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Feldbussysteme: Feldbus Integration

Industrial Ethernet Lösungen haben im Vergleich zu klassischen Feldbussen zwar eine Vielzahl von Vorteilen, wie beispielsweise höhere Performance, mehr Flexibilität und bessere Durchgängigkeit. Doch Feldbusse haben nach wie vor eine sehr hohe Verbreitung und Akzeptanz im Markt, so dass es noch über einen längeren Zeitraum ein Nebeneinander von Industrial Ethernet und Feldbus geben wird.

Die Entwicklung von Feldbussystemen

Feldbusse wurden in den 80er Jahren entwickelt, um die bis dahin übliche Parallelverdrahtung binärer Signale sowie die analoge Signalübertragung durch eine digitale Übertragungstechnik zu ersetzen. Es gibt heute ca. 50 verschiedene Feldbusse, die sich hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften, Einsatzgebiete und der Marktrelevanz unterscheiden. Die international genormten Feldbusse sind in der Norm IEC 61158 (Digital data communication for measurement and control – Fieldbus for use in industrial control systems) enthalten.

Einsatzbereiche für Feldbusse

Feldbusse wurden für unterschiedliche Bedürfnisse konzipiert. Sensor-Aktor-Feldbusse, wie z.B. AS-i oder SSI, verbinden Sensoren und Aktoren miteinander. E/A-Busse, wie z.B. Profibus, Interbus, DeviceNet oder CANopen, verbinden dezentrale E/A-Peripherie mit SPS-Steuerungen. Antriebsbusse, wie z.B. Sercos, sind auf die schnelle und synchrone Vernetzung von dezentralen Antrieben mit Bewegungssteuerungen (CNC, MC oder SPS) zugeschnitten.

Da Feldbusse und Industrial Ethernet Lösungen auf unterschiedlichen Übertragungsverfahren basieren, können entsprechende Feldgeräte nicht in einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur koexistieren.

Um Peripheriegeräte, die über verschiedenartige Busschnittstellen verfügen, in einer Maschine oder Anlage einzusetzen, gibt es mehrere Lösungsansätze:

  • Die verschiedenen Busse werden in einer Maschinen- oder Anlagensteuerung zusammengeführt. Eine Protokollumsetzung ist nicht erforderlich, da die Steuerung die verschiedenen Protokolle jeweils separat bedient und Daten mit den jeweils angeschlossenen Peripheriegeräten austauscht.
  • Alternativ können die Protokolle in einem dezentralen Gateway zusammengeführt werden. Der Vorteil liegt darin, dass die Steuerung nur eine Schnittstelle (z.B. Ethernet) und ein Protokoll (z.B. Sercos) unterstützen muss. Die Geräte des anderen Bussystems (z.B. Profibus) werden über einen Kommunikations-Gateway angebunden, das den Datenaustausch zwischen den verschiedenen Bussen übernimmt.

Für Sercos III werden vielfältige Umsetzer von verschiedenen Herstellern angeboten, die die Kopplung von Feldbussen (z.B. Profibus, CAN) oder Sensor-/Aktorbussen (AS-i, SSI, IO-Link) ermöglichen. Darüber hinaus stehen auch Gateways mit Achssteuerungsperipherie zur Integration analoger Achsen zur Verfügung. Die Gateways sind entweder Bestandteil von Sercos Geräten (z.B. modulare E/As) oder werden als eigenständige Komponenten an das Sercos Netzwerk angeschlossen.