ECG. Руководство по эксплуатацаии - на ServoTechnica.Ru!

ЗАО «Сервотехника»ETHERNET-CAN ШЛЮЗECG01/ECG02РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИВерсия 2.0Москва, 2012

Версия 2.0Особые указания по пользованию руководствомОтдельные указания имеют следующее значение:ОПАСНОСТЬ:Означает, что непринятие соответствующих мер предосторожностиподвергает опасности жизнь и здоровье пользователя.Предупреждение:Означает, что непринятие соответствующих мер предосторожностиподвергает опасности жизнь и здоровье пользователя.ПРИМЕЧАНИЕ:Указывает на то, что неправильное обращение может привести к неправильной работеустройств ECG01/ECG02. Однако опасностей для здоровья пользователя или риска поврежденияаппаратуры или иного имущества не имеется.Кроме того, примечания такого рода могут обращать внимание пользователя навозможность иной настройки параметра, наличие иной функции или возможность применениядополнительных или расширительных устройств.2

Версия 2.0Документ описывает предназначение устройств ECG01/ECG02, руководство поподключению и настройке и обновлению программного обеспечения устройства.ЗАО «Сервотехника» не возлагает на себя обязанность оповещать пользователейустройств ECG01/ECG02 о появлении обновлений комплекта документации и программногообеспечения. Все новости вы можете найти на сайте компании www.servotechnica.ru.Оглавление1. ОПИСАНИЕ И РАБОТА .............................................................................................................. 41.1. Назначение устройства ................................................................................................................. 41.2. Технические характеристики ....................................................................................................... 41.1.1. Информация для заказа ................................................................................................................ 51.3. Состав устройства .......................................................................................................................... 51.4. Устройство и работа ...................................................................................................................... 51.4.1. Подключение .................................................................................................................................. 5Разъем CAN..................................................................................................................................... 81.4.2. Настройка параметров ................................................................................................................. 12Настройка сетевых параметров устройства............................................................................. 12Обновление программного обеспечения устройства ............................................................. 121.4.3. Протокол взаимодействия .......................................................................................................... 14Механизм прозрачности ............................................................................................................. 15Протокол ETH2CAN.................................................................................................................... 16Взаимодействие с приводами серии СПШ .............................................................................. 193

Описание и работа Версия 2.01.1. Назначение устройства1. ОПИСАНИЕ И РАБОТАEthernet-CAN шлюз (устройство) предназначен для подключения настольных ипромышленных компьютеров, а также ноутбуков к промышленной шине CAN посредствоминтерфейса Ethernet по протоколу TCP/IP.1.2. Технические характеристикиНоминальные значения параметров Ethernet-CAN шлюза приведены в Табл. 1.Табл. 1. Технические характеристикиНаименование параметраЗначениеНапряжение питания переменного тока, В 220, +10% /-5%Потребляемая мощность, Вт, не более 12Масса (ECG01/ ECG02), гр 200/250Рабочая температура, °C от -20 до 70Температура хранения, °C от -40 до 85Относительная влажность воздуха, %, не более 98 (при t=25°C)Поддерживаемые устройством Ethernet-CAN шлюза протоколы указаны в Табл. 2.Табл. 2. Протоколы Ethernet-CAN шлюзаПротоколEthernet: IEEE 802.3u ENDECEthernet: IEEE 802.3u PCSCAN: ISO 11898Скорость обмена10BASE-T100BASE-TX1 Мбит/секГабаритные размеры устройства Ethernet-CAN шлюза указаны на Рис. 1.Рис. 1. Габаритные размеры Ethernet-CAN шлюза4

Описание и работа Версия 2.01.1.1. ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗАРис. 2. Формирование кода заказа.1.3. Состав устройства1. Ethernet-CAN шлюз ECG01 или Ethernet-CAN шлюз с встроенным пультомуправления ECG02.2. Компакт диск с документацией и программным обеспечением.1.4. Устройство и работа1.4.1. ПОДКЛЮЧЕНИЕНа Рис. 3 представлен пример подключения Ethernet-CAN шлюза.Рис. 3. Общая архитектура сети с использованием Ethernet-CAN шлюза5

