Изоляция вус расшифровка: ВУС изоляция труб

Содержание

ВУС изоляция труб ‒ что это, преимущества

Содержание

  • Особенности ВУС изоляции

  • Технология нанесения ВУС изоляции

  • Применение труб и деталей трубопроводов ВУС

  • Преимущества ВУС изолированных деталей

Прокладывая промышленные или бытовые трубопроводы, специалисты стремятся как можно дольше сохранить системы в первичном виде. Сталь постоянно подвергается влиянию осадков, воздуха, а подземные линии взаимодействуют с грунтовой водой, в структуре которой есть агрессивные вещества. Под воздействием внешних факторов трубопроводные конструкции приходят в негодность.

Как уберечь сборочные единицы магистрали от коррозийного разрушения, продлить рабочий срок инженерных сооружений? С этими задачами справляется ВУС изоляция (расшифровка: весьма усиленная изоляция).

Технология основана на применении экструдированного полиэтилена.

Особенности ВУС изоляции

Когда-то наиболее распространенным вариантом обработки металлопроката являлась битумная мастика. Сегодня при возведении трубопроводных сетей активно применяется метод весьма усиленного изолирования, который обладает высокими защитными свойствами. Требования к нему изложены в ГОСТ 9.602-2005.

Характеристики футляра из полимерного, полиэтиленового покрытия:

  • минимальный показатель впитывания влаги;

  • адаптирован к механическим нагрузкам;

  • устойчив к химически агрессивным условиям: не разрушается в кислотных, щелочных почвах;

  • обладает незначительным весом, поэтому не меняет вес деталей трубопроводной сети;

  • ограждает магистраль от блуждающих токов;

  • широкий температурный коридор эксплуатации: -45 до +60 градусов по Цельсию;

  • сохраняет свои свойства в течение 50 лет.

Технология нанесения ВУС изоляции

С типом изоляционный защиты определяются до проектирования трубопроводов, т.к. в разных регионах условия эксплуатации различаются, в т. ч. почвы отличаются по химическому составу.

Рассмотрим особенности обработки металлопроката:

  • Перед применением экструдированного полиэтилена прокат обрабатывают. Его очищают от ржавчины, краски, грязи.

  • Проводят визуальный осмотр металлоизделий: для дальнейшей работы пригодны только качественные трубы без дефектов, с правильной геометрией формы.

  • На поверхность в определенной последовательности накладывают грунтовку, праймер, адгезив (сэвилен), изоляционный материал. Они повышают устойчивость объекта к внешним негативным воздействиям.

  • Трубную продукцию охлаждают, сушат. Торцы очищают от излишков изоляционной обертки примерно на 10-15 см, чтобы выполнить монтаж стыков. Фаску зачищают.

  • Измеряют толщину изоляционного покрытия (по ГОСТ 9.602-2005 она составляет 2-3,5 мм).

  • Стальные конструкции тестируют в лабораториях, создавая условия, приближенные к реальным. После успешного прохождения приемо-сдаточных испытаний детали с полиэтиленовым покрытием маркируют, снабжают сертификатом соответствия. Далее детали поступают в реализацию.

Применение труб и деталей трубопроводов ВУС

Где применяют изолированные металлоизделия? Конструкции востребованы в следующих отраслях:

  • при строительстве газовых сетей ‒ они изолируют подземные газопроводы, которые работают под давлением до 5,5 МПа;

  • в нефтяном секторе;

  • при укладке канализаций;

  • при сооружении линий магистрального водоснабжения.

Трубопрокат в покрове из полиэтилена массово ставят в подземные линии, которые проходят под автомобильными магистралями, свалками промышленных отходов.

Преимущества ВУС изолированных деталей

Долгое время инженерные коммуникации монтировали с использованием битумно-мастичного материала. Он состоит из нескольких прослоек битумной мастики. Нанесение возможно только в заводских условиях. Многослойная структура отличается низкой стоимостью, простотой технологии, невосприимчивостью к коррозии, пониженной влагопроницаемостью. Но это покрытие сохраняет свои свойства только в течение 10-15 лет и деформируется при понижении температуры до -10 градусов по Цельсию. Сегодня битумный материал оттеснили новые усовершенствованные варианты полимерной защиты.

Современные виды ВУС обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рассмотрим плюсы ленточно-полиэтиленовой капсулы:

  • срок службы конструкций превышает 25-30 лет;

  • антикоррозийное покрытие наносится на поверхность в два или три слоя;

  • вещество устойчиво к отрицательным температурам;

  • эффективно защищает ВУС-отводы и прочие элементы от ржавчины и ультрафиолета;

  • подходит для эксплуатации в грунтах с агрессивными составляющими;

  • позволяет провести ремонт участка сети в полевых условиях.

Виды оболочки по количеству слоев:

  • 2-х слойная. На трубу, которая прошла механическую и термическую обработку, наносят грунтовку (или термореактивный клей). Далее мастера формируют скорлупу из экструдированного полиэтилена;

  • 3-х слойная. После грунтования эпоксидной смолой стальной предмет покрывают термоплавким полимерным подслоем. Сверх него наносят защитную пленку из экструдированного полиэтиленовой слоя. Технология расширяет температурный диапазон эксплуатации трубопровода, обеспечивает его максимальную защиту и длительный безаварийный срок службы.

  • Комбинированная трехслойная мембрана. После грунтовой смеси наносят полиэтиленовую ленту на липкой основе, которая повышает влагостойкость металлоизделия. Толщина второй зоны составляет 0,45 мм и больше.

ВУС изоляция труб: что это такое

Весьма усиленная изоляция высокоэффективный способ защиты трубопроводов от покрытия железа ржавчиной. Во избежание повреждения её от коррозии используют гидроизоляцию. В разных районах грунт отличается по составу, поэтому с видом изоляционной системы необходимо определиться до проектирования.

Содержание

  1. Понятие
  2. Особенности ВУС изоляции
  3. Процесс нанесения изоляции
  4. Применение
  5. Преимущества и недостатки битумно-мастичной изоляции труб
  6. Современный вариант ВУС изоляции

ВУС изоляция способна увеличить срок службы трубопроводов.
По стандартам ГОСТ трубы соответствуют основным нормам. Соблюдение всех требований, возможно, лишь в заводских условиях. Именно на заводе наносится усиленная изоляция.

Этот вид изоляции состоит из:

  1. Стальной трубы.
  2. Двумя промежуточными слоями (первый праймер, второй изоляционный).
  3. Наружным обёрточным слоем.

Толщина праймера в основном колеблется между 0,1 и 0,6 см. Праймер это разбавленная в бензине грунтовка, высыхающая в течение 15 минут.
В качестве изоляционного слоя может использоваться полиэтиленовая лента. По ГОСТу ВУС изоляция в отличие от усиленной, должна иметь большую толщину изоляционного материала. Именно это способствует защите поверхности металла от лишней влаги и коррозии.

Особенности ВУС изоляции

Не зря она называется весьма усиленной, она не позволяет проникать влаге к поверхности трубы. Благодаря своей прочности может быть применена в самых агрессивных почвах.
Очень тяжело повредить изоляцию. Для этого необходимо ударить по трубе с весом не меньше 2,1 кг.

Плюсы ВУС изоляции:

  1. Покрытие имеет большой срок службы.
  2. Имеет хорошую адгезию.
  3. Одним из главных преимуществ этой изоляции является долговечность.

Процесс нанесения изоляции

  1. В первую очередь необходимо подготовить поверхность. Труба предварительно нагревается и очищается путём дробемётной очистки. Это специальный дробемётный аппарат, через который они должны пройти. Дробомётная обработка нужна для удаления ржавчины и окисли. После окончания работы получается шероховатая поверхность.
  2. Очистив от остатков дроби, она отправляется на контроль качества обеспыливания и контроль шероховатости поверхности.Обеспыливание проверяется при помощи липкой ленты и сверяется с эталоном.
  3. Если на ней останется пыль, то это ухудшит её устойчивость к коррозии.При помощи специального измерителя проводится контроль шероховатости. Этот показатель тоже влияет на адгезию.
  4. Следующим пунктом идёт нанесение материалов, которые составляют антикоррозийную весьма усиленную изоляцию.Предварительно нагретый газом трубопровод отправляется на бихроматную обработку. Бихроматная обработку это удаление хромового сплава с поверхности. И проходит метод бесконтактного (индукционного) нагрева до 200 градусов.Теперь труба готова к нанесению эпоксидного праймера, если изоляция трёхслойная. Если изоляция двухслойная грунтовка праймером не требуется.
  5. Далее, наносится слой адгезива, в большинстве используется сэвилен. Почти сразу на обработанную поверхность наносится слой изоляционного покрытия.
  6. Следующим пунктом является охлаждение и сушка. После этого концы трубы очищаются от изоляции примерно на 15 см, требуется для монтажа стыков.
  7. Последний пункт зачистка фаски и измерение толщины покрытия, специальным прибором. На очищенных от фаски участках проверяется угол скоса покрытия.

Применение

Трубы ВУС применяются в водопроводе, канализации, в подземных газовых сетях, в прокладке магистрального водоснабжения. Необходимо учитывать, что температура не должна превышать отметку +50. А работать по установлению можно в рамках от -40 до +60.

