!!CANWeb总线IO模块 比 以太网、RS485总线IO模块更适用于大型、分散式控制系统工程,欢迎系统集成商合同订货定制,价格更优惠!!
1. 前言:
依托交通大学,总结多年大型电厂控制系统IO模块的设计、生产经验,利用*的电子技术,结合 CAN总线 、以太网的优点,扬长避短,精心设计出高性价比的现场总线网络集成技术CANWeb标准(类似CANOpen、Devicenet标准), CANWeb标准特点如下:
(1) CANWeb 网络中的 各个节点(CANWeb节点分主站、从站2种) 配置简单,不需要编程,点击鼠标、键盘即可快速、轻松完成;
(2) 用户通过 以太网或RS485 Modbus协议与 主站 高速交换数据,主站自动通过CAN总线再与多个CAN从站实时交换数据,并将这些数据分配到主站的Modbus存储空间不同的地址中(用户不需要了解CAN协议),用户只需与一个Modbus设备通信,就可以监控多个从站设备;
(3) 用户通过 主站 的以太网Web浏览功能,可轻松完成对 从站 的监控、配置、信号强制、远程重启等操作 ,真正的”所见即所得”,方便用户;
(4) CANWeb是一种架构在成熟CAN技术上的高层通讯协议,继承CAN总线技术的一切优点:双绞线串接通信,布线、接口成本低,实时性强(1000Kbps可达1毫秒响应)、传输距离较远(5Kbps可达10公里)、抗电磁*力强(不丢包);克服了CAN的缺点:CAN编程难,带CAN口的上位控制器不普遍。
(5) CANWeb继承了以太网的优点:编程、调试、配置简单、Web浏览、高速、上位控制器一般都自带以太网口;克服了以太网的缺点:星型拓扑结构、布线麻烦,布线成本高、接口成本高等。
2. CANWeb拓扑结构介绍:
主站MST (Master Station):CANWeb网络可有多个主站,可轻松配置冗余主站,主站只需配置 CAN口的通信速度,在一个 CANWeb网络上,多个不同的主站MST 可接不同的上位设备,如接控制器、接无纸记录仪、接监视LED显示盘、接手操器等。
去主站MST链接
从站SIO (Slave IO): CANWeb网络可有多个从站(<99),从站需配置 CAN口的通信速度及从站的Id号(Id号*范围为1~98,99预留为SIO的SysCfg跳线短接时强制的Id),从站SIO可以为 多通道IO模块、温度、压力现场智能仪表、电动调节阀等设备。
CANWeb总线开发板
DI模块链接
DO模块链接
DIDO混合模块链接
热电偶模块链接
电流、电压输入模块链接
电流、电压输出模块链接
CANWeb转RS485网关模块链接
2.1. CANWeb单网结构:
2.2. CANWeb冗余双网结构:
2.3. 控制器的冗余设计拓扑结构:
在DCS系统设计中,要求 控制器、 CANWeb总线 冗余设计,见下图。
3. CANWeb可靠性的确定:
l SIO上传数据包 到MST 丢包的检查:
比较SIO上传数据包的数量 与 MST 接收 SIO 的数据包的数量的差值,来 判断SIO上传数据包的丢包状况。
l MST 下传 数据包 到SIO 丢包的检查:
对下传的寄存器AO数据,延时检查对应的寄存器AI数据,如不相等,MST下传数据丢包。
l SIO 对CANWeb网络 每秒 心跳包的发送,可用于判断SIO的通信状态。
4. 主站(MST) 上 从站(SIO)配置表的 生成(3种方法):
l 配置好 MST SIO 的 CAN 速度,SIO的 Id号,连接好 CANWeb网络,通过 配置软件IOCfg 自动 扫描 读 CANWeb网络的SIO,见上图标号(1),自动读取的SIO配置 可保存为 SIO配置文件,如:CANIO从站.iocfg 文件, 见上图标号(2)。
l 读入已保存的 SIO配置文件,见上图标号(3)。
l 手动输入 SIO配置,见上图标号(4)。
5. CANWeb网络的监控及调试:
l 通过MST 的Web网页可监视 CANWeb 网络运行的状态:各个SIO的通信状态、丢包检查、控制或采集变量值的变化;
l 通过MST 的Web网页可手动控制SIO的DO、AO的输出;
l 通过MST 的Web网页可手动强制控制SIO的DI、AI的输出,方便系统调试;
l 在SIO的SysCfg跳线短接时(SysCfg跳线短接SIO的速度强制为1Mbps、Id强制为99),通过 配置软件IOCfg可配置SIO的参数,如CAN速度、SIO的Id、SIO的上传周期的设置、设备远程重启等。
下图为从站总览Web页面:
下图为某一具体从站Web页面:
下图为某一具体DI DO 混合从站监控 Web页面:
通过主站Web浏览从站模块的状态及操控从站模块的DO,如下图:
6. 从站SIO的存储空间分配说明:
6.1. 从站SIO与主站MST交换的数据:
每个从站SIO模块占用 48个AO[]、AI[](WORD格式) 数组存储空间,从站SIO的AI[]、AO[]可通过CAN总线与主站MST的AI[]、AO[]存储空间快速交换数据。
从站的16个DI占用一个AI(WORD)存储空间,16个DO占用一个AO(WORD)空间。
DOWL: 开关量输出占WORD的长度,可为0,占AO[]、AI[] DOWL个WORD;
AOWL: 模拟量输出占WORD的长度,可为0,占AO[]、AI[] AOWL个WORD;
DIWL: 开关量输入占WORD的长度,可为0,占AI[] DIWL个WORD;
AIWL: 模拟量输入占WORD的长度,可为0,占AI[] AIWL个WORD;
要求: DOWL+AOWL+DIWL+AIWL总长度 <=48
6.2. 从站SIO的配置参数: 修改从站的配置参数一定要小心!!!
