En el ámbito de la automatización industrial, los controladores lógicos programables (PLC) juegan un papel fundamental en el control y el monitoreo de diversos procesos. Entre los diferentes autobuses de comunicación utilizados en entornos PLC, el bus de la red del área del controlador (CAN) ha ganado una popularidad significativa debido a su confiabilidad, robustez y alto rendimiento. Como proveedor de PLC de Can BuS, entiendo la importancia de cumplir con ciertos estándares para garantizar una operación y compatibilidad perfecta en un entorno PLC. En esta publicación de blog, discutiré los estándares clave para el autobús CAN en un entorno PLC.
Estándares de capa física
La capa física del bus CAN define las características eléctricas y el medio físico utilizado para la comunicación. El estándar de capa física más común para el bus CAN es 2.0, que incluye dos subsomarios: CAN 2.0A y CAN 2.0B.
CAN 2.0A usa identificadores de 11 bits, lo que permite hasta 2048 identificadores de mensajes diferentes. Esto es adecuado para sistemas más pequeños donde el número de nodos y mensajes es relativamente limitado. Por otro lado, CAN 2.0b admite 29 identificadores de bits, proporcionando un espacio de dirección mucho más grande de aproximadamente 536 millones de identificadores de mensajes. Esto lo hace ideal para sistemas PLC más grandes y complejos con una gran cantidad de nodos y mensajes.
En términos de características eléctricas, el bus CAN típicamente funciona a un nivel de voltaje de 24 V en aplicaciones industriales. La señalización diferencial utilizada en el bus CAN, donde los datos se transmiten como la diferencia de voltaje entre dos cables (can_h y can_l), proporciona una excelente inmunidad de ruido. El estándar también especifica la longitud máxima del cable, que generalmente es de alrededor de 40 metros a una velocidad de bits de 1 Mbps. Sin embargo, la longitud del cable se puede aumentar reduciendo la velocidad de bits. Por ejemplo, a una velocidad de bits de 5 kbps, la longitud del cable puede alcanzar hasta 10 kilómetros.
Normas de capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos del bus CAN es responsable de enmarcar los datos, la detección de errores y el arbitraje. El protocolo CAN utiliza un mecanismo de arbitraje de bit a bit no destructivo. Cuando varios nodos intentan transmitir mensajes simultáneamente, el nodo con el identificador más bajo (prioridad más alta) puede transmitir su mensaje primero, mientras los otros nodos esperan. Esto asegura que los mensajes de alta prioridad siempre se envíen de manera oportuna.
La detección de errores en el bus de lata se logra a través de varios mecanismos. La verificación de redundancia cíclica (CRC) se usa para detectar errores de bit en el marco del mensaje. Además, el protocolo CAN también verifica otros errores, como errores de relleno de bits, errores de formulario y errores de reconocimiento. Si se detecta un error, el nodo de transmisión volverá a transmitir el mensaje hasta que se reciba con éxito.
La capa de enlace de datos también define el formato del marco de mensajes CAN. Un marco de mensajes CAN estándar consta de varios campos, incluido el inicio del marco (SOF), el campo de arbitraje, el campo de control, el campo de datos, el campo CRC, el campo de reconocimiento y el final del marco (EOF). El campo de datos puede transportar hasta 8 bytes de datos, lo cual es suficiente para la mayoría de las aplicaciones PLC.
Estándares de la capa de aplicación
En un entorno PLC, los estándares de la capa de aplicación definen cómo se interpretan y usan los datos. Uno de los estándares de capa de aplicación más ampliamente utilizados para el bus CAN en la automatización industrial es el protocolo Canopen. Canopen es un protocolo de alto nivel que proporciona una forma estandarizada de comunicación entre diferentes dispositivos en el bus CAN.
