Bussysteme in der Automatisierungstechnik

1 Technische Grundlagen.- 1.1 Netzwerktopologien.- 1.1.1 Zweipunktverbindungen.- 1.1.2 Zweipunktverbindungen mit Multiplexer.- 1.1.3 Bus-Struktur.- 1.1.4 Baumstruktur.- 1.1.5 Ringstruktur.- 1.1.6 Sternstruktur.- 1.2 Kommunikationsmodelle.- 1.2.1 Das ISO/OSI-Referenzmodell.- 1.2.1.1 Allgemeines.- 1.2.1.2 Die Physikalische Schicht oder Bitübertragungsschicht.- 1.2.1.3 Die Sicherungsschicht.- 1.2.1.4 Die Netzwerkschicht.- 1.2.1.5 Die Transportschicht.- 1.2.1.6 Die Sitzungsschicht.- 1.2.1.7 Die Darstellungsschicht.- 1.2.1.8 Die Anwendungsschicht.- 1.2.1.9 Dienste für die Kommunikation zwischen den Schichten.- 1.2.1.10 Beispiel: Ablauf einer Kommunikation im OSI-Modell.- 1.2.2 Das TCP/IP-Protokoll.- 1.3 Buszugriffsverfahren.- 1.3.1 Master/Slave-Verfahren.- 1.3.2 Token-Prinzip.- 1.3.3 Token-Passing.- 1.3.4 CSMA.- 1.3.5 CSMA/CA.- 1.4 Datensicherung.- 1.4.1 Einleitung.- 1.4.2 Fehlerarten.- 1.4.3 Einige grundlegende Beziehungen.- 1.4.3.1 Bitfehlerrate.- 1.4.3.2 Wiederholung einer Übertragung.- 1.4.3.3 Restfehlerrate.- 1.4.3.4 Hamming-Distanz.- 1.4.3.5 Telegrammübertragungseffizienz.- 1.4.4 Einige Strategien der Fehlererkennung.- 1.4.4.1 Paritätsbit.- 1.4.4.2 Blocksicherung.- 1.4.4.3 CRC.- 1.4.5 Datenintegritätsklassen.- 1.4.6 Telegrammformate.- 1.4.6.1 Telegramm mit Paritätsbit.- 1.4.6.2 Telegramm mit CRC.- 1.5 Telegrammformate.- 1.5.1 Das HDLC-Protokoll.- 1.5.2 UART.- 1.5.3 Profibus-Norm DIN 19 245.- 1.5.4 HART-Protokoll.- 1.5.5 Token-Telegramm.- 1.6 Binäre Informationsdarstellung.- 1.6.1 NRZ, RZ.- 1.6.2 Bipolar-Kodierung, HDBn-Kodierung.- 1.6.3 NRZI.- 1.6.4 AFP.- 1.6.5 Manchester-II-Kodierung.- 1.6.6 FSK, ASK, PSK.- 1.7 Übertragungsstandards.- 1.7.1 RS 232-, V.24-Schnittstelle.- 1.7.2 RS 422-Schnittstelle.- 1.7.3 RS 485-Schnittstelle.- 1.7.4 20 mA-Stromschleife.- 1.8 Leitungen und Übertragungsarten.- 1.8.1 Übersicht über die Leitungsarten.- 1.8.2 Paralleldrahtleitung.- 1.8.3 Koaxialleitung.- 1.8.4 Lichtwellenleiter (LWL).- 1.8.5 Übertragungsarten.- 1.8.5.1 Basisbandübertragung.- 1.8.5.2 Trägerfrequenzübertragung.- 1.8.5.3 Breitbandübertragung.- 1.9 Verbindung von Netzen.- 1.9.1 Repeater.- 1.9.2 Bridges.- 1.9.3 Router.- 1.9.4 Gateways.- 1.10 Feldbusankopplung an Host-Systeme.- 1.10.1 Grundlagen.- 1.10.2 SPS-Ankopplung.- 1.10.2.1 Feldbusfunktionen auf Kommunikations-Baugruppen.- 1.10.2.2 Software-Schnittstelle.- 1.10.2.3 Einheitliche Programmierung mit IEC 1131-5.- 1.10.3 PC-Ankopplung.- 1.10.3.1 Hardware-Aspekte.- 1.10.3.2 Techniken des Anwenderzugriffs.- 1.10.4 Controller-Ankopplung.- 1.10.5 Ankopplung an höhere Netze über Gateways.- 1.10.6 Host-Zugriffe unter MMS.- 1.11 Buszykluszeiten.- 2 Netzwerkhierarchien in der Fabrik- und Prozeßautomatisierung.