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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 4000 CAN Knoten vernetzen?


Autor: Markus (Gast)
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Hallo,
Wir wollen 4000 CAN-Steuerungen vernetzen, diese sind wohl auf 1-3 km2 
verteilt. Die Baudrate soll 20KBaud sein.

An einem CAN-Strang sollen etwa 40-50 CAN-Steuerungen dran sein. Somit 
würde ein / mehrere Repeater für 100 Leitungen nötig sein.

In der Zentrale gehen 1-2 CAN Busse weg.

Die Geschwindigkeit der Datenabfrage ist unkritisch, da jeder einzelne 
CAN-Knoten intelligent ist.

Hat jemand schon Erfahrungen zu solchen Mamutnetzen mit CAN-Bus?
Vor allem, was muss beim Aufbau der Repeater beachtet werden?

Gerne dürfen sich auch Firmen melden, die Repeater herstellen um solch 
ein Netzwerk aufzubauen.

Vielen Dank im Voraus.

Autor: Skeptiker (Gast)
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Physikalisch sind je nach Transceiver max. 110 CAN-Knoten pro Strang 
möglich. Die Repeater hast du ja schon erwähnt.

Welches Identifier-Format wird benutzt?
Ich kenne nur das Base-Format (11 Bit) = max. 2048 Knoten

Autor: Markus (Gast)
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11Bit = max. 2048 unterschiedliche CAN-IDs aber != 2048 max Konten!

Ich habe 29Bit.

110 CAN-Knoten je Strang sind in meinem Fall zu viel, da jede Steuerung 
sowiso schon 20m Abstand zueinander hat.

Autor: Gast (Gast)
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mit 11 bit kommst Du da vermutlich nicht weit, da braucht man schon 
einen extended frame, hast Du ja aber schon selbst erwähnt.

Ich denke die große Frage ist, wieviele repeater Ihr verwenden wollt, 
umsomehr verschachtelt wird desto ruhiger wird's auf dem bus, nur 
brauchst Du dann wieder ewig viel datenpakete um den inhalt der 
einzelnen Stränge wieder zu übermitteln - vom Master der das ganze 
verwalten soll ganz abgesehen.

Darf man fragen was für ein Netz das werden soll, bei sovielen nodes und 
einer Fläche über mehrere Km² hinweg wird man schon neugierig was das 
werden könnte!

Autor: Markus (Gast)
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Ein großer Solarpark mit nachführenden Solarzellen. Unsere Firma stellt 
die Steuerungen dafür her.

Es geht mir um die Repeater / Struktur.

Der Traffic ist relativ gering, da alle Steuerungen nur hin und wieder 
abgefragt werden, bzw. bei Störung sporadisch was melden. Maximal 10-20 
CAN Telegramme pro Sekunde.

Ich habe auch mal einen Chip AMIS42770 von www.amis.com gefunden, der 
könnte als Repeater arbeiten, aber kann der wirklich so oft 
kaskadiert/vernetzt werden?
Am liebsten wäre mir ein fertiges Kaufteil, das auch schon in der 
Industrie im Einsatz ist.

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http://www.dold-regler.de/index.php?id=72
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Autor: Markus (Gast)
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@Admin, vielen Dank fürs verschieben.

Hat noch jemand eine Idee?

Autor: ... (Gast)
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Ethernet?

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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http://www.ixxat.de/introduction-repeater_de.html
 z.B. Google findet noch viele mehr. oder was willst du hören?

Und wenn einer weiß ob und wie sowaws tut dann die Hersteller der 
Repeater...

Autor: Chris (Gast)
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Bei 20kbit kann der Can-Bus eine Laenge von 3.3km haben.
Es kommt auf die Raeumliche Aufteilung drauf an.
So aus dem Bauch, zentraler Can-Bus sowie Repeater mit sternfoermiger
Auslegung zu weiteren Can-Bussen. Dies erleichtert die Wartung bei
Komplettabschaltungen von Bussen durch den Repeater aufgrund von 
Stoerungen sowie die Fehlererkennung durch ungeschultes Personal.
Wenn moeglich, Can Bus Segmente auf 1.3km begrenzen, sodass ev. auch
50kb gefahren werden kann, sollten alle 4000 Nodes einen Firmware-update 
brauchen, welcher nicht gebroadcastet werden kann, ist das Sinnvoll,
oder auch wenn in Zukunft weitere Can-Geraete in so einem Bus 
reingehaengt werden koennen. So ein Repeater kostet ca 150 Euro in 
Hutschienenbauform
(IP20).

