GCAN-8000可擴展型CANopen IO耦合器
- 品牌：
- GCAN廣成科技
- 型號：
- GCAN-8000
- 應用：
- GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器可以用于連接CAN總線系統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行擴展。一個完整的節點由一個總線耦合器、1-32個任意數量的端子模塊以及一個終端端子模塊組成。采用GCAN-IO-8000總線耦合器，通過GC-bus擴展技術，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。
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一、功能概述
沈陽廣成科技GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器可以用于連接CAN總線系統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行擴展。一個完整的節點由一個總線耦合器、1-32個任意數量的端子模塊以及一個終端端子模塊組成。采用GCAN-8000總線耦合器，通過GC-bus擴展技術，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。GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器采用符合ISO 11898標準的CAN總線協議。GCAN-8000總線耦合器不僅支持所有類型的CANopen通訊，也可以輕松地應用于制造商特定的CAN總線環境中。除此之外，通過USB接口還可以對固件進行升級。GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器可連接所有的總線端子模塊。就用戶而言，模擬量輸入/輸出信號的處理方式與其它種類信號的處理方式沒有任何區別。控制器過程映像區內的信息以字節陣列格式顯示。GCAN-8000總線耦合器支持自動組態，您無需在PC上設置參數。GCAN-8000總線耦合器的CANopen波特率和節點號可通過RS-232接口進行配置。
二、設備可連接模塊類型
GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器可連接的模塊包括：
三、設備參數
GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器的設備參數包括：
（1）CANopen波特率支持1000k、500k、250k、125k、100k、50k、10k；（2）PDO模式支持同步、循環同步、事件驅動、輪詢；（3）總線端子模塊數量最多為32個；（4）發送PDO（CANopen）由擴展的輸入模塊數量決定，接收PDO（CANopen）由擴展的輸出模塊數量決定；（5）組態方式為自動組態形式；（6）CAN總線接口為1個開放式的4針端子；（7）電源采用24V DC（-15%/+20%）；（8）輸入電流為70mA+（總GC-bus電流），最大為2.5A；（9）啟動電流：約為2.5倍的持續電流；（10）電源供電：最大24V DC/最大10A；（11）電氣隔離為1500 Vrms；（12）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（13）尺寸：長100mm*寬69mm*高48mm。
四、應用領域
GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器的設備應用領域包括：
（1）與分布式總線端子模塊相連接，構成一個完整的控制節點；（2）執行數據采集并以CANopen協議進行數據傳輸。
如果您需要對GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器進行詢價或者是技術咨詢，可以加微信13019325660或打電話咨詢。
五、設備安裝與使用
1、模塊外觀及尺寸
GCAN-IO-8000外觀如圖所示。GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器包含2個通信接口，一個USB接口，1組耦合器電源接口，2組I/O電源接口，2組屏蔽線接口。其中，通信接口包括1個CAN總線接口和1個RS232接口。USB接口可用來升級固件。
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器外觀圖
2、模塊固定
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器的安裝方法如圖2.2所示，您需要使用一字螺絲刀進行輔助安裝。
GCAN-IO-8000模塊安裝
GCAN-IO-8000模塊自鎖機制
請按照上圖所示，把GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器安裝在導軌上，直到鎖扣卡死并發出“咔”的一聲。GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器具有自鎖機制，可有效防止設備掉落。如上圖所示，您可以通過拉出橙色的標簽來釋放自鎖機制。
GCAN-IO-8000 CANopen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，在已有模塊的右側順次插入，直到鎖扣卡死并發出“咔”的一聲。在整個節點的最右端，您需要安裝終端端子模塊。該終端可以保障GC-Bus的數據傳輸與電力供應。當您正確組裝節點時，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，整個節點將不會正常運行。
3、接線方法
如下圖所示，先使用一字螺絲刀插入方形孔中，頂住方形孔中金屬片的上沿，用力向圓孔方向壓。之后將線纜插入圓形孔中。插好之后，拔出螺絲刀，線纜即可穩固地鎖死在圓形孔中。
GCAN-IO-8000模塊電源部分接線
GCAN-IO-8000模塊電源接線端子排
