PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.

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1 PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.
PROFIBUS International ist eine starke Interessengemeinschaft, die die PROFIBUS Interessen von mehr als 450 Firmen weltweit vertritt. Gemeinsame Marketingaktivitäten, Weiterentwicklung der Technologie und die Förderung der internationalen Akzeptanz sind die Hauptziele von PROFIBUS International. Lokale Nutzerorganisationen in den wichtigsten Industrieländern der Welt bieten Support vor Ort für Hersteller und Anwender. Mitglieder profitieren von den Synergieeffekten durch die Zusammenarbeit von Herstellern und Anwendern in einer starken Gemeinschaft. Alle Mitglieder profitieren vom Informationsvorsprung und verschaffen sich so einen Zeitvorteil am Markt.

2 Aufgaben der PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.
- Gemeinsame Marketing Aktivitäten - Öffentlichkeitsarbeit - Informationsverbreitung - Weiterentwicklung der Technologie - Ausstellung von Zertifikaten zum Nachweis der Normkonformität - Vergabe und Verwaltung der Identnummern - Definition von Anwenderprofilen - Erstellen von Testrichtlinien als Vorgabe für die Prüflabors - Betreuung der Mitglieder

3 Internationale Normen
EN Vol 3 W-FIP EN Vol 1 P-NET EN Vol 2 PROFIBUS - DP PROFIBUS - FMS

4 Die PROFIBUS Familie EN 50170 Volume 2 Branchenprofile Geräteprofile
Fertigungs Automatisierung Allgemeine Automatisierung Prozess Automatisierung Branchenprofile Geräteprofile PROFIBUS ist im europäischen Standard EN und dem bisherigen deutschen Standard DIN Teil 1-4 standardisiert. PROFIBUS-FMS ist die universelle Lösung für allgemeine Automatisierungsaufgaben. FMS hat einen großen Anwendungsbereich und bietet die Möglichkeit der Multi-Master Kommunikation zwischen intelligenten Geräten. PROFIBUS-DP ist besonders geeignet für die Fertigungsautomatisierung. DP ist sehr schnell, bietet Plug and Play und ist eine besonders kostengünstige Alternative. PROFIBUS-PA ist die Lösung für die Prozess-Automatisierung. PA ermöglicht die Busspeisung der Geräte und kann auch in eigensicheren Bereichen eingesetzt werden. Die Protokollfunktionen von PROFIBUS-FMS, -DP und -PA werden durch Profile ergänzt. Profile beschreiben, wie PROFIBUS in speziellen Anwendungsbereichen eingesetzt wird, wie z.B. in der Prozeßautomatisierung, der Gebäudeleittechnik oder der Fertigungsautomatisierung. Profile sind in den Richtlinien von PROFIBUS International definiert. PROFIBUS-DP PROFIBUS-FMS PROFIBUS-PA schnell universell branchenorientiert - plug and play - effizient und k ostengünstig - breiter Anwendungsbereich - Multi-Master Kommunikation - Busspeisung (Option) - Eigensicherheit (Option)

5 Transparente Kommunikation vom Sensor/Aktuator bis in die Leitebene
Leitsystem MMS, TCP/IP Backbone Buszyklus- zeit < 1000 ms Zellen- rechner CNC PC/VME PLS Zell- ebene PROFIBUS-FMS PROFIBUS-PA Buszyklus zeit < 100 ms Sensor VME/PC Sensor SPS Feld- ebene PROFIBUS-DP PROFIBUS-FMS PROFIBUS-PA Buszyklus- zeit < 10 ms Feld- gerät E/A Sensor Antrieb M Messum- former Feld- gerät

6 PROFIBUS im 7 Schichten Modell nach ISO/ OSI
DP / PA EN Schicht 7 Schicht 6 Schicht 5 Schicht 4 Schicht 3 Schicht 2 Schicht 1 EN FMS EN Volume 2

