GCAN-4055型CANopen IO模塊8DI 8DO
- 品牌：
- GCAN廣成科技
- 型號：
- GCAN-4055
- 應用：
- GCAN-4055模塊是集成1路標準CANopen接口、8路開關量輸入通道、8路開關量輸出通道的工業級CANopen數字量輸入輸出模塊。采用GCAN-4055模塊，用戶可用于采集數字量輸入信號，并輸出數字量信號，控制開關，實現遠程開關設備和CANopen網絡之間的連接，構成CANopen網絡中數據量信號采集、輸出的控制節點。
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一、功能概述
沈陽廣成科技GCAN-4055模塊是集成1路標準CANopen接口、8路開關量輸入通道、8路開關量輸出通道的工業級CANopen數字量輸入輸出模塊。采用GCAN-4055模塊，用戶可用于采集數字量輸入信號，并輸出數字量信號，控制開關，實現遠程開關設備和CANopen網絡之間的連接，構成CANopen網絡中數據量信號采集、輸出的控制節點。GCAN-4055模塊是數字量信號采集和輸出的關鍵性工具，同時該模塊具有體積小巧、接線便捷等特點。GCAN-4055模塊的總線接口集成隔離保護模塊，使其避免由于瞬間的過壓過流而對模塊造成損壞。采用DIN導軌的固定方式，可使其更容易集成到各種控制柜中。
二、設備參數
沈陽廣成科技GCAN-4055模塊的設備參數包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A幀格式，符合ISO/DIS 11898規范；（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（靜默態電流：40mA）；（5）數字量輸入通道數：8路；（6）數字量輸出通道數：8路；（7）數字量輸入信號：支持干接點、濕接點輸入；（8）濕接點數字量輸入高電平信號（數字1）：+5V~30V；（9）濕接點數字量輸入低電平信號（數字0）：≤+3V；（10）數字量輸出信號：集電極開漏輸出，最大負載電壓+30V，最大漏電流150mA；（11）DI、DO、CANopen接口使用端子接口；（12）使用撥碼開關配置模塊波特率及節點號；（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、應用領域
沈陽廣成科技GCAN-4055模塊的設備應用領域包括：
（1）工業現場網絡數據監控；（2）煤礦、油井遠程通訊；（3）CAN教學應用遠程通訊；（4）CAN工業自動化控制系統；（5）智能樓宇控制數據廣播系統等CAN-bus應用系統。
如果您需要詢價沈陽廣成科技GCAN-4055模塊或進行技術咨詢，可以加微信13019325660或撥打電話。
四、原理框圖
GCAN-4055模塊包含8路數字量隔離輸入、8路數字量隔離輸出、電源電路、MCU最小系統、CAN通信電路等幾部分，模塊原理框圖如圖所示。
GCAN-4055原理框圖
五、設備安裝
1、設備尺寸
設備外形尺寸：(長，含接線端子)122mm*(寬)70mm*(高)25mm，其示意圖如圖所示。
GCAN-4055外形尺寸
2、接口定義及功能
GCAN-4055模塊集成一路DC9-30V電源接口、1路標準CANopen接口、8路開關量輸入接口、8路開關量輸出接口。GCAN-4055模塊電源接口、8路開關量輸入接口位置如圖所示，接口定義如表所示。
電源及8路開關量輸入接口位置
電源及8路開關量輸入接口定義GCAN-4055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網絡或者CAN-bus接口的設備。GCAN-4055模塊CAN-bus接口、8路開關量輸出接口位置如圖所示，接口定義如表所示。
CAN-bus接口、8路開關量輸出接口位置
CAN-bus接口、8路開關量輸出接口定義
GCAN-4055模塊撥碼開關如圖所示，GCAN-4055模塊撥碼開關最左側為復位按鍵，默認在下方，為調試接口，請不要撥動。復位按鍵右側7位為節點號設置開關。最右側4位為波特率設置開關。左側為高位，右側為低位。
GCAN-4055模塊撥碼開關
六、設備使用
1、電源連接
GCAN-4055模塊支持工業現場常見的+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直流穩壓電源。GCAN-4055模塊電源提供反接保護，可防止用戶因電源接線錯誤損壞模塊。
2、與CAN-bus連接
GCAN-4055模塊接入CAN總線連接方式為將CAN_H連CAN_H，CAN_L連CAN_L即可建立通信。
CAN-bus網絡采用直線拓撲結構，總線最遠的2個終端需要安裝120Ω的終端電阻；如果節點數目大于2，中間節點不需要安裝120Ω的終端電阻。對于分支連接，其長度不應超過3米。CAN-bus總線的連接如圖所示。
CAN-bus網絡的拓撲結構
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系詳見下表。若通訊距離超過1km，應保證線的截面積大于Φ1.0mm2，具體規格應根據距離而定，常規是隨距離的加長而適當加大。
波特率與最大總線長度參照表
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總線網絡最遠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集成120Ω終端電阻。如果網絡上其他節點使用不同的收發器，則終端電阻須另外計算。
