Technik und Trends

Die Zukunft von CAN und CANopen
Eine Bestandsaufnahme von Holger Zeltwanger, Geschäftsführer CAN in Automation e.V. (CiA)
(Gastbeitrag, Juli 2011)

Es ist über 24 Jahre her, dass Bosch und Intel die CAN-Technologie (Controller Area Network) entwickelt haben. Auch nach dieser relativ langen Zeit hat CAN seinen Zenit längst nicht erreicht. Mit jährlich ca. 800 Millionen verkauften CAN-Controllern ist CAN eine der am weitesten verbreiteten Echtzeit-Kommunikationstechnologien. Mehr noch, CAN verzeichnet nach wie vor beeindruckende Zuwachsraten: Marktforscher prognostizieren für 2015 jährliche Verkaufszahlen von 2 Milliarden CAN-Chips, von denen voraussichtlich 80% in PKWs zum Einsatz kommen werden. Die verbleibenden 400 Millionen Knoten werden wohl in den unterschiedlichsten Anwendungen verwendet; z.B. in der Medizintechnik, bei Schwerlastfahrzeugen, Zügen, Zugangskontrollen und vielen weiteren Geräten der Automatisierungstechnik.

Erfolgsfaktoren von CAN

Die international standardisierte Datenverbindungsschicht (data link layer) von CAN war, ist und bleibt das dominierende Netzwerk innerhalb von PKWs. Die robuste Physik (ISO 11898-2 und ISO 11898-3) und die Zuverlässigkeit des CAN-Protokolls (ISO 11898-1) mit einer Hamming-Distanz von 6 sind die zentralen Eigenschaften, die CAN so erfolgreich machen.

Gateways und Protokollkonverter für CAN/CANopen

Viele standardisierte Anwendungen

Die standardisierte Datenverbindungsschicht bietet jedoch keine Interoperabilität, die erst mit einer standardisierten Anwendungsschicht (application layer) und entsprechenden Profilen für Geräte oder Applikationen erreicht wird. Neben CANopen, das hauptsächlich bei integrierten Steuerungssystemen inkl. Maschinensteuerungen verwendet wird, und DeviceNet, das vorrangig in der Fabrikautomation eingesetzt wird, gibt es weitere standardisierte CAN-basierte Anwendungsschichten – z.B. für Schwerlastfahrzeuge (J1939-basiert), für Landmaschinen (ISO 11783, auch als Isobus bekannt) und für die Luftfahrt (Arinc 825/6). CANopen ist die Anwendungsschicht, die darüber hinaus am häufigsten in Anwendungen außerhalb der Fahrzeugtechnik/Automobilindustrie eingesetzt wird. CANopen ist als EN 50325-4 standardisiert und wurde durch den Safety-Standard EN 50325-5 erweitert, der die sicherheitsrelevante Kommunikation (CANopen Safety) abdeckt. Zusätzlich zu den genannten standardisierten Anwendungsprotokollen gibt es zahlreiche proprietäre Anwendungsprotokolle.

Steigende Nachfrage nach CANopen-Lösungen

Die CANopen-Anwendungsschicht ist hinsichtlich der Kommunikation sehr flexibel. Geräte, Schnittstellen und Anwendungsprofile für CANopen garantieren Interoperabilität und teilweise auch die Austauschbarkeit von Geräten. Niemand weiß, wie viele CANopen-Knoten pro Jahr installiert werden. Aber die Anzahl ist mit Sicherheit deutlich höher als die auf dem Markt befindlichen CANopen-Geräte, da viele OEMs CANopen als embedded Technologie in ihren Maschinen einsetzen.

Die Nachfrage nach Gateways, die CANopen mit ethernetbasierten Netzwerken koppeln, steigt zusehends. Ethernet ist häufig das Hauptnetzwerk, während CANopen das unterlagerte Netzwerk der Feldgeräte ist, das mit dem Ethernet-Netzwerk gekoppelt werden muss. Mehrere Industrial-Ethernet-Systeme wie EtherCAT und Powerlink haben sich das CANopen-Protokoll zu eigen gemacht. Das erleichtert die Kopplung von CAN-basierten Feldbussen mit Industrial-Ethernet-Netzwerken und ist ein hervorragender Investitionsschutz für SPSen und Steuerungssysteme der Anwender.

Weitere Informationen

Kommunikationslösungen für CANopen
Protokollkonverter für CAN
Ausführliche Informationen zu CANopen finden Sie auf wwww.feldbusse.de