7 Drei verschiedene Übertragungstechniken sind möglich:
Abschluß PROFIBUS verwendet eine Bustopologie, die das An- und Abkoppeln von Stationen während des Betriebs ohne Rückwirkungen auf das Gesamtsystem ermöglicht Die Übertragungstechnik von PROFIBUS basiert auf einer einfachen verdrillten Zweidrahtleitung mit Busabschlüssen an beiden Enden. Die Geräte sind in einer Bus-Topologie miteinander verbunden. Dies stellt sicher, daß alle Geräte rückwirkungsfrei an- und abgekoppelt werden können, sogar in eigensicheren Bereichen. Dies ist ein sehr wichtiger Vorteil von PROFIBUS im Gegensatz zu anderen Feldbussystemen. Drei verschiedene Übertragungstechniken sind zulässig: RS 485 stellt die am meisten genutzte Übertragungstechnik für PROFIBUS-DP und -FMS dar. Sie benutzt eine geschirmte Zweidrahtleitung und ermöglicht Baudraten bis zu 12 Mbaud. (Mehr Details finden Sie auf der nächsten Folie) Für PROFIBUS-PA steht die Übertragungstechnik nach IEC zur Verfügung. Dies ermöglicht Eigensicherheit und Busspeisung der Geräte (Mehr Details finden Sie auf der nächsten Folie). Komponenten für Lichtwellenleiter sind ebenfalls verfügbar. Dies ermöglicht den Einsatz von PROFIBUS auch in Bereichen mit hohen elektromagnetischen Störungen oder bei großen Distanzen. Drei verschiedene Übertragungstechniken sind möglich: RS 485: hauptsächlich verwendet bei DP und FMS IEC : hauptsächlich verwendet bei PA( Zündschutzart Ex (i)) Fibre Optic: hauptsächlich verwendet bei DP und FMS

8 Merkmale der Übertragungstechnik
RS 485 (H2) Asynchrone NRZ-Übertragung gemäß RS 485 Baudraten von 9,6 kBit/s bis 12 MBit/s, wählbar in Stufen Geschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung 32 Stationen pro Segment, max. 126 Stationen zulässig Segmentlänge abhängig von der Baudrate 12 MBit/s = 100 m; 1,5 MBit/s = 400m; < 187,5 kBit/s = 1000 m Durch Repeater kann die Buslänge bis auf 10km ausgedehnt werden 9 PIN, D-Sub Steckverbinder empfohlen Diese Technik zeigt weitere Details der beiden hauptsächlich angewendeten Übertragungstechniken. RS 485, auch als H2 bezeichnet, basiert auf einer asynchronen NRZ-Übertragung. Sie bietet Baudraten von 9,6 kBit/s bis zu 12MBit/s, wählbar in Stufen. Pro Segment sind 32 Geräte zulässig. Die Übertragungstechnik gemäß IEC , die auch als H1 bezeichnet wird, basiert auf einer synchronen zweiphasigen Manchestercodierung und arbeitet mit 31,25 kBit/s im Current Mode. IEC bietet Eigensicherheit und Busspeisung der Geräte.

9 PROFIBUS-DP/FMS Übertragungstechnik (Schicht 1)
Geschirmte twisted pair Leitung nach EN Volume 2 VP(6) 390 Ohm B-Leitung(3) 220 Ohm A- Leitung(8) 390 Ohm GND(5) Die Versorgungsspannung für die Abschlußwiderstände im Stecker muß vom Teilnehmer zur Verfügung gestellt werden.

