Ihre Verbindung zwischen CAN-Gateway und EtherCAT
Ein EtherCAT-CAN-Gateway liefert einen Datenstrom aus CAN-Nachrichten. Um ausgewählte Nachrichten in Anwendungswerte umzuwandeln, ist normalerweise zusätzliche individuelle Logik erforderlich.
Der CAN DBC-Treiber von KPA EtherCAT Master und das CAN Interface Plugin in KPA EtherCAT Studio schließen diese Lücke: Der Treiber stellt die Signale bereit, das Plugin übernimmt die Konfiguration. Ausgewählte CAN-Nachrichten werden zu Variablen im Prozessabbild des Masters.
Unterstützte Gateways: Beckhoff EL6751 und KPA EtherCAT 4CAN Gateway.
Kernfunktionen
Zwei Komponenten, ein Ergebnis: Das Plugin konfiguriert, der Treiber liefert
Das Gateway-Gerät – beispielsweise das EL6751 – liefert einen Datenstrom aus CAN-Nachrichten.
Um ausgewählte Nachrichten in der Anwendung nutzbar zu machen, wäre normalerweise zusätzliche individuelle Logik erforderlich. Die Lösung besteht aus zwei Komponenten, die nahtlos zusammenarbeiten. Die Vorteile jeder Komponente werden im Folgenden erläutert.
Das Plugin in Studio
CAN zentral konfigurieren
Im Plugin wählen Sie die CAN-Nachrichten aus, die aus dem Gateway-Datenstrom übernommen werden sollen, und legen die CAN-Master-Parameter sowie die Länge der Treiber-Warteschlange fest. KPA EtherCAT Master und das CAN-Gateway werden anschließend anhand dieser Einstellungen konfiguriert – zusätzliche Tools sind nicht erforderlich. Die ausgewählten Nachrichten werden als Rohwerte auf Variablen im Prozessabbild abgebildet.
- Nachrichten aus dem Gateway-Datenstrom direkt in Studio auswählen
- CAN-Master-Parameter und Länge der Treiber-Warteschlange zentral festlegen
- Master und Gateway anhand derselben Einstellungen konfigurieren
Der Treiber im Master
Signale im Prozessabbild bereitstellen
Der CAN DBC-Treiber läuft innerhalb von KPA EtherCAT Master und bildet eine zusätzliche Schicht über dem Master-Prozessabbild. Er kopiert die CAN-Daten aus dem Gateway in seinen eigenen Puffer, verarbeitet die Frames anhand der Studio-Einstellungen und schreibt die Ergebnisse in den benutzerdefinierten Bereich des Prozessabbilds.
- Verarbeitung gemäß den Studio-Einstellungen
- Signale werden in den benutzerdefinierten Bereich des Prozessabbilds geschrieben
- Unterstützung für in DBC beschriebene und nicht spezifizierte CAN-Nachrichten
Der DBC-Vorteil
DBC-Import erstellt automatisch die passenden Variablen
Optional können DBC-Dateien verwendet werden, die die CAN-Objekte beschreiben. Bei der Konfiguration erstellt der DBC-Import im CAN Interface Plugin die erforderlichen Variablen mit den passenden Datentypen und ordnet sie automatisch zu. Zur Laufzeit wendet der Treiber den Offset, Verstärkungsfaktor und die physikalische Einheit aus der DBC-Datei auf die empfangenen Frames an. Bei einem analogen Sensor liest die Anwendung dadurch physikalische Werte statt roher CAN-Bytes.
- Variablen werden beim Import automatisch mit dem passenden Datentyp erstellt
- Automatische Zuordnung zum Prozessabbild
- Offset, Verstärkungsfaktor und physikalische Einheit aus der DBC-Datei
Funktionsweise
Konfiguration in Studio, Ausführung im Master
Der CAN DBC-Treiber bildet eine zusätzliche Schicht über dem Master-Prozessabbild und arbeitet mit EtherCAT-CAN-Gateways im Raw-CAN-Modus. Die Konfiguration erfolgt über das CAN Interface Plugin in KPA EtherCAT Studio. Das Prozessabbild besteht aus einem Master-Bereich und einem benutzerdefinierten Bereich: Der Master schreibt die Gateway-Daten in seinen Bereich, während der CAN DBC-Treiber die dekodierten Signale in den benutzerdefinierten Bereich schreibt, aus dem Ihre Anwendung sie ausliest.
Der Datenaustausch über den Treiber ist auf zwei Arten möglich: entweder über definierte Signale, die mithilfe einer DBC-Datei zur Konfiguration hinzugefügt werden, oder durch das Senden und Empfangen nicht spezifizierter Nachrichten über die Treiber-Warteschlange. Dies gilt für beide Richtungen: sowohl für vom Bus empfangene CAN-Daten als auch für CAN-Nachrichten, die von der Anwendung an den Bus gesendet werden. Nicht spezifizierte Nachrichten werden über die Treiber-Warteschlange weitergeleitet und stehen Ihrer Anwendung als Roh-Frames zur Verfügung – ohne Dekodierung.
