GET MENSCH und TECHNIK
GET MENSCH und TECHNIK

Glossar der Automatisierungs- und Kommunikationstechnik 

Hinweis: Einige Passagen wurden unter Nutzung von
Wikipedia
http://www.wikipedia.org
erarbeitet.

Allgem. Master
In der Automatisierungstechnik hat sich der Begriff Master für ein zentrales Gerät durchgesetzt, dass die Kommunikation managet. Hierbei ist nicht zwingend eine Master/Slave Kommunikationsbeziehung gegeben. So spricht auch das CANopen von einem Master obwohl das Producer/Consumer-Prinzip eigentlich keine Dominanz kennt. Hinter dieser Zuordnung verbirgt sich neben der Kommunikationsbeziehung oder dem Buszugriffsverfahren der Teilnehmer der das Netzwerk konfiguriert.

Es ist aber ein Relikt aus der Zeit Zentralen Steuerung, wird aber weitergetragen. Für die neuen Realtime-Ethernet Derivate wurden neue Begriffe eingeführt. Im Folgenden sind die neuen Begrifflichkeiten den einzelnen Systemen zugeordnet.

Bezeichnung
System
Controller: PROFINET IO
Scanner: Ethernet/IP, CotrolNet
Managing Node: Ethernet PowerLink
Master: EtherCAT, SERCOS III

 

Allgem. Slave
Die unterlagerten Stationen (Kommunikationsteilnehmer) wurden und werden als Slaves bezeichnet.
Device (PROFINET IO)
Adapter (Ethernet/IP, CotrolNet)
Controlled Node (EPL)
Slave (EtherCAT, SERCOS III)

AS-Interface
Aktuator Sensor Interface

ARP
Address Resolution Protocol wird von TCP/IP-fähigen Geräten (z.B. Switches) verwendet um der MAC ID eine IP-Adresse (IPv4) zuzuordnen.

BACnet
Building Automation and Control Networks ist ein Vernetzungskonzept für die Gebäudeautomation.

 

CAL
Der CAN Application Layer bildet die Anwendungsschicht in der Protokollhierarchie des CAN-Busses.

 

CAN-Bus
Ein Controller Area Network ist ein von der ISO standardisierter echtzeitfähiger Feldbus für die serielle Datenübertragung.

CAN-Profile
Die CAN in Automation (CiA), die Organisation der CAN-Bus-Nutzer, hat in mehreren Arbeitsgruppen CAN-Profile für die Labor-Automation, für Klimaanlagen und Baumaschinen entworfen.

CANopen
CANopen ist ein von der CAN-in-Automation (CiA) spezifizierter Standard, der auf dem CAN-Bus basiert und einen Subset des CAN Application Layer (CAL) für die Kommunikation und das Netzwerk-Management benutzt.

CIP-Protokoll
Das Common Industrial Protocol ist ein Anwendungsprotokoll für die Automation, das den Übergang der Feldbusse in industrielles Ethernet und in IP-Netze unterstützt.
Dieses Industrieprotokoll benutzen einige Feldbusse wie CompoNet, DeviceNet, ControlNet und EtherNet/IP

Client/Server
Ein Client (deutsch: Kunde, Dienstnutzer) kann auf Wunsch einen Dienst bei dem Server anfordern, der diesen Dienst bereitstellt. Ein Server (deutsch: Bediener, Anbieter, Dienstleister) ist ein Programm (Prozess), das mit einem anderen Programm (Prozess), dem Client (deutsch: Kunde), kommuniziert, um ihm Zugang zu einem Dienst zu verschaffen. Das Client-Server-Modell ist das Standardkonzept für die Verteilung von Aufgaben innerhalb eines Netzwerks. In der Regel haben Geräte beide Möglichkeiten (siehe PROFIBUS FMS). Hat jedes Gerät nur eine Option, spricht man von einem Master/Slave System (siehe PROFIBUS DP).

 

DALI
Das Digital Addressable Lighting Interface (DALI) wurde als Interface zur Steuerung von Leuchten in der Gwbäudeautomatisierung entwickelt.
der Aufbau und die Technik sind bewußt einfach gehalten um ein kostengünstiges Interface zur Steuerung und Regelung über DALI zwischen Dimmern und EVGs herzustellen. DALI ist kein BUSsystem und arbeitet nicht mit Schutzkleinspannung (SELV) und muss in Installationsleitungen und Kabeln verdrahtet werden. Was gelichzeitig den Vorteil hat, dass man es (D+ D-) in einem Standard NYM-J 5x1,5 mitführen kann. Der aktuelle Stanadrd DALI 2 unterstützt neben Schalten, Dimmen, Szenen, Gruppen, auch das Ansteuern  von

Tunable White, die Farbdarstellungen über

xy-Koordinaten oder die Farbmischung über RGB. Somit ist DALI optimal für Biodynamisches Licht (HCL) geeignet. 