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器的電源接線端子排如圖所示。GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器包含8個端子，各個端子對應的序號及其含義如下表所示。請注意，3號端子與4號端子之間、5號端子與6號端子之間、7號端子與8號端子之間，在模塊的內部是相連的。
GCAN-IO-8000模塊電源接線端子定義
GCAN-IO-8000模塊CAN總線端子排
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器的CAN總線端子排如下圖所示。GCAN-IO-8000的CAN總線端子排包含4個端子，各個端子對應的序號及其含義如下表所示。
GCAN-IO-8000模塊CAN總線端子定義
GCAN-IO-8000模塊RS-232接口定義
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器的RS-232接口定義如上圖所示。GCAN-IO-8000的RS-232接口僅定義了3條信號線，分別為RXD、TXD與GND。
4、系統狀態指示燈
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器具有兩組狀態指示燈。左側區域包含6個圓形狀態指示燈，右側區域包含2個小型電源指示燈。指示燈的具體指示功能見下表。指示燈處于不同狀態下時，GCAN-IO-8000模塊狀態如下表所示。
GCAN-IO-8000模塊指示燈
五、通信連接
1、串口連接
GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器使用標準串口電平（RS232：±3~15V），此接口僅用來通過串口調試助手配置參數，因此該接口不可以與帶有RS232接口的設備進行通信。GCAN-IO-8000 CANopen總線耦合器的RS232接口波特率不可修改，固定為19200bps。
2、CAN連接
GCAN-IO-8000模塊接入CAN總線連接方式如下表中介紹，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總線的連接如下圖中所示。
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，如下圖所示。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-IO-8000與其他CAN節點設備連接
請注意：GCAN-IO-8000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，如上圖所示。
六、CAN波特率及節點號的設置
您可通過RS232接口修改GCAN-IO-8000模塊的CAN總線通信波特率。具體流程如下：首先建立串口連接，波特率為19200bps，數據位、停止位配置為無、8、1，通過RS232接口發送一個“help”命令或“?”命令，之后RS232接口將會返回配置信息。請注意，發送命令時請在結尾處加回車符或選中軟件的“發送新行”。顯示與發送請不要選擇“16進制顯示”、“16進制發送”。您可以發送“setbaud=500000”修改GCAN-IO-8000模塊的波特率為500kbps。同時，您可以發送“getbaud”獲取本機的CAN波特率，回復的數值單位為bps。詳細的波特率對應如下表所示。發送請求命令時的設置如下圖所示。
發送請求命令時的設置
baud設置值與波特率對照表
CANopen節點ID的設置與獲取的方法與波特率類似。您可通過RS232接口修改GCAN-IO-8000模塊的CAN總線節點號。您可以發送“setid=3”修改GCAN-IO-8000模塊的CANopen節點ID為3。同時，您可以發送“getid”獲取本機的CANopen節點ID。該節點號可在1-127內任意設置。
七、通信協議
GCAN-IO-8000執行CANop en通信協議，為CANopen從站設備。GCAN-IO-8000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。
當搭載GC-3804或GC-1008模塊時，GCAN-IO-8000將發出TPDO數據，典型的幀ID如0x181、0x281等。當搭載GC-2008模塊時，GCAN-IO-8000將接收RPDO數據，典型的幀ID如0x203、0x303等。
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-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、NMT命令
GCAN-IO-8000模塊滿足標準CANopen CiA301協議，是標準的CANopen從站設備。GCAN-IO-8000啟動后將主動發出一幀命令給主站，幀ID為0x700+Node ID，幀數據為0x7F。
例如：通過撥碼開關設置GCAN-IO-8000的Node ID為1，則USBCAN-II Pro作為主站設備可接收到一條啟動命令，幀ID為0x701，幀數據為0x7F。如下圖所示，使用ECANTools軟件可以收到這條數據。
啟動命令監控界面
GCAN-IO-8000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-IO-8000的Node ID為1，命令GCAN-IO-8000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CANopenMaster插件發出。
NMT命令發送界面
使用ECANTools軟件命令GCAN-IO-8000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。如下圖所示，發送后可在ECANTools監控界面中查看到NMT命令。接收到NMT指令之后，GCAN-IO-8000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-IO-8000已進入操作狀態。
NMT命令監控界面
2、搭載GC-1008模塊
