海湾控制器CAN总线联网调试说明-Ver0.10.doc

精品文档控制器CAN总线联网调试说明 (Ver.0.10,2010.7)海湾安全技术有限公司1欢迎下载。精品文档目 录一.联网设备介绍11.LWK系列联网接口卡11.1.概述11.2.型号及适用范围11.3.主要技术指标11.4.结构特征与工作原理11.5.使用及操作12.CAN100S CAN总线中继器22.1.概述22.2.主要技术指标22.3.结构特征与工作原理22.4.安装与布线32.5.常见故障与维修33.CAN100F CAN光纤转换器33.1.概述33.2.主要技术指标43.3.结构特征与工作原理43.4.安装与布线53.5.常见故障与维修54.CAN100H CAN星型集中器54.1.概述54.2.主要技术指标64.3.结构特征与工作原理64.4.安装与布线74.5.常见故障与维修7二.CAN联网系统构成及布线要求81.系统构成81.1.网络容量81.2.网络组成82.布线要求82.1.线缆规格82.2.布线要求8三.网络拓扑实现91.总线型联网92.环型联网143.星型联网（星型集中器）174.星型联网（中继器）20四.控制器的使用与操作211.通用说明211.1.CAN网络的从机注册211.2.CAN网络的清除故障从机212.100控制器213.200控制器214.QKP系列气体灭火控制器215.500/5000控制器226.9000控制器222欢迎下载。一. 联网设备介绍1. LWK系列联网接口卡1.1. 概述LWK系列联网接口卡是GST100、GST200、GST500、GST5000、GST9000、GST-QKP系列控制器的可选配板卡。在联网接口卡上提供了一路光电隔离的标准CAN接口，用于控制器之间的CAN总线联网。1.2. 型号及适用范围联网接口卡型号适用控制器LWK100联网接口卡GST100控制器LWK200联网接口卡GST200控制器、GST-QKP04控制器、GST-QKP04/2控制器、GST-QKP01控制器LWK5000联网接口卡GST500控制器、GST5000控制器LWK9000联网接口卡GST9000控制器1.3. 主要技术指标 一路光电隔离的CAN接口； 传输介质：截面积1.0 mm2的双绞线，推荐采用屏蔽双绞线； 传输距离：每个CAN回路的距离3000m； 板上集成120终端电阻，可通过短路块设置；1.4. 结构特征与工作原理结构特征：LWK系列联网接口卡的外形尺寸、安装孔位、固定方式均与RS485联网接口卡相同。 指示灯：主板通讯指示灯：绿色，当与主板正常通讯时闪亮；CAN通讯指示灯：红色，当与CAN网络正常通讯时闪亮； 板卡安装方式：GST100/200、GST-QKP控制器：机箱内有卡件安装固定孔，螺丝固定；GST500/5000/9000控制器：直接插入控制器主机箱母板插槽中，螺丝固定；工作原理：联网卡由主控电路、CAN总线收发电路、隔离电源等部分组成。CAN总线收发电路与主控电路之间信号采用光耦隔离。CAN总线收发电路收到信息后，由主控电路对信息进行处理，并转发给控制器主板。主控电路收到来自主板的信息后，通过CAN总线收发电路发送到CAN总线上。1.5. 使用及操作LWK系列联网接口卡的安装、注册、地址设置、设备定义等基本操作与RS485联网接口卡完全相同，详见第四章。该网卡组成的CAN网络中，单个CAN回路总长度不应超过3000m，节点数目不应超过112个；线路的两个末端应接终端电阻，用短路块将插针X1的“120”一侧短接即可。2. CAN100S CAN总线中继器2.1. 概述CAN100S CAN总线中继器（以下简称中继器）采用DC24V供电，主要功能如下：（1）延展总线距离：当CAN总线布线长度超过规范要求时，可添加中继器延长总线通讯距离；（2）拓展总线节点：当单个CAN回路内的节点数目过多，影响通信稳定性时，可添加中继器拓展总线节点数目；（3）实现特定拓扑结构：构建星型拓扑时，每台控制器应配接1只中继器；构建环型拓扑时，每台控制器应配接2只中继器。