Преимущества и недостатки битумно-мастичной изоляции труб

Многие годы битумно-мастичное покрытие являлось единственным типом защитного покрытия трубопроводов.
Основная цель битумно-мастичного покрытия антикоррозийная защита трубопроводов, имеющих разные диаметры и применяемых при нормальных эксплуатационных температурах.
Структура многослойная, имеющая несколько слоёв битумной мастики. В заводских условиях покрытие наносится на внешнюю поверхность стальной трубы.
Изоляция трубопроводов соответствует нормам и требованиям ГОСТ 5116498.

Преимущества:

  •  дешевизна,
  • простая технология нанесения,
  • низкая влагопроницаемость и водопоглощение,
  • низкая кислородопроницаемость,
  • высокая устойчивость к коррозии,
  • стойкость к катодному отслаиванию. Также она обеспечивает дополнительную теплоизоляцию трубы.

Единственными недостатками битумно-мастичной ВУС изоляции является её срок службы до 15 лет. При температуре -10, она будет разрушаться.

Современный вариант ВУС изоляции

По сравнению с битумно-мастичной изоляцией, период эксплуатации трубы с полиэтиленовой гидроизоляцией дольше на 2035 лет.
Технология нанесения полиэтилена происходит на заводе в специально отведённом помещении.
Полиэтиленовое покрытие удовлетворяет самым строгим, высоким требованиям защиты стальных труб от коррозии и других внешних механических повреждений.
Антикоррозионное покрытие наносится в два или три слоя.
Производство отличается от предыдущего. Труба также очищается, затем нагревается и обрабатывается специальным клеем. Поверх клея наносится полиэтилен. Это позволяет защитить не только от механических повреждений, но и использовать на более низких температурах. Также защищает от ультрафиолета.

Трубопроводы с таким видом покрытия применяются в водопроводных сетях, подземных газовых сетях, магистральных газовых и водных трубопроводах.
Двухслойное полиэтиленовое покрытие во многом отличается от покрытия трёхслойного.
В процессе производства двухслойного полиэтиленового покрытия вначале наносится жидкий слой адгезива, который наносится на уже очищенную поверхность. Затем покрывается наружным слоем полиэтилена.
Трёхслойное полиэтиленовое покрытие состоит из трёх слоёв. Сперва труба покрывается слоем эпоксида, который также должен наноситься на очищенную дробемётом трубу. Затем наносится адгезионный слой и только потом слой наружного полиэтилена.

ВУС- изоляция

Металлопрокат продажа
ППУ
ГОСТ 10704-91
Трубы большого диаметра
Лист горячекатаный
металлоконструкции
Трубы ГОСТ 20295
продажа
Трубы ВУС
металлопрокат прайс


  


ВУС-изоляция — эффективный метод защиты трубопроводов от коррозии

В настоящее время направление заводской изоляции труб экструдированным полиэтиленом является приоритетным в мировой практике защиты трубопроводов от коррозии.

Стальные трубы с наружным антикоррозийным покрытием из экструдированного полиэтилена весьма усиленного типа ВУС предназначены для магистральных и промысловых газо-, нефте-, водопроводов для подземной и подводной прокладки с температурой эксплуатации от — 20°С до + 60°С.

По сравнению с изоляцией битумом, полимерными лентами и другими покрытиями сама технология нанесения экструдированного полиэтилена с твердым адгезионным подслоем, а также возможность пооперационного контроля при изоляции в заводских условиях позволяют достичь значительно более высоких качественных показателей покрытия, особенно таких, как устойчивость к внешним механическим повреждениям, высокая адгезия к поверхности трубы, низкие водопоглащение и водопроницаемость, что способствует долгой (не менее 30 лет) и безаварийной эксплуатации трубопроводов.

Покрытие наносится методом боковой («плоскощелевой») экструзии. С целью обеспечения высоких адгезионных свойств покрытия применяется высококачественная дробеструйная очистка, нанесение промежуточного клеящего слоя (адгезионно-активная композиция толщиной 300-400 мкм — «сэвилен») и далее нанесение наружного защитного слоя на основе термосветостабилизированной композиции полиэтилена.

Трубы в ВУС изоляции

При прокладке трубопроводов одним из основных вопросов, решаемых проектировщиками, является максимальное увеличение его срока службы. Именно поэтому при выборе труб для строительства такого рода магистралей особое внимание уделяется изоляционным материалам. Одним из оптимальных решений в настоящее время является ВУС.

ВУС: понятие и свойства

Изоляция типа ВУС состоит из двух или трех слоев, что делает ее устойчивой к агрессивным средам. Данный механизм защиты трубопровода специалисты относят к наиболее эффективному. Длительный срок службы труб, которые покрыты изоляционным слоем ВУС, обусловлен, прежде всего, его водонепроницаемостью и высоким показателем устойчивости к нежелательным воздействиям окружающей среды.

Нанесение изоляции ВУС осуществляется в рамках заводских условий. Данный процесс включает в себя несколько этапов. Первой ступенью является укладка на внешнюю поверхность трубы адгезионнового подслоя, который необходим для обеспечения надежного сцепления стали с покрытием из полиэтилена. Толщина слоя экструдированной пленки составляет от 2,0 до 3,5 мм. Для защиты от механических воздействий такая изоляция усиливается третьим слоем полиэтилена. Высокие параметры адгезии, характерные для изоляции ВУС, позволяют продлить эксплуатационный период трубопровода в безаварийном режиме до 30 лет.

Основные преимущества труб с ВУС изоляцией

Трубы в ВУС изоляции в современном мире нашли широкое применение при строительстве как подземных, так и поверхностных промышленных и магистральных газопроводов. Такая популярность вполне обоснована, так как данный тип изоляции является одним из самых стойких к коррозии. И это не единственное достоинство ВУС. Данный продукт является идеальным барьером от блуждающих потоков, к тому же он способен выдерживать перепад температур от – 200С до +600С.

Трубопровод, монтированный трубами в ВУС изоляции, рассчитан на долгий срок эксплуатации. Адгезионные свойства изоляционных материалов обеспечивают плотное соединение покрытия со стальной трубой. Данная герметичность вместе с идеальными качественными показателями полиэтиленовой пленки, используемой в качестве верхнего слоя, обуславливает не только водонепроницаемость системы, но и устойчивость к агрессивным средам и повреждениям.

Продукция, предлагаемая нашей компанией, сертифицирована и обладает высокими качественными показателями. Сотрудничество с нами избавит вас от эксплуатационных проблем в рамках обустройства систем отопления и водоснабжения. Продукция нашей компании справится с любыми поставленными перед ней задачами и сможет работать без аварийных ситуаций даже в сложных условиях.


 

Продажа металлопроката
ТУ 1381-051-05757848-2011
Трубы ППУ
труба 12х1мф
ОАО АК ТРАНСНЕФТЬ
ОАО ВМЗ
труба котельная

Расшифровка шин CAN и CAN FD

./pics/bac_linevert1.png»>
./pics/back_col1.jpg»>

ПОИСК:

Живая поддержка

Авторизоваться

Следите за нами на Facebook, чтобы быть в курсе последних новостей, обновлений и рекламных акций

 

./pics/back2_col1.jpg»>
Принимаются кредитные карты

 

Шина CAN (локальная сеть контроллеров) — это стандарт последовательной передачи данных, первоначально разработанный в 1980-х годах компанией Robert Bosch GmbH для использования в автомобильных приложениях. Сегодня он также широко используется в управлении промышленными процессами и аэрокосмических приложениях.

Он позволяет микроконтроллерам и электронным устройствам взаимодействовать друг с другом без использования главного компьютера и обеспечивает быструю и надежную передачу данных в средах с электрическими помехами по низкой цене и с минимальным количеством проводов.

CAN использует дифференциальную сигнализацию для обеспечения высокого уровня устойчивости к электрическим помехам.

В 1991 году компания Bosch опубликовала спецификацию CAN 2.0, в которой подробно описаны два формата:

  • CAN 2.0A — это стандартный формат с 11-битным идентификатором.
  • CAN 2.0B  — это расширенный формат с 29-битным идентификатором.

В 1993 году ISO (Международная организация по стандартизации) выпустила стандарт CAN ISO 1189.8, который позже был разделен на три части:
.

  • ISO 11898-1  , который охватывает уровень канала передачи данных
  • ISO 11898-2 , который охватывает физический уровень CAN для высокоскоростной CAN (до 1 Мбит/с).
  • ISO 11898-3 , который охватывает физический уровень CAN для низкоскоростной, отказоустойчивой CAN (до 125 кбит/с)

Впоследствии Bosch выпустила CAN FD 1.0 или CAN с гибкой скоростью передачи данных, которая была включена в ISO 1189.8-1:2015. Эта спецификация позволяет увеличить длину данных, а также дополнительно переключаться на более высокую скорость передачи данных после решения арбитража. CAN FD обратно совместим с существующими сетями CAN 2.0, поэтому новые устройства CAN FD могут сосуществовать в одной сети с существующими устройствами CAN.

Проводка

К шине CAN можно подключить множество устройств, от сложных электронных блоков управления до простых устройств ввода/вывода. Каждое устройство называется узлом.

Каждый узел CAN осуществляет дифференциальную передачу по двум проводам: CAN High и CAN Low.

 [Уровни напряжения высокоскоростной шины CAN показаны в виде временной диаграммы]

Сигнализация

CAN передает дифференциально по двум линиям, CAN High и CAN Low. Есть два логических состояния:

  • Доминанта – Логика 0
  • Рецессивный – Логика 1

Уровни напряжения варьируются в зависимости от спецификации. Здесь мы смотрим на высокоскоростной CAN.

