Inhaltsverzeichnis Technische Grundlagen

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1 1 Technische Grundlagen Netzwerktopologien Zweipunktverbindungen Zweipunktverbindungen mit Multiplexer Bus-Struktur Baumstruktur Ringstruktur Sternstruktur Kommunikationsmodelle Das ISO/OSI-Referenzmodell Allgemeines Die physikalische Schicht oder Bitübertragungsschicht Die Sicherungsschicht DieNetzwerkschicht DieTransportschicht Die Sitzungsschicht Die Darstellungsschicht Die Anwendungsschicht Dienste für die Kommunikation zwischen den Schichten Beispiel: Ablauf einer Kommunikation im OSI-Modell DasTCP/IP-Protokoll Buszugriffsverfahren Master/Slave-Verfahren Token-Prinzip Token-Passing CSMA CSMA/CA Busarbitration Datensicherung Einleitung Fehlerarten... 30

2 VIII Inhaltsverzeichnis Einige grundlegende Beziehungen Bitfehlerrate Wiederholung einer Übertragung Restfehlerrate Hamming-Distanz Telegrammübertragungseffizienz Einige Strategien der Fehlererkennung Paritätsbit Blocksicherung CRC Datenintegritätsklassen Telegrammformate Telegramm mit Paritätsbit TelegrammmitCRC Telegrammformate DasHDLC-Protokoll UART PROFIBUS-NormEN50170Teil HART-Protokoll Smart-Transmitter Busaufbau Buszeiten Token-Telegramm Ethernet-Telegramm Die Felder des Ethernet-Telegramms TCP/IP-Protocol BinäreInformationsdarstellung NRZ,RZ Bipolar-Kodierung,HDB n -Kodierung NRZI AFP Manchester-II-Kodierung FSK,ASK,PSK Übertragungsstandards RS232-,V.24-Schnittstelle RS422-Schnittstelle RS485-Schnittstelle ma-stromschleife IEC ,FISCO-Modell Ethernet-Übertragungsarten MBdEthernet MBd-Ethernet(Fast Ethernet)... 74

3 IX Base Ethernet(Gigabit Ethernet) GigaBit Ethernet Infrastruktur-Komponenten LeitungenundÜbertragungsarten Übersicht über die Leitungsarten Paralleldrahtleitung Koaxialleitung Lichtwellenleiter (LWL) Übertragungsarten Basisbandübertragung Trägerfrequenzübertragung Breitbandübertragung VerbindungvonNetzen Repeater Bridges Router Gateways FeldbusankopplunganHost-Systeme Grundlagen SPS-Ankopplung Feldbusfunktionen auf Kommunikations-Baugruppen Sotware-Schnittstelle Einheitliche Programmierung mit IEC PC-Ankopplung Hardware-Aspekte Techniken des Anwenderzugriffs Controller-Ankopplung Ankopplung an höhere Netze über Gateways Host-Zugriffe unter MMS Buszykluszeiten Deterministische Bussysteme Nichtdeterministische Bussysteme Sicherheitsbussysteme Literatur Netzwerkhierarchien in der Fabrik- und Prozessautomatisierung Übersicht und Spezifik der Kommunikation in der Automatisierung Fabrikautomatisierung Prozessautomatisierung KommunikationsebenenbeiStückgut-undFließgutprozessen Stückgutprozesse Fließgutprozesse

4 X Inhaltsverzeichnis 2.3 Managementebene Prozessleitebene ETHERNET für den Industrieeinsatz Lösungsmöglichkeiten mit TCP/IP ETHERNET-Anwendungen in der industriellen Kommunikation Feldebene Anforderungen an ein Bussystem der Feldebene Industrielösungen für Busse der Feldebene Sensor-Aktor-Ebene Anforderungen im Sensor-Aktor-Bereich Industrielösungen für Sensor-Aktor-Bussysteme: Fazit Literatur Feldbusnormung InternationaleNormungsarbeit EuropäischeNormungsarbeit Literatur BeispieleausgeführterBussysteme Sensor/Aktor-Busse AS-Interface Aktor/Sensor-Interface Konzept des intelligenten Verkabelungs-Systems DerMaster Netzteil Elektromechanik Netzwerktopologie Slaves Bitübertragung Buszugriffsverfahren A/B-undSingleSlaves Analogwertübertragung Datensicherheit Elektromagnetische Verträglichkeit AS-Interface im explosionsgefährdeten Bereich Neuerungen nach der Spezifikation Safetyatwork Das EIB-System für die Heim- und Gebäudeelektronik Einführung Netzwerktopologie Übertragungsmedien EIB OSI Kommunikationsprotokoll