Описание и работа Версия 2.0Ethernet-CAN шлюз опционально поставляется с встроенным пультом управления(номенклатурный номер ECG02). Руководство пользователя на встроенный пульт управления,приведено в документе «СТ1_112 Руководство пользователя ПУ СПС.pdf».На Рис. 4 приведены разъемы ECG шлюза, расположенные в торце устройства.НейтральЗаземлениеФазаПитание переменноготока 220ВИндикатор CANПоследовательная шинаколлективногоИндикатор«Актив»ПереключательрежимовКнопка«Сброс»Разъем для подключения клокальной шине EthernetРис. 4. Разъемы ECG шлюзаТип разъема питания: разрываная клеммная колодка.Обесточьте устройство перед подключением и отключением шнура питания кустройству.Индикатор CAN не горит при отсутствии связи или ошибке на линии. Индикаторвыключается при появлении первой ошибки связи.Индикатор CAN горит при восстановлении связи.Индикатор CAN моргает в процессе передачи данных по шине CAN.Индикатор «Актив» горит, когда устройство загружено и готово к работе.Индикатор «Актив» моргает с частотой 3 Гц – идет инициализация устройства.Индикатор «Актив» моргает с частотой 1 Гц в режиме настройки.Кнопка «Сброс» – аппаратный сброс ECG.В Табл. 3 представлены режимы работы ECG шлюза.6

Описание и работа Версия 2.0Табл. 3. Режимы работы EGG шлюзаНомер контакта 1 2 3Штатный режим работы 0 0 0Режим настройки:настройка параметровшлюза и обновление ПО1 0 0Для изменения настроек установите переключатель режимов в состояние 100 и нажмитекнопку «Сброс».Для работы ECG в штатном режиме установите переключатель режимов в состояние 000и нажмите кнопку «Сброс».Разъем LANТип разъема RJ-45Разъем LAN предназначен для подключения к локальной шине Ethernet.Зеленый индикатор LAN разъема горит при установке соединения по шине нафизическом уровне.Желтый индикатор LAN моргает в процессе передачи и приема данных.Прямой порядок обжима кабеля для подключения к концентратору или маршрутизаторуприведен на Рис. 5.Рис. 5. Порядок обжима витой пары для прямого подключенияС помощью перекрестного кабеля устройство может быть подключено непосредственнок сетевой карте персонального компьютера. Порядок обжима перекрёстного кабеля дан на Рис. 6.7

Описание и работа Версия 2.0Рис. 6. Порядок обжима витой пары для перекрестного подключенияРазъем CANТип разъема DB9-MCAN – (Controller Area Network) последовательная шинаколлективного доступа, специально разработана для обеспечения взаимодействияпромышленных управляющих контроллеров. Физический уровень интерфейса совместим состандартом ISO 11898. Приёмопередатчик учитывает особенности работы систем промышленнойавтоматики и робототехники, в частности, систем управления электроприводом.Приёмопередатчик обеспечивает: совместимость со стандартом ISO 11898; скорость обмена до 1000 КБит/сек; до 120-ти активных узлов физического сегмента сети; «горячее» подключение к работающей сети; отсутствие помех и переходных процессов при включении или выключении данногоустройства для других работающих устройств; гарантированную работу в условиях синфазных помех амплитудой до ±25В; работоспособность при обрыве общего опорного провода или одной из линийдифференциальной пары; термальную защиту и защиту от статического электричества до 16 КВ.Для передачи сигналов интерфейса используется одна витая пара проводников и опорныйобщий провод. Рекомендуется использовать экранированную витую пару, причём опорныйобщий провод и экран должны иметь в кабеле отдельные жилы.Состав и описание сигналов интерфейса CAN приведены в Табл. 4.8

Описание и работа Версия 2.0Табл. 4. Разъём интерфейса CANНомерконтактаНаименованиесигналаОписание1 - Не используется.2 CANLСигнал шины CAN, низкий уровень в доминантномсостоянии. Сигналы CANL и CANH образуютдифференциальную пару сигналов.3 - Не используется.4 - Не используется.5 - Не используется.6 GND Общий провод устройства.7 CANHСигнал шины CAN, высокий уровень в доминантномсостоянии. Сигналы CANL и CANH образуютдифференциальную пару сигналов.8 - Не используется.9 - Не используется.устройств.На Рис. 7 приведён пример использования интерфейса CAN для соединения трех9

Описание и работа Версия 2.0Рис. 7. Пример соединения трех устройств с интерфейсом CAN10

