Der Meyle-CANopen-Drehgeber ist ein absoluter Drehgeber. In der beschriebenen Ausführung sendet er seine aktuelle Position über das Übertragungsmedium
"CAN-Bus" (physikalisch: abgeschirmte und verdrillte Zweidrahtleitung) an eine andere Station.
Das serielle Bussystem CAN (Controller Area Network), das ursprünglich für den Einsatz im Automobil entwickelt wurde, setzt sich in der industriellen Automatisierungstechnik immer mehr durch. Das System ist multimasterfähig, d.h. es können mehrere CAN-Teilnehmer gleichzeitig den Bus anfordern. Der Datentransfer wird durch die Priorität der Nachricht geregelt. Die Nachricht mit der höchsten Priorität (bestimmt durch den Identifier) wird sofort empfangen. Innerhalb des CAN-Systems gibt es zwar Nachrichten-Identifier, aber keine Transportadressen. Die gesendete Nachricht kann von allen Stationen gleichzeitig empfangen werden (Broadcast). Durch ein spezielles Filterverfahren nimmt die Station nur die für sie relevanten Nachrichten an. Der mit der Nachricht übermittelte Identifier ist die Grundlage für die Entscheidung, ob die Nachricht angenommen wird oder nicht.
Der Buskoppler ist nach dem internationalen Standard ISO-DIS 11898 (CAN High Speed) genormt und ermöglicht eine Datenübertragung mit einer maximalen Geschwindigkeit von 1 MBit/s. Die wichtigste Eigenschaft des
CAN-Protokolls ist die hohe Übertragungssicherheit (Hamming-Distanz = 6). Der im Geber verwendete CANController Intel 82527 ist sowohl basic- als auch full-CAN-kompatibel und unterstützt die CAN-Spezifikation 2.0 Teil B (Standardprotokoll mit 11-Bit-Identifier sowie erweitertes Protokoll mit 29-Bit-Identifier).

In Anwendungen, in denen die Position eines Antriebs oder anderer Maschinenteile erfasst und an die Steuerung gemeldet werden muss, kann der Drehgeber diese Funktion übernehmen. Der Geber kann z.B. Positionieraufgaben lösen, indem er das Rückmeldesignal über die aktuelle Antriebsposition über den CAN-Bus an die Positioniereinheit sendet.

- Synchronisation der Geräte,
- Autokonfiguration des Netzwerks,
- komfortabler Zugriff auf alle Geräteparameter.

CANopen verwendet vier Kommunikationsobjekte (COB) mit unterschiedlichen Eigenschaften:
- Prozessdatenobjekte (PDO) für Echtzeitdaten
- Servicedatenobjekte (SDO) für die Übertragung von Parametern und Programmen
- Netzwerkmanagement (NMT, LifeGuarding)
- vordefinierte Objekte (für Synchronisation, Zeitstempel, Emergency Message)
- gleichzeitige Datenein- und -ausgabe.
- zyklische und ereignisgesteuerte Prozessdatenverarbeitung,

Alle Geräteparameter werden in einem Objektverzeichnis gespeichert. Das Objektverzeichnis enthält die Beschreibung, den Datentyp und die Struktur der Parameter sowie deren Adressen (Index).
Das Verzeichnis besteht aus drei Teilen:
- Kommunikation
- Profilparameter,
- Geräteprofilparameter und herstellerspezifische Parameter.

Dieses Profil beschreibt eine einheitliche und verbindliche, aber herstellerunabhängige Definition der Schnittstelle für Drehgeber. Das Profil legt nicht nur fest, welche CANopen-Funktionen zu verwenden sind, sondern auch wie sie zu verwenden sind. Dieser Standard ermöglicht ein offenes und herstellerunabhängiges Bussystem. Das Geräteprofil besteht aus zwei Objektkategorien

• die Standardkategorie C1 beschreibt alle Grundfunktionen, die der Drehgeber enthalten muss
• die erweiterte Kategorie C2 enthält eine Vielzahl von Zusatzfunktionen, die von Drehgebern der Kategorie C2 entweder zwingend unterstützt werden müssen (mandatory) oder die optional sind. Geräte der Kategorie C2 enthalten also alle C1- und C2-Pflichtfunktionen sowie, je nach Hersteller, weitere optionale Funktionen. Darüber hinaus ist im Profil ein adressierbarer Bereich definiert, dem je nach Hersteller unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden können.

