Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik: Grundlagen, Systeme und Trends der industriellen Kommunikation
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| Other Authors: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2008
|
| Edition: | 7., überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Praxis
Automatisierungstechnik |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XIV, 440 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783834804259 3834804258 |
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IMAGE 1
GERHARD SCHNELL | BERNHARD WIEDEMANN (HRSG.)
BUSSYSTEME IN DER
AUTOMATISIERUNGS UND PROZESSTECHNIK GRUNDLAGEN, SYSTEME UND TRENDS DER
INDUSTRIELLEN KOMMUNIKATION 7, UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE MIT
291 ABBILDUNGEN PRAXIS
VIEWEG+ TEUBNER
IMAGE 2
IX
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT V
DIE HERAUSGEBER UND DIE KOAUTOREN VII
1 TECHNISCHE GRUNDLAGEN 1
1.1 NETZWERKTOPOLOGIEN 1
1.1.1 ZWEIPUNKTVERBINDUNGEN 1
1.1.2 ZWEIPUNKTVERBINDUNGEN MIT MULTIPLEXER 2
1.1.3 BUS-STRUKTUR 3
1.1.4 BAUMSTRUKTUR 5
1.1.5 RINGSTRUKTUR 6
1.1.6 STERNSTRUKTUR 7
1.2 KOMMUNIKATIONSMODELLE 8
1.2.1 DAS ISO/OSI-REFERENZMODELL 8
1.2.1.1 ALLGEMEINES 8
1.2.1.2 DIE PHYSIKALISCHE SCHICHT ODER BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 9 1.2.1.3
DIE SICHERUNGSSCHICHT 9
1.2.1.4 DIE NETZWERKSCHICHT 11
1.2.1.5 DIE TRANSPORTSCHICHT 12
1.2.1.6 DIE SITZUNGSSCHICHT 13
1.2.1.7 DIE DARSTELLUNGSSCHICHT 13
1.2.1.8 DIE ANWENDUNGSSCHICHT 14
1.2.1.9 DIENSTE FUER DIE KOMMUNIKATION ZWISCHEN DEN SCHICHTEN 14 1.2.1.10
BEISPIEL: ABLAUF EINER KOMMUNIKATION IM OSI-MODELL 15 1.2.2 DAS
TCP/IP-PROTOKOLL 16
1.3 BUSZUGRIFFS VERFAHREN 19
1.3.1 MASTER/SLAVE-VERFAHREN 19
1.3.2 TOKEN-PRINZIP 22
1.3.3 TOKEN-PASSING 24
1.3.4 CSMA 25
1.3.5 CSMA/CA 27
1.3.6 BUSARBITRATION 28
1.4 DATENSICHERUNG 30
1.4.1 EINLEITUNG 30
1.4.2 FEHLERARTEN 30
1.4.3 EINIGE GRUNDLEGENDE BEZIEHUNGEN 31
1.4.3.1 BITFEHLERRATE 31
1.4.3.2 WIEDERHOLUNG EINER UEBERTRAGUNG 31
1.4.3.3 RESTFEHLERRATE 32
1.4.3.4 HAMMING-DISTANZ 32
1.4.3.5 TELEGRAMMUEBERTRAGUNGSEFFIZIENZ 33
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
1.4.4 EINIGE STRATEGIEN DER FEHLERERKENNUNG 34
1.4.4.1 PARITAETSBIT 34
1.4.4.2 BLOCKSICHERUNG 35
1.4.4.3 CRC 36
1.4.5 DATENINTEGRITAETSKLASSEN 39
1.4.6 TELEGRAMMFORMATE 40
1.4.6.1 TELEGRAMM MIT PARITAETSBIT 40
1.4.6.2 TELEGRAMM MIT CRC 41
1.5 TELEGRAMMFORMATE 43
1.5.1 DAS HDLC-PROTOKOLL 43
1.5.2 UART 46
1.5.3 PROFIBUS-NORM EN 50 170 TEIL 2 47
1.5.4 HART-PROTOKOLL 48
