Feldbussysteme - Vorlesung PROFIBUS Prof. Dr.-Ing. Markus Haid

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1 Feldbussysteme - Vorlesung PROFIBUS Prof. Dr.-Ing. Markus Haid Sommersemester 2008 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

2 Feldbussysteme Inhalt

3 Feldbussysteme Inhalt

4 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

5 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

6 Geschichte des Layer 1 Layer 2 Layer Erste Aktivitäten von Bosch, Klöckner Moeller und Siemens 1989 Erste Vorführung mit Geräten verschiedener Hersteller 1989 Gründung der PROFIBUS Nutzerorganisation e.v DIN Teil 1+2, 3, 4 FMS, DP, PA 1996 EN Über 1 Million PROFIBUS-Knoten weltweit installiert 2000 CERN wird Mitglied von PROFIBUS International 2001 Weitere Innovationen, wie z.b. PROFIsafe, PROFIdrive und... PROFInet

7 Die -Familie Layer 1 Layer 2 Layer 7

8 - Ausprägungen gemäß EN Layer 1 Layer 2 Layer 7 PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) - für den objektorientierten, universellen Datenaustausch im Zellbereich (historisch das erste PROFIBUS-Protokoll, nicht mehr unterstützt von der PROFIBUS-Nutzerorganisation) PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie) - für den schnellen Datenaustausch im Feldbereich der Fertigungstechnik und Gebäudeautomatisierung PROFIBUS PA (Process Automation) - erfüllt die Anforderungen der Prozessindustrie und bietet Einsatzmöglichkeiten für den eigensicheren Bereich sowie die Möglichkeit zur Speisung von Feldgeräten über den Bus

9 - Industrielle Kommunikation Layer 1 Layer 2 Layer 7 Feldebene Buszykluszeit < 10 ms SPS PROFIBUS-DP

10 - Industrielle Kommunikation Leit- ebene /TCP/IP Rechner TCP/IP/ Buszykluszeit < 1000 ms CNC PC/VME Zell- ebene PROFIBUS-FMS FMS Layer 1 Layer 2 Buszyklusze it < 100 ms VME/P C SPS PLS Layer 7 Feld- ebene PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA PA Buszykluszeit < 10 ms

11 - Beispiel Adam Opel AG, Bochum Industrial EPICS PLC PLC PLC Layer 1 Layer 2 DP PLC FMS 500 kbaud PLC PLC DP Layer 7 AS-Interface DP 12 MBaud DP 12 MBaud DP 12 MBaud AS-Interface Presswerk Karosserierohbau Montage

12 Beispiel Deutsche Shell AG, Hamburg Projektstart Sept Tanks m³ 7000 Messpunkte Leitwarte Engineering Commuwin II Visualisierung Honeywell SCAN 3000 Total Plant Batch Software Siemens H1 Ölmischerei SPS 1 Simatic S5 PROFIBUS-DP SPS 8 Layer 1 Layer 2 Segment koppler Pepperl+Fuchs PROFIB US-PA IEC DP/AS-i Link Siemens Liquiphant max. Layer 7 min. Temperatur TMD 834 Deltapilot S Deltapilot S

13 Offenes System als offenes System FMS DP PA User Layer FMS Geräteprofile DP- PA- DP-Funktionserweiterungen DP-Grundfunktionen Layer 1 Layer 2 Application (7) Fieldbus Message Specification (FMS) Layer 7 (3)-(6) Nicht ausgeprägt Data Link (2) Physical (1) Fieldbus Data Link (FDL) RS-485 / Fiber Optic IEC Interface IEC EN PROFIBUS Richtlinien