Zur Laufzeit ist der Datenpfad festgelegt und vorhersehbar: vom Gateway-Puffer über das Master-Prozessabbild und den Treiber bis in den benutzerdefinierten Bereich des Prozessabbilds.
01
Konfiguration in Studio
Eine zentrale Konfiguration im Studio-Plugin: Laden Sie optional eine DBC-Datei, wählen Sie die zuzuordnenden CAN-Nachrichten aus und legen Sie die CAN-Master-Parameter sowie die Länge der Treiber-Warteschlange fest – also des Puffers, in dem nicht spezifizierte CAN-Nachrichten gespeichert werden, bis Ihre Anwendung sie verarbeitet. Master und CAN-Gateway werden anhand dieser Einstellungen konfiguriert.
Sowohl definierte Signale als auch nicht spezifizierte Nachrichten werden in derselben Studio-Plugin-Konfiguration eingerichtet.
02
Gateway empfängt CAN-Daten
Das EtherCAT-CAN-Gateway empfängt CAN-Daten vom Bus und legt sie in seinem Puffer ab. Im Raw-CAN-Modus werden die Frames unverändert weitergeleitet – unabhängig davon, ob sie in der DBC-Datei beschrieben sind.
03
Master befüllt das Prozessabbild
KPA EtherCAT Master übernimmt die Prozessdaten vom Gateway und legt sie im Prozessabbild ab. Ab diesem Zeitpunkt stehen die empfangenen CAN-Frames innerhalb des Masters als Prozessdaten zur Verfügung.
04
Treiber kopiert und verarbeitet die Daten
Der CAN DBC-Treiber kopiert die Daten in seinen eigenen Puffer und verarbeitet sie anhand der Studio-Einstellungen: Bei definierten Signalen werden die Werte mit Offset, Verstärkungsfaktor und Einheit aus der DBC-Datei berechnet. Nicht spezifizierte Nachrichten werden über die Treiber-Warteschlange verarbeitet.
05
Signale gelangen in den benutzerdefinierten Bereich
Der Treiber schreibt die Ergebnisse in den benutzerdefinierten Bereich des Prozessabbilds. Ihre Anwendung liest direkt verwendbare Variablen aus, anstatt rohe CAN-Bytes zu dekodieren – zusätzliche individuelle Logik auf Anwendungsseite ist nicht erforderlich.
Daten in die Gegenrichtung senden
Der gleiche Datenpfad funktioniert auch in umgekehrter Richtung: Die Anwendung setzt das Signal im Prozessabbild, und von dort werden die Daten über denselben Weg zurückgeleitet – durch den CAN DBC-Treiber und das Gateway bis zum CAN-Gerät. Auf diese Weise steuert und stimuliert die Anwendung die CAN-Knoten: Sie sendet Befehle an Aktoren und ECUs, legt Testbedingungen auf dem Prüfstand fest und steuert CAN-Geräte während automatisierter Testsequenzen – alles über dieselben Variablen im Prozessabbild, ohne zusätzliche Schnittstellen programmieren zu müssen.
Anwendungsbereiche
Typische Anwendungen und Einsatzszenarien
Typische Einsatzszenarien sind Automotive-Testumgebungen, in denen CAN-Knoten in DBC-Dateien beschrieben sind und ihre Signale im Master-Prozessabbild verfügbar sein müssen.
Automotive-Testumgebung
CAN-Knoten wie beispielsweise ein ECU werden in einer DBC-Datei beschrieben und über das Studio-Plugin in die Master-Konfiguration übernommen.
Physikalische Sensorwerte
Ein analoger Sensor wird anhand des in der DBC-Datei definierten Offsets, Verstärkungsfaktors und der Einheit ausgelesen – die Anwendung muss niemals rohe CAN-Bytes dekodieren.
Gemischter CAN-Datenverkehr
Der gleiche Treiber verarbeitet sowohl in DBC-Dateien beschriebene Nachrichten als auch nicht spezifizierte CAN-Nachrichten – ohne separate Verarbeitung des Rohdatenverkehrs.
Unterstützung älterer Geräte
Ein reibungsloser Migrationspfad vom klassischen CAN-Standard zu modernem, leistungsfähigem EtherCAT – ohne dass die bestehende Infrastruktur vollständig ersetzt werden muss.
Verfügbarkeit und Lizenzierung
Eine Funktion von KPA EtherCAT Master – integriert in Master 2
Der CAN DBC-Treiber ist eine Funktion von KPA EtherCAT Master und wird mit jeder Master-2-Version ausgeliefert – eine separate Installation ist nicht erforderlich. Zur Aktivierung der Funktion ist eine Lizenz erforderlich, die als Master-Erweiterung erworben werden kann.