1.5.5 TOKEN-TELEGRAMM 51
1.5.6 ETHERNET-TELEGRAMM 52
1.6 BINAERE INFORMATIONSDARSTELLUNG 54
1.6.1 NRZ, RZ 55
1.6.2 BIPOLAR-KODIERUNG, HDBN-KODIERUNG 56
1.6.3 NRZI 57
1.6.4 AFP 57
1.6.5 MANCHESTER-II-KODIERUNG 58
1.6.6 FSK, ASK, PSK 59
1.7 UEBERTRAGUNGSSTANDARDS 59
1.7.1 RS 232-, V.24-SCHNITTSTELLE 59
1.7.2 RS 422-SCHNITTSTELLE 62
1.7.3 RS 485-SCHNITTSTELLE 62
1.7.4 20 MA-STROMSCHLEIFE 65
1.7.5 IEC 61158-2, FISCO-MODELL 66
1.7.6 ETHERNET-UEBERTRAGUNGSARTEN 71
1.7.6.1 10 MBD ETHERNET 72
1.7.6.2 100 MBD-ETHERNET (FAST ETHERNET) 74
1.7.6.3 LOOOBASE ETHERNET (GIGABIT ETHERNET) 75
1.7.6.4 LOGIGABIT ETHERNET 76
1.7.6.5 INFRASTRUKTUR-KOMPONENTEN 77
1.8 LEITUNGEN UND UEBERTRAGUNGSARTEN 78
1.8.1 UEBERSICHT UEBER DIE LEITUNGSARTEN 78
1.8.2 PARALLELDRAHTLEITUNG 79
1.8.3 KOAXIALLEITUNG 83
1.8.4 LICHTWELLENLEITER (LWL) 85
1.8.5 UEBERTRAGUNGSARTEN 87
1.8.5.1 BASISBANDUEBERTRAGUNG 87
1.8.5.2 TRAEGERFREQUENZUEBERTRAGUNG 87
1.8.5.3 BREITBANDUEBERTRAGUNG 87
1.9 VERBINDUNG VON NETZEN 88
1.9.1 REPEATER 88
1.9.2 BRIDGES 90
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS XI
1.9.3 ROUTER 92
1.9.4 GATEWAYS 93
1.10 FELDBUSANKOPPLUNG AN HOST-SYSTEME 95
1.10.1 GRUNDLAGEN 95
1.10.2 SPS-ANKOPPLUNG 95
1.10.2.1 FELDBUSFUNKTIONEN AUF KOMMUNIKATIONS-BAUGRUPPEN 96 1.10.2.2
SOFTWARE-SCHNITTSTELLE 96
1.10.2.3 EINHEITLICHE PROGRAMMIERUNG MIT IEC 1131 98
1.10.3 PC-ANKOPPLUNG 98
1.10.3.1 HARDWARE-ASPEKTE 99
1.10.3.2 TECHNIKEN DES ANWENDERZUGRIFFS 99
1.10.4 CONTROLLER-ANKOPPLUNG 103
1.10.5 ANKOPPLUNG AN HOEHERE NETZE UEBER GATEWAYS 104
1.10.6 HOST-ZUGRIFFE UNTER MMS 104
1.11 BUSZYKLUSZEITEN 106
1.11.1 DETERMINISTISCHE BUSSYSTEME 106
1.11.2 NICHTDETERMINISTISCHE BUSSYSTEME 108
1.12 SICHERHEITSBUSSYSTEME 110
2 NETZWERKHIERARCHIEN IN DER FABRIK- UND PROZESSAUTOMATISIERUNG 113
2.1 UEBERSICHT UND SPEZIFIK DER KOMMUNIKATION IN DER AUTOMATISIERUNG 113
2.2 MANAGEMENTEBENE 121
2.3 PROZESSLEITEBENE 123
2.3.1 ETHERNET FUER DEN INDUSTRIEEINSATZ 125
2.3.2 AUFGABEN VON TCP/IP SOWIE ECHTZEITFAEHIGKEIT 127
2.3.3 ANWENDUNGSSCHICHT ALI/ API 130
2.3.4 ETHERNET-ANWENDUNG IN DER FELDBUSTECHNOLOGIE 131
2.4 FELDEBENE (FELDGERAET - SPS) 132
2.4.1 ANFORDERUNGEN AN EINEN FELDBUS AUF DER SYSTEMEBENE 132
2.4.2 SCHLUSSFOLGERUNGEN 134
2.4.3 STAND UND ENTWICKLUNGSTENDENZEN 135
2.4.4 DATENUEBERTRAGUNG MIT LICHTWELLENLEITERN 136
2.4.5 FELDBUSSYSTEM IN DOPPELRINGSTRUKTUR 140
2.5 SENSOR-AKTOR-EBENE 144
2.5.1 ANFORDERUNGEN IM SENSOR-AKTOR-BEREICH 144
2.5.2 INDUSTRIELOESUNGEN FUER SENSOR-AKTOR-BUSSYSTEME 147
3 FELDBUSNORMUNG 151
3.1 INTERNATIONALE NORMUNGSARBEIT 151
