CANopen jest zestandaryzowaną siecią pracującą w systemach wbudowanych. System ten został przedstawiony jako projekt ESPRIT przez Boscha. W 1995 r. mechanizmy tego systemu zostały przedyskutowane przez grupę CiA( CAN in Automation) zrzeszającą międzynarodowych użytkowników i wytwórców. Pierwotnie protokół komunikacyjny oparty był na protokole CAL (CAN - warstwa aplikacji). Członkowie CiA przejrzeli jednak specyfikację systemu i zaproponowali wiele ulepszeń. Począwszy od wersji 4.01 specyfikacja systemu zawiera również specyfikację warstwy aplikacji.Wersja ta została zgłoszona do europejskiej organizacji standaryzującej jako EN50325-4.

Sieci CANopen mają zastosowanie w wielu dziedzinach a w szczególności w systemach obsługi maszyn i urządzeń pracujących jako systemy wbudowane. CANopen instalowany jest w pojazdach (samochody, kolej, statki, samoloty),w urządzeniach medycznych, w systemach informacyjnych (np.informacja dla podróżnych) oraz w urządzeniach automatycznie sprzedających różne towary (np. automaty do kawy). CANopen znajduje również zastosowanie w bardziej złożonych systemach używanych w fabrykach w procesie produkcji. CANopen stosuje się w większych systemach ogrzewania i chłodzenia (np. klimatyzacja) oraz w różnego rodzaju windach, taśmociągach, mechanizmach kontroli drzwi i sterowania silników.

Protokół CANopen zapewnia kontrolę błędów,przesyłanie pilnych wiadomości oraz wykrywanie uszkodzeń w sieci. Specyfikacja CANopen określa 2 mechanizmy wykrywania rozłączenia urządzeń systemu wykorzystujące specjalną wiadomość kontrolną, która zawiera niezmienialny identyfikujący kod urządzenia NMT.
Mechanizm ochronny wykorzystuje odległe ramki przesyłane czasowo do urządzeń. Mechanizm ten polega na tym że urządzenie podrzędne NMT (slave ) odpowiada odległą ramką wiadomością kontrolną. Jeżeli urządzenie nadrzędne nie zapyta o błąd w określonym czasie urządzenie podrzędne zrozumie to jako wyłączenie urządzenia nadrzędnego i wprowadzi do aplikacji czas ochronny. Urządzenie nadrzędne NMT może również zapytać o błąd i uzyskać odpowiedź o wadliwie działającym węźle. Czas ochronny urządzenia definiuje się jako czasową transmisję ramek błędów. Wskaźnik czasu aktywności urządzenia określa jego czas ochronny. Czas ochronny i czas aktywności obiektu jest różny dla każdego urządzenia podrzędnego NMT. Wysyłana ramka błędu zawiera specjalny bit (toggle-bit), który wskazuje, że aplikacja jest wciąż aktywna. Drugi mechanizm Heartbeat używa podobnej wiadomości błędu, która dla odróżnienia jest transmitowana czasowo przez urządzenie podrzędne NMT. Odbiorca wiadomości przechwytuje ją i zaznacza to w aplikacji. Wysyłający wiadomość określany jest jako Heartbeat czeka określony czas na wiadomość kontroli błędów Heartbeat. Nie jest dozwolone aby urządzenia stosowały oba mechanizmy kontroli błędów z tym samym czasem startu nierównym 0.

Protokół CANopen pozwala kierować dane jeden do jednego wymieniane pomiędzy węzłami.Funkcjonalność sieci CANopen zapewnia prosty projekt, implementacja oraz diagnostyka oraz specyficzne mechanizmy startu systemu oraz wykrywania błędów. CANopen zapewnia cykliczną oraz wymuszoną zdarzeniami komunikację. Zapewnia ta zredukowanie obciążenia magistrali do minimum i zapewnia krótkie czasy reakcji.Przesyłanie danych praktycznie bezbłędnie zapewnione jest przez małą prędkość bitową. Oznacza to również zminimalizowanie wprowadzanych zakłóceń elektromagnetycznych oraz niski koszt przewodów.

Zalety systemu:

• System otwarty oraz sprzedawany niezależnie od siebie
• Zapewnia współpracę wielu urządzeń
• Sterowanie urządzeń w czasie rzeczywistym
• Modułowa budowa systemu zapewnia łatwe dołączanie urządzeń
• Przyjazna obsługa systemu

• Automatyczna konfiguracja sieci
• £atwy dostęp do kontoli urządzeń
• Synchronizacja działania urządzeń
• Cykliczna oraz wymuszona zdarzeniami komunikacja
• Synchroniczna akwizycja danych odpowiedź na dane

Przeglądaj konwertery CAN >>>

DeviceNet jest często stosowanym typem sieci przemysłowej opartej o CAN. Stosuje się ją do podłączenia czujników i elementów wykonawczych. Używana przede wszystkim w zastosowaniach przemysłowych DeviceNet jest wykorzystywana na całym świecie, w szczególności w Ameryce Północnej oraz coraz częściej w Japonii i Europie.

Zaprojektowany przez firmę Allen-Bradley, DeviceNet zarządzany jest poprzez niezależną organizację Open DeviceNet Vendors Association (ODVA). DeviceNet jest siecią niskiego poziomu przeznaczoną do łączenia urządzeń przemysłowych (czujników, urządzeń wykonawczych) z urządzeniami wyższego poziomu (kontrolery). Stosowany jest przede wszystkim do tanich, prostych urządzeń często używanych w systemach przemysłowych, np. wyłączniki krańcowe, przetworniki fotoelektryczne, silniki wykonawcze, czytniki kodów kreskowych, falowniki, panele operatorskie.

Cechy charakterystyczne warstwy fizycznej DeviceNet są następujące:

Tabela 1. Maksymalna prędkość transmisji w zależności od długości segmentu sieci.

DeviceNet zbudowany został w oparciu o protokół CAN. Protokół ten zaprojektowany został przez firmę Robert Bosch Corp. z myślą o wykorzystaniu w cyfrowych sieciach samochodowych. CAN zdefiniowany został jedynie na poziomie warstwy fizycznej oraz danych (warstwy 1 i 2 modelu OSI). DeviceNet dołącza do nich warstwy połączeń oraz aplikacji (0 i 7).

Tabela 2. Model OSI DeviceNet wraz z zaznaczeniem udziału protokołu CAN.