Во время рецессивной передачи (логическая 1) шина активно не управляется и находится на уровне около 2,5 В.

Во время доминантной (логический 0) сигнал CAN High приближается к 5 В (или Vcc), а CAN Low приближается к 0 В.

Арбитраж

Данные CAN отправляются в кадрах, начинающихся с доминирующего 0, за которым следует идентификатор, который формирует основу арбитража (приоритета), когда два или более узлов пытаются передавать одновременно.

Каждому узлу назначается идентификатор длиной 11 бит (CAN 2.0A) или 29 бит (CAN 2.0B).

В таблице показаны три узла, пытающиеся одновременно передать данные, каждый из которых начинает с доминирующих нулей. Когда узел передает рецессивную 1, но видит, что шина остается в доминантном 0, он понимает, что существует конфликт, прекращает передачу и ждет следующей возможности для передачи.

Таким образом, узел с наименьшим значением ID выигрывает арбитраж и получает приоритет для передачи остальной части кадра.

Рамы

CAN имеет четыре типа рамок:

  • Кадр данных: кадр, содержащий данные узла для передачи.
  • Удаленный кадр: кадр, запрашивающий передачу определенного идентификатора.
  • Кадр ошибки: кадр, переданный любым узлом, обнаружившим ошибку.
  • Кадр перегрузки: кадр для введения задержки между данными и/или удаленным кадром.

Бит RTR (запрос удаленной передачи) определяет между кадрами данных (0) и удаленными кадрами (1). который поддерживает 11-битные идентификаторы, и расширенный формат кадра (только CAN2.0B), который поддерживает 29-битные идентификаторы, позволяя добавлять 18-битное расширение идентификатора.

Бит расширения идентификатора (IDE) определяет, используется ли 18-битное расширение идентификатора.

В таблице показан формат кадра данных CAN с базовым форматом (11 бит) без заполнения битами

Код длины данных указывает длину данных в байтах; в данном случае 1 байт.

CRC означает контроль циклическим избыточным кодом, который используется для обнаружения ошибок.

Бит слота подтверждения – все узлы, которые получают кадр и не обнаруживают ошибок, передают доминантный 0, который переопределяет рецессивную 1, отправленную передатчиком. Если передатчик обнаруживает рецессивную единицу, он знает, что кадр был получен неправильно.

Конец кадра подтверждается передачей 7 рецессивных единиц.

Вставка битов

Чтобы обеспечить достаточное количество переходов для поддержания синхронизации, после пяти последовательных битов одинаковой полярности вставляется бит противоположной полярности. Вставка битов не происходит во время разделителя CRC, поля ACK и конца кадра.

В полях, где используется вставка битов, шесть последовательных битов одного типа (000000 или 111111) считаются ошибкой, а активный флаг ошибки, состоящий из шести последовательных доминирующих битов, может быть передан узлом, когда ошибка была обнаружена. обнаружено.

CAN FD

Компания Bosch следовала стандарту CAN с CAN FD 1.0 или CAN с гибкой скоростью передачи данных, которые позже стали частью стандарта ISO 11898-1:2015. Эта спецификация позволяет увеличить длину данных, а также дополнительно переключаться на более высокую скорость передачи данных после решения арбитража.

CAN FD удовлетворяет растущую потребность в более быстрой передаче большего объема данных в автомобильных (и других) системах повышенной сложности.

CAN FD обратно совместим с существующими сетями CAN 2.0, поэтому новые устройства CAN FD могут сосуществовать в одной сети с классическими устройствами CAN.

Различия в протоколах между CAN и CAN FD

В таблице показана структура кадра CAN FD.

Арбитраж и использование базовых и расширенных форматов кадров идентичны как в классическом CAN, так и в CAN FD.

CAN FD не использует удаленные кадры, поэтому бит RTR, используемый в CAN, является избыточным и обозначается  SRR  Заменить удаленный запрос и является рецессивным.

Аналогичным образом используется бит  IDE  .

Резервный бит в CAN теперь становится битом  FDF  (гибкий формат данных) и является доминирующим 0, чтобы указать, что кадр находится в формате CAN FD. Кадры, отправляемые в классическом формате CAN, обозначаются рецессивной цифрой 1.

Next — это резервный бит для будущего использования.

Затем следует бит BRS  (переключатель скорости передачи). Если BRS отправляется доминантно, битрейт остается одинаковым для всего кадра. Если BRS является рецессивным, после этого бита будет передаваться более высокая скорость передачи до разделителя CRC включительно.

Бит  ESI  (индикатор состояния ошибки) является доминирующей передачей для активной ошибки и рецессивной передачей для пассивной ошибки.

Код длины данных

Количество байтов в поле данных указывается кодом длины данных (DLC). Его кодирование отличается в CAN и в CAN FD. Первые девять кодов одинаковы, но следующие коды, которые в CAN все определяют ПОЛЕ ДАННЫХ из восьми байтов, определяют более длинные ПОЛЯ ДАННЫХ в CAN FD.

Поле CRC CAN FD

Из-за большей длины данных в CAN FD для проверки CRC требуется больше битов. Если кадр содержит 16 байтов или меньше, используется CRC с 17 битами; и если кадр CAN содержит 20 байтов или более, используется CRC с 21 битом.

После поля CRC структура подтверждения и конца кадра такая же, как и в классическом CAN.

Отладка шины CAN

Ошибки могут возникать из-за индукторов, катушек и силовых устройств, которые могут вызвать большие скачки напряжения, шум и звон. К автомобильным шинам CAN добавляется все больше встроенных компьютеров и устройств, и по мере добавления новых узлов доступное шинное время становится все более занятым. Когда трафик достигает примерно 40% времени работы шины, могут начать возникать ошибки. На этом этапе может потребоваться осциллограф для отладки сети.

Для мониторинга и поиска неисправностей на шине CAN важно иметь осциллограф с большой памятью, чтобы фиксировать большое временное окно с несколькими кадрами данных. Затем прибор может обработать всю полученную форму сигнала, а затем увеличить масштаб для анализа пакетов данных.

Мы рекомендуем, чтобы прибор имел полосу пропускания, в десять раз превышающую скорость передачи данных CAN, для анализа времени нарастания и любых условий отказа.

Шаг первый – зондирование

CAN – это дифференциальный сигнал, CAN Low является обратным сигналу CAN High. Просмотр разницы между ними устраняет любые синфазные помехи, с которыми сталкивается сигнал во время передачи.

Наилучшие результаты достигаются при определении разности сигналов между CAN Low и CAN High с помощью дифференциального пробника или осциллографа с дифференциальным входом, такого как PicoScope 4444.

Сигнал по-прежнему можно получить с помощью несимметричного пробника, подключенного либо к CAN Low, либо к CAN High, но любой синфазный шум будет отображаться и может вызвать ошибки декодирования на осциллографе, которые не повлияют на приемник CAN. [ Форма сигнала шины CAN, полученная с помощью PicoScope]

Шаг второй — получение сигнала данных CAN

Установите объем памяти, достаточный для получения необходимого количества кадров, и разрешение, необходимое для разрешения отдельных битов.

Или используйте индекс буферной памяти для захвата коротких пакетов кадров, игнорируя любое время простоя между ними.

Шаг третий – настройте декодер

Выберите Serial Decoding в меню Tools , нажмите Create , затем выберите CAN

.

Выберите Канал > Данные > А и Конфигурация  либо  Низкий  или  Высокий  при одностороннем измерении, или  Высокий  при дифференциальном измерении.

PicoScope автоматически рассчитает оптимальный порог, гистерезис и скорость передачи, но при необходимости эти значения можно настроить.

В меню  Отображение  отметьте  График или  Таблица , или оба, а затем выберите нужный формат — Шестнадцатеричный/Двоичный/Десятичный/ASCII — и нажмите  ОК .

Если выбрано  График  , на графическом дисплее появится кривая с цветовой кодировкой, коррелированная по времени с полученными данными.

Если выбрано Таблица , все данные будут представлены в формате таблицы. В таблице есть несколько полезных функций:

  • Дважды щелкните кадр в формате графика, и соответствующий кадр будет выделен в таблице.
  • Выберите «Экспорт», чтобы сохранить данные таблицы в формате .csv.
  • Настройте файл ссылки, чтобы данные в таблице отображались в виде осмысленного текста.
  • Фильтр в таблице для поиска в любом поле определенных значений, например недопустимых CRC.

Резюме

Декодирование CAN и CAN FD является стандартной функцией программного обеспечения PicoScope и может использоваться со всеми осциллографами реального времени PicoScope.

png»>
 
Офис в США

 Западная Канада — Ванкувер, Британская Колумбия

 Восточная Канада — Маркхэм, Онтарио

./pics/backfoot4.jpg»>

Что такое Can Bus (локальная сеть контроллеров)

Автор Грант Малой Смит, эксперт по сбору данных

В этой статье мы обсудим шину CAN (локальную сеть контроллеров) и другие интерфейсы автомобильных шин, чтобы вы могли:

  • Посмотреть , что такое шина CAN на самом деле
  • Узнайте об истории и будущем систем шины CAN
  • Понимание того, как системы сбора данных Dewesoft взаимодействуют с шиной CAN

Перейти к разделу

Что такое протокол шины CAN?

