LabSystem Netzwerk-Technologien LON® BACnet® Modbus® · LON® BACnet® Modbus ® ... Protokoll...

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Netzwerk-TechnologienKapitel 10.0

LabSystem Planungshandbuch ● Lufttechnik für Laboratorien

10.0LabSystem

Netzwerk-Technologien ■ LON® ■ BACnet® ■ Modbus®

Inhaltsverzeichnis

Abschnitt Titel Seite1.1 LON-Was ist das? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1 Neuron®-Chip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Lontalk®-Protokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.4 Netzausdehnung in freier Topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Netzausdehnung in Bus- / Linienstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.6 Maximale Knotenanzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.7 Repeater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.8 Router . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.8.1 Router als Telegrammfi lter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.9 LON und Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.10 Das Objekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.11 Binding (Verknüpfung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.12 Entwicklungswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.13 Lonmark® und Interoperatibilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.14 Vorteile der LON-Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.1 Gewerke übergreifendes System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.1 SCHNEIDER Elektronik und LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5.1 LON-Netzwerk mit Anschaltung an das Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

6.1 BACnet-Was ist das? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.1.1 Die Managementebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.1.2 Die Automationsebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.1.3 Die Feldebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.2 Native BACnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

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InhaltsverzeichnisAbschnitt Titel Seite6.3 Interoperabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.4 Der Datentransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.5 MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.6 EIA RS 485 Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.6.1 Netzausdehnung in Bus- / Linienstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

7.1 Modbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

8.1 SCHNEIDER Elektronik und die Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

9.1 Kleines Netzwerk-Wörterbuch A-Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

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1.1 LON-Was ist das?

LON bedeutet Local Operating Network und wurde im Jahre 1990 von der Echelon® Corporation (USA) vorge-stellt.

Die LonWorks®-Technologie bildet ein sehr fl exibles Kom-munikationssystem für die Gebäude- und Prozessauto-matisierung. Es umfasst das Kommunikationsprotokoll LonTalk, eine spezielle Hardware in Form des Neuron-Chips sowie eine Reihe von Werkzeugen zur Entwicklung, Installation und Wartung von LonWorks-Netzen und ist somit eine vollständige Plattform zur Erstellung von LON-Automationsnetzwerken.

Das Kommunikationsprotokoll LonTalk wurde im Jah-re 1998 in der amerikanischen Norm EIA-709.1 „Control Network Specifi cation“ und in der europäischen Norm EN13154-2 standardisiert. Es werden alle 7 Schichten des ISO/OSI-Modells unterstützt, wodurch eine größtmögliche Flexibilität und Leistungsfähigkeit gegenüber anderen Feldbussystemen erreicht wird. Tabelle 7.6 (siehe Seite 11) zeigt die einzelnen Protokollschichten des ISO-OSI-Modells.

Die Netzwerke bestehen aus dezentral intelligenten Ge-räten, so genannten Knoten (engl.: nodes) und beinhalten immer mindestens ein Neuron-Chip, welche die Funktio-nen eines spezifi schen Anwendungsprozesses erfüllen und auf der Basis eines gemeinsamen Kommunikations-protokolls Nachrichten austauschen können.

LON-Geräte (Knoten) können auf einer Vielzahl verschie-dener Übertragungsmedien miteinander kommunizieren. Unter anderem sind dies:

Verdrillte Zweidraht-Leitung (twisted pair), FTT-10A Netzübertragung (Powerline) Lichtwellenleiter (fi ber optic) Funk (Radio Frequency RF) Koaxialleiter (Coax)

Die standardisierten Übertragungsraten sind vom einge-setzten Übertragungsmedium abhängig und reichen von 300 bit/s bis zu 1,25 Mbit/s. Im Bereich der Gebäudeauto-mation werden vorwiegend LON-Netzwerke mit 78 kbit/s und dem Transceiver FTT 10-A verwendet.

Die LonWorks®-Technologie schließt alle für die Entwick-lung, den Aufbau, den Betrieb und die Wartung erforderli-chen Hilfsmittel ein. Dies sind insbesondere:

Neuron®-Chip als Hardware-Basis LonTalk®- Protokoll als Kommunikationsprotokoll Verschiedene Transceiver zur physikalischen Kopp-

lung mit dem Übertragungsmedium Entwicklungswerkzeuge wie LonBuilder®, Node-

Builder®, LonMaker®, Pathfi nder® und andere

2.1 Neuron®-Chip

Der Neuron®-Chip ist ein speziell entwickelter Mikro-prozessor (CPU) mit einer einheitlichen und preiswerten Kommunikationsanbindung für beliebige technische An-wendungen auf der Feld- und Automationsebene. Neuron-Chips sind in zwei Basisvarianten verfügbar:

Neuron-3120 für Geräte mit einfachen Anwendungen (ein bis drei KByte Applikationsspeicher auf dem Chip).