14 - Merkmale Layer 1 Layer 2 Layer 7 Schnell, überträgt 1 kbyte Ein- und Ausgabedaten in weniger als 2 ms Leistungsfähige Werkzeuge -> reduzieren Engineering Kosten Unterstützt von allen wichtigen SPS Herstellern Große Produktvielfalt verfügbar, z.b. SPS/PC, E/A, Antriebe, Ventile, Encoder Zyklische und azyklische Datenübertragung möglich Mono- und Multimaster t Netze realisierbar i Bis zu 244 Byte Ein- und Ausgangsdaten pro Station möglich

15 - Inhalt Layer 1 Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

16 Layer 1 Layer 1: RS485 Topologie - verwendet Linientopologie mit Stichleitungen Master Layer 1 Layer 2 S S S Layer 7

17 Layer 1 Layer 1: RS485 Topologie - andere Topologien durch Segmentierung - An- und Abkoppeln von Stationen im Betrieb möglich. Master Segment 1 Layer 1 Layer 2 S SR S Layer 7

18 Layer 1 Layer 1: RS485 Topologie - andere Topologien durch Segmentierung Master Segment 1 S SR S Layer 1 Layer 2 Layer 7 S Segment 2 S

19 Layer 1 Layer 1: RS485 Topologie - andere Topologien durch Segmentierung g Master maximal 32 Stationen pro Segment maximal 126 Stationen insg. Zulässig maximal 3 Repeater zwischen 2 Stationen Busabschluss notwendig Segment 1 Layer 1 S SR S Layer 2 Layer 7 Segment 3 SR Segment 2 S S S S

20 Layer 1: RS485 Leitung Leitungslänge - Stichleitungen von bis zu 6,6 m nur bei Übertragungsraten g < 1,5 MBaud zulässig Layer 1 Baudrate in Bit/s 9,6k 19,2k 93,75k 187,5k 500k 1,5M 12M Leitungslänge in m (Kabeltyp A) Layer 2 Layer 7

21 Layer 1: RS485 Verschaltung Layer 1 Layer 2 Layer 7 Busabschluss - definiertes Ruhepotential auf der Leitung - Leitungsreflexionen minimiert - nahezu konstantes Lastverhältnis am Bus Erste Station ti Letzte t Station ti Busabschluss Busabschluss VP VP Datenleitung B B B 220 Datenleitung A 220 A A DGND DGND A B A B Station 2 Station 3

22 Layer 1 RS485 Steckverbinder A-Leitung B-Leitung 390 GND VP Layer 1 Layer 2 Layer 7 Pin No. Signal Bedeutung 1 Schirm Schirm / Schutzerde 2 M24 Masse der 24V Ausgangsspannung 3 RxD/TxD-P Empfangs-/Sendedaten-Plus 4 CNTR-P Repeater Steuersignal-P 5 DGND * Datenbezugspotential 6 VP * Versorgungsspannung der Abschlußwiderstände (5V) 7 P24 Ausgangsspannung Plus 24V 8 RxD/TxD-N Empfangs-/Sendedaten-N 9 CNTR-N Repeater Steuersignal-N

23 Übertragungstechnik Layer 1 Layer 2 Übertragungstechnik DP / FMS per Kabel (RS 485) - asynchrone NRZ-Übertragung gemäß RS Baudraten von 9,6 kbit/s bis 12 MBit/s, wählbar in Stufen - geschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung - mit Repeatern sind Distanzen bis zu 10 km möglich - 9 PIN, D-Sub Steckverbinder (Schutzklasse IP 20) Layer 7

24 Layer 1: LWL OLP (Optical Link Plug) - Entfernung zw. 2 Stationen: - Plastik-LWL: bis 50 m - Glas-LWL: bis 15 km LWL Koppler LWL Koppler Layer 1 Layer 2 PROFIBUS-DP Layer 7 LWL Koppler LWL Koppler

25 Layer 1 Distanzen bei optischer Übertragung Layer 1 Layer 2 Layer 7

26 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

27 Layer 2 Layer 1 Layer 2 Layer 7 Inhalt des Data Link Layer des ISO/OSI Modells: - das allgemeine Format der Telegramme zur Datenübertragung g - die Zugriffsmechanismen zum Bus - die Sicherungsmechanismen - die grundsätzliche Master-Master-Kommunikation - die einzuhaltenden Zeiten - die möglichen Übertragungsdienste