Autor: Markus (Gast)
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Auf 20KBit haben wir uns schon festgelegt, auch der Firmwareupdate 
funktioniert mit der Broadcast-Methode sehr gut. Kleinere Felder sind in 
der Vernetzung schon im Betrieb.

Aber bei 4000 Stück, da habe ich erst mal ein ungutes Gefühl im Bauch, 
also es muss nacher zu 100% funktionieren. Wenn die Kabel liegen, dann 
sind die in der Erde vergraben und können nicht geändert werden.

Daher die Frage in die Welt, hat schon mal jemand so viele (oder auch 
nur 1000 Nodes) über CAN verbunden und geht das prinzipiell überhaupt?

Ich könnte mir gut vorstellen, dass wenn die Repeater-Hirarchie falsch 
gemacht wird, dass das Timing nicht stimmt und die Priorisierte 
Übertragung (bei Kollision) nicht richtig funktioniert. Dann wäre der 
gesammt Bus blokiert!

Ethernet scheidet aus, oder soll ich etwa einen Switch mit 4000 Ports 
installieren? Viel zu teuer. Ausserdem brauchen die PHY Chips über 
100mA!

Autor: Andreas W. (Gast)
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Timing bei 20kBaud?
Frag doch einfach beim Hersteller der Repeater an.

Ach und das ist ein interesantes Projekt. 4000 Knoten = 4000 Tracker?

Autor: Markus (Gast)
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Timing, Reflexionen, EMV Störungen, HF-Störungen, Induktionen usw.
Diese ganzen unbekannten werden garantiert vorhanden sein und den Bus 
lahm legen wollen.

Ja, 4000 Tracker.

Bei Herstellern werd ich auch noch anfragen. Das Problem ist da nur, die 
wollen ihr Produkt unbedingt verkaufen und sagen meistens ja, es tut. 
Und ich hab das Problem, es muss Astrein funktionieren. Denn das Projekt 
ist nicht gerade im näheren Umkreis wo man kurz vorbeifahren kann.

Autor: H.j.Seifert (Gast)
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Hm, ich weiss nicht so Recht, ich glaube, du machst es dir schwerer als 
nötig.
Beim CAN kann jeder mit jedem reden - das brauchst du doch gar nicht. 
Oder macht eine Direktkommunikation Tracker 223 mit Tracker 3847 Sinn?
Wenn du das ganze als Stern aufbaust und einzelne CAN-Stränge 
einrichtest, wird die Sache einfacher.
Die Zentrale hat z.B. 8 CAN-Ports, an jedem hängen dann 500 Knoten. 
Jedes Einzelsegment wir erheblich kürzer, evtl. Beschädigungen legen nur 
einen kleineren Teil lahm (Bagger, Fummler, Blitz).

Autor: Peter (Gast)
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>Ethernet scheidet aus, oder soll ich etwa einen Switch mit 4000 Ports
>installieren? Viel zu teuer. Ausserdem brauchen die PHY Chips über
>100mA!

Ich fürchte Du hast Ethernet zu voreilig ausgeschlossen...

Mit 174 Switches a 24 Ports kannst Du 4002 Geräte anschliessen. 
(http://www.zyxel.ch/products/switches+soho-switche...)

Es gibt auch Ethernet PHYs (inkl MAC) die brauchen weniger Strom, 
insbesondere wenn Du keinen Traffic hast. Und Du brauchst ja auch nicht 
ein 100MBit oder 1 GBit PHY.

Autor: H.j.Seifert (Gast)
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naja, was Ethernet an Verkabelung bedeuten würde..., und viel mehr als 
100m pro Kabel sind auch nicht drin.

