Форум АСУТП
Клуб специалистов в области промышленной автоматизации
- Обязательно представиться на русском языке кириллицей (заполнить поле «Имя»).
- Фиктивные имена мы не приветствуем. Ивановых и Пупкиных здесь уже предостаточно — придумайте что-то пооригинальнее.
- Не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему — вместо этого создать новую тему.
- За поиск и предложение пиратского ПО — бан без предупреждения.
- Рекламу и частные объявления «куплю/продам/есть халтура» мы не размещаем ни на каких условиях.
- Перед тем как что-то написать — читать здесь и здесь.
Соединение с двигателем Cummins по протоколу J1939.
Соединение с двигателем Cummins по протоколу J1939.
Сообщение Moriarty » 21 сен 2015, 09:00
Здравствуйте!
Работаю сейчас над проектом буровой установки. Предполагаемая силовая установка — Cummins qsb 6.7. Необходимо брать с него данные (давление масла, уровень охлаждающей жидкости и т.п.). Производитель выпускает его вместе со своими панелью управления и жгутом управления для него. Но от них мы отказываемся, так как используем свою контрольно-регистрирующую систему собранную на плк с дисплеем unitronics v1040 (поддерживает j1939), да и дорого, весь функционал пульта управления не нужен.
Далее детали — с разъема двигателя (50 пин, deutsch drc26-50s-04) идет три контакта, выделенных для протокола j1939, это «+», «-» и «shield». На плк для canbus предусмотрен 5 пин разъем (плоский) — «+», «-» и «shield», а также «can low» и «can high» (в соответствии с документацией на плк).
И возникли вопросы — каким образом подключить три контакта с двигателя к 5 контактам плк? Какой разъем использовать, чтобы подключить жгут к плк?
К слову, до этого уже такую схему на предыдущих образцах установки использовали, только использовали жгут управления для пульта (из всего жгута выбирали только провод для canbus). Предыдущий человек, который это делал, на контакт особо не идет, узнать что-либо достоверно невозможно, да и есть возможность дезинформации 
Суть проблемы постарался описать как можно подробней, если что не ясно дополню.
Стаж работы в качестве инженера по электрооборудованию небольшой и до этого я с canbus не работал. Какой-либо информации полезной по данному вопросу найти не смог. Поэтому решил обратиться с этими вопросами здесь, может кто уже подобные вопросы решал.
Re: Соединение с двигателем Cummins по протоколу J1939.
Сообщение Jackson » 23 сен 2015, 22:29
Огорчу. Количество людей, бравшихся за такие задачи, во многие разы превышает количество людей, такие задачи решавших. 🙂
Вообще-то для CAN нужно всего два провода и экран (это RS-485), так что ищите распиновку мозгов двигателя, контроллера, и сопоставляйте. Это во-первых.
Во-вторых, есть уйма устройств, стандартно поддерживающих J1939 и имеющих например ModBUS, так что их можно использовать как преобразователь, цена их вовсе невысока — это дешевле и проще, чем самим разбирать J1939 вручную, поскольку J1939 — это только формат данных, а телеграммы меняются не то что от производителя к производителю, а от одного типа двигателя к другому. Именно по этому пути я и советую Вам пойти, если Вы не знакомы с J1939 вообще и с Cummins в частности.
В-третьих, фирменная панель — это случайно не PCC? Если да, то осторожнее с выкидыванием, у Cummins есть дурная слава применять мозги, датчики и регуляторы с собственным закрытым интерфейсом. Это их хлеб. Без PCC машина просто не поедет. Из-за этого далеко не всегда удаётся просто подружить между собой несколько машин, одна из которых Cummins (мы в 90% случаев просто отказывались за это браться — бесперспективняк). Решения для такой дружбы есть, но все они «половинчатые», в лучшем случае поверх PCC ставят ещё одну систему, но так чтобы PCC «думала» что управляет машиной по прежнему именно она.
Короче, есть двигатели, а есть двигатели Cummins — с последними не всё так просто (для всех остальных J1939 уже разобран давно).
Re: Соединение с двигателем Cummins по протоколу J1939.
Сообщение Moriarty » 24 сен 2015, 06:30
Евгений, здравствуйте! Спасибо за ответ.
Распиновку я нашел, схемы изготовитель предоставил. Вместе с инженером по адаптации от cummins’а разобрали какие контакты за что отвечают.
