Grundkurs Feldbustechnik

Geleitwort

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Was ist Kommunikation?

1.1.1 Technische Hilfsmittel der Kommunikation

1.1.2 Versenden eines Briefes

1.1.3 Beispiel: Platzbuchungssystem

1.1.4 Kommunikation in der Industrie

1.2 Technische Kommunikation in der Prozeßautomatisierung

1.2.1 Kommunikation innerhalb des Unternehmens

1.2.2 Vernetzung in einer Firma

1.2.3 Vernetzung eines Produktionsabschnittes

1.3 Prozeßtechnik und Prozeßebenen

1.3.1 Sensor-/Aktorebene: Sensoren

1.3.2 Sensor-/Aktorebene: Aktoren

1.3.3 Steuerungsebenen

1.4 Kommunikation in den unteren Ebenen

1.4.1 Parallele Kommunikation in den unteren Ebenen

1.4.2 Serielle Kommunikation in den unteren Ebenen

1.4.3 Dezentralisierung

2 Kommunikationsmodell

2.1 Warum Standardisierung?

2.1.1 Weg der Nachrichtenübertragung

2.2 ISO-OSI-Referenzmodell

2.2.1 Übertragungsweg im 7-Schichten-Modell

2.2.2 Protokolle

2.2.3 Datenpakete im OSI-Modell

2.2.4 Übergang zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen

2.2.5 Beispiele für Teilnetze im OSI-Modell

2.3 Schichten im OSI-Referenzmodell

2.3.1 Bitübertragungsschicht (Physical layer)

2.3.2 Sicherungsschicht (Data link layer)

2.3.3 Vermittlungsschicht (Network layer)

2.3.4 Transportschicht (Transport layer)

2.3.5 Sitzungsschicht (Session layer)

2.3.6 Darstellungsschicht (Presentation layer)

2.3.7 Anwendungsschicht (Application layer)

2.4 Netztopologien

2.4.1 Vollständiger Graph

2.4.2 Vermaschtes Netz

2.4.3 Baumstruktur

2.4.4 Stern

2.4.5 Passiver Bus

2.4.6 Ring

2.4.7 Physische und logische Struktur

3 Bitübertragungsschicht

3.1 Übertragungsmedien

3.1.1 Offline-Übertragungsmedien

3.1.2 Online-Übertragungsmedien

3.2 Codierungen

3.2.1 Analoge und digitale Informationen

3.2.2 Digitale Informationen

3.3 Bitübertragung

3.3.1 Parallele Datenübertragung

3.3.2 Serielle Datenübertragung

3.4 Protokolle der Bitübertragung

3.4.1 Datenübertragung mit Modem über analoge Kanäle

3.4.2 Protokolle in der Bitübertragungsschicht

4 Sicherungsschicht

4.1 Aufgaben

4.1.1 Netztypen

4.1.2 Untergliederung

4.1.3 Single-Master- und Multi-Master-Systeme

4.2 Rahmenorganisation/Datenübertragung im Rahmen

4.2.1 Rahmenaufbau und Rahmenerkennung

4.2.2 Weitere Informationen im Rahmen

4.3 Übertragungssicherung

4.3.1 Verfahren der Übertragungssicherung

4.4 Zugriffsverfahren, Zugriffssteuerung auf gemeinsamen Übertragungskanal

4.4.1 CSMA/CD-Verfahren

4.4.2 Token-Bus

4.4.3 Token-Ring

4.4.4 Summenrahmenverfahren

5 Feldbussysteme

5.1 Kommunikation im Feldbereich

5.1.1 Steuern und Regeln

5.1.2 Durchgängigkeit der Information durch alle Ebenen

5.2 Anforderungen an Feldbussysteme

5.2.1 Parallele und serielle Anlagenverdrahtung mit Feldbus

5.2.2 Eigenschaften der Information

5.2.3 Reaktionszeit der Steuerung

5.2.4 Datentypen

5.2.5 Zuverlässigkeit und Verf gbarkeit technischer Systeme

5.3 Feldbussysteme

5.3.1 Offene Kommunikation

5.3.2 Bitbus

5.3.3 Profibus

5.3.4 DIN-Meßbus

5.3.5 SERCOS-Interface

5.3.6 CAN (Controller Area Network)

5.3.7 LON (Local Operating Network)

5.3.8 ISP-Feldbus

