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Geleitwort
5
Vorwort
7
Inhaltsverzeichnis
9
1 Einführung
13
1.1 Was ist Kommunikation?
14
1.1.1 Technische Hilfsmittel der Kommunikation
15
1.1.2 Versenden eines Briefes
17
1.1.3 Beispiel: Platzbuchungssystem
18
1.1.4 Kommunikation in der Industrie
19
1.2 Technische Kommunikation in der Prozeßautomatisierung
20
1.2.1 Kommunikation innerhalb des Unternehmens
20
1.2.2 Vernetzung in einer Firma
21
1.2.3 Vernetzung eines Produktionsabschnittes
22
1.3 Prozeßtechnik und Prozeßebenen
23
1.3.1 Sensor-/Aktorebene: Sensoren
24
1.3.2 Sensor-/Aktorebene: Aktoren
27
1.3.3 Steuerungsebenen
28
1.4 Kommunikation in den unteren Ebenen
37
1.4.1 Parallele Kommunikation in den unteren Ebenen
38
1.4.2 Serielle Kommunikation in den unteren Ebenen
40
1.4.3 Dezentralisierung
42
2 Kommunikationsmodell
45
2.1 Warum Standardisierung?
45
2.1.1 Weg der Nachrichtenübertragung
45
2.2 ISO-OSI-Referenzmodell
49
2.2.1 Übertragungsweg im 7-Schichten-Modell
50
2.2.2 Protokolle
51
2.2.3 Datenpakete im OSI-Modell
51
2.2.4 Übergang zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen
53
2.2.5 Beispiele für Teilnetze im OSI-Modell
53
2.3 Schichten im OSI-Referenzmodell
54
2.3.1 Bitübertragungsschicht (Physical layer)
54
2.3.2 Sicherungsschicht (Data link layer)
55
2.3.3 Vermittlungsschicht (Network layer)
56
2.3.4 Transportschicht (Transport layer)
57
2.3.5 Sitzungsschicht (Session layer)
58
2.3.6 Darstellungsschicht (Presentation layer)
59
2.3.7 Anwendungsschicht (Application layer)
60
2.4 Netztopologien
61
2.4.1 Vollständiger Graph
62
2.4.2 Vermaschtes Netz
63
2.4.3 Baumstruktur
64
2.4.4 Stern
64
2.4.5 Passiver Bus
65
2.4.6 Ring
66
2.4.7 Physische und logische Struktur
68
3 Bitübertragungsschicht
69
3.1 Übertragungsmedien
70
3.1.1 Offline-Übertragungsmedien
71
3.1.2 Online-Übertragungsmedien
72
3.2 Codierungen
82
3.2.1 Analoge und digitale Informationen
82
3.2.2 Digitale Informationen
83
3.3 Bitübertragung
87
3.3.1 Parallele Datenübertragung
87
3.3.2 Serielle Datenübertragung
88
3.4 Protokolle der Bitübertragung
93
3.4.1 Datenübertragung mit Modem über analoge Kanäle
93
3.4.2 Protokolle in der Bitübertragungsschicht
94
4 Sicherungsschicht
101
4.1 Aufgaben
101
4.1.1 Netztypen
102
4.1.2 Untergliederung
103
4.1.3 Single-Master- und Multi-Master-Systeme
103
4.2 Rahmenorganisation/Datenübertragung im Rahmen
106
4.2.1 Rahmenaufbau und Rahmenerkennung
107
4.2.2 Weitere Informationen im Rahmen
110
4.3 Übertragungssicherung
112
4.3.1 Verfahren der Übertragungssicherung
112
4.4 Zugriffsverfahren, Zugriffssteuerung auf gemeinsamen Übertragungskanal
117
4.4.1 CSMA/CD-Verfahren
117
4.4.2 Token-Bus
119
4.4.3 Token-Ring
120
4.4.4 Summenrahmenverfahren
121
5 Feldbussysteme
123
5.1 Kommunikation im Feldbereich
123
5.1.1 Steuern und Regeln
125
5.1.2 Durchgängigkeit der Information durch alle Ebenen
127
5.2 Anforderungen an Feldbussysteme
128
5.2.1 Parallele und serielle Anlagenverdrahtung mit Feldbus
129
5.2.2 Eigenschaften der Information
131
5.2.3 Reaktionszeit der Steuerung
132
5.2.4 Datentypen
135
5.2.5 Zuverlässigkeit und Verf gbarkeit technischer Systeme
136
5.3 Feldbussysteme
138
5.3.1 Offene Kommunikation
139
5.3.2 Bitbus
140
5.3.3 Profibus
141
5.3.4 DIN-Meßbus
142
5.3.5 SERCOS-Interface
143
5.3.6 CAN (Controller Area Network)
144
5.3.7 LON (Local Operating Network)
145
5.3.8 ISP-Feldbus
146
