?。ANWeb總線IO模塊 比 以太網(wǎng)、RS485總線IO模塊更適用于大型、分散式控制系統(tǒng)工程,歡迎系統(tǒng)集成商合同訂貨定制,價(jià)格更優(yōu)惠?。?/span>
1. 前言:
依托交通大學(xué),總結(jié)多年大型電廠控制系統(tǒng)IO模塊的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),利用*的電子技術(shù),結(jié)合 CAN總線 、以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,精心設(shè)計(jì)出高性價(jià)比的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)CANWeb標(biāo)準(zhǔn)(類似CANOpen、Devicenet標(biāo)準(zhǔn)), CANWeb標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)如下:
(1) CANWeb 網(wǎng)絡(luò)中的 各個(gè)節(jié)點(diǎn)(CANWeb節(jié)點(diǎn)分主站、從站2種) 配置簡(jiǎn)單,不需要編程,點(diǎn)擊鼠標(biāo)、鍵盤即可快速、輕松完成;
(2) 用戶通過(guò) 以太網(wǎng)或RS485 Modbus協(xié)議與 主站 高速交換數(shù)據(jù),主站自動(dòng)通過(guò)CAN總線再與多個(gè)CAN從站實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)分配到主站的Modbus存儲(chǔ)空間不同的地址中(用戶不需要了解CAN協(xié)議),用戶只需與一個(gè)Modbus設(shè)備通信,就可以監(jiān)控多個(gè)從站設(shè)備;
(3) 用戶通過(guò) 主站 的以太網(wǎng)Web瀏覽功能,可輕松完成對(duì) 從站 的監(jiān)控、配置、信號(hào)強(qiáng)制、遠(yuǎn)程重啟等操作 ,真正的”所見(jiàn)即所得”,方便用戶;
(4) CANWeb是一種架構(gòu)在成熟CAN技術(shù)上的高層通訊協(xié)議,繼承CAN總線技術(shù)的一切優(yōu)點(diǎn):雙絞線串接通信,布線、接口成本低,實(shí)時(shí)性強(qiáng)(1000Kbps可達(dá)1毫秒響應(yīng))、傳輸距離較遠(yuǎn)(5Kbps可達(dá)10公里)、抗電磁*力強(qiáng)(不丟包);克服了CAN的缺點(diǎn):CAN編程難,帶CAN口的上位控制器不普遍。
(5) CANWeb繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn):編程、調(diào)試、配置簡(jiǎn)單、Web瀏覽、高速、上位控制器一般都自帶以太網(wǎng)口;克服了以太網(wǎng)的缺點(diǎn):星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、布線麻煩,布線成本高、接口成本高等。
2. CANWeb拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹:
主站MST (Master Station):CANWeb網(wǎng)絡(luò)可有多個(gè)主站,可輕松配置冗余主站,主站只需配置 CAN口的通信速度,在一個(gè) CANWeb網(wǎng)絡(luò)上,多個(gè)不同的主站MST 可接不同的上位設(shè)備,如接控制器、接無(wú)紙記錄儀、接監(jiān)視LED顯示盤、接手操器等。
去主站MST鏈接
從站SIO (Slave IO): CANWeb網(wǎng)絡(luò)可有多個(gè)從站(<99),從站需配置 CAN口的通信速度及從站的Id號(hào)(Id號(hào)*范圍為1~98,99預(yù)留為SIO的SysCfg跳線短接時(shí)強(qiáng)制的Id),從站SIO可以為 多通道IO模塊、溫度、壓力現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等設(shè)備。
CANWeb總線開(kāi)發(fā)板
DI模塊鏈接
DO模塊鏈接
DIDO混合模塊鏈接
熱電偶模塊鏈接
電流、電壓輸入模塊鏈接
電流、電壓輸出模塊鏈接
CANWeb轉(zhuǎn)RS485網(wǎng)關(guān)模塊鏈接
2.1. CANWeb單網(wǎng)結(jié)構(gòu):
2.2. CANWeb冗余雙網(wǎng)結(jié)構(gòu):
