Übersicht
Was ist ein Feldbus?
Bei den Bussystemen LON (Local Operating Network), EIB (European Installation Bus) und AS-Interface (TODO) handelt es sich jeweils um Feldbussysteme. Ein Feldbus ist dabei ein Kommunikationsmedium für den Austausch von Informationen zwischen Automatisierungssystemen und den angeschlossenen dezentralen Feldgeräten, wie z.B. Meßumformer, Stellglieder, Regler und Sensoren. Theoretisch können über nur zwei Leitungen alle relevanten Informationen (Ein- und Ausgänge, Meß- und Diagnosedaten, Programme und Parameter) in digital Form übertragen werden.
Was sind die Vorteile vom Feldbus?
Zu den Vorteilen des Einsatzes von Feldbussystemen gegenüber konventioneller 4...20mA-Technik gehören insbesondere folgende Punkte:
Konventionelle Tecknik
Konventionell werden Sensoren und Aktoren über ein analoges 4-20 mA Signal mit einer Steuerung oder Auswerteeinheit verbunden:
Für jede Verbindung zwischen Sensor oder Aktor und der Steuerung ist bei dieser Technik ein 2-adriges Kabel notwendig. Zusätzlich muß für jeden Sensor und Aktor eine Ein- bzw. Ausgangschaltung (I/O) in der Steuerung (meist SPS oder PC) vorgesehen werden. Außerdem können bei konventionellen Systemen Informationen (z.B. Meßwerte oder Störungssignal) nur in sehr eingeschränktem Maße in eine Richtung übertragen werden, also nur vom Sensor zur Steuerung bzw. von der Steuerung zum Aktor.
Ganz anders sieht das Bild bei Einsatz eines Feldbussystems aus:
Alle Geräte werden hier an ein Buskabel (je nach Feldbussystem 2,4, oder 5-adrig) angeschlossen. An Stelle der Ein- / Ausgangsschaltungen wird eine Interface-Karte eingesetzt. Das spart I/O-Karten, reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank und senkt die Kosten für die Verdrahtung nachhaltig. In einem Feldbussystem lassen sich über den digitalen Bus Informationen bidirektional austauschen. Die Inbetriebnahme und Wartung wird vereinfacht und die Flexibilität der Anlage (z.B. durch zentrale Meßbereichsumschaltung) verbessert. Auch hieraus lassen sich in aller Regel Kostenvorteile gegenüber konventionellen Lösungen ableiten.
Feldbus-Norm?
Die unterschiedlichen Anforderungen an Feldbussysteme, die Vielzahl der technischen Lösungsmöglichkeiten und letztendlich auch unternehmenspolitische Aspekte haben bis heute zu einer großen Anzahl an unterschiedlichen Feldbussen geführt und einen einheitlichen internationalen Standard verhindert. Der Zeit bemüht sich der Interessenverband Fieldbus Foundation zwar um die Definition eines allgemein gültigen Standards. Wann und mit welchen Ergebnissen die Aktivitäten der Fieldbus Foundation abgeschlossen werden ist gegenwärtig noch nicht abzusehen.
Eine weitere Einrichtung ist das CEN. Es ist eine europäische Institution, deren Aufgabe es ist, Hilfe bei der Normierung und Harmonisierung von technischen Entwicklungen zu leisten. Die Abkürzung CEN steht für Comite Europeen de Normalisation. Auch das CEN hat eine Reihe von Empfehlungen und Normen herausgebracht, die zum Zusammenspiel von einzelnen Komponenten, Geräten und Systemen dienen.
Der kleinste gemeinsame Nenner: OSI
Von zentraler Bedeutung bei der Bewertung von Feldbussystemen ist das OSI Referenzmode. Fast alle Feldbusse basieren auf diesem (OSI 7-Schicht-)Referenzmodell, stellen also so zu sagen den kleinsten gemeinsamen Nenner dar. Bei Feldbussen sind in der Regel nur die Schicht 1 (physical layer), die Schicht 2 (datalink layer) und die Schicht 3 (application layer) von Bedeutung. Die Spezifikationen gehen für die verschiedenen Busse unterschiedlich weit.