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E-Book

Grundkurs Feldbustechnik

VerlagVogel Communications Group GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr2000
Seitenanzahl302 Seiten
ISBN9783834361455
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis9,80 EUR
Anhand von konkreten Beispielen bietet das Buch eine umfassende Systembeschreibung des INTERBUS von Phoenix Contact und dessen Einsatzmöglichkeiten in der Praxis. Neben einer grundlegenden Einführung in die Thematik geht es um Kommunikation, Netzwerke und Datenübertragungstechnik.

Was die Feldbussysteme von morgen zu bieten haben, demonstriert ein Ausblick auf künftige Trends in der Automatisierungstechnik. Der didaktische Aufbau des Buches ist so gestaltet, dass es sich sowohl zum Selbststudium als auch für den Einsatz im Unterricht eignet.  

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Kapitelübersicht
  1. Inhaltsverzeichnis, Geleitwort und Vorwort
  2. 1 Einführung
  3. 2 Kommunikationsmodell
  4. 3 Bitübertragungsschicht
  5. 4 Sicherungsschicht
  6. 5 Feldbussysteme
  7. 6 INTERBUS-Systembeschreibung
  8. 7 INTERBUS-Praxis
  9. 8 Mit INTERBUS in die Zukunft - Neue Dimensionen von INTERBUS
  10. Anhang
  11. Literatur- und Quellenverzeichnis sowie Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen
  12. Stichwortverzeichnis
Leseprobe
7 INTERBUS-Praxis (S. 235-236)

Dieses Kapitel zeigt an Beispielen auf, wie INTERBUS aufgrund seiner besonderen Eigenschaften und spezifischen Leistungsmerkmale Eingang in alle Bereiche der industriellen Automatisierung gefunden hat.

Dies sind z.B. die Bereiche

- Fertigungstechnik im Automobilbau,
- Verfahrenstechnik in der Petrochemie,
- Nahrungs- und Genußmittelindustrie, Brauereiwesen,
- Papier- und Holzindustrie,
- Fördertechnik und Materiallagerung,
- Allgemeiner Maschinenbau,
- Forschung und Lehre.

Es sind Anlagen und Prozesse beispielhaft aufgeführt, die INTERBUS als Kommunikationsnetz einsetzen, das die unterschiedlichsten Automatisierungskomponenten miteinander verbindet. Das Kapitel ist in sieben Sektionen gegliedert, in denen die Fähigkeiten und Leistungsmerkmale von INTERBUS in jeweils einer typischen Anwendung verdeutlicht werden. Dabei steht der Systemgedanke – INTERBUS als dezentralisiertes, modulares Kommunikationssystem – im Vordergrund. Es wird herausgestellt, welche Gründe den Anwender bewogen haben, sich für INTERBUS in der jeweiligen Steuerungsarchitektur zu entscheiden. Der letzte Abschnitt dieses Kapitels zeigt auf, welche Bedeutung INTERBUS in der beruflichen Ausbildung hat. Sie reicht von der beruflichen Erstausbildung bis hin zum Ingenieurstudium an den Hochschulen. Hinzu kommen Tagesseminare vor unterschiedlicher Klientel, die auch im Ausland angeboten werden.

7.1 Fertigungstechnik im Automobilbau

7.1.1 Karosseriebau mit INTERBUS

Gleich an drei Standorten – in Saarlouis, Genk und Southampton – produziert Ford die neuen Modelle Focus, Mondeo und Transit. Am Beispiel des Fertigungsstandortes Saarlouis soll aufgezeigt werden, wie Ford erfolgreich INTERBUS für alle anfallenden Automatisierungsaufgaben einsetzt, aufbauend auf den guten Erfahrungen mit INTERBUS beim Bau des Fiesta in Köln, Valencia und São Paulo (Bild 7.1 - nicht in der Leseprobe enthalten). In Saarlouis verlassen täglich ca. 1700 Fahrzeuge die Fertigungsbänder. Diese hohe Leistung ist nur möglich durch konsequente Standardisierung und Vereinheitlichung. So setzt Ford im gesamten Karosseriebau SPS des Typs PLC5/80 der Firma Rockwell ein. Diese einheitliche Struktur löst die zuvor vorhandene Mischausstattung mit Simatic-S5-Steuerungen, IPC und Rockwell-SPS ab. Alle Rockwell-Komponenten sind via INTERBUS untereinander und mit ca. 40 000 Aktoren und Sensoren verbunden. Entscheidend in dieser Anwendung ist die kurze Zykluszeit, wogegen für Signalerfassung und -transport direkt im Schweißbereich die hohe Störsicherheit ausschlaggebend ist.