28 Layer 2: Buszugriff Hybrides Buszugriffsverfahren - Token Passing zwischen den Master-Geräten - Master - Slave Protokoll zwischen Master und Slaves Layer 1 Layer 2 Layer 7 Master Slave - Aktive Stationen haben Buszugriffsberechtigung für eine limitierte Zeitspanne (Tokenhaltezeit) - Slaves antworten nur auf Anfrage des Master und haben keine Buszugriffsberechtigung SPS SPS / PC z.b. E / A

29 Gerätetypen Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-Master Klasse 1 (DPM1) - Zentrale Steuerung, die Daten mit den dezentralen E/As (DP-Slaves) austauscht - Mehrere DPM1 sind erlaubt, typische Geräte sind SPS, PC, VME DP-Master Klasse 2 (DPM2) - s-, Überwachungs- oder Engineering-Werkzeug, das zur Inbetriebnahme oder Parametrierung/Überwachung der DP-Slaves dient.

30 Gerätetypen DP-Slave - Peripheriegerät mit direkter Schnittstelle zu den E/A Signalen - Typische Geräte sind Eingänge, Ausgänge, Antriebe, Ventile, Bedienterminals etc. Layer 1 Layer 2 Layer 7

31 Kommunikations-Protokolle Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-V0 mit Grundfunktionalität: - Zyklischer Datenaustausch - Diagnose - Alarme DP-V1 mit Ergänzungen für die Prozessautomatisierung: - Azyklischer Datenverkehr - Parametrisierung und Bedienung von Baugruppen - Alarmbehandlung intelligenter Feldgeräte parallel zum zyklischen Nutzdatenverkehr - Online-Zugriff auf Busteilnehmer für Engineering-Tools g

32 Kommunikations-Protokolle DP-V2 mit Ergänzungen für die Antriebstechnik: - Slave-Querverkehr - isochroner Slavebetrieb Layer 1 Layer 2 Layer 7

33 Kommunikations-Protokolle DP-V0: Mono-Master-Slave-Kommunikation Master PROFIBUS-DP Master DP-Master Class 1 Bus-Zyklus Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-Slave Publisher 1 (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave Publisher 2 (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave Publisher 3 (z.b. Lichtgitter) Slave Bus-Zyklus: Slave1 Slave2 Slave3 Zyklischer Zugriff von Master 1

34 Azyklische Dienste Ziele der Erweiterung des PROFIBUS-DP um azyklischen Dienste - lückenlose Umparametrierung des Anwendungsprozesses - freien Zugriff auf beliebige Parameter in einem Feldgerät - Übertragen von Daten mit variabler Länge (z.b. Programme). Layer 1 Layer 2 Layer 7

35 Kommunikations-Protokolle DP-V1: Master-Slave-Kommunikation PROFIBUS-DP Master DP-Master Class 1 Bus-Zyklus Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-Slave 1 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave 2 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave 3 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave Bus-Zyklus: Slave1 Slave2 Slave3 Slave3 Zyklischer Zugriff Azyklischer Zugriff von Master 1 von Master 1

36 Kommunikations-Protokolle DP-V1: Multi- / Master-Slave-Kommunikation PROFIBUS-DP Token PROFIBUS-DP Master DP-Master Class 1 Master DP-Master Class 2 Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-Slave 1 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave 2 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave DP-Slave 3 Publisher (z.b. Lichtgitter) Slave Zyklus: Slave1 Slave2 Slave3 Slave3 Zyklischer Zugriff Azyklischer Zugriff von Master 1 von Master 2