 

DMX
DMX als Abkürzung Digital Multiplex wurde ursprünglich als Protokoll für die Beleuchtungssteuerung im Bereich Bühnen und Veranstaltungstechnik (Konzerte, Discotheken, Theater) konzipiert. DMX ist eine Master/Slave System. Zunehmend wird DMX auch als Lösungen mit Licht als Gestaltungselement für beispielsweise Effekt- und Architekturbeleuchtungen oder beeindruckende Fassadenbeleuchtungen in der Gebäudeautomatisierung eingesetzt.Die aktuelle Version heißt DMX-512-A.

COM/DCOM
Das Component Object Model ist eine von Microsoft entwickelte Plattform-Technologie, um unter dem Betriebssystem Windows Interprozesskommunikation und dynamische Objekterzeugung zu ermöglichen. Befindet sich zwischen Server und Client ein Netzwerk, so kommt DCOM (Distributed COM) zum Einsatz.

 

DHCP
Das Dynamic Host Configuration Protocol wurde im RFC 2131 definiert und bekam von der Internet Assigned Numbers Authority die UDP-Ports 67 und 68 zugewiesen.
Durch DHCP ist die automatische Einbindung eines neuen Computers in ein bestehendes Netzwerk ohne dessen manuelle Konfiguration möglich. An diesem, dem Client, muss im Normalfall lediglich der automatische Bezug der IP-Adresse eingestellt sein.

 

DP
Dezentrale Peripherie ist ein Begriff aus der Automatisierungstechnik und bezeichnet das Anbinden von verteilter Steuerungselektronik für eine (größere) Maschine an eine zentrale CPU über ein Bussystem. Der Ausdruck ist mit dem Aufkommen von Feldbussen wie dem Profibus populär geworden. Früher wurde in der Automatisierungstechnik eine CPU mit den dazugehörigen Ein- und Ausgabekanälen zentral aufgebaut. Die über die Maschine verteilten Sensoren und Aktoren wurden zur zentralen Steuerung verkabelt. Der Nachteil dieser Lösung war der hohe Verkabelungsaufwand (Kosten, Störanfälligkeit) und mangelnde Flexibilität.

DeviceNet
DeviceNet ist ein offener, von Allen-Bradley entwickelter Feldbus, der mit dem CAN Layer 1+2 arbeitet und von der ODVA weiterentwickelt und vermarktet wird.

EPL
Ethernet POWERLINK ist eine Protokollerweiterung zum Ethernet-Standard nach IEEE 802.3, um Echtzeitdaten im Mikrosekundenbereich zu übertragen. Der Hauptanwendungszweck ist die Übertragung von Prozessdaten in der Automatisierungstechnik.

EPSG
Die Ethernet-Powerlink-Standardisierungsgruppe treibt die Standardisierung von Ethernet-Powerlink (EPL) voran, einer Ethernet-Echtzeitvariante, die ursprünglich von der österreichischen Firma B&R entwickelt wurde.

EtherCAT
EtherCAT ist ein von der Firma Beckhoff initiierter, Ethernet basierter Feldbus. Das offengelegte Protokoll eignet sich für harte wie weiche Echtzeitanforderungen in der Automatisierungstechnik. EtherCAT ist die Weiterentwicklung des Lightbus.

ETG
Die EtherCAT Technology Group ist eine Interessengemeinschaft, die sich der Weiterentwicklung und Implementierung von EtherCAT widmet, einer Ethernet-Echtzeittechnologie, die von der Firma Beckhoff entwickelt wurde.

EtherNet/IP
Ethernet Industrial Protocol ist ein offener Industrie-Standard für industrielles Echtzeit-Ethernet, basierend auf TCP/IP und UDP/IP. Mit dem EtherNet/IP-Protokoll wird Ethernet um das Commen Industrial Protocol (CIP) auf der Anwendungsschicht erweitert.

EIB/KNX
Der European Installation Bus ist ein Bussystem, das alle Sensoren und Aktoren in Gebäuden miteinander verbindet und über das die Steuersignale für diese Komponenten betrieben werden. der 1996 begonnene Prozess einer Weiterentwicklung zu einem internationalen Standard mündete im Frühjahr 2002 in die veröffentlichte Spezifikation von KNX. Im Dezember 2003 wurde KNX in die europäische Norm EN 50090 übernommen und im November 2006 diese Norm als internationale Norm ISO/IEC 14543-3 akzeptiert.

