一、功能概述
沈陽廣成科技GCAN-4056模塊是集成1路標(biāo)準(zhǔn)CANopen接口、8路開關(guān)量輸入通道、8路開關(guān)量輸出通道的工業(yè)級CANopen數(shù)字量輸入輸出模塊。采用GCAN-4056模塊,用戶可用于采集數(shù)字量輸入信號,并輸出數(shù)字量信號,控制開關(guān),實現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(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)量信號采集、輸出的控制節(jié)點。GCAN-4056模塊是數(shù)字量信號采集和輸出的關(guān)鍵性工具,同時該模塊具有體積小巧、接線便捷等特點。GCAN-4056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壓過流而對模塊造成損壞。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)
沈陽廣成科技GCAN-4056模塊的設(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)使用9~30V DC供電,140mA(靜默態(tài)電流:40mA);
(5)數(shù)字量輸入通道數(shù):8路;
(6)數(shù)字量輸出通道數(shù):8路;
(7)數(shù)字量輸入信號:支持干接點、濕接點輸入;
(8)濕接點數(shù)字量輸入高電平信號(數(shù)字1):+5V~30V;
(9)濕接點數(shù)字量輸入低電平信號(數(shù)字0):≤+3V;
(10)數(shù)字量輸出信號:集電極開漏輸出,負(fù)載電壓+30V,漏電流150mA;
(11)DI、DO、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)點號;
(13)可用配套卡軌連接件,安裝到DIN卡軌上;
(14)工作溫度范圍:-40℃~+85℃;
三、應(yīng)用領(lǐng)域
沈陽廣成科技GCAN-4056模塊的設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域包括:
(1)工業(yè)現(xiàn)場網(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,含接線端子)122mm*(寬)70mm*(高)25mm,其示意圖如圖所示。
GCAN-4056外形尺寸
2、接口定義及功能
GCAN-4056模塊集成一路DC9-30V電源接口、1路標(biāo)準(zhǔn)CANopen接口、8路開關(guān)量輸入接口、8路開關(guān)量輸出接口。GCAN-4056模塊電源接口、8路開關(guān)量輸入接口位置如圖所示,接口定義如表所示。
電源及8路開關(guān)量輸入接口位置
電源及8路開關(guān)量輸入接口定義
GCAN-4056模塊CAN-bus通道,由1個4 Pin插拔式接線端子引出,可以用于連接1個CAN-bus網(wǎng)絡(luò)或者CAN-bus接口的設(shè)備。GCAN-4056模塊CAN-bus接口、8路開關(guān)量輸出接口位置如圖所示,接口定義如表所示。
CAN-bus接口、8路開關(guān)量輸出接口位置
CAN-bus接口、8路開關(guān)量輸出接口定義
GCAN-4056模塊撥碼開關(guān)如圖所示,GCAN-4056模塊撥碼開關(guān)最左側(cè)為復(fù)位按鍵,默認(rèn)在下方,上電時撥上,再撥下,重新上電后恢復(fù)出廠設(shè)置。復(fù)位按鍵右側(cè)7位為節(jié)點號設(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-4056模塊撥碼開關(guān)
五、設(shè)備使用
1、電源連接
GCAN-4056模塊支持工業(yè)現(xiàn)場常見的+9~30V 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-4056模塊具有1個PWR指示燈、1個SYS指示燈、1個CAN指示燈來指示設(shè)備的運行狀態(tài)。這3種指示燈的具體指示功能及狀態(tài)如表所示。
GCAN-4056模塊指示燈狀態(tài)
● 默認(rèn)CANopen模式,GCAN-4056模塊上電后,PWR、SYS、CAN三個指示燈立即點亮;
● 當(dāng)GCAN-4056模塊自檢完成后,SYS燈綠色閃爍,如下圖所示;
● 當(dāng)CAN端有數(shù)據(jù)傳輸時,CAN燈呈現(xiàn)綠色閃爍,如下圖所示;
GCAN-4056 PWR、SYS和CAN燈狀態(tài)
● CAN模式,SYS燈常亮,如上圖所示;
● 如果CAN總線出現(xiàn)通訊錯誤,CAN燈將變紅,如下圖所示。
GCAN-4056 CAN燈狀態(tài)
六、配置說明
用戶可使用模塊上方的撥碼開關(guān)自行設(shè)定GCAN-4056模塊的參數(shù),以滿足實際應(yīng)用場合的需要。GCAN-4056模塊的配置,包括模塊的節(jié)點號和波特率兩部分。
請注意:通過撥碼開關(guān)改變GCAN-4056模塊的參數(shù)之后,需要重新對模塊上電之后,新的參數(shù)才會生效。
1、CAN節(jié)點號配置
如下圖所示,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2—8位用于設(shè)定模塊的節(jié)點號(NODE ID),第八位為位,第二位為位,模塊的節(jié)點號(NODE 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(NODE ID)的有效范圍為0~127。
請注意:撥碼開關(guān)為復(fù)位撥碼,默認(rèn)為OFF(下方),上電時撥上,再撥下,重新上電后恢復(fù)出廠設(shè)置。
CAN節(jié)點號配置說明
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,為低位,第四位為高位。波特率與開關(guān)設(shè)置對應(yīng)值如下表所示。
CAN波特率配置說明
七、快速上手