37 DP-V2: Querverkehr Master Ausgangs- daten Eingangsdaten via Broadcast Layer 1 Layer 2 Slave (Antrieb) Slave (Antrieb) Slave (Antrieb) Layer 7 Publisher Subscriber Subscriber Querverkehr

38 DP-V2: Isochronous Mode Master Broadcast: Global Control Layer 1 Layer 2 Layer 7 ASIC ASIC ASIC PLL PLL PLL Clock Clock Clock Cycle Cycle Cycle Lesezeichen Slave (Antrieb) Slave (Antrieb) Slave (Antrieb) PLL = Phase Locked Loop

39 Fieldbus Data Link (FDL) Eigenschaften des PROFIBUS Buszugriffsprotokolls (FDL) - Master oder Slave Geräte können jederzeit rückwirkungsfrei hinzugefügt g oder entfernt werden - Die Tokenumlaufzeit wird vom Anwender projektiert. - Das Buszugriffsprotokoll erkennt defekte Stationen, verlorene Token, doppelte Token und Übertragungsfehler Layer 1 Layer 2 Layer 7

40 Fieldbus Data Link (FDL) Fieldbus Data Link bietet folgende Datendienste für DP / PA / FMS - SRD (Send and Request Data with Reply) - SDN (Send Data without Acknowledgement) Befehl, Daten (wenn nötig) Layer 1 Layer 2 MASTER SRD Bestätigung mit Daten Direkte Antwort SLAVE Layer 7 MASTER SDN Befehl, Daten (wenn nötig) SLAVE

41 Fieldbus Data Link (FDL) Zusätzlich für FMS - SDA (Send Data with Acknowledgement) - CSRD (Cyclic Send and Request Data with Reply) Befehl, Daten (wenn nötig) Layer 1 Layer 2 MASTER SDA Bestätigung Direkte Antwort SLAVE Layer 7 MASTER Befehl, Daten (wenn nötig) CSRD Bestätigung, Daten zyklisch Direkte Antwort SLAVE

42 Struktur wichtiger Telegramme Layer 1 Layer 2 Layer 7 Tokennachricht L d SD4 DA SA Telegramm ohne Datenfeld (Datenanforderung o. Empfangsbestätigung) SD1 DA SA FC FCS ED Datentelegramm mit fester Länge SD3 DA SA FC DU FCS ED Datentelegramm mit variabler Länge Legende: DA = Destination Address DU = Data Unit DSAP = Destination Service Access Point ED = End Delimiter FC = Function Code FCS = Frame Check Sequence LE = Length LEr = Repeated Length SA = Source Address SD2 = Start Delimiter 2 SD4 = Start Delimiter i 4 SSAP = Source Service Access Point SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP DU FCS ED

43 Struktur wichtiger Telegramme Tokennachricht Anzahl Bytes in Rot SD4 DA SA Σ: 3Byte Telegramm ohne Datenfeld (Datenanforderung o. Empfangsbestätigung) Layer 1 Layer 2 Layer 7 SD1 DA SA FC FCS ED Σ: 6 Byte Datentelegramm mit fester Länge SD3 DA SA FC DU FCS ED Σ: 14 Byte davon 6 Byte overhead Datentelegramm mit variabler Länge SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP DU FCS ED Σ: Byte davon 11 Byte overhead

44 Service Access Points (SAP) Layer 1 Layer 2 Layer 7 SAP = Dienstzugangspunkte An der Schnittstelle zwischen PROFIBUS Data Link Layer (ISO/OSI- Schicht 2) und dem Application (Schicht 7) Layer werden Dienstzugangspunkte für die Interaktion verwendet. Die Dienstzugangspunkte der anfragenden Station werden Source Service Access Points = SSAP genannt Die Dienstzugangspunkte der antwortenden Station werden Destination Service Access Points = DSAP genannt Die Dienstzugangspunkte haben bei FMS und DP/PA unterschiedliche Funktionen - bei FMS: Trennung der logischen Verbindungen zwischen den Stationen. - bei DP/PA:Auswahl A der unterschiedlichen h DP-Funktionen.