Bei CANopen werden die Daten über zwei verschiedene Kommunikationstypen (COB = Communication Object) mit unterschiedlichen Eigenschaften übertragen:

- Prozessdatenobjekte (PDO)
- Servicedatenobjekte (SDO)

Die Priorität der Nachrichtenobjekte wird durch den COB-Identifier bestimmt.Die Prozessdatenobjekte (PDO) dienen dem hochdynamischen Austausch von Echtzeitdaten (z.B. Position des Drehgebers) mit einer maximalen Länge von 8 Byte.
Diese Daten werden mit hoher Priorität {niedriger COB-Identifier) übertragen. PDOs sind Broadcast-Nachrichten und stellen ihre Informationen gleichzeitig allen gewünschten Empfängern zur Verfügung. Die Servicedatenobjekte (SDO) bilden den Kommunikationskanal für die Übertragung von Geräteparametern (z.B. Programmierung der Auflösung des Drehgebers). Da diese Parameter azyklisch übertragen werden (z.B. nur einmal beim Hochfahren des Netzes), haben die SDO-Objekte eine niedrige Priorität {hoher COB-Identifier).

Die grundlegenden Funktionen des PROFIBUS DP werden hier nur auszugsweise beschrieben, weiterführende Informationen entnehmen Sie bitte den Normen zu PROFIBUS DP, d.h. DIN 19245-3 bzw. EN 50170.

Die Meyle-Profibus-Drehgeber sind absolute Drehgeber. Die beschriebene Ausführung sendet seine aktuelle Position über das Übertragungsmedium "PROFIBUS-DP" (physikalisch: abgeschirmte und verdrillte Zweidrahtleitung) an einen anderen Teilnehmer. Der Profibus-Drehgeber unterstützt alle im Drehgeberprofil aufgeführten Funktionen der Klassen 1 und 2. PROFIBUS-DP ist eine standardisierte und verbindliche, aber herstellerunabhängige Definition für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Produktions-, Prozess- und Automatisierungstechnik. Die Anforderungen an Offenheit und Herstellerunabhängigkeit sind in der europäischen Norm EN 50 170 festgeschrieben. PROFIBUS-DP erlaubt die Kommunikation von Geräten unterschiedlicher Hersteller ohne besondere Anpassungen der Schnittstellen. PROFIBUS-DP ist eine spezielle Standardversion für den schnellen Datenaustausch innerhalb der Feldebene, die hinsichtlich Geschwindigkeit und geringer Verbindungskosten optimiert wurde. Zentral mit lokalen Feldgeräten wie Antrieben, Ventilen oder Drehgebern. Der Datenaustausch zwischen diesen Geräten erfolgt überwiegend zyklisch. Die für diesen Austausch erforderlichen Kommunikationsfunktionen werden durch die Funktionen des PROFIBUS DP nach der europäischen Norm EN 50 170 bestimmt.

In Anlagen, in denen die Position eines Antriebs oder eines anderen Maschinenteils erfasst und an die Steuerung übertragen werden muss, übernimmt der Drehgeber diese Funktion. Der Drehgeber kann z.B. Positionieraufgaben lösen, indem er das Rückmeldesignal über die aktuelle Antriebsposition über den PROFIBUS DP an die Positioniereinheit sendet.

- Adressvergabe für die DP-Slaves über den Bus
- Zyklischer Nutzdatentransfer zwischen DP-Master und DP-Slave(s)
- Konfiguration des DP-Masters (DPM1) über den Bus
- Einzelne DP-Slaves werden dynamisch aktiviert oder deaktiviert
- Kontrolle der Konfiguration des DP-Slaves.
- Leistungsfähige Diagnosefunktionen, 3 abgestufte Diagnosemeldeebenen.