EoE
Ethernet over EtherCAT Beliebige Ethernetgeräte können innerhalb des EtherCAT-Segment via Switchport angeschlossen werden. Die Ethernet Frames werden durch das EtherCAT Protokoll getunnelt, wie es bei den Internet Protokollen üblich ist (z.B. TCP/IP, VPN, PPPoE (DSL), etc.). Das EtherCAT Netzwerk ist dabei für die Ethernet Geräte voll transparent und die EtherCAT-Echtzeiteigenschaften werden nicht beeinträchtigt.

FDT/DTM
Anfang 2003 wurde von Unternehmen wie ABB, Endress+Hauser, Invensys, Siemens und Metso Automation die FDT Joint Interest Group gegründet. Diese Unternehmen bilden heute das Steering Committee der FDT JIG. Im November 2004 ist auch das Unternehmen Omron dem Steering Committee beigetreten. Die FDT Joint Interest Group ist eine nicht gewinnorientierte internationale Zusammenarbeit von Unternehmen aus dem Bereich der industriellen Automatisierung, die es sich zur Aufgabe gemacht haben, die Verbreitung der FDT Technologie zu fördern und weltweit zu etablieren. Mit einer wachsenden Zahl an Mitgliedern wurde die Organisation und die Verwaltung der FDT Joint Interest Group immer schwieriger und es wurde entschieden sie als rechtlich unabhängige Organisation neu aufzustellen. Aus diesem Grunde wurde im September 2005 die „FDT Group“ als ein Verein nach belgischem Recht gegründet.

DTM:
Ein Device Type Manager (DTM) ist im Prinzip ein Treiber.
Möchte man beispielsweise einen Drucker an ein Betriebssystem koppeln, benötigt man ebenfalls einen Treiber, der die Daten für einen Druckauftrag für den Drucker aufbereitet. Ebenso könnten aber auch Diagnoseinformationen wie Tintenstand oder der Betriebszustand dem Benutzer über ein GUI (Graphical User Interface, siehe Grafische Benutzeroberfläche) mitgeteilt werden.
Der DTM umfasst alle Funktionen, die Struktur, die Parametrierung sowie die GUI inklusive einem Hilfesystem für ein bestimmtes Feldgerät oder evtl. eine Gerätefamilie. Er wird als Programm auf dem PC installiert, kann aber nur aus einem Container, auch Rahmenapplikation (Frame Application) genannt, gestartet werden. Neben den Geräte-DTMs gibt es auch DTMs für Kommunikationsgeräte, beispielsweise PROFIBUS-DP-Anschaltkarten, HART-Modems oder Gateway-Geräten.

FDT:
Hinter dem Begriff Field Device Tool steht nicht ein bestimmtes Programm, sondern eine Schnittstellendefinition. Ein Druckertreiber kann auch nur von einem Textverarbeitungsprogramm angesprochen werden, wenn die Schnittstellen zwischen Anwendung, Betriebssystem und Treiber klar definiert sind (um am Beispiel vom Druckertreiber anzuknüpfen.) Damit alle DTMs von verschiedenen Herstellern in jedem Container korrekt funktionieren, müssen die Schnittstellen zum umgebenden System sowie zu anderen DTMs klar definiert werden. Diese Schnittstellendefinition wird FDT genannt. Der Urvater aller Rahmenprogramme ist PACTware, entwickelt von diversen Feldgeräteherstellern und Systemlieferanten. Mittlerweile gibt es auch andere FDT-Frames, die den Bedürfnissen der verschiedenen Anwender gerecht werden, zum Beispiel SyCon.net von Hilscher, fdtCONTAINER von „M&M“ oder SmartVision von ABB bzw. Integrationen in die Leitsysteme von ABB.


Feldbus
Der Feldbus (engl. Fieldbus) ist der Oberbegriff für verschiedene physikalisch ausgeprägte Bussysteme für die Automatisierung, Fertigungstechnik, Gebäudeautomation und die Automotive-Technik.

Feldebene
Die Feldebene ist die unterste Ebene einer Ebenenhierarchie in der Automatisierungspyramide. Auf dieser Ebene wird die Steuerung der Prozesse direkt durch die Sensoren und Aktoren ausgeführt.

FTP
Das File Transfer Protocol (engl. für „Dateiübertragungsverfahren“, kurz FTP), ist ein im RFC 959 von 1985 spezifiziertes Netzwerkprotokoll zur Übertragung von Dateien über TCP/IP-Netzwerke. FTP ist in der Anwendungsschicht (Schicht 7) des OSI-Schichtenmodells angesiedelt. Es wird benutzt, um Dateien vom Server zum Client (Herunterladen), vom Client zum Server (Hochladen) oder clientgesteuert zwischen zwei Endgeräten zu übertragen. Außerdem können mit FTP Verzeichnisse angelegt und ausgelesen, sowie Verzeichnisse und Dateien umbenannt oder gelöscht werden.