Что такое CAN FD?

Преимущества шины CAN

Популярные области применения шины CAN

Краткая история шины CAN

Как работает обмен сообщениями по шине CAN?

Варианты шины CAN

Дополнительные стандарты и протоколы CAN

Родственные коммуникационные шины

Сравнение CAN с шинами других автомобилей

Системы сбора данных Dewesoft CAN Bus

Дополнительная литература

Что такое протокол CAN?

Локальная сеть контроллера —  CAN-шина – это протокол на основе сообщений, разработанный для того, чтобы позволить электронным блокам управления (ЭБУ), установленным в современных автомобилях, а также другим устройствам, взаимодействовать друг с другом надежным и приоритетным способом. Сообщения или «кадры» принимаются всеми устройствами в сети, для чего не требуется хост-компьютер. CAN поддерживается большим набором международных стандартов в соответствии с ISO 11898. 

Схема сети шины CAN

Что такое CAN FD?

CAN FD — это версия шины CAN с гибкими данными (скорость). Стандартная длина каждого сообщения была увеличена на 800% до 64 байт, а максимальная скорость передачи данных была увеличена аналогичным образом с 1 Мбит/с до 8 Мбит/с. «Гибкая» часть относится к тому факту, что ECU могут динамически изменять скорость передачи и выбирать больший или меньший размер сообщений в зависимости от требований в реальном времени.

Несмотря на все эти усовершенствования, CAN FD по-прежнему полностью обратно совместим со стандартным CAN 2.0. Сегодня CAN FD используется в автомобилях с очень высокими характеристиками, но ожидается, что в конечном итоге он будет распространяться на все или большинство автомобилей.

В этом видео представлена ​​отличная справочная информация о шинах данных транспортных средств, включая CAN:

Преимущества шины CAN

Стандарт шины CAN широко распространен и используется практически во всех транспортных средствах и многих машинах. Это в основном связано со следующими ключевыми преимуществами:

  • Простота и низкая стоимость : ECU обмениваются данными через единую систему CAN вместо прямых сложных аналоговых сигнальных линий, что снижает количество ошибок, вес, проводку и затраты. Чипсеты CAN легко доступны и доступны по цене.
  • Полностью централизованный : шина CAN обеспечивает единую точку входа для связи со всеми сетевыми блоками управления двигателем, обеспечивая централизованную диагностику, регистрацию данных и настройку.
  • Чрезвычайно надежная : система устойчива к электрическим помехам и электромагнитным помехам — идеально подходит для критических с точки зрения безопасности приложений (например, транспортных средств)
  • Эффективный : Кадры CAN имеют приоритет по идентификационным номерам. Данные с наивысшим приоритетом получают немедленный доступ к шине, не вызывая прерывания других кадров.
  • Уменьшенный вес транспортного средства : за счет исключения из транспортного средства километров сильно изолированных электрических проводов и их веса.
  • Easy Deployment : проверенный стандарт с богатой экосистемой поддержки.
  • Устойчивость к электромагнитным помехам : это делает CAN идеальным для критических применений в транспортных средствах.

CAN имеет отличные возможности управления и обнаружения неисправностей. Обнаружение ошибки выполняется легко, и таким образом передаваемые данные попадают туда, куда нужно.

Это идеальный протокол, когда требуется распределенное управление сложной системой. Это уменьшает тяжелую проводку и, следовательно, стоимость и вес. Стоимость чипов низкая, а внедрение CAN относительно просто благодаря чистому дизайну протокола.

Еще одним преимуществом использования CAN является то, что первые два уровня: физический уровень и уровень канала передачи данных реализованы в недорогих микросхемах, доступных в нескольких конфигурациях.

Популярные приложения шины CAN

Сегодня приложения для CAN преобладают в автомобилестроении, но они не ограничиваются этим. CAN используется практически во всех отраслях. Вы можете найти используемый протокол CAN:

  • Все виды транспортных средств: мотоциклы, автомобили, грузовики…
  • Телематика для большегрузного транспорта
  • Самолеты
  • Лифты 
  • Производственные предприятия всех видов
  • Корабли
  • Медицинское оборудование
  • Системы профилактического обслуживания
  • Стиральные машины, сушилки и другие бытовые приборы.

Краткая история CAN-шины

Когда вы щелкаете выключателем в своем доме, чтобы включить свет, электричество проходит через выключатель к свету. В результате переключатели и проводка должны быть тяжелыми и достаточно изолированными, чтобы выдерживать максимальный ожидаемый ток. Стены вашего дома заполнены этой тяжелой изолированной проводкой.

Раньше легковые и грузовые автомобили были подключены точно так же: с тех пор, как Генри Форду пришла в голову идея добавить в свои автомобили фары и электрический гудок в 1915, электричество шло от батареи через выключатели к фонарям и другим устройствам. К 1960-м годам в каждом автомобиле были тысячи толстых проводов. Каждый дополнительный вес снижает топливную экономичность автомобиля.

Автобус Pre-CAN с милями/километрами толстых проводов внутри.
Авторское право Райан МакГуайр с Pixabay.

После введения нефтяного эмбарго в 1970-х годах на производителей автомобилей усилилось давление с целью повышения эффективности использования топлива. Поэтому они начали искать способы уменьшить вес автомобилей, которые они производили.

Типичная электропроводка в легковом автомобиле
Изображение предоставлено Transparency Market Research 

К началу 1980-х годов в автомобилях было все больше и больше ЭБУ (электронных блоков управления), и такие компании, как компания Robert Bosch из Германии, искали тип системы связи по шине, которую можно использовать в качестве системы связи между несколькими ЭБУ и системами автомобиля. Они исследовали рынок, но не смогли найти именно то, что им было нужно, поэтому они начали разработку «локальной сети контроллеров» в партнерстве с производителем автомобилей Mercedes-Benz и производителем полупроводников Intel®, а также с несколькими университетами в Германии.

В 1986 году компания Bosch представила стандарт CAN на конгрессе SAE в Детройте. Год спустя корпорация Intel начала поставки первых чипов контроллера CAN, и автомобильный мир изменился навсегда. Оглядываясь назад, можно сказать, что снижение веса в результате разработки CAN было почти удачным побочным продуктом, но, тем не менее, очень реальным.

В современных легковых и грузовых автомобилях тяжелый кабель заменен на легкий двухжильный CAN

Как работает обмен сообщениями CAN?

Устройства на шине CAN называются «узлами». Каждый узел состоит из процессора, контроллера CAN и приемопередатчика, который адаптирует уровни сигналов как данных, отправляемых, так и получаемых узлом. Все узлы могут отправлять и получать данные, но не одновременно.

Узлы не могут напрямую отправлять данные друг другу. Вместо этого они отправляют свои данные в сеть, где они доступны любому узлу, которому они были адресованы. Протокол CAN работает без потерь и использует метод побитового арбитража для разрешения конфликтов на шине.

Все узлы синхронизированы, поэтому все они одновременно отбирают данные в сети. Однако данные не передаются с данными часов (времени), поэтому CAN не является действительно синхронной шиной, такой как, например, EtherCAT.

При использовании CAN все данные отправляются в кадрах четырех типов:

  • Кадры данных передают данные одному или нескольким узлам-получателям
  • Удаленные кадры запрашивают данные от других узлов
  • Кадры ошибок сообщить об ошибках
  • Кадры перегрузки сообщают о состоянии перегрузки

Возможны два варианта длины сообщения: стандартный и расширенный. Настоящая разница заключается в дополнительном 18-битном идентификаторе в поле арбитража.

Стандартный и расширенный кадр архитектуры сообщения данных CAN

Структура сообщения данных CAN (кадр CAN)

Поле Биты Описание
SOF 1 Единственное доминирующее начало кадра. Этот бит отмечает начало сообщения. Он синхронизирует узлы после периода простоя.
Идентификатор 11 Поле данных 11-битного идентификатора CAN устанавливает приоритет сообщения. Более низкие значения означают более высокие приоритеты.
РТР 1 Запрос удаленной передачи. Этот бит является доминирующим, когда информация запрашивается другим узлом. Все узлы получат запрос, но идентификатор определяет нужный узел.
ИДЕ 1 Бит расширения идентификатора указывает на то, что передается стандартный идентификатор CAN (не расширенный).
Р0 1 Зарезервировано для использования в будущем.
Дополнение 4 Код длины данных содержит количество байтов в передаче.
Данные 0 — 64 Фактические данные передаются.
CRC 16 16-битная (15 бит плюс разделитель) проверка циклическим избыточным кодом (CRC) содержит контрольную сумму (количество переданных битов) предыдущих данных приложения для обнаружения ошибок при передаче.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ 2 Когда узел успешно получает сообщение, он ACK узнает об этом, перезаписывая этот бит, перезаписывая его доминирующим битом. С другой стороны, если узел находит ошибку в сообщении, он позволяет этому биту оставаться рецессивным и игнорирует сообщение. Слот ACK и разделитель ACK имеют длину в один бит.
EOF 7 End Of Frame — это 7-битное поле, обозначающее конец каждого CAN-фрейма (сообщения).
ИФС 3+ Межкадровое пространство (IFS) — это время, необходимое контроллеру для перемещения кадра (сообщения) в позицию в области буфера. Обратите внимание, что IFS содержит как минимум три последовательных рецессивных (1) бита. После прохождения трех рецессивных битов, когда обнаруживается доминантный бит, он становится битом SOF следующего кадра.

