CANopen biedt in de basis het verzenden van tijd kritische procesgegevens volgens het producent/consument-principe met de volgende diensten:
- Gestandaardiseerde beschrijving van aangesloten apparaten (gegevens, parameters, functies, programma's) in de vorm van zogenaamde "Object Dictionary".
- Toegang tot alle objecten van een apparaat via een gestandaardiseerd verzend protocol volgens het client/server-principe.
- Gestandaardiseerde hulpmiddelen voor apparaat monitoring (node monitoring/hartslag), foutsignalering (met noodoproep), en netwerkcoördinatie (Netwerk management).
- Gestandaardiseerde systeem hulpmiddelen voor synchronisatie (synchronisatieberichten) en centraal tijdstempel.
- Gestandaardiseerde hulpfuncties voor configuratie, baudrate en apparaat identificatie via de bus.
- Gestandaardiseerd toewijzingsmechanisme voor berichten ID's voor eenvoudige systeemconfiguratie in de vorm van zogenaamde een "Predefined Connection Set.
Specificaties
De standaardnorm CiA 301 "CANopen Application Layer and Communication Profile" beschrijft de CANopen basisspecificatie en is verkrijgbaar via de CAN-gebruikersgroep "CAN-in-Automation e.V." (CiA) in Duitsland. Het uitgebreide communicatiemechanisme is beschreven in CiA 302: "Framework for Programmable Devices", en is vooral gericht op communicatie met PLC's, HMI's en CANopen tools. De specificaties CiA 303, CiA 305 en CiA 306 definiëren standaards en aanbevelingen voor kabels, connectoraansluitingen, SI eenheden, layer setting services (LSS) en de specificatie van de Electronic Data Sheet (EDS). Alle CANopen-specificaties zijn ontwikkeld door bedrijven die lid zijn van de CIA en zijn vrij toegankelijk. Een overzicht van de CANopen-apparaten en applicatieprofielen zijn terug te vinden in de sectie Device and Application Profiles .
Fysieke structuur van een CANopen netwerk
Bedenk dat CANopen, een standaard is die van CAN gebruik maakt en eigenlijk alleen uit software bestaat. Het veranderd de CAN-standaard dus niet. Als we in dit kader spreken over directe adressering met behulp van Node id's, is dat enkel een software-afspraak. In werkelijkheid zal ieder deelnemende CAN-controller een dergelijke bericht ontvangen, maar bepaalt de software of op een bericht ook gereageerd wordt.
De onderliggende CAN-architectuur definieert de fysieke structuur van het CANopen-netwerk. Daarom is een lijn (bus) topologie gebruikt. Om reflecties van signalen te voorkomen, moeten beide uiteinden van het netwerk met weerstanden worden afgesloten. Bovendien dienen de maximaal toelaatbare aftak lengten voor de aansluiting van de individuele netwerkknooppunten in acht te worden genomen.
De aanbevolen toegestane bitsnelheden voor een CANopen netwerk zijn gedefinieerd in CiA 301: 10, 20, 50, 125, 250, 500, 800 en 1000 Kb/sec. In CiA 301 is tevens een aanbeveling voor de configuratie van de bit timing vastgelegd.
Bovendien moet voor CANopen, aan twee aanvullende voorwaarden binnen een netwerk worden voldaan:
- Alle nodes moeten worden geconfigureerd naar dezelfde bitsnelheid, en
- Node-ID's moeten uniek zijn en mogen dus géén meerdere keren voorkomen.
Helaas zijn er geen mechanismen voorzien die automatisch voor deze voorwaarden zorgen. De systeem integrator dient de bit rate en node-ID van elke node te controleren tijdens de bedrading van een netwerk en indien nodig aan te passen.
Normaal gesproken wordt de node-ID direct geconfigureerd op het apparaat via DIP-schakelaars of hexadecimale draaischakelaars. Alternatieve oplossingen vereisen het instellen, via software, van deze parameters via twee gereserveerde CAN-id's met behulp van de zogenaamde "LSS-service" (layer instelling service), zoals beschreven in CiA 305.
Sommige nodes beschikken over automatische baudrate herkenning. Een dergelijke (hardwarematige) herkenning is echter binnen CAN onmogelijk. Wat deze nodes doen is simpelweg alle mogelijke standaard CiA-baudrates uitproberen, totdat er daadwerkelijk communicatie plaats vindt.