3.1.1 IEC-FELDBUS 153
3.2 EUROPAEISCHE NORMUNGSARBEIT 155
4 BEISPIELE AUSGEFUEHRTER BUSSYSTEME 159
4.1 SENSOR/AKTOR-BUSSE 159
4.1.1 AS-INTERFACE - AKTOR/SENSOR-INTERFACE 159
4.1.2 DAS EIB-SYSTEM FUER DIE HEIM-UND GEBAEUDEELEKTRONIK 175
IMAGE 5
XII INHALTSVERZEICHNIS
4.2 FELDBUSSE 186
4.2.1 DER BITBUS 186
4.2.2 PROFIBUS 190
4.2.2.1 DAS PROFIBUS-KONZEPT 191
4.2.2.2 SCHICHT 1 - UEBERTRAGUNGSTECHNIK 192
4.2.2.3 SCHICHT 2 - DATENUEBERTRAGUNGSSCHICHT 194
4.2.2.4 PROFIBUS-FMS 197
4.2.2.5 PROFIBUS-DP 202
4.2.2.6 PROFIBUS-KONFIGURATION 204
4.2.2.7 PROFIBUS-PROFILE 206
4.2.2.8 PROFIBUS PA - FELDBUS FUER DIE PROZESSAUTOMATION 207 4.2.2.9 DAS
PROFISAFE-PROFIL 213
4.2.2.10 ANWENDUNG VON PROFI BUS ALS REMOTE I/O IN DER PROZESSAUTOMATION
214
4.2.3 INTERBUS 217
4.2.4 IDA: ETHERNET, WEB UND VERTEILTE INTELLIGENZ 226
4.2.5 INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION VON SCHNEIDER ELECTRIC 234
4.2.5.1 SERIELLER FELDBUS (SFB) 236
4.2.5.2 MODBUS PLUS 237
4.2.5.3 MODBUS-RTU UND MODBUS-ASCII 239
4.2.6 SIMATIC NET - INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION VON SIEMENS 241 4.2.6.1
INDUSTRIAL ETHERNET - DAS NETZ FUER PRODUKTION UND BUERO 243 4.2.6.2
PROFIBUS-DER FELD-UND ZELLENBUS BEI SIMATIC NET . 248 4.2.6.3
AS-INTERFACE-DER AKTOR-SENSOR-BUS BEI SIMATIC NET . 252 4.2.7 LON 254
4.2.7.1 LON-GERAET 255
4.2.7.2 LONWORKS-PROTOKOLL 258
4.2.7.3 FUNKTIONSPROFILE FUER LON-GERAETE 268
4.2.7.4 LON-UEBERGREIFENDE KOMMUNIKATION 268
4.2.7.5 NETZWERK-MANAGEMENT UND TOOLS 269
4.2.8 WORLDFIP 269
4.2.8.1 PHYSIKALISCHE EBENE 270
4.2.8.2 UEBERTRAGUNGSSCHICHT 271
4.2.8.3 TELEGRAMMAUFBAU 274
4.2.8.4 ANWENDUNGSSCHICHT 274
4.2.9 P-NET 276
4.2.10 CAN 284
4.2.10.1 GRUNDLAGEN 284
4.2.10.2 CAL UND CANOPEN 291
4.2.10.3 DEVICENET 292
4.2.10.4 SMART DISTRIBUTED SYSTEM (SDS) 298
4.2.11 FOUNDATION FIELDBUS 300
4.2.12 CONTROLNET 306
4.2.12.1 ZIELANWENDUNGEN 307
4.2.12.2 DAS CONTROLNET-PROTOKOLL 307
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.3 INDUSTRIAL ETHERNET 311
4.3.1 INDUSTRIAL ETHERNET - WAS IST DAS EIGENTLICH? 311
4.3.2 GRUNDLAGEN DES ETHERNET 312
4.3.3 ETHERNET IM VERGLEICH ZU MODERNEN FELDBUSSYSTEMEN 317
4.3.4 DIE WICHTIGSTEN REALISIERUNGEN 322
4.3.4.1 FOUNDATION* FIELDBUS HIGH SPEED ETHERNET 322
4.3.4.2 PROFINET 10 325
4.3.4.3 ETHERNET/IP 328
4.3.4.4 ECHTZEIT-ETHERNET: POWERLINK 332
4.3.4.5 MODBUS-TCP (SCHNEIDER AUTOMATION) 340
4.3.4.6 ECHTZEIT ETHERNET ETHERCAT 343
4.4 PERIPHERIEBUSSE AM PC 355
4.4.1 VERGLEICH USB-FIREWIRE 355
4.4.2 USB 357
5 WEITVERKEHRSNETZE 361
5.1 ISDN 361
5.2 DSL - OEFFENTLICHES BREITBANDNETZ 365
