Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2
Bussysteme und Vernetzung
Bussysteme in der Automatisierung: AS-Interface, IO-Link, PROFIBUS DP und PROFINET mit Topologie, Adressen und Abschluss erklärt.
Darum geht es
Bussysteme verbinden Steuerungen mit Sensoren, Aktoren und dezentralen Ein- und Ausgängen über wenige Leitungen statt über viele Einzeladern. Sie unterscheiden sich in Reichweite, Datenmenge, Geschwindigkeit und Aufbau.
AS-Interface ist die unterste Ebene für einfache binäre Sensoren und Aktoren. Die gelbe Profilleitung überträgt Daten und Energie gemeinsam, die Geräte werden durch Durchdringungstechnik kontaktiert. Im erweiterten Adressmodus mit A- und B-Slaves sind bis zu 62 Slaves möglich. IO-Link ist dagegen kein Bus, sondern eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Master und einem Gerät über eine ungeschirmte Standardleitung; sie überträgt Prozessdaten, Parameter und Diagnose.
PROFIBUS DP arbeitet mit RS-485 in Linienstruktur. Am Anfang und am Ende jedes Segments muss der Abschlusswiderstand eingeschaltet sein, an keinem Teilnehmer dazwischen; sonst entstehen Reflexionen und Kommunikationsfehler. Jeder Teilnehmer hat eine eigene PROFIBUS-Adresse.
PROFINET beruht auf Industrial Ethernet. Der IO-Controller erkennt seine IO-Devices beim Hochlauf am Gerätenamen und weist ihnen dann die IP-Adresse zu. Weitere Industrial-Ethernet-Systeme sind EtherNet/IP und EtherCAT. Für die Anbindung an Leitsysteme und die IT dient häufig OPC UA.
Das solltest du dir merken
- AS-i überträgt Daten und Energie über die gelbe Profilleitung.
- IO-Link ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung und kein Feldbus.
- PROFIBUS-Abschlusswiderstände nur am ersten und letzten Teilnehmer eines Segments einschalten.
- PROFINET-Geräte werden über ihren Gerätenamen erkannt.
Typische Fehler in der Prüfung
- Abschlusswiderstände an allen Teilnehmern eingeschaltet oder an einem Ende vergessen.
- IO-Link als Bussystem mit vielen Teilnehmern an einer Leitung beschrieben.
- Angenommen, PROFINET erkenne Geräte nur über die IP-Adresse.
Tipps aus der Werkstatt
- PROFIBUS: Abschlusswiderstand nur an beiden Linienenden, mit Spannung versorgt, keine Stichleitungen bei hohen Baudraten, 32 Teilnehmer je Segment, mehr per Repeater. AS-i ist topologiefrei ohne Abschluss, 31 Standard- oder 62 A/B-Slaves, Adresse 0 ist für neue Slaves reserviert.
- PROFINET erkennt ein Device am Gerätenamen und weist danach die IP zu. Nach einem Gerätetausch zuerst den Namen vergeben, sonst blinkt BF. LED lesen: BF = Busfehler, SF = Gerätefehler, Link grün = Leitung in Ordnung.
- Telegrammdauer rechnen: Bytes mal Bits je Byte (bei Start, 8 Daten, Parität, Stopp sind es 11), geteilt durch die Bitrate. 9 Byte bei 9600 Bit/s: 99 / 9600 s ≈ 10,3 ms. Je langsamer der Bus und je mehr Teilnehmer, desto länger der Zyklus.
Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.
20 Aufgaben zu „Bussysteme und Vernetzung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in (KMK), Lernfeld 7; DIN EN 62026-2 (AS-i), IEC 61158/61784 (Feldbusse), IEC 61131-9 (IO-Link). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.