Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

„Yes you CAN!” – wprowadzenie do sieci CAN, cz.1

712 wyświetleń, autor: WAGO.PL.

W latach 80 ubiegłego wieku Robert Bosch założył w Stuttgarcie firmę BOSCH. Jej inżynierowie opracowali szeregową magistralę komunikacyjną o nazwie CAN (Controller Area Network) na potrzeby rynku motoryzacyjnego. Na początku sieć CAN była wykorzystywana w samochodach osobowych: w systemie ABS, do pomiaru prędkości oraz kontroli parametrów silnika. Pierwszą implementacją może pochwalić się Mercedes Benz w serii S z roku 1992.

Sieć CAN spełnia wszystkie krytyczne wymagania stawiane przez przemysł motoryzacyjny, tzn. niezawodność, duży zasięg, odporność na zakłócenia, szybkość transmisji danych przesyłanych zdarzeniowo lub cyklicznie. Wprowadzenie magistrali obniżyło koszty okablowania, wagę pojazdów oraz znacząco uprościło schemat elektryczny. To nowoczesne i niezawodne rozwiązanie z biegiem czasu zostało zaimplementowane w automatyce przemysłowej i budynkowej.

Warstwą fizyczną magistrali CAN jest najczęściej dwuprzewodowa skrętka. Jako medium można również wykorzystać światłowód, lecz wtedy będzie to komunikacja wyłącznie punkt-punkt. Radiowa wersja CAN korzysta z technologii WLAN oraz Bluetooth. Prędkość przesyłania ramek komunikacyjnych zależna jest od fizycznej długości magistrali i zawiera się w przedziale od 10 kbit/s do maksymalnie 1 Mbit/s.

Magistrala jest najczęściej spotykaną topologią sieci CAN. Ważnym aspektem przy projektowaniu trasy kablowej jest zachowanie zasady prowadzenia przewodów bezpośrednio od jednego urządzenia do drugiego, wykorzystując przy tym wtyczki przelotowe z możliwością terminacji, takie jak przedstawiona poniżej.

 

Tak zwane „odnogi” czy „trójniki” nie są najlepszym rozwiązaniem, bo mogą powodować niewłaściwe dzianie sieci. Jeżeli jesteśmy zmuszeni do zastosowania odciągu, to nie powinien on być dłuższy niż 30 cm. Na obu końcach magistrali stosujemy rezystory 120 Ohm.

 

Jedną z największych zalet sieci CAN jest duża odporność na zakłócenia. Ta cecha zaważyła na tym, że jest to najczęściej stosowany standard w przemyśle kolejowym. W panujących tam bardzo trudnych warunkach, m.in. zakłócenia od trakcji zasilającej, falowników oraz silników, CAN radzi sobie bardzo dobrze dzięki napięciowemu sygnałowi różnicowemu.

Napięcia na przewodach CAN H i CAN L względem lokalnej masy dla bitu recesywnego (logiczna jedynka) mają stały poziom 2,5 V DC. Przy przesyłaniu bitu dominującego (logiczne zero) CAN H przechodzi na 3,5 V DC, a CAN L na 1,5. Różnica napięć wynosi zatem 2 V. Logiczną jedynkę mamy wtedy, gdy różnica napięć pomiędzy CAN H i CAN L zawiera się w przedziale 0-0,5 V, natomiast logiczne zero 0,9-2 V. Jeśli na magistrali pojawi się zewnętrzne napięcie zakłócające, to różnica napięć na skręconych przewodach będzie nadal taka sama.

 

W sieci CAN możemy zastosować maksymalnie 127 urządzeń. Jest to sieć typu Multi Master, czyli każde urządzenie może wymieniać dane z każdym. Komunikaty są wysyłane rozgłoszeniowo, co oznacza, że wszystkie urządzenia słuchają komunikatu, lecz tylko te, które są odpowiednio zaprogramowane, odbierają dane. Mogą one być wysyłane cyklicznie lub zdarzeniowo. Dostęp do magistrali rozstrzyga arbitraż.

