Manfred Popp PROFIBUS-DP/DPV1. Grundlagen, Tipps und Tricks für Anwender. 2., überarbeitete Auflage. ln j Hüthig Verlag Heidelberg

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1 Manfred Popp PROFIBUS-DP/DPV1 Grundlagen, Tipps und Tricks für Anwender 2., überarbeitete Auflage ln j Hüthig Verlag Heidelberg

2 1 Der Weg zur Dezentralisierung Die konventionelle Datenübertragung Die dezentrale Automatisierungslösung Der Weg zum Bussystem Auswahl eines Bussystems Auswahlkriterien Organisation des Datenaustauschs eines Bussystems Die hierarchische Eingliederung eines Bussystems im ISO-/OSI-Modell Die PROFIBUS Nutzerorganisation e.v. 8 3 Anwendungsgebiete von PROFIBUS 10 4 Komponenten einer PROFIBUS-Anlage Minimalausbau einer PROFIBUS-Anlage Maximalausbau einer PROFIBUS-Anlage 12 5 Die Schicht 1 von PROFIBUS (Physical Layer) Die PROFIBUS-Übertragungsleitung Bussteckerund Steckerbelegung Die Datenübertragung mit Lichtwellenleitern (LWL) Die Signale der beiden Datenleitungen Redundanz am PROFIBUS Redundante Slavebeschaltung Teilredundanz am Bussystem Redundanz des kompletten Automatisierangskonzepts 26 6 Die Schicht 2 von PROFIBUS (Data Link Layer) Grundsätzlicher Telegrammaufbau Die Arbeitsweise der PROFIBUS-Master Zufügen und Entfernen von Teilnehmern Buszeiten 35 7 Die Schicht 7: FMS (Fieldbus Message Specification) 37

3 VIII Inhaltsverzeichnis 8 Die Anwenderschicht PROFIBUS-DP (dezentrale Peripherie) Der zyklische Datenaustausch mit PROFIBUS-DP nach IEC Fail Safe Mode/Auto Clear Zustandsautomat eines PROFIBUS-DP-Slaves (State machine) Power_on Wait_Prm (Warten auf Parametrierung) Wait_Cfg (Warten auf Konfigurierung) Data_Exch (Datenaustausch) Diagnose Readjnputs, Read_Outputs Watchdog Die Master-Slave-Kommunikation von PROFIBUS-DP Stationsadresse ändern Diagnoseanforderung PRM_REQ (Octet 2) STAT_DIAG (Octet 2) EXT_DIAG (Octet 1) Anwenderspezifische Diagnose Status EXT_DIAG_OVERFLOW Diagnoseverarbeitung aus Systemsicht Parametriertelegramm Konfiguriertelegramm Diagnoseanforderung Datenaustausch Readjnputs Read_Outputs Global-Control-Dienst Die wichtigsten Fehlermeldungen eines Slaves Überwachungsmechanismen Ungefähre Nachrichten-/Buszyklusberechnung im zyklischen Datenaustausch 66 9 Master-Master-Kommunikation Aufbau des Master-Master-Telegramms (Aufruftelegramm) Up-/Download von Datensätzen Einleiten/Beenden der Master-Master-Kommunikation 75

4 IX 9.4 Zustände eines DP-Masters Klasse Der azyklische Datenverkehr (Optionaldienste) Die azyklische Kommunikation zwischen einem Klasse-1-Master und einem Slave (MSAC_C1) Aufruftelegramm Datensatz lesen (DS_Read.req) Datensatz schreiben (DS_Write.req) Alarmmodell Alarme (Gerätebezogene Diagnose) Das Status-Modell Erweiterung des Parametriertelegramms Die azyklische Kommunikation zwischen einem Klasse-2-Master und einem Slave (MSAC_C2) Datentypen Funktionserweiterungen zur IEC Äquidistanz Querverkehr Abgrenzung zu PROFIBUS-PA Die Schnittstelle zum AS-Interface Optimierungsmöglichkeiten bei PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP-Profile Die PROFIBUS-DP GSD-Datei Wer arbeitet mit einer GSD-Datei? Wie verarbeiten Projektierungstools GSD-Dateien? Woher bekommt der Anwender die GSD-Dateien? Wie kann man eine GSD-Datei erstellen? Wie kann man eine GSD-Datei auf Richtigkeit überprüfen? Der Aufbau einer GSD-Datei Allgemeine PROFIBUS-DP-Schlüsselwörter in der GSD-Datei Planen einer PROFIBUS-Anlage Bestimmung der Standorte der Maschinen Zuordnung der Prozeßperipherie zu den Feldgeräten Projektieren eines PROFIBUS-DP-Systems Aufgaben von Projektierungstools für PROFIBUS-DP Was wird projektiert? 140

5 17.3 Wie kommen die Daten in den Master? Projektierungstool COM-PROFIBUS von Siemens Aufbaurichtlinien/EMV-Maßnahmen Potentialausgleich Installation eines PROFIBUS-Systems Leitungsverlegung innerhalb eines Schrankes Leitungsverlegung außerhalb von Gebäuden Verlegen von Leitungen und Busanschlußstecker Anschluß eines Repeaters Inbetriebnahme von PROFIBUS-Produkten PROFIBUS-Zertifizierungen Vorteile für den Endanwender/Entwickler Was wird bei einem Zertifizierungstest überprüft? Überprüfung der Hardware Busübertragung (Slavefunktionalität) Funktionstest Konformitätstest Interoperabilität Elektromagnetische Verträglichkeit So kommen Sie zu einem PROFIBUS-Zertifikat Die am häufigsten auftretenden Fehler beim Zertifizierungstest Entwicklungsvorhaben Entwicklungspakete Das Entwicklungspaket im Überblick Kurzbeschreibung der offenen Masterbaugruppe IM Kurzbeschreibung des intelligenten Slaves IM Kurzbeschreibung des einfachen Slaves IM Entwicklungsbeispiel Möglichkeiten mit PROFIBUS Adressenverzeichnis Die Landesvertretungen der PROFIBUS Nutzerorganisation e.v PROFIBUS-Prüflabors für DP 175

6 XI Glossar 176 Literaturverzeichnis 179 Sachwörterverzeichnis 182