Die Profilfamilie CANopen® definiert ein standardisiertes Protokoll für verteilte industrielle Automatisierungssysteme auf der Basis von CAN. CANopen wurde im Rahmen der CAN-in-Automation (CiA®) Nutzer- und Herstellervereinigung entwickelt und ist seit Ende 2002 als CENELEC EN 50325-4 standardisiert. Bereits kurz nach seiner Verfügbarkeit hat CANopen eine sehr weite Verbreitung gefunden, insbesondere in Europa, wo CANopen als der maßgebliche Standard für die Realisierung von industriellen CAN-basierenden Systemlösungen betrachtet werden kann.
Die CANopen Profilfamilie basiert auf einem sogenannten "Kommunikationsprofil", welches die zugrundegelegten Kommunikationsmechanismen und deren Beschreibung spezifiziert, sowie "Geräte- oder Applikationsprofilen", in denen die wichtigsten in der industriellen Automatisierungstechnik eingesetzten Gerätetypen, wie digitale und analoge Ein/Ausgabemodule, Antriebe, Regler, programmierbare Steuerungen oder Encoder beschrieben werden. In Geräteprofilen werden sowohl Funktionalität, als auch Parameter von Standardgeräten des jeweiligen Typs festgelegt. Auf der Grundlage dieser standardisierten Profile kann auf identische Art und Weise über den Bus auf CANopen Geräte zugegriffen werden. Insbesondere erreicht man hierdurch eine weitgehende Herstellerunabhängigkeit durch Interoperabilität und Austauschbarkeit von Geräten verschiedener Hersteller.
Zentrales Element der CANopen-Standards ist die Beschreibung der Gerätefunktionalität über ein "Objektverzeichnis".
Die Identifizierung eines Eintrags innerhalb des Objektverzeichnisses erfolgt über einen 16-Bit-Index und einen 8-Bit-Subindex. Über diese Einträge werden die "Anwendungsobjekte" eines Gerätes, wie z. B. Ein- und Ausgangssignale, Geräteparameter, Gerätefunktionen oder Netzwerkvariablen, aber auch "Kommunikationsobjekte" welche die Kommunikationsfunktionalität des Gerätes beschreiben, in standardisierter Form über das Netzwerk zugänglich gemacht.
Analog zu anderen bekannten Feldbussystemen unterscheidet CANopen zwei grundsätzliche Datenübertragungsmechanismen: Den schnellen Austausch kurzer Prozessdaten über sogenannte "Prozessdatenobjekte" (PDOs, Process Data Objects) sowie den Zugriff auf Einträge des Objektverzeichnisses über sog. "Servicedatenobjekte" (SDOs, Service Data Objects). Prozessdatenobjekte können ereignisorientiert, zyklisch oder auf Anforderung als Broadcastobjekte ohne zusätzlichen Protokolloverhead übertragen werden. Innerhalb eines PDOs können maximal 8 Byte Nutzdaten übertragen werden. In Verbindung mit einer Synchronisationsnachricht kann das Senden sowie die Übernahme von PDOs netzwerkweit synchronisiert werden ("synchrone PDOs"). Die Zuordnung von Anwendungsobjekten auf ein PDO ist über im Objektverzeichnis abgelegte Datenstrukturen ("PDO-Mapping") einstellbar.
Die Übertragung von SDOs erfolgt als bestätigter Dienst mit jeweils zwei CAN-Objekten in Form einer Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen zwei Netzknoten. Die Adressierung des entsprechenden Objektverzeichniseintrages erfolgt durch Angabe von Index und Subindex des Eintrags innerhalb des Datenfeldes der CAN-Nachricht. Über das SDO-Protokoll können Daten unbegrenzter Länge übertragen werden, was allerdings mit einem zusätzlichen Protokolloverhead verbunden ist.
Für die Meldung von Gerätefehlern sind standardisierte ereignisorientierte Alarmnachrichten ("Emergency-Messages") hoher Priorität vorgesehen, über eine zentrale Zeit-Nachricht kann eine gemeinsame Systemzeit zur Verfügung gestellt werden.
Zur Kontrolle des Gerätezustandes steht eine vollständige Netzwerkmanagement-Funktionalität (NMT) zur Verfügung, welche auf der Basis einer Master-Slave-Topologie realisiert ist. Für die Überwachung der Kommunikationsfähigkeit von CANopen Geräten sind weiterhin zwei alternative Dienste in Form von "Node-Guarding" beziehungsweise "Heartbeat" spezifiziert.
IXXAT beschäftigt sich bereits seit mehr als 10 Jahren mit der Spezifikation und Entwicklung höherer, auf CAN basierender Protokolle. Unter anderem hat IXXAT wesentliche Beiträge zur Spezifikation des CANopen-Standards geleistet. Erste Implementierungen der IXXAT CANopen-Software waren bereits 1995 verfügbar. Durch die Mitgliedschaft im CiA und die aktive Mitarbeit in den wesentlichen Arbeitsgruppen sowie dem, in vielen Projekten erworbenen Fachwissen ist IXXAT einer der kompetentesten Partner für die Entwicklung von CANopen Produkten und Systemlösungen.