CAN über Funk:  Zuverlässige Datenübertragung für alle CAN-Busprotokolle

CAN ist als Standard für die Datenkommunikation in zahlreichen industriellen Anwendungen etabliert, von der Automatisierung bis hin zu Windkraftanlagen, in der Krantechnik, mobilen Arbeitsgeräten und vielen weiteren Einsatzbereichen. Je mobiler, flexibler und beweglicher die Anwendungen sind und je wichtiger Ausfallsicherheit und Wartungsfreiheit sind, um so mehr lohnt sich der Einsatz von drahtloser Kommunikation als Alternative zum Kabel . Wir zeigen Ihnen, was Sie dazu wissen sollten und wie Sie bestehende Lösungen mit CAN-Bus-Datenübertragung über Kabel, Schleppketten oder Schleifringe durch Datenfunk ersetzen.

Was ist CAN?

CAN – Controller Area Network – ist ein Protokoll für die Vernetzung von Controllern mit Sensor- und I/O-Modulen. Das Feldbussystem wurde ursprünglich für Automobil-Anwendungen entwickelt und ist auch in der Automatisierung und anderen industriellen Bereichen weit verbreitet. Dafür haben sich eigene Kommunikationsprotokolle wie CANopen und DeviceNet sowie J1939 für den Nutzfahrzeugbereich durchgesetzt. Darüber hinaus gibt es Protokolle für Spezialanwendungen, wie z.B. CANopen-Lift für Aufzüge, ISOBUS für Landwirtschaftsanwendungen und FireCAN für Aufbauten von Feuerwehrfahrzeugen, sowie kundenspezifische und selbst-programmierte CAN-Protokolle.

Wie funktioniert CAN für die Datenkommunikation in der Industrie?

Entwickelt wurde der CAN-Bus als nachrichtenbasiertes Protokoll, mit dem mehrere gleichberechtigte Steuergeräte verbunden werden können. Dabei werden generell alle Nachrichten der Steuerungen an alle Teilnehmer übermittelt, jeweils mit einer Nachrichten-ID und dem Inhalt der Nachricht. Anhand der ID erkennen Empfänger, ob die Nachricht für sie relevant ist oder nicht. Je nach Anwendung gibt es zwei definierte Formate für Nachrichten-IDs – auch Identifier genannt: 11Bit (CAN 2.0A) und 29Bit (CAN 2.0B).

Was ist beim Ersatz einer bestehenden CAN-Datenübertragung mit CAN per Funk zu beachten?

Funklösungen sind ideal geeignet, um mobile Anwendungen, rotierende Teile oder flexibel aufgebaute Anlagen per CAN-Bus zu vernetzen.  Dennoch eignet sich dafür nicht jede Funklösung gleichermaßen. Per Can-Bus werden wie beschrieben alle Nachrichten an alle Teilnehmer versendet. Je nach Anzahl der Geräte in einem Netzwerk und Frequenz der Datenübertragung kann das zu einer zu hohen Auslastung der Funkstrecke führen – und damit zu Feldbusfehlern und im schlimmsten Fall zu einem Stillstand der Anlage. Um das zu verhindern, hat Schildknecht die patentierte DATAEAGLE-Technologie entwickelt, die sich von herkömmlichen Funk-Alternativen für die CAN-Datenübertragung unterscheidet. Der intelligente Datenfunk bietet eine Vorverarbeitung der Datenpakete und weitere Verfahren zur Reduzierung der benötigten Bandbreite. Das gewährleistet eine störungsfreie Datenübertragung mit minimaler Latenz sowie eine zuverlässige und ausfallsichere Funkstrecke, selbst bei kurzen Funk-Unterbrechungen. DATAEAGLE unterstützt sowohl Punk-zu-Punkt-Verbindungen als auch komplexe Netzwerke mit multiplen Steuerungen und I/O-Einheiten.

So unterscheidet sich DATAEAGLE von anderen Funklösungen und schafft mit intelligentem Datenfunk zuverlässige und stabile Automatisierungslösungen . Lesen Sie mehr

So reduzieren Whitelists und ID-Collection die Bandbreite bei der CAN-Datenübertragung per Funk

DATAEAGLE von Schildknecht bietet über die Vorverarbeitung der Daten hinaus die Möglichkeit, per Whitelist und basierend auf den Nachrichten-IDs zu definieren, welche Nachrichten per Funk übertragen werden sollen und welche nicht. So lässt sich bei Bedarf die benötigte Bandbreite deutlich reduzieren.

Außerdem können die DATAEAGLE-Funksysteme Daten wahlweise in zwei Betriebsarten übertragen: „ID Transparent“, wobei alle Nachrichten-IDs – auch doppelt empfangene – übertragen werden und „ID Collection“. In diesem Modus sammelt der Sender alle kabelseitig empfangenen Nachrichten in einem Pufferspeicher und überschreibt sie jeweils mit den neuesten Nachrichten mit gleicher ID. Bei der nächsten Funkübertragung wird dann jeweils nur der aktuellste Stand der Nachricht übertragen. Das ist insbesondere bei schnell wechselnden Daten sinnvoll und hilft, die benötigte Bandbreite deutlich zu reduzieren – z.B. bei der Übertragung von Sensordaten, bei denen ohnehin nur der letzte Stand relevant ist.

Welche Funktechnologie eignet sich für das CAN-Protokoll?

Je nach Anwendung, benötigter Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite eignen sich unterschiedliche Funktechnologien wie Bluetooth oder 869 MHz / 915 MHz für die CAN-Datenübertragung per Funk. DATAEAGLE ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich und ermöglicht je nach Technologie Funkstrecken über bis zu drei Kilometer Entfernung und – dank der intelligenten Datenvorverarbeitung – mit CAN-Baudraten von bis zu 500 kbit/s.

