Barramento CAN é um protocolo de barramento serial (CAN, Controller Area Network) que oferece alta flexibilidade e capacidade de integração. Ele permite adicionar dispositivos CAN em redes existentes sem a necessidade de modificar hardware ou software, além de prover detecção de erro por hardware e controle de prioridade. Enquanto interfaces como RS-485 dependiam historicamente de mecanismos de software para verificar integridade de pacotes e prevenir colisões, o hardware CAN realiza detecção automática de erro e determinação de prioridade, efetuando múltiplas verificações de integridade em tempo muito curto, o que resulta em transmissões mais confiáveis e eficientes.
Barramento CAN: Introdução
O barramento CAN suporta capacidades multi-master, tornando-o um dos barramentos seriais mais eficientes. Em uma rede CAN, qualquer unidade pode transmitir mensagens ativamente sem necessidade de aguardar concessão da rede — por exemplo, pacotes de heartbeat, alarmes em tempo real ou outros eventos. O CAN reduz polling desnecessário e elimina esperas por confirmações, aumentando a taxa de utilização do barramento e a eficiência de transmissão.
O barramento CAN é um sistema de comunicação serial com elevada capacidade de integração de dados e alta tolerância a ruídos elétricos em ambientes industriais severos, oferecendo robustez, correção de erros e arquitetura aberta com características elétricas multi-master. Por suas características de desempenho e segurança, o CAN é amplamente adotado em aplicações que exigem estabilidade e segurança rígidas, como aviação, veículos, equipamentos médicos, aplicações militares, ferrovias, robótica e sistemas de controle crítico. Fabricantes de equipamentos e integradores de sistema adotaram o CAN como núcleo de comunicação em diversos projetos industriais, onde é considerado um componente integral para estabilidade e segurança do sistema.
Por que a ICP DAS para Barramento CAN?
Em aplicações industriais reais, há uma variedade de interfaces de comunicação — RS-232, RS-485, Ethernet, CAN, USB, fibra óptica, etc. — e projetar um sistema heterogêneo exige considerar distâncias, velocidades e custo/benefício da comunicação integrada. Questões de integração e estabilidade são recorrentes. Para resolver essas dificuldades existem conversores e gateways, dentre os quais os fabricados pela ICP DAS.
A ICP DAS foi pioneira no segmento CAN e é uma das poucas fabricantes globais com forte P&D em CAN. Com anos de experiência, a ICP DAS produziu centenas de produtos CAN de alta qualidade e oferece uma linha abrangente desde placas PCI, conversores Fieldbus, PACs, gateways até módulos remotos I/O.
Soluções ICP DAS para Barramento CAN
Os conversores para CAN da ICP DAS suportam múltiplas interfaces de transmissão permitindo topologias mais complexas. A linha engloba comunicadores COM, USB e Ethernet, bem como produtos DeviceNet/CANopen/J1939 (desde 1993), incluindo placas PCI, conversores Fieldbus, PACs, gateways e módulos I/O remotos. As soluções resolvem aquisição e cálculo de dados, extensão de distância, limitações de topologia, transformação de interface e resistência a ruído. Além do hardware, a ICP DAS fornece ferramentas de software (utilitários, APIs, demos, OPC, ActiveX e drivers de terceiros) e serviços OEM/ODM para projetos específicos.
Conversores Barramento CAN para UART
Características:
- 1. Permitem expandir as funções de comunicação do Barramento CAN em computadores host ou PLCs.
- 2. Comunicação transparente, adicionando função CAN a dispositivos UART tradicionais.
- 3. Isolamento óptico no lado CAN para proteção.
- 4. O módulo I-7530-FT é projetado para CAN tolerante a falhas (ISO 11898-3).
- 5. O módulo I-7530A-MR suporta comunicação Modbus RTU.
Conversores Barramento CAN para Ethernet ou Wi‑Fi
Características:
- 1. Fornecem múltiplos sockets para suportar comunicação CAN em LAN ou via Internet, permitindo monitoramento e controle remoto.
- 2. Suportam comunicação transparente, estendendo o alcance da comunicação CAN.
- 3. O módulo I-7540D-MTCP suporta Modbus TCP e Modbus RTU.
- 4. O módulo ECAN-240 contém duas portas CAN, oferecendo múltiplas funções.
- 5. O módulo I-7540D-WF é compatível com 802.11 b/g e transmite dados CAN entre a rede CAN e a WLAN.
USB para CAN
Características:
- 1. Permitem alimentação e controle do dispositivo CAN via USB em um PC, úteis para uso em campo.
- 2. Isolamento óptico no lado CAN para proteção.
- 3. Fornecem APIs para múltiplas plataformas, facilitando desenvolvimento e aquisição/processamento de dados da rede CAN.
- 4. O módulo I-7565M-HS suporta USB de alta velocidade e inclui duas portas CAN embarcadas.
