Inhaltsverzeichnis Technische Grundlagen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Inhaltsverzeichnis Technische Grundlagen"

Berndt Schumacher
vor 8 Jahren
Abrufe

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

.... 11 1.2.1.4 DieNetzwerkschicht...... 11 1.2.1.5 DieTransportschicht...... 12 1.2.1.6 Die Sitzungsschicht... 13 1.2.1.7 Die Darstellungsschicht.... 14 1.2.1.8 Die Anwendungsschicht.... 14 1.2.1.9 Dienste für die Kommunikation zwischen den Schichten 14 1.

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

... 39 1.4.6 Telegrammformate... 40 1.4.6.1 Telegramm mit Paritätsbit... 40 1.4.6.2 TelegrammmitCRC..... 41 1.5 Telegrammformate... 43 1.5.1 DasHDLC-Protokoll...... 43 1.5.2 UART..... 46 1.5.3 PROFIBUS-NormEN50170Teil2.

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

.. 86 1.8.5.3 Breitbandübertragung..... 87 1.9 VerbindungvonNetzen... 88 1.9.1 Repeater..... 88 1.9.2 Bridges..... 89 1.9.3 Router...... 91 1.9.4 Gateways.... 93 1.10 FeldbusankopplunganHost-Systeme.

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

.. 140 2.6.2 Industrielösungen für Sensor-Aktor-Bussysteme:... 142 2.7 Fazit... 143 Literatur... 143 3 Feldbusnormung... 145 3.1 InternationaleNormungsarbeit... 146 3.2 EuropäischeNormungsarbeit.

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

.. 181 4.2.2.1 PROFIBUSals System-Baukasten... 182 4.2.2.2 Übertragungstechnik...... 184 4.2.2.3 Kommunikation.... 187 4.2.2.4 Allgemeine Applikationsprofile..... 192 4.2.2.5 Spezifische Applikationsprofile.

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

.. 281 4.3.4.3 IRT-Kommunikation bei PROFINET IO... 287 4.3.4.4 PROFINET IO-Controller und-devices... 289 4.3.4.5 ConformanceClasses(CC)...... 290 4.3.4.6 Applikationsprofile für PROFINET IO.... 291 4.

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

.. 367 6.4.3 Kommunikation zwischencpuundcp..... 370 6.4.4 Programmbeispiel.... 371 6.5 KonfigurationAS-i/Ethernet/IP-GatewayanEthernet/IP... 373 6.5.1 AufbauderBussysteme..... 373 6.5.2 Konfiguration des AS-i-Netzwerks unddesas-i/ethernet/ip-gateways.

Ähnliche Dokumente

Bussysteme in der Automatisierungstechnik

Gerhard Schnell (Hrsg.) Bussysteme in der Automatisierungstechnik Grundlagen und Systeme der industriellen Kommunikation Mit 186 Abbildungen 3 V vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage vieweg