GCAN-4056模塊支持CANopen和CAN兩種模式,默認(rèn)CANopen模式,使用說明如下:
GCAN-4056模塊默認(rèn)上電后切換至CANopen模式的05啟動狀態(tài),默認(rèn)模塊上電后立即對數(shù)字量信號進(jìn)行采集并可控制(寫入)輸出。
例如:默認(rèn)GCAN-4056的Node ID為1(以下節(jié)點號均為1),則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點狀態(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),TPDO1用于表示數(shù)字量DI狀態(tài),如圖所示,幀ID為0x180+NodeID,默認(rèn)幀數(shù)據(jù)個字節(jié)為數(shù)字量輸入狀態(tài)。DI4在高位,DI1在低位。RPDO1用于表示控制(寫入)數(shù)字量輸出的狀態(tài),幀ID為0x200+Node ID,數(shù)字量輸出默認(rèn)由一個字節(jié)來控制(寫入),DO4在高位,DO1在低位。
八、標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式
1、節(jié)點狀態(tài)
GCAN-4056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-4056啟動后將主動發(fā)出一幀數(shù)據(jù)給主站,幀ID為0x700+Node ID。
例如:默認(rèn)GCAN-4056的Node ID為1(以下節(jié)點號均為1),則主站設(shè)備可接收到一條節(jié)點狀態(tài)數(shù)據(jù),幀ID為0x701,幀數(shù)據(jù)為0x7F。
對象字典0x100C,節(jié)點守護(hù)時間,默認(rèn)為0,默認(rèn)不開啟超時功能;對象字典0x100D,Life Time Factor,默認(rèn)為3。
0x100C和0x100D通過SDO配置后,主站主動發(fā)送命令來詢問從站節(jié)點的狀態(tài)(Node Guarding),節(jié)點守護(hù)命令幀ID為0x700+Node ID,遠(yuǎn)程幀。若從站4056收不到主站的節(jié)點保護(hù)報文,延遲100C(ms)*100D時間后,從站進(jìn)入Pre-operational模式,并停止所有輸出。
2、NMT狀態(tài)切換
GCAN-4056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)個字節(jié)為命令符,第二個字節(jié)為節(jié)點號(若為00則控制全部節(jié)點)。
例如:GCAN-4056的Node ID為1,命令GCAN-4056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-4056模塊進(jìn)入05啟動狀態(tài)。
3、PDO命令
GCAN-4056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?qū)懭胼敵觥I、DO每一路的具體位置均可自由配置。其中,TPDO1用于表示數(shù)字量DI狀態(tài),幀ID為0x180+Node ID,默認(rèn)幀數(shù)據(jù)個字節(jié)為數(shù)字量輸入狀態(tài)。
TPDO1:
DI4在高位,DI1在低位。例如,GCAN-4056模塊節(jié)點號設(shè)為1。此時DI1狀態(tài)為1,其余DI狀態(tài)均為0。則CAN總線主站一端接收的DI狀態(tài)數(shù)據(jù)為0x01。
如需要控制(寫入)GCAN-4056模塊數(shù)字量輸出的狀態(tài),需接收RPDO1命令(由主站發(fā)出的),幀ID為0x200+Node ID,數(shù)據(jù)長度為1,幀數(shù)據(jù)個字節(jié)為需要設(shè)置的數(shù)字量輸出狀態(tài)。
RPDO1用于表示改變(寫入)數(shù)字量輸出的狀態(tài),幀ID為0x200+Node ID,數(shù)字量輸出默認(rèn)由一個字節(jié)來控制(寫入),DO4在高位,DO1在低位。RPDO1:
DO4在高位,DO1在低位。例如,GCAN-4056模塊節(jié)點號設(shè)為1。若需要設(shè)置DO4狀態(tài)為1,其余DO狀態(tài)均為0,則CAN總線主站一端發(fā)送的幀ID為0x201,幀數(shù)據(jù)為0x08。
4、SDO命令
服務(wù)數(shù)據(jù)對象SDO(ServiceDataObjects)主要用來訪問節(jié)點的對象字典,可以直接對GCAN-4056的參數(shù)進(jìn)行讀寫配置。配置后重新上電生效。
(1)SDO寫入對象字典
SDO寫入對象字典中數(shù)據(jù)類型的長度為32位參數(shù)命令:
SDO寫入對象字典中數(shù)據(jù)類型的長度為16位參數(shù)命令:
SDO寫入對象字典中數(shù)據(jù)類型的長度為8位參數(shù)命令:
從機應(yīng)答寫入對象字典的值寫入成功:
從機應(yīng)答寫入對象字典的值寫入失?。?/span>
(2)修改使用模式
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改模塊的使用模式。該參數(shù)位于對象字典索引0x2400、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned8。
(3)修改每一路DI的顯示位置
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改每一路DI的顯示位置。前4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2407、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位顯示。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