- DP-Master Klasse 2 (DPM2), z. B. Programmier-/Projektierungsgeräte
- DP-Master Klasse 1 (DPM1), z. B. zentrale Automatisierungsgeräte wie SPS, PC
- DP-Slave z. B. Geräte mit binärem oder analogem Ein-/Ausgang, Antriebe, Ventile

Operate: zyklische Übertragung von Eingangs- und Ausgangsdaten

Die umfangreichen Diagnosefunktionen von PROFIBUS DP ermöglichen eine schnelle Lokalisierung von möglichen Fehlern. Die Diagnosemeldungen werden über den Bus übertragen und beim Master zusammengeführt.

Um eine hohe Austauschbarkeit der Geräte untereinander zu gewährleisten, wurde auch das Systemverhalten von PROFIBUS DP standardisiert. Es wird im Wesentlichen durch den Betriebszustand des DPM1 bestimmt. Der DPM1 kann entweder lokal oder über den Bus durch das Projektierungsgerät gesteuert werden. Es gibt die folgenden drei Hauptzustände:

Der DPM1 ist in die Datentransferphase eingetreten. Bei einem zyklischen Datenverkehr wird der Input von den DP-Slaves gelesen, während der Output an die DP-Slaves übertragen wird. Nachdem während der Datentransferphase des DPM1 ein Fehler aufgetreten ist, wie z. B. der Ausfall eines DP-Slaves, wird die Reaktion des Systems durch den Betriebsparameter "Auto-Clear" bestimmt. Ist dieser Parameter auf true gesetzt, setzt der DPM1 den Ausgang aller betroffenen DP-Slaves in den sicheren Zustand, sobald ein DP-Slave nicht mehr für den Nutzdatenverkehr zur Verfügung steht. Anschließend geht der DPM1 in den Clear-Zustand über. Ist dieser Parameter = false, bleibt der DPM1 auch im Fehlerfall im Operate-Zustand, und der Anwender kann die Reaktion des Systems selbst bestimmen.

Es findet kein Datenverkehr zwischen DPM1 und den DP-Slaves statt.

Der DPM1 liest die Eingangsinformationen der DP-Slaves und hält den sicheren Zustand des Ausgangs der DP-Slaves aufrecht.

Der Datenverkehr zwischen dem DPM1 und den jeweiligen DP-Slaves wird vom DPM1 automatisch in einer festen, wiederkehrenden Reihenfolge abgewickelt. Bei der Projektierung des Bussystems ordnet der Anwender dem DPM1 einen DP-Slave zu. Außerdem werden die Slaves in den Nutzdatenverkehr ein- oder ausgeschlossen. Der Datenverkehr zwischen dem DPM1 und den DP-Slaves gliedert sich in drei Phasen: Parametrierung, Konfiguration und Datentransfer. Bevor ein DP-Slave in die Datentransferphase aufgenommen wird, prüft der DPM1 in der Parametrier- und Konfigurationsphase, ob die projektierte Sollkonfiguration mit der Istkonfiguration des Gerätes übereinstimmt. Für diese Prüfung müssen der Gerätetyp, die Angaben zum Format und zur Länge sowie die Anzahl der Ein- und Ausgangsleitungen korrekt sein. Durch diese Prüfung wird sichergestellt, dass die Parametrierung am Ende zuverlässig und korrekt ist. Zusätzlich zur Anwenderkommunikation, die vom DPM1 automatisch durchgeführt wird, kann der Anwender die neuen Parametrierdaten an die DP-Slaves senden lassen.