IDA
Interface for Distributed Automation ist eine Interessengruppe mit dem Ziel, eine Schnittstelle für die verteilte Automation auf der Grundlage von Ethernet und TCP/IP zu entwickeln. Die IDA-Group kooperiert mit ODVA und entwickelt offene Standards mit denen auf einem Netzwerk verschiedene Ethernet-Varianten betrieben werden können.

iMAP
SIMATIC iMap ist ein Engineering Tool für die Projektierung der Kommunikation zwischen intelligenten Automatisierungs- und Feldgeräten in verteilten Automatisierungslösungen.

Das Wettbewerbsprodukt ist SyCon.net von der Hilscher Gesellschaft für Systemautomatisierung mbH. SyCon .net basiert auf den offenen Standards FDT/DTM und kann neben PROFINET CBA alle relevanten Feldbus- und RT-Ethernet-Systeme konfigurieren. 

IEC 61131 (EN 61131)
Die IEC 61131 befasst sich als internationale Norm mit den Grundlagen Speicherprogrammierbarer Steuerungen. Sie ist gegliedert in die folgenden Teile.
Teil 1: Allgemeines
Teil 2: Betriebsmittelanforderungen
Teil 3: Programmiersprachen
Teil 5: Kommunikation
Teil 6: Funktionale Sicherheit
Teil 7: Fuzzy-Control-Programmierung

Eine objektorientierte Weiterentwicklung für verteilte Steuerungen ist die EN 61499.

IEC 61131-3
Teil 3 der IEC ist die einzig weltweit gültige Norm für Programmiersprachen von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS;PLC). In dieser Norm werden die Programmiersprachen:

 Abkürzung
Deutsch

 Abkürzung
Englisch

 Beschreibung und Details

 AWL

 IL

Anweisungsliste (Instruction List) Vergleichbar mit Assembler, also eine sehr "Hardware nahe" Sprache. Verliert zunehmend an Bedeutung und wird zunehmend durch ST  (SCL) ersetzt. Versuche (wie bei TIA Portal V1) AWL abzuschaffen sind bisher gescheitert.

 ST

 ST

Strukturierter Text (Structured Text) ist eine an Pascal angelehnte  Hochsprachen, bei STEP 7 als SCL (Structured Control Language) bezeichnet. Diese Sprache erleichtert die Programmierung von komplexen Datenfunktionen.

 

 

Graphische Sprachen

 

KOP

 

LD

Kontaktplan (Ladder Diagram) ist als graphische Programmiersprache vergleichbar mit einem Elektro-Schaltplan, der um 90° gedreht ist. Sie ist von daher bei Elektro-Fachkräften sehr beliebt.

FBS
(FUP)

 FBD

Die Funktionsbaustein-Sprache Teilweise (insbesondere bei Siemens STEP 7) auch als FUP (Funktionsplan) bekannt. Sie ähnelt den
Logik-Schaltplänen.

AS

SFC

Die Ablaufsprache (Sequential Function Chart) ist eine graphische Möglichkeit s.g. Schrittketten sehr komfortabel  zu programmieren, bei STEP 7 als S7 GRAPH bekannt. Die IEC 61131-3:2003 sieht den SFC als eine Weiterentwicklung von GRAFCET nach EN 60848.

 

CFC ein Continuous Function Chart (deutsch Signalflussplan) wird in der IEC 61131-3-Norm zwar erwähnt aber nicht spezifiziert. Dennoch stellt sie eine gängige Erweiterung von IEC-Programmierumgebungen dar.

 

IEC 61499 (EN 61499)
Die IEC 61499, befasst sich mit Funktionsbausteinen für industrielle Prozessmess- und -Steuerungssysteme. Im 1. Teil der IEC 61499 wird die Architektur für verteilte Systeme definiert. Das zyklische Ausführungsmodell von IEC 61131 wird in IEC 61499 durch ein ereignisorientiertes Ausführungsmodell ersetzt. Anwendungen werden durch ein Funktionsbaustein-Netzwerk definiert.

IEC 61499 Funktionsbausteine basieren auf IEC 61131-3 Funktionsbausteinen. Daher besitzen sie ebenfalls ein Schnittstelle und eine Funktionsimplementierung bzw. –Beschreibung.
Im Gegensatz zur IEC 61131-3 besitzen IEC 61499 Schnittstellen neben den Daten Ein- und Ausgängen zusätzlich noch Ereignis Ein- und Ausgänge, die über eine sogenannte WITH Beziehung mit Daten Ein- bzw. Ausgängen verbunden werden können.

