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CAN(Controller Area Network)协议
- 基本定义和起源:CAN 协议是一种串行通信协议,最初是为汽车内部的电子控制单元(ECU)之间的通信而开发的。它是一种多主站总线,这意味着多个节点可以同时发起通信。例如,在汽车中,发动机控制单元、变速器控制单元和车身控制单元等都可以通过 CAN 总线进行通信。
- 传输速率和距离:CAN 协议的传输速率和传输距离是相互关联的。在低速和短距离通信时,其传输速率可以相对较高,如在 40 米的距离内,传输速率可以达到 1Mbps。而当通信距离增加时,传输速率会降低,例如在 1000 米的距离下,传输速率可能只有 50Kbps 左右。
- 数据帧格式:CAN 协议的数据帧由 7 个不同的位场组成,包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、ACK 场和帧结束。其中仲裁场用于确定消息的优先级,当多个节点同时发送消息时,优先级高的消息先被发送。数据场的长度最多为 8 个字节,这限制了一次传输的数据量。
- 应用场景:主要应用于汽车电子系统,如发动机管理、车身电子、底盘控制系统等。此外,在工业自动化、电梯控制、医疗设备等领域也有广泛应用,用于设备内部或设备之间相对简单的控制和状态监测。
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CANopen 协议
- 基本定义和起源:CANopen 是一种基于 CAN 协议的高层协议,它在 CAN 协议的基础上定义了应用层和通信协议。CANopen 协议是为了满足工业自动化领域对设备之间互操作性和标准化通信的需求而开发的,它提供了一套完整的设备描述和通信规范。
- 通信对象和功能:CANopen 定义了多种通信对象,如过程数据对象(PDO)、服务数据对象(SDO)、紧急对象(EMCY)等。PDO 用于快速传输实时数据,例如电机的速度和位置信息,其传输是事件驱动或周期性的。SDO 主要用于设备参数的配置和读取,如设置变频器的频率等,它是基于请求 - 应答机制的。紧急对象用于在设备出现紧急情况时发送报警信息。
- 设备模型和配置文件:CANopen 协议采用了一种标准化的设备模型,每个设备都有一个对象字典,用于存储设备的参数、状态和功能等信息。通过配置文件可以对设备进行配置,使不同厂家生产的符合 CANopen 协议的设备可以很容易地进行互操作。例如,在工业自动化生产线中,不同品牌的电机驱动器和控制器只要都支持 CANopen 协议,就可以方便地进行组网和协同工作。
- 应用场景:广泛应用于工业自动化领域,特别是在运动控制、机器人、自动化仓储等系统中,用于实现设备之间的精确控制、状态监测和参数配置。
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CAN FD(CAN with Flexible Data - rate)协议
- 基本定义和起源:CAN FD 是 CAN 协议的扩展版本,它主要是为了满足日益增长的数据传输需求而开发的。在传统 CAN 协议的基础上,CAN FD 提高了数据传输速率和数据帧的有效载荷。
- 传输速率和数据长度:CAN FD 的传输速率比传统 CAN 协议有了显著提高,在仲裁阶段,其速率与传统 CAN 相同,而在数据阶段,传输速率可以达到传统 CAN 的 8 倍。同时,CAN FD 的数据场长度最大可扩展到 64 字节,这大大增加了一次传输的数据量,使得它能够传输更复杂的数据,如高精度的传感器数据或大量的控制指令。
- 兼容性和应用考虑:CAN FD 与传统 CAN 协议在物理层和数据链路层有一定的兼容性,这意味着在一些情况下,CAN FD 设备可以与传统 CAN 设备在同一网络中工作,但需要注意的是,由于传输速率和数据长度的差异,可能会影响网络的整体性能。它主要应用于对数据传输量和传输速度要求较高的场景,如汽车的高级驾驶辅助系统(ADAS)、复杂的工业自动化系统等。
列举通讯协议转换相关介绍
- JM-ECT-CAN:EtherCAT 从站转 CAN 总线协议转换网关,可实现 CAN 设备和网络到 EtherCAT 系统的连接,支持双向数据交换,适用于将低成本的 CAN 设备集成到 EtherCAT 系统等场景,比如自动化仓库中堆垛机的位置检测传感器通过该网关接入 EtherCAT 网络。其技术参数包括支持 CAN2.0A/B 规范,波特率 20kbit/s-1Mbit/s,最大输入输出字节数均为 500 字节,最大 CAN 报文数 256 条,支持生产者 / 消费者模式、查询 / 应答模式1.
