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Busklemmen • 121

Filterklemmen

750-624 Filterklemme, Feldversorgung

750-626 Filterklemme, Systemund Feldversorgung

Potentialvervielfältigungsklemme

750-614 Potentialvervielfältigungsklemme, AC/DC 0 ... 230 V

750-603 Potentialvervielfältigungsklemme, DC 24 V

750-604 Potentialvervielfältigungsklemme, DC 0 V

Distanzklemmen

Binäre Platzhalterklemme

750-622 Binäre Platzhalterklemme

Endklemme

750-600 Endklemme, zur Rückführung des internen Klemmenbus

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CANopen

122 • CANopen

Beschreibung

5 CANopen

5.1 Beschreibung

CAN (Controller Area Network) wurde Mitte der 80er Jahre für die Datenübertragung in Kraftfahrzeugen entwickelt. In der CAN Spezifikation ist der Data Link Layer definiert. Dies ist die physikalische und Datensicherungsschicht. Es wird der Telegrammaufbau beschrieben, über den Application Layer wird jedoch nichts ausgesagt. CAL dagegen beschreibt den Application Layer bzw. die Bedeutung der übertragenen Daten. CAL ist eine allgemeine Beschreibungssprache für CAN Netzwerke und stellt eine Vielzahl von Kommunikationsdiensten zur Verfügung.

CANopen ist ein Vernetzungskonzept, das auf dem seriellen Bussystem CAN basiert. Als einheitliche Applikationsschicht wird CANopen durch die Spezifikationen DS 301 der CIA (CAN in Automation) definiert.

Durch das Netzwerkmanagement erfolgt ein vereinfachter Hochlauf des Netzes. Dieses Netz kann beliebig vom Anwender erweitert werden.

CAN ist ein Multimaster Bussystem. Im Gegensatz zu anderen Feldbussystemen werden nicht die Module adressiert, die am Bus angeschlossen sind, sondern die Nachrichten identifiziert. Immer, wenn der Bus frei ist, dürfen die Teilnehmer Nachrichten senden. Buskonflikte werden dadurch gelöst, dass die Nachrichten mit einer bestimmten Priorität belegt werden. Diese Priorität wird durch die COB-ID (Communication Object Identifier) festgelegt. Sie ist eindeutig einem Kommunikations-Objekt zugeordnet. Es gilt je kleiner der Identifier je höher die Priorität. Eine Kommunikation ohne Busmaster-Baugruppe ist dadurch ebenfalls möglich.

Jeder Busteilnehmer entscheidet allein, wann er Daten senden möchte. Es gibt allerdings auch die Möglichkeit, andere Busteilnehmer zum Senden von Daten aufzufordern. Diese Aufforderung geschieht über den sogenannten Remote Frame.

Die CANopen-Spezifikation (DS 301) legt die technischen und funktionellen Merkmale fest, mit dem verteilte Feldautomatisierungsgeräte vernetzt werden können.

Weitere Informationen

CAN in Automation (CiA) stellt für ihre Mitglieder weitere Dokumente im INTERNET bereit.

can-cia.de

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CANopen

CANopen • 123

Netzwerkaufbau

5.2 Netzwerkaufbau

5.2.1 Übertragungsmedien

5.2.1.1 Kabelart

Grundlage für die physikalische Realisierung von CAN ist ein Busmedium. Sowohl die Busankopplung als auch das Busmedium ist bei CAN nach ISO 11898 (CAN High-Speed) spezifiziert.

Laut Leitungsspezifikation wird als Medium Twisted-Pair (paarig verdrillte, geschirmte Kabel) mit einem Wellenwiderstand von 108...132 Ohm empfohlen.

Twisted-Pair ist preiswert, bequem handhabbar und erlaubt die einfache busförmige Verdrahtung.

Die WAGO CANopen Feldbus-Knoten sind für eine Verdrahtung mit geschirmtem Kupferkabel (3x0,25 mm²) vorgesehen.

