船舶CAN-BUS工控網(wǎng)絡實驗裝置，船舶網(wǎng)絡實訓設備
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中人教儀廠 
隨著科技的不斷發(fā)展，船舶行業(yè)也在逐漸引入先進的工控技術。在眾多的工控技術中，CAN-BUS(Controller Area Network)總線技術因其設定有通信速率高、抗干擾能力強等特別點，成為船舶自動化控制系統(tǒng)的第一選用。
一、實驗裝置簡介
船舶CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)實驗裝置是一種用來學習掌控把握和研究CAN-BUS總線的實驗設備。它主要采用以下部分構成：
1. CAN-BUS總線模型塊：用來完成CAN-BUS總線上的數(shù)值傳輸和通信；
2. 控制器：用來接收和發(fā)送CAN-BUS總線上的數(shù)值；
3. 示波器：用來查看CAN-BUS總線上的信號波動線；
4. 電腦：用來搭建CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實行相關實驗實操。
二、實驗裝置功能
1. 數(shù)值傳輸與通信：經過CAN-BUS總線模型塊，完成不一樣設備之間的數(shù)值傳輸和通信；
2. 信號收集與顯露：運用示波器對CAN-BUS總線上的信號實行收集和就地實時顯露；
3. 系統(tǒng)搭建與調節(jié)測試：經過電腦搭建CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實行相關實驗實操和功能數(shù)值調節(jié)測試；
4. 實驗成果解析：經過對實驗數(shù)值的解析，理解和掌控把握CAN-BUS總線技術的功能特別點和應用界限。
三、實驗裝置應用場景
船舶CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)實驗裝置主要應用來以下幾個方面：
1. 船舶自動化控制系統(tǒng)：經過搭建基于CAN-BUS總線的船舶自動化控制系統(tǒng)，完成對船舶各設備的遠程監(jiān)控和控制；
2. 港口調度系統(tǒng)：運用CAN-BUS總線技術，完成港口各類設備的高效協(xié)同作業(yè)，提升港口作業(yè)效率；
3. 海洋工程裝備：在海洋工程裝備中，CAN-BUS總線技術可以完成各類設備的遠程監(jiān)控和故障診斷，提升裝備的安全性和可靠性；
4. 船舶能源管理：經過CAN-BUS總線技術，完成船舶能源系統(tǒng)的優(yōu)化管理和節(jié)能措施，降低船舶運行成本。
四、總結
船舶CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)實驗裝置作為一款專業(yè)的實驗設備，為學習掌控把握和研究CAN-BUS總線技術提供了便利。經過對其功能的理解和應用場景的探討，相信大家對這一技術有了更加清晰的認識。在未來的船舶行業(yè)發(fā)展中，CAN-BUS總線技術必將發(fā)揮越來越重要的作用。
-CBK-25 船舶CAN-BUS工控互聯(lián)網(wǎng)實驗裝置
注：按照船舶AMS系統(tǒng)設計
CAN是Controller Area Network的縮寫（以下稱為CAN），是ISO*1國際標準化的串行通信協(xié)議。 在當前的汽車產業(yè)中，出于對安全性、舒適性、便利性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被研發(fā)了出來。由于這些系統(tǒng)之間通信所用的數(shù)值類型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線包括的現(xiàn)象很多，線束的數(shù)量也隨之多加。為適應"減少線束的數(shù)量"、"經過多個LAN，實行大量數(shù)值的高速通信"的需要，1986年德國電氣商博世公司研發(fā)出面向汽車的CAN通信協(xié)議。此后，CAN經過ISO11898及ISO11519實行了標準化，現(xiàn)在在歐洲已是汽車互聯(lián)網(wǎng)的標準協(xié)議。
現(xiàn)在，CAN的高功能和可靠性已被認同，并被廣泛地應用來工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療設備、工業(yè)設備等方面。
