Definition und Zweck:
Das CiA 402 Geräteprofil ist ein standardisiertes Anwendungsprofil, das von der Organisation CiA (CAN in Automation) entwickelt wurde. Obwohl ursprünglich für CANopen definiert, ist es heute auch weit verbreitet und de-facto-Standard für die Steuerung von Servoantrieben und Frequenzumrichtern in vielen Industrial Ethernet-Systemen, insbesondere in EtherCAT-Netzwerken.
Das Profil definiert eine standardisierte Schnittstelle für die Steuerung von Antrieben, unabhängig vom Hersteller. Es legt fest, wie Antriebsfunktionen, Betriebsmodi, Parameter und Statusinformationen über den Kommunikationsbus ausgetauscht werden. Dies ermöglicht die Herstellerunabhängigkeit und Interoperabilität von Antriebskomponenten.
Wesentliche Inhalte und Funktionen:
Das CiA 402 Profil standardisiert:
- Zustandsmaschine (State Machine): Definiert die verschiedenen Betriebs- und Fehlerzustände eines Antriebs und die erlaubten Übergänge zwischen diesen Zuständen (z.B. „Switch On Disabled“, „Ready to Switch On“, „Switched On“, „Operation Enabled“, „Fault“).
- Betriebsmodi: Standardisierte Modi wie:
- Profilposition (Profile Position Mode): Anfahren definierter Positionen.
- Profilgeschwindigkeit (Profile Velocity Mode): Anfahren definierter Geschwindigkeiten.
- Profilmoment (Profile Torque Mode): Anfahren definierter Drehmomente.
- Home Mode: Verfahren auf eine Referenzposition.
- Objektverzeichnis (Object Dictionary): Definiert die Struktur der Parameter und Variablen, auf die über den Bus zugegriffen werden kann.
- Standardisierte Kommunikation: Wie Steuerbefehle (Controlword) an den Antrieb gesendet und Statusinformationen (Statusword) empfangen werden.
Bedeutung in der Automatisierung:
Das CiA 402 Geräteprofil ist von enormer Bedeutung für den Maschinenbau und die Antriebstechnik:
- Interoperabilität: Maschinenbauer können Servoantriebe verschiedener Hersteller austauschen, ohne die SPS-Software komplett anpassen zu müssen, solange alle Antriebe das CiA 402 Profil unterstützen.
- Reduzierung des Engineering-Aufwands: Standardisierte Schnittstellen vereinfachen die Programmierung und Parametrierung von Antrieben.
- Flexibilität: Erleichtert die Integration von Antrieben in verschiedene Automatisierungsumgebungen.
- Qualität und Zuverlässigkeit: Durch die Standardisierung werden bewährte Methoden und Sicherheitsaspekte integriert.
In Kombination mit schnellen Industrial Ethernet-Bussen wie EtherCAT ermöglicht CiA 402 die Realisierung hochdynamischer und präziser Bewegungssteuerungsaufgaben in einer offenen Systemarchitektur.
→ Siehe auch: EtherCAT, Servomotor, Frequenzumrichter, CAN/CANopen, Motion Control, Zustandsmaschine