GCAN-4055與其他CAN節點設備連接
請注意：GCAN-4055模塊內部未集成120Ω終端電阻。如果節點數目大于2，中間節點不需要安裝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，如圖所示。
4、系統狀態指示燈
GCAN-4055模塊具有1個PWR指示燈、1個SYS指示燈、1個CAN指示燈來指示設備的運行狀態。這3個指示燈的具體指示功能及狀態如表所示。
GCAN-4055模塊指示燈狀態
● GCAN-4055模塊上電后，PWR、SYS、CAN三個指示燈立即點亮；● 當GCAN-4055模塊自檢完成后，SYS燈閃爍；● 當CAN端有數據傳輸時，CAN燈呈現綠色閃爍；● 如果CAN總線出現通訊錯誤，CAN燈將變紅。
七、配置說明
用戶可使用模塊上方的撥碼開關自行設定GCAN-4055模塊的參數，以滿足實際應用場合的需要。GCAN-4055模塊的配置，包括模塊的節點號和波特率兩部分。
請注意：通過撥碼開關改變GCAN-4055模塊的參數之后，需要重新對模塊上電之后，新的參數才會生效。
1、CAN節點號配置
如圖所示，撥碼開關的每個位撥向“ON“位置時，該位為“1”，如果撥向“OFF”位置，則該位為“0”。撥碼開關的2－8位用于設定模塊的節點號(MAC ID)，第八位為最低位，第二位為最高位，模塊的節點號(MAC ID)是各位對應的十進制值之和，通過撥碼開關設定模塊的節點號(MAC ID)的有效范圍為0～127。
請注意：撥碼開關第一位為配置撥碼，默認為OFF（下方），請不要撥動。
CAN節點號配置說明
2、CAN波特率配置
右側撥碼開關的1-4位用于設定模塊的波特率，第一位為低位，第四位為高位。波特率與開關設置對應值如下表所示。
CAN波特率配置說明
八、通訊報文格式
本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及ECANTools軟件可以進行CAN總線數據的接收與發送。軟件附帶的CANopen主站功能可以幫助調試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總線通信設備，進行GCAN-4055模塊的通訊測試。USBCAN總線分析儀是一種直觀的CAN總線調試分析工具，使用該設備可以通過電腦監控、模擬CAN數據收發，是從事CAN總線行業的工程師必備的工具。
1、節點狀態
GCAN-4055模塊滿足標準CANopen CiA 301協議，是標準的CANopen從站設備。GCAN-4055啟動后將主動發出一幀數據給主站，幀ID為0x700+Node ID。
例如：通過撥碼開關設置GCAN-4055的Node ID為1（以下節點號均為1），則USBCAN-II Pro作為主站設備可接收到一條節點狀態數據，幀ID為0x701，幀數據為0x7F，默認循環時間為1s（對象字典0x100C，節點守護時間）。如圖所示，使用ECANTools軟件可以收到這條數據。
啟動數據中，幀數據的第一個字節為節點狀態值（Node state values）。當該值為0x04時，說明節點處于停止狀態；當該值為0x05時，說明節點處于操作狀態；當該值為0x7F時，說明節點處于預操作狀態。
啟動命令監控界面
2、NMT命令
GCAN-4055模塊接收由主站發出的操作指令，幀ID為0x000，DLC為2，幀數據第一個字節為命令符，第二個字節為節點號（若為00則控制全部節點）。例如：GCAN-4055的Node ID為1，命令GCAN-4055為進入操作狀態（01），則NMT命令幀ID為0x000，幀數據為0x01,0x01。該命令也可由ECANTools軟件的CANopen插件發出。
NMT命令發送界面
使用ECANTools軟件命令GCAN-4055進入操作狀態的步驟是：
①將從站節點號填入ID后面的文本框中②點擊添加從站按鈕③打開節點左側的+號，并點擊“NMT”④選擇“Start Remote Node”（默認），點擊下方的“NMT”按鈕。
如圖所示，發送后可在ECANTools監控界面中查看到NMT命令，且發送完NMT命令后，節點狀態變為0x05（操作狀態）。
NMT命令監控界面
3、PDO命令
GCAN-4055模塊采用PDO（Process Data Object，過程數據對象）對數字量信號進行采集或輸出。其中，TPDO1用于表示數字量輸入及數字量輸出目前的狀態，RPDO1用于改變（寫入）數字量輸出的狀態。
數字量輸入和數字量輸出的狀態均各由一個字節來表示，DI_7和DO_7在高位，DI_0和DO_0在低位。
如需要設置GCAN-4055模塊數字量輸出的狀態，需接收RPDO1命令（由主站發出的），幀ID為0x200+Node ID，數據長度為1，幀數據第一個字節為需要設置的數字量輸出狀態。
例如，GCAN-4055模塊節點號設為1。若需要設置DO_3狀態為1，其余DO狀態均為0，則RPDO1命令的幀ID為0x201，數據長度（DLC）為1，幀數據為0x08。
如圖所示，在ECANTools軟件的CANopen插件中，點擊左側的“PDO”，之后選取右側的“RXPDO（主發送）”，在RXPDO1中修改數據為08，點擊發送即可控制DO_3的狀態為1。如圖，回到收發界面（Receive/Transmit）可以看到USBCAN-II Pro發出的RPDO1命令（幀ID為0x201）。
