輸入IO模塊
GC-3664 4路0-+5V電壓輸入IO模塊
GC-3674 4路0-+10V電壓輸入IO模塊
GC-3804 4路PT100溫度輸入IO模塊
GC-3814 4路PT1000溫度輸入IO模塊
GC-3822 2路PT100溫度輸入IO模塊
GC-3832 2路PT1000溫度輸入IO模塊
GC-3844 4路K型熱電偶輸入IO模塊
GC-3854 4路S型熱電偶輸入IO模塊
GC-3864 4路T型熱電偶輸入IO模塊
GC-3874 4路J型熱電偶輸入IO模塊
GC-4602 2路-5V-+5V電壓輸出IO模塊
GC-4622 2路-10V-+10V電壓輸出IO模塊
GC-4642 2路0-20mA電流輸出IO模塊
GC-4652 2路4-20mA電流輸出IO模塊
GC-4662 2路0-+5V電壓輸出IO模塊
GC-4672 2路0-+10V電壓輸出IO模塊
GC-4674 4路0-+10V電壓輸出IO模塊
GC-4684 4路0-+10V電壓輸出IO模塊
GC-6101 RS232 485通訊模塊
GC-6221 4G通訊模塊
GC-6501 WIFI通訊模塊 
