Feldbusse

Feldbusse in der Automatisierungstechnik

Speicherprogrammierbare Steuerungen und Feldbussysteme sind Meilensteine der Automatisierungstechnik. Diese Technologien sind mittlerweile fester Bestandteil der Automation. Anwender haben erkannt, dass Feldbusgeräte die technologische Basis einer transparenten Fertigung sind, Kosten sparen und die Qualität erhöhen. Der Einsatz von Feldbussen verstärkt sich rasch, da die Anwender die langfristigen Vorteile der Technologie nutzen wollen. Es gibt viele verschiedene Feldbusse, die sich hinsichtlich ihrer technischen Funktionen, Einsatzgebiete und Anwendungshäufigkeit grundsätzlich voneinander unterscheiden. Einige Beispiele:

Universeller Feldbus ist der Profibus

Der Profibus (Process Field Bus) ist der universelle Feldbus für eine breite Anwendung in der Fertigungs-, Prozess-, und Gebäudeautomatisierung. Profibus wurde durch Siemens und die Profibus-Nutzerorganisation entwickelt und in der internationalen Normenreihe IEC 61158 standardisiert. Profibus ermöglicht die Kommunikation von Geräten verschiedener Hersteller ohne besondere Schnittstellenanpassungen. Dieser Feldbus legt die technischen Merkmale eines seriellen Feldbussystems fest, mit dem verteilte digitale Automatisierungsgeräte von der Feldebene bis zur Zellenebene miteinander vernetzt werden können. Profibus ist ein Multi-Master-System und ermöglicht dadurch den gemeinsamen Betrieb von mehreren Automatisierungs-, Engineering- oder Visualisierungssystemen mit den dezentralen Peripheriegeräten an einem Bus.

Feldbus Stahl (Foto: Stahl)

Kompakte Feldbus-Koppler: Bis zu 16 Feldgeräte im Segment lassen sich über eigensichere Feldbusbarrieren von Stahl anbinden. Die achtkanaligen Feldbusbarrieren können frei mit unterschiedlichen Standard-Gehäusetypen und Kabeldurchführungen kombiniert werden. Der Koppler im Aluminium-, Edelstahl- oder Kunststoff-Gehäuse wird einfach auf der DIN-Schiene montiert. Fenster im Gehäusedeckel erlauben Anwendern dabei den Blick auf die Diagnose-LEDs der Feldbuskoppler, sodass Status und Fehler sofort sichtbar sind.

Offener Standard für Feldbusse

DeviceNet ist ein offener Feldbusstandard, basierend auf dem CAN-Protokoll. DeviceNet gehört wie ControlNet und EtherNet/IP zur Familie der CIP-basierten Netzwerke. CIP (Common Industrial Protocol) bildet die gemeinsame Applikationsschicht dieser drei industriellen Netzwerke. Sie sind daher gut aufeinander abgestimmt und stellen dem Anwender ein abgestuftes Kommunikationssystem für die Leitebene (EtherNet/IP), Zellenebene (ControlNet) und Feldebene (DeviceNet) zur Verfügung. DeviceNet ist ein objektorientiertes Bussystem und arbeitet nach dem Producer/Consumer-Verfahren. DeviceNet-Geräte können Client (Master) oder Server (Slave) oder beides sein. Clients und Server können Producer, Consumer oder beides sein.

Feldbus ixxat (Foto: Ixxat)

Mit dem neuen CANio 500 bietet Ixxat ein flexibles I/O-Gateway für die einfache und schnelle Anbindung von analogen und digitalen Ein- und Ausgangssignalen an CAN- und CANopen-Systeme an, zum Beispiel bei Versuchsaufbauten, Komponentenprüfständen oder Fahrzeugen. Ein wesentliches Merkmal des Gerätes ist, dass es Ein- und Ausgänge für digitale und analoge Signale besitzt und diese äußerst flexibel konfigurierbar sind.

Schnelle Feldbusse für die Fertigung

Interbus ist ein schneller Bus, besonders für Anwendungen in der Fertigungsautomatisierung. Interbus arbeitet mit einem Master-Slave-Zugriffsverfahren, wobei der Busmaster gleichzeitig die Kopplung an das überlagerte Steuerungs- oder Bussystem realisiert. Topologisch ist Interbus ein Ringsystem: Alle Teilnehmer sind aktiv in einen in sich geschlossenen Übertragungsweg eingekoppelt. An dem vom Master ausgehenden Hauptring können zur Strukturierung des Gesamtsystems mit Hilfe von Busklemmen Subringsysteme gebildet werden. Als Besonderheit gegenüber anderen Ringsystemen werden beim Interbus-System sowohl die Datenhinleitung als auch die -rückleitung innerhalb eines Kabels und durch sämtliche Teilnehmer geführt. Hierdurch ergibt sich das Erscheinungsbild einer Linien- beziehungsweise Baumstruktur.

CANopen wurde von der CiA (CAN in Automation), der Nutzer- und Herstellervereinigung für CANopen, entwickelt und ist seit Ende 2002 als europäische Norm EN 50325-4 standardisiert. Es ist ein schneller Feldbus – nicht nur für die Antriebstechnik. CANopen verwendet als Übertragungstechnik die Schichten eins und zwei des ursprünglich für den Einsatz im Automobil entwickelten CAN-Standards (ISO 11898-2). Diese werden in der Automatisierungstechnik durch die Empfehlungen des CiA-Industrieverbandes hinsichtlich der Steckerbelegung, Übertragungsraten und der Anwendungsschicht erweitert. (Quelle: HMS)

Feldbus HMS (Bild: HMS)

Gateway-Familie für CANopen: Die neue Anybus X-Gateway Slimline-Serie von HMS in Karlsruhe verbindet CANopen-Netzwerke mit zehn anderen Feldbussen und Industrial-Ethernet-Netwerken. Die Slimline-Serie ist eine Weiterentwicklung der Anybus X-gateway Classic-Serie. Charakteristisch für dieses vollständig neue Produktdesign ist das schlanke Gehäuse. Mit den neuen Gateways können CANopen-basierte Feldgeräte mit Slave-Funktion in die meisten anderen industriellen Netzwerke integriert werden. Die neue Slimline-Serie für CANopen-Master umfasst Gateways für Profibus, DeviceNet, Modbus, ControlNet, Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT und Modbus-TCP.

Weitere Schwerpunktthemen aus dem Bereich
Informations- und Kommunikationstechnik

Condition Monitoring
Etwa im Jahr 2005 fand auf einmal ein Thema Beachtung, dessen Bedeutung zu Beginn nur schwer abzuschätzen war: Condition Monitoring (CM). Zahlreiche Fachveröffentlichungen, Podien, Foren und Diskussionsveranstaltungen befassten sich mit der Zustandsbeobachtung von technischen Systemen aus der Ferne. Betroffen waren und sind Anlagen, Maschinen, IT-Systeme oder Netzwerke. Mittlerweile hat sich das Condition Monitoring zu einer festen Größe entwickelt.

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