2.3. 控制器的冗余設(shè)計(jì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
在DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,要求 控制器、 CANWeb總線 冗余設(shè)計(jì),見(jiàn)下圖。
3. CANWeb可靠性的確定:
l SIO上傳數(shù)據(jù)包 到MST 丟包的檢查:
比較SIO上傳數(shù)據(jù)包的數(shù)量 與 MST 接收 SIO 的數(shù)據(jù)包的數(shù)量的差值,來(lái) 判斷SIO上傳數(shù)據(jù)包的丟包狀況。
l MST 下傳 數(shù)據(jù)包 到SIO 丟包的檢查:
對(duì)下傳的寄存器AO數(shù)據(jù),延時(shí)檢查對(duì)應(yīng)的寄存器AI數(shù)據(jù),如不相等,MST下傳數(shù)據(jù)丟包。
l SIO 對(duì)CANWeb網(wǎng)絡(luò) 每秒 心跳包的發(fā)送,可用于判斷SIO的通信狀態(tài)。
4. 主站(MST) 上 從站(SIO)配置表的 生成(3種方法):
l 配置好 MST SIO 的 CAN 速度,SIO的 Id號(hào),連接好 CANWeb網(wǎng)絡(luò),通過(guò) 配置軟件IOCfg 自動(dòng) 掃描 讀 CANWeb網(wǎng)絡(luò)的SIO,見(jiàn)上圖標(biāo)號(hào)(1),自動(dòng)讀取的SIO配置 可保存為 SIO配置文件,如:CANIO從站.iocfg 文件, 見(jiàn)上圖標(biāo)號(hào)(2)。
l 讀入已保存的 SIO配置文件,見(jiàn)上圖標(biāo)號(hào)(3)。
l 手動(dòng)輸入 SIO配置,見(jiàn)上圖標(biāo)號(hào)(4)。
5. CANWeb網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控及調(diào)試:
l 通過(guò)MST 的Web網(wǎng)頁(yè)可監(jiān)視 CANWeb 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的狀態(tài):各個(gè)SIO的通信狀態(tài)、丟包檢查、控制或采集變量值的變化;
l 通過(guò)MST 的Web網(wǎng)頁(yè)可手動(dòng)控制SIO的DO、AO的輸出;
l 通過(guò)MST 的Web網(wǎng)頁(yè)可手動(dòng)強(qiáng)制控制SIO的DI、AI的輸出,方便系統(tǒng)調(diào)試;
l 在SIO的SysCfg跳線短接時(shí)(SysCfg跳線短接SIO的速度強(qiáng)制為1Mbps、Id強(qiáng)制為99),通過(guò) 配置軟件IOCfg可配置SIO的參數(shù),如CAN速度、SIO的Id、SIO的上傳周期的設(shè)置、設(shè)備遠(yuǎn)程重啟等。
下圖為從站總覽Web頁(yè)面:
下圖為某一具體從站W(wǎng)eb頁(yè)面:
下圖為某一具體DI DO 混合從站監(jiān)控 Web頁(yè)面:
通過(guò)主站W(wǎng)eb瀏覽從站模塊的狀態(tài)及操控從站模塊的DO,如下圖:
6. 從站SIO的存儲(chǔ)空間分配說(shuō)明:
6.1. 從站SIO與主站MST交換的數(shù)據(jù):
每個(gè)從站SIO模塊占用 48個(gè)AO[]、AI[](WORD格式) 數(shù)組存儲(chǔ)空間,從站SIO的AI[]、AO[]可通過(guò)CAN總線與主站MST的AI[]、AO[]存儲(chǔ)空間快速交換數(shù)據(jù)。
從站的16個(gè)DI占用一個(gè)AI(WORD)存儲(chǔ)空間,16個(gè)DO占用一個(gè)AO(WORD)空間。
DOWL: 開(kāi)關(guān)量輸出占WORD的長(zhǎng)度,可為0,占AO[]、AI[] DOWL個(gè)WORD;
AOWL: 模擬量輸出占WORD的長(zhǎng)度,可為0,占AO[]、AI[] AOWL個(gè)WORD;
DIWL: 開(kāi)關(guān)量輸入占WORD的長(zhǎng)度,可為0,占AI[] DIWL個(gè)WORD;
AIWL: 模擬量輸入占WORD的長(zhǎng)度,可為0,占AI[] AIWL個(gè)WORD;
要求: DOWL+AOWL+DIWL+AIWL總長(zhǎng)度 <=48
6.2. 從站SIO的配置參數(shù): 修改從站的配置參數(shù)一定要小心!!!