从站SIO模块配置参数的数组PZ[],占用72个WORD存储空间;可用于从站模块的的参数的设置,如:从站模块的CAN的ID,CAN通信速度…
PZ[0]: SIO工作模式选择,12891强制模式,模块的DI、AI可强制置值,
立即生效,不掉电保存;
PZ[1]: =12929远程强制重启,立即生效,不掉电保存;
PZ[2]=10: CAN口速率,重启生效,掉电保存;
1000K,500K,250K,125K,100K,50K,20K,10K, 5K
PZ[3]=9: CAN口的编号Id,重启生效,掉电保存;
1~98 ,99不能用,99是配置开关ON的预置
PZ[4]=2500: SIO上限通信周期MXPD 单位mS,重启生效,掉电保存;
PZ[5]=250: SIO下限通信周期MNPD 单位mS,重启生效,掉电保存;
PZ[6]=250: SIOAI信号通信上传AD死区 AIDB,重启生效,掉电保存;
PZ[7]=190: 从站模块的采集量滤波值;DI AI有效,重启生效,掉电保存;
PZ[8]=2: SIO硬件序列号,重启生效,掉电保存;
(上面的配置参数为所有从站SIO模块共用)
…….
…….
7. 主站MST的存储空间分配表:
8. CAN总线的优点:
1) 具有实时性强、传输距离较远、抗电磁*力强、成本低等优点, 传输速率上限1Mbps/40m,单根双绞线距离上限可达 5kbps/10km;
2) 采用双线串行通信方式,布线成本低,检错能力强,可在高噪声干扰环境中工作;
3) 具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上,形成多主机局部网络;
4) 可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文;
5) 可靠的错误处理和检错机制;
6) 发送的信息遭到破坏后,可自动重发;
7) 节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能;
8) 报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息。
9. CAN通信 距离 与 通信线型号的选择及连接:
ISO11898的*值
10. 以太网Modbus的优点
以太网Modbus协议是当今世界上应用广泛的工业自动化通信协议,国家标准为GB/T 19582-2008《基于Modbus协议的工业自动化网络规范》,以太网Modbus的优点:
1)实时性好:
具有相当高的数据传输速率,可达千兆甚至更快,使用智能交换机技术可克服以太网CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术带来的通信延迟的缺点;
2)可靠性高:
以太网技术是天生的电气隔离的技术,并可很容易实现光电隔离;
3)性价比高:
以太网是当今现有局域网采用的通用、广泛的通信协议标准,性价比*。
4)组网方便:
允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构;不同的传输介质如:同轴电缆、双绞线、光纤、无线等;
5)编程调试容易:
基于TCP/IP的以太网采用主流标准,协议开放编程简单,市面多种带以太网的ARM 芯片支持Web编程;
6)维护方便:
以太网技术沿用多年,已为众多的技术人员所熟悉,市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具,以太网技术已成为事实上的通信的统一标准。
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CANWeb技术推广2个方向:
(1)基于CANWeb技术的标准产品开发及推广;
(2)根据客户要求,开发、定制基于CANWeb总线技术的产品。
定制CANWeb产品客户利益保护措施:
**客户提供定制产品的外壳及外壳标识;
**根据客户外壳尺寸重新设计PCB板,PCB板上可加上客户的单位信息;
**调试软件、模块的Web页面,可增加客户的单位信息;
**客户定制的产品,会专门占一个CAN网络域ID,保证与非贵公司的产品不兼容,保护客户的利益。
欢迎 自动化工程公司、仪表生产厂家 定制基于CANWeb技术的 IO采集模块、现场总线智能仪表、仪器。