P R O C E S F I L D B U - FMS.

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1 P R O C E S F I L D B U - FMS

2 PROFIBUS FMS 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

3 Einsatzgebiete von FMS
Leitebene Zellenebene Feldebene Aktuator/ Sensor- Ebene

4 Anwendungsgebiete, Zielsetzung von FMS ( Fieldbus Message Specification ) intern
FMS ist für den universellen, objektorientierten, zyklischen und azyklischen Datenaustausch mit mittlerer Geschwindigkeit nach EN Volume 2 definiert. FMS ist eine Untermenge von MMS (Manufacturing Message Specification, ISO 9506) des MAP Protokolls. Die Anwendungsgebiete sind hauptsächlich: Übertragung von Programmen (große Datenmengen) Zusammenfügen von mehreren Teilprozessen zu einem Gesamtprozess Austausch von Daten zwischen aktiven Teilnehmern (Master - Master Kommunikation)

5 Übersicht: Merkmale von PROFIBUS-FMS
Verbindet intelligente Feldgeräte wie SPS, PC, MMI Leistungsfähige Anwendungsfunktionen bieten große Funktionalität Zugriff auf Variable, Programme und Domains möglich PROFIBUS-FMS arbeitet objektorientiert Multi-Master und Master - Slave Kommunikation möglich Peer-to-Peer, Broadcast und Multicast Kommunikation Zyklische und azyklische Datenübertragung möglich Bis zu 244 Byte Ein- und Ausgangsdaten pro Station Unterstützt von allen wichtigen SPS-Herstellern Große Produktvielfalt SPS/PC, E/A, Antriebe, Ventile, Encoder, MMI.... Mittlerweile ist FMS vom Feldbereich in den Zellbereich verdrängt worden. Die zweite Variante von PROFIBUS ist PROFIBUS-FMS. FMS bedeutet Fieldbus Message Specification. FMS basiert auf dem Subset des internationalen Standards für Fertigungsautomatisierung MMS. PROFIBUS-FMS ist geeignet für die Verbindung von intelligenten Geräten. PROFIBUS-FMS bietet 32 leistungsfähige Anwendungsfunktionen mit großer Funktionalität, die den Zugriff auf Variable, Programme und große Datenbereiche (Domains) ermöglichen. PROFIBUS-FMS ist ein objektorientiertes Protokoll und ermöglicht peer-to-peer, Broadcast und Multicast Kommunikation. PROFIBUS-FMS wird von allen wichtigen SPS Herstellern unterstützt, eine große Produktpalette ist verfügbar.

6 Struktur PROFIBUS- FMS im ISO /OSI-Modell
AW - Prozeß Anpassen des Dienstes an FMS ALI Anpassen des Dienstes an AW Generierung der PDU FMS (Services) Interpretation der PDU Layer 7 Abbildung auf LLI Abbildung auf FDL-Dienste FMS Dienste Netzwerkmanagement (FMA) Layer 1 / 2 Physical Layer und Data Link Layer

7 Aufgaben der einzelnen Schichten (intern)
Eine FMS-Kommunikation besteht aus : Kommunikationsobjekte, Kommunikationsdienste, Kommunikationsbeziehungen Anwendungsprozeß: Aufruf von normierten ALI-Diensten (Profilen) z. B. Antriebsprofil, NC-/RC Profil mit definierten Daten gewährt Austauschbarkeit von Teilkomponenten. Ein Anwendungsprozess umfaßt alle Programme, Ressourcen und Tasks, die keiner Komm. Schicht zugeordnet sind. Verteilte AW-prozesse können über Kommunikationsbeziehungen zu einem Gesamtprozeß vereinigt werden

8 Aufgaben der einzelnen Schichten (intern)
Application Layer Application Layer Interface :Anpassen des individuellen AW-Prozesses (Profile) auf die standardisierte Anwendungsschicht. (Schicht 7) Fieldbus Message Specification: Das FMS enthält das Anwendungsprotokoll und stellt die Kommunikationsdienste für den AW zur Verfügung. (Untermenge des MMS-Services, Optimierung). In vielen Fällen erfolgt der Datenaustausch azyklisch auf Anforderung des Applikationsprozesses. FMS beschreibt die Komm. objekte und Anwendungsdienste. Einhaltung des Protokolls beim Austausch der Prozess Daten Units (Überwachung der Dienste, Festlegung der Datenstrukturen, Objekt definition...). Bereitstellen von Services Generierung der PDU´s (Auftragsnr. Dienstart,Parameter, usw.)

