GCAN304CANopen主站转ModbusTcp用户手册.docx
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GCAN304CANopen主站转ModbusTcp用户手册.docx
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GCAN304CANopen主站转ModbusTcp用户手册
GCAN-304
Modbus/TCP-CANopen主站转换模块
用户手册
文档版本:
V3.01(2014/10/22)
修订历史
版本
日期
原因
V1.00
2013/6/16
创建文档
V2.01
2013/12/20
修正设备工作参数
V3.01
2014/10/22
添加部分参数
1.
功能简介
1.1功能概述
GCAN-304Modbus/TCP-CANopen主站转换模块是集成1路标准CAN接口、1路标准以太网接口的高性能通讯模块。
GCAN-304模块是一个标准CANopen主站卡,它可以将现有的使用以太网Modbus/TCP通信设备(如PC、PLC、工控机等)转换成CANopen主站与CANopen从站进行通信、配置。
用户使用GCAN-304模块,即可通过以太网对CANopen网络从站进行配置。
GCAN-304模块内部已经集成了CANopen主站协议栈代码,不需要用户进行二次开发。
协议栈遵循CANopen协议描述文档DS301标准。
GCAN-304模块是一个简单、直观的节点组态工具,现已被广泛应用于构建现场总线实验室、工业控制网络、智能小区监控、变频器改造等多种境中。
该设备具有体积小巧、即插即用等特点,同时该模块使用DIN导轨的安装方式,使其特别适用于工业现场或机柜中与其他设备配套使用。
GCAN-304模块已集成CAN接口电气隔离保护模块,使其避免由于瞬间过流/过压而对设备造成损坏,增强系统在恶劣环境中使用的可靠性。
1.2技术指标
GCAN-304模块在CANopen网络上是CANopen主站,在ModbusTCP网络上是ModbusTCP从站(Server),可以实现多个CANopen从站与多个ModbusTCP主站(Client)之间的数据通信;
1.2.1硬件特点
●高速的32位工业级处理器;
●内嵌硬件看门狗定时器;
●模块内置FLSAH储存器,可储存参数、映射表;
●使用外接电源供电(DC+24V,40mA);
●静电放电抗扰度等级:
接触放电±2KV,空气放电±15KV;
●电快速瞬变脉冲群抗扰度等级:
±1KV;
●浪涌抗扰度等级:
±1KV;
●工作温度范围:
-40℃~+85℃;
●工作湿度范围:
5%~95%RH无凝露;
●尺寸:
(长)113mm*(宽)100mm*(高)21mm;
●标准DIN导轨安装方式,专为工业设计。
1.2.2CANopen属性
●CANopen符合DS301V4.02标准;
●支持CAN波特率:
10K~1Mbps,支持NMT、PDO、SDO、Heartbeat、Guardlife、SYNC;
●支持最多8个字节的TPDO、RPDO和4个字节的快速DownloadSDO和快速UploadSDO;
●CANopen命令最多可配置160条(PDO和SDO命令总和为160);
1.2.3以太网属性
●具有一个RJ45以太网接口,10/100M自适应;
●最多支持36个ModbusTCP主站(Client)连接;
●ModbusTCP从站支持功能码:
03H、04H、06H、16H;
●IP地址冲突自动检测;
●IP地址设定方式支持:
静态配置、DHCP和BOOTP;
●数据交换缓存区大小为2.5K;(输入1.25KB,输出1.25KB)
●具有开启或者关闭单元标识符校验功能。
TPDO和RPDO可以采用默认的COBID,也可以采用用户自定义的COBID,默认的COBID:
TPDOCOBID:
384+节点地址(0x180+节点地址)或640+节点地址(0x280+节点地址)或896+节点地址(0x380+节点地址)或1152+节点地址(0x480+节点地址);RPDOCOBID:
512+节点地址(0x200+节点地址)或768+节点地址(0x300+节点地址)或1024+节点地址(0x400+节点地址)或1280+节点地址(0x500+节点地址)。
1.3典型应用
●工业以太网与CAN总线数据相互转换
●工业以太网设备与CAN网络设备互联
●电力通讯网络
●工业控制设备
●高速、大数据量通讯
2.设备安装
2.1设备安装
GCAN-304模块安装方法如图2.1所示,可使用一字螺丝刀辅助将模块安装到DIN导轨上。
图2.1GCAN-304模块安装
GCAN-304模块地与安装模块的导轨相连。
如果导轨固定到一个接地的金属组件板上,那么模块会自动接地,不需要外部接地线。
如果导轨固定到一个未接地的底座上,那么必须将导轨连接到最近的接地端子上。
GCAN-304模块接线端子排如图2.2所示,安装好模块后上电即可进入运行状态。
模块电源端子接口定义如表2.1所示。
图2.2GCAN-304模块接线端子排
DC24V
说明
1
+
24VDC+
2
—
GND
3
+
24VDC+
4
—
GND
表2.1电源接口定义
2.2与以太网连接
GCAN-304模块具有即插即用的特点,因此用户可以使用标准5类以上网线直接与GCAN-304模块的LAN接口连接,即可建立通信。
2.3与CAN总线连接
GCAN-304模块集成1路CAN通道,由2个3Pin接线端子引出,可以用于连接1个CAN-bus网络或者CAN-bus接口的设备。
接线端子的引脚定义如表2.1所示。
引脚
端口
名称
功能
1
CAN
CAN1-H
CAN1_H信号线
2
CAN1-G
CAN1_GND
3