Не могли бы вы уточнить, что означает «PCC»?) Не знаю, к сожалению, этой аббревиатуры. За программное обеспечение я не переживаю, так как все необходимые функции (какие параметры нам нужны, давление масла, уровень охл. жидкости и т.п.) включаем при пуско-наладке вместе с инженером по адаптации. И будут все функции включены или только некоторые из них — на цену это никоим образом, к сожалению, не повлияет, уточнял)
Если бы на самом ПЛК не было этого разъема не понятной мне формы (плоский, 5 пинов), тогда бы, собственно, особой проблемы не было. На этот счет в unitronics отписал, буду искать правду там))
Сам протокол J1939 для этого двигателя разбирали на предыдущих установках, благо плк имеет такой функционал. Да и программа на плк сохранилась.
Источник
Всепротокольный OBD-2 AIIpro адаптер своими руками
Это, вероятно, случалось с каждым из нас: вы едете в своем автомобиле и вдруг желтая лампочка «Check Engine” загорается на приборной панели как тревожное предупреждение о том, что возникли какие-то проблемы с двигателем. К сожалению, это оно само по себе не дает каких-либо намеков на то, что именно является причиной неполадки и может означать все что угодно, начиная от неплотно закрытой крышки топливного бака до проблем с каталитическим конвертером. Я помню, как Honda Integra 94-го года имела ЭБУ под креслом водителя и красный светодиод начинал мигать, если возникали какие-то проблемы с двигателем.
Подсчитав количество «блинков», можно было определить код ошибки. По мере того, как ЭБУ автомобилей становятся все более и более сложными, количество кодов ошибок возрастает экспоненциально. Использование бортовой диагностики автомобиля On-Board Diagnostic (OBD-II) позволяет решить эту проблему. Данный адаптер позволяет использовать персональный компьютер для OBD диагностики. Адаптер AllPro функционально совместим с ELM327 и поддерживает все существующие OBD-II протоколы обмена данными:
• ISO 9141-2
• ISO 14230-4 (KWP2000)
• SAE PWM J1850 (Pulse Width Modulation)
• SAE VPW J1850 (Variable Pulse Width)
• ISO 15765-4 Controlled Area Network (CAN)
VPW, PWM и CAN
Первых два протокола ISO описаны в указанной выше предыдущей публикации. Детальное описание OBD протоколов выходит за рамки данной статьи, я лишь их кратко перечислю.J1850 VPW (Variable Pulse Width) – протокол автомобилей General Motors и некоторых моделей Chrysler со скоростью передачи 10.4 кбит/с по одному проводу.
Напряжение на шине VPW изменяется от 0 до 8 В, данные по шине передаются чередованием коротких (64 мкс) и длинных (128 мкс) импульсов. Реальная же скорость передачи данных по шине изменяется в зависимости от битовой маски данных и находится в пределах от 976 до 1953 байт/с. Это самый медленный из OBD протоколов.
J1850 PWM (Pulse With Modulation) используется в автомобилях корпорации Ford. Скорость передачи здесь 41.6 кбит/ с с использованием дифференциального сигнала по двум проводам. Напряжение на шине изменяется от 0 до 5 В, a длительность импульса составляет 24 мкс. Работа с этим протоколом требует аккуратности в программировании микропроцессора, так как скорость выполнения инструкций языка «C» на PIC микропроцессоре даже с улучшенной PIC18 архитектурой становится сопоставимой с длиной короткой посылки PWM протокола (7 мкс).
CAN (Controlled Area Network) протокол разработан Robert Bosch в 1983 году и окончательно стандартизирован в ISO 11898. Использование CAN шины данных в автомобиле позволяет различным устройствам общаться друг с другом, минуя центральный процессор, так называемый multi-master режим.
Плюсами является также повышенная скорость передачи, до 1 Мбит/с и лучшая помехоустойчивость. Изначально протокол предназначался для использования в автомобилях, но теперь применяется и в других областях. Чтобы повысить надежность передачи данных, в шинах CAN применяется способ дифференциальной передачи сигналов по двум проводам. Образующие эту пару провода называются CAN_High и CAN_Low.
В исходном состоянии шины на обоих проводах поддерживается постоянное напряжение на определенном базовом уровне, приблизительно 2.5 В, называемым рецессивным состоянием. При переходе в активное (доминантное) состояние напряжение на проводе CAN_High повышается, а на проводе CAN_Low снижается, рис.1.
Существует также два формата сообщений или фреймов – стандартный с 11 битным адресным полем (CAN 2.0A) и расширенный с 29 битным полем (CAN 2.0B). Стандартом ISO 15765-4 определяется использование для целей OBD как CAN 2.0A, так и CAN 2.0B. Вместе со скоростями передачи по шине 250 и 500 кбит/с это создает 4 различных CAN протокола.
