NI CFP-CB-1 通信桥接模块 – 总线扩展互联,分布式系统通信核心!

NI CFP-CB-1 是美国国家仪器(NI)CompactFieldPoint 系列中的一款高性能工业通信桥接模块,主要用于实现分布式控制系统中不同总线协议设备间的数据交互与总线扩展。作为 NI 分布式系统的 “通信枢纽”,NI CFP-CB-1 凭借灵活的协议转换能力和总线扩展功能,可打破不同设备间的通信壁垒,实现 CompactFieldPoint 模块与第三方总线设备的无缝互联。​

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描述

NI CFP-CB-1 是美国国家仪器(NI)CompactFieldPoint 系列中的一款高性能工业通信桥接模块,主要用于实现分布式控制系统中不同总线协议设备间的数据交互与总线扩展。作为 NI 分布式系统的 “通信枢纽”,NI CFP-CB-1 凭借灵活的协议转换能力和总线扩展功能,可打破不同设备间的通信壁垒,实现 CompactFieldPoint 模块与第三方总线设备的无缝互联。​

该模块支持 RS485/Modbus RTU 和 CANopen 两种主流工业总线协议,可广泛对接 PLC、变频器、智能仪表、传感器等第三方设备,以及 CompactFieldPoint 系列的 I/O 模块、控制器,应用于工业自动化、智能装备、能源监测、轨道交通等领域。在实际应用中,NI CFP-CB-1 与 LabVIEW 软件协同工作,能将一种总线协议的数据包转换为另一种协议格式,同时扩展总线通信距离和连接设备数量,为分布式系统的集中监控与统一管理提供可靠的通信支撑。​

CFP-CB-1 NI

CFP-CB-1 NI

主要特点和优势​

NI CFP-CB-1 最核心的优势在于其灵活的协议转换能力与总线扩展功能。模块同时支持 RS485/Modbus RTU 和 CANopen 两种协议,可实现两种总线之间的双向数据转换,无需额外配置协议转换器即可连接不同总线类型的设备,大幅降低系统集成复杂度和成本。同时,它具备总线中继扩展功能,可延长 RS485 和 CAN 总线的通信距离(最大支持 1200 米),并增加总线挂接设备数量,满足大规模分布式系统的通信需求。​

工业级可靠性与稳定传输性能是NI CFP-CB-1 的另一大亮点。模块采用高性能通信处理器和数据缓存技术,通信速率最高可达 1Mbps,数据传输延迟低至毫秒级,能满足工业现场对实时性的要求。在硬件防护上,NI CFP-CB-1 具备 250V AC 电气隔离和浪涌保护功能,能有效抵御工业现场的电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI),适应 – 20℃至 70℃的宽温工作环境,即使在振动、粉尘较多的恶劣工况下也能稳定运行,平均无故障时间(MTBF)超过 8 万小时。​

在软件兼容性与易用性方面,NI CFP-CB-1 表现出色。它深度兼容 NI LabVIEW、LabWindows/CVI 等软件开发平台,用户可通过图形化界面完成协议参数配置、数据映射和通信状态监控,无需编写复杂的底层通信代码,极大缩短项目开发周期。此外,模块支持热插拔功能,可在系统运行状态下更换模块,减少停机维护时间;内置的自诊断功能能实时监测总线通信状态、模块供电情况,出现通信错误或故障时及时发出报警,便于运维人员快速定位问题。​

The NI CFP-CB-1 communication bridge module serves as a critical interface for interconnecting diverse industrial bus systems in distributed automation environments. Supporting both RS485/Modbus RTU and CANopen protocols, it enables seamless bidirectional data conversion between these widely used industrial buses, eliminating the need for dedicated protocol converters and simplifying system integration.​

Engineered for industrial robustness, the CFP-CB-1 delivers reliable communication with data rates up to 1Mbps and low latency, ensuring real-time data exchange critical for process control and monitoring applications. It features 250V AC electrical isolation and surge protection to withstand harsh electrical environments, while its wide operating temperature range (-20°C to 70°C) ensures stable performance in demanding industrial conditions. The module’s seamless integration with NI LabVIEW facilitates intuitive configuration and monitoring, while hot-swappable functionality minimizes downtime during maintenance, enhancing overall system availability.​

CFP-CB-1 技术规格​

参数名称​ 参数值​
产品型号​ CFP-CB-1
制造商​ NI(National Instruments)​
产品类型​ CompactFieldPoint 通信桥接模块​
支持协议​ RS485/Modbus RTU,CANopen​
通信接口​ 1 个 RS485 端口,1 个 CAN 端口​
通信速率​ RS485:1200bps-1Mbps;CAN:5kbps-1Mbps​
总线扩展能力​ 支持 RS485 中继(最大 1200 米),CAN 总线扩展​
挂接设备数量​ 最大 32 个(RS485);最大 110 个(CANopen)​
供电电压​ 24VDC ±10%​
工作电流​ 最大 250mA​
工作温度​ -20-70℃​
存储温度​ -40-85℃​
隔离等级​ 250V AC(电源与通信端口间)​
防护等级​ IP30​
安装方式​ DIN 导轨安装(35mm)​
功耗​ 最大 3.0W​
保护功能​ 过电压保护、浪涌保护、短路保护​
尺寸(长 × 宽 × 高)​ 112mm×89mm×64mm​
重量​ 约 150g​
认证标准​ CE,UL,cUL​