2.2. 主要技术指标 工作电压：DC24V允许范围：DC19.2 VDC28.8V 工作电流：静态工作电流：50mA最大工作电流：100mA 两路光电隔离的CAN接口；传输距离：每个CAN回路的距离3000m；板上集成120终端电阻，可通过短路块设置； 使用环境：温 度：0+40相对湿度95%，不凝露 执行标准：Q/GST 31-2010 外形尺寸：85mm142mm34mm 安全防护等级：IP302.3. 结构特征与工作原理结构特征：中继器的外形示意图如图1所示。图1总线中继器外形示意图 指示灯：CAN1接口通讯指示灯：红色，接口一CAN总线正常通讯时闪亮；CAN2接口通讯指示灯：红色，接口二CAN总线正常通讯时闪亮； 设置插针：模式设置插针X1：当中继器用于组建环型拓扑时，X1用短路块短接；当中继器用于拓展距离、扩展网络节点、用于组建星型拓扑时，X1不得用短路块短接；CAN1终端电阻设置插针X3：短接后并入120终端电阻；CAN2终端电阻设置插针X4：短接后并入120终端电阻；工作原理：中继器由主控电路、CAN总线收发电路（两路）、隔离电源等部分组成。两路CAN总线收发电路相互隔离，与主控电路之间信号采用光耦隔离。CAN总线收发电路收到信息后，由主控电路对信息进行处理并转发。2.4. 安装与布线警告：安装设备之前，请切断电源。1. 安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。2. 中继器安装尺寸如图1所示。中继器可安装于控制器内托板上或模块箱内，采用M4螺钉固定。3. 中继器对外接线端子如图2所示。图2总线中继器对外接线端子图D1、D2：DC24V电源无极性输入端子，输入电压应在DC19.2 V28.8V间。CAN1L、CAN1H 、CAN2L、CAN2H：两路CAN总线端子，与控制器CAN总线连接。单个CAN回路总长度不应超过3000m，节点数目不应超过112个；当作为CAN回路的终端节点时，应用短路块将相应插针短接。 2.5. 常见故障与维修故障现象故障原因故障处理中继器上电后，所有指示灯均未曾点亮DC24V供电电源故障排除电源故障内部电源电路损坏返厂维修中继器无法通信或只能单向通信CAN总线被短路查找并排除总线短路点内部电路损坏返厂维修中继器通信不稳定CAN总线未接终端电阻在总线两个末端接终端电阻CAN总线距离过长或节点数目过多在适当的位置添加总线中继器3. CAN100F CAN光纤转换器3.1. 概述CAN100F光纤转换器（以下简称转换器）采用DC24V供电，能够将控制器CAN总线联网信息转换后通过光纤进行传输，可将传输距离最大延长到25公里。由于采用光纤作为通信传输介质，具有高隔离电压、防电磁干扰、抗雷击等优点，非常适用于以下两类场合： 信号传输路径上存在无法回避的较强电磁干扰； 节点之间的距离很远，双绞线无法满足其传输要求。3.2. 主要技术指标 工作电压：DC24V允许范围：DC19.2VDC28.8V 工作电流：静态工作电流：60mA最大工作电流：120mA 一路光电隔离的CAN接口：传输距离：每个CAN回路的距离3000m；板上集成120终端电阻，可通过短路块设置； 光纤接口参数：接口形式： ST头（TX和RX两个接口）传输介质：单模光纤光 波 长：1310nm通讯距离：25km 使用环境：温 度：0+40相对湿度95%，不凝露 执行标准：Q/GST 31-2010 外形尺寸：85mm142mm34mm 安全防护等级：IP303.3. 结构特征与工作原理结构特征：转换器的外形示意图如图3所示。