5 XI Netzverwaltung und Adressierung Datenformate und Interworking Werkzeugsätze und Sotware Engineering Weitere Systemmerkmale Spektrum verfügbarer Produkte Feldbusse DerBitbus Einleitung Geometrische Struktur DasProtokoll Das Bitbus-Betriebssystem PROFIBUS PROFIBUSals System-Baukasten Übertragungstechnik Kommunikation Allgemeine Applikationsprofile Spezifische Applikationsprofile Gerätemanagement PROFIBUS Implementierung Qualitätssicherung und Zertifizierung Interbus Topologie Interbus-Protokoll Protokollrealisierung Anwendungsschnittstelle Modbus-RTUundModbus-ASCII LON LON-Gerät LonWorks-Protokoll FunktionsprofilefürLON-Geräte LON-übergreifende Kommunikation Netzwerk-Management und Tools CAN-basierende Netzwerke Grundlagen Physikalische Übertragung CAN-Protokoll CANopen Devicenet FOUNDATION FieldbusH Übersicht Die Feldbusphysik DieKommunikation

6 XII Inhaltsverzeichnis ControlNet Zielanwendungen Das ControlNet-Protokoll EthernetbasierteFeldbusse IndustrialEthernet Wasistdaseigentlich? Grundlagen des Ethernet Ethernet im Vergleich zu modernen Feldbussystemen PROFINET PROFINET im Überblick Grundlagen von PROFINET IO IRT-Kommunikation bei PROFINET IO PROFINET IO-Controller und-devices ConformanceClasses(CC) Applikationsprofile für PROFINET IO Integration von Feldbus-Systemen Netzwerkinstallation PROFINET IO-Zertifizierung Ethernet/IP Echtzeit-Ethernet: Powerlink Modbus-TCP Echtzeit Ethernet EtherCAT PeripheriebusseamPC Vergleich USB Firewire USB Literatur Weitverkehrsnetze ISDN DSL ÖffentlichesBreitbandnetz Literatur Installationsbeispiele aus der Bus-Praxis Verbindung von Feldgeräten über PROFIBUS und OPC mitanwendersotware KurzeEinführunginOPC Die Aufgabe: PROFIBUS an Visualisierungssotware KonfigurationdesPROFIBUS Konfiguration des OPC-Servers SCADA-ProjektundOPC-Konfiguration ProzesssteuerungüberdasInternet-Netzwerk DieAufgabe Erstellung der LabView-Applikation

7 XIII Internetanbindung Die Konfiguration des HTTP-Servers KonfigurationAS-i/Interbus-GatewayanInterbus AufbauderBus-Systeme KonfigurationdesAS-i Kommunikation des AS-i/Interbus-Gateway mit dem Interbus Die sw-verknüpfung Interbus/AS-i DieVerbindungeinerSPSmitdemPROFIBUSDP S7-Projekt Konfiguration der S7-Station Kommunikation zwischencpuundcp Programmbeispiel KonfigurationAS-i/Ethernet/IP-GatewayanEthernet/IP AufbauderBussysteme Konfiguration des AS-i-Netzwerks unddesas-i/ethernet/ip-gateways Kommunikation über Ethernet/IP Die Sotware-Verknüpfung zwischen AS-i und Ethernet/IP Datenblätter AS-i(Aktor/Sensor-Interface) EIB(EuropeanInstallationBus) Bitbus PROFIBUS PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA Interbus ModbusPlus IndustrialEthernet LON(LocalOperatingNetwork) CAN(ControllerAreaNetwork) Foundation Field Bus EigensichereFeldbusse PROFIBUSPA PROFIBUS(DP) Ex-i DeviceNet ControlNet EtherNet/IP Sachverzeichnis

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