宏虹分享 | 工業數位化轉型時代,CAN匯流排如何為工業網路提供支持?

工業自動化是在工業生產中廣泛採用自動控制、自動調整裝置,用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產的趨勢。在工業生產自動化條件下,人只是間接地照管和監督機器進行生產。因此,優良的現場控制系統是讓產線一步步自動進行流程的關鍵。工人通過在機位發送指令,通過現場匯流排傳達到每一個節點設備上,實現設備的啟動或關閉。目前比較常見的現場匯流排有Profibus、FF、CAN、Interbus、ControlNet、DeviceNet、LonWorks等,其中CAN匯流排是可靠的高性價比選擇。

CAN匯流排的抗干擾能力強,能適應複雜環境條件下的工業生產,不會因為高磁場、高溫、雜訊等因素損壞而加重維修人員的負擔。而且它本身的特點是:當匯流排上的某一個設備損壞的時候,它會主動切斷和整條匯流排之間的聯繫,而不會發送錯誤數據造成整條匯流排的錯誤、崩潰。

CAN匯流排被認為是傳送即時數據最可靠的方法之一,也是協議的最大優點之一,這是工業自動化系統最需要考慮的重要因素之一。在製造過程中,不可靠的數據通信可以直接影響生產,一旦導致對時間精度高的任務出錯,就無法確保產品品質。

CAN匯流排的通信距離最遠可達10km,基本可以滿足工業自動化需求。現在更推出了以太網產品,距離和速度已經不再是阻撓生產效率的因素。

CAN是目前應用最廣泛的現場匯流排之一,累積40多年的發展歷程技術成熟,成本相對低廉,結果也穩定可控。

“CAN與自動化”(CiA)於1995年發佈了CANopen應用層和通信規範(CIA 301)。最開始的CANopen網路用於內部機器通信(特別是用於驅動器)。從此,CANopen上層協議被應用到多種不同的應用領域(工業自動化、海事電子、軍用車輛等)並且國際標準化為EN 50325-4。由ODVA維護的DeviceNet是另一種關於CAN的被標準化的協議,用於工業通信。

CANopen在工業自動化/控制市場中的應用多種多樣。從注入建模設備到自動售煙機、起重機、叉車和信件分揀機,CAN是任何裝配場合或簡單有序控制的理想選擇。但是,由於多軸動作的控制應用對速率提出了更高的要求,現在CAN匯流排正漸漸向具備更高速率的CAN FD和工業以太網發展。   

Kvaser

1985年,Kvaser就開始專注於CAN技術的研發,深耕行業領域40年,至今已經累計推出100多款CAN產品,所有CAN介面都與CANopen和DeviceNet相容。

隨著應用場景的增多,Kvaser還推出了具備IP 67防護等級的堅固型CAN介面和數據記錄器,它們能在具有高性能的同時,也能在嚴酷環境中提供性能支持(堅固型CAN適配器代表產品——U100,👉點擊前往瞭解)。

下麵推薦幾款適用於工業自動化應用的Kvaser CAN相關產品:

Kvaser PCI系列、PCIEcan 系列都適用於安裝在工業電腦裏。

Kvaser PCIEcan 2xHS v2

上圖為Kvaser PCIEcan 2xHS v2,這是一款高度集成,高速控制器區域網路(CAN)板卡,可為配有PCI Express介面的任意標準電腦板卡增加2個高速(ISO11898-2標準)CAN通道。尺寸為86x69mm,外形小巧、纖薄,並配有DS9轉2xDS9分路導線。該擴展板卡提供靜音模式、錯誤幀檢測/生成以及板載緩存,可用於多種嵌入式數據採集系統並相容CAN FD。

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上圖為Kvaser Mini PCI Express 2xHS v2,這是一款尺寸微小(30 x 51mm),性能先進的即時CAN適配器,可給任何具有Mini-PCI Express功能的標準電腦添加兩個高速CAN或CAN FD通道。電腦通過PCI Express系統匯流排進行通訊,顯著降低延時值,時間標識精確率為1微秒。

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Kvaser Leaf Light系列

Kvaser Leaf Light系列產品是CAN匯流排世界中的主力軍。圖示為Kvaser Leaf Light HS V2,這款產品是支持CAN匯流排全速USB介面,高性能低成本。無損耗傳輸以及CAN匯流排上標準和擴展CAN報文接收通過精確度可達100微秒的時間戳傳輸。

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本篇文章轉載合作夥伴Kvaser文章