9 Das Lower Layer Interface (intern)
Im LLI wurden die Funktionalitäten der Schichten zusammengefaßt (LLI ist Bestandteil der Schicht 7) und dient der Anpassung der AW-Funktionen an die Schicht 2.durch Übernahme der logischen Flußkontrolle und Verbindungsüberwachung. Fieldbus Management Layer7 (FMA7) Context Management: Enthält Services für Auf- und Abbau von Verbindungen Configuration Management bietet : Services für Laden und Lesen der KBL, Identifikation der Kommunikationskomponenten. Zugriff auf Variablen, Statistikzähler und Parameter der Schicht 2. Fault Management: liefert Services zum Erkennen und Beheben von Fehlern

10 Kommunikationsverbindungen (intern)
Definierte Verbindungen der Komm.Partner wird zum Projektierungszeitpunkt eindeutig festgelegt und kann nicht verändert werden Offene Verbindungen Der KP wird erst in der in der Verbindungsaufbauphase festgelegt. Vorteile für einfache Geräte, bei denen die KB vom Hersteller festgelegt sind. Diese Geräte können ohne Projektierung mit jedem Gerät kommunizieren. Attribut `Slave Initiative`ermöglicht Slave einen unbestätigten Dienst an zugeordneten Master abzusetzen. (Prio hoch/niedrig)

11 Kommunikationsbeziehung
PROFIBUS-FMS Kommunikation Der Datenaustausch erfolgt mittels Übertragen von Objekten mit Hilfe von FMS Services. Jedes Kommunikationsobjekt hat festgelegte Eigenschaften (Read/Write...) Wie die meisten Betriebssysteme (Windows, OS/2) arbeitet PROFIBUS objektorientiert. Die Prozessvariablen und Parameter werden als Kommunikationsobjekte bezeichnet. Jedes Kommunikationsobjekt hat definierte Eigenschaften. Das bedeutet, daß es z.B. gegen unerlaubten Zugriff geschützt werden kann. Alle Kommunikationsobjekte werden im Objektverzeichnis abgelegt , das vom Hersteller vordefiniert oder während der Projektierung individuell erstellt werden kann. Leitsystem (Client) Temperatur - Meßumformer (Server) Temperatur Skalierung Kommunikationsbeziehung PROFIBUS-FMS Filterzeit

12 Begriffe (intern) Damit ein Anwendungsprozess eines Gerätes mit einem AW-Prozess eines anderen Gerätes kommunizieren kann, müssen Kommuni-kationsobjekte zur Verfügung stehen. Sogenannte virtuelle Kommunikationsobjekte repräsentieren existierende Prozessobjekte, die ein AW-Prozess der Kommunikation sichtbar gemacht hat. Client/ Server Kommunikationspartner die Objekte anbieten heißen Server Kommunikationspartner , die auf diese Objekte zugreifen können heißen Client. Kommunikationspartner können gleichzeitig Client und Server sein. Master / Slave: Bezeichnungen sind nur für den Buszugriff.

13 Aufbau eines FMS - Felgerätes ( VFD)
Reales Feldgerät Sollwert Rezeptur Feldgerät 1 Virtuelles Feldgerät (VFD) Druck Temperatur VFD Druck Temperatur Füllstand Spannung Objektverzeichnis (OV ) Datentypverzeichnis Index Objekt Code Bedeutung 1 Datentyp Integer8 Statische Objektverzeichnis Index Obj.code Datentyp Int Symbol adresse 20 VAR H Druck 21 VAR H Temp 22 Feldgerät 2 VFD

14 VFD (intern) VFD: Virtual Field Device ist ein abstraktes Modell zur Beschreibung der Daten / Datenstrukturen und des Verhaltens eines Automatisierungssystems ,aus der Sicht des Kommunikationspartners. Die Basis dafür ist das VFD- Objekt, das alle expliziten und impliziten Kommunikationsobjekte und Objektbeschreibungen beinhaltet, die von einem Kommunikations-anwender durch Services genutzt werden können. Ein VFD-Objekt enthält genau ein Objektverzeichnis und ist genau einem AW-Prozess zugeordnet. Ein reales Gerät kann mehrere VFD Objekte enthalten, die jeweils durch ihre Kommunikationsendpunkte adressier werdent. Die Beschreibung des VFD-Objekts ist durch die Norm festgelegt.