GCAN-4055的TPDO傳輸模式可配置，默認為觸發模式，在此模式下只有當DI發生變化時，GCAN-4055模塊才會發出TPDO數據。如圖所示，GCAN-4055模塊在發出TPDO1數據時，幀ID為0x180+NodeID，數據長度為1，幀數據第一個字節為目前的數字量輸入狀態。
PDO命令發送界面
RXPDO命令監控界面
例如，GCAN-4055模塊節點號設為1。此時DO_3狀態為1，其余DO狀態均為0。則CAN總線一端顯示的DO狀態數據為08。
TXPDO命令監控界面
例如，GCAN-4055模塊節點號設為1。此時DI_2狀態為1，其余DI狀態均為0。則CAN總線一端顯示的DI狀態數據為04。
4、SDO命令
GCAN-4055模塊可通過發送SDO命令寫參數，修改TPDO的傳輸類型。該傳輸類型的數據位于對象字典索引0x1800、子索引0x02，數據類型Unsigned8。數據為0xFF時為觸發模式，數據為0xFE時為循環模式。
觸發模式：指只有在DI或DO狀態發生變化時，代表DI和DO狀態的TPDO才會發送。
循環模式：指GCAN-4055每間隔一段時間就會發出TPDO數據。
需要在GCAN-4055處于預操作狀態（0x7F）時，發送SDO命令讀寫參數。將默認的觸發模式切換為循環模式的具體修改步驟如下：
①若GCAN-4055不處于預操作狀態，將GCAN-4055重新上電，進入ECANTools軟件的CANopen插件，點擊NMT，選擇Enter Pre-operational State，之后點擊NMT按鈕，使設備進入預操作狀態。
②在CANopen界面中，點擊左側的“SDO”。
③點擊“SDO下載（寫參數）”。
④在索引、子索引等位置依次輸入0x1800、0x02、Unsigned8、0xFE、十六進制，如圖所示，之后點擊Send按鈕。若下方SDO應答區收到如圖的數據則說明通信正常。
SDO命令發送界面A
發送SDO命令后，在CANopen插件中點擊NMT，切換到NMT界面。選擇Start Remote Node，之后點擊NMT按鈕，使設備進入操作狀態，并循環發送TPDO指令。數據如圖所示，幀ID為0x601的數據為Client-to-server SDO數據，幀ID為0x581的數據為Server-to-client SDO數據。從圖中可看出，TPDO數據的發送周期為100ms。您還可以使用同樣的方法，將TPDO的傳輸類型修改為觸發模式。
SDO命令監控界面A
您可以通過發送SDO命令來對TPDO數據的截止時間（發送周期）進行修改。具體的修改步驟如下：
①在CANopen插件中點擊NMT，切換到NMT界面。選擇Enter Pre-operational State，之后點擊NMT按鈕，使設備進入預操作狀態，TPDO指令停止發送。②在ECANTools軟件的CANopen界面中，點擊左側的“SDO”。③點擊“SDO下載（寫參數）”。④在索引、子索引等位置依次輸入0x2000、0x01、Unsigned8、200、十進制，如圖所示，之后點擊Send按鈕。若下方SDO應答區收到如圖5.10的數據則說明通信正常。
請注意：0x2000代表對象字典中的索引，0x01為子索引，Unsigned8表示8位無符號字符，200表示循環時間為200ms，十進制表示輸入的數字為十進制。
SDO命令發送界面B
如圖所示，在NMT界面選擇Start Remote Node，使設備進入操作狀態，TPDO的截止時間（發送周期）此時已修改為200ms。使用同樣的方法，您還可以對節點守護時間進行修改。
SDO命令監控界面B
九、GCAN-4055對象字典
十、使用注意
● GCAN-4055模塊的數字量輸入信號電壓值最高不能夠超過+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。
● GCAN-4055模塊的輸出信號為開漏輸出，最大負載電壓+30V，最大漏電流150mA。因此GCAN-4055模塊并不能夠驅動較大電流的負載。
十一、技術規格
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沈陽廣成科技GCAN-4055模塊的設備參數包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A幀格式，符合ISO/DIS 11898規范；（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（靜默態電流：40mA）；（5）數字量輸入通道數：8路；（6）數字量輸出通道數：8路；（7）數字量輸入信號：支持干接點、濕接點輸入；（8）濕接點數字量輸入高電平信號（數字1）：+5V~30V；（9）濕接點數字量輸入低電平信號（數字0）：≤+3V；（10）數字量輸出信號：集電極開漏輸出，最大負載電壓+30V，最大漏電流150mA；（11）DI、DO、CANopen接口使用端子接口；（12）使用撥碼開關配置模塊波特率及節點號；（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℃；- GCAN-PLC產品功能及應用視頻：
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