工业现场CAN总线集线器开发∗

周 琦 龚元明

（上海工程技术大学汽车工程学院 上海 201620）

1 引言

在智能制造领域，总线集线器是适用于工业控制最底层的简单传感器和执行器的工业通信接口，能采集多路数字量模拟量信号［1］。总线集线器支持多从站和主站点对点通信，各从站之间互不影响，具有良好的通信稳定性，同时具有智能可配置性。总线集线器使工厂自动化设备中典型应用的传感器网络变得更高效和智能化，能够为工业传感器制造商在工业4.0时代提供支持［2］。

CAN总线采用差分信号传输，抗干扰能力强，最高传输速率可达1Mbps，最大通信距离可达10km，可以大大降低信息传输延时，适用于对通信时序较为严格的控制系统［3］。考虑到CAN总线启用成本低、可靠性高的优点，在工业自动化电子领域中广泛应用，因此基于CAN总线协议对集线器开发设计。

2 系统总体设计

CAN总线集线器以英飞凌XC2234L为微控制器，通过底层驱动对GPIO接口施密特触发器的开关切换，可配置为数字量/模拟量输入通道。设置M8物理接口，总共可采集16路传感器信号，通过自定义协议将传感器信号打包成CAN报文格式，由GPT单元对外定时发送。CAN总线集线器通过USB-CAN和上位机连接，基于CCP协议对Flash区的CAN参数进行标定，以适应不同工作环境。集线器总体设计结构如图1所示。

图1 集线器总体设计结构

为了满足智能制造领域多从站和主站通信的要求，可配置各集线器不同CANID作为从站，通过CAN转以太网网关和主站PLC连接。在实际应用中以西门子S7-1200 PLC作为主站，采用泗博自动化公司的CAN转Profinet网关进行主从连接［4］。……