5.3.9 INTERBUS
147
5.3.10 Vergleich von Feldbussen
148
5.3.11 Ethernet und TCP/IP
150
6 INTERBUS-Systembeschreibung
159
6.1 Busstruktur
159
6.1.1 Bustopologie
159
6.1.2 Buselemente und Signalwege
161
6.1.3 Netzkonfiguration
166
6.2 Datenübertragung auf INTERBUS
167
6.2.1 Prinzip der Datenübertragung
167
6.2.2 Übertragungssicherheit
169
6.2.3 Datensicherheit
170
6.2.4 Ein-/Ausgabeprinzip
171
6.2.5 Austausch der Informationen
171
6.3 Funktionsbeispiel
173
6.3.1 Ausgangssituation
174
6.3.2 Schieben
174
6.3.3 Prüfsummenstatus
177
6.4 Übertragungszeiten: Buszykluszeit
179
6.5 Hardware des 2-Leiter-Fernbusses
180
6.5.1 Signalschnittstelle
180
6.5.2 Busschnittstelle
181
6.5.3 Datenrahmen des 2-Leiter-Busses
181
6.5.4 Taktsynchronisierung
182
6.5.5 Funktionsprinzip
183
6.5.6 Ident-Zyklus
186
6.6 Parameterkanal
187
6.6.1 Aufbau des Parametertelegramms
188
6.6.2 Parameterkanal im Summenrahmen
189
6.6.3 Client-Server-Architektur
190
6.7 INTERBUS-Protokoll
191
6.7.1 Interface zur Anwendung
192
6.7.2 Applikationsschicht - Prozeßdatenkanal
194
6.7.3 Applikationsschicht - Parameterkanal
194
6.7.4 Sicherungsschicht
195
6.7.5 Bitübertragungsschicht
196
6.7.6 Netzmanagement
197
6.8 Umsetzung des seriellen Buskonzeptes
198
6.8.1 INTERBUS-Loop
204
6.8.2 Das "Energiebus"-Konzept - logische Ergänzung zu INTERBUS
205
6.9 CMD - Der INTERBUS-Manager für den Anwender
206
6.9.1 Anwenderunterstützung durch PC WORX
210
6.9.2 Prozeßmodellierung
213
6.10 Eigenüberwachung von INTERBUS
215
6.11 Weitere INTERBUS-spezifische Eigenschaften und Leistungsmerkmale
226
6.11.1 Synchronisation von Prozessen in der Verfahrenstechnik
226
6.11.2 INTERBUS im Ex-Bereich
227
6.11.3 Erhöhte Verfügbarkeit durch Busredundanz
229
6.11.4 Alternative Übertragungswege
232
6.11.5 Quick response über INTERBUS
233
7 INTERBUS-Praxis
235
7.1 Fertigungstechnik im Automobilbau
235
7.1.1 Karosseriebau mit INTERBUS
235
7.1.2 PC-basierende Großpressensteuerung mit INTERBUS und PC WORX
237
7.1.3 Laserschweißen und Robotersteuerung
240
7.1.4 Der PC in der Förder- und Anlagentechnik und für die Robotersteuerung
240
7.2 Verfahrenstechnik und Petrochemie
241
7.2.1 INTERBUS für die Folienherstellung
241
7.3 Nahrungs- und Genußmittelindustrie, Brauereiwesen
243
7.3.1 Automatisierung eines Füllmassen-Tanklagers für die Schokoladenherstellung
243
7.3.2 Erhöhung des Bierausstoßes mit INTERBUS
244
7.3.3 INTERBUS und PC WORX in der Zigarettenindustrie
245
7.4 INTERBUS in der Papier- und Holzindustrie
246
7.4.1 PC-basierte Steuerung für Rollenschneider
246
7.4.2 Maschinen für die Holzverarbeitung
247
7.5 Fördertechnik und Materiallagerung
248
7.5.1 Flexible Fördertechnik für Güter, Waren und Daten
248
7.5.2 Braunkohleförderung und -lagerung im Tagebau
249
7.6 Allgemeiner Maschinenbau
251
7.6.1 PC-basierende Prüfstandstechnik
251
7.6.2 Schweißrobotersteuerung mit INTERBUS und PC WORX
253
7.7 Forschung und Lehre
254
7.7.1 Berliner Elektronenspeicherring setzt auf INTERBUS
254
7.7.2 Aus- und Weiterbildung an und mit INTERBUS
256
8 Mit INTERBUS in die Zukunft - Neue Dimensionen von INTERBUS
261
Anhang
267
IEC 61 131-3 - DIN/EN 61 131-3 Die neue Weltnorm für speicherprogrammierbare Steuerungen im Überblick
267
Literatur- und Quellenverzeichnis
289
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen
293
Stichwortverzeichnis
297
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