PROFINET, eingeführt von PROFIBUS International (PI), ist ein auf industrieller Ethernet-Technologie basierender Automatisierungsbus-Standard der neuen Generation. PROFINET bietet eine solide und vollständige Netzwerklösung für die Automatisierungskommunikation, einschließlich aktueller Themen im Bereich der Automatisierung wie Echtzeit-Ethernet, Motion Control, verteilte Automatisierung, Ausfallsicherheit und Netzwerksicherheit. Diese herstellerübergreifende Technologie ist kompatibel mit Industrial Ethernet und der bestehenden Profibus-Technologie, um bestehende Investitionen zu schützen.

Um die oben genannten Kommunikationsfunktionen zu erreichen, sind die folgenden drei Kommunikationsprotokollebenen definiert. [1]

- TCP/IP ist für PROFINET CBA und Factory Debugging, mit einer Reaktionszeit von ca. 100ms.
- RT (Real-Time) Kommunikationsprotokoll ist für PROFINET CBA und PROFINET 10, mit einer Reaktionszeit von weniger als 1 Oms.

IRT 0sochronous real-time) Kommunikationsprotokoll ist für die PROFINET 10 Kommunikation des Antriebssystems, mit einer Reaktionszeit von weniger als 1 ms. Ethernet-Analyse-Tools helfen bei der Aufzeichnung und Darstellung der Pakete des PROFINET-Kommunikationsprotokolls. Einige Software interpretiert PROFINET-Datenrahmen.

Ein PROFINET CBA-System umfasst viele automatisierte Komponenten, mechanische, elektronische oder IT-Variablen, die von Standard-Programmierwerkzeugen erzeugt werden. Die Komponenten werden durch PROFINET Component Description (PCD)-Dateien im XML-Format beschrieben. Planungswerkzeuge laden diese Beschreibungen und stellen logische Beziehungen zwischen den verschiedenen Komponenten her. Dieser Modus wird maßgeblich von der Norm EC 61499 beeinflusst. Das Grundkonzept von PROFINET CBA besteht darin, dass das Automatisierungssystem in vielen Fällen in mehrere kleine, klar voneinander abgegrenzte Subsysteme unterteilt werden kann. PROFINET-Komponenten werden in der Regel durch wenige Eingangssignale gesteuert. Bei diesen Komponenten aktiviert das vom Anwender geschriebene Programm eine bestimmte Funktion in der Komponente und gibt das Ausgangssignal herstellerneutral an eine andere weiter. Die komponentenbasierte Kommunikation erfordert nur die Planung, nicht die Programmierung. Die PROFINET CBA-Kommunikation (Nicht-Echtzeit-Kommunikation) ist für Anlagen mit einer Buszykluszeit von 50-100 ms geeignet.

Das PROFINET-Netzwerk kommuniziert mit externen Geräten über PROFINET 10. PROFINET 10 definiert die Kommunikationsfunktion von externen Geräten, die an das Feld angeschlossen sind. Seine Grundlage ist das Echtzeitkonzept der Kaskadierung. PROFINET 10 definiert den kompletten Datenaustausch, die Parametrierung und die Diagnose zwischen der Steuerung (bei Geräten mit "Masterfunktion") und anderen Geräten (bei Geräten mit "Slavefunktion"). PROFINET 10 ist für eine schnelle Datenübertragung zwischen den über Ethernet angeschlossenen Geräten konzipiert und unterstützt das Provider-Consumer-Modell. Geräte, die das PROFI-BUS-Kommunikationsprotokoll unterstützen, können nahtlos an das PROFINET-Netzwerk angeschlossen werden, ohne dass ein IO-Proxy oder andere Geräte erforderlich sind. Geräteentwickler können handelsübliche Ethernet-Controller verwenden, um PROFINET 10-Geräte zu entwickeln. PROFINET 10 ist für Systeme mit Netzwerkzykluszeiten von mehreren Millisekunden geeignet. [2]

PROFINET 10-Systempaket:
- 10-Controller, der die automatisierte Aufgabe steuert.
- 10-Geräte, im Allgemeinen Feldgeräte, die vom 10-Controller gesteuert und überwacht werden. Ein 10-Gerät kann mehrere Module oder Submodule enthalten.
- 10-Monitor, eine PC-Software, kann Parameter einstellen und den Status einzelner Module diagnostizieren.