应用领域​

NI CFP-CB-1 凭借灵活的协议转换和总线扩展能力,在多个工业领域得到广泛应用。在智能装备领域,自动化生产线中同时存在采用 RS485/Modbus RTU 协议的变频器和 CANopen 协议的伺服驱动器,NI CFP-CB-1 可作为通信桥接核心,实现两种总线设备与 CompactFieldPoint 控制器的互联,将设备运行数据汇总至中央控制系统,同时下发统一的控制指令,实现生产线的协同运行。​

在能源监测领域,光伏电站的逆变器采用 RS485/Modbus RTU 协议传输发电数据,而储能系统的 BMS(电池管理系统)采用 CANopen 协议,NI CFP-CB-1 可连接两种系统,将发电数据与电池状态数据转换整合后传输至监控中心,为电站的能源调度和优化提供完整的数据支撑。在轨道交通领域,列车辅助系统中的空调、照明设备采用不同总线协议,NI CFP-CB-1 可实现各子系统的通信互联,便于列车控制单元对辅助设备进行集中监控和故障诊断。​

此外,在水处理、冶金辅助设备等领域,NI CFP-CB-1 也发挥着重要作用。在水处理厂,它可连接采用不同总线的加药系统、过滤系统,实现各子系统数据的统一采集;在冶金辅助设备中,能将分散的输送设备、冷却系统通过总线扩展连接起来,实现集中控制。无论何种场景,NI CFP-CB-1 都是分布式系统总线互联与扩展的理想通信组件。​

相关产品​

  1. NI CFP-9004:CompactFieldPoint 嵌入式控制器,与CFP-CB-1配套使用,实现对桥接数据的处理与控制。​
  2. NI CFP-AI-111:CompactFieldPoint 模拟量输入模块,通过CFP-CB-1与第三方总线设备实现数据交互。​
  3. NI CFP-AO-210:CompactFieldPoint 模拟量输出模块,接收通过CFP-CB-1传来的第三方设备数据后执行输出控制。​
  4. NI LabVIEW:图形化编程软件,用于CFP-CB-1的通信参数配置与数据监控。​
  5. NI CFP-BP-2:CompactFieldPoint 电池备份模块,为CFP-CB-1及控制器提供断电数据保护。​
  6. NI 9853:cDAQ 系列 CAN 通信模块,相比CFP-CB-1更适用于紧凑型集中式通信场景。​
  7. NI USB-485:USB 转 RS485 适配器,可配合CFP-CB-1实现计算机与总线设备的临时调试连接。​
  8. NI 9870:工业以太网转 CAN 模块,可与CFP-CB-1协同,扩展系统的以太网通信能力。​
CFP-CB-1 NI

CFP-CB-1 NI

安装与维护​

安装前准备​

安装NI CFP-CB-1 前,需确认 DIN 导轨为 35mm 标准规格,检查模块外观有无破损、接口是否完好。同时,根据现场设备的总线类型(RS485/CANopen)确定接线方式,准备符合规格的 24VDC 电源线和屏蔽通信线缆,核对总线设备的通信速率、地址等参数是否匹配。此外,需提前在 LabVIEW 软件中完成通信配置程序的框架设计,并确保 CompactFieldPoint 控制器已配置好通信参数。​

安装要点​

NI CFP-CB-1 卡入 DIN 导轨并通过螺丝固定,按照模块端子定义连接 24VDC 电源,注意区分正负极。根据总线类型连接通信线缆,RS485 端口需正确连接 A、B 线和地线,CAN 端口需连接 CAN_H、CAN_L 线和终端电阻(远距离通信时)。接线完成后,通过 RS485 或 CAN 总线将模块与第三方设备及 CompactFieldPoint 控制器连接,开启电源后在 LabVIEW 中检测模块通信状态,配置协议类型、通信速率等参数,并进行数据传输测试。​

维护建议​

定期通过 LabVIEW 软件查看NI CFP-CB-1 的总线通信状态、数据传输量和错误率,每月清洁模块表面灰尘及通信接口,确保接触可靠。若出现通信中断或数据传输异常,先检查通信线缆、终端电阻和总线设备状态,再通过模块 LED 指示灯判断供电、通信协议是否正常。更换模块时,需先断开电源,记录接线顺序和参数配置,新模块接入后利用热插拔功能恢复通信,无需关停整个系统。