Bussysteme in der Automatisierungstechnik

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Holger Maus
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1 Gerhard Schnell Bussysteme in der Automatisierungstechnik Mit 159 Abbildungen 2., überarbeitete und erweiterte Auflage 3 vieweg

VII Inhaltsverzeichnis 1 Technische Grundlagen 1 1.1 Netzwerktopologien (Klatt) 1 1.1.1 Zweipunktverbindungen 1 1.1.2 Zweipunktverbindung mit Multiplexer 2 1.1.3 Bus-Struktur 3 1.1.4 Baumstruktur 5 1.

2 VII Inhaltsverzeichnis 1 Technische Grundlagen Netzwerktopologien (Klatt) Zweipunktverbindungen Zweipunktverbindung mit Multiplexer Bus-Struktur Baumstruktur Ringstruktur Sternstruktur Kommunikationsmodelle (Pech) Das ISO/OSI-Referenzmodell Allgemeines Die physikalische Schicht oder Bitübertragungsschicht Die Sicherungsschicht Die Netzwerkschicht Die Transportschicht Die Sitzungsschicht Die Darstellungsschicht Die Anwendungsschicht Dienste für die Kommunikation zwischen den Schichten Beispiel: Ablauf einer Kommunikation im OSI-Modell Das TCP/IP-Protokoll Buszugriffsverfahren (Klatt) Master/Slave-Verfahren Token-Prinzip Token-Passing CSMA CSMA/CA Datensicherung (Schnell) Einleitung Fehlerarten Einige grundlegende Beziehungen Bitfehlerrate Wiederholung einer Eintragung Restfehlerrate Hamming-Distanz Telegrammübertragungseffizienz Einige Strategien der Fehlererkennung Paritätsbit 31

VIII Inhaltsverzeichnis 1.4.4.2 Blocksicherung 32 1.4.4.3 CRC 33 1.4.5 Datenintegritätsklassen 36 1.4.6 Telegrammformate 37 1.4.6.1 Telegramm mit Paritätsbit 37 1.4.6.2 Telegramm mit CRC 38 1.

3 VIII Inhaltsverzeichnis Blocksicherung CRC Datenintegritätsklassen Telegrammformate Telegramm mit Paritätsbit Telegramm mit CRC Telegrammformate (Pech) Das HDLC-Protokoll UART Profibus-Norm DIN HART-Protokoll Token-Telegramm Binäre Informationsdarstellung (Klatt) NRZ, PZ Bipolar-Kodierung, HDB -Kodierung NRZI AFP Manchester II-Kodierung FSK, ASK, PSK Übertragungsstandards (Klatt) RS 232-, V24-Schnittstelle RS 422-Schnittstelle RS 485-Schnittstelle ma-stromschleife Leitungen und Übertragungsarten (Schnell) Übersicht über die Leitungsarten Paralleldrahtleitung Koaxialleitung Lichtwellenleiter (LWL) Übertragungsarten Basisbandübertragung Trägerfrequenzübertragung Breitbandübertragung Verbindung von Netzen (Pech) Repeater Bridges Router Gateways Feldbusankopplung an Host-Systeme (Nierhaus) Grundlagen SPS-Ankopplung Feldbusfunktionen auf Kommunikations-Baugruppen Software-Schnittstelle Einheitliche Programmierung mit IEC PC-Ankopplung Hardware-Aspekte 79

Inhaltsverzeichnis IX 1.10.3.2 Techniken des Anwenderzugriffs 80 1.10.3.3 Sonderbauformen 83 1.10.4 Controller-Ankopplung 83 1.10.5. Ankopplung an höhere Netze über Gateways 83 1.10.6 Host-Zugriffe unter MMS 84 1.

4 Inhaltsverzeichnis IX Techniken des Anwenderzugriffs Sonderbauformen Controller-Ankopplung Ankopplung an höhere Netze über Gateways Host-Zugriffe unter MMS Ferngesteuerter Prozeduraufruf (Nierhaus) Überblick Einordnung im ISO OSI-Modell Funktionsprinzip Aufbau redundanter Systeme mit RPCs Implementierungsvarianten Buszykluszeiten (Schnell) 90 2 Netzwerkhierarchien bei CIM (Heimbold, Kriesel) Übersicht und Spezifik der Kommunikation in der Automatisierung Managementebene Prozeßleitebene Feldebene (Feldgerät - SPS) Anforderungen an ein Feldbussystem Schlußfolgerungen Stand und Entwicklungstendenzen Datenübertragung mit Lichtwellenleitern Feldbussystem in Doppelringstruktur Sensor-Aktor-Ebene Anforderungen im Sensor-Aktor-Bereich Varianten für die Sensor-Aktor-Ebene UngetakteteParallel-Seriell-Umsetzung Binärwerterfassung durch Auswertung von Impulsreflexionen Lösungsmöglichkeit mit Digitaltechnik Internationale und europäische Feldbusnormung (Kessler) Der IEC-Feldbus Physical Layer Data Link Layer Application Layer Fieldbus Foundation Beispiele ausgeführter Bussysteme Sensor/Aktor-Busse ASI - Aktuator-Sensor-Interface (Schiff) ASI - Analogwertübertragung (Adolphs) ASI-Ex (Adolphs) VariNet-2 (Kessler) Feldbusse Der Bitbus (Schnell) PROFIBUS (Schmitz) 163

X Inhaltsverzeichnis 4.2.2.1 PROFIBUS-FMS 163 4.2.2.2 PROFIBUS-DP 174 4.2.2.3 PROFIBUS-PA 174 4.2.3 InterBus-S (Bent) 181 4.2.4 SUKOnet-K (Roersch) 190 4.2.5 Modnet von AEG (Nierhaus) 196 4.2.5.1 Modnetl/SFB 199 4.

5 X Inhaltsverzeichnis PROFIBUS-FMS PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA InterBus-S (Bent) SUKOnet-K (Roersch) Modnet von AEG (Nierhaus) Modnetl/SFB Modnetl/M Modnetl/P Modnet3/MMSE Modnetl/IS SINEC - Industrielle Kommunikation von Siemens (Sommer) SINEC H3 - das Backbone SINEC Hl - der High-performance-Zellenbus für Produktion und Büro SINEC L2 - der Low-cost-Zellenbus und Feldbus SINEC Sl-der Sensor/Aktor-Bus LON (Bruland) WorldFIP (Kessler) Physikalische Ebene Übertragungsschicht Anwendungsschicht P-NET (Böttcher) C (Böttcher) Weitverkehrsnetze (Pech) ISDN DATEX-L DATEX-P TEMEX Datenblätter ASI (Aktuator/Sensor-Interface) VariNet Bitbus PROFIBUS PROFIBUS PROFIBUS (DP) PROFIBUS (PA) InterBus-S SUCOnet-K Modnet Modnetl/SFB (Bitbus) Modnetl/M Modnetl/P (PROFIBUS) Modnet3/MMSE SINEC 275

Inhaltsverzeichnis XI 6.8.1 SINECSl 275 6.8.2 SINEC L2 (PROFIBUS) 275 6.8.3 SINEC HI 275 6.8.4 SINEC H3 276 6.9 LON 277 6.10 Factory Information Protocol (FIP) 278 6.

6 Inhaltsverzeichnis XI SINECSl SINEC L2 (PROFIBUS) SINEC HI SINEC H LON Factory Information Protocol (FIP) P-Net CAN (Controller Area Network) Eigensichere Feldbusse (Schimmele) ICS MUX (PDV) ICS MUX (RS 485) ICS MUX (ISP) 283 Sachregister 284

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