Introduction

Dans le domaine de l'automatisation industrielle et du contrôle de mouvement, les ingénieurs sont confrontés à un défi fondamental : comment connecter de manière efficace et fiable les capteurs, vannes, voyants et moteurs répartis sur l'ensemble de l'usine à un contrôleur central (par exemple, un automate programmable).

L'approche traditionnelle de câblage point à point engendre un grand nombre de câbles, un câblage complexe, un dépannage difficile et une évolutivité extrêmement limitée. Les solutions alternatives utilisant des systèmes de contrôle propriétaires coûteux manquent souvent de flexibilité pour s'adapter à l'évolution rapide des exigences de production.

Le marché a un besoin urgent d'une solution standard, flexible et économique capable de gérer les signaux d'E/S de terrain comme des blocs de construction via un bus unique à haut débit, tout en restant compatible avec les principales plateformes de programmation.

La solution d'E/S distribuées CANopen a été conçue à cet effet. La série M31-U-CAN de Chengdu Ebyte Electronic Technology Co., Ltd. en est un excellent exemple.

Présentation du produit : Esclave CANopen, extension flexible, connexion standard

La série M31-U-CAN est un module esclave CANopen lancé par Chengdu Ebyte Electronic Technology Co., Ltd. Il n'effectue pas lui-même d'opérations logiques complexes ; il exécute plutôt fidèlement les tâches d'« acquisition » et de « sortie », intégrant les capteurs et actionneurs de terrain dans le réseau CANopen.

La série comprend trois modèles couvrant les exigences de combinaison d'E/S les plus courantes :

Points de douleur des utilisateurs résolus

• Pour les ingénieurs en quête de standardisation  : CANopen est un protocole standard international pris en charge par les automates programmables et les contrôleurs de mouvement les plus courants. Avec M31-U-CAN, les ingénieurs s’affranchissent des protocoles propriétaires et profitent des avantages de la standardisation.

• Intégrateurs de systèmes ayant besoin d'une extension flexible  : La conception modulaire permet aux utilisateurs d'ajouter ou de supprimer des points d'E/S en fonction de l'évolution des exigences du projet, sans avoir à remplacer l'ensemble du système.

• Les chefs de projet s'inquiètent du câblage sur le terrain : la consolidation de tous les signaux d'E/S sur un seul bus CAN réduit le nombre de fils de signal de centaines à seulement deux (CAN_H et CAN_L), les signaux différentiels offrant une immunité au bruit exceptionnelle.

• Développeurs CODESYS : Le M31-U-CAN s'intègre parfaitement à l'environnement de développement CODESYS en chargeant le fichier de description du périphérique .eds, réalisant ainsi un véritable plug-and-play.

Caractéristiques et comparaison des modèles

Caractéristiques communes aux trois modèles

• Esclave CANopen standard : Entièrement conforme aux normes CiA (CAN in Automation), compatible avec tout maître CANopen standard.

• Extension flexible : L'hôte lui-même est un nœud. Grâce à une structure modulaire, il prend en charge jusqu'à 16 modules d'extension d'E/S (hôte inclus), pour un total de 256 points d'E/S .

• Prise en charge étendue des types d'E/S  :

• DI (Entrée numérique) : Prend en charge l'entrée active NPN/PNP, plage de tension 12V-24V.

• DO (Sortie numérique) : Disponible en options relais (M31-AXAX) et transistor (M31-AXEX).

• Entrée analogique (AI) : Prend en charge une entrée de courant différentielle 0-20 mA / 4-20 mA.

• Protections multiples de qualité industrielle  : conforme aux normes de protection CEM niveau 3, avec protection contre les décharges électrostatiques, les surtensions et l’inversion de polarité. Les entrées/sorties et l’alimentation sont entièrement isolées. Certifié CE.

• Dictionnaire d'objets  : expose toutes les fonctions et tous les paramètres, permettant l'identification et la configuration automatiques par le maître — le fondement du plug-and-play CANopen.

• Communication entre PDO et SDO :

• PDO (Process Data Object) : Pour la transmission à haute vitesse et en temps réel de l'état des E/S.

• SDO (Service Data Object) : Pour configurer les paramètres de l'appareil (par exemple, le temps de filtrage, l'état de sortie des défauts).

• Configuration matérielle  : Commutateurs DIP sur l’appareil pour un réglage facile de l’adresse du nœud et du débit CAN.

• Assistance CODESYS  : Une documentation détaillée explique comment charger le fichier .eds et ajouter le périphérique dans CODESYS.

• Sortie à sécurité intégrée  : prend en charge la sortie de défaut d’E/S hors ligne — maintient la sortie actuelle ou bascule vers un état prédéfini en cas d’interruption de la communication.

Comparaison de modèles

Guide de sélection

Spécifications techniques

Scénarios d'application

Scénario ① : Chaînes de montage d'usines intelligentes

Point sensible : Un grand nombre de capteurs dispersés (par exemple, des interrupteurs photoélectriques, des capteurs de proximité) et d'actionneurs (par exemple, des électrovannes de vérin, des voyants lumineux) doivent être collectés et contrôlés.

