Rechnernetze der Prozessdatenverarbeitung

Ein klasse Script zur Vorlesung gibs von Nico Haenisch em.nihae@freenet.de.

Automatisierungspyramide

Planungsebene
Prozeßleitebene
Zellebene
Feldebene
Sensor-Aktor-Ebene

Allg. Anforderungen

  • Nachrichtenarten
  • techn. Gründe
    • Durchsatz
    • Jitter
    • Response
    • Reichweite
  • nicht techn. Gründe
    • Nachfrage
    • Wettbewerb
    • Standards

Topologien

  • Stern
  • Bus
  • Baum

Medien

  • elektrisch
  • optisch
  • Funk

Buszugriffsverfahren

ASI - Aktor-Sensor-Interface

Buszugriffsverfahren

  • zeitmultiplex
    • zentrale Kontrolle durch SPS
  • Daten & Hilfsenergie über ein Kabel
  • OSI: 1&2 (busspez.)
    • 7 programmiermittelabhängig (SPS)

Ablauf in der SPS

  1. Initialzustand setzen
  2. ASI: Einlesen von Graph
  3. Berechnung von Graph aus Graph und Graph
  4. Berechnung von Graph
  5. ASI: Ausgeben von Graph
  6. Ausschalten?

Telegramme (Schicht 2)

Mastertelegramm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ...14-21
ST SB A4 ... A0 I4 ... I0 PB EB MP
  • ST - Startbit
  • SB - Steuerbit
    Parameteraufruf oder Daten
  • A4 ... A0 - Slave Adresse
  • I4 ... I0 - Informationsbits
  • PB - Paritätsbit
  • EB - Endebit
  • MP - Master Pause

Slaveantwort

0 1 2 3 4 5 6
ST I3 ... I0 PB EB

Gesamtablauf

0-11 14-21 21-27 28 29
M → Si MP Si SP ...
  • Si - Slave Antwort
  • SP - Slave Pause

ProfiBus

  • Busstruktur

Buszugriffsverfahren

  • Zeitmultiplex
  • deterministisch
  • dezentrale Busverwaltung

Fehler + Fehlerbehandlung

Tokenverlust

  • Erkennung:
    • kein Busverkehr
  • Behebung:
    • neues Token im alten Master generieren

Tokenverdoppelung

  • z.B. durch falsche Adressen
  • Erkennung:
    • fehlerhafte gesendete Daten (durch Sniffing erkennbar)
  • Behebung:
    • alle Token löschen, dann normal weiter

Datenfehler

  • Erkennung:
    • Parität
  • Behebung:
    • Token wiederholen

Überschreiten von t_max

  • Behebung:
    • gezielte Störung durch vorherigen Master

Mehrfacher Tokenverlust

  • Erkennung:
    • mehrfach keine Übernahme des Tokens durch Nachfolger
  • Behebung:
    • Neuaufbau der Masterliste

Teilnehmer einfügen

  • siehe: mehrfacher Tokenverlust

Datentelegramme

Tokenweitergabe
SD DA SA
  • SD - Send Delimeter Token
  • DA - Destination Address
  • SA - Source Address

Datenaustauschtelegramme

Steuercode
SD DA SA FC FCS ED
  • FC - Frame Control
    Steruercode
  • FCS - Frame Check Sequence
  • ED - End Delimeter
Daten mit fester Länge
SD DA SA FC DU FCS ED
  • DU - Data Unit
Daten mit variabler Länge
SD LE LEr DA SA FC DU FCS ED
  • LE - Length
  • LEr - Wiederholung von LE, weil LE so wichtig ist

CAN - Controller Area Network

 
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