虹科干貨 | CAN總線技術賦能智能制造發展

在一條完整的汽車生產線上通常有著各種CAN設備及其他設備，如果人工在現場逐個對設備進行測試和維護，無疑將面臨巨大的工作量。如果使用虹科PCAN-Wireless Gateway等CAN轉WiFi的核心硬件，則能夠大大改善和提供產線的維護和升級效率。

以某工廠為例，該工廠會讓遙控小車在產線通道上行駛，當小車行駛至不同的設備前方時，需要和對應的設備進行CAN通訊，并進行測試過程。測試完成后，繼續前進，重復上述過程，直至指定的設備完成測試。通過在遙控小車和設備上各配備一個PCAN-Wireless GateWay，可以讓遙控小車的控制器提供需要傳輸的CAN數據和需要通訊的設備IP（或者編號），CAN轉wifi模塊的控制器接收到后，將數據轉發給指定的設備。

這一過程使得CAN通訊無需通過繁雜的布線實現，并且可以遠程進行，有利于減少人工成本和提高生產過程的智能化水平。

在工業自動化領域，可能會遇到不同的產線相距較遠但又需要實現兩個網絡的數據交互應用的情況，虹科PCAN-Ethernet-Gateway可以滿足該需求。虹科PCAN-Ethernet-Gateway允許通過 IP 網絡連接不同的 CAN 總線，與此同時，將CAN 幀封裝在 TCP 或 UDP 消息包中，然后通過 IP 網絡從一臺設備轉發到另一臺設備，實現從一個控制系統傳輸到另一個控制，也實現遠距離連接不同的CAN網絡。憑借其 DIN 導軌外殼和對擴展溫度范圍的支持，該模塊十分適用于工業環境，有利于實現自動化系統和整個CAN網絡的智能管理。

在醫療系統中，也可以使用CAN總線技術來實現數據的集中管理和控制。由于醫療設備種類繁多，各種設備控制面板的差異較大，并且各類手術室設備大多數都是獨立的單元，沒有對外統一的通信接口，這帶來了兼容性問題。其次是集中控制的通信質量好壞也直接關聯到手術的安全性及效率，集中控制工作站與各受控設備之間的通信必須是實時、準確、穩定的。

因此，需要通過數字化網絡集成對手術室現有設備進行數字化端口改造，實現由集中控制工作站對手術室中的醫療設備進行控制，并與院內外網絡信息進行實時交互。

CAN總線采用雙線串行通訊協議，能夠為串行通信網絡提供有效的分布式控制或實時控制。為實現兼容性與安全性高的集中控制，可以采用CAN總線作為數字化手術室內設備與設備之間，設備與主控之間的通信協議。

在通訊過程中，虹科PCAN接口卡則扮演著“改造者”的角色。它可以通過多種不同的接口類型與醫療設備連接，如USB，PCI，PCIe，MiniPCIe，M.2，RS232等等，快速為醫療設備引入標準CAN接口并連接到CAN總線網絡中。

另外，也可以采用CAN總線結構實現數字化手術室的搭建，即底層傳感器與執行器，各醫療設備節點，主控終端等都通過CAN通訊連接，實現信息共享和綜合管理。通過CAN線纜掛接到數字化手術室的CAN網絡中，可采集所有節點的數據，并通過數據解析和故障判斷，可直觀地顯示當前所有醫療設備的運行狀態，也可以將激勵信號注入到任意設備節點中進行功能及穩定性測試。

在這種情況下，虹科PCAN接口卡可作為CAN接入點。該設備不僅能夠實現底層的CAN數據發送與采集，而且還自帶CAN故障提示功能，是實現測試診斷的底層基礎硬件。值得關注的是，PCAN還可以進入單聽模式，以旁聽者的身份來監聽設備的運行，不會對CAN網絡產生任何影響，而且可實時發現并記錄間歇性故障。

相比于其他通訊方式，CAN總線技術完全能夠滿足數字化手術室中的智能改造，且同時具備安全、穩定、節省維護成本等優勢。

CAN總線還可以應用于工程機械設備中。在實際的生產場景中，工程機械設備，如推土機、挖掘機等車輛，通常在比較惡劣的環境下工作，每次作業后或作業時，我們需要及時分析是否存在車輛部件故障，以確保安全生產。為此虹科推出的CAN記錄儀可以充當車輛黑匣子的作用，采集工程機械設備J1939數據，并支持SD卡32G數據存儲容量，能夠長時間記錄相關的數據，同時也支持遠程WiFi，可以通過WiFi，將數據傳至云端，遠程監控和可視化分析。

BESS是智能電網、新能源發電及并網、電力負荷移峰填谷的關鍵技術。若想確保鋰離子儲能系統（Battery Energy Storage System, BESS）的高效、安全應用，必須對系統的各個組成部分進行集成和優化，并加以合理有效的管理和控制。BESS通常是一個分布式的拓撲結構，整個系統完全搭建起來有著比較長的傳輸距離，CAN總線技術會隨著傳輸距離和傳輸時間的增加，出現信號衰減，或者隨著波特率的增加縮短傳輸距離。

通過使?虹科CAN中繼器PCAN-Repeater，能夠建?獨?的電?部分，每?部分都具有更優的信號完整性并減少了信號反射，從而加強系統可靠性。這?部分是因為它提?了信號質量，??部分是因為它可以隔離故障。因此，使用虹科CAN中繼器使客戶能夠在其大規模網格化的電池儲能系統(BESS)部署中成功實現穩定可靠的CAN BMS通信。實現電池系統的高效可靠的運行，保障儲電系統的安全運行。

在運動控制領域，CANopen協議應用非常廣泛，也是我們比較熟知的一種協議。該協議延續了CAN總線穩定可靠、傳輸數據快、CAN網絡可連接多個設備的特點，從而滿足運動控制的需要，比如如圖所示CANopen伺服系統中：

如上圖所示，通信部分由CAN收發器、CAN控制器和CANopen協議棧組成，應?部分是對設備的基本功能的定義和描述，它是連接設備與主站上位機的紐帶，DS-402提?了設備的互聯性能，能夠進?參數配置、狀態控制和監控，并?速傳輸設備的過程數據信息。

另外，CANopen技術也可以用于多個領域，如遠程IO、包裝設備、紡織設備、激光設備、機器人等，從而為智能制造提供生產驅動力，保障各部分快速高效工作。