10 PROFIBUS - Erreichbare Segmentlängen (Schicht 1)
Baudrate in kbit/s 9,6 19,2 93,75 187, Leitungslängen in m(Teil 3) Leitungslängen in m (Teil 1) ** Stichleitungen bis 500 kbit/s gemäß EN (DIN T 1) bei 500 kbit/s ( < 6,6m) bei 1,5 MBaud ( <1,5 m) bei 12 MBaud sollten keine Stichleitungen verwendet werden

11 PROFIBUS - Leitungsparameter (Schicht 1)
Parameter neu alt Wellenwiderstand in Ohm Kapazitätsbelag (pF/m) < < 60 Schleifenwiderstand (Ohm/km) Aderndurchmesser(mm) 0,64 > 0,53 Adernquerschnitt (mm 2) > 0,34 > 0,22

12 PROFIBUS Stecker (Schicht 1)
Kommende und gehende Leitung

13 Steckerbelegung beim 9 -poligen SUB-D Stecker (Schicht 1)
Stift Nr. Signal Bedeutung 1 Schirm Schirm / Schutzerde 2 M24 Masse der 24V Ausgangsspannung 3 RxD/TxD-P *) Empfangs-/ Sendedaten- Plus 4 CNTR-P Steuersignal für Repeater (Richtungssteuerung) 5 DGND *) Datenübertragungspotential (Masse zu 5V) 6 VP *) Versorgungsspg. der Abschlußwiderst. P, (P5V) 7 P24 Ausgangsspannung Plus 24V 8 RxD/TxD-N *) Empfangs-/ Sendeleitung der Daten -N 9 CNTR-N Repeater Steuersignal (Richtungssteuerung)

14 Komponenten einer PROFIBUS-Anlage

15 Erdung, Schirmung, Bitcodierung (Schicht 1)
Leitungsschirm Schutzerde Leitungssender hochohmig NRZ- Codierung Idle Start Parity Stop

16 Differenzspannung / Leitungspegel
am Master

17 Differenzspannung / Leitungspegel
am Slave Leitungspegel der A- und B- Leitung >= 2V am Ende der max. Leitungs- länge

18 Möglichkeiten des Leitungsabschluß
B-Leitung(3) 390 Ohm VP Repeater oder ex- terne SV 220 Ohm A- Leitung(8) 390 Ohm GND VP sollte einen Mindeststrom von 10 mA treiben können

19 A- und B-Leitung 5 Volt B-Leitung 0 Volt A-Leitung
Pegel 1 = positiver Pegel am Punkt 3 gegenüber 8 Pegel 0 = negativer Pegel am Punkt 3 gegenüber 8

20 Datenübertragung mit LWL intern
In Anlagenbereichen, in denen mit großen elektromagnetischen Felder zu rechnen ist, können Anlagenteile oder eine komplette Anlage die Datenübertagung optional mit Lichtwellenleiter vornehmen. Nachfolgend sind die wesentlichen Vorteile einer Datenübertragung mit Lichtwellenleiter dargestellt: · Überbrückung von großen Entfernungen zwischen zwei Teilnehmern. · Störspannungen innerhalb einer Anlage können sich nicht ausbreiten, da Potentialtrennung zwischen den Teilnehmern besteht. · Unabhängigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen. Lichtwellenleiter gibt es in der Ausführung aus Quarzglas und aus Kunststoff. Mit beiden Varianten lassen sich Linien-, Stern-, Baum-, Ring-, Bus- und Doppelbusstrukturen aufbauen.

21 Datenübertragung mit LWL intern
Bei der Übertragung mit Lichtwellenleiter werden standardmäßig Busstecker angeboten, die eine Signalwandlung von RS 485 Signalen auf LWL und umgekehrt vornehmen (OLP´s = Optical Link Plugs). Weiterhin sind Repeater verfügbar, die diese Signalwandlung vornehmen. Somit haben Sie die Möglichkeit, innerhalb einer Anlage bei Bedarf zwischen beiden Übertragungstechniken zu wechseln. Die Übertragung mit LWL ist verlustbehaftet, d.h. die Dämpfung des Signals ist abhängig von den physikalischen Eigenschaften des LWL. Beim Planen eines Bussystems sollten Sie deswegen den Dämpfungsfaktor in die Berechnung mit einbeziehen. Der Dämpfungsfaktor wird bei Glasfaser in dB/km und bei Kunststoffaser in dB/m angegeben. Zur Vereinfachung der Inbetriebsetzung mit LWL werden echobildende Repeater angeboten, die ein gesendetes Nutzsignal wieder in die Empfangsschleife einschleusen. Damit haben Sie eine einfache Kontrolle, ob die installierte Leitung funktioniert.