5.3.9 INTERBUS

5.3.10 Vergleich von Feldbussen

5.3.11 Ethernet und TCP/IP

6 INTERBUS-Systembeschreibung

6.1 Busstruktur

6.1.1 Bustopologie

6.1.2 Buselemente und Signalwege

6.1.3 Netzkonfiguration

6.2 Datenübertragung auf INTERBUS

6.2.1 Prinzip der Datenübertragung

6.2.2 Übertragungssicherheit

6.2.3 Datensicherheit

6.2.4 Ein-/Ausgabeprinzip

6.2.5 Austausch der Informationen

6.3 Funktionsbeispiel

6.3.1 Ausgangssituation

6.3.2 Schieben

6.3.3 Prüfsummenstatus

6.4 Übertragungszeiten: Buszykluszeit

6.5 Hardware des 2-Leiter-Fernbusses

6.5.1 Signalschnittstelle

6.5.2 Busschnittstelle

6.5.3 Datenrahmen des 2-Leiter-Busses

6.5.4 Taktsynchronisierung

6.5.5 Funktionsprinzip

6.5.6 Ident-Zyklus

6.6 Parameterkanal

6.6.1 Aufbau des Parametertelegramms

6.6.2 Parameterkanal im Summenrahmen

6.6.3 Client-Server-Architektur

6.7 INTERBUS-Protokoll

6.7.1 Interface zur Anwendung

6.7.2 Applikationsschicht - Prozeßdatenkanal

6.7.3 Applikationsschicht - Parameterkanal

6.7.4 Sicherungsschicht

6.7.5 Bitübertragungsschicht

6.7.6 Netzmanagement

6.8 Umsetzung des seriellen Buskonzeptes

6.8.1 INTERBUS-Loop

6.8.2 Das "Energiebus"-Konzept - logische Ergänzung zu INTERBUS

6.9 CMD - Der INTERBUS-Manager für den Anwender

6.9.1 Anwenderunterstützung durch PC WORX

6.9.2 Prozeßmodellierung

6.10 Eigenüberwachung von INTERBUS

6.11 Weitere INTERBUS-spezifische Eigenschaften und Leistungsmerkmale

6.11.1 Synchronisation von Prozessen in der Verfahrenstechnik

6.11.2 INTERBUS im Ex-Bereich

6.11.3 Erhöhte Verfügbarkeit durch Busredundanz

6.11.4 Alternative Übertragungswege

6.11.5 Quick response über INTERBUS

7 INTERBUS-Praxis

7.1 Fertigungstechnik im Automobilbau

7.1.1 Karosseriebau mit INTERBUS

7.1.2 PC-basierende Großpressensteuerung mit INTERBUS und PC WORX

7.1.3 Laserschweißen und Robotersteuerung

7.1.4 Der PC in der Förder- und Anlagentechnik und für die Robotersteuerung

7.2 Verfahrenstechnik und Petrochemie

7.2.1 INTERBUS für die Folienherstellung

7.3 Nahrungs- und Genußmittelindustrie, Brauereiwesen

7.3.1 Automatisierung eines Füllmassen-Tanklagers für die Schokoladenherstellung

7.3.2 Erhöhung des Bierausstoßes mit INTERBUS

7.3.3 INTERBUS und PC WORX in der Zigarettenindustrie

7.4 INTERBUS in der Papier- und Holzindustrie

7.4.1 PC-basierte Steuerung für Rollenschneider

7.4.2 Maschinen für die Holzverarbeitung

7.5 Fördertechnik und Materiallagerung

7.5.1 Flexible Fördertechnik für Güter, Waren und Daten

7.5.2 Braunkohleförderung und -lagerung im Tagebau

7.6 Allgemeiner Maschinenbau

7.6.1 PC-basierende Prüfstandstechnik

7.6.2 Schweißrobotersteuerung mit INTERBUS und PC WORX

7.7 Forschung und Lehre

7.7.1 Berliner Elektronenspeicherring setzt auf INTERBUS

7.7.2 Aus- und Weiterbildung an und mit INTERBUS

8 Mit INTERBUS in die Zukunft - Neue Dimensionen von INTERBUS

Anhang

IEC 61 131-3 - DIN/EN 61 131-3 Die neue Weltnorm für speicherprogrammierbare Steuerungen im Überblick

Literatur- und Quellenverzeichnis

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

Stichwortverzeichnis

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