Neuron 3150 für Geräte mit komplexen Applikationen (bis zu 58 KByte externer Speicher).

Neben den beiden Basis-Chips sind weitere Varianten mit z.B. größerem EEPROM-Speicher, integriertem A/D-Wandler usw. verfügbar.

Die Neuron-Chips 3120 und 3150 verfügen über drei un-abhängig arbeitende 8-bit-Prozessoren (CPU) und unter-stützen alle 7 Schichten des ISO/OSI-Modells:

CPU 1 = Media Access Control CPU koordiniert den Zugriff auf das Übertragungsmedium über den Transceiver. CPU 1 realisiert die Schicht 2 des ISO/OSI-Modells.

CPU 2 = Network CPUist der Netzwerkprozessor und ist unter anderem für das Versenden von Netzwerkvariablen verantwortlich. CPU 2 realisiert die Schichten 3 bis 6 des ISO/OSI-Modells.

CPU 3 = Applikation CPUsteht ausschließlich für die Applikationssoftware der tech-nischen Anwendung zur Verfügung und realisiert damit die Schicht 7 des ISO/OSI-Modells.

Der Datenaustausch zwischen den Prozessoren erfolgt über gemeinsame Speicherbereiche im RAM.

Bild 10.1: Neuron-Chip

CPU 1Media

Access

CPU 2

Network

CPU 3

Application

Netzwerk-Puffer Applikations-Puffer

Kommunikations-Schnittstelle

Input/OutputSchnittstelle

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2.2 Lontalk®-Protokoll

Das Kommunikationsprotokoll, welches seit 1996 offen gelegt und für jeden zugänglich ist, wird als LonTalk®-Pro-tokoll bezeichnet.

Es ist die gemeinsame Sprache des LON und ist im ROM des Neuron-Chips fest einprogrammiert. Dadurch ist si-chergestellt, dass das Protokoll, unabhängig vom Ge-rätehersteller, immer exakt dasselbe ist. Das LonTalk®-Protokoll ist für alle Knoten einheitlich und garantiert dem Anwender die Kompatibilität der Geräte untereinander.

Die LON-Technologie ist der Weltstandard für Interopera-bilität und mehr als 4000 Hersteller weltweit produzieren Geräte und Systeme für die LonWorks®-Technologie. Al-len Produkten ist gemeinsam, dass sie miteinander kom-munizieren können und die gleiche Sprache sprechen und verstehen.

Alle SCHNEIDER Produkte sind mit einer Netzwerk-In-terface-Platine modular nachrüstbar. Wir unterstützen die Netzwerke LON®, BACnet® und Modbus®, wodurch eine sehr große Flexibilität gewährleistet ist. 2.3 Transceiver

Ein LON-Netzwerk kann mit unterschiedlichen Übertra-gungsmedien aufgebaut werden. Das Bindeglied zwischen dem Neuron®-Chip und der Busleitung (Übertragungsme-dium) ist der Transceiver.

Der weltweite Standard ist der FTT 10-A Transceiver und ermöglicht eine Anbindung an eine 2-Draht Leitung.

Der große Vorteil des FTT 10-A Transceivers ist die freie Netzwerktopologie, d. h. Nachrüstungen sind in bestehen-den Gewerken problemlos realisierbar.

Bild 10.2: Verschiedene Netzwerktopologien

Die physikalischen Restriktionen der verschiedenen Tran-sceiver sind in Tabelle 10.1 dargestellt.

Tabelle 10.1: Verschiedene Transceivertypen

Der in der Gebäudeautomation vorwiegend eingesetzte Transceivertyp ist FTT 10-A in freier Topologie. Erfolgt die Verkabelung mit dem Beldenkabel, ist die Leitungslänge auf maximal 500 m begrenzt. Mit dem Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,8 ist die maximale Leitungslänge auf 320 m be-grenzt.

Sobald die empfohlene Leitungslänge überschritten wird, ist ein Repeater oder Router zu setzen, der eine physi-kalische Trennung des Leitungsnetzes bewirkt und den Datenverkehr auf die unbedingt erforderlichen Daten be-grenzt (Router).