22 Datenübertragung mit LWL intern
Bei der Angabe der Übertragungsgeschwindigkeiten zu den jeweiligen Komponenten sind die für PROFIBUS spezifizierten Übertragungsraten gemeint und nicht die Lichtgeschwindigkeit. Der Signalpegel „1“ besagt daß kein Licht ausgesendet wird. Eine „0“ bedeutet Licht auf dem LWL. Mit Glasfaserübertragung sind heutzutage Abstände zwischen zwei Repeatern von mehreren Kilometern erreichbar. Bei Plastikfaser sind ca. 50 m möglich. Bei der Entwicklung eines Feldgerätes solten Sie bereits die Übertragung mit LWL einplanen, damit Ihr Feldgerät in jede Anlage integriert werden kann. Einen Schaltungsvorschlag, der sowohl die RS 485 Übertragungstechnik als auch die Übertragung mit LWL unterstützt, sehen Sie am Ende des Kapitels. In diesem Beispiel wird das RTS Signal eines PROFIBUS ASIC´s zur Richtungserkennung an den Pin 4 des Bussteckers gelegt. Glas-LWL/ Kunststoff-LWL sind durch Steckverbinder vom Typ BF0C/2,5 zu verbinden.

23 . ... Segmentierung bei PROFIBUS (Schicht 1) Abschlußwiderstand
Segmente verbinden* . Remote- Repeater Link-Segment (Segment ohne Teilnehmer) ... Segmente abzweigen Kopplung zu PROFIBUS FO-Netzen Teilnehmer Abschlußwiderstand erforderlich

24 Segmentierung M R Segment 1 S Segment 2 Segment 3 Slave ohne Ab-
schlußwiderstand Slave mit Ab- Repeater mit Ab- Repeater ohne Ab-

25 Redundanzkonzept (Schicht 1)
Bus A Bus B Transceiver A Transceiver B TxD RCV A RCV B Umschalteinrichtung Kommunikationsprozessor

26 Redundanz der Busphysik
9 poliger SUB-D Stecker PROFIBUS Bustreiber Bustreiber Optokoppler Optokoppler redundante Busphysik ASIC ASIC ASIC ASIC ASIC Mikroprozessor/ Umschalteinrichtung

27 Teilredundanz der Übertragungsleitung

28 Teilredundanz intern In EMV verseuchter Umgebung kann es sinnvoll sein, die Datenübertragung mit LWL r auszustatten, um gegen hohe Stö r rspannungen resisdent zu sein. Mit Optical Link Modules (OLM) ist es möglich, von der Übertragungsphysik gemäß RS 485 Spezifikation auf die Übertragung mit Lichtwellenleiter (LWL) zu wechseln, wenn es nötig ist. Die OLM´s in obigem Bild haben jeweils eine 9-polige Schnittstelle gemäß EN in RS 485 Technik ausgeführt, eine 2-polige Schnittstelle zum Verbinden der OlM´s untereinander, und ein/ zwei LWL. An die 9-polige Schnittstelle kann ein komplettes PROFIBUS-Segment a n geschlossen werden. An den LWL-Kanälen können redundante LWL-Netze aufgebaut werden. Durch die

29 Gesamtredundanz Master 1 Master 2 CPU Bus 1 Bus 2 Slaves
Umschalteinrichtung Umschalteinrichtung Ausgänge Ausgänge Eingänge