45 Service Access Points (SAP) Layer 1 Layer 2 Layer 7 Festgeschriebene SAPs - Default-SAP: Datenaustausch (Write_Read_Data) - SAP 54 : Master-Master-SAP (M-M-Kommunikation) - SAP 55 : Ändern der Stationsadresse (Set_Slave_Adress) - SAP 56 : Lesen der Eingänge (Rd_Inp) - SAP 57 : Lesen der Ausgänge g (Rd_Outp) - SAP 58 : Steuerkommandos an den DP-Slave (Global_Control) - SAP 59 : Konfigurationsdaten lesen (Get_Cfg) - SAP 61 : Parametrierdaten senden (Set_Prm) - SAP 62 : Konfigurierdaten prüfen (Chk_Cfg)

46 Datensicherung / Fehlererkennung Hamming Distanz 4 Zeichenformatfehler Protokollfehler Layer 1 Layer 2 Fehlerhafter Start-/End Delimiter Fehlerhafte Frame Checking Sequence Falsche Telegrammlänge Layer 7

47 Layer 2 - Systemzustände Layer 1 Layer 2 Layer 7 Vom System beherrschte Stör- und Betriebszustände - Mehrfachtoken - Tokensverlust - Fehler bei der Tokenweitergabe - Mehrfachbelegung von Teilnehmeradressen - Teilnehmer mit gestörtem Sender / Empfänger - Zufügen und Entfernen von Teilnehmern - Kombinationen von aktiven und passiven Stationen

48 Effizienz DP Reaktionszeit vom Sensor zum Antrieb 45% Antrieb 20 ms Reaktionszeit Antrieb Layer 1 Layer 2 Layer 7 2% 45% 2% 6% SPS 1 ms Buslaufzeit 20 ms SPS Programmlaufzeit 1 ms Buslaufzeit 3 ms I/O Eingangsfilter Feldbusanteil: 4%

49 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

50 Basisfunktionen Layer 1 Layer 2 Layer 7

51 als offenes System Layer 1 Layer 2 Layer 7

52 Layer 7 Datenorientierte Schnittstelle mit Prozessabbild bei DP Layer 1 Layer 2 Layer 7

53 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

54 Was zeichnet ein Profil aus? Layer 1 Layer 2 Layer 7

55 Geräteprofile bei PROFIBUS Ein Profil ermöglicht das applikationsgerechte Zusammenwirken von Geräten verschiedener Hersteller am PROFIBUS Layer 1 Layer 2 Layer 7

56 Interoperabilität durch Austausch von Geräten unterschiedlicher Hersteller Layer 1 Layer 2 Layer 7

57 Allgemeine Applikationsprofile Layer 1 Layer 2 Layer 7

58 für Anwendungen Layer 1 Layer 2 Layer 7

59 Applikationsprofile Allgemeine Applikationsprofile l - Uhrzeitstempelung - PROFIsafe - Slave-Redundanz - HART on DP Layer 1 Layer 2 Layer 7

60 Applikationsprofile Layer 1 Layer 2 Layer 7 Spezifische Applikationsprofile l - PA-Feldgeräte - Remote I/O für PA - PROFIdrive - HMI (Human Machine Interface) - Encoder - NC / Roboter - Weighing and Dosage-Systems - Ident (RFID) - Fluid Power (Hydraulikantriebe)

61 Kombinations-Schwerpunkte PROFIBUS DP (Fertigung) PROFIBUS PA (Prozess) Motion Control mit PROFIBUS (Drives) PROFIsafe (Universal) Application Application Application s, z. B. s, z. B. s, z. B. Ident PA Devices PROFIdrive Application s, z. B. PROFIsafe Layer 1 Layer 2 Layer 7 DP-Stack (DP-V0..V2) DP-Stack (DP-V1) DP-Stack (DP-V2) RS485 MBP-IS RS485 DP-Stack (DP-V1) RS485 MBP-IS