PROFINET 10 stellt eine Applikationsbeziehung (AR) zwischen der 10-Steuerung und dem 10-Gerät her, in der Kommunikationsbeziehungen (CR) mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Parameterübertragung, periodischer Datenaustausch und Warnverarbeitung definiert sind.

Jedes Modul im PROFINET-Netzwerk hat die folgenden drei Adressen:

- MAC-Adresseo
- IP-Adresseo
- Gerätename ist der logische Name, der für das Modul in der gesamten Netzwerkkonfiguration definiert ist. Da PROFINET TCP/P verwendet, werden MAC-Adresse und IP-Adresse verwendet. Wenn ein Gerät durch ein anderes ersetzt wird, ändert sich seine MAC-Adresse, und die IP-Adresse ist das Ergebnis von dynamischer Adressierung. Um einen festen Namen für ein bestimmtes Gerät im Netzwerk zu haben, wird ein Gerät benannt.

Im PROFINET 10 Netzwerk werden Programmdaten und Warnungen in Echtzeit übertragen. Die Echtzeit von PROF-INET entspricht der Definition von IEEE und IEC, die es erlaubt, Echtzeitdienste innerhalb einer begrenzten Zeit innerhalb eines Netzwerkzyklus zu bearbeiten. Die Echtzeitkommunikation ist die Basis für den Datenaustausch bei PROFINET 10. Bei der Verarbeitung sind die Echtzeitdaten höher priorisiert als die TCP (UDPVIP) Daten. PROFINET RT, die Basis für die dezentrale periphere Echtzeitkommunikation, ist auch für das PROFINET-Komponentenmodell (PROFINET CBA). Die Buszykluszeit für den allgemeinen Datenaustausch liegt im Bereich von Hunderten von Mikrosekunden.

Der isochrone Datenaustausch von PROFINET ist in der isochronen Echtzeitfunktion (IRT) definiert. PROFINET 10-Feldgeräte mit IRT-Funktionalität verfügen über in die Feldgeräte integrierte Switch-Ports und können auf Ethernet-Controllern ERTEC 400/200 basieren. Die Buszykluszeit für den allgemeinen Datenaustausch liegt im Bereich von Hunderten von Millisekunden bis zu einigen Mikrosekunden. Der Unterschied zwischen isochroner Kommunikation und Echtzeitkommunikation besteht darin, dass erstere ein hohes Maß an Sicherheit aufweist. Der Startzeitpunkt des Buszyklus kann mit einer hohen Genauigkeit und einem Jitter von bis zu 1 µs eingehalten werden. Bewegungssteuerungsanwendungen wie Motorpositionssteuerungsprogramme verwenden isochrone Echtzeitkommunikation.

Ein Anwendungsprofil (Profil) ist ein spezielles Gerät oder eine vordefinierte Funktions- und Merkmalskonfiguration für eine spezielle Anwendung. Das PROFINET-Anwendungsprofil wird von der PI-Arbeitsgruppe (PROFIBUS & PROFINET International Association) formuliert und von PI herausgegeben. Anwendungsprofile tragen zur Offenheit, Interoperabilität und Austauschbarkeit von Geräten bei, so dass Endanwender sicher sein können, dass ähnliche Geräte verschiedener Hersteller standardisierte Funktionen und Nutzungsmethoden haben. Die Auswahl durch die Anwender fördert den Wettbewerb der Gerätehersteller, was die Funktion des Produkts verbessert und die Kosten senkt. PROFINET verfügt über zahlreiche Anwendungsprofile, z. B. für Drehgeber, PROFldrive und PROFIsafe. Es gibt sogar spezielle Anwendungsprofile für Züge. Im Jahr 2009 schlugen die deutschen Automobilhersteller das Anwendungsprofil PROFlenergy vor, das hauptsächlich den Energieverbrauch bei der Fahrzeugherstellung steuert.