15 Virtual Field Device ( VFD)
Identifikation durch Vendor-Name Model-Name Revision Profile Number Objekt VFD Key Attribute: implizit durch Komm.beziehung Attribute: Vendor Name Attribute: Model-Name Attribute: Profile Number Attribute: Logical Status Attribute: Physical Status Attribute: List of VFD specific Objects

16 Kommunikationsbeziehungen
Verbindungs- orientiert (quittiert) Verbindungslos (nicht quittiert) Peer to Peer ( One to one ) Zwei Kommunikationspartner schaffen vor dem Datenaustausch eine Verbindung zueinander Vorteil: Adressierungsinformationen müssen nur beim Aufbau der Verbindung angegeben werden. Multicast: Nachricht an mehrere remote Teilnehmer Broadcast: Nachricht an alle

17 Kommunikationsbeziehungen (intern)
Der Anwender kommuniziert mit einem Partner über logische Kanäle, den sog. Kommunikationsverbindungen (KR). Verbindungsorientierte Kommunikationsverbindungen stellen eine Point to Point Verbindung zwischen genau 2 AW Prozessen dar. Aufbau der Point Tto Point Verbindung mit Initiate-Service Angabe von Schutzmechanismen. Nach DÜ kann die Verbindung mit Abort abgebrochen werden. Verbindungsorientierte KB´s können zeitlich überwacht werden Definition von Verbindungsattributen Verbindungslose Kommunikationsverbindungen Gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Teilnehmern ohne Quittierung (Broadcast, Multicast)

18 Die Kommunikationsbeziehungsliste (KBL)
Die KBL enthält: Beschreibung aller Kommunikationsbeziehungen Sie wird zum Projektierungszeitpunkt für jeden Komm.teilnehmer erstellt und geladen. Für jede Kommunikationsbeziehung sind Angaben über den Typ der Komm.beziehung Verbindungsart Context Adressierung und zugehöriges VFD hinterlegt.

19 Kommunikationsbeziehungen (intern)
Ein Slave kann mehreren Master zugeordnet sein, d.h. mehrere Master können einen Slave schreibend und lesend bedienen. Die am Bus beteiligten Master können gegenseitig Daten austauschen. Diese Zuordnung der Kommunikationsverbindungen ist in den Kommunikations-Beziehungs-Listen geregelt. Kommunikationsverbindungen können temporär oder dauerhaft sein. Zyklische und azyklische Datenübertragung ist möglich. Der Datenaustausch erfolgt mit Kommunikationsobjekte ( mächtigere Dienste verfügbar)

20 Kommunikationsobjekte: Statische und dynamische Objekte
implizite sind durch die Norm festgelegt sind einer Objektbeschreibung zugeordnet explizite (nicht lesbar, änderbar, löschbar ) - VFD, OV, OBes OV - OBes Domain - OBes PI, SVar,Array - OBes Rec, VL, Event - Phys Access Obj statisch -Variable, Array, Record, Domain, Event - Program Invocation, Variable List können dynamisch erzeugt werden dynamisch Implizite Adressierung; - für VFD Adressierung: logisch (m) od. mit Namen (o)adressierbar (Index aus OV)

21 Objekte / Objektverzeichnis (intern)
Objekte sind z. B. Meßwerte, Schalterstellungen, Stellgrößen, ( Sollwert) Programme, Parametersätze. Objekte sind: Domain,Program-Invocation,Simple-Variable,Array, Record, Variable- List,Datentyp,Datentyp- Strukturbeschreibung, Event Variablen: zum Lesen und Schreiben = statisch Variablenliste: (logischer Zusammenhang zwischen Einzelvariablen Domains: Speicherbereiche ( vgl: DB in einer SPS ... ) = dynamisch Program Invocation: z. B. AW-Programm, Task (starten, stoppen, Reset) = dynamisch .

