Baumer G1-G2-G0-GE-GB-GXxxx - Handbuch (Seite 7)

Handbuch_CANopen_BIDE_DE.docx 7/54 Baumer IVO GmbH & Co. KG
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4. CAN-Bus und CANopen-Kommunikation
4.1. CAN-Bus
Der CAN-Bus (CAN: Controller Area Network) wurde ursprünglich von Bosch und Intel für die schnelle,
kostengünstige Datenübertragung in der Kraftfahrzeug-Technik entwickelt. Der CAN-Bus wird heute auch in
der industriellen Automatisierung verwendet.
Der CAN-Bus ist ein Feldbus (die Normen werden durch die Vereinigung CAN in Automation (CiA) festgelegt)
über den Geräte, Aktoren und Sensoren verschiedener Hersteller miteinander kommunizieren.
4.1.1. CAN-Bus-Eigenschaften
• Datenrate von 1 MBaud bei einer Netzausdehnung bis zu 40 m
• Beidseitig abgeschlossenes Netzwerk
• Busmedium ist Twisted-Pair-Kabel
• Echtzeitfähigkeit: Definierte max. Wartezeit für Nachrichten hoher Priorität.
• Theoretisch 127 Teilnehmer an einem Bus, physikalisch aber nur 32 (durch den Treiber bedingt).
• Sicherstellung netzweiter Datenkonsistenz. Gestörte Nachrichten werden für alle Netzknoten als fehlerhaft
bekannt gemacht.
• Nachrichtenorientierte Kommunikation
Die Nachricht wird mit einer Nachrichtenkennung (Identifier) gekennzeichnet. Alle Netzknoten prüfen
anhand des Identifier, ob die Nachricht für sie relevant ist.
• Broadcasting, Multicasting
Alle Netzknoten erhalten gleichzeitig jede Nachricht. Daher ist eine Synchronisation möglich.
• Multi-Master-Fähigkeit
Jeder Teilnehmer im Feldbus kann selbstständig Daten senden und empfangen, ohne dabei auf eine
Priorität der Master angewiesen zu sein. Jeder kann seine Nachricht beginnen, wenn der Bus nicht belegt
ist. Bei einem gleichzeitigen Senden von Nachrichten setzt sich der Teilnehmer mit der höchsten Priorität
durch.
• Priorisierung von Nachrichten
Der Identifier setzt die Priorität der Nachricht fest. Dadurch können wichtige Nachrichten schnell über den
Bus übertragen werden.
• Restfehlerwahrscheinlichkeit
Sicherungsverfahren im Netzwerk reduzieren die Wahrscheinlichkeit einer unentdeckten, fehlerhaften
Datenübertragung auf unter 10
-11
. Praktisch kann von einer 100% sicheren Übertragung ausgegangen
werden.
• Funktionsüberwachung
Lokalisation fehlerhafter oder ausgefallener Stationen. Das CAN-Protokoll beinhaltet eine Funktionsüber-
wachung von Netzknoten. Netzknoten, die fehlerhaft sind, werden in ihrer Funktion eingeschränkt oder
ganz vom Netzwerk abgekoppelt.
• Datenübertragung mit kurzer Fehler-Erholzeit
Durch mehrere Fehlererkennungsmechanismen werden verfälschte Nachrichten mit großer Wahrschein-
lichkeit erkannt. Wird ein Fehler erkannt, so wird die Nachrichtensendung automatisch wiederholt.
Im CAN-Bus sind mehrere Netzwerkteilnehmer über ein Buskabel miteinander verbunden. Jeder
Netzwerkteil-nehmer kann Nachrichten senden und empfangen. Die Daten zwischen den Netzwerk-
Teilnehmern werden seriell übertragen.
Netzwerkteilnehmer Beispiele für CAN-Bus-Geräte sind:
• Automatisierungsgeräte, z. B. SPS
• PCs
• Ein- /Ausgangsmodule
• Antriebssteuerungen
• Analysegeräte, z. B. ein CAN-Monitor
• Bedien- und Eingabegeräte als Mensch-Maschine Schnittstelle HMI (HMI, Human Machine Interface)
• Sensoren und Aktoren