Der Transceivertyp LPT 10-A verfügt über eine integrierte Spannungsversorgung und generiert 5 VDC mit einer ma-ximalen Strombelastung von 100 mA. Damit ist dieser Typ ideal zur Ansteuerung und Stromversorgung von Senso-ren und Aktoren geeignet. Die 5 VDC werden mittels eines DC/DC-Wandlers aus der eigentlichen LON-Datenleitung generiert, der eine Gleichspannung von 42 VDC überla-gert ist. Spannungsversorgung und Datentransfer erfolgt über nur eine 2-Draht-Leitung und stellt somit eine sehr kostengünstige Lösung dar.

Die Transceivertypen FTT 10-A und LPT 10-A sind inner-halb der Netzwerktopologie auch gemischt einsetzbar, wobei die Knotenzahl pro Segment auf maximal 64 bzw. 128 begrenzt ist.

Die Busadern A und B des LON-Kabels können beliebig, d.h. polaritätsirrelevant, angeschlossen werden und ver-einfachen somit die Verdrahtung, Inbetriebnahme und Fehlersuche.

Um bei Nachrüstungen auch die Möglichkeit von Ringstruk-turen zu behalten, ist es empfehlenswert, schon bei der Erstinstallation die Polarität der Busadern zu beachten.

STERNBUS/LINIE

RING

FREIETOPOLOGIE

= LON-KNOTEN

= ABSCHLUSSWIDERSTAND

105 Ohm 105 Ohm

52,5 Ohm

52,5 Ohm

52,5 Ohm

ACHTUNG!Nur den Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,8 oderBelden 85102 oder Belden 8471 einsetzen.

Den Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,6 nicht einsetzen!

TPT/XF-1250 1,25 M Bus 64 130m Trafo isoliert Industrie, BackbonesFTT-10A 78 k Bus 64 2700m Trafo isoliert Gebäude, IndustrieFTT-10A 78 k Frei 64 500m Trafo isoliert Gebäude, IndustrieLPT-10 78 k Bus 128 2200m Link Power Sensoren, AktorenLPT-10 78 k Frei 128 500m Link Power Sensoren, Aktoren

PRODUKT Bit Rate(bps)

Topologie Knoten pro Leitungs- Typ Anwendungs-Segment länge gebiete

ACHTUNG! Enthält das Netz Ringstrukturen, so muss die

Polarität der Busadern A und B beachtet werden.

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2.4 Netzausdehnung in freier Topologie

In Bild 7.3 ist ein typisches LON-Netzwerk in freier Topo-logie dargestellt.

Bild 10.3: LON-Netzwerk in freier Topologie

Je nach verwendetem Kabeltyp erreichen Netzwerke ge-mäß der freien Topologie folgende Maximalwerte:

Tabelle 10.2: Kabellängen in freier Topologie

Für eine sichere Übertragung in Netzwerken mit freier To-pologie sind folgende Punkte zu beachten:

Es muss immer ein Abschlusswiderstand (Terminator) mit R1 = 52,5 Ω oder ein LPT 10-A mit integriertem Terminator angeschlossen werden.

Der Abstand von jedem beliebigen Transceiver zu je-dem anderen Transceiver darf die maximale Entfer- nung zwischen zwei Knoten nicht überschreiten.

Bei verschiedenen Signalpfaden, z.B. in einer ring-förmigen Topologie, ist immer der längere Übertra- gungsweg für die Betrachtung zugrunde zu legen.

Die maximale Kabellänge ist die Gesamtsumme aller im Segment angeschlossenen Netzwerkleitungen.

Schirm einseitig über RC-Glied mit Erde verbinden (R = 470kOhm, ± 5%, 0,25W, C = Folienkondensator 0,1μF, ± 10%, ≥ 100V). Kabelspezifi kationen und Anschluss siehe Lonworks

FTT-10A, Free Topology Transceiver User´s Guide von Echelon.

Bild 10.4: Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,8 in freier Topologie

2.5 Netzausdehnung in Bus- / Linienstruktur

Der Sonderfall der Bus- oder Linienstruktur erlaubt eine deutliche Erhöhung der maximal zulässigen Leitungslän-ge. In dieser Struktur wird die größtmögliche Leitungslän-ge für FTT / LPT-Netzwerke erzielt.

Die Busleitung wird in einem Strang verlegt. Der Anschluss der Knoten erfolgt über kurze Stichleitungen (maximal 3 m). Eine Polarität der Busadern muss nicht beachtet wer-den.