22 Objektbeschreibung Ein Objekt besteht aus: Index Objektcode (Datentyp)
Objektattribute logische Adresse Name (optional) Zuordnung reale zu logische Adresse Schutzmechanismen bei Projektierung ( für Teilnehmer, oder Variable nur lesbar) Extensions

23 Kommunikationsobjekte und Objektverzeichnis
Alle Kommunikationsobjekte werden lokal im Objektverzeichnis eingetragen. Ein OV enthält die komplette Beschreibung, Struktur und Datentyp, sowie die Abbildung der symbolischen Adressierung auf die physikalische Ebene. Bei einfachen Standardgeräten ist das OV i.d.R. vordefiniert (statisch). Aufbau des OV Header ( Infos über Struktur) Liste der unterstützten statischen Datentypen Statisches OV mit stat. Kommunikationsobjekte Dynamische Liste der Variablen Listen Dynamische Programmliste Die einzelnen Listen müssen nur vorhanden sein, wenn sie unterstützt werden.

24 Aufbau eines Objektverzeichnisses
Index Objektverzeichnis 0 OV-Objektbeschreibung 1 ....i Statisches Typverzeichnis k...m Statisches Objektverzeichnis n... t Dynamisches Variablenlisten Verzeichnis u....z Dynamisches Program Invocation Verzeichnis

25 Objekt: OV-Objektbeschreibung (intern)
Statisches Typenverzeichnis: enthält die Objektbeschreibungen von Standard Datentypen (Index= 1) und Datentyp- Strukturbeschrei-bungen für die Variable Access-Objekte aus dem S-OV . Statisches Objektverzeichnis: Enthält die Objektbeschreibungen für Simple Variables, Arrays, Records, Domains und Events.Jedem Index ist eine Objektbeschreibung zugeordnet. Dynamisches Variablenlisten-Verzeichnis: DV-OV enthält die Objektbeschreibungen der Variablenliste Ein Objekt VariablenList und seine Objektbeschreibung wird dynamisch durch den Service Define Variable List angelegt. Dynamisches Program Invocation Verzeichnis: DP-OV enthält die Objektbeschreibung der Objekte Program-Invocation. Wird dynamisch durch den Service Create/Delete-Program-Invocation angelegt / gelöscht.

26 OV-Services zum Behandeln von OV intern
Get-OV: zum Lesen von ein oder mehreren Objektbeschreibungen. (Kurzform(m)oder Langform(o) möglich). Einzelne Objekte werden durch Index oder Name unterschieden. Beim Lesen von mehreren Objekten wird Startindex angegeben. Put-OV: zum Schreiben eines oder mehrere Objektbeschreibungen. Die Put-OV Sequenz ist immer folgendermaßen: Initiate Put-OV, ein oder mehrere Put-OV, und Terminate Put-OV. Auch Löschen durch leeres OV möglich. Rückwirkungsfreies Laden: Der Client teilt dem Server mit, ob die Änderungen für die anderen Kommunikationspartner rückwirkungsfrei sind. z.B. Anfügen einer Obj. beschr., Löschen von privaten Obeschr. für nicht mehr im Komm. system befindliche Teilnehmer. (Einleitung mit Initiate-Put-OV mit parameter Consequence=0) Nicht rücwirkungsfreies Laden: Einleitung Initiate Put-OV mit Consequence=1 für Nachladen oder Consequence =2 für Neuladen. Bei 2 muß der User alle Komm. bez. abbauen. Terminate Put-OV: Beenden eines Ladevorgangs. Neuaufbau der Verbindungen notwendig.

27 Statische Kommunikationsobjekte
Werden im statischen Teil des OV abgelegt Variable, Array, Record, Domain, Event = statische Objekte vordefiniert gelöscht und verändert werden Adressierungsarten der Kommunikationsobjekte: logische Adressierung über Kurzadresse (Index) mandatory Adressierung mit Namen Physikalische Adressierung

28 Dynamische Kommunikationsobjekte
Werden im dynamischen Teil des OV abgelegt Variable List , Program Invocation Verzeichnis Sie können vordefiniert während des Betriebs definiert gelöscht und verändert werden Adressierungsarten der Kommunikationsobjekte: logische Adressierung über Kurzadresse (Index) mandatory Adressierung mit Namen Physikalische Adressierung

29 Datentypen von Objekten
Boolean ( Merker) Integer (8,16,32 Bit) Unsigned (8,16,32 Bit) Floating Point (32 Bit) Visible String ( ASCII- String) Octet String ( Byte) Bit String Date Time and Date Time Difference