Описание и работа Версия 2.0При объединении нескольких устройств используют параллельное их подключение сприменением шинной топологии. Соединение устройств посредством дифференциальной парысигналов требует подключения пассивных терминаторов (резисторов) номиналом 120 Ом/0.125Вт ±5%. Резисторы терминаторов размещают непосредственно в разъёмах конечных точекшины.Стандарт интерфейса не определяет конкретные характеристики соединительныхпроводов и кабелей. Рекомендуется применять медную витую пару категории 3 или категории 5.Такие кабели применяются в телефонии и сетях Ethernet. Отличной помехоустойчивостьюобладают экранированные варианты таких кабелей. При этом для сигналов CANL/CANHиспользуют одну скрученную пару проводов, а для соединения общего опорного провода, –другую. На Рис. 8 даны варианты подключения сигнальных и опорной линий с ихраспределением по парам проводов.Рис. 8. Использование витой парыХотя оба варианта подключения будут вполне работоспособны, нижний вариант будетобладать меньшей пропускной способностью в условиях помех, особенно в том случае, когдаиспользуется экранированный кабель. В первом варианте подключения внешние помехи наводитна сигнальные линии синфазное напряжение, поскольку обе сигнальные линии входят в однувитую пару. Такие помехи успешно подавляется дифференциальным приёмником интерфейсаCAN и мало влияют на качество связи. Во втором случае сигнальные линии используют разныепары проводов, находятся в удалении друг от друга и наведённое помехами напряжение можетиметь значительную дифференциальную составляющую на приёмниках интерфейса.Дифференциальный приёмник не имеет возможности отфильтровать эту составляющую, ипомеха может исказить принятую информацию. В результате искажённые кадры будетбраковаться, что снизит пропускную способность интерфейса. Кроме того, во втором вариантесоздаётся дополнительный канал проникновения дифференциальных помех за счёт протекания11

Описание и работа Версия 2.0зашумлённых токов утечек питания через опорные проводники в каждой паре. Экранирование, вэтом случае, не даёт никакого результата.В текущей версии устройства поддерживается скорость 1 Мбит/сек.1.4.2. НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВНастройка сетевых параметров устройстваЗаводские сетевые параметры:IP адрес устройства: 192.168.2.25Маска подсети: 255.255.255.0IP адрес шлюза узла сети: 192.168.2.1MAC адрес: 159.219.124.212.19.0Настройка сетевых параметров производят с помощью терминальной программыsps_boot_switcher.Для настройки параметров шлюза выполните переход в режим настройки (см. Табл. 3).Для задания текущего MAC адреса в командной строке вводят:> sps_boot_switcher.exe –setmac MAC0. MAC1. MAC2. MAC3. MAC4. MAC5Для задания текущих настроек IP сети вводят команду:> sps_boot_switcher.exe –setip IP0.IP1.IP2.IP3 M1.M2.M3.M4 G0.G1.G2.G3Параметры команды позволяет установить IP адрес устройства, маску подсети и IP адресшлюза сегмента сети.Для задания установки скорости передачи данных по шине CAN:> sps_boot_switcher.exe –setcan BR,Где BR 500 или 1000 кБид/сек.Новые настройки вступают в силу после перезапуска устройства.Обновление программного обеспечения устройстваОбновление встроенного программного обеспечения осуществляется с помощьютерминальной программы sps_boot_switcher.12

Описание и работа Версия 2.0Ethernet-CAN шлюз (устройство) начинает работу с передачи управления начальномузагрузчику. Загрузчик проверяет, требуется ли перевести шлюз в режим обновления прикладногопрограммного обеспечения. Переход в режим программирования может быть осуществлен двумяспособами:1. Установить переключатель режимов в состояние 100 и нажать кнопку «Сброс».2. Путем обмена UDP сообщения в сегменте сети Ethernet (для обоих вариантовисполнения устройства).Последовательность обновления 1:1. Установить переключатель режимов в состояние 100 и нажать кнопку «Сброс».2. Ожидают появление надписи boot на индикаторе.3. На любом компьютере, подключённом к тому же сегменту сети Ethernet,запускают обозреватель Интернет (например, Internet explorer).4. В строке адреса обозревателя вводят команду: https://192.168.2.25, гдепоследние числа – IP адрес устройства.5. В окне запроса выбирают имя файла обновления (*.bin) и нажимают ввод.Последовательность обновления 2:1. В командной строке компьютера, подключённого к тому же сегменту сетиEthernet, что и устройство вводят: > sps_boot_switcher.exe –reload2. Включают устройство.3. Программа автоматически переведет устройство в режим программирования,запустит обозреватель Интернет и подключится к WEB серверу устройства.4. В окне запроса выбирают имя файла обновления (*.bin) и нажимают ввод.13