图3光纤转换器外形示意图 指示灯：CAN总线通讯指示灯：红色，CAN总线正常通讯时闪亮；光路接收指示灯：绿色，通过光路接收到有效信息时闪亮；光路发送指示灯：绿色，通过光路发送信息时闪亮； 终端电阻设置插针X1：短接后并入120终端电阻；工作原理：转换器由主控电路、CAN总线收发电路、光收发驱动电路、隔离电源等部分组成。CAN总线收发电路与其它电路之间信号采用光耦隔离。CAN总线收发电路收到信息后，由主控电路对信息进行处理并转发到光发送电路；光接收电路收到信息后，由主控电路对信息进行处理并转发到CAN总线收发电路。3.4. 安装与布线警告：安装设备之前，请切断电源。1. 安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。2. 转换器安装尺寸如图3所示。转换器可安装于控制器内托板上或模块箱内，采用M4螺钉固定。3. 转换器对外接线端子如图4所示。图4光纤转换器对外接线端子图D1、D2：DC24V电源无极性输入端子，输入电压应在DC19.2VDC28.8V间。TX、RX：光纤连接端子，ST接头，用于连接单模光纤。TX、RX应分别连接另一转换器的RX、TX。CANL、CANH：两路CAN总线端子，与控制器CAN总线连接。单个CAN回路总长度不应超过3000m，节点数目不应超过112个；当作为CAN回路的终端节点时，应用短路块将插针X1短接。3.5. 常见故障与维修故障现象故障原因故障处理转换器上电后，所有指示灯均未曾点亮DC24V供电电源故障排除电源故障内部电源电路损坏返厂维修转换器无法通信或只能单向通信光路连接问题检查光路连接CAN总线被短路查找并排除总线短路点内部电路损坏返厂维修转换器通信不稳定CAN总线终端电阻配置不当在总线两个终端位置接终端电阻CAN总线距离过长或节点数目过多在适当的位置添加总线中继器4. CAN100H CAN星型集中器4.1. 概述CAN100H CAN星型集中器（以下简称集中器）采用DC24V供电，主要用于实现标准星型拓扑结构，扩展多路总线分支。此外，星型集中器的主干支持级联，可以满足更多分支的扩展。4.2. 主要技术指标 工作电压：DC24V允许范围：DC19.2 VDC28.8V 工作电流：4路：静态工作电流：150mA最大工作电流：200mA8路：静态工作电流：300mA最大工作电流：400mA12路：静态工作电流：450mA最大工作电流：600mA16路：静态工作电流：600mA最大工作电流：800mA 4/8/12/16路光电隔离的CAN分支；传输距离：每个星型分支的距离3000m；每分支板上集成120终端电阻。主干板上集成120终端电阻，可通过短路块设置； 使用环境：温 度：0+40相对湿度95%，不凝露 执行标准：Q/GST 31-2010 安全防护等级：IP304.3. 结构特征与工作原理结构特征：集中器的外形示意图如图5所示。 4分支星型集中器 8/12/16分支星型集中器图5星型集中器外形示意图 指示灯：电源指示灯：绿色，外部电源供电正常时点亮；CAN接口通讯指示灯：红色，相应接口CAN总线正常通讯时闪亮； 设置插针：主干终端电阻设置插针X1（线路板上）：作为主干回路的终端时，应将短路块短接到“120”一侧。工作原理：星型集中器由主控电路、CAN总线收发电路（若干路）、隔离电源组成。任意两路CAN总线收发电路相互隔离，与主控电路之间信号采用光耦隔离。CAN总线收发电路收到信息后，由主控电路对信息进行处理并向其它分支及主干转发。每个分支与干路总线双向数据透明传输。4.4. 安装与布线警告：安装设备之前，请切断电源。1. 安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。2. 集中器安装尺寸如图5所示。4路集中器单独采用小巧外壳，可直接安装于标准托盘上；8/12/16路集中器共用较大的外壳，需使用专用托板安装在柜内后方。3. 集中器对外接线端子如图6所示。