In den Fertigungslinien für die Türen und Seitenwände ist eine Vielzahl von Antrieben installiert. Zu deren Ansteuerung setzen die Ford-Ingenieure ebenfalls INTERBUS ein. In ihrer unmittelbaren Nähe angebrachte Motorschalter (Schutzart IP 54) von Phoenix Contact reduzieren den Bedarf an Steuerschränken und Verbindungsleitungen drastisch. Die elektronischen Motorschalter sind mit Motorstromüberwachung, umfangreicher Vor-Ort-Diagnose und digitalen Eingängen «on board» ausgestattet. Um die Antriebe einzurichten, ist keine Steuerung erforderlich; so lassen sich z.B. die Richtungsprüfung oder das Ein- und Ausschaltverhalten unmittelbar am Modul vornehmen. Hierdurch verkürzt sich die Zeit für die Inbetriebnahme erheblich.
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort5
Vorwort7
Inhaltsverzeichnis9
1 Einführung13
1.1 Was ist Kommunikation?14
1.1.1 Technische Hilfsmittel der Kommunikation15
1.1.2 Versenden eines Briefes17
1.1.3 Beispiel: Platzbuchungssystem18
1.1.4 Kommunikation in der Industrie19
1.2 Technische Kommunikation in der Prozeßautomatisierung20
1.2.1 Kommunikation innerhalb des Unternehmens20
1.2.2 Vernetzung in einer Firma21
1.2.3 Vernetzung eines Produktionsabschnittes22
1.3 Prozeßtechnik und Prozeßebenen23
1.3.1 Sensor-/Aktorebene: Sensoren24
1.3.2 Sensor-/Aktorebene: Aktoren27
1.3.3 Steuerungsebenen28
1.4 Kommunikation in den unteren Ebenen37
1.4.1 Parallele Kommunikation in den unteren Ebenen38
1.4.2 Serielle Kommunikation in den unteren Ebenen40
1.4.3 Dezentralisierung42
2 Kommunikationsmodell45
2.1 Warum Standardisierung?45
2.1.1 Weg der Nachrichtenübertragung45
2.2 ISO-OSI-Referenzmodell49
2.2.1 Übertragungsweg im 7-Schichten-Modell50
2.2.2 Protokolle51
2.2.3 Datenpakete im OSI-Modell51
2.2.4 Übergang zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen53
2.2.5 Beispiele für Teilnetze im OSI-Modell53
2.3 Schichten im OSI-Referenzmodell54
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 Netztopologien61
2.4.1 Vollständiger Graph62
2.4.2 Vermaschtes Netz63
2.4.3 Baumstruktur64
2.4.4 Stern64
2.4.5 Passiver Bus65
2.4.6 Ring66
2.4.7 Physische und logische Struktur68
3 Bitübertragungsschicht69
3.1 Übertragungsmedien70
3.1.1 Offline-Übertragungsmedien71
3.1.2 Online-Übertragungsmedien72
3.2 Codierungen82
3.2.1 Analoge und digitale Informationen82
3.2.2 Digitale Informationen83
3.3 Bitübertragung87
3.3.1 Parallele Datenübertragung87
3.3.2 Serielle Datenübertragung88
3.4 Protokolle der Bitübertragung93
3.4.1 Datenübertragung mit Modem über analoge Kanäle93
3.4.2 Protokolle in der Bitübertragungsschicht94
4 Sicherungsschicht101
4.1 Aufgaben101
4.1.1 Netztypen102
4.1.2 Untergliederung103
4.1.3 Single-Master- und Multi-Master-Systeme103
4.2 Rahmenorganisation/Datenübertragung im Rahmen106
4.2.1 Rahmenaufbau und Rahmenerkennung107
4.2.2 Weitere Informationen im Rahmen110
4.3 Übertragungssicherung112
4.3.1 Verfahren der Übertragungssicherung112
4.4 Zugriffsverfahren, Zugriffssteuerung auf gemeinsamen Übertragungskanal117
4.4.1 CSMA/CD-Verfahren117
4.4.2 Token-Bus119
4.4.3 Token-Ring120
4.4.4 Summenrahmenverfahren121
5 Feldbussysteme123
5.1 Kommunikation im Feldbereich123
5.1.1 Steuern und Regeln125
5.1.2 Durchgängigkeit der Information durch alle Ebenen127
5.2 Anforderungen an Feldbussysteme128
5.2.1 Parallele und serielle Anlagenverdrahtung mit Feldbus129
5.2.2 Eigenschaften der Information131
5.2.3 Reaktionszeit der Steuerung132
5.2.4 Datentypen135
5.2.5 Zuverlässigkeit und Verf gbarkeit technischer Systeme136