Описание и работа Версия 2.01.4.3. ПРОТОКОЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯПроцесс взаимодействия с устройством приведен на Рис. 9.Внутренние потоки Ethernet-CAN шлюзаПКTransparencyUDP socketTCP socketСПШОтправка сообщения 1 на порт 50024Запрос в широковещательном режимеИсключение системнойинформацииОтветное сообщение 2, на порт 50025Подключение к сокету, порт 50023Передача сообщения для ретрансляции в CANПередача сообщения по CANПередача сообщения CANРетрансляция сообщенияРис. 9. Последовательность работы с устройствомПри обмене между устройством и ПК используется механизм прозрачности(Transparency), который обрамляет каждое сообщение маркерами и соответственно исключаетданные маркеры из тела самого сообщения. Механизм позволяет выделять сообщения в потокепередаваемых данных.Чтобы определить все доступные устройства в сети, осуществляется их поиск спомощью широковещательного сообщения. Устройство открывает UDP сокет, порт 50024.Все подключенные Ethernet-CAN шлюзы отвечают на данное сообщение, направляяответ в порт 50025.Прикладная программа ПК выполняет подключение к сокету TCP порт 50023, открытоена устройстве.Далее обмен между прикладной программой ПК и устройством осуществляется всоответствие с протоколом Ethernet – CAN ретрансляции.14

Описание и работа Версия 2.0Механизм прозрачностиВ Табл. 5 представлены служебные символы механизма прозрачности.Табл. 5. Служебные символы механизма прозрачностиСлужебный символ Назначение0x010x030x1AМаркер начала сообщенияМаркер конца сообщенияМаркер исключения системных символовМеханизм обрамляет прикладное сообщение маркерами, так называемое прямоепреобразование. При этом механизм исключает их появление в теле самого сообщения. Для этоговводится дополнительный маркер исключения 0x1A. При обнаружении служебного символа втеле сообщения протокол заменяет его на два символа 0x1A 0x40+символ. На приемной сторонемеханизм делает обратные преобразования, исключает маркеры 0x01 и 0x03, а при обнаружениисимвола 0x1A в теле сообщения исключает его и вычитает из следующего за ним символа 0x40.Пример преобразования.Исходное сообщение имеет вид: 0x20 0x31 0x01 0xAB 0x1A 0x05.Исходное сообщение имеет два системных символа, которые должны быть исключены.Результирующее сообщение, которое передается по сети, выглядит следующим образом:0x01 0x20 0x31 0x1A 0x41 0xAB 0x1A 0x5A 0x05 0x03Все преобразования, сделанные механизмом, выделены красным цветом.Лист. 1. Листинг процедуры прямого преобразования механизма прозрачности:/***************************************************************************TranspareBytein_byteВходной байт данныхout_bytes Указатель на массив выходных данныхRETURN:Количество значимых байт***************************************************************************/int TranspareByte(unsigned char in_byte, unsigned char* out_bytes){unsigned int t;if((in_byte == 0x01)||(in_byte == 0x03)||(in_byte == 0x1A)) {out_bytes[0] = 0x1A;out_bytes[1]=in_byte+0x40;return 2;}out_bytes[0] = in_byte;return 1;}15

Описание и работа Версия 2.0Лист. 2. Листинг процедуры обратного преобразования механизма прозрачности:/**********************************************************************************RetranspareBytein_byteВходной байт данныхout_bytesУказатель на выходные данныеRETURN:Информацию преобразования**********************************************************************************/enum RET_CODE {NONE_BYTE_RECEIVED, ONE_BYTE_RECEIVED, PACKET_RECEIVED};struct ControlTranspare {unsigned char Type;unsigned char Ctrl;};RET_CODE RetranspareByte(unsigned char in_byte, unsigned char *out_byte){RET_CODE ret = NONE_BYTE_RECEIVED;static struct ControlTranspare ReTranspareStruct;}switch(ReTranspareStruct.Type){case RxBEGIN:if(in_byte == 0x01) {ReTranspareStruct.Type = RxDATA;ReTranspareStruct.Ctrl = 0;}break;case RxDATA:switch(in_byte){case 0x03:ReTranspareStruct.Type = RxBEGIN;ret = PACKET_RECEIVED;//Пакет принятbreak;case 0x01:ReTranspareStruct.Type = RxBEGIN;break;case 0x1A://Из следующего байта данных нужно будет вычесть 0x40ReTranspareStruct.Ctrl = 1;break;default:if(ReTranspareStruct.Ctrl == 1) {*out_byte = in_byte - 0x40;ReTranspareStruct.Ctrl = 0;}Else {*out_byte = in_byte;ret = ONE_BYTE_RECEIVED;}}break;}return ret;Протокол ETH2CANПротокол ETH2CAN предназначен для обмена данными между ПК и ECG. Основнаяцель протокола выполнить ретрансляцию данных между сетями Ethernet и CAN.16

