CANopen® ist ein robustes und kostengünstiges serielles Protokoll, das erweiterte Diagnose- und Steuerungsmöglichkeiten mit mittlerer Bandbreite bietet. Obwohl es älter als einige andere Netzwerke ist, bleibt es bei vielen Bewegungssteuerungsdesignern ein Favorit. Und nein, es hat nichts mit elektrischen Dosenöffnern zu tun; Es handelt sich um ein hochgradig konfigurierbares „offenes“ Protokoll, das auf der CAN-Kommunikation (Controller Area Network) basiert. ADVANCED Motion Controls ist vorbei 40 vermarktete CANopen-Servoantriebe und kann auch benutzerdefinierte CANopen-Servoantriebe erstellen.
Geschichte
1993 wurde in einem Projekt unter der Leitung von Dr. Gerhard Gruhler und Dr. Mohammed Farsi zunächst ein neues Protokoll als Prototyp entwickelt. Ihren Prototypen übergaben sie dem CiA, das ihn verfeinerte und 1995 als Kommunikationsprofil DS-301: CANopen veröffentlichte.
Seit der Veröffentlichung von CANopen hat seine Popularität stark zugenommen. Zusätzlich zu seinen früheren Anwendungen in der Automobil-, Fertigungs- und Medizinindustrie wird es jetzt in der Robotik, Materialhandhabung und vielen anderen Branchen eingesetzt, die Bewegungssteuerung verwenden.
Wie CANopen funktioniert
CANopen ist ein Protokoll höherer Schichten. Wie jedes Netzwerk bestehen CANopen-Netzwerke aus miteinander verbundenen Geräteknoten. Bei der Bewegungssteuerung machen Servoantriebe normalerweise die meisten Netzwerkknoten aus, obwohl auch eine Steuerung und andere Geräte integriert werden können.
Nachrichten werden in Paketen, sogenannten Frames, entlang der als CAN-Bus bekannten Netzwerkleitung gesendet. Ein CANopen-Frame hat einen Communication Object Identifier (COB-ID), der einen 4-Bit-Funktionscode, eine 7-Bit-Knoten-ID und Steuerbits enthält. Der Rahmen hat auch ein 4-Bit-Datenlängenfeld und 0 bis 8 Datenbytes.
Alle Knoten in einem CANopen-Netzwerk haben ein Objektverzeichnis. Das Objektverzeichnis enthält Parameter des Knotens wie seine Adresse (indizierter Ort innerhalb des Netzwerks), Gerätename, Objektcode, Datentyp, Lese-/Schreibzugriff und Angabe von optionalen und obligatorischen Parametern. Im Wesentlichen definiert dies, ob, wann und wie ein Knoten Datenrahmen, die durch das Netzwerk gesendet werden, interpretiert und darauf antwortet. Während alle Knoten jede Nachricht sehen, antwortet nur der in der Knoten-ID des Rahmens angegebene Knoten darauf.
SDOs und PDOs
Die meisten Telegramme sind Service Data Objects (SDO) oder Process Data Objects (PDO). SDOs werden normalerweise vom Master-Knoten gesendet, um das Objektverzeichnis eines anderen Knotens zu lesen und zu schreiben und seine Konfiguration zu ändern. Der Knoten, der die SDO-Kommunikation initiiert, wird als Client-Knoten bezeichnet, und der Zielknoten wird als Server-Knoten bezeichnet. Der Serverknoten antwortet auf den SDO-Rahmen, während andere Knoten ihn ignorieren.
PDOs können von jedem Knoten im Netzwerk gesendet werden, ohne vom Master-Knoten aufgerufen zu werden. PDOs sind nützlich, um Informationen zu aktualisieren, die sich häufig ändern können, wie z. B. Sensorrückmeldungen oder Leistungsabgabe. Im Gegensatz zu SDOs können PDOs mehrere Parameterwerte enthalten und erfordern keine Antwort.
Fähigkeiten
Objektverzeichnisse verleihen CANopen-Geräten ein hohes Maß an Konfigurierbarkeit und ermöglichen zahlreiche Anpassungen. Auch CANopen ist eine seit Jahrzehnten erprobte und immer noch regelmäßig eingesetzte Technologie. Die Wahl eines CANopen-Netzwerks kann auch die Kosten niedrig halten und gleichzeitig eine gute Leistung aufrechterhalten, zumal der Preis pro Knoten normalerweise viel niedriger ist als bei anderen Netzwerken. Im Allgemeinen sind CANopen-Servoantriebe kostengünstiger als Servoantriebe, die EtherCAT oder andere Ethernet-basierte Netzwerke verwenden.
Während viele CANopen wegen seiner Robustheit und einfachen Implementierung bevorzugen, hat es auch seine Nachteile. nicht wie EtherCAT oder Ethernet-POWERLINK, CANopen ist kein „Echtzeit“-Netzwerk. Dies bedeutet, dass es nicht in der Lage ist, Updates schneller als eine Millisekunde zu senden. Als Referenz aktualisiert CANopen mit einer Rate von etwa 130 ms. CANopen-Netzwerke können auch unter Leistungsproblemen leiden, wenn der physische CAN-Bus mehrere hundert Meter lang ist.
Schauen Sie sich unsere an CANopen-Servoantriebsmodelle. Sie können CANopen auch in Aktion in unserer 5-Ball-Wurf-Demo sehen.