Je nach verwendetem Kabeltyp erreichen Netzwerke ge-mäß der Bus- / Linienstruktur folgende Maximalwerte:

Tabelle 10.3: Kabellängen in Bus- / Linientopologie

FTT 10-A / LPT 10-A in freier TopologieKabeltypen max.

Entfernung von Knoten zu Knoten

max. Kabel-gesamtlänge

TIA 568A Kategorie 5 250 m 450 mJY(St)Y 2 x 2 x 0,8 320 m 500 mUL Level IV, 22 AWG 400 m 500 mBelden 8471 400 m 500 mBelden 85102 500 m 500 m

K

K K

K

K

K

KK

maximal 320 m

maximal 320 m

FTT 10-A / LPT 10-A in freier Topologiemit JY(St)Y 2 x 2 x 0,8

= Netzwerkknoten

= Busterminator = 52,5 Ohm

Maximaler Abstand zwischen beliebigen Knoten: 320 m Maximaler Abstand zwischen beliebigen Knoten und Busterminator bzw. LPT 10-A: 320 m Maximale Kabelgesamtlänge: 500 m

FTT 10-A / LPT 10-A in Bus- / LinientopologieKabeltypen max.

Länge der Stich-leitungen

max. Kabelge-samtlänge

FTT FTT/LPTTIA 568A Kategorie 5

3 m 900 m keine Angabe

JY(St)Y 2 x 2 x 0,8

3 m 900 m 750 m

UL Level IV, 22 AWG

3 m 1400 m 1150 m

Belden 8471 3 m 2700 m 2200 mBelden 85102

3 m 2700 m 2200 m

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Für eine sichere Übertragung in Netzwerken mit Bus- / Li-nientopologie sind folgende Punkte zu beachten:

Die Busleitung muss an beiden Enden mit Bustermi-natoren abgeschlossen werden R1 = R2 = 105 Ω.

Wahlweise kann anstelle eines Busterminators an ein Busleitungsende ein LPT 10-A angeschlossen wer-den.

Der zweite Terminator ist in jedem Fall erforderlich.

Die maximale Leitungslänge der Stichleitungen darf 3 m nicht überschreiten.

Bei Einsatz eines physikalischen Repeaters können maximal 5400 m erreicht werden.

Bild 10.5: Kabeltyp Belden 8471 und Belden 85102 in Bus- / Linientopologie

In Tabelle 10.4 wird werden die Kabelspezifi kationen der verschiedenen Kabeltypen aufgelistet. Der Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,8 ist in Europa weit verbreitet und ab Lager verfügbar, während das Beldenkabel in USA pro-duziert wird und somit längere Lieferzeiten hat. Das Bel-denkabel ist wesentlich teurer als das JY(St)Y-Kabel.

Tabelle 10.4: Kabelspezifi kationen verschiedener Kabeltypen

2.6 Maximale Knotenanzahl

Unabhängig von Topologie und gewähltem Kabeltyp gel-ten folgende Regeln für den Anschluss von FTT 10-A und LPT 10-A an ein Busleitungssegment:

maximal 64 FTT-Knoten pro Busleitungssegment.

maximal 128 LPT-Knoten pro Busleitungssegment.

Bei gemischter Bestückung mit FTT und LPT:• maximal 128 Knoten pro Segment• LPT zählen einfach• FTT zählen doppelt (stärkere Busbelastung)

K

K

max. 2700 m (FTT) oder 2200 m (FTT/LPT)

FTT 10-A / LPT 10-A in Bus- /Linientopologie mit Belden 8471

= Netzwerkknoten

= 2 x Busterminator = 2 x 105 Ohm

Maximaler Abstand zwischen den Busterminatoren mit FTT-Transceivern: 2700 m Maximaler Abstand zwischen den Busterminatoren mit FTT/LPT-Transceivern: 2200 m Maximale Länge der Stichleitungen: 3 m Keine beliebige Verzweigung zulässig (keine freie Topologie)

K K K K K

max. 3 m

Hinweis zum Kabeltyp JY(St)Y 2 x 2 x 0,8Maximale Gesamtlänge der Busleitung: 900 mMaximale Länge der Stichleitungen: 3 mBei geschirmten Kabeln sollte der Schirm einseitig (kei-ne Erdschleifen) über ein RC-Glied mit Erde verbunden werden (R = 470 Ω, ± 5 %, 0,25 W, C = Folienkondensator 0,1 μF, 10 %, ≥ 100 V)

Beispielrechnungen:

1. 100 LPT-Knoten, 10 FTT-Knoten: 1 x 100 + 2 x 10 = 100 + 20 = 120 → zulässig

2. 30 LPT-Knoten, 40 FTT-Knoten: 1 x 30 + 2 x 40 = 30 + 80 = 110 → zulässig

FTT 10-A / LPT 10-A in Bus- / LinientopologieKabeltypen Leiter-

durch-messer

AWG Leiterquer-

schnitt

Rloop Ω/km

TIA 568A Kategorie 5

0,51 mm 24 0,21 mm2 28

JY(St)Y 2 x 2 x 0,8geschirmt

0,80 mm 20,4 0,503 mm2

73

UL Level IV, 22 AWGungeschirmt

0,643 mm

22 0,324 mm2

106

Belden 8471ungeschirmt

1,29 mm 16 1,31 mm2 28

Belden 85102ungeschirmt

1,29 mm 16 1,31 mm2 28

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2.7 Repeater

Ein Netzwerksegment ist auf 64 Knoten (bei Einsatz von FTT-Transceivern) begrenzt. Erfordert ein Projekt mehr als 64 Knoten, so wird ein weiteres Netzwerksegment in-stalliert. Die einzelnen Netzwerksegmente werden durch Repeater und/oder Router miteinander verbunden.

Repeater sind Geräte mit zwei Busanschlüssen. Bei der maximalen Knotenanzahl (= 64) muss 1 Knoten für den Repeater abgezogen werden, d.h. ein Netzwerksegment besteht aus maximal 63 angeschlossenen Teilnehmern (Knoten). Die Aufgabe der Repeater besteht darin, Daten-telegramme der einen Busseite aufzunehmen, zu verstär-ken und auf der gegenüberliegenden Seite wieder abzu-senden.

Repeater werden eingesetzt:

wenn die maximale Netzausdehnung eines Segments erreicht ist oder

wenn die maximale Knotenzahl eines Segments über-schritten wird.

Repeater besitzen keine Filterfunktion und leiten jedes empfangene Telegramm weiter. Der Datenverkehr eines Netzwerksegments läuft somit ungehindert in das be-nachbarte Netzwerksegment. Zuviel Datenverkehr führt zu unregelmäßigen Verzögerungen in der Reaktions-zeit. Mit Repeatern ist nur eine Kopplung von zwei Netzwerk-segmenten mit derselben Transceiverfamile möglich, wäh-rend Router auch eine Kopplung von unterschiedlichen Übertragungsmedien zulassen.

Es dürfen maximal drei Repeater in einer logischen Reihe hintereinander geschaltet werden. Danach ist ein Router zur Regeneration des Datentelegramms notwendig. Nach dem Router können wieder maximal drei Repeater gesetzt werden usw.

Bild 10.6: Repeater als Datensignalverstärker

2.8 Router

Router verfügen ebenfalls über zwei Busanschlüsse und können daher, wie Repeater, zur Signalverstärkung einge-setzt werden. Router können mit zwei unterschiedlichen Transceivern ausgestattet werden und können somit ver-schiedene Übertragungsmedien verbinden, z.B. Twisted-Pair Segment mit Power-Line Segment (TP ↔ PL) oder Medien mit unterschiedlicher Übertragungsgeschwindig-keit, z.B. Twisted-Pair mit 78kbit/s mit Twisted-Pair mit 1250 kbit/s (TP 78 ↔ TP 1250).

2.8.1 Router als Telegrammfi lter

Der Haupanwendungsbereich besteht allerdings in der Telegramm-Filterfunktionalität, wodurch bestimmte Tele-gramme nicht an andere Netzwerksegmente gelangen, wenn dort kein Teilnehmer adressiert ist. Dadurch wird der Datenverkehr auf das erforderliche Maß reduziert und die Reaktionszeit des Gesamtsystems wird gesteigert. Das Datentelegramm bleibt während der „Filterfunktion“ innerhalb des eigenen Netzwerksegments, während bei der „Weiterleitenfunktion“ das Datentelegramm an andere Netzwerksegmente gelangt.

Der Router wird daher hauptsächlich zur logischen Netz-werkstrukturierung eingesetzt.

Bild 10.7: Netzwerkstrukturierung mit Routern

max. 63 Knoten

Repeater als Verstärker

Erhöhung der maximalen Knotenanzahl durch Kopplung von Netzwerksegmenten Erweiterung der maximalen Netzwerkausdehnung Maximal drei Repeater in Reihe; danach ein Router; dann wieder maximal drei Repeater in Reihe usw.