Описание и работа Версия 2.0Структура сообщения протокола приведена в Табл. 6.Табл. 6. Формат протокола ETH2CANПолеКоманда Тело сообщения Контрольная сумма (КС)Размер,байт1 От 0 до 64 1Контрольная суммаКС предназначена для подтверждения истинности данных, полученных по протоколу ислужат для исключения случайных сообщений, возникающих в сети.ретрансляции.КС представляет собой исключающее или всех байт сообщения до выполненияЛист. 3. Листинг формирования контрольной суммы:crc=0;for(i=0;i

Описание и работа Версия 2.0Команды разделены на две группы. Первая группа предназначена для взаимодействиянепосредственно с устройством, вторая – для ретрансляции сообщений между протоколамиEthernet и CAN (UART).Команда 0x09 – СердцебиениеТабл. 8. Параметр команды 0x09Номер параметра0x09ОписаниеСердцебиение ECG. Передается шлюзом для проверки связи с частотой 1ГцКоманда передается без параметров.Команда 0x10 – Запрос режима шлюзаКоманда передается без параметров.Данная команда отправляется из компьютера в широковещательном режиме с цельюпоиска всех ECG в локальной сети.Команда 0x11 –Режим работы шлюзаТабл. 9. Параметр команды 0х11Номер параметра Кол-во байт Описание0х11 1 Режим работы устройства. 0 – Неизвестный режим.1 – Режим СПС. 2 - Режим Ethernet-CAN шлюза.{UNKNOWN_MODE=0, SPS_MODE=1, ROUTER_MODE=2};Устройство Ethernet-CAN шлюза основано на универсальном контроллере, которое можетвходить в различные устройства. Данный контроллер, например, входит в состав сервоприводаСПС на базе синхронного двигателя. В этом режиме протокол взаимодействия имеет другойформат. Протокол Ethernet-CAN ретрансляции относится только к устройствам, у которыхпараметр 0x11 имеет значение 2.Команды 0x14/0x15 – Команды ретрансляции ETH2UARTВ качестве данных передается команда технологического протокола, описанного вдокументе «Описание параметров сервоприводов серии СПШ и СПС».Пример запроса параметра st4 «Тип привода» у привода серии СПС приведен в Лист. 4.Лист. 4. Пример формирования команды передачи данных из ПК в контроллер привода СПСsize=0;buf[size++] = TOUART_ETH2CAN_PROTOCOL_CMD;buf[size++] = 0x05;//Команда запроса параметра по технолог. Протоколуbuf[size++] = 0x00;buf[size++] = 0x46;for(i=0; iSend(buf, size) ) {motors.Reset();}18

Описание и работа Версия 2.0Команды 0x16/0x17 – Команды ретрансляции ETH2CANВ качестве данных передается команда протокола CAN.Табл. 10. Данные команды протокола CANРазмер, байт 4 1 От 0 до 8Данные CAN ID Длина поляданныхCAN данныеИдентификатор CAN ID может быть 11 битным или 29 битным. Подробнее оборганизации CAN сообщения можно ознакомиться в документе «CAN Specification 2.0».Пример запроса параметра st4 «Тип привода» у привода серии СПШ приведен в Лист. 5.Лист. 5. Пример формирования команды передачи данных из ПК в контроллер привода СПШ.#define CAN_TRANSLATE_REQ_COM0x0Dbuf[0] = TOCAN_ETH2CAN_PROTOCOL_CMD;if(interface_settings.can_address > 7) {//Формирование идентификатора CAN ID 29 битid = 0x80000000 |(CAN_TRANSLATE_REQ_COM

Описание и работа Версия 2.0Программное обеспечение Мотомастер © предназначено для настройки ипрограммирования приводов серии СПШ. Подробности о возможностях программы и порядкеработы с ней приведены в документе «Руководство пользователя сервопривода серии СПШv31.pdf».20

Версия 2.0ЗАО «Сервотехника» /// Россия /// 125130, Москва, Выборгская ул., д. 22.Тел.: +7 495 797-8866 /// info@servotechnica.ru/// www.servotechnica.ruКонтакты технической поддержки:Тел.: +7 926 216 2121 /// support@servotechnica.ru21