ETHERCAT转CANOPEN协议网关canopen分类

1.产品功能

JM-ECT-COP是自主研发的一款 ETHERCAT 从站功能的通讯网关。该产品主要功能是将 ETHERCAT 网络和 CANOPEN 网络连接起来。

本网关连接到 ETHERCAT 总线中做为从站使用,连接到 CANOPEN 总线中做为主站使用。

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3.技术参数

ETHERCAT 技术参数

网关做为 ETHERCAT 网络的从站,可以连接倍福、欧姆龙、基恩士等厂家的PLC。

带 2 个 RJ45 以太网接口,支持 100BASE-TX,MDI/MDIX 自检测,可以组成链式网络,支持环网冗余。

支持的最大 PDO 长度,inputs 和 outputs 各为 256 字节。Input 和 output 的方向是主站方向,input 是主站输入,output 是主站输出。 

CANOPEN技术参数

网关的 CANOPEN 接口做为主站工作。

标准 CAN2.0A 接口,符合 CANOPEN CiA 401 标准。

波特率支持:5K、10K、20K、40K、50K、80K、100K、125K、200K、250K、400K、500K、666K、800K、1M 可选。

通讯参数均可在 GW Config Builder 软件中由用户来设定。 

网口 P1:ETHERCAT 输入接口

网口 P2:ETHERCAT 输出接口

5PIN 端子 L、H:CAN 信号 L、H

5PIN 端子 GND:屏蔽接地

硬件电气规范

电气参数

◆ 电源:直流 24V/200mA(18V~30V 可用),使用中建议接好保护地 PE

◆ 工作环境:-25~55℃,湿度≤95%

◆ 防护等级:IP20

◆ 安装方式:35mm 导轨

◆ 重量:500g

ETHERCAT 的电气连接

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ETHERCAT 采用标准 4 芯屏蔽电缆。建议用户使用标准 ETHERCAT 插头及标准 ETHERCAT 电缆。有关 ETHERCAT 安装规范请用户参照有关

ETHERCAT 技术标准。

CANOPEN 的电气连接

CAN 总线物理层使用双绞线传输

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最大的总线线路长度:

波特率bit/s

1M 

500K 

250K 

125K 

62.5K 

20K 

10K 

总线长度m 

30 

100 

250 

500

1000

2500

5000

不同电缆和不同总线节点数量 n 的最大总线电缆长度:

电缆类型

1

Lmax(ksm=0.2)

2

Lmax(ksm=0.1)

n=32

n=64

n=100

n=32

n=64

n=100

TM DeviceNet 细电缆或ISO 11898 电缆

200m

170m

150m

230m

200m

170m

TM DeviceNet 细电缆

800m

690m

600m

940m

810m

700m

2

0.5mm 或AWG 20

360m

310m

270m

420m

360m

320m

2

0.75mm 或AWG18

550m

470m

410m

640m

550m

480m

关于总线终端和拓扑结构:

为了增强 CAN 通讯的可靠性,CAN 总线网络的两个端点通常要加入终端匹配电阻,终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定。用户应在实际构成网络中加以考虑。

网关已经在产品内置了 RT 为 120 欧姆电阻,用户若需要将 CAN 的总线终端接入网络中,只需将 CANL 和 RL 短接,CANH 和 RH 短接。

协议及数据转换

协议转换原理

网关分别从 ETHERCAT 一侧和 CANOPEN 一侧读写数据,存入各自的缓冲区,网关内部将缓冲区的数据进行交换,从而实现两边数据的传输。

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ETHERCAT 协议介绍

EtherCAT 现场总线协议是由德国倍福公司在 2003 年提出的,该通讯协议拓

扑结构十分灵活,数据传输速度快,同步特性好,可以形成各种网络拓扑结构。

EtherCAT 协议自从推出以来,凭借其优异的性能得到了工控领域的广泛关注,并且取得了长足的发展。在2014年10月, EtherCAT现场总线成为GB/T 31230 即中国认可的国家标准,从 EtherCAT 技术从诞生之日起,在过去的短短十多年时间里快速发展壮大,已经占据了很大的市场份额,这充分证明了 EtherCAT 现场总线卓越的性能和出色的质量。

完全符合以太网标准。EtherCAT 是对传统的以太网协议进行修改,因此可以与其他以太网协议并存于统一总线。EtherCAT 网络中也可以使用普通的以太网设备,例如以太网线、以太网卡、交换机、路由器等设备。此外,任何具有标准以太网控制器的设备都可以作为 EtherCAT 主站,包括 PC 计算机、带有以太网控制器的嵌入式设备。

卓越的性能。EtherCAT 是基于以太网技术,数据传输速度可以达到 100Mbit/s,是最快的工业以太网技术。EtherCAT 最大利用以太网带宽进行数据传输,有效数据利用率高,可达 90%以上。另外 EtherCAT 数据帧处理的实时性很高,数据刷新周期小于 100us,满足对实时性要求高的场合。此外,EtherCAT 使用高精度的分布式时钟,能保证各个从站节点设备的同步精度小于 1us。

简单、低成本。EtherCAT 结构简单,而无需交换机或集线器,复杂功能的节点设备或简单的 I/O 节点都可以用作 EtherCAT 从站。此外 EtherCAT 在网络拓扑方面没有限制,支持多种网络拓扑结构,如线型、星型、树型拓扑结构,以及各种拓扑结构的组合,从而使得设备连接非常灵活。

CANOPEN 协议介绍

      CANOPEN 是一种完全开放和公共的现场总线协议。它以 CAN 芯片为基础硬件,制定的面向工业自动化过程的应用层通讯协议。

4.3.1 CANOPEN报文结构

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CANOPEN 报文结构

节点地址由系统集成商定义,

4.3.2 CANOPEN从站设备的状态机

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