Более подробное рассмотрение битовых полей сообщений передачи данных CAN

Поле арбитража содержит идентификационный номер сообщения и бит запроса удаленной передачи. Более важные сообщения имеют более низкие идентификационные номера.

Если несколько узлов передают одновременно, они начинают одновременный арбитраж. Узел с наименьшим идентификатором сообщения получает приоритет. Доминантные биты перезаписывают рецессивные биты на шине CAN.

Идентификатор сообщения может быть 11-битный (стандартный CAN, 2048 различных идентификаторов сообщений) или 29-битный (расширенный CAN, 537 миллионов различных идентификаторов сообщений). Бит запроса удаленной передачи является доминирующим и указывает, что данные передаются.

В большинстве систем логическая 1 соответствует высокому уровню, а логический 0 — низкому. Но на CAN-шине все наоборот. Поэтому приемопередатчики CAN обычно используют подтягивание входов драйвера и выходов приемника, так что устройства по умолчанию находятся в рецессивном состоянии шины.

Варианты шины CAN

Стандарт ISO 11898 определяет несколько версий CAN. Наиболее распространенными типами CAN, используемыми в автомобильной промышленности, являются:

  • Низкоскоростная CAN
  • Высокоскоростной CAN
  • CAN FD (CAN с гибкой скоростью передачи данных)

Низкоскоростная шина CAN

Используется для отказоустойчивых систем, не требующих высокой скорости обновления. Максимальная скорость передачи данных составляет 125 кбит/с, но при этом проводка более экономична, чем высокоскоростной CAN. В автомобильных приложениях низкоскоростная шина CAN используется для диагностики, элементов управления и дисплеев приборной панели, электрических стеклоподъемников и т. д.

High Speed ​​CAN

Используется для связи между критически важными подсистемами, требующими высокой скорости обновления и высокой точности данных (например, антиблокировочная тормозная система, электронный контроль устойчивости, подушки безопасности, блоки управления двигателем и т. д.). Скорость передачи данных высокоскоростного CAN составляет от 1 кбит до 1 Мбит в секунду.

Высокоскоростной CAN быстрее, чем низкоскоростной, но требования к полосе пропускания для новых автомобильных приложений растут с каждым годом, поэтому OEM-производители автомобилей теперь устанавливают CAN FD в новые автомобили. CAN FD насмешливо описывают как «CAN на стероидах».

CAN FD (CAN с гибкой скоростью передачи данных)

В последней версии CAN реализована гибкая скорость передачи данных, больше данных в одном сообщении и гораздо более высокая скорость передачи. Длина данных в каждом стандартном (низкоскоростном и высокоскоростном) сообщении CAN составляет 8 байтов, но с CAN FD она была увеличена на 800% до 64 байтов данных. Кроме того, максимальная скорость передачи данных также значительно увеличена с 1 Мбит/с до 8 Мбит/с.

Формат кадра данных CAN FD

CAN FD также имеет обратную совместимость и поддерживает протокол связи CAN 2.0, а также специальные протоколы, такие как SAE J19.39, где CAN out используется только для чтения. CAN FD по сути является расширением исходного стандарта CAN, как указано в ISO 11898-1, и полностью совместим с классическими системами CAN.

CAN FD — это важный шаг вперед, поскольку он позволяет ЭБУ динамически изменять скорость передачи и выбирать больший или меньший размер сообщений в зависимости от требований реального времени. В настоящее время он используется в высокопроизводительных автомобилях, но по мере повышения производительности ЭБУ и снижения стоимости аппаратного обеспечения CAN FD появление CAN FD практически во всех автомобилях является лишь вопросом времени.

Многие продукты Dewesoft имеют встроенные интерфейсы низко/высокоскоростной шины CAN, включая SIRIUS (и приборы на базе SIRIUS, включая R1, R2, R3, R4, R8, R8rt), DEWE-43A и MINITAUR. Все эти модели включают одну шину CAN, за исключением DEWE-43A, у которой их две. В любую систему Dewesoft можно добавить дополнительные интерфейсы шины CAN, используя доступные интерфейсы с 1, 2, 4 и даже 8 портами.

Интерфейсы CAN-шины имеются почти в каждой системе сбора данных Dewesoft

Если требуется CAN FD, KRYPTONi-1xCAN-FD — это однопортовое устройство CAN FD, использующее EtherCAT в качестве интерфейса данных. Он поддерживает высокоскоростные интерфейсы CAN со скоростью передачи данных до 8 Мбит/с. Кроме того, CAN FD поддерживает протокол связи CAN2.0, а также специальные протоколы, такие как J1939, где выход CAN используется только для чтения. KRYPTONi-1xCAN-FD использует гальванически развязанные линии связи и изолированное питание датчиков +5 В и +12 В. Ограничение мощности питания датчиков 1,4 Вт.

Прочный и водонепроницаемый KRYPTONi-1xCAN-FD с интерфейсом EtherCAT

Этот очень маленький модуль CAN FD можно добавить к любому прибору сбора данных Dewesoft с портом EtherCAT, включая всю линейку SIRIUS, и, конечно же, , сама линия KRYPTON.

Дополнительные стандарты и протоколы CAN

Зачем нужны дополнительные стандарты и протоколы «поверх» CAN? Это просто потому, что хотя CAN и является элегантным и надежным протоколом, на самом деле это все, чем он является. Это система обмена сообщениями, но она не включает никаких способов анализа или понимания данных в сообщениях. Вот почему несколько компаний создали дополнительные стандарты и протоколы, которые работают внутри или поверх CAN, предоставляя дополнительные функциональные возможности. К наиболее известным из них относятся:

SAE J1939 на CAN

Протокол SAE J1939 изначально был разработан для использования в тяжелых грузовиках и тягачах в США. Сегодня он используется производителями дизельных двигателей во всем мире. J1939 — это протокол более высокого уровня, работающий на физическом уровне CAN. Он предоставляет некоторые полезные функции, характерные для тяжелых грузовиков, таких как 18-колесные грузовики.

SAE на схеме CAN

Протокол имеет несколько ограничений, которые были введены намеренно для обеспечения максимально возможной надежности, включая ограничение идентификатора сообщения до 29-бит и ограничение скорости шины до 250 или 500 кбит/с.

Экран настройки шины CAN в ПО DewesoftX. Обратите внимание на флажок J1939 в левом верхнем углу.

Программное обеспечение DewesoftX позволяет инженеру выбрать декодирование J1939 с помощью флажка на экране настройки CAN для любого доступного порта CAN. Конечно, это предполагает, что сообщения на шине CAN отформатированы в соответствии со стандартом J1939. Сообщения данных имеют ту же длину, что и расширенный стандарт CAN.

Поле арбитража содержит дополнительный адрес источника и получателя, а скорость передачи данных ограничена до 250 кбит/с или 500 кбит/с, в зависимости от J1939 используется стандартная версия. J1939 — это выбор на стандартном экране настройки Dewesoft X CAN — дополнительное оборудование или программное обеспечение не требуется.

OBD II (он же «OBD 2»)

Этот бортовой диагностический порт имеется во всех автомобилях, выпущенных с 1989 года. а также владельцам транспортных средств для диагностики проблем с транспортным средством, подключив сканирующее устройство к его 16-контактному разъему. (На фото под рулем Toyota 4Runner 2016 года).

Разъем OBD II на автомобиле

Сканирующие устройства могут считывать DTC (диагностические коды неисправностей), сообщаемые автомобилем. Интерфейс OBD II необходим для передачи десятков каналов данных в реальном времени, таких как число оборотов в минуту, скорость автомобиля, температура охлаждающей жидкости и многое другое. Интерфейсы CAN Dewesoft могут быть подключены к этому разъему OBD II, как показано ниже, и могут считывать, отображать и записывать любой или все эти каналы синхронно с другими записываемыми данными.

Разъем OBD II (слева), подключенный к разъему интерфейса CAN Dewesoft (справа)
 

Просто часть экрана настройки ODB II в ПО DewesoftX

Для декодирования, отображения и записи сообщений ODB II в системах Dewesoft требуется дополнительный программный плагин ODB II. С помощью этой системы вы можете сканировать DTC (диагностические коды неисправностей) и многое другое.

XCP/CCP на CAN и Ethernet

Универсальный протокол измерений и калибровки (XCP) был разработан для подключения ЭБУ к системам калибровки. Слово «универсальный» в его названии относится к тому факту, что он может работать поверх шины CAN, CAN FD, FlexRay, Ethernet и т. д. Это преемник оригинального протокола калибровки CAN (CCP), разработанного в 1990-х годах.

Dewesoft поддерживает протоколы XCP/CCP через подключаемые модули XCP/CCP Master и XCP/CCP Slave, которые работают в ПО DewesoftX DAQ. Можно использовать стандартное аппаратное обеспечение интерфейса CAN (и Ethernet) Dewesoft.

В дополнение к этим подключаемым модулям XCP Slave и Master, системы сбора данных SIRIUS XHS и IOLITE LX от Dewesoft могут изначально передавать данные через XCP в Ethernet без необходимости в каком-либо дополнительном программном обеспечении. Чтобы получить дополнительную информацию о системах сбора данных Dewesoft XCP и регистраторах данных XCP, посмотрите этот короткий вступительный видеоролик:

CANopen

CANopen — это протокол более высокого уровня, который используется для встроенных приложений управления. Поскольку он основан на протоколе обмена сообщениями CAN, системы сбора данных и регистраторы данных, которые могут считывать и записывать данные CAN, также могут получать доступ к данным из CANopen.