6 INSTALLATIONSBEISPIELE AUS DER BUS-PRAXIS 373
6.1 VERBINDUNG VON FELDGERAETEN UEBER PROFIBUS UND OPC MIT
ANWENDERSOFTWARE 373
6.1.1 KURZE EINFUHRUNG IN OPC 373
6.1.2 DIE AUFGABE: PROFIBUS AN VISUALISIERUNGSSOFTWARE 374
6.1.3 KONFIGURATION DES PROFIBUS 375
6.1.4 KONFIGURATION DES OPC-SERVERS 376
6.1.5 SCADA-PROJEKT UND OPC-KONFIGURATION 377
6.2 PROZESSSTEUERUNG UEBER DAS INTERNET-NETZWERK 380
6.2.1 DAS PROBLEM 380
6.2.2 ERSTELLUNG DER LABVIEW-APPLIKATION 381
6.2.3 INTERNETANBINDUNG 383
6.2.4 DIE KONFIGURATION DES HTTP-SERVERS 386
6.3 KONFIGURATION AS-I/INTERBUS-GATEWAY AN INTERBUS 387
6.3.1 AUFBAU DER BUS-SYSTEME 387
6.3.2 KONFIGURATION DES AS-I 389
6.3.3 KOMMUNIKATION DES AS-I/INTERBUS-GATEWAY MIT DEM INTERBUS 390
6.3.3.1 INTERBUSTELEGRAMM DES GATEWAYS 390
6.3.3.2 NUTZDATEN DES GATEWAYS 390
6.3.3.3 FUNKTION UND BEDEUTUNG VON STEUER-UND STATUSWORT 391 6.3.4 DIE
SW-VERKNUEPFUNG INTERBUS/AS-I 392
6.3.4.1 KONFIGURATION DER MODICON SPS 392
6.3.4.2 VARIABLENDEKLARATION 393
6.3.4.3 KOMMUNIKATIONSABLAUF 394
6.4 DIE VERBINDUNG EINER SPS MIT DEM PROFIBUS DP 396
6.4.1 S7-PROJEKT 396
6.4.2 KONFIGURATION DER S7-STATION 397
IMAGE 7
XIV INHALTSVERZEICHNIS
6.4.3 KOMMUNIKATION ZWISCHEN CPU UND CP 400
6.4.4 PROGRAMMBEISPIEL 401
6.5 KONFIGURATION AS-I/ETHERNET/IP-GATEWAY AN ETHERNET/IP 402
6.5.1 AUFBAU DER BUSSYSTEME 402
6.5.2 KONFIGURATION DES AS-I-NETZWERKS UND DES AS-I/ETHERNET/IP-GATEWAYS
403
6.5.3 KOMMUNIKATION UEBER ETHERNET/IP 404
6.5.4 DIE SOFTWARE-VERKNUEPFUNG ZWISCHEN AS-I UND ETHERNET/IP 406
7 DATENBLAETTER 413
7.1 AS-I (AKTOR/SENSOR-INTERFACE) 413
7.2 EIB (EUROPEAN INSTALLATION BUS) 414
7.3 BITBUS 415
7.4 PROFIBUS : 416
7.4.1 PROFIBUS-FMS 416
7.4.2 PROFIBUS-DP 417
7.4.3 PROFIBUS-PA 418
7.5 INTERBUS 419
7.6 SCHNEIDER AUTOMATION BUSSYSTEME 420
7.6.1 SFB (SYSTEMFELDBUS) 420
7.6.2 MODBUS PLUS 420
7.6.3 TRANSPARENT READY 421
7.7 SIMATICNET 422
7.7.1 AS-INTERFACE 422
7.7.2 PROFIBUS 422
7.7.3 INDUSTRIAL ETHERNET 422
7.8 LON (LOCAL OPERATING NETWORK) 423
7.9 FLUX INFORMATION PROCESSUS (FIP) 424
7.10P-NET 425
7.11 CAN (CONTROLLER AREA NETWORK) 426
7.12 FOUNDATION FIELD BUS 427
7.13 ARCNET 428
7.14 GIGABIT ETHERNET 429
7.15 ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE) 430
7.16 EIGENSICHERE FELDBUSSE 431
7.16.1 PROFIBUS PA 431
7.16.2 ICS MUX (RS 485) 431
7.16.3 PROFIBUS (DP) EX-I 432
7.17 ROCKWELL AUTOMATION BUSSYSTEME 433
7.17.1 DEVICENET 433
7.17.2 CONTROLNET 434
7.17.3 ETHERNET/IP 435
SACHWORTVERZEICHNIS 437 |
| adam_txt |
IMAGE 1
GERHARD SCHNELL | BERNHARD WIEDEMANN (HRSG.)