后4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2408、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位顯示。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
(4)修改每一路DO的寫入位置
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改每一路DO的寫入位置。前4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2403、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。
最多設(shè)置在第64位。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
后4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2404、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
5、配置操作舉例
CANopen模式配置操作舉例:(以節(jié)點號為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、修改前4路DI的顯示位置
報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 07 24 00 02 14 28 3C,設(shè)置模塊第4路在0x3C即十進(jìn)制第60位顯示,模塊第3路在0x28即十進(jìn)制第40位顯示,模塊第2路在0x14即十進(jìn)制第20位顯示,模塊第1路在0x02即十進(jìn)制第2位顯示。
3、修改前4路DO的寫入位置
報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 03 24 00 02 14 28 3C,設(shè)置模塊第4路在0x3C即十進(jìn)制第60位可被寫入,模塊第3路在0x28即十進(jìn)制第40位可被寫入,模塊第2路在0x14即十進(jìn)制第20位可被寫入,模塊第1路在0x02即十進(jìn)制第2
位可被寫入。
重新上電后,配置生效。當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)CANopen模式可以直接配置。
6、使用操作舉例
CANopen模式操作舉例:(以節(jié)點號為1舉例)配置完重新上電后:
1、NMT狀態(tài)切換
報文:ID:0x000數(shù)據(jù):01 01,設(shè)置模塊為05啟動狀態(tài)。
當(dāng)前狀態(tài),即可讀取DI數(shù)據(jù),或?qū)O數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入。
2、第4路在第60位顯示,第3路在第40位顯示,第2路在第20位顯示,第4路在第2位顯示。TPDO1:幀ID為0x180+Node ID,用以讀取DI數(shù)據(jù)
若路、第二路有輸入,第三路、第四路無輸入,數(shù)據(jù)如圖所示:
3、第4路在第60位可被寫入(設(shè)置),第3路在第40位可被寫入(設(shè)置),第2路在第20位可被寫入(設(shè)置),第4路在第2位可被寫入(設(shè)置)。RPDO1:幀ID為0x200+Node ID,用以寫入(設(shè)置)DO數(shù)據(jù)
若寫入(設(shè)置)路、第二路無輸出,第三路、第四路有輸出,數(shù)據(jù)如圖所示:
九、CAN模式相關(guān)參數(shù)配置
請注意:CAN模式下只有數(shù)據(jù)收發(fā),無法配置相關(guān)參數(shù)。若想重新配置參數(shù),請復(fù)位進(jìn)入CANopen模式重新配置。
1、修改CAN模式下DI輸入數(shù)據(jù)長度、循環(huán)時間
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改DI數(shù)據(jù)長度、循環(huán)時間。該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2402、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。
2、修改每一路DI的顯示位置
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改每一路DI的顯示位置。前4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2407、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位顯示。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
后4路傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2408、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位顯示。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
3、修改CAN模式下輸出DO超時時間、DO數(shù)據(jù)長度
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改DO超時時間,DO數(shù)據(jù)長度。該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2401、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned8。超時時間:默認(rèn)輸出2S后,4056模塊停止輸出。
4、修改每一路DO的寫入位置
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改每一路DO的寫入位置。前4路該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2403、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