CANopen был изобретен для обеспечения простой совместимости устройств в системах управления движением. Связь между устройствами реализована на высоком уровне, а также поддерживается конфигурация устройств. Он широко используется в приложениях управления движением, робототехники и управления двигателем.

CANopen управляется международной организацией CAN in Automation — CiA. CiA, основанная в Германии в 1992 году, является некоммерческой международной группой пользователей/производителей CAN. Они гордятся тем, что являются беспристрастной платформой для разработки протокола CAN и продвижения имиджа технологии CAN.

CANopen предоставляет несколько дополнительных концепций, в том числе:

Три базовые модели связи

  • Ведущий/ведомый — где один узел является «ведущим», а все остальные — подчиненными.
  • Клиент/Сервер — в чем-то похож на ведущий/ведомый, за исключением того, что узлы являются серверами данных по запросу к узлу-клиенту.
  • Производитель/Потребитель — когда некоторые узлы настроены на автоматическое создание определенных типов данных, а другие узлы настроены на их потребление.

Два базовых протокола связи

  • SDO для конфигурации узла
  • PDO для отправки данных в реальном времени

Профили устройств

  • Модули ввода/вывода CiA 401
  • CiA 402 Motion-Control для независимости от поставщика

Словарь объектов

Для каждого устройства в сети существует OD (словарь объектов). OD имеет стандартную конфигурацию для данных, определяющих конфигурацию каждого устройства в сети.

Состояния устройств

Главный узел может изменять или сбрасывать состояние устройств в сети.

Электронные таблицы данных (EDS)

EDS — это стандартный формат файлов для записей OD, позволяющий, например, сервисные инструменты для обновления устройств

Связи между концепциями и возможностями CANopen

В дополнение к CAN и работающим на нем протоколам, описанным в предыдущих разделах, существуют другие коммуникационные шины, которые используются для автомобильных приложений:

  • MOST (транспорт мультимедийных систем)
  • Автомобильный Ethernet
  • ОТПРАВЛЕН SAE-J2716
  • FlexRAY
  • Шина LIN — локальная сеть межсоединений

В современных автомобилях используется комбинация нескольких шин данных. Давайте посмотрим на каждый из них и посмотрим, как они соотносятся с шиной CAN.

Несколько автобусов, используемых в современных автомобилях
Изображение © Renesas Electronics Corporation, 2020 г.0788

Все ожидают, что в их новой машине будет лучше и мощнее развлекательная система, чем в предыдущей машине. Старомодное AM/FM-радио, которое было стандартом более 50 лет, было преобразовано для приема съемных носителей, от старых кассет и 8-дорожечных лент до компакт-дисков (CD) и съемных флэш-носителей. Сегодня основное внимание уделяется потоковой передаче контента с мобильных устройств, а также спутниковому радио (SIRIUS/XM® в Северной Америке).

Шина MOST — Медиа-ориентированные системы Транспорт
Изображение предоставлено Pixabay

Media-Oriented Systems Transport ( MOST ) — это стандартная шина, используемая для соединения автомобильных развлекательных и информационных систем, разработанная партнерством автопроизводителей под названием MOST Registration. Он предлагает скорости передачи данных 25, 50 и 150 Мбит/с. Но следует отметить, что это совокупные скорости, которые делятся между всеми узлами на шине.

MOST используется почти во всех марках автомобилей по всему миру. До 64 устройств можно подключить к Кольцевая сеть MOST , позволяющая легко подключать и отключать устройства. Возможны и другие топологии, включая виртуальные звезды. Существуют различные версии MOST , в том числе:

  • MOST25 предлагает максимальную скорость потоковой передачи 23 МБ, которая на самом деле ограничена примерно 10 кБ/с из-за накладных расходов протокола и других ограничений.
  • MOST50 удваивает пропускную способность MOST25.
  • MOST150 в три раза увеличивает пропускную способность MOST50 и добавляет физический уровень, позволяющий добавить Ethernet.

MOST сталкивается с растущей конкуренцией со стороны автомобильного Ethernet, о чем говорится ниже.

Автомобильный Ethernet

Новые технологии, такие как помощь водителю и даже функции автономного вождения/автономного транспортного средства, требуют для работы все более и более высокой пропускной способности. Эта потребность в скорости в сочетании с низкой стоимостью аппаратного обеспечения Ethernet стала важным фактором в продвижении автомобильного Ethernet среди автопроизводителей. Другие мотивы для автомобильного Ethernet включают скорость передачи, необходимую для LIDAR и других датчиков, необработанных данных камеры, данных GPS, картографических данных и плоскоэкранных дисплеев с все более и более высоким разрешением.

Автомобильный Ethernet
Изображение © 2017 OPEN Alliance SIG

Но в отличие от наших комфортных домашних и офисных условий, автомобиль подвергается гораздо более широкому диапазону температур, ударов и постоянных вибраций. Кроме того, существуют электромагнитные и радиочастотные помехи, которые необходимо блокировать, чтобы не мешали критически важные данные, особенно те, которые связаны с помощью водителю и предотвращением столкновений.

Термин «Автомобильный Ethernet» не относится к конкретному стандарту как таковому. Он включает в себя любую сеть на основе Ethernet, используемую в транспортных средствах. Он также относится к стандарту OPEN Alliance BroadR-Reach, разработанному Broadcom, и к IEEE 802. 3bw-2015, также известному как 100Base-T1.

Несмотря на очевидные преимущества скорости и всемирную популярность, до недавнего времени Ethernet использовался только для диагностики автомобилей, другими словами, когда автомобиль находился в сервисе и не двигался. Почему? Из-за его восприимчивости к EMI (электромагнитным помехам) и RFI (радиочастотным помехам), отсутствию присущей детерминированной синхронизации времени и склонности к выходу из строя разъема из-за вибрации. Например, стандартные разъемы CAT5 не могут использоваться в автомобилях при нормальном использовании.

Однако эти проблемы решаются рабочими группами IEEE 802.3 и 802.1. Тем временем производитель чипов Broadcom разработал BroadR-Reach™, который адаптирует технологию Ethernet для использования в автомобилях. BroadR-Reach обеспечивает скорость 100 Мбит/с при использовании неэкранированной витой пары длиной до 15 метров или до 40 метров, когда к кабелям добавляется экран.

Топология BroadR-Reach Automotive Ethernet. Чипы Broadcom PHY
одновременно отправляют и принимают данные в обоих направлениях

Некоторые автопроизводители используют BroadR-Reach для информационно-развлекательных систем, систем помощи водителю, бортовой диагностики и даже приложений ADAS. Он предлагает скорость передачи данных 100 Мбит/с на порт, что намного выше, чем, например, совокупная скорость MOST 150 Мбит/с.

Стандарт BroadR-Reach контролируется Альянсом OPEN (One-Pair Ether-Net), который выступает за внедрение автомобильного Ethernet.

Ethernet AVB (аудио-видео мост) — это стандарт IEEE AVB1.0. Он движется к принятию для использования с камерами и мультимедийными системами. AVB2.0 предназначен для приложений управления транспортными средствами. AVB продвигается Альянсом AVnu.

Ethernet TSN (Time-Sensitive Networking) — это стандарт IEEE 802.1, разработанный для обеспечения детерминированного обмена сообщениями по стандартному Ethernet. Не являясь протоколом как таковым, TSN — это стандарт, реализованный на уровне 2 Ethernet OSI, то есть на уровне данных (AVB также является стандартом уровня 2).

В качестве расширения Ethernet AVB, описанного выше, TSN фокусируется на синхронизации времени, планировании и формировании пакетов, которые необходимы для приложений беспилотных транспортных средств. Поскольку TSN — это «время», были выбраны протоколы точного времени (PTP) IEEE 802.1AS и IEEE 802.1ASRev, чтобы обеспечить общую концепцию времени для всех устройств.

Подробнее:

Automotive Ethernet OPEN Alliance
Стандарты IEEE TSN/AVB
BroadR-Reach
Ethernet TSN (включая AVB)

По данным Gartner, в 2017 г. в потребительских сетях Ethernet было установлено 19,3 млн портов Ethernet. транспортные средства. К 2020 году это число увеличилось до 122,8 миллиона, а к 2023 году это число, по прогнозам, удвоится. ЛИН. Это протокол односторонней передачи, который позволяет датчикам отправлять свои данные в ЭБУ.

Данные кодируются с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и передаются по одному проводу. Всего проводов три: сигнал, земля и питание. Данные кодируются 4-битными «полубайтами».

Типичное сообщение SENT имеет размер 32 бита (8 полубайтов), включая:

  • Данные сигнала: 24 бита (6 полубайтов)
  • Обнаружение ошибки CRC: 4 бита (1 полубайт)
  • Информация о состоянии: 4 бита (1 полубайт)

Кадр сообщения SAE-J2716

Также можно настроить сообщения из 20 бит (5 полубайтов), где данные только 12-битные (3 полубайта).

Благодаря конструкции с модулированными данными SENT идеально подходит для использования в средах с электрическими помехами.