BUSSYSTEME IN DER
AUTOMATISIERUNGS UND PROZESSTECHNIK GRUNDLAGEN, SYSTEME UND TRENDS DER
INDUSTRIELLEN KOMMUNIKATION 7, UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE AUFLAGE MIT
291 ABBILDUNGEN PRAXIS
VIEWEG+ TEUBNER
IMAGE 2
IX
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT V
DIE HERAUSGEBER UND DIE KOAUTOREN VII
1 TECHNISCHE GRUNDLAGEN 1
1.1 NETZWERKTOPOLOGIEN 1
1.1.1 ZWEIPUNKTVERBINDUNGEN 1
1.1.2 ZWEIPUNKTVERBINDUNGEN MIT MULTIPLEXER 2
1.1.3 BUS-STRUKTUR 3
1.1.4 BAUMSTRUKTUR 5
1.1.5 RINGSTRUKTUR 6
1.1.6 STERNSTRUKTUR 7
1.2 KOMMUNIKATIONSMODELLE 8
1.2.1 DAS ISO/OSI-REFERENZMODELL 8
1.2.1.1 ALLGEMEINES 8
1.2.1.2 DIE PHYSIKALISCHE SCHICHT ODER BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 9 1.2.1.3
DIE SICHERUNGSSCHICHT 9
1.2.1.4 DIE NETZWERKSCHICHT 11
1.2.1.5 DIE TRANSPORTSCHICHT 12
1.2.1.6 DIE SITZUNGSSCHICHT 13
1.2.1.7 DIE DARSTELLUNGSSCHICHT 13
1.2.1.8 DIE ANWENDUNGSSCHICHT 14
1.2.1.9 DIENSTE FUER DIE KOMMUNIKATION ZWISCHEN DEN SCHICHTEN 14 1.2.1.10
BEISPIEL: ABLAUF EINER KOMMUNIKATION IM OSI-MODELL 15 1.2.2 DAS
TCP/IP-PROTOKOLL 16
1.3 BUSZUGRIFFS VERFAHREN 19
1.3.1 MASTER/SLAVE-VERFAHREN 19
1.3.2 TOKEN-PRINZIP 22
1.3.3 TOKEN-PASSING 24
1.3.4 CSMA 25
1.3.5 CSMA/CA 27
1.3.6 BUSARBITRATION 28
1.4 DATENSICHERUNG 30
1.4.1 EINLEITUNG 30
1.4.2 FEHLERARTEN 30
1.4.3 EINIGE GRUNDLEGENDE BEZIEHUNGEN 31
1.4.3.1 BITFEHLERRATE 31
1.4.3.2 WIEDERHOLUNG EINER UEBERTRAGUNG 31
1.4.3.3 RESTFEHLERRATE 32
1.4.3.4 HAMMING-DISTANZ 32
1.4.3.5 TELEGRAMMUEBERTRAGUNGSEFFIZIENZ 33
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
1.4.4 EINIGE STRATEGIEN DER FEHLERERKENNUNG 34
1.4.4.1 PARITAETSBIT 34
1.4.4.2 BLOCKSICHERUNG 35
1.4.4.3 CRC 36
1.4.5 DATENINTEGRITAETSKLASSEN 39
1.4.6 TELEGRAMMFORMATE 40
1.4.6.1 TELEGRAMM MIT PARITAETSBIT 40
1.4.6.2 TELEGRAMM MIT CRC 41
1.5 TELEGRAMMFORMATE 43
1.5.1 DAS HDLC-PROTOKOLL 43
1.5.2 UART 46
1.5.3 PROFIBUS-NORM EN 50 170 TEIL 2 47
1.5.4 HART-PROTOKOLL 48
1.5.5 TOKEN-TELEGRAMM 51
1.5.6 ETHERNET-TELEGRAMM 52
1.6 BINAERE INFORMATIONSDARSTELLUNG 54
1.6.1 NRZ, RZ 55
1.6.2 BIPOLAR-KODIERUNG, HDBN-KODIERUNG 56
1.6.3 NRZI 57
1.6.4 AFP 57
1.6.5 MANCHESTER-II-KODIERUNG 58
1.6.6 FSK, ASK, PSK 59
1.7 UEBERTRAGUNGSSTANDARDS 59
1.7.1 RS 232-, V.24-SCHNITTSTELLE 59
1.7.2 RS 422-SCHNITTSTELLE 62
1.7.3 RS 485-SCHNITTSTELLE 62
1.7.4 20 MA-STROMSCHLEIFE 65
1.7.5 IEC 61158-2, FISCO-MODELL 66
1.7.6 ETHERNET-UEBERTRAGUNGSARTEN 71