30 Schutzmechanismen für Objekte
Beispiel für Schutzmechanismen: OV- Objektbeschreibung Teilnehmer A Access-Protection-Supported = true Objektverzeichnis Teilnehmer A Index 123 Objectcode =VAR Password =0 Access-Groups =0 Access Rights =Ra Index 164 Password =456 Access-Groups =40 Hex Access Rights =R,Rg,Wg OV- Objektbeschreibung Teilnehmer B Access-Protection-Supported = true Objektverzeichnis Teilnehmer B: Index 78 Objectcode =Record Index 91 Objectcode =VAR . R = Lesen mit Passwort Rg = Lesen von Zugriffsgruppen Ra = Lesen von allen Komm. partner W = Schreiben mit Passwort Wg = Schreiben von Zugriffsgruppen

31 Objekt: OV-Objektbeschreibung
Attribut Wertebereich/ Bedeutung Datentyp Index 0 Index des Objekts RAM/ROM Flag Boolean false=keine Änderung im OV möglich true= Änderung möglich Name Length = es werden keine Namen verwendet Access Protection true/false gibt an, ob zugriffsrechte für Passwort, Zugriffsgruppen, alle KP supported unterstützt werden Version OV Ausgabestand Local Address OV-OB 0 ..FFFFFFFF Verweis auf die reale OV-OB für interne Adressierung ST-OV Length max. Anzahl belegbarer Einträge im Stat. Typverzeichnis Local Address ST-OV 0 ..FFFFFFFF Verweis auf die reale ST-OV für interne Adressierung First Index S-OV Erster belegbarer Index des ST-OV S-OV Length max. Anzahl belegbarer Einträge im Stat. Obj.verzeichnis Local Address S-OV 0 ..FFFFFFFF Verweis auf die reale S-OV für interne Adressierung

32 Objekt: OV-Objektbeschreibung
Attribut Wertebereich/ Bedeutung Datentyp First Index DV-OV Erster belegbarer Index im Variablen Listen Verzeichnis 0 = keines DV-OV Length max. Anzahl belegbarer Einträge im DV-OV. Obj.verzeichnis Local Address DV-OV Verweis auf die reale DV-OV für interne Adressierung First Index DP-OV Erster belegbarer Index im DP-OV Local Address DP-OV Verweis auf die reale DP-OV für interne Adressierung Leeres OV: ROM/RAM Flag True S-OV Length 0 Name Length 0 First Index DV-OV 0 Access Protection Supported False DV-OV Length 0 VERSION OV 0 First Index DP-OV 0 ST-OV Length 0 DP-OV Length 0 First Index S-OV 15

33 Kommunikations Beziehungs Liste
Die Kommunikations Beziehungs Liste ist in jedem Kommunikationspartner hinterlegt. Sie enthält, mit welchem Kommunikationspartner, über welchen Dienstzugangspunkt und Netzknoten kommuniziert werden kann. Typ der Kommunikationsbeziehung Verbindungsart Adressierung zugeordnetes VFD-Objekt Sie kann statisch vorliegen und während des Betriebs geändert werden. Eine Komm.beziehung kann mit ihrem Index als auch mit optionalen Namen angesprochen werden. Bei einfachen Geräten ist sie fest vordefiniert. Bei komplexeren Geräten wird die KBL projektiert und in das Feldgerät geladen.

34 Objekt: FMS-KBL KR=0 KBL-Header Anzahl KBL-Einträge Poll-Listen SSAP
ASS/ABT-CT Symbol Length VFD-Pointer supported KR Statischer Teil Local LSAP Remote Address Remote LSAP Type LLI-SAP Verbindungsattribut max SCC

35 Objekt: FMS-KBL max RCC max SAC max RAC CI Multiplier
Max_ PDU-Sending High Prio Max_ PDU-Sending Low Prio Max_ PDU-Receiving High Prio Max_PDU_Receiving Low Prio Services supported Symbol VFD Pointer

36 Objekt: FMS- KBL Status Dynamischer Anteil Actual Remote Address
Actual Remote SAP SCC RCC SAC RAC Poll Entry enabled Die FMS-Komm. Bez.liste enthält die FMS spezifische Beschreibung aller KB eines Gerätes unabhängig vom Zeitpunkt der Nutzung.