Na rysunku nr 6 pokazany jest przykład jednoczesnego (w tym samym momencie) rozpoczęcia transmisji przez węzły A i B. Węzeł A chce przesłać wiadomość o identyfikatorze 16#ef(binarnie 1110 1111), a B 16#ed(1110 1101). Komunikaty różnią się przy bicie ID1. Dostęp do magistrali otrzymuje węzeł B, ponieważ dominującym bitem jest „0”. Węzeł A przestaje nadawać i po pewnym czasie podejmuje ponowną próbę wysłania komunikatu. Dzięki arbitrażowi urządzenia mogą nadawać telegramy zdarzeniowo. Nadajnik wygrywający arbitraż ani na chwilę nie przerywa transmisji. Budynkowa sieć KNX wzoruje się na sieci CAN. Przyciski KNX wysyłają dane zdarzeniowo do kilku aktorów i tylko te znajdujące się w tej samej grupie adresowej odbierają informacje.

 

Porównując sieć CAN z innymi standardami praktycznie w każdym zestawieniu widać jej przewagę. CAN – podobnie jak standard RS-485 – pozwala na tworzenie bardzo rozległych systemów sterowania i monitoringu. Długość magistrali może wynosić nawet do 5000 metrów przy bardzo niskich prędkościach. W przeciwieństwie do RS-485 w CAN każde urządzenie może nadawać telegramy zdarzeniowo. Taka funkcjonalność jest wielką zaletą w rozproszonych systemach wymagających szybkiego reagowania. W ostatnim czasie większość sieci komunikacyjnych zostaje wypierana przez coraz to popularniejszy Ethernet. Przede wszystkim ze względu na dużą przepustowość, szybkość komunikacji oraz swobodę w wyborze topologii. Istotnym ograniczeniem Ethernetu jest maksymalna odległość sąsiadujących urządzeń, wynosząca tylko sto metrów oraz mniejsza niż w CAN odporność na zakłócenia. Dzięki swoim niepodważalnym zaletom sieć CAN jest jedną z najbardziej uniwersalnych sieci komunikacyjnych i jeszcze długo nie zastanie zastąpiona przez inne standardy.

Dominik Broniszewski, WAGO.PL

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.
23 kwietnia 2019 / Kategoria: , ,

Reklama

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Pierwsza na świecie inteligentna kamera dla przemysłu z technologią głębokiego uczenia

Pierwsza na świecie inteligentna kamera dla przemysłu z technologią głębokiego uczenia

>KLIKNIJ<

Obsługa przemysłowych routerów i modemów GSM odc. 1: Co to jest router przemysłowy GSM i jak go podłączyć do sieci GSM?

Obsługa przemysłowych routerów i modemów GSM odc. 1: Co to jest router przemysłowy GSM i jak go podłączyć do sieci GSM?

>KLIKNIJ<

Pierwsze kroki z przekaźnikiem programowalnym akYtec PR200

Pierwsze kroki z przekaźnikiem programowalnym akYtec PR200

>KLIKNIJ<

Jak działa NOWOCZESNY TARTAK? – Fabryki w Polsce

Jak działa NOWOCZESNY TARTAK? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

Przemysł 4.0:  Zbieranie danych na przykładzie obrabiarki – część 2

Przemysł 4.0:  Zbieranie danych na przykładzie obrabiarki – część 2

>KLIKNIJ<

Programowanie paneli HMI – kurs dla automatyków (wygraj panel HMI 7″!)

Programowanie paneli HMI – kurs dla automatyków (wygraj panel HMI 7″!)

>KLIKNIJ<

Serwer VNC i FTP na przykładzie panelu HMI DOP-100

Serwer VNC i FTP na przykładzie panelu HMI DOP-100

>KLIKNIJ<

[Webinar] Laserowe czujniki pomiarowe – zastosowanie w przemyśle

[Webinar] Laserowe czujniki pomiarowe – zastosowanie w przemyśle

>KLIKNIJ<

Jak wygląda praca programisty robotów? Wywiad z Sebastianem Kilichowskim

Jak wygląda praca programisty robotów? Wywiad z Sebastianem Kilichowskim

>KLIKNIJ<

Dlaczego Twój silnik lub instalacja trójfazowa potrzebuje przekaźnika kontroli napięcia?