后4路該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2404、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。最多設(shè)置在第64位。換算成16進(jìn)制,數(shù)據(jù)0x01,0x40,0x00或者0x40以上不生效。
5、修改輸入數(shù)據(jù)幀ID
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改模塊的輸入幀ID。該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2406、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。輸入數(shù)據(jù)幀ID,指的是CAN模式下,輸入DI數(shù)據(jù)的幀ID。
數(shù)據(jù)舉例:
23 06 24 00 01 00 00 00,設(shè)置模塊輸入數(shù)據(jù)幀ID為0x001,幀格式為標(biāo)準(zhǔn)幀。
23 06 24 00 00 08 00 80,設(shè)置模塊輸入數(shù)據(jù)幀ID為0x,幀格式為擴展幀。
6、修改輸出數(shù)據(jù)幀ID
GCAN-4056模塊可通過發(fā)送SDO命令寫參數(shù),修改模塊的輸出數(shù)據(jù)幀ID。該傳輸類型的數(shù)據(jù)位于對象字典索引0x2405、子索引0x00,數(shù)據(jù)類型Unsigned32。輸出數(shù)據(jù)幀ID,指的是CAN模式下,通過幀ID控制DO輸出。
數(shù)據(jù)舉例:
23 05 24 00 01 00 00 00,設(shè)置模塊輸出數(shù)據(jù)幀ID為0x001,幀格式為標(biāo)準(zhǔn)幀。
23 05 24 00 00 08 00 80,設(shè)置模塊輸出數(shù)據(jù)幀ID為0x,幀格式為擴展幀。
7、配置操作舉例
CAN模式操作舉例:(以節(jié)點號為1舉例)默認(rèn)模式上電后:
1、模塊配置為CAN模式報文:ID:0x601數(shù)據(jù):2F 00 24 00 01 00 00 00,設(shè)置模塊為CAN模式。
2、修改DI輸入長度、循環(huán)時間報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 02 24 00 08 E8 03 00,設(shè)置模塊輸入長度為8個字節(jié),循環(huán)時間為0x03E8轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制是1000ms。
3、修改前4路DI的顯示位置報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 07 24 00 02 14 28 3C,設(shè)置模塊第4路在0x3C即十進(jìn)制第60位顯示,模塊第3路在0x28即十進(jìn)制第40位顯示,模塊第2路在0x14即十進(jìn)制第20位顯示,模塊第1路在0x02即十進(jìn)制第2位顯示。
4、修改CAN模式下DO超時時間、數(shù)據(jù)長度報文:ID:0x601數(shù)據(jù):2F 01 24 00 08 00 00 00,設(shè)置模塊輸出長度為8個字節(jié),無超時時間。
5、修改每一路DO的寫入位置報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 03 24 00 02 14 28 3C,設(shè)置模塊第4路在0x3C
即十進(jìn)制第60位可被寫入,模塊第3路在0x28即十進(jìn)制第40位可被寫入,模塊第2路在0x14即十進(jìn)制第20位可被寫入,模塊第1路在0x02即十進(jìn)制第2位可被寫入。
6、修改輸入數(shù)據(jù)幀ID報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 06 24 00 11 00 00 00,設(shè)置模塊輸入數(shù)據(jù)幀ID為0x11,幀格式為標(biāo)準(zhǔn)幀。
7、修改輸出數(shù)據(jù)幀ID報文:ID:0x601數(shù)據(jù):23 05 24 00 33 00 00 00,設(shè)置模塊輸出數(shù)據(jù)幀ID為0x33,幀格式為標(biāo)準(zhǔn)幀。
重新上電后,配置生效。請注意:CAN模式下只有數(shù)據(jù)收發(fā),無法配置相關(guān)參數(shù)。若想重新配置參數(shù),請設(shè)備復(fù)位后進(jìn)入CANopen模式重新配置。
十、CAN模式使用
1、默認(rèn)參數(shù)使用
GCAN-4056模塊通過0x2400配置為CAN模式,其他參數(shù)為默認(rèn)值(默認(rèn)幀數(shù)據(jù)個字節(jié)為數(shù)字量輸入/輸出狀態(tài),DI4/DO4在高位,DI1/DO1在低位),重新上電,CAN模式的數(shù)據(jù)收發(fā)如圖所示。輸入幀ID指的是輸入DI的ID,默認(rèn)0x;輸出幀ID指的是可通過該ID控制DO的輸出,默認(rèn)為0x,擴展幀有效;超時時間默認(rèn)2S,即2S后4056停止輸出,若需要持續(xù)輸出,發(fā)送間隔應(yīng)小于等于2S。
請注意:CAN模式下只有數(shù)據(jù)收發(fā),無法配置相關(guān)參數(shù)。若想重新配置參數(shù),請設(shè)備復(fù)位后進(jìn)入CANopen模式重新配置。
十一、GCAN-4056對象字典
十二、使用注意
(1)GCAN-4056模塊的數(shù)字量輸入信號電壓值不能夠超過+30V,否則可能會使模塊輸入端口損壞。同時濕接點輸入信號接線時要注意信號極性,以免接反。
(2)GCAN-4056模塊的輸出信號為開漏輸出,負(fù)載電壓+30V,漏電流150mA。因此GCAN-4056模塊并不能夠驅(qū)動較大電流的負(fù)載。
十三、技術(shù)規(guī)格