1.7.6.1 10 MBD ETHERNET 72
1.7.6.2 100 MBD-ETHERNET (FAST ETHERNET) 74
1.7.6.3 LOOOBASE ETHERNET (GIGABIT ETHERNET) 75
1.7.6.4 LOGIGABIT ETHERNET 76
1.7.6.5 INFRASTRUKTUR-KOMPONENTEN 77
1.8 LEITUNGEN UND UEBERTRAGUNGSARTEN 78
1.8.1 UEBERSICHT UEBER DIE LEITUNGSARTEN 78
1.8.2 PARALLELDRAHTLEITUNG 79
1.8.3 KOAXIALLEITUNG 83
1.8.4 LICHTWELLENLEITER (LWL) 85
1.8.5 UEBERTRAGUNGSARTEN 87
1.8.5.1 BASISBANDUEBERTRAGUNG 87
1.8.5.2 TRAEGERFREQUENZUEBERTRAGUNG 87
1.8.5.3 BREITBANDUEBERTRAGUNG 87
1.9 VERBINDUNG VON NETZEN 88
1.9.1 REPEATER 88
1.9.2 BRIDGES 90
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS XI
1.9.3 ROUTER 92
1.9.4 GATEWAYS 93
1.10 FELDBUSANKOPPLUNG AN HOST-SYSTEME 95
1.10.1 GRUNDLAGEN 95
1.10.2 SPS-ANKOPPLUNG 95
1.10.2.1 FELDBUSFUNKTIONEN AUF KOMMUNIKATIONS-BAUGRUPPEN 96 1.10.2.2
SOFTWARE-SCHNITTSTELLE 96
1.10.2.3 EINHEITLICHE PROGRAMMIERUNG MIT IEC 1131 98
1.10.3 PC-ANKOPPLUNG 98
1.10.3.1 HARDWARE-ASPEKTE 99
1.10.3.2 TECHNIKEN DES ANWENDERZUGRIFFS 99
1.10.4 CONTROLLER-ANKOPPLUNG 103
1.10.5 ANKOPPLUNG AN HOEHERE NETZE UEBER GATEWAYS 104
1.10.6 HOST-ZUGRIFFE UNTER MMS 104
1.11 BUSZYKLUSZEITEN 106
1.11.1 DETERMINISTISCHE BUSSYSTEME 106
1.11.2 NICHTDETERMINISTISCHE BUSSYSTEME 108
1.12 SICHERHEITSBUSSYSTEME 110
2 NETZWERKHIERARCHIEN IN DER FABRIK- UND PROZESSAUTOMATISIERUNG 113
2.1 UEBERSICHT UND SPEZIFIK DER KOMMUNIKATION IN DER AUTOMATISIERUNG 113
2.2 MANAGEMENTEBENE 121
2.3 PROZESSLEITEBENE 123
2.3.1 ETHERNET FUER DEN INDUSTRIEEINSATZ 125
2.3.2 AUFGABEN VON TCP/IP SOWIE ECHTZEITFAEHIGKEIT 127
2.3.3 ANWENDUNGSSCHICHT ALI/ API 130
2.3.4 ETHERNET-ANWENDUNG IN DER FELDBUSTECHNOLOGIE 131
2.4 FELDEBENE (FELDGERAET - SPS) 132
2.4.1 ANFORDERUNGEN AN EINEN FELDBUS AUF DER SYSTEMEBENE 132
2.4.2 SCHLUSSFOLGERUNGEN 134
2.4.3 STAND UND ENTWICKLUNGSTENDENZEN 135
2.4.4 DATENUEBERTRAGUNG MIT LICHTWELLENLEITERN 136
2.4.5 FELDBUSSYSTEM IN DOPPELRINGSTRUKTUR 140
2.5 SENSOR-AKTOR-EBENE 144
2.5.1 ANFORDERUNGEN IM SENSOR-AKTOR-BEREICH 144
2.5.2 INDUSTRIELOESUNGEN FUER SENSOR-AKTOR-BUSSYSTEME 147
3 FELDBUSNORMUNG 151
3.1 INTERNATIONALE NORMUNGSARBEIT 151
3.1.1 IEC-FELDBUS 153
3.2 EUROPAEISCHE NORMUNGSARBEIT 155
4 BEISPIELE AUSGEFUEHRTER BUSSYSTEME 159
4.1 SENSOR/AKTOR-BUSSE 159
4.1.1 AS-INTERFACE - AKTOR/SENSOR-INTERFACE 159
4.1.2 DAS EIB-SYSTEM FUER DIE HEIM-UND GEBAEUDEELEKTRONIK 175
IMAGE 5
XII INHALTSVERZEICHNIS
4.2 FELDBUSSE 186