Dlaczego Twój silnik lub instalacja trójfazowa potrzebuje przekaźnika kontroli napięcia?

>KLIKNIJ<

Przemysł też może działać zdalnie

Przemysł też może działać zdalnie

>KLIKNIJ<

Jak powstają WINDY? – Fabryki w Polsce

Jak powstają WINDY? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

Otwarte webinarium SCADA od Elmark Automatyka

Otwarte webinarium SCADA od Elmark Automatyka

>KLIKNIJ<

Miniaturowy fotoprzekaźnik laserowy wykrywający obiekty również przez otwory

Miniaturowy fotoprzekaźnik laserowy wykrywający obiekty również przez otwory

>KLIKNIJ<

[Zapis webinaru] Odkrywamy tajniki znakowania laserem

[Zapis webinaru] Odkrywamy tajniki znakowania laserem

>KLIKNIJ<

IMScompact: system prowadzenia i pomiarów, który nie wymaga dodatkowego miejsca

IMScompact: system prowadzenia i pomiarów, który nie wymaga dodatkowego miejsca

>KLIKNIJ<

Bosch Rexroth utrzymuje w 2019 roku rekordowy poziom obrotów z poprzedniego roku

Bosch Rexroth utrzymuje w 2019 roku rekordowy poziom obrotów z poprzedniego roku

>KLIKNIJ<

Serwis chłodziarek przemysłowych – podstawa sukcesu!

Serwis chłodziarek przemysłowych – podstawa sukcesu!

>KLIKNIJ<

Automatycy APA Group rewolucjonizują linię produkcyjną światowego giganta

Automatycy APA Group rewolucjonizują linię produkcyjną światowego giganta

>KLIKNIJ<

Jak dobrać szafę sterowniczą do aplikacji? Testujemy RiCS

Jak dobrać szafę sterowniczą do aplikacji? Testujemy RiCS





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Pomiar odległości to jedna z podstawowych dziedzin w technologii czujników. Do określania położenia w różnorodnych zastosowaniach wykorzystywana jest szeroka gama procesów. Firma Pepperl+Fuchs już teraz – w odróżnieniu od konkurencji ...
  • Smart Camera  i Smart Sensor B&R są teraz dostępne z uchwytem typu C, co znacznie rozszerza zakres możliwych zastosowań systemu wizyjnego. Wraz z nowymi kamerami, B&R wprowadza pięć obiektywów z uchwytem typu C, w zakresie ogniskowy...
  • Routery Ubiquity serii RK2x to rozwiązania zapewniające funkcjonalności zdalnego dostępu serwisowego, które mogą być użyte z dowolnym urządzeniem automatyki. Routery Ubiquity o symbolach RK20, RK21 i RK22, to modele umożliwiające zdalny ser...
  • Inteligenty system trackowy SuperTrak firmy B&R jest teraz dostępny w wariancie pionowego montażu. Pomaga to zoptymalizować wydajność na metr kwadratowy powierzchni hali produkcyjnej. Jeżeli wyroby są transportowane wyłącznie w górnej c...
  • RPI-1ZI-U24A, to przekaźnik  instalacyjny wytrzymujący maksymalny prąd załączania 120A w czasie 20ms. Przekaźnik ten dedykowany jest do załączania obwodów o wysokim prądzie początkowym, w szczególności do obwodów oświetleniowych, potwi...
  • Przeznaczony do pracy na wolnym powietrzu EMC / ekranowany Zakres zastosowania Budowa instalacji przemysłowychBudowa maszynTechnika grzewcza i klimatyzacyjnaElektrownie Dla przemiennika częstotliwości zasilającego 3 – fazowe silniki A...



WAGO.PL