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3044AM永利集团 EtherCAT 转 CANopen/CAN 网关技术详解

在工业自动化系统中,EtherCAT协议CANopen协议是两种广泛应用但互不兼容的通信标准。EtherCAT以其高速和高实时性著称,而CANopen则以其稳定性和成本优势在设备层广泛应用。

3044AM永利集团推出的EtherCAT 转 CANopen/CAN 网关,型号:SG-ECAT-COE/CAN。成功解决了这两种协议之间的转换难题,实现了高效、稳定的数据互通

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01 产品架构与工作原理

3044AM永利集团的EtherCAT转CANopen/CAN网关采用数据映射方式实现协议转换。具体来说,在EtherCAT侧作为从站连接主站设备(如TwinCAT、CODESYS、PLC等),而在CANopen侧则作为主站连接CANopen从站设备(如伺服驱动器、变频器、电机等)。

网关核心基于EtherCAT从站芯片AX58100设计,工作在FreeRUN模式,并支持COE(CANopen over EtherCAT)协议。这种设计使得网关能够高效处理两种协议之间的数据转换,确保实时性和可靠性。

网关支持多种工作模式,包括CANopen主站模式和CAN自由口模式。在CAN自由口模式下,CAN口为用户提供了自由收发CAN报文的能力,增加了应用的灵活性。

02 硬件设计与接口特性

电源设计

该网关采用宽电压输入设计(9-36V DC),典型值为12V/120mA。支持双电源冗余供电,并带有过压、过流保护功能,适合工业环境下的严苛要求

电源接口设计灵活,支持压线端子接法和圆头电源接法,用户可根据现场条件选择适当的连接方式。

通信接口

EtherCAT接口:提供2个RJ45以太网接口,支持100BASE-TX/RX,MDI/MDIX自检测功能,用于组成链式网络。需要注意的是,EtherCAT的两个网口严格区分输入输出(PORT1为输入口,PORT2为输出口),不能像普通交换机那样随意连接。

CAN接口:内置120Ω终端电阻,可通过内部跳线帽使能,带过压、过流保护。最多可支持128个CAN设备连接

指示灯与配置

网关配备了六个LED指示灯,实时显示设备状态:

  • PWR(电源指示灯)

  • SYS(系统状态灯)

  • OP(EtherCAT状态指示灯)

  • CAN(CAN通道数据收发指示)

此外,网关还设有恢复出厂设置按键,当配置错误导致工作异常时,可通过按住按键后重新上电的方式恢复默认设置。

03 技术参数与性能指标

EtherCAT性能

  • 采用AX58100从站芯片

  • 支持COE协议

  • 工作在FreeRUN模式

CANopen性能

  • 波特率范围:5K-1000Kbps

  • 支持CAN2.0A标准

  • 最大支持从站数量:20个

  • 最大PDO数量:200个

  • 最大快速SDO数量:100个

  • 支持ECAT主站手动NMT管理CANopen从站

  • 支持接收紧急报文

CAN自由口模式

  • 波特率范围:5K-1000Kbps

  • 支持CAN2.0B(包含CAN2.0A)

  • 最大支持按ID收发数量:200个

  • 最大支持通用收发数量:200个

04 实际应用场景

  • 工业自动化生产线

在自动化生产线上,该网关使得基于EtherCAT的PLC能够直接控制CANopen接口的设备,如变频器、伺服驱动器等。这解决了控制层与设备层之间的协议差异问题,实现了全线数据的无缝传输。

  • 汽车制造测试系统

在汽车制造业的生产线末端测试系统中,网关用于连接EtherCAT主控系统和CANopen接口的测试设备。每种车型的测试程序和参数要求不同,网关能够存储多种配置,并通过自动化层级从外部调用和快速切换,即使批次规模为1,也能实现批量生产。

  • 设备兼容性升级

对于已有大量CANopen设备但希望升级到EtherCAT控制系统的企业,该网关提供了一种经济高效的解决方案,无需更换现有设备即可实现系统升级。

05 配置与使用指南

基本配置步骤

  • 硬件连接:正确连接电源,通过配置口将网关与PC相连

  • 软件配置:打开配置软件,根据需求进行参数设置

  • 下载配置:将配置下载到网关中

  • 系统连接:连接主站控制器与网关模块

  • 状态确认:等待网关与PLC之间建立连接(ECT绿色指示灯常亮表示连接正常)

状态监测与故障排除

网关提供丰富的状态指示灯,便于用户实时监控连接状态:

  • PWR常亮表示电源正常

  • SYS常亮表示系统正常启动

  • ‍OP常亮表示网关进入EtherCAT OP状态

  • CAN闪烁表示CAN通道有数据收发

当出现配置错误时,可通过恢复出厂设置功能清除当前所有配置,重新开始设置。