數字量輸入的狀態由一個字節來表示，通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-IO-8000模塊節點號設為1。通道8和通道4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。則發出的幀ID為0x181，數據長度（DLC）為8，幀數據為0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。請注意，僅插入一個GCAN-1008模塊時，幀數據中只有第一個字節是有效的。下表列舉了兩種常見的DI狀態及其對應的狀態數據。
僅插入一個GCAN-1008模塊時，GCAN-IO-8000模塊發出的TPDO數據幀ID為0x180+節點號（Node ID），數據長度為8，幀數據第一個字節即為該模塊數字量輸入狀態。
3、搭載GC-2008模塊
數字量輸出的狀態由一個字節來表示，通道8在高位，通道1在低位。
例如，GCAN-IO-8000模塊節點號設為1。需設置通道8和通道4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。需要發送給GCAN-IO-8000的幀ID為0x201，數據長度（DLC）為8，幀數據為0x88，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00，0x00。請注意，幀數據中只有第一個字節是有效的。下表列舉了兩種常見的DO狀態及其對應的狀態數據。
GCAN-IO-8000模塊在接收RPDO數據時，需保證幀ID為0x200+節點號（Node ID），數據長度為8，幀數據第一個字節即為需要設置的數字量輸出狀態。
4、搭載GC-3804模塊
每個通道的溫度狀態由兩個字節來表示，四個通道共八個字節。
其中，代表溫度狀態的兩個字節，第一個字節為低位，需將該字節的數據轉換為十進制后乘以0.1；第二個字節為高位，需將該字節的數據轉換為十進制之后乘以25.6。最后將兩個數值加和，即為最終的溫度值，單位為攝氏度。
例如，GCAN-IO-8000模塊節點號設為1。四個通道的溫度分別為25.6度，25.5度，20度，30度。則發出的幀ID為0x181，數據長度（DLC）為8，幀數據為0x00，0x01，0xFF，0x00，0xC8，0x00，0x2C，0x01。下表列舉了兩種可能的CAN數據及其對應的溫度值。
GCAN-IO-8000模塊在發出TPDO數據時，幀ID為0x180+節點號（Node ID），數據長度為8。如未接入PT100，則對應通道的CAN數據會顯示為FF 7F。
5、同時搭載多組模塊
若GCAN-IO-8000同時搭載多組GC-1008模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8000的遠近，從近到遠進行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8000耦合器發出的TPDO數據將按照下表進行發送。例如，當GCAN-IO-8000節點號為3且同時搭載9個GC-1008模塊時，您將收到幀ID為0x183和0x283兩組數據。其中，幀ID為0x183的八個數據字節依次對應1-8號GC-1008模塊；幀ID為0x283的一個數據字節對應9號GC-1008模塊。
多組GC-1008模塊與CAN數據對應關系
若GCAN-IO-8000同時搭載多組GC-2008模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8000的遠近，從近到遠進行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8000耦合器接收的RPDO數據需按照下表進行發送。例如，當GCAN-IO-8000節點號為3且同時搭載9個GC-2008模塊時，您需要發送幀ID為0x203和0x303兩組數據以控制全部的9個模塊。其中，幀ID為0x203的八個數據字節依次對應1-8號GC-2008模塊；幀ID為0x303的一個數據字節對應9號GC-2008模塊。
多組GC-2008模塊與CAN數據對應關系
若GCAN-IO-8000同時搭載多組GC-3804模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8000的遠近，從近到遠進行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8000耦合器發出的TPDO數據將按照下表進行發送。例如，當GCAN-IO-8000節點號為3且同時搭載4個GC-3804模塊時，您將收到幀ID為0x183等四組數據。其中，幀ID為0x183的八個數據字節依次對應1號GC-3804模塊的4個通道；幀ID為0x283的八個數據字節依次對應2號GC-3804模塊的4個通道。
多組GC-3804模塊與CAN數據對應關系
若GCAN-IO-8000同時搭載GC-1008模塊與GC-3804模塊，那么我們以它們距離GCAN-IO-8000的遠近，從近到遠進行編號，離得最近的為1號。GCAN-IO-8000耦合器發出的TPDO數據將按照下表進行發送。例如，當GCAN-IO-8000模塊節點號為3且同時搭載3個GC-1008模塊和1個GC-3804模塊時，您將收到幀ID為0x183和0x283兩組數據。數據對應關系如下表所示。
多組GC-1008模塊與GC-3804模塊混用時與CAN數據的對應關系
八、技術規格
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GCAN-8000 CANopen IO總線耦合器的設備參數包括：
（1）CANopen波特率支持1000k、500k、250k、125k、100k、50k、10k；（2）PDO模式支持同步、循環同步、事件驅動、輪詢；（3）總線端子模塊數量最多為32個；（4）發送PDO（CANopen）由擴展的輸入模塊數量決定，接收PDO（CANopen）由擴展的輸出模塊數量決定；（5）組態方式為自動組態形式；（6）CAN總線接口為1個開放式的4針端子；（7）電源采用24V DC（-15%/+20%）；（8）輸入電流為70mA+（總GC-bus電流），最大為2.5A；（9）啟動電流：約為2.5倍的持續電流；（10）電源供電：最大24V DC/最大10A；（11）電氣隔離為1500 Vrms；（12）工作溫度范圍：-40℃~+85℃；（13）尺寸：長100mm*寬69mm*高48mm。- GCAN-PLC產品功能及應用視頻：
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