30 Buszugriffsverfahren, Übertragungsprotokoll (Schicht 2)
Token Passing Master-Slave hybrides Buszugriffsverfahren Geregelte Weitergabe des Token durch: Previous Station Next Station Highest Station Address Initiative geht immer vom Master aus Folgende Betriebszustände werden beherrscht: 1 Mehrfache Token 2 Token Verlust 3 Fehler bei der Token Weitergabe 4 Mehrfachbelegung der Teilnehmeradressen 5 Teilnehmer mit def. Sender / Empfänger 6 Zufügen und Entfernen von Teilnehmern während des Betriebs 7 Beliebige Kombination von aktiven und passiven Teilnehmern

31 Arbeitsweise von PROFIBUS
Logischer Tokenring zwischen den Master-Geräten Aktive Stationen, Master Geräte SPS SPS PC Diese Folie zeigt das Prinzip des Buszugriffs von PROFIBUS. PROFIBUS unterscheidet zwischen aktiven Stationen wie SPSen oder PCs - sie werden Master Geräte genannt - und passiven Stationen wie Sensoren oder Aktuatoren - sie werden Slave-Geräte genannt. Durch das Busprotokoll wird ein logischer Tokenring zwischen den intelligenten Geräten aufgebaut. Das Zugriffsrecht auf den Bus wird zwischen den Geräten in Form eines Tokens weitergegeben. Der Token ist ein spezielles Telegramm, das über den Bus übertragen wird. Wenn ein Master den Token besitzt, hat er das Buszugriffsrecht auf den Buszugriff und kann mit allen anderen aktiven und passiven Geräten kommunizieren. Die Tokenhaltezeit wird bei der Systemkonfiguration bestimmt. Nachdem die Tokenhaltezeit abgelaufen ist, wird der Token zur nächsten intelligenten Station weitergegeben, die dann den Buszugriff hat und mit allen anderen Geräten kommunizieren kann. Die einfachen Geräte wie Sensoren und Aktoren benötigen kein logisches Token-Passing Protokoll. Das hat den Vorteil, daß das Protokoll für diese Geräte sehr einfach ist und sie somit sehr kostengünstig mit Single Chip ASIC Technologie realisiert werden können. Alle PROFIBUS Varianten verwenden dasselbe Buszugriffsprotokoll. PROFIBUS M M T Messum- former Sensor Sensor Antrieb Aktuator Sensor Antrieb Passive Stationen, Slave Geräte

32 Buszugriffsverfahren, Übertragungsprotokoll (Schicht 2) intern
Alle Teilnehmer hören alle Aufrufe mit TEILNEHMER ANTWORTEN NUR; WENN SIE ADRESSIERT SIND Quittung oder Antwort erfolgt in der TSLOT Zeit. Neuer Aufruf erfolgt erst nach Ablauf von Tid1 oder Tid 2 Keine Antwort nach Ablauf der Anzahl von Wdh --> künfig keine Wdhs und fehlerhafter Slave Mehrfach Token und Tokenverlust Tokenweitergabe von akt. Stationen in numerisch aufsteigender Reihenfolge.(höchster T gibt an niedrigsten T) In der LAS stehen die Adressen der aktiven Stationen. Nach Spgs. wiederkehr wird LAS Liste im Zustand Listen Token aktualisiert. Ebenso bei jedem Token Empfang. Ist PS in der Liste, nimmt Station den Token an, ansonsten erst nach Wiederholung. Nachrichtenzyklus + GAP, GAPL aktualisieren , dann Token gemäß LAS abgeben und Tslot warten. Wenn keine Antwort, dann ist er alleine im Ring. Es gibt 2 Slotzeiten ( nach Request und nach Token ) nur die höhere wird verwendet.

