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262 • ETHERNET
eine standortunabhängige Ü berwachung, Visualisierung, Fernwartung und Steuerung von Prozessen ermö glicht.
Die WAGO Kontakttechnik GmbH ist Mitglied der IAONA Europe, einer Organisation, dessen Ziel es ist, ETHERNET in der Automatisierungstechnik zu etablieren.
5.1 Netzwerkaufbau - Grundlagen und Richtlinien
Fü r den Aufbau eines einfachen ETHERNET Netzwerk benö tigen Sie einen PC mit Netzwerkkarte, ein Verbindungskabel, einen ETHERNET Feldbusknoten und ein DC 24 V Netzgerät fü r die Spannungsversorgung.
Jeder Feldbusknoten besteht aus einem ETHERNET TCP/IP Feldbus-Koppler/- Controller, Busklemmen und einer Endklemme. Die einzelnen Busklemmen werden beim Anrasten auf die Tragschiene automatisch ü ber einen internen Klemmenbus mit dem ETHERNET TCP/IP Feldbus-Koppler/-Controller verbunden.
Physikalisch ist der Anschluss von bis zu 64 Busklemmen an einem
ETHERNET TCP/IP Feldbus-Koppler/-Controller mö glich.
An die digitalen oder analogen Busklemmen werden auf der Feldseite Sensoren und Aktoren angeschlossen. Ü ber diese werden die Prozesssignale erfasst, bzw. kö nnen Signale an den Prozess ausgegeben werden.
Der Feldbus-Koppler/-Controller erkennt alle gesteckten I/O-Klemmen und erstellt daraus ein lokales Prozessabbild. Hierbei kann es sich um eine gemischte Anordnung von analogen (Datenaustausch wortweise) und digitalen (Datenaustausch bitweise) Busklemmen handeln.
Abb. 5-1. Anschlussprinzip eines Feldbusknoten fü r den Aufbau eines Netzwerks |
g012940d |
Die Feldbus-Kommunikation zwischen Master-Anwendung und Feldbus- Koppler/-Controller findet ü ber das MODBUS/TCP-Protokoll statt.
MODBUS/TCP bildet das verbreitete MODBUS-Protokoll auf ETHERNET TCP/IP ab. Die Prozessdaten kö nnen ü ber ETHERNET TCP/IP gelesen und geschrieben werden. Es stehen zahlreiche industrielle Anwendungen zur Verfü - gung, die dies schon jetzt nutzen, wie z. B. SCADA, SPS, Soft SPS.
Modulares I/O-System
ETHERNET TCP/IP
ETHERNET • 263
Netzwerkaufbau
5.1.1 Ü bertragungsmedien
Allgemeine ETHERNET Ü bertragungsstandards
Zur Ü bertragung von Daten unterstü tzt der ETHERNET-Standard zahlreiche Technologien, die sich in verschiedenen Kenngröß en wie z.B. Ü bertragungsgeschwindigkeit, Medium, Segmentlänge und Ü bertragungsart unterscheiden.
10Base5
10Base2
10Base-T
10Base-F
benutzt ein 10 mm 50 Ohm Koaxialkabel fü r 10Mbps ein Basisbandsignal fü r Entfernungen bis zu 500 m in einer physischen Bus-Topologie (oft als Thick ETHERNET bezeichnet).
benutzt ein 5 mm 50 Ohm Koaxialkabel fü r ein 10Mbps Basisbandsignal fü r Entfernungen bis zu 185 m in einer physischen Bus-Topologie (oft als Thin ETHERNET, ThinNet oder Cheapernet bezeichnet).
benutzt ein 24 AWG UTP oder S-UTP (Verdrilltes Adernpaar) fü r ein 10Mbps Basisbandsignal fü r Entfernungen bis zu 100 m in einer physischen SternTopologie.
benutzt ein Glasfaserkabel fü r ein 10Mbps Basisbandsignal fü r Entfernungen bis zu 4 km in einer physischen Stern-Topologie.
(Es gibt drei Unterspezifikationen: 10Base-FL fü r Glasfaser-Link, 10Base-FB fü r Glasfaser-Backbone und 10Base-FP fü r Glasfaser-passiv).
10Broad36 |
benutzt ein 75-Ohm Koaxialkabel fü r 10Mbps ein Breitbandsignal fü r Entfer- |
|
nungen bis zu 1800 m (oder 3600 m mit Doppelkabeln) in einer physischen Bus- |
|
Topologie. |
|
|
1Base5 |
benutzt ein 24 AWG UTP (Verdrilltes Adernpaar) fü r ein 1Mbps Basisbandsi- |
|
gnal fü r Entfernungen bis zu 500 m (250 m pro Segment) in einer physischen |
|
Stern-Topologie. |
|
|
Tab. 5-1: ETHERNET Ü bertragungsstandards
Darü ber hinaus gibt es noch weitere Ü bertragungsstandards, wie z. B.: 100Base-T4 (Fast ETHERNET ü ber verdrillte Adernpaare), 100Base-FX (Fast ETHERNET ü ber Lichtwellenleiter) oder P802.11 (Wireless LAN) fü r eine drahtlose Ü bertragung.
10Base-T
Fü r den WAGO ETHERNET Feldbusknoten wird der 10Base-T Standard genutzt.
Der Netzwerkaufbau ist deshalb sehr einfach und gü nstig mit S-UTP Kabel als Ü bertragungsmedium zu realisieren.
S-UTP Kabel (Shielded-Unshielded Twisted Pair) sind einmalgeschirmte Kabel der Kategorie 5 mit einer Abschirmung um alle Kabeladern und einer Impedanz von 100 Ohm. Diese sind in jedem Computerhandel erhältlich.
Parameter |
|
10BaseT |
Medium |
|
Twisted-Pair |
Signalisierungstechnik |
Basisband (ein Kanal) |
|
Signalisierungscode |
Manchester-Codierung |
|
Datenrate (Mbit / s) |
10 |
|
Topologie |
|
Stern |
Max. Segmentlänge (m) |
100 |
|
Max. Paketgröß e |
(Byte) |
1512 |
Min. Paketgröß e |
(Byte) |
64 |
Tab. 5-2: Wichtige Kenngröß en des 10Base-T ETHERNET-Standards
Modulares I/O-System
ETHERNET TCP/IP