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CAN: Was ist es und wie setzt man es ein?
Ein CAN-Bus (Controller Area Network) ist ein Bus-Standard, der es Mikrocontrollern und Geräten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Es ist ein auf Nachrichten basierendes Protokoll, ursprünglich für eine smarte und verlässliche Verdrahtung sowie den Datenaustausch einer steigenden Anzahl von Aktuatoren und Sensoren in Automobilen entwickelt. Zunächst als Feldbus mit Kabellängen von mehreren Metern konstruiert, wird der CAN-Bus heute zunehmend als Kommunikationsbus in kompakten Maschinen und Geräten eingesetzt.
CANopen ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll und eine Geräteprofilspezifikation für in der Automation verwendete, eingebettete Systeme. In einem solchen Netzwerk gibt es einen CANopen-Master, um die sogenannten CANopen-Slave-Geräte (z. B. Sensoren, Aktuatoren oder Motion Controllers) zu konfigurieren und zu steuern. PCs mit einer Plug-in-CAN-Karte oder einem externen USB/CAN Gateway, eine SPS mit einer CAN-Schnittstelle oder selbst ein einfacher Mikrocontrollerchip mit einer CAN-Schnittstelle kann in einem solchen Netzwerk als CANopen-Master fungieren. Dadurch kann der/die Ingenieur:in den besten Master für seine/ihre Applikation anhand von Auswahlkriterien, wie z. B. Leistungsfähigkeit, bevorzugter Hardware, Programmierumgebung und nicht zuletzt eigener Erfahrung, selektieren.
EPOS4 Steuerungen von maxon motor sind mit mehr als 1000 000 sich im Einsatz befindlichen Installationen weltweit eine in der Industrie bewährte Lösung für die Positions-, Drehzahl- und Strom-/Drehmomentregelung.
CAN besitzt eine Reihe von entscheidenden Vorteilen für Ingenieur:innen, die sich der Herausforderung von eingeschränkten Platzverhältnissen gegenüber sehen:
- Kompakt: Feldbusse, wie der CAN-Bus, ermöglichen den Einsatz einer grösseren Anzahl von Sensoren und Aktuatoren mit minimaler Verkabelung.
- Kostengünstig: CAN ist als kostengünstiger Bus bekannt. Der Grund dafür besteht in der hohen Verfügbarkeit von Mikrocontrollern und Prozessoren mit integrierten CAN-Steuerungen. Die Verwendung des standardisierten CANopen-Protokolls gemäss CiA 301 und von gerätespezifischen Profilen, wie z. B. CiA 402, reduziert die Entwicklungskosten für Steuersoftware deutlich.
- Standardisiert und kompatibel: CANopen ist ein bewährter und weithin anerkannter Industriestandard. Alle CANopen-Geräte tauschen Daten auf die gleiche Weise aus. Zudem ist die Handhabung von gerätespezifischen Merkmalen in den Geräteprofilstandards beschrieben. Deshalb ist es sehr einfach, Geräte in einem derartigen Netzwerk auszutauschen oder hinzuzufügen. Dies erlaubt den Geräte- und Maschinenbauern volle Flexibilität bei der Verbesserung der Leistungsfähigkeit einer Maschine oder bei der Bereitstellung von Upgradefunktionen ohne den grossen Aufwand einer Neukonstruktion.
Zum Beispiel: Wird ein Schrittmotor mit der entsprechenden Steuerung mit einem DC-Motor und einer Steuerung eines anderen Herstellers ausgetauscht, so ändert sich die Steuersoftware kaum. Wenn CANopen-Profile verwendet werden, so stellen sich die beide Antriebssysteme auf dem CAN-Bus fast gleich dar. - Einfache Synchronisierung: Selbst bei kleineren Geräten nehmen die Anforderungen, die an die Leistungsfähigkeit und den Funktionsumfang gestellt werden, laufend zu. Zudem wird es immer wichtiger, einzelne Antriebe miteinander zu synchronisieren, um komplexere Bewegungsabläufe erzeugen zu können.
EPOS4 Steuerungen von maxon motor sind CANopen-Slaves gemäss dem CiA 301 und CiA 402 Standard. Diese Steuerungen sind mit mehr als 1000 000 sich im Einsatz befindlichen Installationen weltweit eine in der Industrie bewährte Lösung für die Positions-, Drehzahl- und Strom-/Drehmomentregelung. Für eine smarte Entwicklung und Integration bietet maxon Entwickler:innen Programmierbibliotheken und hochwertigen Support für verschiedene Mastersysteme, wie SPS, PCs und Linux-basierte Steuerungen.