33 Zufügen und Entfernen von Teilnehmern intern
Aktive und Passive Teilnehmer dürfen zu beliebigen Zeitpunkten an.- abgekoppelt werden. Jeder akt. Teilnehmer überwacht Bereich zwischen TS(This station) und NS. = GAP (NS=Next station) Bereich ( Ausnahme HSA , HSA=highest station address). GAP update time zur Überprüfung der NS. Nach Abwicklung des Nachrichtenzyklus wenn noch Zeit, wird GAP überprüft. Ein neuer aktiver Teilnehmer baut sich im Listen Token die GAPL und LAS auf. Nach Power on im Listen Zustand und nach Tto keine Aktivität, dann nimmt Station den Token an sich "Claim Token". Bei gleichzeitigem Anlauf nimmt St. mit niedrigster TA den Token und schickt ihn 2x an sich selbst, dann an den nächsten. Ttr Trr Th: Token Sollumlaufzeit Ttr - Real Rotationtime Trr ergibt die verfügbare Zeit für die Abwicklung von Nachrichten. Jedoch eine hochprio Nachricht muß abgewickelt werden dürfen. Token Soll Umlaufzeit ist so zu bemessen, daß ein Nachrichtenzyklus pro Slave incl evtl. Wiederholungen durchgeführt werden kann. TH = TTR- TRR wenn TH > 0 dann niederpriore Nachrichten

34 Zustände der FDL- Steuerung
Offline: (aktiver und passiver Teiln.) nach Power on nach Reset FDL nach Erkennen von Fehlerzuständen Passive Idle (passiver Teiln) passive Teilnehmer "hören" an der Leitung korrekt adressiertes Telegramm muß beantwortet werden Ausnahme: Global Control und Token Listen Token (akt. T) für aktive Teilnehmer in der Initialisierung Aufbau und Aktualisieren der Listen 2 Durchläufe anhören, dann auf Request FDL warten wird eigene Adresse als Tokentelegr. erkannt --> Fehler Tto auswerten um aktiv zu werden)

35 Zustände der FDL- Steuerung
Active Idle nach Listen Zustand hören um Aufruf Telegr. aufzunehmen Übergang in den Zustand Use Token Claim Token nach Active Idle und Listen wenn Tto abgelaufen logischer Ring ist zu reinitialisieren Token 2 x an eigene Adresse sendne ( um LAS bei anderen Teilnehmern zu aktualisieren) Use Token hoch - niederpriorer Datenaustausch Await Data Response Zustand nach Aussenden eines Aufruftelegr. Tslot abwarten

36 Zustände der FDL- Steuerung
Check Access Time Überprüfen der verfügbaren TH (TTR- TRR) Pass Token Weitergabe des Token an NS Senden und gleichzeitiges Mithören des Tokentelegr. zum Erkennen des gesendeten Telegramms Im Fehlerfall Übergang nach Offline und Meldung an FMA 1/2 bei gestörtem Telegramm nochmals versuchen --> Check Token Pass und Meldung an FMA1/2 und Listen Zustand. wenn noch TH > 0 dann GAP aktualisieren Check Token Pass Warten auf Antwort nach Aussenden eines Token Telegramms währen Tslot wenn korrekter Empfang, dann Übergang nach Active Idle

37 Zustände der FDL- Steuerung
Await Status Response Zustand nach Pass Token , wenn Nachfolger nicht bekannt Warten auf ein Quittungstelegramm während Tslot Im Fehlerfall wieder nach Pass Token für Wiederholung, Weitergabe an eigene Adresse oder an Nachfolger Bei Mehrfachtoken ( Erhalt eines anderen Teles anstatt Quittung) Übergang in Active Idle FDL Initialisierung Nach Offline in Passive Idle oder Listen Token, wenn alle Betriebsparameter geladen wurden d.h. eigene Adresse, Baudrate, Überwachungszeiten

38 Dienste der Datensicherungsschicht (Schicht 2)
SDA: Send data with acknowledge (FMS) SRD: Send and request data with reply ( DP und FMS) SDN: Send data with no acknowledge (DP und FMS) CSRD: Cyclic send and request data (FMS)