- 2.1 Übersicht und Spezifik der Kommunikation in der Automatisierung.- 2.2 Managementebene.- 2.3 Prozeßleitebene.- 2.3.1 ETHERNET für den Industrieeinsatz.- 2.3.2 Aufgaben von TCP/IP sowie Echtzeitfähigkeit.- 2.3.3 Anwendungsschicht ALI/ API.- 2.4 Feldebene (Feldgerät - SPS).- 2.4.1 Anforderungen an einen Feldbus auf der Systemebene.- 2.4.2 Schlußfolgerungen.- 2.4.3 Stand und Entwicklungstendenzen.- 2.4.4 Datenübertragung mit Lichtwellenleitern.- 2.4.5 Feldbussystem in Doppelringstruktur.- 2.5 Sensor-Aktor-Ebene.- 2.5.1 Anforderungen im Sensor-Aktor-Bereich.- 2.5.2 Industrielösungen für Sensor-Aktor-Bussysteme.- 3 Feldbusnormung.- 3.1 Internationale Normungsarbeit.- 3.1.1 IEC-Feldbus.- 3.2 Europäische Normungsarbeit.- 4 Beispiele ausgeführter Bussysteme.- 4.1 Sensor/Aktor-Busse.- 4.1.1 AS-Interface - Aktuator-Sensor-Interface.- 4.1.2 Das EIB-System für die Heim- und Gebäudeelektronik.- 4.2 Feldbusse.- 4.2.1 Der Bitbus.- 4.2.2 PROFIBUS.- 4.2.2.1 Das PROFIBUS-Konzept.- 4.2.2.2 Schicht 1 - Übertragungstechnik.- 4.2.2.3 Schicht 2 - Datenübertragungsschicht.- 4.2.2.4 PROFIBUS-FMS.- 4.2.2.5 PROFIBUS-DP.- 4.2.2.6 PROFIBUS Profile.- 4.2.2.7 Eigensicherer Feldbus mit PROFIBUS PA.- 4.2.3 Interbus-S.- 4.2.4 SUCOnet K.- 4.2.5 Industrielle Kommunikation von Schneider Automation.- 4.2.5.1 Serieller Feldbus (SFB).- 4.2.5.2 Modbus Plus.- 4.2.5.3 Modbus TCP/IP.- 4.2.5.4 MMS über Ethernet (MMSE).- 4.2.6 SIMATIC NET - Industrielle Kommunikation von Siemens.- 4.2.6.1 Industrial Ethernet - Das Netz für Produktion und Büro.- 4.2.6.2 PROFIBUS - der Feld- und Zellenbus bei SIMATIC NET.- 4.2.6.3 AS-Interface - der Aktor-Sensor-Bus bei SIMATIC NET.- 4.2.7 LON.- 4.2.8 WorldFIP.- 4.2.8.1 Physikalische Ebene.- 4.2.8.2 Übertragungsschicht.- 4.2.8.3 Telegrammaufbau.- 4.2.8.4 Anwendungsschicht.- 4.2.9 P-NET.- 4.2.10 CAN.- 4.2.11 Foundation Fieldbus.- 5 Weitverkehrsnetze.- 5.1 ISDN.- 5.2 DATEX-L.- 5.3 DATEX-P.- 5.4 TEMEX.- 6 Datenblätter.- 6.1 AS-I (Aktuator/Sensor-Interface).- 6.2 EIB (European Installation Bus).- 6.3 Bitbus.- 6.4 PROFIBUS.- 6.4.1 PROFIBUS-FMS.- 6.4.2 PROFIBUS-DP.- 6.4.3 PROFIBUS-PA.- 6.5 Interbus.- 6.6 SUCOnet-K.- 6.7 Schneider Automation Bussysteme.- 6.7.1 SFB (Systemfeldbus).- 6.7.2 Modbus Plus.- 6.7.3 MMSE (Manufacturing Message Specification on Ethernet).- 6.8 SIMATIC NET.- 6.8.1 AS-Interface.- 6.8.2 PROFIBUS.- 6.8.3 Industrial Ethernet.- 6.9 LON (Local Operating Network).- 6.10 Flux Information Processus (FIP).- 6.11 P-Net.- 6.12 CAN (Controller Area Network).- 6.13 Foundation Field Bus.- 6.14 ARCNET.- 6.15 Gigabit Ethernet.- 6.16 ATM (Asynchronous Transfer Mode).- 6.17 Eigensichere Feldbusse.- 6.17.1 PROFIBUS PA.- 6.17.2 ICS MUX (RS 485).- 6.17.3 PROFIBUS (DP) Ex-i.- Sachwortverzeichnis.