图6星型集中器对外接线端子图DC24V：DC24V电源无极性输入端子，输入电压应在DC19.2 V28.8V间。xL、xH：CAN总线端子。其中主干端子与所在控制器CAN总线连接，或级联下一集中器；分支端子连接该分支CAN总线。单个CAN回路总长度不应超过3000m，节点数目不应超过112个。4.5. 常见故障与维修故障现象故障原因故障处理上电后，集中器电源指示灯未点亮DC24V供电电源故障排除电源故障内部电源电路损坏返厂维修某路分支无法通信或只能单向通信CAN总线被短路查找并排除总线短路点内部电路损坏返厂维修集中器通信不稳定CAN总线未接终端电阻在总线两个末端接终端电阻CAN总线距离过长或节点数目过多在适当的位置添加总线中继器二. CAN联网系统构成及布线要求1. 系统构成1.1. 网络容量CAN联网系统最多支持240台GST系列控制器联网。1.2. 网络组成 每台控制器配接1块LWK系列联网卡，即可组成最基本的总线型CAN联网系统。 每台控制器接1块LWK系列联网卡、再配接1只CAN100S CAN总线中继器，可实现星型CAN联网系统。 每台控制器接1块LWK系列联网卡、再配接2只CAN100S CAN总线中继器，可实现环型CAN联网系统。 当单个CAN回路的距离过长、或节点数目过多，影响CAN回路通讯稳定性时，可在适当的位置添加CAN100S总线中继器将网络分隔成相互隔离的两个CAN回路，从而满足通讯稳定性要求。 当单个CAN回路的距离过长（远大于3000m）或传输路径上存在不可避免的强电磁干扰时，可在适当的位置添加一对CAN100F光纤转换器，通过光信号进行总线通讯，从而满足通讯稳定性要求。2. 布线要求2.1. 线缆规格CAN总线布线应采用RVVS双绞线或RVVSP屏蔽双绞线，截面积1.0 mm2；DC24V电源线采用BV线，截面积1.5mm2。2.2. 布线要求 每个CAN回路布线长度不得超过3000m，节点数量不得超过112个。 每个CAN回路都应当在线路的两端接入终端电阻，即在线路两端的设备上插接短路块。少接或不接终端电阻，可能导致总线信号发生反射而影响通讯；接入过多的终端电阻，可能导致总线信号过度衰减而影响通讯。重要提示：当从485联网更换到CAN联网、并且原网络中既有100 / 200 / QKP控制器也有500 / 5000 / 9000控制器时，需注意以下问题：100/200 485联网卡的接线端子左A右B；LWK100/200的对外端子左CAN_L右CAN_H；5000/9000母板接线端子左B右A，插上CAN联网卡后左CAN_L右CAN_H；更换联网卡后，两类控制器的出线顺序是相反的。因此在进行485联网到CAN联网改造时，如果存在100 / 200 / QKP控制器与500 / 5000 / 9000控制器的混接时，需要在接线端子处调整线序，保障整个网络的CAN_L相互连接、CAN_H相互连接。三. 网络拓扑实现1. 总线型联网特点： 该联网方案为最基本的联网方案，直接通过LWK系列联网接口卡组成总线型网络； 设备配置较简单，成本较低； 总线型连接时，任何两台相邻控制器之间的CAN总线断路或短路，均会使整个网络分割成两部分，影响整个网络之间的信息传递。适用范围：总线型为我公司的基本联网方案。设备配置： 总线型联网时，每台控制器应配备1块LWK系列联网接口卡； 如果某两台相邻控制器之间的距离较远，可添加总线中继器扩展传输距离； 如果某两台相邻控制器之间的距离很远，可添加1对CAN100F光纤转换器，用于光纤联网。基本的总线型拓扑如图7所示。接线时应直接接在联网卡的CAN端子上或控制器的滤波器端子上；禁止从端子引线搭接在干线上，错误的接线方式如图8所示。加入CAN100S总线中继器的总线型拓扑如图9所示。加入CAN100F光纤转换器的总线型拓扑如图10所示。