37 KBL (intern) Die KBL enthält die Beschreibungen aller KOMM: BEZIEHUNGEN eines Gerätes. Sie besteht aus einem Header, sowie für jede projektierte Komm. beziehung einen Eintrag, der durch die KR adressiert wird. Header besitzt KR = 0. Jeder KBL-Eintrag besteht aus einem stat. (20 Attribute) und dyn. Anteil(8). Der stat. Anteil enthält die Informationen der Komm. bez. Es wird nur der stat.Teil projektiert. Der dyn. Teil wird zusätzlich mit übertragen. Begriffserklärungen: KR=Kommunikationsreferenz. Eindeutige Bezeichnung für die Kommunikationsbeiehung Local SAP= Schicht 2 SAP für diese KR Remote Address= physikalische Adresse des Remote Teilnehmers Remote LSAP= SAP des Kommunikationspartners.

38 KBL Begriffe intern Type= gibt den Typ einer Komm.bez an (Master-Master azyklisch,...) LLI-SAP: für diese Komm.bez. 0= LLI-User ist das FMS Verbindungsattribut: für verbindungsorientierte Verbindungen zur näheren Spezifizierung. D=Definierte Verbindung, I=Offene Verbindung beim Requester,... max SCC= besagt wieviele bestätigte Dienste maximal zum Komm.partner abgesetzt werden können. S285 Norm

39 Verknüpfung KBL - VFD FMS-KBL VFD1 Transaction- objects
OV-Objecktbeschreibung OV Objekt Objekt VFD2

40 PROFIBUS-FMS bietet leistungsfähige Anwendungsfunktionen:
Event Management Context Management OD-Management VFD Support Variable Access Program-Invocation Management Domain Management PROFIBUS-FMS bietet eine eine große Anzahl von leistungsfähigen Anwendungsfunktionen. Sie beinhalten: Funktionen für den Zugriff auf Variablen wie Read und Write Funktionen für die Übertragung von Ereignissen Funktionen zur Kontrolle der Ausführung von Programmen (diese Gruppe wird Program-Invocation Management genannt) Funktionen zum Up oder Download von großen Datenmengen (diese Funktionen nennt man Domain Management) Funktionen zur Verwaltung der Kommunikationsbeziehungen (diese Funktionen werden Context Management genannt) Funktionen zur Verwaltung des Objektverzeichnisses, die Object Management Services genannt werden. sowie Funktionen für den VFD Support, die u.a. die Identifikation von Geräten und deren Hard- und Software Ausgabeständen ermöglichen.

41 Übersicht der FMS - Services:
Context Management Initiate Abort Reject OD-Management GetOD InitiatePutOD PutOD TerminatePutOD Variable Access Read ReadWithType Write WriteWithType PhysicalRead PhysicalWrite InformationReport InformationReportWithType DefineVariableList DeleteVariableList VFD Support Status UnsolicitedStatus Identify Program-Invocation Management CreateProgramInvocation DeleteProgramInvocation Start, Stop, Resume, Reset, Kill Diese Folie gibt einen vollständigen Überblick über die PROFIBUS-FMS Funktionen. Dabei ist zu beachten, daß nur die unterstrichenen Funktionen von allen PROFIBUS-Geräten unterstützt werden. Die Auswahl weiterer Funktionen wird durch PROFIBUS Profile festgelegt. Das bedeutet, daß PROFIBUS Geräte i.d. Regel nur eine Teilmenge der FMS Funktionen verwenden. Domain Management InitiateDownloadSequence DownloadSegment TerminateDownloadSequence InitiateUploadSequence UploadSegment TerminateUploadSequence RequestDomainDownload RequestDomainUpload Event Management EventNotification EventNotificationWithType AcknowledgeEventNotification AlterEventConditionMonitoring Nur die unterstrichenen Dienste müssen von allen PROFIBUS-Geräten unterstützt werden Die Auswahl weiterer Dienste wird durch Profile festgelegt.