Autor: pippoppip (Gast)
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...noch nie sowas gemacht und dann gleich auf Nummer 4000 
gehen...womoeglich in China...das ham'mer gern !

Autor: Gast (Gast)
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> ...noch nie sowas gemacht und dann gleich auf Nummer 4000
> gehen...womoeglich in China...das ham'mer gern !

Naja, dem Ingenör ist nichts zu schwör... ;-)

Autor: Josef Z. (jozi59)
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Die Alternative wären Gateways, Ethernet <-> CAN. Damit könnte man dann 
die Repeater ersetzen, und damit Teilnetze als CAN ausführen.

Ich habe so etwas aber auch noch nicht realisiert.

Autor: sebba (Gast)
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Was soll denn diese Ethernet Idee?

So wie es aussieht gibt es die Steuerung ja schon - ich glaube also 
nicht dass Markus Lust hat n komplett neues Gerät zu entwickeln

Außerdem sehe ich die Vorteile von Ethernet grad nicht.
- 10/100MBit => Braucht man nicht
- Alles über Layer 2 braucht man nicht
- Kein garantiertes Timing
- Kürzere Leitungslängen erlaubt
- Teurere Kabel
- Höhere Intelligenz in den Geräten notwendig
- Insgesamt teuerer (jedenfalls wenns Industriekomponenten sein sollen)

Autor: tuppes (Gast)
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Markus hat geschrieben:

> Es geht mir um die Repeater / Struktur.

Korrigiert mich, wenn ich falsch liege, aber ein Repeater ist doch nur 
dazu da, das Signal elektrisch aufzufrischen, klare Pegel und Flanken 
herzustellen und so, oder?

Zumindest bei CAN kann man damit nicht die Buslänge vergrößern, denn die 
wird durch die Paketlaufzeit von Ende zu Ende vorgegeben. Diese Zeit 
darf so-und-so-viele Bitzeiten nicht überschreiten, weil sonst die 
Kollisionserkennung nicht mehr funktioniert.

Habt ihr schon mal drüber nachgedacht, mehrere unabhängige Busstränge 
hierarchisch zu vernetzen?

Autor: tex (Gast)
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Das Problem besteht darin, die Merkmale der Wettbewerber zu überbieten. 
Die 8000 Knoten der Konkurrenz muten schon abenteuerlich an, da muss man 
sich schon was einfallen lassen um da am Ball zu bleiben. Der Teufel 
steckt, wie immer, im Detail. Dabei sind die Repeater noch das kleinste 
Übel. Den Weg nach Spanien solltes Du auf jeden Fall in die 
Projektkosten mit einkalkulieren.
Zum Repeater: Der Amis ist erst mal keine schlechte Wahl. Der 
Wettbewerber setzt auch nichts anderes ein. Es gibt aber noch einiges zu 
beachten und Fehler zu vermeiden.

Autor: Markus (Gast)
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Ja, ich benötige wohl sowas wie 8-Port Hubs für CAN-Bus oder so ähnlich 
und davon dann etwa 15-17 Stück. Dabei sollten jeder Anschluss 
galvanisch getrennt sein, Überspannungsableiter, usw.

Es gibt Tracker-Steuerungen im Feld, die zusatzfunktionen haben und die 
Information über CAN an andere weiterleiten (Windalarm / Uhrzeit usw.). 
Daher sollten diese Telegramme alle Tracker erreichen.

In der Zentrale haben wir einen CAN/PC Koppler mit einem ARM7, der hat 
bereits 2 CAN Kanäle integriert und der lässt diese speziellen 
CAN-Telegramme auf den anderen Port durch. Damit wären ab dieser Box 
immer noch 2000 Geräte je Port dran.

Die Tracker mit CAN existieren schon, Ethernet wird net verwendet. Das 
ist einfach das falsche Bussystem für unsere Anwendung.

@tex: Genau darum geht es mir in diesem Thred. Kannst Du mir ein paar 
Anhaltspunkte geben?