RepeaterK

KK

K

K

K

K

K

K

K

K K

K

K

K

KK

1 Knoten

max. 63 Knoten

1 Knoten

K K

Netzwerksegment 1FTT 10-A, 78 kbit/s

Netzwerksegment 2FTT 10-A, 78 kbit/s

max. 63 Knoten

Netzwerke mit Routern

Logische Netzwerkstrukturierung Visualisierung, Steuerung und Fernwartung über die Gebäudeleittechnik Filtern und Weiterleiten von bestimmten Datentelegrammen in andere Segmente Verbindung von Leitungssegmenten mit unterschiedlichen Transceiverfamilien

K

K K

K

K

K

K

K

K

K

K K

K

K

K

KKmax. 63 Knoten

Segment 1Router

1 Knoten 1 Knoten

K K

Router1 Knoten 1 Knoten

K K

K K

KK

Router1 Knoten 1 Knoten

K K

Segment 2

Segment 3

Gebäude-leittechnik

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2.9 LON und Internet

Zahlreiche Hersteller bieten Internet Server mit LON-In-terface an. Dadurch ist der Zugriff über das Internet auf LON-Knoten von beliebigen Gewerken möglich.

Fernwartung, Ferndiagnose und Alarmmeldungen können somit problemlos über das Internet realisiert werden, wo-durch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems wesentlich gesteigert wird. Die erforderliche Datensicherheit wird durch die Authentifi zierung gewährleistet. Das ist eine passwortgesteuerte Prozedur auf der Basis eines Zufalls-generators. Eine zufällig erzeugte 64-Bit Zahl wird vom Sender und Empfänger verglichen und bei Gleichheit der Verschlüsselung erkennt der Empfänger, ob der Sender authorisiert ist und nimmt nun das Telegramm an oder ver-wirft es.

Bild 10.8: Internet Server

2.10 Das Objekt

Jeder Knoten wird durch ein Objekt (Funktionseinheit) beschrieben. In Bild 7.9 ist eine übliche allgemeine gra-fi sche Beschreibung dargestellt. Objekte repräsentieren die Netzwerkschnittstelle einer Anwendung oder Teile der Anwendung eines Knotens gegenüber anderen Knoten oder Objekten. Durch LonMark sind das Node-Objekt und fünf allgemeine Objekte defi niert, die In Applikationen ver-wendet werden sollen:

Open Loop Sensor Objekt Closed Loop Sensor Objekt Open Loop Actuator Objekt Closed Loop Actuator Objekt Controller Objekt

Das Objekt selbst wird durch ein abgerundetes Rechteck dargestellt. Eingangsvariable werden als Pfeile auf der lin-ken Seite (nvi#) und Ausgangsvariablen auf der rechten Seite (nvo#) dargestellt.

Bild 10.9: Allgemeine Darstellung eines Objekts

2.11 Binding (Verknüpfung)

Die logischen Verknüpfungen zwischen einzelnen Knoten wird durch das Binding festgelegt. Die Knoten stellen ihre Daten dem Netzwerk in Form von Netzwerkvariablen zur Verfügung. Beim Binding wird die Ausgangs-Netzwerkva-riable (nvo#) des sendenden Knotens mit einer oder meh-reren Eingangs-Netzwerkvariablen (nvi#) eines oder meh-rerer Empfängerknoten verknüpft, wodurch ein gezielter Datenaustausch gewährleistet ist. In der Tabelle 10.5 ist auszugsweise für die Laborabzugsregelung FC500 der LabSystem-Serie eine Netzwerkvariablenliste (SNVT) dargestellt.

Tabelle 10.5: Auszug der SNVT-Liste für FC500

Schneider LabSystem Parameterliste für Laborabzugregelung FC500 laut SNVT-Masterliste 10.0 Bindingfähige Netzwerkvariablen Stand 01.01.2003

SNVT / SCPT / UNVT / UCPTNr. Name Nr. Name Wertebereich Einheit Datentyp Beschreibung1 nviZyklus 87 SNVT_elapsed_tm 0 .. 65535 Timer Vorgabe für Sendezyklus Istwert

2 nviBetrieb 83 SNVT_state 0 .. 65535 16Bit-Status Eingabe der Betriebsart, Bedeutung der Bits siehe Anlage

3 nvoBetriebFB 83 SNVT_state 0 .. 65535 16Bit-Status Ausgabe der Betriebsart, Bedeutung der Bits siehe Anlage

