CANopen: Anschluss und Verdrahtung

Hinweis

Unsachgemäße Verkabelung

Durch die nicht vorhandene galvanische Trennung kann durch unsachgemäße Verkabelung der CAN-Treiber zerstört oder geschädigt werden. Verkabeln sie immer im ausgeschalteten Zustand. Verkabeln Sie erst die Spannungsversorgung und legen erst dann den CAN auf.

CAN ist ein 2-Draht-Bussystem, an dem alle Teilnehmer parallel (d.h. mit kurzen Stichleitungen) angeschlossen werden. Der Bus muss an jedem Ende mit einem Abschlusswiderstand von 120 (bzw. 121) Ohm abgeschlossen werden, um Reflexionen zu vermeiden. Dies ist auch bei sehr kurzen Leitungslängen erforderlich!

CANopen: Anschluss und Verdrahtung 1:

Da die CAN-Signale als Differenzpegel auf dem Bus dargestellt werden, ist die CAN-Leitung vergleichsweise unempfindlich gegen eingeprägte Störungen (EMI). Es sind jeweils beide Leitungen betroffen, somit verändert die Störung den Differenzpegel kaum.

CANopen: Anschluss und Verdrahtung 2:

Bei einer zusätzlichen Abschirmung der verdrillten Leitungsadern können störende Einflüsse durch EMI weiter eliminiert werden.

CANopen: Anschluss und Verdrahtung 3:

Buslänge

Die maximale Buslänge wird bei CAN vorwiegend durch die Signallaufzeit beschränkt. Das Multi-Master-Buszugriffsverfahren (Arbitrierung) erfordert, dass die Signale quasi gleichzeitig (vor der Abtastung innerhalb einer Bitzeit) an allen Knoten anliegen. Da die Signallaufzeit in den CAN-Anschaltungen (Transceiver, Optokoppler, CAN-Controller) nahezu konstant sind, muss die Leitungslänge an die Baud-Rate angepasst werden.

Baud-Rate

Buslänge

1 MBit/s

< 20 m*

500 kBit/s

< 100 m

250 kBit/s

< 250 m

125 kBit/s

< 500 m

50 kBit/s

< 1000 m

20 kBit/s

< 2500 m

10 kBit/s

< 5000 m

*) Häufig findet man in der Literatur für CAN die Angabe 40m bei 1 MBit/s. Dies gilt jedoch nicht für Netze mit optoentkoppelten CAN-Controllern. Die worst case Berechnung mit Optokopplern ergibt bei 1 MBit/s eine maximale Buslänge von 5m - erfahrungsgemäß sind jedoch 20m problemlos erreichbar.

Bei Buslängen über 1000m kann der Einsatz von Repeatern notwendig werden.

Stichleitungen

Stichleitungen ("drop lines") sind nach Möglichkeit zu vermeiden, da sie grundsätzlich zu Signalreflexionen führen. Die durch Stichleitungen hervorgerufenen Reflexionen sind jedoch in der Regel unkritisch, wenn sie vor dem Abtastzeitpunkt vollständig abgeklungen sind.

CANopen: Anschluss und Verdrahtung 4:

Bei den in den Buskopplern gewählten Bit-Timing-Einstellungen kann dies angenommen werden, wenn folgende Stichleitungslängen nicht überschritten werden:

Baud-Rate

Länge Stichleitung

gesamte Länge aller Stichleitungen

1 MBit/s

< 1m

< 5 m

500 kBit/s

< 5 m

< 25 m

250 kBit/s

< 10m

< 50 m

125 kBit/s

< 20m

< 100 m

50 kBit/s

< 50m

< 250 m

Stichleitungen dürfen nicht mit Abschlusswiderständen versehen werden.

Sternverteiler (Multiport Tap)

Beim Einsatz von passiven Verteilern ("Multiport Taps"), z.B. der BECKHOFF Verteilerbox ZS5052-4500 sind kürzere Stichleitungslängen einzuhalten.

CANopen: Anschluss und Verdrahtung 5:

Die folgende Tabelle gibt die maximalen Stichleitungslängen und die maximale Länge der Trunk Line (ohne Stichleitungen) an:

Baud-Rate

Länge Stichleitung bei Multiport Topologie

Länge Trunk Line (ohne Stichleitungen)

1 MBit/s

< 0,3 m

< 25 m

500 kBit/s

< 1,2 m

< 66 m

250 kBit/s

< 2,4 m

< 120 m

125 kBit/s

< 4,8 m

< 310 m

Weiterführende Informationen