Canopen define un conjunto de diccionarios de objetos, que se utilizan para almacenar los parámetros de configuración, la información de estado y los datos de procesos de los dispositivos. Los diccionarios de objetos están organizados en una estructura jerárquica, lo que facilita el acceso y la gestión de los datos. Canopen también define varios perfiles de comunicación, como el perfil del dispositivo, el perfil de administración de red y el perfil de aplicación. Estos perfiles aseguran la interoperabilidad entre los diferentes dispositivos compatibles con Canopen de diferentes fabricantes.
Otro estándar de la capa de aplicación es el protocolo DeviceNet. DeviceNet se utiliza principalmente para conectar dispositivos industriales, como sensores, actuadores y unidades a un PLC. Simplifica el proceso de cableado e instalación mediante el uso de un solo cable de bus CAN para conectar múltiples dispositivos. DeviceNet también proporciona una interfaz de comunicación de alta velocidad, que permite un control de tiempo real de los dispositivos conectados.
Estándares de compatibilidad e interoperabilidad
Como un proveedor de PLC de BUS CAN, garantizar la compatibilidad e interoperabilidad entre diferentes dispositivos es crucial. Para lograr esto, los dispositivos deben cumplir con los estándares y certificaciones relevantes. Por ejemplo, los dispositivos que cumplen con CANOPEN deben estar certificados por la organización de la CIA (CAN en automatización). Esta certificación garantiza que el dispositivo cumpla con los requisitos estrictos del estándar CANOPEN y pueda comunicarse con otros dispositivos compatibles con Canopen sin ningún problema.
Además de las certificaciones estándar, también es importante seguir las pautas para la configuración del dispositivo. Por ejemplo, cuando se conecta un nuevo dispositivo al bus CAN, el identificador del dispositivo, la velocidad de bits y otros parámetros de configuración deben establecerse correctamente para garantizar la comunicación adecuada.
Integración con otros autobuses
En un entorno PLC moderno, es común tener múltiples autobuses de comunicación trabajando juntos. Nuestros PLC de BUS CAN están diseñados para integrarse fácilmente con otros autobuses populares comoEthercat Bus plcy485 Pulse plc.
La integración con EtherCat Bus PLC permite una comunicación de alta velocidad y realización entre los dispositivos de bus CAN y la red EtherCAT. Esto es particularmente útil en aplicaciones donde se requiere transferencia de datos de alta velocidad y sincronización precisa. Nuestros PLC de BUS CAN pueden actuar como una puerta de enlace entre el bus de lata y la red EtherCat, convirtiendo los formatos de datos y los protocolos según sea necesario.
Del mismo modo, la integración con485 Pulse plcProporciona una solución efectiva de costo para extender el rango de comunicación. El 485 Pulse PLC es conocido por sus capacidades de comunicación a larga distancia, y al integrarlo con nuestros PLC de CAN BUS, podemos lograr un sistema de comunicación híbrida que combine las ventajas de ambos autobuses.
Conclusión
En conclusión, los estándares para el bus CAN en un entorno PLC cubren la capa física, la capa de enlace de datos, la capa de aplicación y los aspectos de compatibilidad. Adherirse a estos estándares es esencial para garantizar la operación confiable y eficiente de los sistemas PLC de BUS CAN. ComoCan Bus PLCProveedor, estamos comprometidos a proporcionar productos de alta calidad que cumplan con todos los estándares relevantes.
Si está buscando una solución confiable de CAN PLC para su proyecto de automatización industrial, estaríamos más que felices de ayudarlo. Nuestro equipo de expertos puede ayudarlo a elegir el sistema PLC correcto en función de sus requisitos específicos y garantizar una implementación sin problemas. Contáctenos hoy para comenzar una discusión sobre sus necesidades de adquisición.
Referencias
- Bosch, CAN ESPECIFICACIÓN 2.0, Robert Bosch GmbH, 1991.
- CIA, especificación CANopen, puede en automatización EV, 2000.
- ISO 11898, Vehículos de carretera - Red de área de controlador (CAN), Organización Internacional de Estandarización, 2015.