Wozu eigentlich physikalisch im CAN-Bus messen?
Unsere Welt ist analog. Digital ist eine menschliche Erfindung die vieles erheblich vereinfacht. Rauchzeichen zwischen Berggipfeln, Blinklichter zwischen Schiffen, Morsesignale im sogenannten Äther – alles das waren bereits digitale Signale. Solange digital funktioniert, ist es unschlagbar – zum Beispiel bei der Genauigkeit der Übertragung. Aber auch wenn man digitale Signale überträgt, muss man sich eines analogen Mediums bedienen. So ein Medium ist störanfällig. Rauchzeichen versagen, wenn die Sonne untergeht, Blicklichter sind nutzlos, wenn Nebel aufzieht, Morsesignale werden unhörbar im Rauschen.
In Feldbussen und generell in der Welt der Elektronik werden Spannungen definiert, um die Digitalsignale High und Low zu repräsentieren. Weil man schon weiß, dass Spannungen wieder analoge Größen sind, wird ein verbotener Zwischenraum definiert, in dem keine der übertragenen Spannungen liegen darf. Um dabei eine gewisse Übertragungssicherheit zu erreichen, hält man sich mit den normalen Schaltspannungen im Betrieb vom verbotenen Bereich fern. Um Spannungen zu signalisieren, braucht man einen Draht als Übertragungsmedium. Was bei der Taschenlampe noch ganz einfach und verständlich ist, wird mit steigenden Frequenzen und großen Längen zum Problem. Dann geht es um Kapazitäten und Frequenzen, nicht nur um Widerstände und Schalter. Man braucht neben dem nötigen Wissen mehr als ein Multimeter, um sinnvolle und reproduzierbare Aussagen treffen zu können.
Nun könnte man argumentieren, dass ja bei Problemen im CAN-Bus entsprechende Errorframes und Telegrammwiederholungen stattfinden. 
Das stimmt so leider nicht. Man muss sagen, dass man beim Auftreten von Errorframes bereits an einer Stelle angekommen ist, bei der die digitale Kommunikation nicht mehr reibungslos funktioniert. Der Bus kann noch laufen, weil Sicherungsmechanismen für eine Wiederholung bei Fehlern sorgen. Aber nur eine leichte Verschlechterung der Übertragung würde jetzt bereits zum kompletten Ausfall der Kommunikation führen. Deswegen kann man das dauerhafte Auftreten von Errorframes (in einem Bus, der schon einmal fehlerfrei lief) eigentlich nur als Indikator eines sehr nahen Totalausfalls werten. Manchmal tritt diese Stufe der Verschlechterung auch gar nicht auf und der Bus bleibt einfach stehen.
Was passiert dabei? Anlagen altern, Leitungen werden spröde und brechen, Steckverbinder werden nass und korrodieren, Bauelemente in Sensoren und Aktoren unterliegen Alterungseffekten. Der Abstand der Spannungen zum verbotenen Bereich wird kleiner, Frequenzen verschieben sich, Kapazitäten verschleifen die Signale.
Neben der Alterung spielt auch die Störsicherheit der Übertragung eine Rolle. Was auf dem Labortisch noch einwandfrei funktionierte, muss im Einsatz neben anderen Maschinen oder mobil unterwegs noch lange nicht laufen.
Wie aber soll man beurteilen, wie gut eine digitale Übertragung funktioniert, wenn man nur sieht, dass sie eben läuft?
Man müsste messen können, wie viel Abstand bis zum verbotenen Spannungsbereich bleibt – wie viel Verschleißreserve man eigentlich noch hat – wie viel Störsicherheit für den Einsatz im Feld vorhanden ist. Man müsste messen können, ob die Qualität der Signale an einer Anlage schlechter geworden ist oder ob sie so gut wie bei der Inbetriebnahme ist.
Das geht nur, wenn wir analoge Werte – also tief unten auf der physikalischen Ebene – vermessen, bewerten, vergleichen. Das kann man klassisch mit einem Oszilloskop machen. Dazu braucht es viel Erfahrung und Grundlagenwissen. Ein Messgerät, das eine Bewertung der Messgrößen vornimmt anstatt die Signale nur anzuzeigen, ist da schon hilfreicher. Wenn dann noch ein direkter Vergleich mit älteren Messungen oder mit anderen Messstellen im Bus möglich ist, wird auch die Fehlersuche erheblich vereinfacht.
Zu diesem Zweck gibt es die GEMAC Feldbusmessgeräte. Ein Techniker ist damit in kurzer Zeit in der Lage, eine Aussage über die Signalqualität der Teilnehmer zu treffen. Eine Abnahme des Busses dauert nur Minuten und gibt Ihnen klare Aussagen, die sich auch noch problemlos ausdrucken lassen. Bei einer Fehlersuche lässt sich schneller eingrenzen, wo ein Fehler zu finden ist. Der Erfolg von Wartungen und Reparaturen kann in Zahlen ausgedrückt dokumentiert werden.
Was wissen Sie ohne Messung? Nur das es läuft oder eben nicht. Ohne Messgerät bleiben Sie bei einer digitalen “Eins oder Null” – Aussage. Mit Messgerät erschließt sich Ihnen eine andere Welt, die reale analoge Welt in der wir leben.
“Wie aber soll man beurteilen, wie gut eine digitale Übertragung funktioniert wenn man nur sieht das sie eben läuft?”
