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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