4 nvoStatus 83 SNVT_state 0 .. 65535 16Bit-Status Ausgabe von Statusmeldungen, Bedeutung der Bits siehe Anlage

5 nvoAlarm 22 SNVT_lev_disc On / Off Schalter Alarmmeldung

6 nvoIst_Volumen 15 SNVT_fl ow 0 .. 65534 [ l/s ] 2Byte-Integer Istwert Volumenstrom

nvi# SNVT nvo# SNVT

Objektname & -nummer

VerbindlicheNetzwerkvariablen

nvi# SNVT nvo# SNVTOptionaleNetzwerkvariablen

Konfigurations-Eigenschaften

herstellerspezifischeNetzwerkvariablen

Hardware Ausgänge

Hardware Eingänge

EingangsNetzwerkVariablen

AusgangsNetzwerkVariablen

Kurzbezeichnungnvi

nvo

nci

nro

BezeichnungEingangsvariable

Ausgangsvariable

Konfigurationsvariable

Ausgangsvariable (nur lesbar)

SpeicherklasseRAM

RAM

EEPROM

ROM

nci#

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2.12 Entwicklungswerkzeuge

Die Entwicklungswerkzeuge dienen zur Erstellung von Neuron-Programmen in der Programmiersprache Neuron-C und der Inbetriebnahme einzelner Knoten sowie ganzer Netze (Binding).

2.13 Lonmark® und Interoperatibilität

Die LONMARK® Interoperability Association erstellt Func-tional-Profi les und die SNVT-Masterlist (Standard Network Variable Type). Geräte und Systeme, die nach diesen Re-geln entwickelt wurden, erreichen einen sehr hohen Grad an Interoperatibilität. Damit ist die Fähigkeit gemeint, eine Aufgabe in einer verteilten Anwendung mit Geräten von unterschiedlichen Herstellern gemeinsam zu bewältigen.

SCHNEIDER beachtet bei der Produktentwicklung be-sonders die SNVT-Masterlist und erreicht damit eine hohe Interoperatibilität und hohe Flexibilität für den Betreiber.

2.14 Vorteile der LON-TECHNOLOGIE

Die Vorteile der LON-Technologie sind zusammen ge-fasst:

Dezentrale Automatisierung

Sensoren und Aktoren sind mit einer eigenen Intelligenz (CPU) ausgestattet und tauschen die relevanten Informa-tionen direkt miteinander aus. Die Informationsverarbei-tung fi ndet direkt vor Ort statt, wodurch die Notwendigkeit einer zentralen Verarbeitung entfällt.

Reduzierung der InvestitionskostenDurch minimalen Verdrahtungsaufwand (2-Draht Leitung) und Mehrfachnutzung von Aktoren und Sensoren.

BetriebskostenersparnisDurch anlagen– und gewerkeübergreifende Nutzung von Informationen sowie der Realisierung fl exibler Regelstra-tegien.

Einsparungen bei der Wartung und Instandhal-tung

Durch einheitliche und anlagenübergreifende Diagnose-möglichkeiten sowie ein systemübergreifendes zentrales Gebäudemanagement.

Flexibilität bei NachrüstungenBei Änderungen, und Erweiterungen der Funktionalitätsowie bei Nachrüstungen erweist sich die LON-Techno-logie als äußerst fl exibel. Durch Einsatz der freien Netz-werktopologie können herstellerunabhängige Produkte

direkt angeschlossen werden.

GebäudetransparenzDurch Betriebskostenerfassung und Fernüberwachung und Ferndiagnose, auch über das Internet, wird eine sehr hohe Gebäudetransparenz für den Betreiber erreicht.

Zukunftssicherheit

Durch den Einsatz von herstellerübergreifenden Produk-ten ist die kontinuierliche Weiterentwicklung der Anwen-dertechnik gewährleistet.

3.1 Gewerke übergreifendes System

Die LonWorks®-Technologie bietet eine kostengünstige Lösung, um Gebäude als Gewerke übergreifende Syste-me zu betreiben. Sensoren und Aktoren von unterschiedli-chen Gewerken, wie z.B. Elektroinstallation, Sänitär, Hei-zung-Lüftung-Klima, Sonnenschutz und Zutrittskontrolle lassen sich gemeinsam nutzen.

Neben einer erheblichen Investitionskostenersparnis wird zusätzlich noch die Flexibilität und der Nutzungsgrad ge-steigert.

4.1 SCHNEIDER Elektronik und LON

Wir entwickeln und produzieren seit 1996 Produkte in Lon-Works®-Technologie, haben zahlreiche Großprojekte er-folgreich realisiert und verfügen über beste Referenzen.