CAN控制器按照兩根線上的電位差來判別總線電平?？偩€電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發(fā)送方經過使總線電平發(fā)生改變，將消息發(fā)送給接收方。
CAN連接圖
CAN的特別點
CAN協(xié)議設定有以下特別點。
(1)多主控制
在總線空閑時，全部的單元全部可開始發(fā)送消息（多主控制）。
最先訪問總線的單元可獲取發(fā)送權（CSMA/CA方法*1）。
多個單元同時開始發(fā)送時，發(fā)送高優(yōu)先級ID消息的單元可獲取發(fā)送權。
(2) 消息的發(fā)送
在CAN協(xié)議中，全部的消息全部以固定的格式發(fā)送?？偩€空閑時，全部與總線相連的單元全部可以開始發(fā)送新消息。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，按照標識符（Identifier 以下稱為 ID）決定優(yōu)先級。ID并不是表示發(fā)送的目的地址，而是表示訪問總線的消息的優(yōu)先級。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，對各消息ID的每個位實行逐個仲裁對比。仲裁獲勝（被判定為優(yōu)先級最高）的單元可繼續(xù)發(fā)送消息，仲裁失利的單元則立刻停止發(fā)送而實行接收作業(yè)。
(3) 系統(tǒng)的柔軟性
與總線相連的單元沒有類似于"地址"的信息。因此在總線上多加單元時，連接在總線上的其它單元的軟硬件及應用層全部不需要改變。
(4) 通信速度
按照整個互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模，可設定適合的通信速度。 在同一互聯(lián)網(wǎng)中，全部單元必須設定成統(tǒng)一的通信速度。即使有一個單元的通信速度與其它的不一樣，此單元也會輸出錯誤信號，妨礙整個互聯(lián)網(wǎng)的通信。不一樣互聯(lián)網(wǎng)間則可以有不一樣的通信速度。
(5) 遠程數(shù)值請求
可經過發(fā)送"遙控幀" 請求其他單元發(fā)送數(shù)值。
(6) 錯誤檢驗測試功能
錯誤通知功能·錯誤恢復功能 全部的單元全部可以檢驗測試錯誤（錯誤檢驗測試功能）。 檢驗測試出錯誤的單元會立即同時通知其他全部單元（錯誤通知功能）。 正在發(fā)送消息的單元一旦檢驗測試出錯誤，會強制結束當前的發(fā)送。強制結束發(fā)送的單元會不斷反復地重新發(fā)送此消息直到成功發(fā)送為止（錯誤恢復功能）。
(7) 故障封閉
CAN可以判別出錯誤的類型是總線上暫時的數(shù)值錯誤（如外部噪聲等）還是持續(xù)的數(shù)值錯誤（如單元內部故障、驅動器故障、斷線等）。由此功能，當總線上發(fā)生持續(xù)數(shù)值錯誤時，可將引起此故障的單元從總線上隔離出去。
(8) 連接
CAN總線是可同時連接多個單元的總線?？蛇B接的單元總數(shù)課程課程理論上是沒有限制的。但實際上可連接的單元數(shù)受總線上的時間延遲及電氣負載的限制。降低通信速度，可連接的單元數(shù)多加；提升通信速度，則可連接的單元數(shù)減少。
PCB說明
1、基礎簡介
電子回路板（除通信電子回路板之外）應用核心板+地板的設計思路，核心板設計完全相同，只需要按照不一樣的底層基板焊接不一樣的功能模型塊。底層基板的電源部分及通信連接口部分設計是完全相同的，其他部分電子回路完成具體的功能。
電子回路板分為：核心板、DO（數(shù)字量輸出）底層基板、DIN（數(shù)字量寫入）底層基板、RO（繼電器輸出）底層基板、AIN（模仿量寫入）底層基板、AO（模仿量輸出）底層基板和通信板構成。
2、核心板
圖74：核心板概況
核心板資源簡介：
圖75：核心板資源
1、CPU及最小單元。
2、4位八段數(shù)碼管2個，用來指示當前板子名稱：如 CanbusdO，CanbusrO，CanbusdI, CanbusAO，CanbusAI分別代表數(shù)字量輸出、繼電器輸出、數(shù)字量寫入、模仿量輸出、模仿量寫入電子回路板。
3、調節(jié)測試及復位連接口。
4、底層基板連接口。
5、底層基板連接口。
6、底層基板連接口。
7、底層基板連接口。
8、DA單元。
9、AD單元。
10、AD單元。
11、模仿量電源單元。
12、USB轉TTL連接口單元。
13、CAN連接口單元。
14、RS485連接口單元。
