En tunn tvåtrådsledning har ersatt det tjocka kabelknippet i skogsmaskinen från Timbiak. Genom att maskinen är uppbyggd av moduler med CAN- gränssnitt är det lättare att modifiera maskinen efter behov.

Den som ser en modern skogsmaskin för första gången brukar gapa av skräckblandad fascination. Som en mekaniserad skräcködla rullar den fram över stock och sten, griper tag i träden, fäller dem och kvistar och kapar dem till prydliga stockar.

Skogsmaskinens hydraulik styrs med elektronik. I maskinerna från Timbiak, som är en stor svensk tillverkare, består elektroniken av fem enheter som kommunicerar via en CAN-buss.

Styrutrustningen i maskinerna utvecklas av CC Systems i Alfta i Hälsingland. När Timbiak skulle lansera en ny generation av maskiner beslöt man sig för att konstruera om elektroniken radikalt. Centraldatorn i hytten ersattes med ett distribuerat system baserat på en digital buss.



Minskar kablaget


- Det fanns flera goda skäl till det, säger Jan Carlsson, VD på CC Systems.

- Ett skäl var att minska kablaget, ett annat var att systemet i sig skulle bli mycket smidigare att modifiera och utveckla efter hand. I ett distribuerat system kan man lägga till eller ändra funktioner utan att behöva dra om kablaget, eftersom bussen redan finns på plats.

Vid CC Systems valde man att utgå från CAN-bussen. Skälen var flera. CAN-bussen hade prestanda som passade bättre i en skogsmaskin än andra bussar. Man ville ha en snabb och säker överföring av ganska små dataflöden, och det fann man just hos CAN-bussen.

- Dessutom betydde det mycket att bilindustrin bestämde sig för att satsa på den. Profibus var inget för oss, den passar nog bättre i processindustrin.

CAN-bussen knyter ihop de fem modulerna i Timbiaks skogsmaskin. Fyra av enheterna finns i hytten, däribland centralenheten. En modul finns i operatörens grafikskärm, och så finns det vardera en modul i paletterna, samlingen av knappar och spakar som sitter vid armstöden. Den femte modulen sitter längs ute i kranen där bearbetningsaggregatet sitter.

I de tidigare maskinerna löpte ett tjockt, 20 meter långt kabelknippe mellan aggregatet och centraldatorn i hytten.



Ersätter kabelknippe


Nu har knippet av signalkablar ersatts med CAN-bussens två trådar. De analoga signalerna från givarna i aggregatet löper nu bara via några korta kabelstumpar till aggregatmodulen.

Mätvärdena överförs mycket noggrannare än förr, och dessutom har störningarna minskat. Kablarna som sitter ute vid aggregatet skadas då och då. När det händer får operatören ett felmeddelande i hytten. Han kan då lätt byta ut den trasiga kabeln mot en av de standardiserade reservkablar som finns med.

- CAN-bussen är lätt att använda för oss konstruktörer, säger Jan Carlsson.

- Nu kommer det också fler och fler hydraulventiler och spakar med färdiga CAN- gränssnitt.

- Vi kan lätt lägga till eller vidareutveckla funktioner utan att behöva dra om kablaget, eftersom bussen redan finns på plats.



Moduler med CAN


Det har länge varit trögt i portgången för de digitala fältbussarna. Ett skäl är att olika tillverkare av tradition hållit på sina egna lösningar.

En annan är det moment 22 som ibland drabbar ny teknik, att tillgången och efterfrågan låser sig på en så låg nivå att det just inte händer någonting. Många har talat sig varma för fältbussar, men att införa dem i konstruktioner har varit en uppgift för entusiaster.

Hittills har systembyggarna fått bygga sina egna moduler med gränssnitt för CAN. Först nu börjar det att komma färdiga moduler som duger som byggblock.



Växer snabbt


1996 kan mycket väl bli det år som det lossnar för CAN-bussen och andra fältbussar. Användarföreningen CAN in Automation, CiA, med säte i Erlangen i Tyskland, spår en snabb tillväxt av marknaden.

De amerikanska systemen SDS från Honeywell och DeviceNet, som först utvecklades av Allen-Bradley, bygger på CAN-moduler. Vid Kvaser har man utvecklat ett eget system av funktionsblock i programvara, CAN Kingdom, för CAN-konstruktioner.

Skillnaden mellan systemen är, enligt Lars-Berno Fredriksson, att det är lättare att konstruera med de amerikanska systemen, men att det är svårt att optimera konstruktionerna. CAN Kingdom kräver mer av konstruktören men konstruktionerna kan optimeras.

Lars-Berno Fredriksson är också engagerad i CiA. Han är ledamot av CiAs tekniska kommitté och är också CiAs representant i Skandinavien. Han ser inte någon motsättning mellan CAN och andra fältbussar.

- Profibus och bussen enligt Fieldbus Foundation är främst avsedda för processindustrin, medan CAN snarare är en maskinbuss. En bra kombination är att använda CAN-bussen inne i maskinerna och sen knyta ihop maskinerna med Profibus.

Per Stymne



Alla noder lyssnar på varandra


CAN-bussens särdrag är att alla noder i ett nät lyssnar på alla meddelanden. I början av varje meddelande finns en identifierare med vars hjälp noderna var för sig kan avgöra om meddelandet är av intresse för noden eller inte.

Identifieraren bestod ursprungligen av 11 bitar, men nu finns det en variant som innehåller 29 bitar istället. För enkelhets skull kallas kretsar som bara klarar 11-bitarsidentifieraren för CAN-1-kretsar. Det finns två typer av kretsar för 29-bitarsidentifierare: CAN-2A som lyssnar efter båda identifierarna men bara utnyttjar meddelanden med 11-bitarsidentifierare, samt CAN-2B, som klarar båda typerna av identifierare och meddelanden tilllfullo.

CAN-kretsar med inbyggd processor, eller snarare processorer försedda med CAN- funktioner, dominerar numera. Det är enklare att köpa en färdig processor med CAN-funktion än att pussla ihop en CAN-krets med en lämplig processor. Dessutom är det knappast dyrare ens om man bara behöver CAN-kretsen och inte processorn.



40 miljoner kretsar


Under 1995 såldes det 10 miljoner kretsar för Can-bussen. 1999 beräknas den globala försäljningen till 40 miljoner kretsar. Då ska också den sammanlagda försäljningen av CAN-kretsar sen bussens födelse ha nått 140-miljoners nivån.

Siffrorna kommer från organisationen CAN in Automation. CiA är en internationell intresseförening för CAN-användare och -intressenter inom industrin.