Autor: Chris (Gast)
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Es kommt auf die Topologie der Netze an. Generell wird mit 2Port 
Repeatern gearbeitet, der Rest sind meistens Sonderanfertigungen.
Was ich vergessen habe zu Sagen, da es nur Repeater oder Bridges sind.
Die maximale Distanz darf nicht überschritten werden, und ein Repeater 
erhöht die Distanz um 40mt. Das gilt Hauptsächlich von der 
Abfragestation
zu dem abgefragtem Gerät. Ethernet würde ich nicht unbedingt gehen.
Und die Repeater müssen eine Galvanische Trennung haben, sonst hat du 
mit
Blitzen ein Problem. Die Galvanische Trennung sollte nicht nur 1KV für 
1Sek sein, sondern mindestens 4K, bei so einem Netz.

Autor: Harald (Gast)
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Die ganze Installation birgt ja ein gewisses Risiko, da die Topologie 
noch nie getestet wurde und vorher auch nicht so richtig getestet werden 
kann.
Markus hat sich offensichtlich schon fest für CAN entschieden. 
Nachdenken könnte man aber allemal über ZigBee, da wären dann auch noch 
mehr Knoten möglich. Die Integration ist sehr einfach, sofern die Geräte 
schon über eine RS232 Schnittstelle verfügen. Die Reichweite sollte kein 
Problem darstellen, die Übertragung ist gesichert und erprobt. Die 
Gesamtkosten sollten insbesondere in dieser Größenordnung mit der 
CAN-Variante konkurrenzfähig sein.

Wie gesagt, nur so ein Gedanke.

http://www.digi.com/products/embeddedsolutions/zig...

Siehe Produkte "XBee-Pro"  und "XBee-Pro 868" für diesen Einsatzfall.

Autor: Markus (Gast)
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ZigBee ist auch was.
Wenn man jetzt her gehen würde und 40 Tracker an einen Strang nimmt, und 
dann den Strang Ende mit einem CAN/ZigBee Umsetzer ausstattet, dann 
würden man 100 CAN/ZigBee Module benötigen und das Problem mit der 
galvanischen Trennung wäre erstmal gelöst. Ausserdem würde man einiges 
an Kabel sparen.

Autor: pippoppip (Gast)
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drahtlos ? kommt ein Lausebub mit 1 Watt Sender vorbei und muellt dir 
den Kanal zu...oh Wunder da geht ja nix mehr !

Autor: tex (Gast)
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@ Markus
Aber nicht hier.
Tex looneytex de ist die Adresse dafür

Autor: Markus (Gast)
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Da wo diese Tracker stehen werden kommen die Lausebuben vorbei und 
montieren alle Kabel ab und verkaufen das Kupfer.
Garantiert wird da niemand Störsenden.

Autor: tex (Gast)
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ach wenn es nur die Kabel und das Kupfer wären. Die Zellen sind auch 
viel Geld wert und die Lausbuben haben LKWs

Autor: pippoppip (Gast)
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sag mal...entstehen die neudeutschen Hoch_Technologien nur noch im 
guenstigen JugendForum ?...sind die Alten (Saecke) alle schon in 
(Voll)Pension in Spanien ?

Autor: Markus (Gast)
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Woher willst Du wissen wie alt ich bin?
Siehe Thread: Beitrag "Wie alt seit ihr?"

Autor: Ronald B. (ronaldbpunkt)
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Ach, viel Interessanter wären ja Firmennamen, falls ich mal sowas 
ähliches brauche, damit ich weiß an wen man sich da wenden kann.

MfG

Autor: Markus (Gast)
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Siehe hier: Beitrag "Re: 4000 CAN Knoten vernetzen?"
Ich hab schon Werbung gemacht :)

Autor: tex (Gast)
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@ronald
an mich zB. auch.
Ich habe auch noch Unmengen von den Dingern zum Schrottpreis zu liegen. 
Zum Teil mit keinen Fehlern, wo man mal einen Treiber tauschen muss o.ä. 
Kann man auch für tausend andere Dinge verwenden, CAN-Sender, Empfänger, 
oder sonst was steuern das 2 Motoren ansteuern muss. Bei mehr Motoren 
kannst Du sie auch kaskadieren.

Autor: Ronald B. (ronaldbpunkt)
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Hab ich doch glatt übersehen gehabt...

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