Поддерживает ли ваш автомобиль OBD-II?
OBD является обязательным только в Северной Америке и Европе. Если в Америке это правило действует с 1996 года, то Евросоюз принял EOBD вариант автодиагностики, основанный на OBD-II, сравнительно недавно. В Европе OBD стал обязательным, начиная с 2001 года, а для дизельных двигателей даже с 2004. Если ваш автомобиль выпущен до 2001 года, то он может вообще не поддерживать OBD даже при наличии соответствующего разъема.
Например, Renault Kangoo 99 года не поддерживает EOBD (хотя редакционная Kangoo dcI60 2004 года с CAN протоколом прошла успешную стыковку с описанным адаптером, а Renault Twingo поддерживает! Те же самые автомобили, сделанные для других рынков, например Турции, могут тоже не быть совместимыми с OBD протоколом. Как определить, какой протокол поддерживается электронным блоком управления автомобиля?
Первое – можно поискать информацию в интернете, хотя там много неточной и непроверенной информации. К тому же, многие автомобили выпускаются для разных рынков с различными протоколами диагностики. Второй более надежный способ – найти разъем и посмотреть, какие контакты в нем присутствуют. Разъем обычно находится под приборной панелью со стороны водителя. Протокол ISO 914-2 или ISO 14230-4 определяется наличием контакта 7, как показано в таблице 1.
Большинство автомобилей последних лет выпуска поддерживает только CAN протокол с контактами 6 и 14 соответственно. В Европе и Северной Америке все новые автомобили, начиная с 2007/ 2008 года, должны использовать OBD только на основе CAN. Замечу, однако, что, как правильно отмечено в комментарии, «Если марка присутствует в таблице, то это не дает гарантии поддержки OBD-II».
Использование L-line в ISO 9141/14230… Отдельно хочется сказать по поводу L-линии в ISO 9141-2/ 14230-4 протоколах. Сейчас она практически нигде не используется, так как для процедуры инициализации связи вполне достаточно только K-линии. В стандарте же, однако, сказано, что сигнал инициализации должен передаваться по двум линиям одновременно, K и L. Владимир Гурский из www.wgsoft.de, автор программы «ScanMaster ELM», собрал большую коллекцию различных ЭБУ.
В качестве примера необходимости L-линии он приводит Renault Twingo 1.2л 2005 года выпуска. Использование здесь при иницилиазации только K-линии приводит к неверному адресу двигателя в ответах ЭБУ. Если же инициализация производится по K и L одновременно, то тогда все работает правильно.
AllPro адаптер на PIC18F2455
Схема моего всепротокольного OBD-II адаптера показана на рис.2 . Основой является микроконтроллер Microchip PIC18F2455, имеющий модуль USB интерфейса. Устройство использует напряжение питания 5 В от шины USB. Конденсатор C6 служит фильтром внутреннего стабилизатора 3.3 В для обеспечения работы USB шины. Светодиоды D2 и D3 являются индикаторами приема/передачи, а светодиод D1 использован для контроля статуса USB шины.
Выход ISO 9141/14230 интерфейса управляется половинкой драйвера IC2-2, а входной сигнал подается через делитель R12/R13 на вход RX (вывод 18), который является триггером Шмидта, как и большинство входов PIC18F2455, что обеспечивает достаточно надежное срабатывание. Для контроля L-линии используется IC3-1 и R10.
Шина J1850 VPW требует напряжения питания 8 В, получаемого от стабилизатора L78L08 IC4. Сигнал на выход VPW подается через инвертор IC3-2 и буферный полевой транзистор Q1. Делитель R7/R8 и внутренний триггер Шмидта на входе RA1 составляют входной интерфейс J1850 PWM протокола. Внутренний компаратор (входы RA0 и RA3) PIC18F2455 вместе с резисторами R4, R5 выделяет дифференциальный сигнал PWM. Для контроля выхода PWM шины используются IC2-1 и полевой транзистор Q2.
Отдельно хочется сказать по поводу поддержки CAN. Microchip не выпускает контроллеры, содержащие и CAN, и USB. Можно использовать контроллер с CAN модулем и внешний USB чип типа FT232R. Или наоборот, подключить внешний CAN контроллер, как сделано в этом адаптере. CAN интерфейс здесь образуют контроллер MCP2515 (IC5) и трансивер MPC2551 (IC6). MCP2515 подключен через SPI шину к PIC18F2455 и программируется каждый раз при подаче питания адаптера.