4.2.1 DER BITBUS 186
4.2.2 PROFIBUS 190
4.2.2.1 DAS PROFIBUS-KONZEPT 191
4.2.2.2 SCHICHT 1 - UEBERTRAGUNGSTECHNIK 192
4.2.2.3 SCHICHT 2 - DATENUEBERTRAGUNGSSCHICHT 194
4.2.2.4 PROFIBUS-FMS 197
4.2.2.5 PROFIBUS-DP 202
4.2.2.6 PROFIBUS-KONFIGURATION 204
4.2.2.7 PROFIBUS-PROFILE 206
4.2.2.8 PROFIBUS PA - FELDBUS FUER DIE PROZESSAUTOMATION 207 4.2.2.9 DAS
PROFISAFE-PROFIL 213
4.2.2.10 ANWENDUNG VON PROFI BUS ALS REMOTE I/O IN DER PROZESSAUTOMATION
214
4.2.3 INTERBUS 217
4.2.4 IDA: ETHERNET, WEB UND VERTEILTE INTELLIGENZ 226
4.2.5 INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION VON SCHNEIDER ELECTRIC 234
4.2.5.1 SERIELLER FELDBUS (SFB) 236
4.2.5.2 MODBUS PLUS 237
4.2.5.3 MODBUS-RTU UND MODBUS-ASCII 239
4.2.6 SIMATIC NET - INDUSTRIELLE KOMMUNIKATION VON SIEMENS 241 4.2.6.1
INDUSTRIAL ETHERNET - DAS NETZ FUER PRODUKTION UND BUERO 243 4.2.6.2
PROFIBUS-DER FELD-UND ZELLENBUS BEI SIMATIC NET . 248 4.2.6.3
AS-INTERFACE-DER AKTOR-SENSOR-BUS BEI SIMATIC NET . 252 4.2.7 LON 254
4.2.7.1 LON-GERAET 255
4.2.7.2 LONWORKS-PROTOKOLL 258
4.2.7.3 FUNKTIONSPROFILE FUER LON-GERAETE 268
4.2.7.4 LON-UEBERGREIFENDE KOMMUNIKATION 268
4.2.7.5 NETZWERK-MANAGEMENT UND TOOLS 269
4.2.8 WORLDFIP 269
4.2.8.1 PHYSIKALISCHE EBENE 270
4.2.8.2 UEBERTRAGUNGSSCHICHT 271
4.2.8.3 TELEGRAMMAUFBAU 274
4.2.8.4 ANWENDUNGSSCHICHT 274
4.2.9 P-NET 276
4.2.10 CAN 284
4.2.10.1 GRUNDLAGEN 284
4.2.10.2 CAL UND CANOPEN 291
4.2.10.3 DEVICENET 292
4.2.10.4 SMART DISTRIBUTED SYSTEM (SDS) 298
4.2.11 FOUNDATION FIELDBUS 300
4.2.12 CONTROLNET 306
4.2.12.1 ZIELANWENDUNGEN 307
4.2.12.2 DAS CONTROLNET-PROTOKOLL 307
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.3 INDUSTRIAL ETHERNET 311
4.3.1 INDUSTRIAL ETHERNET - WAS IST DAS EIGENTLICH? 311
4.3.2 GRUNDLAGEN DES ETHERNET 312
4.3.3 ETHERNET IM VERGLEICH ZU MODERNEN FELDBUSSYSTEMEN 317
4.3.4 DIE WICHTIGSTEN REALISIERUNGEN 322
4.3.4.1 FOUNDATION* FIELDBUS HIGH SPEED ETHERNET 322
4.3.4.2 PROFINET 10 325
4.3.4.3 ETHERNET/IP 328
4.3.4.4 ECHTZEIT-ETHERNET: POWERLINK 332
4.3.4.5 MODBUS-TCP (SCHNEIDER AUTOMATION) 340
4.3.4.6 ECHTZEIT ETHERNET ETHERCAT 343
4.4 PERIPHERIEBUSSE AM PC 355
4.4.1 VERGLEICH USB-FIREWIRE 355
4.4.2 USB 357
5 WEITVERKEHRSNETZE 361
5.1 ISDN 361
5.2 DSL - OEFFENTLICHES BREITBANDNETZ 365
6 INSTALLATIONSBEISPIELE AUS DER BUS-PRAXIS 373
6.1 VERBINDUNG VON FELDGERAETEN UEBER PROFIBUS UND OPC MIT
ANWENDERSOFTWARE 373