Raus aus dem Datenfunk-Dschungel: Wie Sie für ihre Anwendung das richtige Funksystem finden. Diese Frage beantworten wir mit dem Projekt-Guide inklusive einem Fragenbogen, den Sie bei uns einsenden können.

Wie wird ein Funksystem für CAN-Bus-Kommunikation konfiguriert? Und wie kann ich erkennen, welche Baudrate und welcher CAN-Identifier verwendet werden?

DATAEAGLE ist Layer-2-transparent und unterstützt alle CAN-Protokolle wie CANopen, DeviceNet sowie kundenspezifische Protokolle. Außerdem unterstützen die Geräte alle Baudraten von 50k bis 500k. Eine Besonderheit der DATAEAGLE-Systeme ist ihre Plug&Play-Funktionalität: Sie werden einfach wie ein Kabel angeschlossen, verbinden sich automatisch und erkennen über die Autobauding-Funktion die Baudrate auf dem CAN-Bus sowie ob ein 11Bit- oder 29Bit-Identifier verwendet wird.  Anwender müssen nicht wissen, welche Baudrate und welcher Identifier zum Einsatz kommen. Über die Diagnose-Funktion der DATAEAGLE-Systeme erhalten Sie diese Informationen jedoch schnell und einfach.

Zitat von einem Kunden: "Ich kenn die Baudrate von meinem System leider nicht, deshalb ist die Autobauding-Funktion eine wichtige Erleichterung im Inbetriebnahmeprozess."

DATAEAGLE: Plug & Play-Setup und Konfiguration für CAN per Funk

Eine manuelle Konfiguration ist mit den Plug&Play-fähigen DATAEAGLE-Systemen nicht notwendig. Dennoch bieten sie über den DATAEAGLE Wizard die Option, Baudrate, Whitelist -Einträge und -Format sowie die Betriebsart (ID Transparent / ID Collection) einzustellen. Dazu werden die Geräte per USB-Kabel mit einem PC verbunden, auf dem die DATAEAGLE Wizard Software installiert ist  . In dem Programm können dann CAN-Parameter und Feature geändert werden. Außerdem können über das Diagnoseterminal während der Applikation CAN-Parameter wie Baudrate, Auslastung etc. ausgelesen werden. So erkennen Anwender oder Integratoren z.B., welche Baudrate verwendet wird und wie hoch die Auslastung der Funkstrecke ist. Letztere Angabe gibt Aufschluss, ob der Einsatz einer Whitelist zum Entlasten der Funkstrecke sinnvoll ist.

Service-ID ermöglicht dynamische Konfiguration aus der Anwendung und im laufenden Betrieb

Als Besonderheit bieten die DATAEAGLE-Systeme außerdem eine Service-ID, über die CAN-Fehler abgefragt werden können. Außerdem können damit über den CAN-Bus und während der Laufzeit dynamische Änderungen im Netzwerk vorgenommen werden. Aus einer Applikation kann eine Service-ID gesendet werden, die dann z.B. Teilnehmer, Funktionalitäten und Rollen im Funksystem parametriert. Diese Funktion ist exklusiv mit DATAEAGLE-Systemen möglich und steigert die Flexibilität von Netzwerk und Anwendungen. 

Video: Plug & Play

Upgraden Sie Ihre CAN-Datenübertragung – mit DATAEAGLE und intelligentem Datenfunk

CAN-Protokolle können per Funk übertragen werden. Mit DATAEAGLE erreichen Sie damit ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Stabilität der Funkstrecke und profitieren von schneller und einfacher Plug&Play-Installation. Die intelligente Datenübertragung, flexible Betriebsarten und Zusatzfunktionen wie die Konfiguration während der Laufzeit machen DATAEAGLE zur optimalen Lösung für die drahtlose Datenkommunikation – auch in Ihrem Projekt.

Auf einen Blick: Diese Vorteile bietet DATAEAGLE für CAN über Funk

• Stabile Funkstrecken und intelligenter Datenfunk: Mit patentierter Vorverarbeitung, ID Collection und Whitelists für die Datenübertragung.
• Plug&Play Setup und Konfiguration: DATAEAGLE ist Layer-2-transparent, kann alle CAN-Protokolle übertragen und erkennt automatisch die eingestellte Baudrate
• Diagnose und Parametrierung per GUI: Die DATAEAGLE Wizard PC-Software und die Service-ID der DATAEAGLE-Systeme ermöglichen das schnelle und einfache Auslesen und Parametrieren sowie Diagnosen zu Kabel, Funkstrecke und Bus-Fehlern.
• Konfiguration während der Laufzeit: Dynamische Änderung von Netzwerk, Teilnehmern und Funktionalität – mit Datenübertragung über die DATAEAGLE-eigene Service-ID.

Können Sie Ihre bestehende Datenkommunikation durch Funk ersetzen? Probieren Sie es aus!

Schreiben Sie uns Ihre Anforderungen. Wir schicken Ihnen schnell und einfach ein Leihsystem, mit dem Sie die Datenübertragung per Funk direkt in Ihrer Anwendung testen können.

Selbstverständlich unterstützen Sie unsere Expertinnen und Experten auch persönlich bei der Auswahl und Umsetzung Ihrer Funklösung. Sie erreichen uns telefonisch unter +49 7144 89718-0 oder per E-Mail an sales@schildknecht.ag. Gerne können Sie auch unseren Chat nutzen. Wir freuen uns auf Sie!

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