15、RS232連接口單元。
16、狀態(tài)指示燈：針對輸出（DO/RO/AO）類型的電子回路板，如果該區(qū)域指示燈有紅色顯露，代表系統(tǒng)控制輸出功能，如果顯露藍色，代表硬件（其他寫入電子回路板）控制器輸出通道。
17、功能選用開關。（固定設定，絕對不能更改。）
18、掉電數(shù)值存儲芯片。
19、數(shù)碼管驅動單元。
20、DA單元。
21、運行指示。（電子回路板運行指示燈，以1hz的頻率閃爍。）
3、底層基板共性資源簡介：
圖76：電子回路板共性資源
1、電源寫入連接口，控制電子回路和數(shù)字量驅動電子回路建議分別單單獨供電，也可以共用一路電源。針對DI/DO/RO三塊電子回路板，因為全部涉及到外部數(shù)字量的驅動，全部應用光電隔離的形式，因此需要兩路電源同時供給，對于AI/AO可以只提供控制電子回路24V。從上往下連接口定義：控制電源24V+,控制電源24V-,IO電源24V+,IO電源24V-。
下面兩個船型開關是電源開關，控制電源和IO電源分別控制，上面控制的是控制電源24V,下面控制IO電源24V。
2、控制電源處置整理單元。
3、內部寫入/輸出，外部寫入/輸出變換開關，有的電子回路板模型塊可以同時對內對外輸出，比如RO/DO模型塊，這樣的模型塊不需要變換開關，其他的全部需要該開關來變換內外信號源及目標。在該開關附近全部有IN<--->OUT字樣的絲印，撥碼開關朝向IN所指示的方向，代表使用內部的信號源或輸出給電子回路內部，朝向OUT所示的方向，對標使用外部的信號源或者輸出給外部電子回路。
4、外部接線端子。
5、CANBUS連接口。
6、RS485連接口。
7、RS232連接口。
8、控制位置選用開關，對于輸出性質的電子回路板，可以選用系統(tǒng)控制或者硬件控制。在該開關附近有BD Ctrl和SF Ctrl的絲印，開關撥到BD Ctrl方向代表受硬件控制，對應核心板的狀態(tài)指示燈顯露藍色；撥到SF Ctrl方向代表受系統(tǒng)控制，對應核心板的狀態(tài)指示燈顯露紅色。
9、核心板接入?yún)^(qū)域。
以上9個功能區(qū)域對應的功能每塊電子回路板全部一樣，不再贅述。
4、數(shù)字量寫入電子回路板
圖77：DIN電子回路板
1、光電隔離單元。
2、光電隔離單元。
3、電壓（V）轉化單元。5V轉為3.3V寫入到CPU對應的GPIO通道。
4、寫入船型開關。
在硬件控制模式下，改電子回路板的1-10通道控制DO通道的1-10；11-20通道控制RO通道的1-10。
5、數(shù)字量輸出電子回路板
圖78：DIN電子回路板
1、P-MOS管單元。
2、光電隔離單元。
3、指示單元，雙色LED指示，輸出通道激活顯露綠色，輸出通道不激活顯露紅色。
4、CPU電源轉化單元。
5、PTC，1A自恢復保險絲。
(輸出極性請參考電子回路板絲印，以圖78視角來看為左正右負)
在硬件控制模式下，改電子回路板受電子回路板第1-10路寫入信號控制。
6、繼電器輸出電子回路板
圖79：RO電子回路板
1、P-MOS單元。
2、光電隔離單元。
3、繼電器單元。
4、指示單元。繼電器激活時顯露綠色，繼電器沒激活顯露紅色。
5、CPU電壓（V）變換單元。
（輸出接線端子排布見電子回路板絲印，按照圖79視角所示，下面一排從左向右分別是 NC/COM/NO.）
在硬件控制模式下，改電子回路板受DI電子回路板第11-20路寫入信號控制。
常見問題：
1、如果我要購買船舶CAN-BUS工控網(wǎng)絡實驗裝置，船舶網(wǎng)絡實訓設備，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的船舶CAN-BUS工控網(wǎng)絡實驗裝置，船舶網(wǎng)絡實訓設備是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開船舶CAN-BUS工控網(wǎng)絡實驗裝置，船舶網(wǎng)絡實訓設備的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的船舶CAN-BUS工控網(wǎng)絡實驗裝置，船舶網(wǎng)絡實訓設備都是自己生產的嗎？都有什么產品資質？
答：我們公司是專業(yè)生產教學設備的企業(yè)，完全自主生產，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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