图7基本的总线型拓扑连接图8错误的接线方式：增加分支长度、影响通信质量图9总线型拓扑：加入总线中继器图10总线型拓扑：加入光纤转换器2. 环型联网特点： 每台控制器配接2只总线中继器，总线中继器的两路CAN接口首尾相连，组建环型CAN联网网络； 网络信息传输可靠性高，任意两台相邻控制器之间的线路发生短路、断路等线路故障，不影响整个网络的运行； 该联网拓扑中，相邻两台控制器均组成独立的CAN回路，距离可达3000m。适用范围：该联网方案适用于对网络的可靠性有较高要求的场合。设备配置： 每台控制器应配备1块LWK系列联网接口卡，2只CAN100S总线中继器； 如果某两台相邻控制器之间的距离较远，可添加总线中继器扩展传输距离； 如果某两台相邻控制器之间的距离很远，可添加1对CAN100F光纤转换器，用于光纤联网。基本的环型拓扑如图11所示。接线时，每个中继器的CAN1口依次连接下一中继器的CAN2口，组成环型网络。加入CAN100S总线中继器和CAN100F光纤转换器的环型拓扑如图12所示。图11基本的环形拓扑图12环型网络的拓展3. 星型联网（星型集中器）特点： 该联网方案使用CAN100H星型集中器实现星型集中功能，安装规范，支持分支数目多； 该联网方案中，不同分支上的控制器可以相互通讯；适用范围：该联网方案适用于主控制中心与各个从机地理位置较为分散，总线型或环型布线不易实现（布线距离过长）的场所。设备配置： 每台控制器应配备1块LWK系列联网接口卡，在主控制中心按照系统内星型分支的数目选配相应型号的CAN100H星型集中器； 如果某分支到主控制中心的距离较远，可添加总线中继器扩展传输距离； 如果某分支到主控制中心的距离很远，应在该控制器处配备1只CAN100F光纤转换器，同时在主控制中心在该分支出口增加1只CAN100F光纤转换器，二者通过光纤联网。 图13基本的星型拓扑图14星型拓扑的分支拓展4. 星型联网（中继器）特点： 该联网方案使用CAN100S总线中继器实现星型集中功能，配置数目灵活； 该联网方案中，不同分支上的控制器可以相互通讯；适用范围：该星型联网方案主要适用于联网改造的场合。当控制器内无法安装星型集中器时，或所需分支数目很少时，使用总线中继器来组建简单的星型网络不失为一种简单快捷的解决方案。设备配置： 每台控制器应配备1块LWK系列联网接口卡，在主控制中心按照系统内控制器的数目配备CAN100S总线中继器； 图15基本的星型拓扑四. 控制器的使用与操作1. 通用说明1.1. CAN网络的从机注册 CAN为对等网络，网络中不存在主机，1号控制器并不承担注册和管理其它控制器的任务（但仍然保留其它的特定功能） CAN网络内控制器均是自动注册的。当新增控制器后，能在45秒内完成在其它控制器上的注册。 平时每台控制器都会自动监测其它所有控制器的在线状态，当某台控制器掉线（例如掉电或发生严重错误）一定时间后，其它控制器能够报出此控制器的从机故障。1.2. CAN网络的清除故障从机 有时候某台控制器需要进行长时间维护，或拆除不再使用，这样其它控制器会报从机故障。还有时候根据需要可能会变更某台控制器的编号（地址），如果此控制器之前已经在其它控制器上自动注册过，那么其它控制器也会报旧编号从机故障。此时可以通过“清除故障从机”功能，令网络中所有控制器从注册表中清除已报故障的从机。 操作方法：500/5000控制器：依次进入“系统设置”=“通讯设置”=“清除故障从机”9000控制器：依次进入“系统设置”=“工作方式”=联网调试=“清除故障从机” 若控制器程序版本较老没有相关功能菜单，只要将某台控制器从监控状态切换为调试状态就能实现此功能；若控制器原本就是调试状态，则需先切换为监控状态再切换为调试状态。2. 100控制器按照前文所述安装好联网卡并接入网络后，控制器以调试状态上电，应能检测到网络系统正常。依次进入“系统设置”=“网络设置”=“本机编码设置”，输入本机编号（不得与网络上的其它