Feldbussysteme

Der Feldbus ist ein serielles Bussystem zum Informationsaustausch von Steuerungssystemen und ist ein kostengünstiges Datennetz für passive und aktive Teilnehmer.

 

Profibus-DP

CAN

Interbus

ASI

Zugriffsverfahren

Master-Master (Token)
Master-Slave (Polling)

Multi-Master
(CSMA/CA)

Master-Slave (Summenrahmen)

Master-Slave (Polling)

Topologie

Ring

Linie

Ring

Linie

Übertragungsrate

max. 9,6 kbit/s
bis 1,5 Mbit/s

max. 1 Mbit/s

max. 500 kbit/s
bis 2 Mbit/s

max. 167 kBit/s

Leitungslänge

max. 200 m
- 1200 m

max. 40 m

max. 400 m

max. 100 m

Kodierung

RS485

RS485

RS485

ALP

Standardisierung

DIN E 19245
EN 50170

ISO 11898
ISO 11519-1

DIN E 19258

 

Datenbytes

1 - 246 bytes

0 - 8 bytes

4 - 64 bytes

5 bit


PROFIBUS

qcu

Der PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) ist ein herstellerunabhängiger Standard nach EN50170 Volume 2 für die Vernetzung von Feldgeräten. Die Datenübertragung erfolgt entweder über eine geschirmte Zweidrahtleitung mit entsprechendem Wellenwiderstand oder über einen Lichtwellenleiter aus Glas bzw. Kunststoff.

Die maximale Leitungslänge ist von der Übertragungsrate abhängig. Sie beträgt zwischen 200 m (bei 1,5 MBit/s) und 1200 m (9,6 kBit/s), kann jedoch mit Repeatern oder optischen Übertragungsmodulen vergrößert werden. Die maximale Teilnehmerzahl des gesamten Netzes ist begrenzt auf 127 Stationen (max. 32 Stationen in einem Segment). Als Zugriffsverfahren wird 'Token Polling' verwendet. Hierbei wird zwischen aktiven Teilnehmern (Master) und passiven Teilnehmern (Slave) unterschieden. Es erhält nur der Master für eine bestimmte Zeit eine Zugriffsberechtigung zum senden der Datentelegramme und gibt sie nach dieser Zeit an den nächsten aktiven Teilnehmer weiter. Sind dem Master alle Slaves zugeordnet, so führt der Master während seiner Zugriffsberechtigung den Datenaustausch mit dem ihm untergeordneten Slaves durch.

Abhängigkeit der Übertragungsrate des Profibus-DP

Baudrate

max. Feldbuslänge

 

Baudrate

max. Feldbuslänge

9,6 kBaud

1200 m

187,5 kBaud

1000 m

19,2 kBaud

1200 m

500 kBaud

400 m

93,75 kBaud

1200 m

1,5 MBaud

200 m

In der Automatisierungstechnik findet man oft den Ausdruck 'DP', der für dezentrale Peripherie steht. Unter DP versteht man alle Feldgeräte die über den PROFIBUS-DP an eine Master-Baugruppe (Anschaltbaugruppe) angeschlossen sind.

ASI-Bus

ASI steht für 'Aktor-Sensor-Interface' und vernetzt entsprechend binäre ausgelegte Sensoren und Aktoren nach ASI-Spezifikation IEC TG 178. Als Übertragungsmedium dient eine ungeschirmte Zweidrahtleitung, die sowohl Aktoren und Sensoren mit Daten als auch mit Spannung versorgt. Die maximale Leitungslänge beträgt 100 m bei einer Übertragungsrate von 167 kBit/s. Mit Hilfe von Repeatern kann eine Netzausdehnung auf bis zu 300 m erreicht werden. Als Zugriffsverfahren dient Master-Slave, bei dem durch zyklische Abfrage (in max. 5 ms) der Master bis zu 31 Slaves steuern kann.

CAN-Bus

CAN steht für 'Controller-Area-Network' und wurde von Bosch zunächst für die Vernetzung von Bauteilen in Fahrzeugen entwickelt. Als Übertragungsmedium dient eine geschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung (Twisted-Pair-Kabel), das jeweils an den Enden mit einem Abschlusswiderstand, gemäß des Leitungswellenwiderstand terminiert ist. Als Zugriffsverfahren wird CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access Collision Avoid) angewendet. Bei diesem Mehrfachzugriffverfahren, ist jede Station gleichberechtigt. Steht ein sendewilliger Teilnehmer bereit, so prüft er nach, ob die gemeinsame Busleitung frei ist und überträgt sein Datenpaket. Die Busvergabe wird durch den Teilnehmern direkt geregelt, wird jedoch durch einen übergeordneten Zentralrechner überwacht. Die maximale Leitungslänge beträgt 40 m bei einer Übertragungsrate von max. 1 MBit/s.


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