5.3 Feldbussysteme138
5.3.1 Offene Kommunikation139
5.3.2 Bitbus140
5.3.3 Profibus141
5.3.4 DIN-Meßbus142
5.3.5 SERCOS-Interface143
5.3.6 CAN (Controller Area Network)144
5.3.7 LON (Local Operating Network)145
5.3.8 ISP-Feldbus146
5.3.9 INTERBUS147
5.3.10 Vergleich von Feldbussen148
5.3.11 Ethernet und TCP/IP150
6 INTERBUS-Systembeschreibung159
6.1 Busstruktur159
6.1.1 Bustopologie159
6.1.2 Buselemente und Signalwege161
6.1.3 Netzkonfiguration166
6.2 Datenübertragung auf INTERBUS167
6.2.1 Prinzip der Datenübertragung167
6.2.2 Übertragungssicherheit169
6.2.3 Datensicherheit170
6.2.4 Ein-/Ausgabeprinzip171
6.2.5 Austausch der Informationen171
6.3 Funktionsbeispiel173
6.3.1 Ausgangssituation174
6.3.2 Schieben174
6.3.3 Prüfsummenstatus177
6.4 Übertragungszeiten: Buszykluszeit179
6.5 Hardware des 2-Leiter-Fernbusses180
6.5.1 Signalschnittstelle180
6.5.2 Busschnittstelle181
6.5.3 Datenrahmen des 2-Leiter-Busses181
6.5.4 Taktsynchronisierung182
6.5.5 Funktionsprinzip183
6.5.6 Ident-Zyklus186
6.6 Parameterkanal187
6.6.1 Aufbau des Parametertelegramms188
6.6.2 Parameterkanal im Summenrahmen189
6.6.3 Client-Server-Architektur190
6.7 INTERBUS-Protokoll191
6.7.1 Interface zur Anwendung192
6.7.2 Applikationsschicht - Prozeßdatenkanal194
6.7.3 Applikationsschicht - Parameterkanal194
6.7.4 Sicherungsschicht195
6.7.5 Bitübertragungsschicht196
6.7.6 Netzmanagement197
6.8 Umsetzung des seriellen Buskonzeptes198
6.8.1 INTERBUS-Loop204
6.8.2 Das "Energiebus"-Konzept - logische Ergänzung zu INTERBUS205
6.9 CMD - Der INTERBUS-Manager für den Anwender206
6.9.1 Anwenderunterstützung durch PC WORX210
6.9.2 Prozeßmodellierung213
6.10 Eigenüberwachung von INTERBUS215
6.11 Weitere INTERBUS-spezifische Eigenschaften und Leistungsmerkmale226
6.11.1 Synchronisation von Prozessen in der Verfahrenstechnik226
6.11.2 INTERBUS im Ex-Bereich227
6.11.3 Erhöhte Verfügbarkeit durch Busredundanz229
6.11.4 Alternative Übertragungswege232
6.11.5 Quick response über INTERBUS233
7 INTERBUS-Praxis235
7.1 Fertigungstechnik im Automobilbau235
7.1.1 Karosseriebau mit INTERBUS235
7.1.2 PC-basierende Großpressensteuerung mit INTERBUS und PC WORX237
7.1.3 Laserschweißen und Robotersteuerung240
7.1.4 Der PC in der Förder- und Anlagentechnik und für die Robotersteuerung240
7.2 Verfahrenstechnik und Petrochemie241
7.2.1 INTERBUS für die Folienherstellung241
7.3 Nahrungs- und Genußmittelindustrie, Brauereiwesen243
7.3.1 Automatisierung eines Füllmassen-Tanklagers für die Schokoladenherstellung243
7.3.2 Erhöhung des Bierausstoßes mit INTERBUS244
7.3.3 INTERBUS und PC WORX in der Zigarettenindustrie245
7.4 INTERBUS in der Papier- und Holzindustrie246
7.4.1 PC-basierte Steuerung für Rollenschneider246
7.4.2 Maschinen für die Holzverarbeitung247
7.5 Fördertechnik und Materiallagerung248
7.5.1 Flexible Fördertechnik für Güter, Waren und Daten248
7.5.2 Braunkohleförderung und -lagerung im Tagebau249
7.6 Allgemeiner Maschinenbau251
7.6.1 PC-basierende Prüfstandstechnik251
7.6.2 Schweißrobotersteuerung mit INTERBUS und PC WORX253
7.7 Forschung und Lehre254
7.7.1 Berliner Elektronenspeicherring setzt auf INTERBUS254
7.7.2 Aus- und Weiterbildung an und mit INTERBUS256
8 Mit INTERBUS in die Zukunft - Neue Dimensionen von INTERBUS261
Anhang267
IEC 61 131-3 - DIN/EN 61 131-3 Die neue Weltnorm für speicherprogrammierbare Steuerungen im Überblick267
Literatur- und Quellenverzeichnis289
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen293
Stichwortverzeichnis297

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