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一、設(shè)備簡介

沈陽廣成科技GCAN-8001型CANopen總線耦合器可以用于連接CAN總線系統(tǒng)與分布式總線端子模塊，這些端子模塊可以通過模塊化的方式進(jìn)行擴展。一個完整的節(jié)點由一個總線耦合器、1-32個任意數(shù)量的端子模塊以及一個終端端子模塊組成。采用GCAN-8001型CANopen總線耦合器，通過GC-bus擴展技術(shù)，可極為方便地建立I/O連接，最多可連接32個輸入/輸出端子模塊。
 

三、設(shè)備應(yīng)用

GCAN-8001型CANopen總線耦合器的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

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

如果您需要對GCAN-8001型CANopen總線耦合器進(jìn)行詢價或者技術(shù)咨詢，可以加微信或撥打電話13019325660。

四、設(shè)備安裝與使用

1、模塊外觀

GCAN-IO-8001總線耦合器的尺寸如圖所示。

GCAN-IO-8001 CANopen總線耦合器外觀及尺寸圖

2、模塊安裝

GCAN-IO-8001總線耦合器的鎖定和解鎖狀態(tài)如圖所示。當(dāng)模塊未安裝在導(dǎo)軌上時，請將導(dǎo)軌鎖扣保持在鎖定狀態(tài)，如長時間處于解鎖狀態(tài)，可能會導(dǎo)致鎖扣失效。

GCAN-IO-8001總線耦合器模塊鎖定和解鎖狀態(tài)

GCAN-IO-8001總線耦合器的安裝方法如圖所示，您可以使用一字螺絲刀進(jìn)行輔助安裝拆卸。首先把GCAN-IO-8001總線耦合器安裝在導(dǎo)軌上，再按下鎖扣并發(fā)出“咔”的一聲。

GCAN-IO-8001 EtherCAT總線耦合器模塊安裝

GCAN-IO-8001總線耦合器最多可以連接32個分布式總線端子模塊。插入總線端子模塊時，一定要沿著凹槽，在已有模塊的右側(cè)順次插入，再按下鎖扣并并發(fā)出“咔”的一聲。在整個節(jié)點的最右端，您需要安裝終端端子模塊，請注意終端模塊安裝方向。該終端可以保障GC-Bus的數(shù)據(jù)傳輸與電力供應(yīng)。

終端模塊正確安裝方向如圖所示：

當(dāng)您正確組裝節(jié)點時，在端子模塊之間不會存在明顯的縫隙。如果模塊之間未被正確組裝，整個節(jié)點將不會正常運行。

3、模塊拆卸

如圖所示，使用一字螺絲刀或類似工具向上撬動導(dǎo)軌鎖扣，在凸起部位將模塊向外拉出，將模塊取出。

GCAN-IO-8001總線耦合器拆卸

4、接線方法

使用一字端子接頭的線纜，將端子接頭對準(zhǔn)相應(yīng)通道的圓孔插入即可；拆線時，需使用一字螺絲刀，插入需拆線的通道旁對應(yīng)橘黃色方形孔，用力向下按壓，此時相應(yīng)圓孔中的夾片會松動，線纜即可輕松拔出。

5、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈

GCAN-IO-8001總線耦合器具有一組狀態(tài)指示燈，用以指示電源、系統(tǒng)、總線等的狀態(tài)。

指示燈的具體指示功能見下表。指示燈處于不同狀態(tài)下時，GCAN-IO-8001模塊狀態(tài)如表所示。

GCAN-IO-8001總線耦合器模塊指示燈

GCAN-IO-8001總線耦合器模塊指示燈狀態(tài)

五、通信連接

1、耦合器接口

GCAN-IO-8001外觀如圖所示。GCAN-IO-8001 CANopen總線耦合器包含1個通信接口，一個USB接口。其中，通信接口包括1個CAN總線接口，USB接口可用來升級固件。

GCAN-IO-8001 CANopen總線耦合器外觀圖

GCAN-IO-8001 CANopen總線耦合器模塊CAN和電源接線端子定義

2、通過CAN總線通信

GCAN-IO-8001模塊接入CAN總線連接方式如圖中介紹，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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，總線最遠(yuǎn)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總線的連接如圖所示。

CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(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)系詳見下表。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(dāng)加大。

3、CAN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(yuǎn)的兩個端點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。

GCAN-IO-8001與其他CAN節(jié)點設(shè)備連接

請注意：GCAN-IO-8001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，如上圖所示。

4、CAN節(jié)點號配置

如圖所示，撥碼開關(guān)的每個位撥向“ON“位置時，該位為“1”，如果撥向“OFF”位置，則該位為“0”。撥碼開關(guān)的1－7位用于設(shè)定模塊的節(jié)點號(MAC ID)，第7位為最低位，第1位為最高位，模塊的節(jié)點號(MAC ID)是各位對應(yīng)的十進(jìn)制值之和，通過撥碼開關(guān)設(shè)定模塊的節(jié)點號(MAC ID)的有效范圍為0～127。

CAN節(jié)點號配置說明

5、CAN波特率配置

撥碼開關(guān)的1-4位用于設(shè)定模塊的波特率。波特率與開關(guān)設(shè)置對應(yīng)值如下表所示。

請注意：撥碼開關(guān)第5位為IAP撥碼，默認(rèn)為OFF（下方），請不要撥動。

CAN波特率配置說明

6、GCAN-8001對象字典

六、通信協(xié)議

GCAN-IO-8001執(zhí)行CANopen通信協(xié)議，為CANopen從站設(shè)備。GCAN-IO-8001模塊采用PDO（Process Data Object，過程數(shù)據(jù)對象）對數(shù)字量信號進(jìn)行采集或輸出。

當(dāng)搭載GC-1416或GC-3008模塊時，GCAN-IO-8001將發(fā)出TPDO數(shù)據(jù)，典型的幀ID如0x181、0x281等。當(dāng)搭載GC-2416模塊時，GCAN-IO-8001將接收RPDO數(shù)據(jù)，典型的幀ID如0x201、0x301等。

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-IO-8000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。

1、NMT命令

GCAN-IO-8001模塊滿足標(biāo)準(zhǔn)CANopen CiA301協(xié)議，是標(biāo)準(zhǔn)的CANopen從站設(shè)備。GCAN-IO-8001啟動后將主動發(fā)出一幀命令給主站，幀ID為0x700+Node ID，幀數(shù)據(jù)為0x7F。

例如：通過撥碼開關(guān)設(shè)置GCAN-IO-8001的Node ID為1，則USBCAN-II Pro作為主站設(shè)備可接收到一條啟動命令，幀ID為0x701，幀數(shù)據(jù)為0x7F。如圖所示，使用ECANTools軟件可以收到這條數(shù)據(jù)。

啟動命令監(jiān)控界面

GCAN-IO-8001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-IO-8001的Node ID為1，命令GCAN-IO-8001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ECANTools軟件的CANopenMaster插件發(fā)出。

NMT命令發(fā)送界面

使用ECANTools軟件命令GCAN-IO-8001進(jìn)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(rèn)），點擊下方的“NMT”按鈕。如圖所示，發(fā)送后可在ECANTools監(jiān)控界面中查看到NMT命令。接收到NMT指令之后，GCAN-IO-8001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-IO-8001已進(jìn)入操作狀態(tài)。

NMT命令監(jiān)控界面

2、搭載GC-1416模塊

數(shù)字量輸入的狀態(tài)由二個字節(jié)來表示，通道16在高位，通道1在低位。例如，GCAN-IO-8001模塊節(jié)點號設(shè)為1。通道8和通道4狀態(tài)為1，其他狀態(tài)均為0，則CAN總線一端顯示的DI狀態(tài)數(shù)據(jù)為88。則發(fā)出的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為0x00，0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。請注意，僅插入一個GC-1416模塊時，幀數(shù)據(jù)中只有第一個字節(jié)和第二個字節(jié)是有效的。下表列舉了兩種常見的DI狀態(tài)及其對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

僅插入一個GC-1416模塊時，GCAN-IO-8001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8，幀數(shù)據(jù)第一個字節(jié)和第二個字節(jié)即為該模塊數(shù)字量輸入狀態(tài)。