Системы Dewesoft поддерживают данные SENT SAE-J2716 с использованием каналов счетчика для считывания сигнала SENT, передаваемого датчиком. Два быстрых канала и любое количество медленных каналов, которые могут определяться автоматически. Инженеры могут декодировать ОТПРАВЛЕННЫЕ сигналы от нескольких датчиков одновременно, когда каждый датчик использует отдельный счетчик, путем добавления нескольких окон модулей. Каналы SENT доступны как каналы Dewesoft.

FlexRAY

FlexRAY — это протокол, используемый для динамических автомобильных приложений, таких как управление шасси. Он был создан в 2005 году консорциумом FlexRAY, но с тех пор стандартизирован в соответствии с ISO 17458-1–17458-5.

FlexRAY передает данные по одному или двум неэкранированным кабелям с витой парой. Он работает на скорости 10 Мбит/с и поддерживает одно- или двухпроводные конфигурации. Поддерживаются топологии сети «шина», «звезда» и гибридная сеть со скоростью до 10 Мбит/с. Дифференциальная передача сигналов обеспечивает низкий уровень шума без необходимости использования экранированных кабелей, что увеличивает стоимость и вес.

Как и в случае с CAN, только один узел может одновременно записывать данные на шину FlexRAY. CAN использует бит арбитража, чтобы определить, какие данные имеют приоритет и разрешены для продолжения. FlexRAY, с другой стороны, использует метод множественного доступа с временным разделением (TDMA), при котором каждый синхронизированный по времени узел должен ждать своей очереди для отправки сообщения. Это позволяет избежать коллизий и обеспечивает более высокую общую пропускную способность данных по шине из-за высокой общей скорости передачи данных по шине.

FlexRAY часто реализуется в классической многоабонентской топологии, совместно используемой LIN и CAN, однако его также можно настроить в топологии «звезда». Преимущество топологии «звезда» заключается в том, что неисправность проводки не влияет на более чем один узел. FlexRAY также может быть реализован в смешанной топологии, как показано ниже.

Топологии сети: Слева: Многоточечная, В центре: Звезда, Справа: Смешанная

FlexRAY чаще всего используется для высокопроизводительных приложений трансмиссии, безопасности и активного управления шасси. FlexRAY дороже, чем реализация шины CAN.

Однако, когда используются двойные пары параллельных линий передачи данных, это обеспечивает избыточность: при повреждении линии вторая линия может взять на себя управление. Это важно в критически важных приложениях, таких как рулевое управление и торможение. Приложения FlexRAY, которые не являются критически важными, обычно используют одну витую пару.

Системы Dewesoft могут легко получать данные FlexRAY с помощью функции импорта библиотеки FIBEX. Доступен программный плагин для поддержки всех интерфейсных карт Vector FlexRay.

Шина LIN — локальная сеть межсоединений

Шина LIN — недорогая альтернатива шине CAN. Это очень просто, но обязательно ограничено одним ведущим и 15 подчиненными узлами. LIN представляет собой последовательную однонаправленную систему обмена сообщениями, в которой ведомые устройства прослушивают адресованные им идентификаторы сообщений.

Из-за более низкой пропускной способности и ограничений по количеству узлов LIN обычно используется для управления небольшими электродвигателями и элементами управления. LIN ограничен 19Скорость передачи данных 2 кбит/с или 20 кбит/с.

Элементы управления регулируемыми автомобильными сиденьями в Mercedes-Benz
Изображение предоставлено Pixabay

LIN — это однопроводная сеть, определяемая стандартом ISO 9141. Она используется для приложений с низкой пропускной способностью, таких как электрические стеклоподъемники, освещение, дверные замки, системы доступа с помощью карт-ключей, зеркала с электроприводом, сиденья с электроприводом и т.п.

Подключаемый модуль шины LIN для DewesoftX позволяет инженерам подключаться и прослушивать сообщения в нескольких сетях LIN. Используя аппаратное обеспечение LIN BUS марки Vector, оно имитирует ведомые устройства только для прослушивания, которые прослушивают все данные, передаваемые по шине. Декодирование может быть выполнено в трех различных формах:

  • Аналоговые данные с широкими возможностями масштабирования
  • Дискретные данные
  • Смесь обоих

Плагин поддерживает импорт конфигурации из файлов описания LIN (LDF). Для чтения шины LIN требуется карта Vector LIN BUS.

Сравнение CAN с шинами других транспортных средств

  ЛИН МОЖЕТ МОЖЕТ ФД FlexRay МОСТ Ethernet
Скорость 10-20 кбит/с 1 Мбит/с 8 Мбит/с 10 Мбит/с 150 Мбит/с (общий) 100 Мбит/с (на узел)
Размер данных 8 Б 8Б 64 Б 254 Б 370 Б 1500 Б
Кабели Однопроволочный УТП* УТП УТП UTP или оптоволокно UT
Топология Автобус Автобус Шина / пассивная звезда Автобус / Звезда / Смешанный Кольцо Звезда/Дерево/Кольцо
Где используется Датчики, приводы (фары, зеркала и т. д.) Магистраль, корпус, шасси, силовой агрегат Кузов, трансмиссия, распределенное управление, шасси Высокопроизводительный силовой агрегат, Магистральная сеть, Электронное управление, Шасси Информационные и развлекательные системы Диагностика, программирование ЭБУ, информация и развлечения
Обнаружение ошибки 8-битный CRC 15-битный CRC 17- или 21-битная CRC 24-битный CRC CRC 32-битный CRC
Резервирование Н/Д Н/Д Н/Д Да Да Н/Д
Детерминизм Н/Д Н/Д Н/Д Да Да Не свойственный
Стоимость $ $$ $$$ $$$ $$ $$

Высокоуровневое сравнение автомобильных шин

Примечания: * UTP = неэкранированная витая пара следить за затратами и прогнозируемыми отраслевыми требованиями и тенденциями. Очевидно, что автопроизводители не хотят внедрять старые автобусы в новые конструкции, когда есть лучшие автобусы, доступные по эквивалентной или более низкой стоимости развертывания.

Системы сбора данных Dewesoft с шиной CAN

Интерфейсы шины CAN, входящие в стандартную или дополнительную комплектацию систем Dewesoft, обеспечивают высокий уровень возможностей, а также расширяемость для дополнительных протоколов.

Модуль Dewesoft SIRIUS DAQ, записывающий аналоговые, цифровые данные и данные CAN-шины автомобиля

Все интерфейсы Dewesoft CAN имеют гальваническую развязку , защищая прибор и подключенные устройства от контуров заземления и других электрических помех. Все интерфейсы Dewesoft CAN используют высокоскоростные CAN 2.0b стандарт . Dewesoft также предлагает устройство CAN FD .

Все интерфейсы CAN Dewesoft могут считывать и записывать сообщения CAN , что позволяет инженерам помещать сообщения в шину для запроса данных от устройств CAN в сети и т. д.

Все интерфейсы CAN Dewesoft можно настроить за считанные секунды, поскольку прилагаемое программное обеспечение для сбора данных DewesoftX может импортировать файлы DBC. Файлы DBC — это стандартный формат, который позволяет инженерам разбивать поток данных на отдельные каналы с именами, масштабированием, правильными инженерными единицами и т. д.

Главный экран настройки шины CAN DewesoftX

При нажатии кнопки «Настройка» справа от любой строки сообщения открывается экран настройки канала CAN, показанный ниже: 

Экран настройки канала шины CAN DewesoftX, на котором показаны пять различных каналов одно сообщение

DewesoftX упрощает настройку каналов CAN. Программное обеспечение может импортировать и экспортировать файлы CAN DBC или XML. Файлы DBC являются общими файлами для сообщений CAN и определения канала. После импорта программное обеспечение автоматически настроит все доступные каналы CAN и расшифрует сообщения CAN.

Возможности программного обеспечения DewesoftX CAN

  • Усовершенствованная запись, хранение и анализ CAN
  • Онлайн-мониторинг и декодирование сообщений CAN
  • Расшифровка сообщений CAN в автономном режиме
  • Визуальный дисплей для отображения данных CAN
  • Онлайн и офлайн математический анализ каналов CAN
  • Импорт и экспорт файла CAN DBC
  • OBDII на CAN, J1939 и поддержка XCP/CCP
  • Функция передачи CAN

Интерфейсы CAN-шины Dewesoft

Компания Dewesoft была одним из первых производителей систем сбора данных, полностью реализовавших интерфейсы шины CAN в своей системе сбора аналоговых данных. Почти каждая система сбора данных Dewesoft имеет по крайней мере один встроенный интерфейс шины CAN в стандартной комплектации, а дополнительный выделенный интерфейс CAN можно добавить внутри, снаружи или в обоих случаях, сохраняя при этом идеальную синхронизацию.

Многоканальные интерфейсы Dewesoft CAN и CAN FD

Еще в 2008 году был представлен оригинальный DEWE-43 с двумя высокоскоростными интерфейсами шины CAN в качестве стандартной функции. Очень важно знать, что данные CAN, поступающие на эти порты, полностью аппаратно синхронизированы с аналоговыми данными, а также с данными счетчика/цифрового входа. Интерфейс Dewesoft CAN также имеет гальваническую развязку, что защищает как прибор, так и саму шину от контуров заземления и других электрических проблем.

DEWE-43A с 8 многофункциональными аналоговыми входами, 8 счетчиками/таймерами/цифровыми входами и 2 изолированными высокоскоростными интерфейсами шины CAN

Менее чем через год после своего появления DEWE-43 был удостоен награды NASA TECH BRIEFS Reader’s Choice Product of the Year за инновации в объединении чистой мощности и возможностей сбора данных в невероятно маленьком приборе.

