Profibus Process Field Bus

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1 Entwicklungsziel: Process Field Bus Schaffungeines offenen,herstellerunabhängigen Universal-Feldbussystems. Innovation: Multi-Master-BetriebmitokenPassing ab Entwicklung des -Systems durch dieprofibus User Organization. OrganisationsmitgliedersindHersteller, Anwender undforschungsinstitute. Normungals DIN eil1und2. Normungals EN weltweitmehr als 3Mill.Feldgeräte installiert. weltweitmehr als Applikationen, installiertes Volumenvon rund 6,5 Mrd.DM. gehörtzu den führenden Feldbussystemen ineuropa Einordnung Dreiteilung Produktleitebene Unternehmensleitebene -FMS SPS IPC Inter- Bus-S CAN ASI Prozeßleitebene Steuerungsebene Sensor-/Aktuatorebene -FMS -DP -DP -EX /eilD/Seite 28

2 Logische Netzstruktur Logischer oken-ring, umfasstalle Master Physikalische Netzstruktur -Systeme haben eine Busstruktur: Master (übergeordnete Steuerungen) IPC, Master Gerät SPS, Master Gerät -Kabel Sensoren Aktuatoren Aktuator Sensor Aktuator Sensor Aktuator Aktuator serielle Datenübertragungnach RS485; Übertragungsrate 9,6 kbaud/1200m-12 MBaud/100m; hohe Datenraten Buseigenschaften hoheanfordungen a.d.kabel; Sonderverkabelungund-protokolle für explosionsgefährdetebereiche(z.b.bergbau,chemie); Lichtwellenleiter(LWL)einsetzbar; max.32 Busteilnehmer; eilnehmerzahlkann mitrepeatern erhöhtwerden DieGrundlagen fürden schufen: Firmen: ABB,AEG,Bosch,Honeywell, Kloeckner-Moeller, Landis&Gyr,Phoenix Contact,Rheinmetall,RMP, Sauter-Cumulus,Schleicher, Siemens Forschungsinstitute: ForschungszentrumInformatik(Karlsruhe), FraunhoferInst.f.Informations-und Datenverarbeitung, Lehrstuhl f. Prozeßrechner (UMünchen), Inst.f.Luft-und Raumfahrtechnik(U München), WZLAachen /eilD/Seite 29

3 Multi-Master-Betrieb oken-ring-verfahren Alle Mastersind beimbuszugriffgleichberechtigt. Slaves Aktuator Sensor Master (übergeordnete Steuerungen) -Kabel Aktuator Sensor Aktuator Aktuator Besondere Zugriffsregelnerforderlich,um Es wirdein oken(gutschein) -Kabel festgelegt. DerMastermitdem okenhatallein das Recht,den Bus zu benutzen. Kollisionenzu vermeiden Slaves Master oken-ring-verfahren Dasoken wirdvoneinem Master informeines speziellen elegramms an den nächstenweitergereicht. oken-ring-verfahren Derokenhalter erhältalle Busrechte. -Kabel -Kabel /eilD/Seite 30

4 oken-ring-verfahren InsgesamtentstehteinRing,indemdas okenumläuft: deroken-ring. oken-ring-verfahren Aufbau des okens (Beispiel): Stopbit Startbit okencode -Kabel Es darfzu jederzeitnurein oken umlaufen oken-ring-verfahren Regelnfürdas oken-ring-verfahren: Zujeder Zeitnur einoken. Laufenmehrereoder keinoken um:alle oken löschenund ein neues erzeugen. (Protokollüberwachung) Systemstart: ein definiertereilnehmererzeugt dasoken. Laufender Betrieb: eilnehmer müssenherausund hineingenommen werden können. Einzelheiten: NormIEEE elegrammaufbau Master-Slave-Kommunikationbenutztelegramme. Slaves -Kabel -Protokollkenntdreielegrammarten /eilD/Seite 31

5 elegrammaufbau 1.elegramme ohne Datenfeld elegrammaufbau 2.elegramme mitdatenfeld fester Länge Startbyte Art1 Prüfbyte Startbyte Art2 8Datenbytes Prüfbyte Kontrollbyte Jedes Feld umfasst8datenbit. Übertragungpro Feld: 1Startbit,8Datenbits,1Paritätsbit,1Stopbit Endebyte Kontrollbyte JedesFeldumfasst8Datenbit. Übertragung profeld: 1Startbit,8Datenbits,1Paritätsbit,1Stopbit Endebyte elegrammaufbau 3.elegramme mitdatenfeldvariabler Länge Weitere Informationen 2x Länge des Datenfeldes (inbyte) 2x StartbyteArt3 Kontrollbyte max.246 Datenbytes Jedes Feld umfasst8datenbit.übertragung profeld: 1Startbit,8Datenbits,1Paritätsbit,1Stopbit Prüfbyte Endebyte BeidenHerstellern -kompatibler Geräte GerhardSchnell: Bussystemein der Automatisierungstechnik /eilD/Seite 32

6 Zusammenfassung Master/Slaves mitmehrerenmastern; ZahlundArtderEin-undAusgänge variabel; Ein-undAusgänge digital(ein/aus)oderanalog; oken-ring-protokollzwischen den Mastern; Protokollistechtzeitfähig; zweiaderigesbuskabel,lwl,ex-verkabelung; maximale Busausdehnung 1200mbei9,6kBaud; EN-Norm,herstellerunabhängig /eilD/Seite 33

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