ICP DAS hat seine Palette an Kommunikationslösungen erweitert, indem es zwei neue Serien von PCIe-basierten Computerboards eingeführt hat: PEX-CPM100 für das CANopen-Protokoll und PEX-CM100 für das Standard-CAN. Diese Boards sind für den Einsatz in industriellen Systemen konzipiert, die einen zuverlässigen und schnellen Datenaustausch zwischen Geräten erfordern.
PEX-CPM100-Serie mit CANopen
PEX-CPM100-Boards (PEX-CPM100-D und PEX-CPM100-T Modelle) sind so konzipiert, dass sie mit dem industriellen Protokoll CANopen arbeiten und vollständige Kompatibilität mit Version 4.02 des Standards bieten. Diese Boards unterstützen sowohl Master- als auch Slave-Funktionen, was ihre Verwendung sowohl für das Netzwerkmanagement als auch für verteilte Systeme ermöglicht. Die Board-Modelle in der Serie unterscheiden sich nur im Typ des Ausgangssteckverbinders:
- DB9 für das Modell mit „D“ im Namen
- Klemmenblock für das Modell mit „T“ im Namen
Die Packliste umfasst:
- Das PEX-CPM100-Serie-Board selbst
- Schnellstartbroschüre
- 4PCA-0904 Kabel
Letzteres ist ein Debug-Kabel, das bei Bedarf an den RS-232-Port eines Computers oder an einen Schnittstellenkonverter wie den I-7561 angeschlossen werden kann. Das Kabel wird verwendet, um:
- Überwachung der Boardaktivität in Echtzeit: Erhalt von Informationen über ein- und ausgehende Daten, Pufferbetrieb und interne Prozesse.
- Aktualisierung der Firmware auf niedriger Ebene oder der Board-Konfiguration, was bei der Änderung von Netzwerkeinstellungen oder der Optimierung des Betriebs unter bestimmten Bedingungen erforderlich ist.
- Verfolgung von Datenübertragungsfehlern oder fehlerhaftem Boardbetrieb, was bei der Einrichtung komplexer Systeme mit einer großen Anzahl von Knoten hilft.
Hauptmerkmale:
- CANopen-Netzwerk: Die Boards können Netzwerke von bis zu 256 Knoten verwalten, was sie ideal für große verteilte Systeme macht..
- Schnittstellen: Zwei Anschlussversionen – PEX-CPM100-D mit DB9-Steckverbinder und PEX-CPM100-T mit Phoenix – bieten Flexibilität für die Integration in verschiedene industrielle Installationen.
- PDO/SDO-Unterstützung: Diese Boards unterstützen die Datenübertragungsprotokolle PDO (Process Data Object) und SDO (Service Data Object), was eine flexible Verwaltung des Datenaustauschs zwischen Geräten ermöglicht.
- Überwachung und Diagnostik: Eingebaute Diagnosetools ermöglichen die Überwachung des Netzwerkstatus in Echtzeit und eine schnelle Fehlerbehebung bei Fehlern oder Fehlfunktionen.
Der CANopen-Datenaustauschprozess kann so konfiguriert werden, dass geschäftskritische Daten mit minimaler Latenz übertragen werden, was für Echtzeitsysteme wie Werkzeugmaschinensteuerungen oder Automobilanwendungen unerlässlich ist.
PEX-CM100-Serie mit CAN
PEX-CM100-Modelle (PEX-CM100-D und PEX-CM100-T Versionen) sind so konzipiert, dass sie ein Standard-CAN-Protokoll unterstützen und die Kommunikation mit Geräten in Systemen mit hoher Last und minimaler Latenz ermöglichen. Diese Boards arbeiten mit Datenübertragungsraten von bis zu 1 Mbps, was den Standards CAN 2.0A und CAN 2.0B entspricht.
Betriebsprinzipien der Boards
Datenpufferung und Nachrichtenmanagement
Beide Serien von Boards unterstützen interne FIFO-Puffer für das Empfangen und Senden von Nachrichten, was die Möglichkeit von Datenverlusten bei hohen Datenraten oder bei starker Netzwerklast minimiert. Eingehende und ausgehende Nachrichten werden sequentiell verarbeitet, was die Datenverarbeitung auf Softwareebene vereinfacht und die Belastung des zentralen Prozessors des Systems reduziert..
- Empfangspuffer: FIFO-Puffer für empfangene Nachrichten verhindert Datenverlust, wenn die Bandbreite des CAN- oder CANopen-Busses überschritten wird. Dies ist besonders nützlich bei Netzwerkkongestion oder in Systemen mit einer großen Anzahl verbundener Geräte.
- Sendepuffer: FIFO-Puffer für gesendete Daten stellt sicher, dass Nachrichten zuverlässig an das Netzwerk gesendet werden, wodurch Geräte Daten korrekt ohne Verzögerungen übertragen können.
Datenpuffer gewährleisten einen zuverlässigen Systembetrieb auch bei plötzlichen Änderungen der Netzwerklast, was in Echtzeitsystemen besonders wichtig ist.
Filtern und Maskieren von Nachrichten
Die PEX-CPM100- und PEX-CM100-Boards unterstützen einen Nachrichtenfiltermechanismus, der die selektive Verarbeitung nur jener Nachrichten ermöglicht, die für das System kritisch sind, während irrelevante Daten verworfen werden. Dieser Filtermechanismus basiert auf der Verwendung von Masken, die je nach ausgewähltem Betriebsmodus sowohl auf Standard- als auch auf erweiterte Nachrichten angewendet werden.