3、搭載GC-2416模塊

例如，GCAN-IO-8001模塊節(jié)點號設(shè)為1。需設(shè)置通道8和通道4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88。需要發(fā)送給GCAN-IO-8001的幀ID為0x201，數(shù)據(jù)長度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為0x5A，0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。請注意，幀數(shù)據(jù)中只有第一個字節(jié)和第二個字節(jié)是有效的。下表列舉了DO狀態(tài)及其對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

GCAN-IO-8001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8，幀數(shù)據(jù)只有第一個字節(jié)和第二個字節(jié)是有效的。即為需要設(shè)置的數(shù)字量輸出狀態(tài)。

4、搭載GC-3048模塊

每個通道由兩個字節(jié)來表示，八個通道共十六個字節(jié)。其中，代表第一通道的兩個字節(jié)，第一個字節(jié)為高位，第二個字節(jié)為低位，如果傳感器是10ma,接入3048的第一通道則3048顯示的數(shù)據(jù)是32767。

例如，GCAN-IO-8001模塊節(jié)點號設(shè)為1。第一通道的數(shù)值為10ma。則發(fā)出的幀ID為0x181，數(shù)據(jù)長度（DLC）為8，幀數(shù)據(jù)為0xFF，0x7F，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。下表列舉了CAN數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的實際數(shù)值。

GCAN-IO-8001模塊在發(fā)出TPDO數(shù)據(jù)時，幀ID為0x180+節(jié)點號（Node ID），數(shù)據(jù)長度為8。如未接入PT100，則對應(yīng)通道的CAN數(shù)據(jù)會顯示為FF 7F。

5、同時搭載多組模塊

若GCAN-IO-8001同時搭載多組GC-1416模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8001的遠(yuǎn)近，從近到遠(yuǎn)進(jìn)行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8001耦合器發(fā)出的TPDO數(shù)據(jù)將按照下表進(jìn)行發(fā)送。例如，當(dāng)GCAN-IO-8001節(jié)點號為3且同時搭載八個GC-1416模塊時，您將收到幀ID為0x183、0x283二組數(shù)據(jù)。其中，幀ID為0x183的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)1-4號GC-1416模塊；幀ID為0x283的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)5-8號GC-1416模塊；

多組GC-1416模塊與CAN數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系

若GCAN-IO-8001同時搭載多組GC-2416模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8001的遠(yuǎn)近，從近到遠(yuǎn)進(jìn)行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8001耦合器接收的RPDO數(shù)據(jù)需按照下表進(jìn)行發(fā)送。例如，當(dāng)GCAN-IO-8001節(jié)點號為3且同時搭載八個GC-2416模塊時，您需要發(fā)送幀ID為0x203和0x303兩組數(shù)據(jù)以控制全部的八個模塊。其中，幀ID為0x203的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)1-4號GC-2416模塊；幀ID為0x303的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)5-8號GC-2416模塊。

多組GC-2416模塊與CAN數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系

若GCAN-IO-8001同時搭載多組GC-3048模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8001的遠(yuǎn)近，從近到遠(yuǎn)進(jìn)行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8001耦合器發(fā)出的TPDO數(shù)據(jù)將按照下表進(jìn)行發(fā)送。例如，當(dāng)GCAN-IO-8001節(jié)點號為3且同時搭載2個GC-3048模塊時，您將收到幀ID為0x183等四組數(shù)據(jù)。其中，幀ID為0x183的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)1號GC-3048模塊的1—4個通道；幀ID為0x283的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)1號GC-3048模塊的5—8個通道。幀ID為0x383的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)2號GC-3048模塊的1—4個通道；幀ID為0x483的八個數(shù)據(jù)字節(jié)依次對應(yīng)2號GC-3048模塊的5—8個通道。

多組GC-3048模塊與CAN數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系

若GCAN-IO-8001同時搭載GC-1416模塊與GC-3048模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8001的遠(yuǎn)近，從近到遠(yuǎn)進(jìn)行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8001耦合器發(fā)出的TPDO數(shù)據(jù)將按照下表進(jìn)行發(fā)送。例如，當(dāng)GCAN-IO-8001模塊節(jié)點號為3且同時搭載2個GC-1416模塊和1個GC-3048模塊時，您將收到幀ID為0x183和0x283兩組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系如下表所示。

多組GC-1416模塊與GC-3048模塊混用時與CAN數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系

七、技術(shù)規(guī)格