Moderne Engineering-Tools wie zum Beispiel das  nxtSTUDIO ermöglicht das effizienteste Engineering verteilter Systeme. Sie integrieren alle Automatisierungsaufgaben in einem einzigen Werkzeug, bieten vorgefertigte Software-Bibliotheken, erlaubt topologie- und hardwareunabhängiges Engineering und nutzt die IEC 61499 wie auch die IEC 61131 als Steuerungsstandard.

 

Interbus
Der Interbus ist (man muss schon eher "war" sagen) ein standardisierter Feldbus, der in der Automatisierungstechnik eingesetzt wird. Es ist ein offenes Buskonzept, das als internationale (IEC 61158), europäische (EN 50254) und nationale Norm (DIN 19258) standardisiert ist, sich für die Echtzeitübertragung von Prozessdaten eignet und herstellerneutral alle SPS-Systeme unterstützt.

IP
Die Aufgabe des Internetprotokolls (IP) besteht darin, Datenpakete von einem Sender über mehrere Netze hinweg zu einem Empfänger zu transportieren. Die Übertragung erfolgt auf der Vermittlungsschicht, sie ist paketorientiert, verbindungslos und nicht garantiert. Die IP-Datagramme werden auch bei identischen Sendern und Empfängern vom IP-Protokoll als voneinander unabhängige Datenpakete transportiert. Das IP-Protokoll garantiert weder die Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge noch eine Ablieferung beim Empfänger, d.h. Datagramme können z.B. wegen Netzüberlastung verloren gehen. Empfangsquittungen gibt es auf IP-Schicht nicht.


KNX
KNX ist heute einer der wichtigsten Feldbuse zur Gebäudeautomation. Auf dem Markt der Gebäudeautomation ist KNX der Nachfolger der Feldbusse EIB, BatiBus und EHS. Technisch ist KNX eine Weiterentwicklung des EIB durch Erweiterung um Konfigurationsmechanismen und Übertragungsmedien, die ursprünglich für BatiBus und EHS entwickelt wurden.
KNX ist mit EIB kompatibel.

 

Leitebene
Die Leitebene bildet im hierarchischen Ebenenmodell für die Automation die oberste Ebene mit der höchsten Funktionsvielfalt. Auf dieser Ebene sind die Leitrechner, die SPS-, IPC-, CAD- und CAM-Systeme angesiedelt. Die Leitebene dient der Steuerung der gesamten Betriebs- und Produktionsstätten. Auf dieser Ebene findet häufig eine Vernetzung mit Ethernet oder industrielles Ethernet statt. In bestimmten Anwendungen wie der Automotive-Technik werden an die Feldbusse sicherheitsrelevante Anforderungen gestellt.

 

Lightbus
Der Lightbus ist ein Lichtwellenleiter-basierter, schneller Feldbus der 1989 von der Fa. Beckhoff entwickelt wurde. Die Grundprinzipien des Lightbus wurden mit EtherCAT auf die Ethernet-Technologie übertragen

 

LLDP
Das LLDP (Link Layer Discovery Protocol) ist ein herstellerunabhängiges Layer-2-Protokoll, das die Möglichkeit bietet, Informationen zwischen Nachbargeräten auszutauschen.
Es wird z.B. bei VoIP aber auch bei PROFINET.

Die Erkennung der Topologie basiert bei PROFINET auf den zwei Funktionen der Nachbarschaftserkennung mit LLDP (Link Layer Discovery Protocol) und dem Einsammeln dieser Informationen mit dem SNMP (Simple Network Management Protocol).
Diese beiden Protokolle sind für Geräte der Klassen B und C obligatorisch. Bei der Klasse A hat man bewusst darauf verzichtet, damit auch Infrastrukturkomponenten die nicht PROFINET Standards erfüllen mit genutzt werden können.

LON
Das Local Operating Network ist ein von der Firma Echelon, Palo Alto, entwickelter Feldbus für die Fertigungssteuerung, der aber in der Gebäudeautomation Einzug gehalten hat. Die LON-Technik arbeitet mit autarken, intelligenten Netzknoten, die im LON-Konzept als Neuron-Prozessoren bezeichnet werden und über eine weltweit eindeutige ID-Nummer, die NeuronID, verfügen. Die Übertragung im LON Feldbus kann über verdrillte TP-Kabel, Koaxialkabel oder Stromkabel erfolgen oder auch drahtlos über Funk.