42 Variable Access Objekte Modellbeschreibung (intern)
Das Variable Access Modell stellt Services zur Verfügung, die es erlauben, Variablen zu lesen, schreiben, sowie dynamisch neue Variable List objekte zu definieren oder zu löschen. Objekt Datentyp definiert in Schutzmech. Bedeutung Simple Variable ein DT erlaubt S-OV R,W,Rg,Wg,Ra,Wa Abbildung einer PB-Variablen auf reales Obj. Array Reihe von Simple S-OV wie oben Abbildung eines PB-Arrays Variablen gl DT auf ein reales Array Record Reihe von SV un- S-OV wie oben Abbildung eines Records auf terschiedl. Datentyps ein real exist. Rec im AW System Variable List Reihung von mehreren DV-OV wie oben + Liste der Var Acc Obj. Var Access Obj. D, Da Datentyp charakt. eine Menge von Werten, und Operationen auf die diese Werte anwendbar sind. Datentyp Struktur- ST-OV Größe und Struktur von Arrays beschreibung.

43 Datentypbeschreibung (intern)
PROFIBUS legt negen Standar Datentypen auch frei projektierbare Datentypen fest, die im Statischen Objektverzeichnis (ST-OV) ab Index 1 hinterlegt sind. Nicht verwendete Datentypen, werden im ST-OV als nicht projektiert gekennzeichnet Index Objektcode Description 1 Datentyp Boolean 2 Null Objekt Integer8, nicht projektiert 3 Datentyp Integer16 . 32 Datentyp xy- Spezial Anwendungsspezifisch

44 Verbindungsorientierte Verbindungen
Verbindungsaufbauphase (Initiate, mit Angabe des Services, Nachrichtengröße,Verbindungsart, Optionen) erfolgreich Bestätigung Datenaustausch Verbindungsabbauphase (Abort )

45 FMS-Services Erklärungen (intern)
Initiate: Aufbau einer Verbindung zwischen 2 Kommunikations-partnern. Vereinbarungen über mögliche Services,Optionen und PDU-Länge, Zugriffsrechte, aktuelle Versionsnummern der OVs. Abort: Abbau einer bestehenden Komm. verbindung zwischen 2 Partnern. Die Verbindung kann sowohl vom Client als auch vom Server abgebrochen werden. Übergabe der Ursache (inkompatible Version, Passwortfehler, KBL Error, User Error, PDU / LLI/ Error ... Reject: FMS weist eine unzulässige PDU ab, mit Original Invoke-ID. Typ der zurückgewiesenen PDU ( Cofirmed /UnconfirmedReq/Res PDU, nicht erkannter PDU-Typ). Ursache: Auftragsnummer(Invoke ID) existiert bereits, max. Service overflow, nicht unterstützter service,PDU-Size ....

46 FMS-Services Erklärungen (intern)
Initiate Download Sequence: Eröffnung eines Downloads mit Angabe des Index oder Namen des Domains. Download Segment: Adressierung mit Namen oder Index, log. Adresse, Name, Daten, More follows Terminate Download Sequence: Angabe von Index, Namen, log. Adresse. Request Domain Download: Server teilt Client mit, daß ein Download durchgeführt werden soll, mit Angabe von Index, Name Upload Segment, Initiate Upload Sequence, Request Domain Upload siehe Download nur Client /Server Beziehung Program Invocation Management: stellt Dienste zur Verfügung um Domains zu einem Programm zusammenzustellen, zu starten, stoppen und zu löschen. Auf einem Gerät konnen mehrere Program Invocations zusammengestellt werden: Die Definition erfolgt im DP-OV. Das Objekt Program Invocation läßt sich aus Code und Daten zusammenstellen und ein lauffähiges Programm kreieren, das statisch vorliegen kann oder dyn. erzeugt wird.

47 FMS-Services Erklärungen (intern)
Objektbeschreibung Program Invocation Index i Domain Index m Domain Program Invocation: Parameter: logische Adresse des Eintrags im OV, Name des Obj., Anzahl der Domain Indices, Passwort, Zugriffsrechte, Deletable, Reusable (nach Ausführung in den Zustand idle oder unrunnable) Create Program Invocation: Mit diesem Service werden Domains, die im OV definiert sind, zu einem Programm zusammengestellt und online im DP-OV definiert. Programm wird mit logischer Adresse oder Namen angesprochen. Parameter: Passwort, Zugriffsrechte, Liste der Domains, ... Delete Program Invocation: Programme im OV werden hiermit gelöscht. Parameter siehe Create ...

