Entwicklung und Aufbau eines CAN-Feldbussystems für die Steuerungstechnik mit Schnittstelle zum Internet

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Feldbusse in der Automatisierungstechnik
  • Einsatzgebiete, Merkmale
  • Profibus
  • InterBus-S
  • Controller Area Network
  • Internettechnologien in der Automatisierungstechnik
• CAN Controller Area Network
  • Protokoll
  • Busstruktur
  • Busarbitrierung, Identifier
  • Nachrichtentelegramm-Formate
  • Fehlermanagement
  • Überlast-Telegramme
  • Bittiming und Bitsynchronisation
  • Physikalische Ankopplung
  • Marktübersicht Protokollcontroller und Transceiver
• Aufbau CAN-Feldbus-Knoten
  • Übersicht
  • Basisplatine
  • Masterplatine
  • SLIO-Platine
  • Schnittstellenadapter
  • Tischgehäuse
  • Netzteil
• Programmierung
  • Übersicht
  • Eigene Typ-Deklarationen
  • Kommunikation SC12-SJA1000
  • Kommunikation SC12-I²C-Peripherie
    • Initialisierung
    • I/O-Baustein PCF8574A
    • D/A-Wandler AD5311
    • A/D-Wandler AD7417
    • EEPROM M24C16
  • Interruptverarbeitung
    • Übersicht
    • SJA1000-Interrupt
    • Timer-Interrupt
  • Timer, Ablaufsteuerung
  • CAN-Kommunikation
  • SLIO-Knoten
    • Identifier, Telegrammformate, I/O-Register
    • Digitale I/O-Verarbeitung
    • Analoge I/O-Verarbeitung
    • Synchronisierung
    • Softwareroutinen
  • Web-Interface
• Elektromagnetische Verträglichkeit
  • Übersicht
  • Maßnahmen zur EMV
    • Schaltungstechnik
    • Überspannungsschutz
    • Leiterplattenlayout
  • Störfestigkeitsprüfung
  • Störemissionsmessungen
  • Zusammenfassung
• Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines modularen, kostengünstigen und störunempfindlichen Feldbussystems für die Steuerungstechnik mit einer Schnittstelle zum Internet. Ziel ist die dezentrale Steuerung von Aktoren und die Erfassung von analogen und digitalen Sensorsignalen. Dabei soll das System aus einem Busmaster und mehreren Knotenpunkten bestehen, wobei die Kommunikation zum Steuerrechner über den TCP/IP-Standard erfolgt. Die Arbeit untersucht die Funktionsweise des CAN-Feldbusses, die Auswahl und Programmierung der Hardwarekomponenten sowie die Optimierung der elektromagnetischen Verträglichkeit.

• Entwicklung eines Feldbussystems für die Steuerungstechnik
• Einsatz des CAN-Feldbusses
• Modulare und kompakte Bauweise der Feldbus-Knoten
• Integration einer Ethernet-Schnittstelle für Fernwartung und Visualisierung
• Optimierung der elektromagnetischen Verträglichkeit

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einführung in Feldbusse und Internettechnologien in der Automatisierungstechnik. Vorstellung verschiedener Bus-Systeme und deren Anwendungsgebiete.
• Kapitel 2: Detaillierte Darstellung des CAN-Protokolls und der Funktionsweise des Feldbusses. Überblick über den Markt für CAN-Controller und Transceiver.
• Kapitel 3: Beschreibung des Aufbaus der Feldbus-Knoten, bestehend aus Basisplatine, Masterplatine, SLIO-Platine, Schnittstellenadaptern, Tischgehäuse und Netzteil.
• Kapitel 4: Erläuterung der Programmierung der Feldbus-Knoten, inklusive Kommunikation mit den Hardware-Komponenten, Interrupt-Verarbeitung und CAN-Kommunikation.
• Kapitel 5: Untersuchung der elektromagnetischen Verträglichkeit des Feldbussystems, Darstellung von Maßnahmen zur EMV-Optimierung und Ergebnissen von Störfestigkeitsprüfungen und Störemissionsmessungen.

Schlüsselwörter

CAN-Feldbus, Steuerungstechnik, dezentrale Steuerung, Internet, Feldbus-Knoten, Master-Knoten, SLIO-Knoten, Ethernet, Web-Interface, EMV, Störfestigkeitsprüfung, Störemissionsmessungen, Mikrocontroller, Protokollcontroller, Transceiver.