62 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

63 Offene Offene auf Anwenderebene Plug and Play Layer 1 Layer 2 Layer 7

64 Geräte-Stammdaten-Datei (GSD) xxxx xxxx - xxxx - xxxx - xxxx Layer 1 Layer 2 Layer 7

65 Integrationstechnologien Strukturierte Integrationstechnologien Drei unterschiedliche Technologien zur Geräteintegration Layer 1 Layer 2 Layer 7

66 Was ist -PA PA? Layer 1 Layer 2 Layer 7 Anwendungsbereich PA - verbindet Messumformer, Ventile, Stellglieder etc. über ein serielles Bussystem miteinander - geeignet für die Chemische Industrie und die Prozesssteuerung - Spannungsversorgung der Feldgeräte erfolgt über die Datenleitung - Anwendung in explosionsgefährdeter Umgebung (EExi Schutz) J

67 PROFIBUS-PA PA System Grundelemente eines PROFIBUS-PA PA Systems Master (Klasse 1) Master (Klasse 2) Layer 1 PROFIBUS-DP Layer 2 Layer 7 PROFIBUS-PA J Slaves (Feldgeräte, Verteilte E/A, Regler, Anbindung an PROFIBUS-PA)

68 : Koppler DP/PA Layer 1: Koppler DP/PA Layer 1 Layer 2 - Elektrische ISOLATION zwischen SAFE und ISAFE Bussegmenten - EINSCHALTEN von PA Bussegmenten - ADAPTION von Übertragungstechnik g RS-485 IEC Layer 7 - für Adressierung ist der DP/PA KOPPLER völlig TRANSPARENT

69 Protokollfunktionen Layer 1 Layer 2 Layer 7 PROFIBUS-PA Protokollfunktionen - PROFIBUS-PA basiert auf dem PROFIBUS-DP Protokoll. - Messwert und Status werden mittels der zyklischen Datenübertragungsfunktionen (Standard-DP) übertragen. - Für die Übertragung der Geräteparameter und der Bedienung ng der Geräte mit dem Engineering Werkzeug, werden die erweiterten DP Funktionen sowie die azyklischen Read/Write Funktionen genutzt. - Das PROFIBUS-PA Profil definiert das Mapping der PA-Funktionen auf die DP-Dienste.

70 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

71 smöglichkeiten Layer 1 Layer 2 Layer 7 Single Chip für einfache DP-Slaves - Einfachste Form der - Alle Anwendungsfunktionen in Hardware realisiert - Keine Software notwendig - Platzsparend, Kostengünstig mit ASIC und Mikroprozessor für FMS, DP, PA - Große Flexibilität, geeignet für Master/Slave - Zeitkritische Funktionen sind in Hardware realisiert - Realisierte Kommunikations- und Anwendungsfunktionen - Mischimplementierung von FMS,DP,PA möglich

72 PROFIBUS-ASICs Übersicht Siemens PROFIBUS-ASICs Layer 1 Layer 2 Layer 7

73 Slave-Anschaltung Slave-Anschaltung mit ASIC LSPM 2 Layer 1 Layer 2 Layer 7

74 Slave-Anschaltung Slave-Anschaltung mit ASIC SPC 3 Layer 1 Layer 2 Layer 7

75 Übersichtstabelle xxxx xxxx - xxxx - xxxx - xxxx Layer 1 Layer 2 Layer 7

76 - Inhalt Layer 1 Layer 2 Layer 7 Layer 1 Layer 2 Layer 7 bei aus Anwenderebene Ablauf - Labor

77 Ablauf -Labor Layer 1 Layer 2 Aufbau der Hardware des PROFIBUS-SystemsSystems Konfiguration der Programmierschnittstelle Kennenlernen der Entwicklungsumgebung Hardwarekonfiguration des PROFIBUS-Systems Programmierung der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) bzw. des PROFIBUS-Systems Kennenlernen des zeitlichen Verhaltens des PROFIBUS Layer 7