- Maskierung von Identifikatoren: Die Boards können Nachrichten filtern, indem sie die Identifikatoren eingehender Daten mit einer vom Benutzer konfigurierten Maske vergleichen. Dies hilft, die Belastung des Systems zu reduzieren, indem nur die notwendigen Daten verarbeitet werden..
- Standard- und erweiterte Modi: Die Boards unterstützen das Filtern sowohl für die standardmäßigen 11-Bit- als auch für die erweiterten 29-Bit-Identifikatorenformate, was sie vielseitig für eine Vielzahl von Netzwerkkonfigurationen macht.
Das Filtern ermöglicht es, die Menge der übertragenen Daten zu reduzieren, was insbesondere in Netzwerken mit hohem Datenverkehr und begrenzten Ressourcen wichtig ist.
Fehlerverwaltung und Zuverlässigkeit
Beide Serien von Boards verfügen über eingebaute Fehlerverwaltungsmechanismen, die eine zuverlässige Funktion auch bei starker elektromagnetischer Störung oder Netzwerkausfällen ermöglichen. Diese Mechanismen umfassen:
- Automatische Fehlererkennung: Die Boards überprüfen automatisch die Korrektheit der übertragenen Daten mithilfe eingebauter CRC-Mechanismen und anderer Fehlererkennungstools. Wenn Inkonsistenzen erkannt werden, werden die Daten abgelehnt und eine erneute Übertragung kann auf Softwareebene eingeleitet werden.
- Hardware-gesteuerter Neustart: Im Falle kritischer Fehler können die Boards die Datenübertragung automatisch neu starten, wodurch mögliche Verzögerungen im System minimiert werden.
- Unterstützung für Software- und Hardware-Reset: Die Boards unterstützen die Möglichkeit, sowohl Software- als auch Hardware-Resets durchzuführen, um den Netzbetrieb bei einer Fehlfunktion schnell wiederherzustellen.
Die Verwendung dieser Boards in industriellen Systemen bietet eine Reihe von wesentlichen Vorteilen:
- Geringe Latenz bei der Datenübertragung dank optimierter Verkehrsverarbeitungsalgorithmen.
- Unterstützung für Multitasking, was eine effiziente Verwaltung von Datenströmen aus mehreren Geräten ermöglicht.
- Konfigurationsflexibilität: Benutzer können die Boards dank umfassender Unterstützung für CANopen und CAN an die spezifischen Anforderungen ihrer Systeme anpassen.
- Störfestigkeit und zuverlässiger Betrieb in rauen industriellen Umgebungen dank eingebauter Schutzmechanismen und abgeschirmter Schnittstellen.
Software und API
Um CANopen-Boards in industrielle Systeme zu integrieren, stellt ICP DAS leistungsstarke Softwaretools und API-Bibliotheken für die Arbeit mit CANopen und CAN zur Verfügung. Diese Bibliotheken werden sowohl auf Windows- als auch auf Linux-Plattformen unterstützt, was die Entwicklung und Konfiguration von kundenspezifischen Anwendungen erleichtert..
- Überwachungs- und Diagnosetools: Die Boards werden mit Software-Utilities zur Überwachung der Netzwerkaktivität und zur Fehlerdiagnose geliefert, sodass Entwickler den Netzwerkstatus in Echtzeit überwachen können.
- Unterstützung für C und C++: Entwickler können Standardprogrammiersprachen verwenden, um mit den Boards zu interagieren, was den Integrationsprozess einfach und bequem macht, insbesondere für diejenigen, die bereits Erfahrung mit diesen Sprachen haben.
Darüber hinaus können Benutzer benutzerdefinierte Firmware mit einer Bibliothek entwickeln. Mit Hilfe des Utilities können Benutzer ihre Firmware hochladen und die Standard-Firmware ersetzen. Dies ermöglicht einen effizienten Datenaustausch zwischen dem PC-Programm und der benutzerdefinierten Firmware über den DPRAM (Dual-Port Random Access Memory) Speicherchip. Dieser Ansatz erlaubt es den Boards, CAN-Datenströme vorzuverarbeiten, die Belastung des PC-Prozessors zu reduzieren und die Anforderungen von Echtzeitanwendungen zu erfüllen.
Im Vergleich zu herkömmlichen CAN-Karten, die keine intelligenten Funktionen bieten, bieten diese Boards erhebliche Vorteile, insbesondere für Anwendungen, bei denen HMI-Software auf einem PC läuft. Die Integration benutzerdefinierter Firmware ermöglicht die Umverteilung von Datenverarbeitungsaufgaben, was für Hochleistungssysteme, die eine stabile Echtzeitbetrieb erfordern, entscheidend ist.
Zusätzliche Lösungen für CANopen und CAN von ICP DAS
Zusätzlich zu den PEX-CPM100- und PEX-CM100-Serien sowie ihren PCI-Bus-Pendants: PISO-CPM100U und PISO-CM100U, bietet ICP DAS auch weitere Lösungen für die Arbeit mit CANopen- und CAN-Protokollen an. Dazu gehören:
- I/O-Module, die im CANopen-Protokoll der CAN-2000C Serie arbeiten
- CAN-Wandler und -Repeater
- Gateways CAN zu Modbus, DCON, DeviceNet, J1939
- Medienwandler CAN zu Faser der I-2533 Serie
- CAN-Logger
Für weitere technische Informationen, Anfragen zu Angeboten oder die Aufgabe von Bestellungen kontaktieren Sie bitte unser Verkaufsteam unter sales@ipc2u.com
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