48 FMS-Services Erklärungen (intern)
Start: Starten eines Programms. Übergabeparameter: Index oder Name, Übergabeparam. an das Programm. Stop: Ein laufendes Programm wird gestoppt.Parameter wie bei Start. Reset: Ein gestopptes Programm mit dem Attribut. Reusable=true wird auf den Anfang zurückgesetzt. Die PI geht in den Zustand Idle. Bei Reusable=false geht PI in Zustand unrunnable. Kill: Eine PI geht in den Zustand unrunnable.

49 Variable Access Services (intern)
Read: Lesen von Simple Variable, Array, Record, Variable List. Write: wie oben nur schreiben. Phys Read: Lesen von der phys. Adresse, eines oder mehrere Phys Write: Schreiben auf die phys. Adresse, " Information Report: Übertragen von Werten für die Objekte unter Read. (unconfirmed, d.h. Broadcast) Define Variable List: Anlegen eines Objektes Variable List. Parameter: Passwortschutz,Zugriffsrechte, Adresse der Variablen, Name der VL. Delete Variable List: Löschen eines Objekts aus der VL. Read with Type: Lesen der Werte und Datentypbeschreibungen der Objekte unter Read. Write with Type : Schreiben der ... Information Report with Type: Übertragen von Werten und Datentypbeschreibungen der Obj. unter Read

50 Event Management (intern)
Wichtige Meldungen können von einem Gerät zum anderen Gerät geschickt werden. Dies ist Sache des Anwenders. Event Notification: Versenden einer Ereignismeldung.Parameter: Prio, Zugriffsberechtigung, Index, Name Acknowledge Event Notification: Quittierung einer Ereignismeldung. Parameter siehe oben Alter Event Condition Monitoring: Event sperren/ freigeben Event Notification with Type: Versenden einer Ereignismeldung mit Datentypbeschreibung

51 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

52 Zyklische / Azyklische Dienste
Mit zyklischem Datenverkehr kann über eine KB ein Objekt mit Read / Write ständig gelesen oder geschrieben werden. ( LLI kann sehr effizient arbeiten) Mit dem azyklischen Datenverkehr können mehrere Objekte von verschiedenen KP sporadisch bearbeitet werden. Kommunikationsbeziehungen müssen in einer KBL eingetragen werden. Bei einfachen Geräten fest vordefiniert. Bei komplexeren Geräten wir ddie KBL projektiertund in das Feldgerät geladen. Eine KB enthält: Teilnehmeradresse, Schicht 2 SAP und LLI SAP, Auswahl der Services, Telegrammlängen, Überwachungsmechanismen.

53 Dezentrale Ein- und Ausgänge
PROFIBUS-DP und PROFIBUS-FMS Kombisystem Visualisierung SPS FMS DP PROFIBUS-DP und PROFIBUS-FMS PROFIBUS-DP und PROFIBUS-FMS können in jeder Art und Weise miteinander kombiniert werden. Das hat den Vorteil, daß PROFIBUS-FMS und PROFIBUS-DP über ein und dasselbe Kabel kommunizieren können. Die intelligenten Geräte können große Datenmengen oder Parametrierungsdaten mit Hilfe der FMS Dienste austauschen. Die einfachen dezentralen Ein-Ausgabeeinheiten verwenden das PROFIBUS-DP Protokoll zum schnellen und effizienten Austausch der E/A Daten mit der zugehörigen SPS. Darüber hinaus sind Geräte verfügbar, die das PROFIBUS-FMS und das PROFIBUS-DP Protokoll an ein und demselben Stecker realisieren. Das hat den Vorteil, daß die FMS Funktionen für die Parametrierung der Geräte verwendet werden können, und in der Betriebsphase der schnelle Datenaustausch dieser Geräte über PROFIBUS-DP realisiert wird. FMS FMS FMS DP DP DP Barcode Leser intelligenter Sensor Dezentrale Ein- und Ausgänge DP- Slaves Kombi - Slave FMS - Slave

54 PROFIBUS DP /FMS Gemeinsamkeiten
Nutzen für den Anwender: Parallelbetrieb von DP / FMS am gleichen Bus möglich, d.h. gemeinsame Leitungskomponenten wie Kabel, LWL, Stecker, Repeater, und für die jeweilige Anwendung optimales Kommunikationsverfahren PROFIBUS - DP für schnelle E/A Bearbeitung PROFIBUS - FMS für den objektorientierten Datenaustausch Bei gleichzeitigem Betrieb gelten die langsameren FMS- Reaktionszeiten.