CANopen-Lift: Interoperable Fahrkorbantriebe

Für Aufzugsbauer, die Geräte von verschiedenen Zulieferern beziehen wollen, ist Interoperabilität wichtig. Dies ­reduziert die Kosten bei der System­integration. Hilfreich sind vor allem ­standardisierte Schnittstellen.

CAN (Controller Area Network) ist ein serielles Dreidraht-Bussystem. Ursprünglich wurde CAN in den achtziger Jahren von Bosch für die fahrzeuginterne Vernetzung entwickelt und eingeführt.

Die CANopen-Spezifikation wurde im Rahmen eines europäischen Forschungsprojektes entwickelt. Sie wurde an den eingetragenen Verein CAN in Automation (CiA) zur weiteren Entwicklung und Pflege gegeben. Anfang des Jahrtausend begannen CiA-Mitglieder das CANopen-Lift-­Anwendungsprofil (CiA 417) zu spezifizieren. CiA 417 enthält auch eine standardisierte Schnittstelle für Fahrkorbantriebe.

Antriebe sind interoperabel

Am Anfang gab es nur wenige Antriebshersteller, die CANopen-Lift unterstützten. Inzwischen haben mehrere Hersteller eine CiA-417-kompatible Schnittstelle (siehe Kasten unten). Diese Antriebe sind interoperabel mit den Aufzugsteuerungen, die CiA 417 implementiert haben und sogar austauschbar bezüglich der Grundfunktionen.

Viele Hersteller testeten die Kompatibilität und die Interoperabilität in sogenannten vom CiA organisierten Plugfests: Die Antriebe werden mit mehreren Aufzugssteuerungen verbunden und auf korrekte Funktionalität geprüft.

Wenn optionale Funktionen genutzt werden sollen, müssen beide Partner (Aufzugsteuerung und Fahrkorbantrieb) diese unterstützen. Bei der Auswahl der Geräte muss der Aufzugsbauer auf dies achten. Verpflichtend sind nur zwei beziehungsweise drei Prozessdatenobjekte (PDO), alle anderen spezifizierten PDOs sind optional.

Die Grundfunktionen

Die Schnittstelle der Fahrkorbantriebe CiA 417 basiert auf dem international genormten allge­meinen Antriebsprofil CiA 402 (IEC 61800-7-301 / 401). Die Fahrkorbantriebe nutzen allerdings nur eine Untermenge ders IEC-Norm und sind um einige wenige aufzugsspezifischen Funktionen erweitert worden. Inzwischen ist diese Schnittstelle ausgereift und hat keine Kinderkrankheiten mehr.

Ziehl-Abegg-Frequenzumrichter ­ZAdynpro mit integrierter CiA 417-Schnittstelle und Bedienterminal ZApadpro für Schaltschrankeinbau.  Foto: © Ziehl-Abegg

Das Interface ist eine logische Einheit, die in CiA 417 beschrieben ist. Sie empfängt das Steuer­wort, in dem Befehle und Sollwerte übermittelt werden. Der Fahrkorbantrieb sendet seinerseits das Statuswort sowie die Istwerte (Geschwindigkeit, Position, Beschleunigung oder Ruck).

Wenn keine Absolutwertgeber verbaut sind, wird der Geschwindigkeitsmodus genutzt. Die Aufzugssteuerung gibt dann die Geschwindigkeit vor. Wenn Absolutwertgeber vorhanden sind, sendet die Steuerung die Positionsvor­gaben. Welche Betriebsart, Geschwindigkeits- oder Positionierungsmodus genutzt wird, ist konfigurierbar.

Konfiguration nur bei Stillstand

Die Parameter für den Geschwindigkeitsmodus werden im Fahrkorbantrieb gespeichert. Sie werden von der Aufzugssteuerung mit Hilfe des CANopen-SDO-Dienstes (Servicedatenobjekt) eingestellt. Dieser Kommunikationsdienst wird vom Server (Fahrkorbantrieb) bestätigt.

Aus Sicherheitsgründen darf der Fahrkorbantrieb nur bei Stillstand konfiguriert werden. Das Steuerwort und das Statuswort werden in PDOs (Prozessdatenobjekt) übertragen. Dies ist ein unbestätigter CANopen-Dienst, der aber auf der Anwendungsebene bestätigt wird.

Antriebsspezifische Funktionen wie Motor-Relais werden lokal im Fahrkorbantrieb gesteuert. Eine Geschwindigkeitsvorgabe von Null bringt den Motor zum Stehen. Das Vorzeichen der Geschwindigkeitsvorgabe gibt die Richtung an, positive Werte bedeuten eine Bewegung nach oben. Aus den Sollwerten und den eingestellten Fahrparametern berechnet der Fahrkorbantrieb selbstständig das erforderliche Drehmoment.

Trotz Standardisierung erweiterbar

Obwohl die CANopen-Liftspezifikation die Schnittstelle zum Fahrkorbantrieb standardisiert ist, sind herstellerspezifische Erweiterungen möglich. Diese werden selbstverständlich nicht von allen Aufzugssteuerungen unterstützt.

Trotzdem sind bezüglich der Grundfunktionen eine Interoperabilität und Austauschbarkeit gewährleistet. Zu den Grundfunktionen gehört die Ansteuerung der Antriebe und das Senden der Istwerte.

Holger Zeltwanger
Der Autor ist Managing Director von CAN in Automation.

CiA 417 car drive unit Lieferanten: • Brunner & Fecher
• Bucher Hydraulics
• Control Techniques (Nidec)
• Danfoss
• Fuji Electric
• Gefran
• KEB • Liftequip
• RST Elektronik
• Yaskawa
• Ziehl-Abegg

Diese Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.