Verteilte Systeme III

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1 Verteilte Systeme III Feldbusse TTR06 März - Mai 2009 Dipl.-Ing. (BA) Edgar Laile 08-Seite 1 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Feldbussysteme Für die Verdrahtung von Messfühlern und Stellgliedern in einem komplexeren Automatisierungssystem gibt es zwei Grund-Varianten: Vom Regelungsgerät aus wird je ein Kabel zu jedem Messfühler und Stellglied gezogen (parallele Verdrahtung). Vom Regelungsgerät aus wird nur ein Kabel gezogen: Das Kabel wird bei jedem Messfühler und Stellglied vorbeigeführt (serielle Verdrahtung). Mit steigendem Automatisierungsgrad einer Anlage oder Maschine wächst der Verkabelungsaufwand bei paralleler Verdrahtung aufgrund der größeren Anzahl der Ein-/ Ausgabepunkte. Die parallele Feldverdrahtung wird damit zu einem gravierenden Kosten- und Zeitfaktor in der Automatisierungstechnik. Im Vergleich dazu ist die serielle Vernetzung der Komponenten im Feldbereich mittels Feldbussysteme oft wesentlich kostengünstiger. 08-Seite 2 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

2 Vorteile eines Feldbusses Die Vorteile eines Feldbusses im Vergleich zur parallelen Verdrahtung: Geringerer Verkabelungsaufwand spart Zeit bei Planung und Installation Kabel, Rangierverteiler und Ausmaße des Schaltschranks werden reduziert Eigendiagnose durch das System mit Klartextanzeige verkürzt Ausfallund Wartungszeiten Höhere Zuverlässigkeit und bessere Verfügbarkeit durch kurze Signalwege Gerade bei analogen Werten erhöht sich der Schutz vor Störungen Offene Feldbusse vereinheitlichen herstellerübergreifend Datenübertragung und Geräteanschluss. Komponenten verschiedener Hersteller sind zumindest hinsichtlich der Basiskommunikation leichter austauschbar. Erweiterungen oder Änderungen sind einfach durchzuführen und garantieren Flexibilität und somit Zukunftssicherheit 08-Seite 3 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Nachteile von Feldbussen Höherer Preis von Komponenten mit Feldbusfunktionalität Komplexeres System - qualifiziertere Mitarbeiter sind notwendig Aufwändige Messgeräte Etwas höhere Reaktionszeit Durch die Vielzahl verschiedener Feldbusse sind Sensor-/ Aktor- Hersteller gezwungen, mehrere Feldbusse zu unterstützen, was zusätzliche Kosten verursacht. Außerdem ist die Vorhersage, welche Feldbusse in Zukunft an Bedeutung gewinnen bzw. verlieren werden, sehr schwierig. Dadurch besteht die Gefahr von Fehlinvestitionen bei der Entwicklung von Feldbusankopplungen. 08-Seite 4 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

3 Verbreitete Feldbusse ARINC-629 Schneller Avionik-Bus, der Firma Arinc, eingesetzt in der Boeing 777 AS-Interface zum Anschluss von Sensoren und Aktoren CAN z.b. im Automotive-Bereich CANopen (CAN-basierendes, höheres Protokoll) Standard für die Aufzugstechnik, Automatisierungstechnik, Fahrzeugaufbauten, Medizintechnik, Schiffselektronik CAN in Automation (CiA) DeviceNet (CAN-basierendes, höheres Protokoll) vor allem in den USA EIB Europäischer Installationsbus Hauptsächlich Hausinstallation Fieldbus Foundation Fieldbus Foundation Prozessautomation FlexRay-Bus Im Automotive-Bereich (x-by-wire) Hart Communication für industrielle Feldgeräte Interbus Maschinenbau, Anlagenbau in Sonderausführung für Sicherheitstechnik LCN Local Control Network Universelles Gebäudeleitsystem LIN-Bus Im Automotive-Bereich LON Modbus MOST-Bus Im Automotive-Multimedia-Bereich Profibus Roboter, Maschinenbau, Anlagenbau, Prozessautomation (Varianten: DP & PA) SafetyBUS p sicherheitsrelevante Anwendungen SERCOS interface Motion Control, CNC, Roboter, Maschinenbau, Anlagenbau Time-Triggered Protocol (TTP) BACnet Building Automation and Control Networks für Gebäudeleittechnik aber auch teilweise bis zur Feldebene hinunter einsetzbar 08-Seite 5 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Feldbusklassifizierung 08-Seite 6 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

4 Übersicht Feldbusse 08-Seite 7 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Zugriffsverfahren bei Feldbussen 08-Seite 8 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

5 Offene Kommunikation 08-Seite 9 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Auswahlkriterien 08-Seite 10 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

6 Auswahlkriterien für Feldbusse Quelle: Siemens 08-Seite 11 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Anforderungen an die Eigenschaften 08-Seite 12 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *

7 Feldbus-Nutzerorganisationen Die Feldbusnormung wird international bei der IEC (International Electrotechnical Commission) und in Europa bei der CENELEC (Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique) behandelt. In beiden Organisationen arbeiten Mitarbeiter der jeweiligen nationalen Normungsgremien mit, die wiederum von der Industrie und Institutengestellt werden. In Deutschland ist die DKE (Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE) für die Feldbusnormung zuständig. 08-Seite 13 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile * 2009 Europäische Feldbusstandards 08-Seite 14 Verteilte Systeme III * Dipl.-Ing. (BA) E. Laile *