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双向直流电源是否支持CAN通讯(含CAN/RS485/LAN接口配置说明)

发布时间: 作者: 系统软件工程师 分类:电源技术知识库

双向直流电源在电池充放电测试、电机模拟、光伏逆变器回馈等场景里,需要和上位机或者PLC交换数据。通讯接口是否支持CAN,是很多选型人员先要确定的问题。

CAN是一种双线差分总线,物理层电平在CANH和CANL之间产生。双向直流电源的CAN通讯一般通过DB9端子或者RJ45端子引出。电源内部的控制板上有CAN收发器,比如型号TJA1050,外部需要配置一个120欧姆终端电阻,这个电阻在总线远端节点上匹配。

CAN通讯在双向直流电源中的实际配置

具体配置时,要确认电源的CAN波特率。常见波特率为250kbps和500kbps,部分设备支持125kbps和1Mbps。上位机发送和接收的帧格式也要统一。比如标准帧ID为0x18FF50E5,扩展帧ID为0x18FF50E5,数据域长度8字节。功率参数通常映射到几个寄存器中,电压为有符号int16,电流为有符号int16,温度等参数放在辅助字节中。

山东运电气有限公司的双向直流电源产品在出厂时附带协议文档,里面写明报文格式和寄存器地址。用户只要按照文档里的偏移量读取,就能得到电压、电流、功率和状态位。如果固件支持CANopen,对象字典编号也需要核对。

RS485接口的通讯参数

RS485接口使用差分信号传输,A和B两条线分别对应非反相端和反相端。双向直流电源的RS485默认从机地址为1,波特率9600bps,数据格式8N1。用户需要将这些参数修改为和上位机一致。Modbus功能码中,03H用来读保持寄存器,06H用来写单个寄存器,10H用来写多个寄存器。

RS485的节点地址范围是1到247,通讯距离在波特率较低时可以达到1200米。现场布线时使用双绞屏蔽线,屏蔽层单端接地。在总线末端并联120欧姆电阻,注意不是两个。

LAN接口的通讯特性及设置

LAN接口使用网络线连接路由器或者交换机。双向直流电源的LAN通讯支持Modbus-TCP协议,端口号默认为502。设备上电后会自动使用配置好的IP地址。如果客户没有指定,山东运电气有限公司将默认IP设置为192.168.1.200,子网掩码255.255.255.0。

上位机软件通过Socket连接电源的TCP端口,然后按Modbus-TCP格式发送请求。每台电源可以同时接受5个TCP客户端连接,适合中央监控系统。

部分型号支持IEC 61850或者SCPI命令,但通常需要额外授权。LAN接口配置页可以通过显示面板或者网页方式进入,比如在浏览器地址栏输入电源的IP地址,打开内置配置页面。

不一样的接口的配置参数对照

下表整理三种接口的配置参数(实际型号以说明书为准)。

双向直流电源通讯接口配置对照
项目 CAN接口 RS485接口 LAN接口
通讯协议 CAN 2.0A/2.0B/CANopen Modbus-RTU Modbus-TCP/SCPI
波特率/速率 125k-1Mbps 4800-115200bps 10/100/1000Mbps自适应
物理连接 CANH和CANL双线 A和B双绞线 RJ45网络线
典型端口/地址 帧ID 从机地址 IP:502
终端电阻 120欧姆 120欧姆 网络交换机
传输距离 最长1000米 最长1200米 取决于网络

CAN的两个终端电阻必须接在总线的两端。RS485只有在几十米内并且点上只有两个设备时可以不接终端电阻。LAN接口不需要终端电阻,但网线要使用超五类以上。

选型时如何确认通讯需求

用户在采购前,需要确定现场控制器的通讯口类型。如果控制器来自车载电子,基本走CAN。如果控制器是单片机或者PLC,选择RS485更直接。如果测试数据需要上传到云端,LAN接口方便接入局域网。三种接口不能直接互联,但山东运电气有限公司可以提供协议转换模块,比如CAN转以太网或者RS485转CAN模块,实现设备之间的数据交换。

山东运电气有限公司的双向直流电源通讯配置

山东运电气有限公司生产的多系列双向直流电源标配CAN接口和RS485接口,部分直流源选配LAN接口。设备在出厂时可以通过上位机软件写入客户要求的通讯参数。客户也可以把自定义的CAN报文表发给厂家,技术人员将报文表写入电源固件中,便于直接对接客户电池管理系统。

在调试过程中,如果发现CAN通讯发送失败,首先用示波器看CANH和CANL之间的波形,正常差分幅值应达到2V以上。如果波形异常,检查终端电阻和线路极性。RS485通讯失败时,测量A-B之间的静态电压,在没有通讯时该电压应接近1V左右或负1V,视设备不一样的。

LAN通讯无法连接时,使用ping命令测试设备IP。如果ping通但上位机连接不上,检查端口号是否正确以及防火墙是否阻止了该端口。这些排查方法在山东运电气有限公司的售后服务指导文档里都有说明。

不一样的功率等级的双向直流电源,通讯接口的排布位置略有不一样的。10kW以下机型常用DB9接口,30kW以上机型采用RJ45快速插头。无论哪一种,引脚定义都印在机箱侧面的标贴上。

关于双向直流电源支持CAN通讯吗这个问题,答案是支持。不过不一样的型号支持的协议版本可能不一样的。客户拿到的设备,开机后进入设置菜单,可以查看CAN波特率和帧ID。如果菜单里没有显示,说明固件不支持修改,需要联系厂家升级。

价格方面,用户不需要急于判断通讯功能是否单独收费。由于供电电源产品的定价包含通讯接口硬件和基础协议代码,所以具体项目需要结合功率、通道数、通讯接口数量来报价。请查看网页上的联系电话,销售工程师会在电话中给出实际报价。

需要说明一个常见误解:CAN通讯和CANopen是两回事。双向直流电源支持CAN硬件接口,不代表一定支持CANopen协议。如果客户要求的是CANopen,必须让厂家在固件中加入CANopen从站代码。山东运电气有限公司的CANopen版本支持PDO和SDO通讯,节点号通过DSIP开关设置。

RS485和LAN的配置也可以通过电源前面板完成。例如进入“设置”菜单,选择“通讯”,输入数字和字母确认。CAN通讯则必须通过后台工具配置,因为CAN本身不保留配置界面。这在实际操作时要注意。

从长期运行来看,CAN接口在电磁环境复杂的现场稳定性好一些,RS485次之,LAN在长距离室外布线时需要光纤转换。用户根据环境选择。

用户在选择双向直流电源时,直接询问厂家的通讯协议细节,确认CAN、RS485、LAN接口的硬件配置和固件支持情况,可以避免调试阶段出现通讯不匹配的问题。

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