MAP/MMS
Manufacturing Automation Protocol entstand in den 80er Jahren als Projekt bei General Motors mit dem Ziel, eine Integration verschiedener Fertigungssysteme durch eine einheitliche Kommunikationsschnittstelle zu erreichen. Diese Arbeiten mündeten 1988 in dem ISO 9506 Standard. Das Anwendungsprotokoll MMS (Manufacturing Message Specification) kam im unter anderem auch bei PROFIBUS FMS und im Interbus PCP-Kanal und Fielbus Fondation FIP zur Anwendung

Master/Slave
Der Begriff Master/Slave (dt. Herr/Sklave) bezeichnet eine Form der hierarchischen Verwaltung des Zugriffs auf eine gemeinsame Ressource in zahlreichen Problemstellungen der Regelung und Steuerung. Ein Teilnehmer ist der Master, alle anderen sind die Slaves. Der Master hat als einziger das Recht, unaufgefordert auf die gemeinsame Ressource zuzugreifen. Der Slave kann von sich aus nicht auf die gemeinsame Ressource zugreifen; er muss warten, bis er vom Master gefragt wird.

Modbus
Beim Modbus-Protokoll handelt sich um ein von Gould-Modicon 1979 entwickeltes Automatisierungs-Protokoll, das als industrieller De-facto-Standard bezeichnet werden kann. Modbus ist ein Anwendungsprotokoll für den Austausch von Nachrichten zwischen intelligenten Modbus-Controllern, unabhängig von der Netzstruktur. Das Modbus- Protokoll ist auf der Anwendungsschicht des OSI-Referenzmodells angesiedelt und unterstützt den Master-Slave-Betrieb zwischen intelligenten Geräten.

NDP
Neighbor Discovery Protocol ist der Ersatz des Address Resolution Protocol (ARP) von IPv4 für IPv6.  Es wird unter anderem dazu benutzt, IPv6-Adressen in Link-Layer-Adressen aufzulösen.

 

NTP
Das Network Time Protocol (NTP) ist ein Standard zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen über paketbasierte Kommunikationsnetze. NTP verwendet das verbindungslose Transportprotokoll UDP. Es wurde speziell entwickelt, um eine zuverlässige Zeitgabe über Netzwerke mit variabler Paketlaufzeit zu ermöglichen.

ODVA
Die Open DeviceNet Vendor Association ist die Vereinigung für alle DeviceNet-Anwender, sie besteht aus weltweit fast 300 Mitgliedern. Die Organisation beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung und Verbreitung dieses offenen standardisierten Feldbusses, der vorwiegend in den USA und Asien, aber auch in Europa eingesetzt wird. Ein wesentlicher Aspekt der ODVA Aktivitäten ist die Entwicklung und Verbreitung des CIP-Protokolls und anderer Protokolle, die auf dem CIP-Protokoll basieren.


OLE
Object Linking and Embedding ist ein von Microsoft entwickeltes Objektsystem und Protokoll, das die Zusammenarbeit unterschiedlicher (OLE-fähiger) Applikationen und damit die Erstellung heterogener Verbunddokumente ermöglichen soll.

 

OPC
OLE for Process Control war der ursprüngliche Name für standardisierte Software-Schnittstellen, die den Datenaustausch zwischen Anwendungen unterschiedlichster Hersteller in der Automatisierungstechnik ermöglichen. Heute ist OPC der Standard zur herstellerunabhängigen Kommunikation in der Automatisierungstechnik.

 

OPC UA
OPC Unified Architecture ist die neuste aller OPC-Spezifikationen.
Mit der Abkehr von COM/DCOM wurde eine neue Offenheit erreicht. Hier werden jetzt neben ANSI C auch  C# und JAVA Implementierungen unterstützt.
Weitere Vorteile sind die Unterteilung in ein hoch performantes Binärprotokoll und einen Webservice orientierten (SOAP) Teil.
Weitere neue und wichtige Feature von OPC UA sind;

  • Redundanz
  • Heartbeat zur Verbindungsüberwachung in beide Richtungen, d. h. sowohl Server als auch Client bemerken Unterbrechungen.
  • Pufferung von Daten und Acknowlegements von übertragenen Daten. Verbindungsunterbrechungen führen nicht mehr zu Datenverlust. Verlorene Daten können erneut angefordert werden.

PI PROFIBUS & PROFINET
International ist ein Dachverband von 25 regionalen PROFIBUS Organisationen, darunter auch die PROFIBUS Nutzerorganisation e. V. (PNO). Beide haben ihren Sitz in Karlsruhe. Die 1400 Mitglieder der PI sind Hersteller und Anwender von PROFIBUS und PROFINET, Verbände sowie Forschungseinrichtungen, davon alleine ca. 300 Mitglieder der PNO. Ziele sind die Weiterentwicklung der Technologie und Standards zu PROFIBUS und PROFINET, sowie die Verbreitung dieser international zu fördern. Die PI koordiniert die Projekte der Regional PROFIBUS & PROFINET Associations (RPA).