39 PROFIBUS- Telegrammaufbau (Schicht 2)
SD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU.. FCS ED 68H x x x 8x 8x x 62/3E 60/3C x .. x 16H SD: Start Delimiter LE: Länge der Nettodaten + DA, SA , FC, DSAP, SSAP DA: Destination address SA: Source address FC: Function code DSAP: Destination service access point SSAP: Source service access point FCS: Frame checking sequence ED: End delimiter

40 Telegrammarten SD1, SD2 SD1 = Request_FDL_Status
: Dieses Telegramm sendet eine aktive Station immer nach Ablauf der GAP-Time, um nach neuen aktiven Teilnehmern am Bus zu suchen SD DA SA FC FCS ED 10H xx xx x x 16H SD2 = Telegramm: Datentelegramm mit variabler Datenlänge. Wird im SRD-Dienst benutzt SD LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU FC ED S 68H x x 68H xx xx x 60/3C 62/3E x ... x 16 H H H Länge

41 Telegrammarten SD3, SD4 SD3 = Telegramm:
Datentelegramm mit fester Datenlänge SD DA SA FC DU FCS ED A2H xx xx x x... x 16H Die Daten in der DU sind immer 8 Bytes lang. SD4 = Tokentelegramm: Telegramm zwischen 2 aktiven Busteil nehmern zum Erteilen der Buszugriffsberechtigung SD DA SA DCH xx xx

42 Timing Diagram Slave Master TSYN = 33 Tbit Request TQui TRDY
last Bit send Request TQui TRDY min TSDR=11TBit (TSL2 after Token) TSL1 TSyni Response after last Bit received first char. received max TSDR= Tbit TSYN = 33 Tbit (TSM) TID1 Request (Global Control) till 1st Bit TID2 (Request)

43 Überwachungszeiten bei PROFIBUS
tBit = 1 / Übertragungseinheit ( bit /s ) T syn = Synchronisationszeit. Zeit über die jeder Busteilnehmer Ruhepegel ( "1" ) empfangen muß = 33 TBit. Tsyni = max. Zeit zwischen 2 Syn Intervalle ( entspr. 2 kompletten Nachrichtensequenzen mit max Telegrammlänge) TSDx = Zeit zwischen letztem empfangenen / gesendeten Bit bis zum Senden / Eintreffen des ersten Bits. ( min TSDR / max TSDR ) TQui = Quiet time beim Umsetzen von NRZ Signalen auf andere Codierungen. (Umschaltzeiten für Repeater) TRDY >TQui < min TSDR TRDY = Wartezeit des Initiators auf Antwort nach dem Aussenden eines Telegramms TRDY < min TSDR

44 Überwachungszeiten bei PROFIBUS
TSET = Zeit vom letzten Interrupt bis zum Ausführen der entspr. Reaktion TSM = Sicherheitszuschlag für höhere Baudraten TID1 = Idle time Zeit nach Request bis zur Antwort . T id2=Zeit nach Aussenden eines Global Control Telegramms bis zum Senden des nächsten Telegramms. TTD= Telegrammlaufzeit tTD / tBit Bsp.: =tTD 2,5 bit bei 500 kbit/s TSL = Zeit, die der Initiator warten muß, bis ersten Zeichen empfangen wurde. TSL1 = beim Request, TSL2 beim Token. TTO = Auszeit zur Überwachung der Busaktivität ( Listen Token, Passive Idle Time) TTO = 6 TSL + 2*n * TSL n= Teilnehmeradresse beim akt. Teilnehmer n=130 beim passiven Teilnehmer. TGUD = GAP Abbild erneuern.

