NORD Drivesystems BU0260 - Handbuch (Seite 81)

7 CANopen Datenübertragung
BU 0260 DE technische Änderungen vorbehalten 81
7 CANopen Datenübertragung
Die CAN / CANopen - Kommunikation basiert auf dem Multimasterprinzip. Zwar kann dem Netzwerk ein sog.
NMT-Master (Netzwerk-Management-Master) übergeordnet werden. Dieser jedoch übernimmt ausschließlich
die Kontrolle über die Funktion aller angeschlossenen Knoten (Teilnehmer) und kann deren Betriebszustände
(Initialization / Pre-Operational / Operational / Stopped (früher: Prepared)) verändern.
Die Kommunikation zwischen den einzelnen Teilnehmern, sowohl Anfragen als auch Antworten, wird durch die
Teilnehmer selbst gesteuert. Die Knoten stehen grundsätzlich alle in Empfangsbereitschaft. Auf Anforderung
von anderen Knoten bzw. aus eigenem Bedarf heraus sind alle gleichberechtigt in der Lage, Protokolle auf den
Bus zu senden (Multimaster). Ein gleichzeitig von mehreren Knoten begonnener Sendezugriff, wird durch die
Priorisierung der zu übertragenden Nachrichten aufgelöst. Somit ist gewährleistet, dass die Nachricht mit der
höchsten Priorität die Sendeerlaubnis erhält. Die auf diese Weise zurückgestellten niederprioren Nachrichten
werden im Anschluss übertragen.
Somit wird eine Quasi - Echtzeitfähigkeit des Systems, insbesondere für Telegramme höherer Priorität ge-
währleistet* (*bei Buslast maximal 40%). Die Priorität eines Telegramms wird durch den Identifier definiert. Der
Identifier eines Telegramms setzt sich aus der Knotenadresse und der Telegrammart (z.B.: Emergency -
Nachricht) zusammen. Dadurch ist auch eine Doppelvergabe von Identifiern ausgeschlossen. Je kleiner der
Identifier ist, umso höher ist seine Priorität.
Die Kommunikation zwischen den Teilnehmern entspricht weitestgehend dem Client-Server-Model. Das Pro-
ducer-Consumer-Modell kommt lediglich bei der Übertragung der Prozessdaten zum Tragen.
7.1 Protokoll
Die Kommunikation auf dem Bus erfolgt mit Hilfe von Telegrammen auf Grundlage des CAN-Protokolls. Ein
CAN-Protokoll besteht aus einem Overhead- (Adressierung, Fehlerüberwachung ...) und einem Nutzdatenan-
teil (zur Prozesssteuerung). CANopen setzt auf diese Struktur auf, wobei für den Ablauf zwei Gruppen von
Nutzdatentelegrammen definiert wurden.
Beiden Telegrammarten ist neben der Länge von 8 Byte die „Adressierung“ über Identifier gemeinsam.
Die primären Unterscheidungsmerkmale liegen in Folgendem:
Eigenschaft SDO -Telegramm PDO - Telegramm
Übertragung von Parameterdaten (Parametrierung) ja nein
Austausch von Prozessdaten nicht üblich (keine Echtzeit) ja
Modell der Datenverarbeitung Client - Server Producer - Consumer
Antwort auf Anfrage erforderlich ja (Handshake) nein
Datenrate niedrig hoch
Erforderlicher Betriebszustand des Knoten Operational
Pre-Operational Operational
7.2 Struktur der Nutzdaten im USS-Standard
Nach dem Einschalten eines Knotens durchläuft er eine Inizialisierungsphase und wechselt selbstständig in
den Betriebszustand „Pre-Operational“. In diesem Zustand ist er in der Lage über SDOs zu kommunizieren.
Erst durch das Versetzen in den Betriebszustand „Operational“ erreicht der Knoten die volle Betriebsbereit-
schaft und damit die Berechtigung über PDOs Daten auszutauschen.
Die Parameter eines Knotens werden in einem Objektverzeichnis hinterlegt, dessen Struktur der von anderen
Bus - Systemen entspricht. Damit ist eine grundsätzliche Kompatibilität zwischen verschiedenen BUS-
Systemen gegeben.
Da auch Prozessdaten im Objektverzeichnis eines Knotens hinterlegt werden, lassen diese sich ebenfalls über
SDOs verarbeiten.