Feldbusse

Feldbusse sind Busse, die überwiegend in der Industrie verwendet werden. Ihr Sinn und Zweck ist die Verbindung einzelner Systemkomponenten wie Sensoren, Stellglieder und Aktoren mit einem Steuerelement. Mittlerweile werden diese Systeme seit knapp 30 Jahren verwendet, um Parallelverdrahtungssysteme oder auch analoge Systeme abzulösen. Seit 10 Jahren werden Feldbussysteme IEC normisiert - dies wurde aufgrund der vielen verschiedenen Hersteller und Systeme notwendig. Der freie Wettbewerb führte auch dazu, dass z. B. Hersteller von Feldbussystemabhängiger Hardware (Messgeräte o. ä.) direkt Interface-Systeme bzw. Adapter für verschiedene Feldbussysteme der Hardware beilegen. Mit steigendem Anforderungen bezüglich Automatisierung und der Größe der Systeme wächst auch der Verkabelungsaufwand. Der Feldbus ersetzt die parallelen Leitungsbündel durch ein einziges Buskabel und verbindet alle Ebenen, von der Feld- bis zur Leitebene. Die weiteren Vorteile gegenüber einer parallelen Verdrahtung sind naheliegend: weniger Zeit- und Planungsaufwand nebst Reduzierung von Platzbedarf. Weiterhin besteht aber ein Bedarf an Fachwissen gegenüber dem System - Mitarbeiter müssen geschult an ein solches System herantreten - Benutzung und Wartung setzen Kenntnisse voraus. Feldbussysteme können auf verschiedene Arten und Weisen aufgebaut werden, sogenannte Topologien. Die Ringtopologie verbindet je 2 Komponenten eines Systems miteinander, in Kreisform. Diese Form zieht zwar einen hohen Verkabelungsaufwand mit sich, aber verhindert Datenkollisionen. Bei der Sterntopologie sind alle Komponenten über einen Verteiler verbunden, wenn dieser Kern des Netzes ausfällt, ist kein Betrieb mehr möglich, aber dafür ist es insgesamt leicht erweiterbar. Die Baumtopologie funktioniert mit einer oder mehrerer Wurzeln die auf ein vermaschtes Netz führen. Die Wurzel als Verteiler ist zwar wieder der Kern des Netzes, aber ausfallsicherer, da der Verteiler nur eine oder wenige Verbindungen zu Komponenten hat. Ein vermaschtes Netz kann auch eine eigene Topologie für sich selbst sein, ganz ohne Verteiler. Hier werden Komponenten mit einem sehr hohen Verkabelungsaufwand mit möglichst vielen benachbarten Geräten verbunden. Es ist das sicherste System gegenüber Störungen, wird aber aufgrund des Aufwandes und der Kosten nur selten vollverkabelt. Die Feldbusse die in Systemen eingesetzt werden, die Sicherheitsnormen standhalten sollen, müssen entsprechenden Prüfungen standhalten. Redundanter Aufbau von Soft- und Hardware der Endgeräte und z. B. Protokolle oder Hardwareerkennungen von Fehlern müssen vorhanden sein. Kreuzvergleiche von Systemabschnitten usw. werden auch häufig eingesetzt um bestimmten Sicherheitskonzepten zu genügen.