BECKHOFF BK5100 - Handbuch (Seite 19)

BK5100 im CANopen System
BK5100 19
BK5100 im CANopen System
Systemvorstellung
CANopen CANopen ist ein offenes Kommunikationsprofil das auf der Basis des Bus-
systems Controller-Area-Network (CAN) aufsetzt. CAN wurde vor einigen
Jahren von der Firma R.Bosch für die Datenübertragung in Kraftfahrzeu-
gen entwickelt. Das CANopen Kommunikationsprofil wurde im Rahmen
eines ESPRIT-Projektes entwickelt und von der CAN-Nutzerorganisation
(C.i.A.) als Profil DS-301 veröffentlicht. Das Kommunikatinsprofil DS-301
dient zur Standardisierung der Geräte, um die Produkte verschiedener
Hersteller austauschbar machen zu können. Um die Geräte verschiedener
Hersteller austauschbar zu machen, müssen allerdings zusätzlich noch
gerätespezifische Parameter sowie die zu übertragenden Prozeßdaten
standardisiert werden. Dazu wurde das Geräteprofil DS-401 entworfen und
von der C.i.A veröffentlicht. Dieses Geräteprofil standardisiert die digitalen
und analogen Ein- und Ausgangsmodule (siehe auch Beschreibung des
Objektverzeichnisses).
PDO und SDO Das CANopen-Kommunikationsprofil basiert auf einem Objektverzeichnis
ähnlich dem von Profibus. Im Kommunikationsprofil DS-301 sind zwei Da-
ten Objekt-Arten sowie einige Spezialobjekte definiert. Die Prozeßdatenob-
jekte (PDO) dienen zur Übertragung der Echtzeitdaten und die Serviceda-
tenobjekte (SDO) ermöglichen den schreibenden und lesenden Zugriff auf
das Objektverzeichnis. Dazu verwenden CANopen-Netze eine Untermen-
ge der in CAL spezifizierten Objekte und Dienste.
Topologie CAN basiert auf einer linienförmigen Topologie. Mit sogenannten Rou-
terknoten ist es möglich eine Netzstruktur aufzubauen. Die Anzahl der
Teilnehmer pro Netz ist dabei nicht durch das Protokoll begrenzt, sondern
abhängig von der Leistungsfähigkeit der eingestzten Bustreiberbausteine.
Die bei einer bestimmten Datenrate maximal mögliche Netzausdehnung ist
durch die auf dem Busmedium erforderliche Signallaufzeit begrenzt. Bei 1
MBaud ist z.B. eine Netzausdehnung von 40 m, bei 80 kBaud eine Netz-
ausdehnung von 1000 m möglich.
Buszugriffsverfahren Man unterscheidet bei Buszugriffsverfahren generell zwischen kontrollier-
tem (deterministischem) und unkontrolliertem (zufälligen) Buszugriff. CAN
arbeitet nach dem Verfahren Carrier-Sense Multiple Access (CSMA), d.h.
jeder Teilnehmer ist bezüglich des Buszugriffs gleichberechtigt und kann
auf den Bus zugreifen, sobald dieser frei ist (zufälliger Buszugriff). Der
Nachrichtenaustausch ist dabei nicht Teilnehmerbezogen sondern Nach-
richtenbezogen. Das bedeutet, daß jede Nachricht mit einem priorisierten
Identifier eindeutig gekennzeichnet ist. Damit beim verschicken der Nach-
richten verschiedener Teilnehmer keine Kollisionen auf dem Bus entste-
hen, wird beim Start der Datenübertragung eine bitweise Busarbitrierung
durchgeführt. Die Busarbitrierung erfolgt nach dem Verfahren Collision
Avoidance (CA), bei dem am Ende der Arbitrierungsphase nur ein Busteil-
nehmer den Bus belegt und somit eine Buskollision vermieden wird.
Konfiguration und
Parametrierung Zur Parametrierung und Konfiguration des CANopen Busses liefern die
Hersteller von CANopen-Mastern ein Software-Konfigurationstool. Mit die-
sem Softwaretool hat man über die SDOs die Möglichkeit auf das Objekt-
verzeichnis des BK51X0 zuzugreifen und somit den Koppler zu parametrie-
ren.