Vorlesung Prozessautomatisierung Kommunikationssysteme fr die Prozess Automatisierung Teil

Vorlesung Prozessautomatisierung Kommunikationssysteme für die Prozess. Automatisierung (Teil 3) 29. Januar 2003 Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Fachbereich Elektrotechnik Goebenstr. 40 66117 Saarbrücken Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 1 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Thema heute Grundlagen für die Prozessautomatisierung : „Kommunikationssysteme für die Automatisierungstechnik – Teil 3 / Profibusrealisierung mit S 7 Bisherige Themen • Serielle Kommunikation (RS 485) • Kommunikationsorganisation (Master-Slave-Struktur, Token-Pasing-Verfahren) • Glasfaserübertragungsmedium (Vorlesung Kunz) Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 2 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Übertragungsstandards Quelle: Technische FH Berlin, Linnemann Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 3 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

ISO/OSI-Modell für Kommunikationsstandards Schichten 5 -7: anwendungsorientiert Zugriff auf die Daten Schichten 1 -4: Netzorientiert Festlegungen des Daten. Transportes von A nach B Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 4 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

ISO/OSI-Modell Aufbau Layer 1 (physikalische Schicht): • Festlegung der physikalischen Übertragungsweise Kodierung (NRZ), Medium (TW), Übertragungsstand (RS 485) Layer 2 (Verbindungs- oder Sicherungsschicht): • Fehlererkennung und –behebung von Daten aus Schicht 1 • Verbindungsherstellung und –überwachung zwischen Sender und Empfänger • Zugriffssteuerung in lokalen Netzen (Token-Pasing-Verfahren) Layer 3 (Netzschicht): • Festlegung Auf- und Abbau von Verbindungen und Wegauswahl für das Zustandkommen der Verbindung zwischen Sender und Empfänger Überwachung des Datenverkehrs im Netz Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 5 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

ISO/OSI-Modell Aufbau Layer 4 (Transportschicht) • Kontrolle der Datenübertragung • Überwachung während der Datenübertragung (Transportfehler) • Datenaufbereitung für die Übergabe nach Schicht 5 Layer 5 (Sitzungsschicht) • Festlegung wie Verbindungen zwischen verschiedenen Teilnehmern auf das Transportsystem zugreifen können. • Zuordnung und Verwaltung von Adressen mit logischen Namen Layer 6 und 7 (Darstellungsschicht, Anwendungsschicht) • Dienste zur Decodierung empfangener Daten für nächsthöherer Ebene. • Schnittstelle zur Anwendung (Softwareprogramm) Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 6 die Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

PROFIBUS-Varianten Schicht 1 – Schicht 7 PA FMS-Application RS-485 / LWL Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 7 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

PROFIBUS-Varianten Profibus-DP • Nur Verwendung der Layer 1 und 2 • Schlanke Struktur mit schneller Datenübertragung • User Interface als Schnittstelle für Anwendungsprogramme • Einsatz für Kommunikation zwischen AG und dezentraler Peripherie Profibus-FMS • Verwendung der Layer 1, 2 und 7 • FMS = Anwendungsprotokoll und Kommunikationsdienste • Einsatz für Kommunikation zwischen AG und übergeordneten PC‘s Beide verwenden das gleiche Übertragungsmedium (-technik) Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 8 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Einsatzgebiete PROFIBUSVarianten Profibus-FMS Profibus-DP Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 9 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Physikalische Schicht PROFIBUS DP – FMS Übertragungsverfahren • RS 485, halbduplex, asynchron, NRZ-Formatierung • Übertragungsrate abhängig von der Segmentlänge • Leitungsabschluss erforderlich • Kupferleitung oder Glasfaser LWL-Technik • Netzausdehung bis zu 15 km • Hohe Störsicherheit • Glasfaser oder Plastikfaser einsetzbar Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 10 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

LWL Anschluss Bild 1. 7 Siemens, S. 20 Bild 1. 8, Siemens, S. 20 Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 11 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Buszugriffssteuerung PROFIBUS Bild 1. 16 Siemens, Token-Bus-Verfahren, S. 32 Bild 1. 17 Siemens, Master Slave Verfahren, S. 33 Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 12 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Datenaustausch mit PROFIBUS-DP Bild 2. 1, Siemens, S. 34 Bild 2. 2, 2. 3, Siemens, S. 35 Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 13 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Gerätetypen DP-Master, Klasse 1 • Austausch zyklischer Nutzdaten mit DP-Slaves über Protokollfunktion Data-Exchange • Austausch von Parametrier- und Konfigurationsdaten bei Anlauf-, Wiederanlauf DP-Slave • Austausch von Nutzdaten bei Anforderung an Master nur nach vorheriger Parametrierung und Konfiguration • Selbständige Meldung von Diagnose- und Prozessergebnissen DP-Master, Klasse 2 • Weitergehende Funktionalitäten (PG, Diagnosegeräte für Profibus) (Adressänderung) Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 14 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Datenaustausch zwischen DPGeräten Ausgangspunkt für Kommunikation: • Initiator über Requestanfrage vom Master an Slave • Aufrufttelegramm haben hohe Priorität • Antwortelegramm haben niedrige Priorität Ausnahme für Mitteilung des Slaves über anstehende Diagnosemeldungen Bild 2. 5, Siemens, S. 41 Bild 2. 6, Siemens, S. 41 Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 15 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel

Einrichten von DP-Slaves Bild 2. 4, Siemens, S. 38 Januar 2003 / Prozessautomatisierung Blatt 12. 16 Prof. Dr. -Ing. Benedikt Faupel