6.1.1 KURZE EINFUHRUNG IN OPC 373
6.1.2 DIE AUFGABE: PROFIBUS AN VISUALISIERUNGSSOFTWARE 374
6.1.3 KONFIGURATION DES PROFIBUS 375
6.1.4 KONFIGURATION DES OPC-SERVERS 376
6.1.5 SCADA-PROJEKT UND OPC-KONFIGURATION 377
6.2 PROZESSSTEUERUNG UEBER DAS INTERNET-NETZWERK 380
6.2.1 DAS PROBLEM 380
6.2.2 ERSTELLUNG DER LABVIEW-APPLIKATION 381
6.2.3 INTERNETANBINDUNG 383
6.2.4 DIE KONFIGURATION DES HTTP-SERVERS 386
6.3 KONFIGURATION AS-I/INTERBUS-GATEWAY AN INTERBUS 387
6.3.1 AUFBAU DER BUS-SYSTEME 387
6.3.2 KONFIGURATION DES AS-I 389
6.3.3 KOMMUNIKATION DES AS-I/INTERBUS-GATEWAY MIT DEM INTERBUS 390
6.3.3.1 INTERBUSTELEGRAMM DES GATEWAYS 390
6.3.3.2 NUTZDATEN DES GATEWAYS 390
6.3.3.3 FUNKTION UND BEDEUTUNG VON STEUER-UND STATUSWORT 391 6.3.4 DIE
SW-VERKNUEPFUNG INTERBUS/AS-I 392
6.3.4.1 KONFIGURATION DER MODICON SPS 392
6.3.4.2 VARIABLENDEKLARATION 393
6.3.4.3 KOMMUNIKATIONSABLAUF 394
6.4 DIE VERBINDUNG EINER SPS MIT DEM PROFIBUS DP 396
6.4.1 S7-PROJEKT 396
6.4.2 KONFIGURATION DER S7-STATION 397
IMAGE 7
XIV INHALTSVERZEICHNIS
6.4.3 KOMMUNIKATION ZWISCHEN CPU UND CP 400
6.4.4 PROGRAMMBEISPIEL 401
6.5 KONFIGURATION AS-I/ETHERNET/IP-GATEWAY AN ETHERNET/IP 402
6.5.1 AUFBAU DER BUSSYSTEME 402
6.5.2 KONFIGURATION DES AS-I-NETZWERKS UND DES AS-I/ETHERNET/IP-GATEWAYS
403
6.5.3 KOMMUNIKATION UEBER ETHERNET/IP 404
6.5.4 DIE SOFTWARE-VERKNUEPFUNG ZWISCHEN AS-I UND ETHERNET/IP 406
7 DATENBLAETTER 413
7.1 AS-I (AKTOR/SENSOR-INTERFACE) 413
7.2 EIB (EUROPEAN INSTALLATION BUS) 414
7.3 BITBUS 415
7.4 PROFIBUS : 416
7.4.1 PROFIBUS-FMS 416
7.4.2 PROFIBUS-DP 417
7.4.3 PROFIBUS-PA 418
7.5 INTERBUS 419
7.6 SCHNEIDER AUTOMATION BUSSYSTEME 420
7.6.1 SFB (SYSTEMFELDBUS) 420
7.6.2 MODBUS PLUS 420
7.6.3 TRANSPARENT READY 421
7.7 SIMATICNET 422
7.7.1 AS-INTERFACE 422
7.7.2 PROFIBUS 422
7.7.3 INDUSTRIAL ETHERNET 422
7.8 LON (LOCAL OPERATING NETWORK) 423
7.9 FLUX INFORMATION PROCESSUS (FIP) 424
7.10P-NET 425
7.11 CAN (CONTROLLER AREA NETWORK) 426
7.12 FOUNDATION FIELD BUS 427
7.13 ARCNET 428
7.14 GIGABIT ETHERNET 429
7.15 ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE) 430
7.16 EIGENSICHERE FELDBUSSE 431
7.16.1 PROFIBUS PA 431
7.16.2 ICS MUX (RS 485) 431
7.16.3 PROFIBUS (DP) EX-I 432
7.17 ROCKWELL AUTOMATION BUSSYSTEME 433
7.17.1 DEVICENET 433
7.17.2 CONTROLNET 434
7.17.3 ETHERNET/IP 435
SACHWORTVERZEICHNIS 437 |
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