PNO
Seit 1989 existiert die PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., in der sich Hersteller und Anwender in Deutschland zusammengeschlossen haben. 1992 ist in der Schweiz die erste regionale PROFIBUS Schweiz Organisation gegründet worden. In den folgenden Jahren sind weitere RPAs (Regional PROFIBUS & PROFINET Association) hinzugekommen. Im Jahr [1995 haben sich alle RPAs zum internationalen Dachverband PROFIBUS & PROFINET International (PI) zusammengeschlossen. Heute ist PI durch 25 RPAs in der Welt vertreten.

PROFIBUS
Der Process Field Bus – geht auf das 1987 initiierte Verbundprojekt Feldbus zurück, das mit Förderung durch den damaligen Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT) eine neue Ära in der Automatisierungswelt einläutete. Dreizehn Industrieunternehmen und fünf technisch-wissenschaftliche Institute entwickelten und erprobten einen offenen Feldbus zur DIN 19245 Teil 1 und Teil 2. Firmenpartner des Verbundprojektes waren: ABB, AEG, Bosch, Honeywell, Klöckner-Möller, Landis & Gyr, Phönix Contact, Rheinmetall, Samson, Schleicher, Siemens und Tesch. PROFIBUS ist der einzige Feldbus, der in der Fertigungsautomatisierung und in der Prozessautomatisierung gleichermaßen eingesetzt werden kann und hat sich mittlerweile zum Weltmarktführer entwickelt. Weltweit sind über 25 Millionen Geräte mit PROFIBUS im Einsatz.

PROFIBUS-DP
PROFIBUS-DP (Dezentrale Peripherie) zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung in der Fertigungstechnik. Hier stehen insbesondere auch die vielen Standarddiagnosemöglichkeiten im Vordergrund. Weitere Einsatzgebiete sind die Verbindung von „verteilter Intelligenz“, also die Vernetzung von mehreren Steuerungen untereinander (ähnlich PROFIBUS-FMS). Es sind Datenraten bis zu 12 Mbit/s auf verdrillten Zweidrahtleitungen und/oder Lichtwellenleiter möglich.

PROFIBUS-FMS
(Fieldbus Message Specification) war vor allem für den Einsatz in komplexen Maschinen und Anlagen gedacht. Diese Protokollvariante wurde von DP abgelöst und ist heute nicht mehr Bestandteil der Internationalen Feldbusnorm.

PROFIBUS-PA
(Prozess-Automation) wird zur Kontrolle von Messgeräten durch ein Prozessleitsystem in der Prozess- und Verfahrenstechnik eingesetzt. Diese Variante des PROFIBUS ist für explosionsgefährdete Bereiche (Ex-Zone 0 und 1) geeignet. Hier fließt auf den Busleitungen in einem eigensicheren Stromkreis nur ein schwacher Strom, so dass auch im Störfall keine explosionsfähigen Funken entstehen können. Der Nachteil dieser Variante ist die langsamere Datenübertragungsrate von 31,25 kbit/s.

PROFINET
Profinet ist der offene Industrial Ethernet Standard von Profibus & Profinet International (PI) für die Automatisierung. Profinet nutzt TCP/IP und IT-Standards, ist Echtzeit-Ethernet fähig und ermöglicht die Integration von Feldbus-Systemen. Das Profinet-Konzept ist modular aufgebaut, so dass der Anwender die Funktionalität selbst wählen kann. Diese unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Art des Datenaustauschs, um den Anforderungen an Geschwindigkeit gerecht zu werden. Bei Profinet gibt es die beiden Sichtweisen Profinet-CBA und PROFINET -IO

PROFINET-CBA
(Component Based Automation) ist für die komponentenbasierte Kommunikation über TCP/IP und die Real-Time-Kommunikation für Echtzeitanforderungen im modularen Anlagenbau gedacht. Beide Kommunikationswege können parallel genutzt werden.

PROFINET-IO (Dezentrale Peripherie) ist für die Real-Time- (RT) und die taktsynchrone Kommunikation IRT (IRT= Isochronous Real-Time) mit der dezentralen Peripherie geschaffen worden. Die Bezeichnungen RT und IRT beschreiben lediglich die Echtzeit-Eigenschaften bei der Kommunikation innerhalb von PROFINET –IO

 

PTP (IEEE 1588)
Der IEEE 1588 Standard, auch "Precision Clock Synchronisation Protocol for Networked Measurement and Control Systems" oder kurz "PTP" genannt, definiert ein Verfahren, mit dem viele räumlich verteilte Echtzeituhren synchronisiert werden können, welche über ein "Paket-fähiges"-Netzwerk (üblicherweise Ethernet) miteinander verbunden sind. Die Technik, die hinter dem Standard steckt, wurde ursprünglich von Agilent entwickelt und kam für verteilte Mess- und Steuerungsaufgaben zum Einsatz.