Bei der Dimensionierung des elektrischen Busmediums sind zwei wichtige Punkte zu beachten:

•die maximale Buslänge und der erforderliche Leitungsquerschnitt.

5.2.1.2Maximale Buslänge

Die Länge des Busses wird hauptsächlich durch die Signallaufzeit beschränkt und muss deshalb an die Baudrate angepasst werden:

Tab. 5-1: Maximale Buslänge in Abhängigkeit der eingestellten Baudrate

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124 • CANopen

Netzwerkaufbau

5.2.1.3 Erforderlicher Leitungsquerschnitt

Der Querschnitt des Leiters ist abhängig von der Leitungslänge und der Anzahl der angeschlossenen Knoten zu wählen.

Abb. 5-1: Leitungsquerschnitt in Abhängigkeit der Leitungslänge und Knotenanzahl

5.2.2 Verkabelung

Der Anschluss eines WAGO Feldbus-Knoten an das CANopen Buskabel erfolgt über den entsprechenden Feldbusanschluss-Stecker (MSS bzw. D-SUB).

Für eine Verdrahtung mit geschirmtem Kupferkabel (3x0,25 mm²) wird der jeweilige Feldbusstecker mit den Anschlüssen CAN_High, CAN_Low und CAN_GND belegt.

CAN_High und CAN_Low sind zwei physikalisch verschiedene Buspegel. CAN_GND ist das gemeinsame Bezugspotential.

Der Leitungsschirm des Kabels kann auf den Anschluss drain gelegt werden. Dieser ist mit 1 MΩ gegenüber PE (Tragschienen Kontakt) abgeschlossen. Eine niederohmige Anbindung der Schirmung an PE kann nur extern (z.B. durch eine Potentialeinspeiseklemme) erfolgen. Es ist eine zentrale PE Kontaktierung für die gesamte CANopen-Bus Leitungsschirmung anzustreben.

Hinweis

Für die optimale Verbindung zwischen Schirmung des Feldbuskabels und Funktionserde bietet WAGO das Schirm-Anschlusssystem (Serie 790).

Jeder CAN-Knoten bildet aus den Buspegeln CAN_High und CAN_Low die

Differenzspannung UDiff mit: UDiff = UCAN_High - UCAN_Low.

Die Differenzsignalübertragung bietet den Vorteil der Unempfindlichkeit gegenüber Gleichtaktstörungen und Masseversatz zwischen den Knoten.

Befindet sich der Buspegel im rezessiven Zustand, ist zwischen CAN_Low und CAN_GND eine Spannung von 2,5 V und zwischen CAN_High und CAN_GND ebenfalls eine Spannung von 2,5 V.

Die Differenzspannung beträgt demnach 0 V.

Befindet sich der Buspegel im dominanten Zustand, ist zwischen CAN_Low und CAN_GND eine Spannung von 1,5 V und zwischen CAN_High und

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CANopen • 125

Netzwerkaufbau

CAN_GND eine Spannung von 3,5 V.

Die Differenzspannung beträgt ca. 2 V.

Beachten

Beim Anschluss der Teilnehmer ist darauf zu achten, dass die Datenleitungen nicht vertauscht werden.

An den Leitungsenden muss das Buskabel immer mit einem Abschlusswiderstand von 120 Ohm abgeschlossen werden, um Reflexionen und damit Übertragungsprobleme zu vermeiden.

Dieses ist auch bei sehr kurzen Leitungslängen erforderlich.

CAN_High

CAN_Low

RT = 120 Ohm

Bevor der Feldbus-Knoten an das Netzwerk gesteckt wird, sollte die Installation überprüft werden. Die physikalische Verbindung kann dabei an beliebiger Stelle im CAN-Bus mit einem Ohmmeter geprüft werden.

Vor der Messung müssen bis auf die Abschlusswiderstände alle angeschlossenen Geräte abgezogen werden.

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