- 5. Os módulos I-7565-H1/I-7565-H2 e I-7565M-HS fornecem função de timestamp para cada mensagem CAN recebida, melhorando a precisão temporal das mensagens.
Séries Conversor/Bridge CAN e Fibra
Características:
- 1. A fibra óptica oferece alta velocidade e maior resistência a interferências por ruído.
- 2. O conversor multimodo I-2532 pode ser usado para isolamento de sinal e reconstrução de sinal.
- 3. Isolamento óptico no lado CAN para proteção.
- 4. A série bridge I-2533 (single-mode) permite a troca de dados entre duas redes CAN operando em baud rates diferentes e estende a faixa de comunicação; o módulo I-2533CS-60 suporta até 60 km de fibra.
O barramento CAN tem aplicação ampla: aviação, veículos elétricos, energia solar e eólica, elevadores, sistemas de prevenção e combate a incêndio, monitoramento ambiental, automação de armazéns e sistemas de controle redundantes, entre outros.
Barramento CAN: Aplicações
Battery Management System (BMS) para Embarcações Elétricas Solares
O sistema de gerenciamento de baterias (BMS) para barcos elétricos solares é baseado em comunicação CAN para monitoramento de milhares de células conectadas em série via portas CAN. O módulo mestre I-8120W processa um grande volume de pacotes em tempo real, monitorando temperatura das células, SOC, corrente de descarga e de carga, respondendo a eventos emergenciais em tempo real. Cada bateria possui identificação única para que o controlador host XP-8341 registre tempo de uso e ciclos de carga/descarga, calcule vida útil remanescente e gere um índice de saúde da bateria (battery health score). Baterias envelhecidas podem ser substituídas ou recicladas em manutenção preventiva para evitar falhas que desliguem a embarcação.
Estação de Troca de Baterias para Motocicletas Elétricas
A estação de troca utiliza o módulo PISO-CAN200U para monitorar temperatura, SOC e corrente de carga de todas as baterias. A estação registra tempo de uso, número de ciclos e calcula a vida útil remanescente e o índice de saúde da bateria para assegurar que o usuário receba baterias em bom estado. O sistema também permite trocas quando houver energia residual e aplica estratégias de carregamento inteligente baseado no consumo real. Baterias defeituosas podem ser recicladas diretamente na estação.
Produção e Inspeção de Painéis LCD
No processo de fabricação de painéis LCD, a qualidade do substrato de vidro é crítica — o sistema inspeciona bolhas e rachaduras. Um braço robótico com Beckhoff PLC baseado em DeviceNet junto a um programa de controle personalizado se integra via PISO-DNM100U atuando como mestre DeviceNet, utilizando poucos recursos de CPU para cumprir requisitos de controle em tempo real, aumentando rendimento e estabilidade, com excelente escalabilidade.
ABS/ESP e Sistema de Radar Auxiliar
O controlador I-7540D-WF pode integrar dados de sistemas ABS/ESP e funções de radar para direção assistida. Dispositivos móveis (iPad/iPhone iOS, Android) conectam-se via Wi‑Fi; o controlador transforma sinais CAN e encaminha dados para sistemas ABS/ESP ou radar auxiliar.
Máquina de Inspeção de IC
Inspeção de IC é essencial para controle de qualidade. Embora PLCs sejam econômicos e estáveis, tarefas de inspeção por imagem são desafiadoras para PLCs. Utilizando uma câmera em PC junto ao PISO-DNS100U para inspeção, o PLC controla o mecanismo de rejeição de ICs defeituosos. O PC grava o resultado no PISO-DNS100U, e o PLC mestre DeviceNet obtém facilmente as informações via rede DeviceNet.
Energy Storage System (ESS)
Esse tipo de sistema otimiza o uso de energia elétrica: em períodos fora de ponta, energia ociosa é armazenada em baterias; em horários de pico, as baterias injetam energia na rede. Dois módulos I-8120W são usados, cada um com um dispositivo VP-25W1 em cada subsistema. Um obtém o estado da bateria; o outro transmite dados ao módulo XP-8341, que encaminha status para PC via Ethernet e controla tempos de carga por meio de disjuntor.
Barramento CAN: Resumo
Com o avanço da tecnologia industrial e automação, clientes demandam maior flexibilidade e capacidade de resposta. A ICP DAS, com sua equipe de P&D, tem investido intensamente em tecnologia CAN. Apesar da maturidade alcançada, o time de desenvolvimento continua inovando e ampliando a linha de produtos CAN. A ICP DAS oferece soluções Fieldbus e de integração para atender diversas necessidades do mercado.
Para especificações, catálogos e manuais dos produtos CAN, consulte: http://www.icpdas.com/en/product/guide+Industrial__Communication+Fieldbus__Communication+CANopen#568