Согласующие (bus termination) RC цепочки R14/ C10 и R15/C11 предназначены для уменьшения отражений на CAN шине согласно стандарту ISO 15765-4. Использование их не обязательно, при относительно коротком кабеле отражениями можно пренебречь. Вместо PIC18F2455 можно использовать PIC18F2550 с той же самой прошивкой, см. варианты замены в таблице 2.
Внешний вид устройства показан на рис.3 и обложке, а печатная плата на рис.4.
Для программирования PIC18 можно использовать несложный JDM программатор [3], схема показана на рис.5.
Он очень прост и может бы собран за час на макетной плате. Недостатком является то, что программатор требует наличия последовательного (Com) интерфейса в компьютере и не работает с виртуальными USB/Com адаптерами. Использование ноутбуков также не рекомендуется, так как они не обеспечивают необходимого напряжения на выходе Com порта.
Разводка программатора показана на рис.6 и сделана с использованием так называемой «stripboard» технологии, достаточно популярного подхода к макетированию. Типичная stripboard имеет матрицу отверстий с шагом 2.54 мм для монтажа электронных компонентов, соединенных полосками меди на обратной стороне, отсюда и название – stripboard.
Разрезав полоски на обратной стороне и установив сверху проволочные перемычки, можно быстро собрать относительно несложные конструкции. Полоски легко перерезаются зенковкой отверстий обычным сверлом. Существует даже специальная программа – «LochMaster» [4] для проектирования конструкций таким способом. При использовании программатора следует обратить внимание, что корпус персонального компьютера (контакт 5 DB9 разъема) не соответствует корпусу программатора.
Другим условием является использование «полноценного» последовательно кабеля со всеми проводами, необходимыми для работы схемы. Программатор надежно работает с WinPic [5], единственная проблема заключается в том, что требуется отдельно загрузить файл-дескриптор PIC18F2455.dev (или PIC18F2550.dev) из дистрибуции Microchip IDE после того, как установлен собственно WinPic.
Другой программой, работающей с JDM программатором, является PICPgm [6], никаких дополнительных файлов здесь не требуется, хотя автору следует поработать над английской грамматикой, рис.7 . Прошивка адаптера доступна .
OBD-II кабель
Для подключения к бортовому компьютеру адаптер использует «стандартный» DB-9/OBD-II кабель. Разводка кабеля показана в таблице 3.
Подключение и тестирование устройства. Правильно собранный адаптер в налаживании не нуждается и распознается Windows как USB устройство. Микропроцессор PIC18F2455 не имеет собственного драйвера и использует Windows 2000/XP/Vista CDC (Communication Device Class ) драйвер usbser.sys виртуального Com порта.
По поводу использования драйвера хочется, однако, добавить, что согласно информации www.usb.org исправил баги в usbser.sys только начиная с Windows XP SP2 и использование адаптера с Windows 2000 может быть проблематично. После того, как адаптер распознался как USB устройство и драйвер установлен, можно приступать к тестированию.
Для этого требуется подключить источник стабилизованного напряжения 12 вольт на выводы 1 и 9 разъема J2 и подключить адаптер к персональному компьютеру через USB кабель. Проверяется наличие напряжения 8 В на выходе стабилизатора IC4. Следующим шагом является запуск Windows приложения HyperTerm и подсоединения к Com порту адаптера.
Устройство имеет процедуру самодиагностики с проверкой прохождения сигнала со выхода на вход по всем протоколам. Для этого используется команда «AT@3», рис.8.
Прохождение проверяется по следующим цепям:
• IC2-1, R4 для отрицательной шины PWM
• Q2, D6, R5 для положительной шины PWM
• IC3-2, IC4, R11, Q1, D5, R7, R8 для VPW
• IC2-2, R9, R12, R13 для ISO 9141/14230
• Ответ контроллера MCP2515 по шине SPI
Например, отсутствие IC2 приведет сразу к двум ошибкам, рис.9 .
Процедура самодиагностики не включает проверку CAN трансивера MCP2551, здесь можно просто замерить напряжение на выводах 6 и 7. Оно должно быть в пределах 2.5 В.
Работа с Адаптером
Адаптер совместим по системе команд с ELM327 и может использоваться с приложениями, работающими с ELM327. Я предпочитаю использовать «ScanMaster ELM» Владимира Гурского [8], рис.10.
Источник