CAN in der Automatisierung feiert 30 Jahre

Ein Blick auf die Errungenschaften der Gruppe in ihrer dreißigjährigen Geschichte.

Die internationale Benutzer- und Herstellergruppe Controller Area Network (CAN) in Automation (CiA) wird 30 2022 Jahre alt. CiA wurde von sechs Unternehmen und zwei Einzelpersonen gegründet und hat mehr als 25,000 Seiten mit Spezifikationen, Empfehlungen und Anwendungshinweisen für die CAN-Community entwickelt in den letzten 30 Jahren. Mittlerweile umfasst der gemeinnützige Verein mehr als 720 Mitglieder. Auf dem Aufzugsmarkt ist CiA durch das CANopen-Anwendungsprofil für Aufzugssteuerungssysteme bekannt. Die Dokumentenserie CiA 417 spezifiziert Kommunikationsschnittstellen für mehrere Aufzugssteuerungen, die Rufe, Türen und Antriebe verwalten. Die entsprechenden CANopen-Schnittstellen für Geräte umfassen Panels, Displays, Antriebe, Positionssensoren usw. CANopen ist eine Anwendungsschicht, die klassisches CAN als Datenverbindungsschicht verwendet. Das CANopen-Lift-Profil ermöglicht die einfache Integration von Steuerungen und Geräten unterschiedlicher Hersteller.

CiA entwickelt auch CAN-bezogene Spezifikationen und Empfehlungen für andere Märkte. Klassisches CAN ist die erste Generation, die 1986 eingeführt wurde. Die zweite Generation heißt CAN FD (flexible data-rate); Es wird derzeit in Personenkraftwagen verwendet, darunter von Ford und General Motors. CiA hat bereits die dritte Generation entwickelt: CAN XL (extra lang). Diese Entwicklung wurde im vergangenen Jahr abgeschlossen. Das CAN-XL-Protokoll bietet Datenfeldlängen von 1 Byte bis 2048 Byte. Der CAN SIC XL Transceiver unterstützt optional PWM (Plus-Width Modulation) Codierung und kann 10 Mbit/s und mehr übertragen. CAN XL-Hardware ist in der Lage, ältere CAN-Protokolle höherer Schichten sowie TCP und UDP auszuführen.

CiA ist auch bekannt für die Entwicklung von CANopen (CiA 301), CANopen FD (CiA 1301) und den zugehörigen CiA-Geräte-, Anwendungs- und Schnittstellenprofilen. Auch das Profil CiA 402 für Antriebe und Bewegungssteuerungen ist weit verbreitet. CANopen ist ein offener Anwendungsschichtansatz, der in vielen Branchen eingesetzt wird, nicht nur in der Aufzugsbranche und der industriellen Automatisierung. Es wird beispielsweise in medizinischen Geräten, Schiffselektronik, kommerziellen Schwerlastfahrzeugen, Laborgeräten, Satelliten, Schienenfahrzeugen und vielen anderen eingebetteten Steuerungssystemen verwendet.

Die CAN XL-Dokumente CiA 610-1 (Sicherungsschicht) und CiA 610-3 (physikalische Schicht) wurden weitergeleitet, um in die nächste Ausgabe der Normen ISO 11898-1 und ISO 11898-2 integriert zu werden. CiA hat auch die Spezifikation CiA 604-1 CAN FD Light bei ISO eingereicht. Es spezifiziert den CAN-FD-Responder-Knoten, der vom CAN-FD-Commander-Knoten gesteuert wird, der ISO 11898-1:2016 entspricht. Der CAN-FD-Light-Ansatz ist für preissensitive Sensor- und Aktuatoranwendungen wie intelligente LED-Scheinwerfer vorgesehen. In der Aufzugsindustrie könnte es anstelle von LIN oder anderen kostengünstigen seriellen Kommunikationsverbindungen verwendet werden.

Darüber hinaus wird die CiA 601-4 CAN SIC-Transceiver-Spezifikation Teil der nächsten Ausgabe von ISO 11898-2 sein. Sie spezifiziert Transceiver mit Signalverbesserungsfunktion (SIC) durch Unterdrückung des Klingelns auf den Netzwerkdrähten. Dies ermöglicht auch den Betrieb von CAN FD oder CAN XL nicht auf optimierten Stern- und Hybrid-Netzwerktopologien.

Die Skalierbarkeit hinsichtlich der drei CAN-Protokollgenerationen und der wählbaren CAN-Physical-Layer-Technologien erfüllt die Anforderungen vieler Branchen. Die Robustheit und die Kommunikationssicherheit sind weitere Vorteile von CAN-Netzwerklösungen. Und auch der Preis für ein CAN-Interface ist sehr günstig.