- JM-PN-CAN:CAN 主站转 Profinet 协议转换网关,能够将 Profinet 协议与 CAN 总线协议进行转换,实现 Profinet 网络与 CAN 网络之间的数据通信,在 CAN 网络中可作为主站,应用于汽车制造、大型仪器设备等众多领域。技术参数方面,Profinet 一侧为从站,支持最大输入输出字节数均为 1440 字节,最多 16 个槽位;CAN 一侧支持 CAN2.0A/B 协议,最大 CAN 报文数 256 条,波特率 20kbit/s-1Mbit/s,支持生产者 / 消费者模式、查询 / 应答模式2.
- JM-EIP-CAN:EtherNet/IP 转 CAN 协议转化网关,主要功能是将各种 CAN 总线和 EtherNet/IP 网络连接起来,作为 EtherNet/IP 网络的从站,可连接 AB、欧姆龙、基恩士等品牌的 PLC,连接到 CAN 总线中根据节点号进行读写。其以太网 10/100M 自适应,具有 IP 地址冲突探测功能,支持 ODVA 标准 EtherNet/IP 通信协议,输入输出字节数最大均为 490Bytes,CAN 接口支持标准 CAN2.0A、2.0B,波特率 5K-1M 可选,可配置多条 CAN 的接收、发送报文,网关自带终端电阻4.
- JM-DP-CAN:Profibus DP 转 CAN 主站总线协议转换网关,用于将 Profibus DP 总线和 CAN 总线桥接,使 CAN 通讯协议的设备可通过该网关和 Profibus DP 总线上的主站设备进行数据交换,在 Profibus DP 总线上工作在从站模式,广泛应用于 CAN 接口的变频器、仪表、电机等设备。该网关 Profibus DP 一侧为从站,CAN 一侧为主站,波特率支持 2K-12Mbps 多种速率,Profibus DP 数据输入、输出字节可设定,最大输入 244 字节,最大输出 244 字节,最大输入 + 输出 488 字节,Profibus DP 从站地址设置范围 0-1263.
- JM-DNT-COP:DeviceNet 转 CANopen 总线协议转换网关,可实现 DeviceNet 总线和 CANopen 网络的连接,在 DeviceNet 总线中作为从站,在 CANopen 总线中作为主站,应用于台达圆网印花机系统等生产管理系统。其 DeviceNet 接口为从站,支持 poll 扫描,波特率 125K、250K、500K,通过网关第八位拨码调整输入输出长度;CANopen 接口主站支持 5K-1M 等多种波特率,最大连接数可达 126 个从站,接收和发送 PDO 数量均为 512,SDO 支持上行 / 下行,最大 512 字节5.
- JM-ECT-COP:CANopen 转 EtherCAT 协议转化网关,主要功能是将 EtherCAT 网络和 CANopen 网络连接起来,在 EtherCAT 总线中做为从站使用,在 CANopen 总线中做为主站使用,可连接倍福、欧姆龙、基恩士等厂家的 PLC。其 EtherCAT 技术参数方面,带 2 个 RJ45 以太网接口,支持 100BASE-TX,MDI/MDIX 自检测,可组成链式网络,支持环网冗余,支持的最大 PDO 长度,inputs 和 outputs 各为 256 字节;CANopen 接口做为主站工作,标准 CAN2.0A 接口,符合 CANOPEN CiA 401 标准,波特率支持 5K-1M 多种可选,通讯参数均可在 GW Config Builder 软件中由用户来设定6.