45 Zeitbedingungen TQui < min TSDR TQUI < TRDY < min TSDR
TID1 = max ( Tsyn + TSM + TSDI) TID1 = max ( Tsyn+ TSM+ TSDR) TSL1 = 2 TTD + max TSDR + 11 bit + TSM TSL2 = 2 TTD + max TID bit + TSM TSL = max (TSL1 , TSL2) TTO = 6 *TSL + 2*n*TSL n = 130 beim Slave od. Teil.adresse TGUD= G*TTR 0 < G <101

46 Der Function Code Mögliche relevante DP-Funktionscodes im Aufruftelegramm: Funktion (Bit 2 hoch 7 im FC = 1) Code-Nr. SDN low 4 SDN high 6 Reserved / Req. Diagnosis data 7 Request FDL Status with reply 9 SRD low 12 SRD high 13 Request Ident with reply 14 Request LSAP Status with reply 15

47 Der Function Code Mögliche relevante DP-Functionscodes im Quittungstelegramm: Funktion (Bit 2 hoch 7 im FC = 0) Code-Nr. Ack positiv ACK negativ (FDL/FMA1/2 user error (UE), Schnittste l lenfehler) 1 ACK negativ: No resource for Send Data (RR), z.B. kein Speicherplatz 2 ACK negativ - no service activated (RS), SAP nicht aktiviert. 3 Response FDL/FMA 1 / 2 Data low and Send Data ok 8 ACK negativ no response FDL/FMA 1 / 2 Data and send data ok 9 Response FDL data high and send data ok 10 Response FDL Data low no resource for send data 12 Response FDL Data high resource for send data 13

48 Optimierungen eines PROFIBUS Systems
Retry Faktor (<3) Hochpriore Nachrichten = selten auftratende Nachrichten als Diagnosedaten senden TSDR für den Slave vorgeben GAP-Faktor möglichst hoch

49 Verlegevorschriften / Empfehlungen (Leitung)
Leitungsschirm

50 Anschluß der Leitung intern
Vor dem Anschließen des Buskabels an den Busstecker sollten Sie sich über die mechanischen Gegebenheiten des Steckers informieren. Im Regelfall sind die Datenleitungen im Stecker mit A- und B gekennzeichnet. Es ist darauf zu achten, daß die gleiche Leitungsfarbe immer durchgängig bei jedem Teilnehmer am gleichen Buchstaben sowohl bei der ankommenden und bei der abgehenden Leitung angeschlossen wird. Eine Vorschrift, welche Farbe an welchem Buchstaben anzuschließen ist, gibt es nicht. Der Leitungsschirm ist großflächig an der jeweiligen Schirmschelle aufzulegen. Die Schirmschelle und das Steckergehäuse müssen leitend verbunden sein. Sicherheitshalber sollte der ohmsche Widerstand zwischen Schirmschelle und Steckergehäuse nochmals überprüft werden. Am Anfang und am Ende (und nur da) eines Bussegments ist der Abschlußwiderstand einzulegen. Es ist sicherzustellen, daß der Widerstand auch ordnungsgemäß "eingerastet" ist.

51 Anschluß eines Repeaters
Busabschluß- widerstand A B A B PE

52 Anschluß Repeater intern
Es gibt keine Vorschrift, welche Adernfarbe an welche Klemme anzuschließen ist, sie muß nur innerhalb der gesamten Anlage (über mehrere Segmente hinweg) einheitlich sein. Die Bezeichnung gilt sowohl für die ankommende und abgehende Leitung. Besonderes Augenmerk ist bei der Verkabelung darauf zu legen, daß der Leitungsschirm (Geflechtsschirm und falls vorhanden auch der Folienschirm) großflächig mit der Schirmschelle verbunden ist. Repeater sollten vorzugsweise in Montageschränken auf eine Hutschiene montiert werden. Bei der Montage auf eine Hutschiene sind normalerweise keine zusätzlichen Schirmungsmaßnahmen notwendig, da ein Repeater im Regelfall an der Rückseite durch eine Kontaktfeder leitend mit der Hutschiene verbunden ist. Ist diese Ausführung nicht möglich, muß der Repeater bei der Montage zumindest mit leitfähigen Anlagenteilen großflächig verbunden werden.