Solution : Installez le M31-AXAX8080G-U-CAN (sortie relais) ou le M31-AXEX8080G-U-CAN (sortie transistor) à chaque poste de la chaîne de montage pour contrôler les électrovannes ou les indicateurs, en communiquant avec l'automate principal via le bus CAN.

Scénario 2 : Surveillance des équipements d'énergie renouvelable

Point faible : Acquisition et contrôle à distance de signaux analogiques tels que la température, la tension et le courant provenant d'onduleurs photovoltaïques et d'éoliennes.

Solution  : Utilisez le M31-AFAX4440G-U-CAN . Ses 4 entrées analogiques permettent de collecter directement des signaux de capteurs 4-20 mA ou 0-10 V, tandis que ses 4 sorties numériques pilotent des ventilateurs ou des alarmes. Grâce à sa haute immunité au bruit, le CANopen est idéal pour les environnements difficiles.

Scénario ③ : Machines d'emballage

Point faible : Contrôle haute fréquence, rapide et précis de plusieurs électrovannes et actions de vérins.

Solution : Les 8 sorties transistorisées du M31-AXEX8080G-U-CAN offrent une vitesse de réponse de l'ordre de la microseconde et une durée de vie pratiquement illimitée, parfaites pour piloter des vannes proportionnelles ou des électrovannes haute fréquence sur des lignes d'emballage à grande vitesse.

Scénario 4 : Automatisation des bâtiments

Point faible : Contrôle centralisé et surveillance de l'état des systèmes d'éclairage, de chauffage, de ventilation et de climatisation, et de ventilation du bâtiment.

Solution : Installez des unités M31-AXAX8080G-U-CAN dans les salles de distribution à chaque étage, en utilisant des sorties relais pour contrôler les circuits d'éclairage et des entrées DI pour lire l'état du contacteur, le tout connecté au système de contrôle central via le bus CAN.

Avantages principaux d'EBYTE

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre M31-AXAX8080G-U-CAN et M31-AXEX8080G-U-CAN ? Les deux possèdent 8 entrées numériques et 8 sorties numériques.

A : La principale différence réside dans le type de sortie numérique (DO) :

• M31-AXAX  : Sortie relais . Les relais sont des interrupteurs mécaniques offrant une grande tolérance aux surtensions et la capacité de gérer des courants plus élevés (idéaux pour les charges inductives comme les contacteurs et les moteurs). Leurs inconvénients sont une vitesse de commutation plus lente et une durée de vie mécanique limitée.

• M31-AXEX  : Sortie transistor (PNP) . Les transistors sont des commutateurs électroniques offrant une vitesse de commutation extrêmement rapide (adaptée aux applications haute fréquence), une absence d'usure des contacts et une durée de vie quasi illimitée. En contrepartie, leur capacité de courant est légèrement inférieure. Votre choix dépend du type de charge et de la fréquence de commutation.

Q2 : Quels débits CAN ces trois modèles prennent-ils en charge ?

A : Ils prennent en charge les débits de 1 000 kbit/s, 500 kbit/s, 250 kbit/s, 125 kbit/s, 100 kbit/s, 50 kbit/s, 20 kbit/s, 10 kbit/s et plus. Le débit par défaut est de 1 000 kbit/ s. Le débit en bauds est configuré via les commutateurs DIP de l'appareil.

Q3 : Comment configurer l'adresse du nœud du M31-U-CAN ?

A : Configuration via un commutateur DIP à 10 positions sur l'appareil. Les 3 premières positions définissent le débit CAN, et les 7 dernières, l'adresse du nœud (plage valide : 0 à 127). Veuillez consulter le manuel du produit pour plus de détails.

Q4 : Combien de modules d'extension cet appareil peut-il prendre en charge ?

A : Jusqu'à 16 modules d'extension d'E/S (hôte inclus). Votre système peut donc prendre en charge jusqu'à 16 modules d'E/S indépendants connectés en cascade via le bus interne. Les modules d'extension sont des accessoires vendus séparément (par exemple, M31-GAFAX4440-U, M31-GAXAX8080-U).

Q5 : Comment ajouter le périphérique M31-AFAX4440G-U-CAN dans CODESYS ?

A : La documentation fournit des étapes détaillées :

1. Téléchargez et préparez le fichier de description du périphérique .eds (M31-xxxxxxxx-U-CAN.eds).

2. Dans CODESYS, sélectionnez « Outils » -> « Référentiel de périphériques » -> « Installer » , puis importez le fichier .eds.

3. Dans l'arborescence du projet, cliquez avec le bouton droit sur CANopen_Manager , puis sélectionnez « Ajouter un périphérique » .

4. Recherchez « M31 » dans le champ de recherche, trouvez et ajoutez le périphérique M31-xxxxxxxx-U-CAN .

La série M31-U-CAN d'Ebyte est une solution d'E/S distribuées CANopen spécialement conçue pour le contrôle industriel sur le terrain. Avec son protocole standard, son extension modulaire, sa large gamme d'E/S et sa fiabilité à toute épreuve, elle résout efficacement les problèmes de câblage complexe, de faible évolutivité et d'intégration rencontrés par les ingénieurs lors de la connexion d'appareils de terrain à des contrôleurs centraux.