Feldbusse Und Geräte- Kommunikationssysteme Praktisches Know-How Mit Vergleichsmöglichkeiten

Gerhard Gruhler (Hrsg.) Feldbusse und Geräte- Kommunikationssysteme Praktisches Know-How mit Vergleichsmöglichkeiten

ARCNET • AS-Interface • BITBUS • CAN • FIP • LON • Industrial Ethernet • Interbus • Profibus-FMS * Sicherheits-Bussysteme • Vergleichslisten

Mit 54 Abbildungen

Franzis' 7

Inhalt

1 Einführung 13 1.1 Begriffsklärung 15 1.2 Interessenvertretungen und Internetadressen 16

2 Kriterien für Untersuchung und Bewertung von Bussys temen 20

3 ARCNET (Attached Resource Computer Network) 28 3.1 Haupteigenschaften 28 3.1.1 Hintergrund 28 3.1.2 Physikalische Struktur 28 3.1.3 Protokolleigenschaften 30 3.1.4 Marktsituation 30 3.1.5 Zusammenfassung 32 3.2 Vergleichsliste 32

4 AS-Interface (Aktuator-Sensor-Interface) 38 4.1 Haupteigenschaften 38 4.1.1 Hintergrund 38 4.1.2 Physikalische Struktur 38 4.1.3 Protokolleigenschaften 39 4.1.4 Marktsituation 42 4.1.5 Zusammenfassung 42 4.2 Vergleichsliste 43

5 BITBUS 51 5.1 Haupteigenschaften 51 5.1.1 Hintergrund 51 5.1.2 Physikalische Struktur 52 8 Inhalt

5.1.3 Protokolleigenschaften 53 5.1.4 Marktsituation 55 5.1.5 Zusammenfassung 55 5.2 Vergleichsliste 56

6 CAN (Controller Area Network) 64 6.1 Haupteigenschaften: 64 6.1.1 Hintergrund 64 6.1.2 Physikalische Struktur 65 6.1.3 Protokolleigenschaften 65 6.1.4 Marktsituation 67 6.1.5 Zusammenfassung 68 6.2 Vergleichsliste 69

7 (World)FIP (Factory Instrumentation Protocol) 77 7.1 Haupteigenschaften 77 7.1.1 Hintergrund 77 7.1.2 Physikalische Struktur 77 7.1.3 Protokolleigenschaften 78 7.1.4 Marktsituation 80 7.1.5 Zusammenfassung 81 7.2 Vergleichsliste 81

8 Industrial Ethernet 88 8.1 Haupteigenschaften 88 8.1.1 Grundlagen Ethernet 88 8.1.2 Vom klassischen Ethernet zum Industrial Ethernet 103 8.1.3 Zusammenfassung 107 8.2 Vergleichsliste 109

9 INTERBUS 117 9.1 Haupteigenschaften 117 9.1.1 Hintergrund 117 9.1.2 Physikalische Struktur 118 9.1.3 Protokolleigenschaften 121 9.1.4 Marktsituation 122 9.1.5 Zusammenfassung 123 9.2 Vergleichsliste 124 Inhalt 9

10 LON (Local Operating Network) 131 10.1 Haupteigenschaften 131 10.1.1 Hintergrund 131 10.1.2 Physikalische Struktur 131 10.1.3 Protokolleigenschaften 134 10.1.4 Marktsituation 135 10.1.5 Zusammenfassung 136 10.2 Vergleichsliste 137

11 Profibus - FMS 144 11.1 Haupteigenschaften 144 11.1.1 Hintergrund 144 11.1.2 Physikalische Struktur bei PROFIBUS - FMS 145 11.1.3 Protokolleigenschaften bei PROFIBUS-FMS 145 11.1.4 Marktsituation 147 11.1.5 Zusammenfassung 147 11.2 Vergleichsliste 148

12 Profibus-DP und Profibus-PA 154 12.1 Haupteigenschaften 154 12.1.1 Hintergrund 154 12.1.2 Physikalische Struktur bei Profibus-DP 154 12.1.3 Physikalische Struktur bei PROFIBUS-PA 155 12.1.4 Protokolleigenschaften 156 12.1.5 Profibus - DP - Erweiterung DPV1 158 12.1.6 Marktsituation 159 12.1.7 Zusammenfassung . 159 12.2 Vergleichsliste 160

13 Bussysteme für sicherheitsrelevante Anwendungen 167 13.1 Einführung 167 13.2 Anforderungen an ein sicheres Bussystem 168 13.2.1 Sichere Sender und Empfänger 168 13.2.2 Sichere Datenübertragung über das Busmedium 168 13.3 Maßnahmen zur Busfehlerbeseitigung 170 13.4 Klassifizierung von Bussystemen für sicherheitsrelevante Anwendungen 172 10 Inhalt

13.5 Kriterien zur Beurteilung von sicherheitsgerichteten Bussys temen J73 13.6 INTERBUS Safety .' ' " 176 13.6.1 Hintergrund j 75 13.6.2 Physikalische Struktur 176 13.6.3 Protokoll-Eigenschaften 17g 13.6.4 Zusammenfassung 17g 13.6.5 Vergleichsliste I79 13.7 ProfiSafe \79 13.7.1 Hintergrund 179 13.7.2 Physikalische Struktur 180 13.7.3 Protokoll-Eigenschaften 181 13.7.4 Marktsituation 184 13.7.5 Zusammenfassung 185 13.7.6 Vergleichsliste 185 13.8 SafetyBus-p 187 13.8.1 Hintergrund 187 13.8.2 Physikalische Struktur 187 13.8.3 Protokolleigenschaften 189 13.8.4 Marktsituation 191 13.8.5 Zusammenfassung 191 13.8.6 Vergleichsliste 191 13.9 TTP (Time Triggered Protocol) 193 13.9.1 Haupteigenschaften 193 13.9.2 Hintergrund 193 13.9.3 Physikalische Struktur 194 13.9.4 Protokolleigenschaften 195 13.9.5 Systemdesign 197 13.9.6 Marktsituation 197 13.9.7 Kurzüberblick zu TTP/A 198 13.9.8 Zusammenfassung 198 13.9.9 Vergleichsliste 198

14 Weitere Bussysteme 201 14.1 ADS-net (Autonomous Decentralized System network) 201 14.2 BACnet (Building Automation and Control Network) 202 14.3 BatiBus 202 Inhalt 11

14.4 byteflight 202 14.5 ControlNet 203 14.6 DIN-Meßbus 205 14.7 eBus 208 14.8 EHS (European Home System) 208 14.9 EIB (European Installation Bus) 208 14.10 Feldbusnorm IEC 61158 211 14.11 FL-net (Factory Link network) 211 14.12 FOUNDATION Fieldbus 212 14.13 GENIUS 217 14.14 HART (Highway Addressable Remote Transducer) 218 14.15 IEEE 1394 'Firewire' 219 14.16 LIN (Local Interconnect Network) 220 14.17 M-Bus 220 14.18 Modbus Plus 221 14.19 MOST (Media Oriented Systems Transport) 224 14.20 P-Net 224 14.21 SERCOS (Serial Real-Time Communication System) 227 14.22 SwiftNet 229 14.23 VAN - Vehicle Area Network 229

15 Anhang 230 15.1 Literaturverzeichnis 230 15.2 Abkürzungsverzeichnis 237

Sachverzeichnis 241