CAN1-L
CAN1_L信号线
表2.1GCAN-304模块的CAN-bus信号分配
实际使用中,大多数情况仅需将CAN_H与总线CAN_H相连,CAN_L与总线CAN_L相连即可实现通信。
3.设备使用
3.1与PC连接进行配置
GCAN-304模块使用24VDC供电,当设备获得正常供电后,可使用PC端的“EtherCANConfig”配置软件对其工作模式及基本运行参数进行配置(EtherCANConfig软件使用方法详见第4章)。
3.1.1恢复出厂设置
GCAN-304模块硬件出厂默认IP:
192.168.1.10,如果用户已经修改过IP地址并且忘记,那么可以通过操作设备中拨码开关,对其进行参数复位。
系统先不要上电,用螺丝刀打开设备,找到设备中如上图所示的拨码开关,将2号开关拨到ON位置,然后将系统上电,等待大约3秒钟,看到前面板上面的SYS指示灯闪烁,这时,关闭电源,然后将2号开关拨回到OFF状态。
此时设备设置已经恢复到出厂默认状态,系统默认的IP:
192.168.1.10。
3.1.2更改PC端IP地址
用户在使用PC机与GCAN-304模块进行通信前,需要保证用户的PC机内有以太网卡,并且PC机与GCAN-304模块必须在同一个网段内。
GCAN-304模块在出厂时设定了一个默认的IP地址(192.168.1.10)和网络掩码(255.255.255.0),用户可以按图3.1所示的流程检查该设备是否和用户PC机在同一网段。
图3.1PC机与GCAN-304模块是否处于同一网段检测流程
如果在同一网段,即可使用PC机与GCAN-304模块正常通信进行配置。
如果网段不同,则需对PC机进行以下设置。
3.1.3windowsXP/7网络设置
如果用户使用的操作系统是WindowsXP/7,用户可以选择增加本机IP地址或修改本机IP地址的两种方式设置本机IP及网段。
如果用户的PC机使用的是固定IP,可通过以上两种方法设置连接GCAN-304模块;如果用户的PC机使用的是自动获取IP的方式,则只可通过修改本机IP连接GCAN-304模块。
增加本机IP地址
进入操作系统后,进入本机的控制面板→进入“网络连接”(winXP)或“网络和共享中心”(win7)→进入“本地连接”属性→“Internet协议(TCP/IP)”(winXP)或“Internet协议版本4(TCP/IP)”(win7)属性,出现如图3.2所示界面。
图3.2TCP/IP常规设置
点击“高级”进入高级TCP/IP设置如图3.3,用户可以在这里添加PC机IP。
图3.3用户添加PC机IP地址
在“IP地址”栏中点击添加,输入与GCAN-304模块同一网段的IP地址,即可完成添加PC机IP地址操作,此PC机已可与GCAN-304模块正常通信。
修改本机IP地址
如果用户是自动获取IP地址模式,则可在图3.2操作处,选择“使用下面的IP地址”,输入与GCAN-304模块相同网段的IP地址即可。
3.2与以太网连接
GCAN-304模块的以太网接口集成10/100M自适应以太网芯片,符合以太网标准协议规范,支持即插即用。
用户可以使用5类以上网线将工业以太网与GCAN-304模块连接。
3.3与CAN连接
GCAN-304模块接入CAN总线连接方式如2.3中介绍,将CAN_H连CAN_H,CAN_L连CAN_L即可建立通信。
CAN-bus网络采用直线拓扑结构,总线最远的2个终端需要安装120Ω的终端电阻;如果节点数目大于2,中间节点不需要安装120Ω的终端电阻。
对于分支连接,其长度不应超过3米。
CAN-bus总线的连接见图3.4所示。
图3.4CAN-bus网络的拓扑结构
注意:
CAN-bus电缆可以使用普通双绞线、屏蔽双绞线。
理论最大通信距离主要取决于总线波特率,最大总线长度和波特率关系详见表3.1。
若通讯距离超过1Km,应保证线的截面积大于Φ1.0mm2,具体规格应根据距离而定,常规是随距离的加长而适当加大。
波特率
总线长度
1Mbit/s
40m
500kbit/s
110m
250kbit/s
240m
125kbit/s
500m
50kbit/s
1.3km
20kbit/s
3.3km
10kbit/s
6.6km
5kbit/s
13km
表3.1波特率与最大总线长度参照表
3.4CAN总线终端电阻
为了增强CAN通讯的可靠性,消除CAN总线终端信号反射干扰,CAN总线网络最远的两个端点通常要加入终端匹配电阻,如图3.5所示。
终端匹配电阻的值由传输电缆的特性阻抗所决定。
例如双绞线的特性阻抗为120Ω,则总线上的两个端点也应集成120Ω终端电阻。
GCAN-304模块采用82C251收发器,如果网络上其他节点使用不同的收发器,则终端电阻须另外计算。
图3.5GCAN-304模块与其他CAN节点设备连接
3.5系统状态指示灯
GCAN-304模块具有1个SYS指示灯,用来指示设备的运行状态,1个DAT指示灯,用来指示数据传输。
这2个指示灯的具体指示功能见表3.2,这2个指示灯处于各种状态下时,CAN总线的状态如表3.3所示。
指示灯
颜色
指示状态
SYS
绿
系统运行指示
DAT
绿
数据转换传输指示
表3.2GCAN-304模块指示灯
GCAN-304模块上电后,系统初始化状态指示灯SYS点亮,表明设备已经供电,系统正在初始化;否则,表示系统存在电源故障或发生有严重的错误。
以太网与CAN均连接正常后,当总线间有数据在传输时,数据信号指示灯DAT会闪烁。
指示灯
状态
指示状态
SYS
常亮
设备初始化通过,待机状态
不亮
设备初始化未通过
DAT
不亮
总线间无数据传输
闪烁
总线间有数据传输
表3.3GCAN-304模块指示灯
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