GCAN-4032分布式CANopen遠程IO
- 品牌：
- GCAN廣成科技
- 型號：
- GCAN-4032
- 應用：
-
一、功能概述
GCAN-4032遠程IO是我公司基于CANopen總線自主研發的高性能總線同用遠程IO模塊，為用戶節約成本，簡化配線，提高系統可靠性，系統自帶16路DI和16路DO（輸出默認晶體管PNP型，可選NPN型；輸入可通過接線切換源/漏型）。采用GCAN-4032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-4032模塊的電源及CAN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-4032一體式遠程IO耦合器設備參數包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A和CAN2.0B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）電源采用24V DC（-15%/+20%）；（5）數字量輸入通道數：16路；（6）數字量輸出通道數：16路；（7）數字量輸入、輸出信號：輸入可通過接線切換源/漏型；輸出默認晶體管PNP輸出，可選NPN輸出；（8）數字量輸入ON信號：電壓≥9V DC；輸入OFF信號：電壓≤5V DC；（9）PNP源型數字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；300mA（通道同時輸出）；（10）NPN漏型數字量輸出電壓為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；使用撥碼開關配置模塊波特率及節點號；（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（15）尺寸：長115mm*寬100mm*高58mm。
三、應用領域
沈陽廣成科技GCAN-4032一體式遠程IO耦合器設備應用領域包括：
（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-4032一體式遠程IO耦合器或進行技術咨詢，可以加微信13019325660或撥打電話。
四、設備安裝
1、設備外觀及尺寸
GCAN-4032外觀如圖所示，(長)115mm*(寬)100mm*(高)58mm。設備包含1個CAN通信接口，一個USB-Type C接口，1個電源接口，2組I/O電源接口（電源內部已短接），4個DI的COM接口。USB接口可用來升級固件。
GCAN-4032模塊外形尺寸圖
2、安裝拆卸方法
模塊的安裝方法：
先將模塊下方的導軌卡扣用一字螺絲刀拉出；然后將模塊掛到DIN導軌上，并使用一字螺絲刀將下方的導軌卡扣推進去鎖定，如圖所示：
GCAN-4032 CANopen模塊安裝
模塊的拆卸方法：
先將模塊下方的導軌卡扣用一字螺絲刀拉出；然后將模塊往外拉出與DIN導軌形成一個角度，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CANopen通信接口，一個USB-Type C接口，1個電源接口，2組I/O電源接口（電源內部已短接），4個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模塊撥碼開關如圖所示，GCAN-4032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-4032模塊撥碼開關
（1）DO接口定義及接線方法
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個數字量輸出點，以及2組IO工作電源接口（請任選1組IO工作電源接口接入24V即可，注意同時需要接入系統電源，系統電源詳見下表，IO工作電源與系統電源彼此隔離），如圖所示。各個端子對應的序號及其含義如下表所示。
GCAN-4032 CANopen模塊DO及IO電源接線端子定義
DO端子排有兩種接法：
（1）晶體管PNP輸出接線如圖所示：
（2）晶體管NPN輸出接線如圖所示：
（2）DI接口定義及接線方法
上方兩排端子為DI端子排，分別為DI0~DI7，DI8~DIF共16個數字量輸入點，以及4個DI的COM接口（4個COM口任意連接1個即可），如圖所示。各個端子對應的序號及其含義如表所示。
GCAN-4032 CANopen模塊DI端子定義
DI端子排有兩種接法：
（1）漏型輸入接線如圖所示：
（2）源型輸入接線如圖所示：
4、系統狀態指示燈
GCAN-4032 CANopen遠程IO模塊有兩組指示燈，分別為系統狀態指示燈和IO指示燈。系統狀態指示燈具有1個PWR指示燈、1個SYS指示燈、1個RUN指示燈、1個ERR燈來指示設備的運行狀態。
GCAN-4032 CANopen遠程IO模塊指示燈
GCAN-4032 CANopen遠程IO模塊指示燈狀態
IO指示燈用來指示設備IO的運行狀態。
五、設備使用
1、電源連接
GCAN-4032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-4032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-4032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-4032與其他CAN節點設備連接
請注意：GCAN-4032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。
六、配置說明
用戶可使用模塊上方的撥碼開關自行設定GCAN-4032模塊的參數，以滿足實際應用場合的需要。GCAN-4032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-4032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波特率配置說明七、通訊報文格式
本章將使用廣成科技USBCAN-II Pro模塊及GCANTools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-4032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-4032模塊滿足標準CANopen CiA 301協議，是標準的CANopen從站設備。GCAN-4032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-4032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。如圖所示，使用GCANTools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
GCAN-4032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（00則為全部節點）。
例如：GCAN-4032的Node ID為1，命令GCAN-4032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GCANTools軟件的CANopenMaster插件發出。
NMT命令發送界面
使用GCANTools軟件命令GCAN-4032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GCANTools監控界面中查看到NMT命令。
接收到NMT指令之后，GCAN-4032將開始廣播PDO數據，并發出幀ID為0x701，幀數據為0x05的心跳指令，說明GCAN-4032已進入操作狀態。
NMT命令監控界面
2、控制輸入
數字量輸入的狀態由兩個字節來表示，第0到7路由第一個字節表示；第8到F路由第二個字節表示。舉例：第一個字節里通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-4032模塊節點號設為1。通道7和通道3狀態為1，其他狀態均為0，則CAN總線一端顯示的DI狀態數據為88 00。則發出的幀ID為0x181，數據長度（DLC）為2，幀數據為0x88，0x00。
GCAN-4032模塊發出的TPDO數據幀ID為0x180+節點號（Node ID），數據長度為2，幀數據第一、第二個字節即為該模塊數字量輸入狀態。
3、控制輸出
數字量輸出的狀態由兩個字節來表示，第0到7路由第一個字節表示；第8到F路由第二個字節表示。舉例：第一個字節里通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-4032模塊節點號設為1。需設置通道7和通道3狀態為1，設置其他狀態均為0，則需要發送的CAN總線DO狀態數據為88 00。需要發送給GCAN-4032的幀ID為0x201，數據長度（DLC）為2，幀數據為0x88，0x00。
GCAN-4032模塊在接收RPDO數據時，需保證幀ID為0x200+節點號（NodeID），數據長度為2，幀數據第一、第二個字節即為需要設置的數字量輸出狀態。
八、技術規格
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沈陽廣成科技GCAN-4032一體式遠程IO耦合器設備參數包括：
（1）CAN-bus支持CAN2.0A和CAN2.0B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）電源采用24V DC（-15%/+20%）；（5）數字量輸入通道數：16路；（6）數字量輸出通道數：16路；（7）數字量輸入、輸出信號：輸入可通過接線切換源/漏型；輸出默認晶體管PNP輸出，可選NPN輸出；（8）數字量輸入ON信號：電壓≥9V DC；輸入OFF信號：電壓≤5V DC；（9）PNP源型數字量輸出電壓為IO的工作電壓24V，輸出電流最大值為500mA（單通道）；300mA（通道同時輸出）；（10）NPN漏型數字量輸出電壓為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；使用撥碼開關配置模塊波特率及節點號；（14）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（15）尺寸：長115mm*寬100mm*高58mm。- GCAN-PLC產品功能及應用視頻：
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