從站SIO模塊配置參數(shù)的數(shù)組PZ[],占用72個(gè)WORD存儲(chǔ)空間;可用于從站模塊的的參數(shù)的設(shè)置,如:從站模塊的CAN的ID,CAN通信速度…
PZ[0]: SIO工作模式選擇,12891強(qiáng)制模式,模塊的DI、AI可強(qiáng)制置值,
立即生效,不掉電保存;
PZ[1]: =12929遠(yuǎn)程強(qiáng)制重啟,立即生效,不掉電保存;
PZ[2]=10: CAN口速率,重啟生效,掉電保存;
1000K,500K,250K,125K,100K,50K,20K,10K, 5K
PZ[3]=9: CAN口的編號(hào)Id,重啟生效,掉電保存;
1~98 ,99不能用,99是配置開(kāi)關(guān)ON的預(yù)置
PZ[4]=2500: SIO上限通信周期MXPD 單位mS,重啟生效,掉電保存;
PZ[5]=250: SIO下限通信周期MNPD 單位mS,重啟生效,掉電保存;
PZ[6]=250: SIOAI信號(hào)通信上傳AD死區(qū) AIDB,重啟生效,掉電保存;
PZ[7]=190: 從站模塊的采集量濾波值;DI AI有效,重啟生效,掉電保存;
PZ[8]=2: SIO硬件序列號(hào),重啟生效,掉電保存;
(上面的配置參數(shù)為所有從站SIO模塊共用)
…….
…….
7. 主站MST的存儲(chǔ)空間分配表:
8. CAN總線的優(yōu)點(diǎn):
1) 具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁*力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn), 傳輸速率上限1Mbps/40m,單根雙絞線距離上限可達(dá) 5kbps/10km;
2) 采用雙線串行通信方式,布線成本低,檢錯(cuò)能力強(qiáng),可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;
3) 具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能,多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN 控制器掛到CAN-bus 上,形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò);
4) 可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文;
5) 可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制;
6) 發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動(dòng)重發(fā);
7) 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能;
8) 報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址,僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。
9. CAN通信 距離 與 通信線型號(hào)的選擇及連接:
ISO11898的*值
10. 以太網(wǎng)Modbus的優(yōu)點(diǎn)
以太網(wǎng)Modbus協(xié)議是當(dāng)今世界上應(yīng)用廣泛的工業(yè)自動(dòng)化通信協(xié)議,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 19582-2008《基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范》,以太網(wǎng)Modbus的優(yōu)點(diǎn):
1)實(shí)時(shí)性好:
具有相當(dāng)高的數(shù)據(jù)傳輸速率,可達(dá)千兆甚至更快,使用智能交換機(jī)技術(shù)可克服以太網(wǎng)CSMA/CD(載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)及沖突檢測(cè))技術(shù)帶來(lái)的通信延遲的缺點(diǎn);
2)可靠性高:
以太網(wǎng)技術(shù)是天生的電氣隔離的技術(shù),并可很容易實(shí)現(xiàn)光電隔離;
3)性價(jià)比高:
以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的通用、廣泛的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),性價(jià)比*。
4)組網(wǎng)方便:
允許使用不同的物理介質(zhì)和構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);不同的傳輸介質(zhì)如:同軸電纜、雙絞線、光纖、無(wú)線等;
5)編程調(diào)試容易:
基于TCP/IP的以太網(wǎng)采用主流標(biāo)準(zhǔn),協(xié)議開(kāi)放編程簡(jiǎn)單,市面多種帶以太網(wǎng)的ARM 芯片支持Web編程;
6)維護(hù)方便:
以太網(wǎng)技術(shù)沿用多年,已為眾多的技術(shù)人員所熟悉,市場(chǎng)上能提供廣泛的設(shè)置、維護(hù)和診斷工具,以太網(wǎng)技術(shù)已成為事實(shí)上的通信的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
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?。。?!去CANWeb 開(kāi)發(fā)板 鏈接?。。?!
CANWeb技術(shù)推廣2個(gè)方向:
(1)基于CANWeb技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及推廣;
(2)根據(jù)客戶要求,開(kāi)發(fā)、定制基于CANWeb總線技術(shù)的產(chǎn)品。
定制CANWeb產(chǎn)品客戶利益保護(hù)措施:
**客戶提供定制產(chǎn)品的外殼及外殼標(biāo)識(shí);
**根據(jù)客戶外殼尺寸重新設(shè)計(jì)PCB板,PCB板上可加上客戶的單位信息;
**調(diào)試軟件、模塊的Web頁(yè)面,可增加客戶的單位信息;
**客戶定制的產(chǎn)品,會(huì)專門占一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)域ID,保證與非貴公司的產(chǎn)品不兼容,保護(hù)客戶的利益。
歡迎 自動(dòng)化工程公司、儀表生產(chǎn)廠家 定制基于CANWeb技術(shù)的 IO采集模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表、儀器。