78 Aufbau -Labor Layer 1 Layer 2 PC PC Adapter STEP 7 Layer 7 SIMATIC S7-300 ET 200L PROFIBUS- Leitung

79 Hardwarekonfiguration Labor xxxx xxxx - xxxx - xxxx - xxxx Layer 1 Layer 2 Layer 7

80 Programmierung -Labor Layer 1 Layer 2 Layer 7 Ansprechen einzelner Ein- /Ausgangssignale - Um nun einen einzelnen Ein- oder Ausgang innerhalb eines Bytes anzusprechen wird jedes Byte in acht einzelne Bits zerlegt. - Diese werden von Bit 0 bis Bit 7 durchnummeriert. - So erhält man die Bitadresse. - Bsp: Eine SPS habe die Eingangsbytes 0 und 1 sowie die Ausgangsbytes 4 und 5. - Um den fünften Eingang von oben anzusprechen gibt man die folgende Adresse an: E 0.4

81 Programmierung -Labor Layer 1 Layer 2 Layer 7 - E kennzeichnet den Adresstyp als Eingang, 0 die Byteadresse und 4 die Bitadresse. - Byteadresse und Bitadresse sind immer durch einen Punkt getrennt. - Hinweis: Für die Bitadresse steht hier beim fünften Eingang eine 4, weil bei 0 begonnen wird zu zählen. - Um z.b. den untersten Ausgang anzusprechen gibt man die folgende Adresse an: A A kennzeichnet den Adresstyp als Ausgang, 5 die Byteadresse und 7 die Bitadresse.

82 Programmierung -Labor Labor SPS-Programmierung Programmierung UND-Verknüpfung in FUP Eingänge der UND- Verknüpfung. Hier können auch mehr als 2 Eingänge stehen! Ausgang, dem die Zuweisung zugeordnet wird! Layer 1 Layer 2 E 0.0 & A 4.0 E 0.1 & = Layer 7 Bildliche Darstellung der logischen UND- Verknüpfung! Zuweisung des Ergebnisses der logischen Verknüpfung!

83 Programmierung -Labor Labor: SPS-Programmierung Programmierung Einfügen von Bitverknüpfungsbefehlen per Drag and Drop Layer 1 Layer 2 Layer 7

84 Fragen.?

85 ,, Übungen I / II 1. Erläutern Sie kurz das Summenrahmentelegramm-Verfahren beim. 2. Zeichen Sie ein Beispiel für die Busarbitrierung beim beim gleichzeitigen Senden von 3 Knoten. 3. Wie sehen die Datenpegel beim High-Speed-CAN aus? Wieso wählt man dieses Verfahren? Wie wird ein dominanter Pegel und ein rezessiver Pegel beim CAN- Bus elektronisch realisiert? 4. Nennen Sie 5 Haupteigenschaften des PROFIBUS-DP. Was sind die typischen Übertragungsraten beim? Geben Sie die Hauptunterschiede zwischen den Varianten PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS und PROFIBUS-PA sowie das jeweilige Einsatzgebiet an.

86 ,, Übungen II / II 6. Beschreiben Sie das hybride Buszugriffsverfahren beim PROFIBUS (inkl. Skizze). 7. PROFIBUS DP-Varianten: Wodurch unterscheiden sich der PROFIBUS DP V0 und der PROFIBUS DP V1? Was kann der V1 damit zusätzlich? Wodurch unterscheiden sich der PROFIBUS DP V1 und der PROFIBUS DP V2? Erläutern Sie die beiden wesentlichsten zusätzlichen Funktionen. Nennen Sie Anwendungsmöglichkeiten für die beiden zusätzlichen Funktionen.

87 ,, Fragen.?

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