 

SERCOS
(SErial Realtime COmmunication System) interface, wurde 1985 im Markt eingeführt, hat sich seit Beginn der 90er Jahre zu einem weltweit akzeptierten Standard für alle Motion Control-basierten Automatisierungssysteme entwickelt.

SERCOS III
SERCOS 3
ist die dritte Generation der SERCOS interface Reihe nach IEC/EN 61491 auf der Basis von Standard-Ethernet IEEE 802.3.

 

SNMP
Das Simple Network Management Protocol (englisch für „einfaches Netzwerkverwaltungsprotokoll“, kurz SNMP), ist ein Netzwerkprotokoll, das von der IETF entwickelt wurde, um Netzwerkelemente (z. B. Router, Server, Switches, Drucker, Computer usw.) von einer zentralen Station aus überwachen und steuern zu können.

SOAP
Das Simple Object Access Protocol ist ein Netzwerkprotokoll, mit dessen Hilfe Daten zwischen Systemen ausgetauscht und Remote Procedure Calls durchgeführt werden können. SOAP stützt sich auf andere Standards: XML zur Repräsentation der Daten und Internet-Protokolle der Transport- und Anwendungsschicht (vgl. TCP/IP-Referenzmodell) zur Übertragung der Nachrichten.

 

SoE
Servodrive-Profile over EtherCAT Das SERCOS-Profil für Servoantriebe und die Kommunikationstechnologie sind in der IEC 61800-7 genormt. In dieser Norm ist auch das Mapping des SERCOS Servodrive-Profils auf EtherCAT enthalten.

 

TCP
Das Transmission Control Protocol (TCP, engl., zu deutsch Übertragungssteuerungsprotokoll) bildet in Verbindung mit dem IP das Rückgrat der sicheren Datenübertragung zwischen zwei Rechnern. Es arbeitet unterlagert zum Beispiel beim Aufruf einer Internetseite (HTTP;HTTPS) oder einem Download (FTP;FTPS) um die Daten vollständig und in der richtigen Reihenfolge (oft müssen Daten auf Grund der Größe in mehrere Pakete unterteilt werden) übertragen werden. Bei Verlust einzelner Pakete sorgt das TCP für die erneute Übertragung der Nachricht. Das macht das TCP für Echtzeitanwendungen nahezu unbrauchbar,
TCP unterstützt eine ganze Reihe von höheren Protokollen, die ihre Daten an Netzknoten übermitteln. Die wichtigsten Applikationsprotokolle, die das Transmission-Control-Protokoll als Transportdienst benutzen sind:

  • das Telnet-Protokoll (TELNET)
  • das File-Transfer-Protokoll (FTP)
  • das Simple-Mail-Transfer-Protokoll (SMTP)
  • das Remote-Login-Protokoll (RLogin)

 

TCP/IP
Ursprünglich wurde TCP als monolithisches Netzwerkprotokoll entwickelt, jedoch später in die Protokolle IP und TCP aufgeteilt. Die Kerngruppe der Protokollfamilie wird durch das User Datagram Protocol (UDP) als weiteres Transportprotokoll ergänzt. Außerdem gibt es zahlreiche Hilfs- und Anwendungsprotokolle, wie zum Beispiel DHCP und ARP.

 

UDP
Das User Datagram Protocol (UDP) ist als RFC 768 veröffentlicht. Es gewährleistet keine zuverlässige Verbindung (End-zu-End-Kontrolle) zwischen zwei Kommunikationspartnern. Das UDP-Protokoll arbeitet verbindungslos und setzt direkt auf dem ungesicherten Internet-Protokoll IP auf. UDP unterstützt eine ganze Reihe von höheren Protokollen, die ihre Daten an Netzknoten übermitteln. Die wichtigsten Applikationsprotokolle, die das User-Datagram-Protokoll als Transportdienst benutzen sind:

  • das Boot-Protokoll (BootP)
  • das Simple-Network-Management-Protokoll (SNMP)
  • das Domain-Name-Service-Protokoll (DNS)

 

Ein ganz besonderer Dank gilt an dieser Stelle den Firmen in denen ich das Glück hatte dieses Wissen zu erwerben. Beispielhaft seien hier genannt. Die Grollmus GmbH, Hilscher GmbH, Osram AG und WAGO GmbH

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© Frank M. Schmiedel