Сегодня Dewesoft предлагает поддержку нескольких стандартных автомобильных интерфейсов для анализа и проверки данных шин транспортных средств. Данные могут быть получены со всех поддерживаемых интерфейсов и синхронизированы с другими источниками, такими как аналоговые, видео и другие.

Системы сбора данных Dewesoft со встроенными интерфейсами CAN

Как упоминалось ранее, почти каждая система сбора данных Dewesoft имеет по крайней мере один встроенный порт CAN в стандартной комплектации, и все системы могут быть оснащены CAN, если он не является стандартным, в соответствии с этим Таблица:

Модель Стандартный порт(ы) CAN? Дополнительные порты CAN?
ДЭУ-43А Да, 2 порта CAN стандартно Внешне*
МИНИТАВРЫ Да, 1 порт CAN является стандартным Внешне*
СИРИУС XHS Да, 1 порт CAN является стандартным Внешне*
SIRIUS модульный Да, 1 порт CAN является стандартным Внешне*
Стеллаж SIRIUS серии Да, 1 порт CAN на секцию стойки Внешне*
СИРИУС мини № Внешне*
SIRIUS Водонепроницаемый Да Внешне*
КРИПТОН № Специализированные модули KRYPTON CAN Внешне*
ИОЛИТ № Внешне*
ИОЛИТ LX Да, 1 порт CAN является стандартным Внешне*
ИОЛИТЕд № Внешне*

* Внешний означает, что можно добавить один или несколько внешних и синхронизируемых интерфейсов CAN. К ним относятся DS-CAN2, SIRIUSim-4X-CAN, SIRIUSf-8x-CAN и KRYPTOni-1xCAN-FD.

Внешние синхронизируемые интерфейсы CAN

Помимо портов CAN, встроенных почти в каждую систему сбора данных Dewesoft, доступны отдельные синхронизируемые 2-, 4- и 8-портовые интерфейсы CAN. Они подключаются либо к компьютеру с Windows, на котором установлено программное обеспечение Dewesoft X, либо к системе сбора данных Dewesoft через USB и кабель синхронизации.

Слева направо: DS-CAN2, SIRIUSim-4xCAN, SIRIUSf-8x-CAN
Эти модули имеют 2, 4 и 8 портов CAN соответственно

Модуль KRYPTONi-1xCAN-FD семейство шин Dewesoft CAN — это

KRYPTOni-1xCAN-FD . Это однопортовое устройство CAN FD, которое подключается к системе сбора данных через EtherCAT®. Он поддерживает высокоскоростные скорости передачи данных CAN до 8 Мбит/с. Кроме того, CAN FD поддерживает протокол связи CAN 2.0, а также специальные протоколы, такие как J19.39.

Модуль KRYPTONi 1xCAN-FD имеет размеры всего 62 x 56 x 29 мм (2,44 x 2,20 x 1,14 дюйма). +5 В и +12 В. Предельная мощность питания датчика 1,4 Вт.

Поскольку этот модуль входит в отмеченную наградами линейку продуктов KRYPTON ONE, он может выдерживать экстремальные условия окружающей среды, такие как диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C (от -40 до +185°F). , и защищен от пыли и жидкостей в соответствии со стандартом IP67.

KRYPTONi-1xCAN-FD поставляется в стандартном корпусе KRYPTON ONE с входным разъемом DSUB9.

Подробнее:

  • Узнайте больше об интерфейсах Dewesoft CAN и CAN FD
  • Пройдите обучение Dewesoft по шине CAN

Поделитесь этой статьей:

Интерфейсы и анализаторы CAN и CAN FD

Анализаторы CAN и CAN FD с простым в использовании программным обеспечением шины CAN и дополнительной поддержкой OBDII, J1939, XCP/CCP, передачи CAN и чтения файлов DBC.

Интерфейсы и анализаторы

CAN и CAN FD с простым в использовании программным обеспечением шины CAN с дополнительной поддержкой OBDII, J1939, XCP/CCP, передачи CAN и чтения файлов DBC.

Узнать цену
Расписание 1:1 по телефону

Основные характеристики

  • CAN-ИНТЕРФЕЙСЫ PLUG-AND-PLAY:  Наши CAN-интерфейсы надежны и просты в использовании. Просто подключите устройство CAN к USB-порту вашего ноутбука или любого из наших компьютеров с процессором SBOX или KRYPTON, и устройство будет автоматически распознано и готово к использованию.
  • 1, 2, 4 или 8 ПОРТОВ CAN: Доступны различные устройства CAN с 1, 2, 4 или 8 портами CAN. Несколько устройств CAN могут быть дополнительно синхронизированы вместе для расширения до большего количества портов CAN.
  • ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ИЗОЛИРОВАННЫЕ устройства CAN:  Каждый порт CAN на любом устройстве CAN изолирован и использует стандарт высокоскоростного CAN 2.0b.
  • БЕЗВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ШАССИ ДОСТУПЕН:  Несмотря на то, что 2- и 4-портовые порты CAN по умолчанию не имеют вентилятора, также 8-портовое устройство CAN может быть встроено в безвентиляторный алюминиевый корпус со степенью защиты IP50 для беспроблемного сбора данных CAN в суровых и запыленных условиях.
  • ПОДДЕРЖКА OBDII, J1939 И XCP: Все интерфейсы CAN предлагают дополнительный стандарт OBDII, J1939 и поддержку XCP/CCP без дополнительного оборудования.
  • FLEXRAY и XCP/CCP : Дополнительные автомобильные протоколы XCP/CCP также поддерживаются включенным программным обеспечением для сбора данных Dewesoft X Professional. Интерфейс FlexRay доступен при использовании стороннего оборудования.
  • CAN OUT: Все устройства могут выводить сообщения CAN.
  • ПОДДЕРЖКА ФАЙЛОВ DBC: Прилагаемое программное обеспечение для сбора данных Dewesoft X позволяет легко считывать файлы DBC, которые автоматически устанавливают каналы CAN.
  • ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В КОМПЛЕКТЕ С БЕСПЛАТНЫМИ ОБНОВЛЕНИЯМИ НА СРОК СРОК СРОК СРЕДСТВ: В комплект входит простое в использовании, но очень функциональное, отмеченное наградами программное обеспечение для сбора данных Dewesoft X DAQ. Программное обеспечение поставляется с бесплатными обновлениями в течение всего срока службы и без скрытых затрат, предоставляя вам интуитивно понятную конфигурацию, интеллектуальные датчики, расширенное хранилище и возможности анализа.

Получить предложение

Программное обеспечение для сбора данных включено бесплатно

Все системы сбора данных Dewesoft поставляются в комплекте с отмеченным наградами программным обеспечением для сбора данных DewesoftX. DewesoftX — это самое передовое и простое в использовании программное обеспечение для сбора данных и обработки сигналов . Его гибкость и бесконечные функциональные возможности для обработки сигналов помогут вам решить все ваши задачи по тестированию и измерению. Наше программное обеспечение для сбора данных дает вам множество преимуществ по сравнению с другими системами сбора данных. Функциональность как plug-and-play , аппаратное автоматическое обнаружение , интеллектуальные датчики ЭТДП , расширенное хранение,   отображение в реальном времени и бесконечная математическая библиотека повысят ваши возможности измерения и анализа в целом новый уровень.

И самое приятное? Программное обеспечение DewesoftX DAQ предлагает БЕСПЛАТНЫХ обновлений ПО в течение всего срока службы и техническую поддержку для всех пользователей. Программное обеспечение все время развивается. Новые крупные релизы выпускаются каждые 3 месяца, постоянно добавляя новые функции, оптимизацию и другие улучшения. Никаких скрытых затрат на обновление.

Plug and Play

Подключение системы сбора данных и датчиков не может быть проще и быстрее. Программное обеспечение DewesoftX автоматически обнаружит подключенные системы сбора данных и датчики, оснащенные TEDS, и настроит для вас всю конфигурацию канала. Такие функции, как: аппаратное автоматическое определение

  • , интеллектуальные датчики
  • , база данных датчиков
  • , расширенная поддержка датчиков TEDS
  • , автоматическое преобразование единиц измерения
  • ,
  • предварительный просмотр сигнала в реальном времени,
  • сохранение файлов настройки,

подготовят вас к измерению за считанные секунды. Тратьте меньше времени на настройку систем сбора данных и работайте более продуктивно. Время — деньги!

Поддерживаемые интерфейсы ввода и вывода

Измерение и сохранение

Мощные возможности хранения с более чем постоянной скоростью потока 500 МБ/с означают, что вы всегда можете хранить данные на полной скорости и никогда больше не беспокоиться о потере данных, которые могут поставить под угрозу вашу тесты. Функции программного обеспечения DewesoftX:

  • сбор данных в режиме реального времени,
  • синхронизированный сбор аналоговых данных, счетчиков, видео, GPS, шины CAN и многих других источников,
  • расширенные функции запуска и аварийной сигнализации,
  • хранение одного или нескольких файлов,
  • удаленное и распределенное сетевое хранение,
  • автоматических тестовых последовательностей.

Даже если вы храните гигабайты данных, наш инновационный формат файла данных​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​, в котором вы сможете загружать и анализировать данные в мгновение ока.

Published by admin