CAN转PN讯协议详解

你是否曾经遇到过这样的问题：如何将各种 CAN 设备连接到 PROFINet 网络中？远创智控YC-PN-CAN通讯网关或许能为你解决这个难题！

远创智控YC-PN-CAN网关是一款自主研发的通讯网关，具有将从站功能发挥到极致。它能够将各种 CAN 设备轻松接入到 PROfinet 网络中，让你的设备实现更加高效、稳定的通信。此外，该产品还支持根据节点号进行读写，使操作更加简单方便。

2, 远创智控YC-PN-CAN是自主研发的一款 PROFINET 从站功能的通讯网关。该产品主要功能是将各种 CAN 设备接入到 PROFINET 网络中。 

远创智控YC-PN-CAN网关连接到 PROFINET 总线中做为从站使用，连接到 CAN 总线中根据节点号进行读写。 

1.2.1 PROFINET 技术参数 

网关做为 PROFINET 网络的 Device 设备（即从站），带 2 个 RJ45 以太网接口，支持 100BASE-TX，MDI/MDIX 自检测，集成以太网交换机，可以组成链式网络，支持环网冗余。 

适应 PROFINET V2.3 协议，采用实时（RT）通讯功能，符合： GB/T 251052014《工业通信网络现场总线规范类型 10: PROFINET IO 规范》，IEC 61158-510：2007，IDT。 

支持的数据长度：输入≤1000 字节，输出≤1000 字节，输入+输出≤2000 字节。

1.2.2 CAN 技术参数 

标准 CAN 2.0 A、2.0B 接口可选 

波特率：5K~1M 可选

可以配置多条 CAN 的接收、发送报文

网关自带终端电阻 

3.2 PROFINET 的电气连接

3, PROFINET 采用标准 4 芯屏蔽电缆。建议用户使用标准 PROFINET 插头及标准 PROFINET 电缆。有关 PROFINET 安装规范请用户参照有关 PROFINET 技术标准。 

3.3 CAN 的电气连接

4, CAN 总线物理层使用双绞线传输 

最大的总线线路长度：

 

波特率bit/s	1M	500K	250K	125K	62.5K	20K	10K
总线长度m	30	100	250	500	1000	2500	5000

 

不同电缆和不同总线节点数量 n 的最大总线电缆长度： 

 

电缆类型	1 Lmax(ksm=0.2)	2 Lmax(ksm=0.1)
n=32	n=64	n=100	n=32	n=64	n=100
TM  DeviceNet 细电缆或ISO 11898 电缆	200m	170m	150m	230m	200m	170m
TM  DeviceNet 细电缆	800m	690m	600m	940m	810m	700m
2   0.5mm  或AWG 20	360m	310m	270m	420m	360m	320m
2   0.75mm  或AWG18	550m	470m	410m	640m	550m	480m

 

关于总线终端和拓扑结构：

为了增强 CAN 通讯的可靠性，CAN 总线网络的两个端点通常要加入终端匹配电阻，终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定。用户应在实际构成网络中加以考虑。 

网关已经在产品内置了 RT 为 120 欧姆电阻，用户若需要将 CAN 的总线终端

接入网络中，只需将 CANL 和 RL 短接，CANH 和 RH 短接。 

4. 协议及数据转换 

4.1 协议转换原理

网关分别从 PROFIBUS 一侧和 CAN 一侧读写数据，存入各自的缓冲区，网关内部将缓冲区的数据进行交换，从而实现两边数据的传输。 

4.2 PROFINET 协议介绍

5, PROFINET 由 PROFIBUS 国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。 

PROFINET 为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如 PROFIBUS）技术，保护现有投资。 

PROFINET 网络中的每个模组都有以下的三个位址： 

MAC 位址。 

IP 地址。

设备名称，是在整个网络组态中对模组定义的逻辑名称。 

由于 PROFINET 使用 TCP/IP，会用到 MAC 位址及 IP 地址，但若一设备更换为其他设备，其 MAC 地址会变动，而 IP 地址是动态定址下的结果，为了让网络上的某一设备有固定的名称，因此会使用设备名称。 

为了分配 IP 地址、子网络遮罩及预设闸道，定义了以下的二种方式： 

DCP(协定)（发现和配置协定）。

DHCP（动态主机设定协定）。 

4.3 CAN 协议介绍

控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN 协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN 协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达 1Mb/s、同时具有 11 位的寻址以及检错能力。

6, CAN 总线使用串行数据传输方式，可以 1Mb/s 的速率在 40m 的双绞线上运行，也可以使用光缆连接，而且在这种总线上总线协议支持多主控制器。 [1]  CAN 与 I2C 总线的许多细节很类似，但也有一些明显的区别。当 CAN 总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。每组报文开头的 11 位字符为标识符，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的，不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时，这种配置十分重要。 

当一个站要向其它站发送数据时，该站的 CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的 CAN 芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。CAN 芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。由于 CAN 总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在 CAN 总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化，即总线上控制器需要测量数据时，可由网上获得，而无须每个控制器都有自己独立的传感器。

7, CAN 网络上的节点不分主从，任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，通信方式灵活，利用这一特点可方便地构成多机备份系统，CAN 只需通过报文滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据，无需专门的"调度"。 CAN 的直接通信距离最远可达 10km（速率 5kbps 以下）；通信速率最高可达 1Mbps(此时通信距离最长为 40m)。 CAN 上的节点数主要决定于总线驱动电路，目前可达 110 个；报文标识符可达 2032 种（CAN2.0A），而扩展标准（CAN2.0B）的报文标识符几乎不受限制。

8, 在 CAN2．0B 的版本协议中有两种不同的帧格式，不同之处为标识符域的长度不同，含有 11 位标识符的帧称之为标准帧，而含有 29 位标识符的帧称为扩展帧。如 CAN1．2 版本协议所描述，两个版本的标准数据帧格式和远程帧格式分别是等效的，而扩展格式是 CAN2．0B 协议新增加的特性。为使控制器设计相对简单，并不要求执行完全的扩展格式，对于新型控制器而言，必须不加任何限制的支持标准格式。

9, 汽车制造中的应用、大型仪器设备中的应用、工业控制中的应用、智能家庭和生活小区管理中的应用以及机器人网络互联中的应用。同时,由于 CAN 总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN 已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。 

远创智控YC-PN-CAN通讯网关为你提供了完美的解决方案，让你的设备通信更加稳定、高效。赶快评论分享你对这款产品的的好评吧！感谢你的支持！

审核编辑 黄宇