Die Interoperatibilität und die weltweit zunehmende Ak-zeptanz haben uns überzeugt. Deshalb arbeiten wir in der LNO (LON Nutzer Organisation) aktiv und engagiert mit.

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5.1 LON-Netzwerk mit Anschaltung an das Internet

Das Bild 10.10 zeigt ein gesamtes LON-Netzwerk in frei-er Topologie. Sämtliche LON-Knoten, einschließlich der Laborabzugsregelungen FC500-V-L und des Laborcon-trollers LCO500 sind mit den Transceivern FTT-10A oder LPT-10 realisiert.

Mit dem Laborcontroller LCO500 können kostengünsti-ge Mischsysteme realisiert werden, wobei innerhalb des Laborraums die Ansteuerung analog erfolgt, während ausserhalb des Laborraums der LCO500 an das LON-Netzwerk angebunden werden kann. Bei Datendurchgriff

bis auf den Laborabzug, belastet der Laborcontroller das LON-Netzwerk mit nur einem Knoten (node), womit die Anzahl der benötigten Router erheblich reduziert wird.

Neben der autarken Bilanzierungsfunktion für die Raum-zuluft und Raumabluft kann der Laborcontroller LCO500 digitale Eingänge (Alarme, Taster usw.) und digitale Re-laisausgänge (Licht, Motore usw.) über das LON-Netzwerk ansteuern. Eine Fernwartung der Laborabzüge und deren Regelungen ist über das Internet und/oder das Intranet problemlos möglich.

SCHNEIDER bietet mit der Fernwartungssoftware PAD3000 die Gesamtfunktionalität aus einer Hand.

Fernwartung

Service- undBedienstation

INTERNET

INTRANET

INTERNET

LON-ETHERNETRouter

ETHERNET

INTERNET

LON-Netzwerk

MessenTemperatur

Steuern

Schalten

Überwachen

Anzeigen

MessenDruck

Schalten

Alarmieren

LON-INTERNETWeb-Server

Gebäudeleittechnik

In-houseFernwartung

LonWorksApplication

Labor-ControllerLCO500


Regeln


FC500

Laborabzüge

FC500

Laborabzüge FC500

Laborabzüge

Anzeigen

MessenTemperatur

Bild 10.10: LON-Netzwerk mit Internetanbindung

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6.1 BACnet® - Was ist das?

BACnet® bedeutet Building Automation and Control net-work und ist ein herstellerunabhängiges Netzwerkproto-koll (Datenübertragungsprotokoll) für die Gebäudeauto-mation.

Ziel der Entwicklung des BACnet®-Protokolls war, einen einheitlichen fi rmenneutralen Standard für die Datenkom-munikation, also eine technische Sprachregelung für den Datenaustausch, in und mit Systemen der Gebäudeauto-mation bereitzustellen. BACnet® ist seit 1995 eine Norm der ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) und wurde als ANSI-Norm (135) übernommen. Seit 2003 ist BACnet® auch ISO-Norm (16484-5).

6.1.1 Die Managementebene

Das BACnet®-Protokoll sollte als Standard auf der Ma-nagementebene eingesetzt werden, um in den Schalt-warten auch heterogener großer Gebäudeautomations-anlagen eine gemeinsame Steuerung, Regelung und Überwachung zu ermöglichen. Die Verwaltung der Anla-gen sollte mit BACnet® erfolgen.

6.1.2 Die Automationsebene

In der darunterliegenden Automationsebene sind neben BACnet® durchaus auch andere Protokolle wie LON-Talk®, PROFIBUS und Modbus vorstellbar. Um die ver-schiedenen Netzwerke (z.B. LON und BACnet) miteinan-der zu verbinden, werden Gateways eingesetzt. Allerdings sind diese „Vermittler zwischen zwei Welten“ nicht immer problemlos, da Protokollübersetzungen in Gateways meist unvollkommen sind.

6.1.3 Die Feldebene

Wiederum eine Ebene tiefer befi ndet sich die Feldebene mit den angeschlossenen Feldbusmodulen. Hier wird über das entsprechende Interface der Zugang zu den physika-lischen Größen geschaffen, wie z.B. abrufen und setzen von digitalen und analogen Ein- bzw. Ausgängen. Wenn andere Protokollstandards wie BACnet eingesetzt wer-den, müssen hier ebenfalls Gateways zwischen die ver-schiedenen Netzwerke geschaltet werden.

Das Ebenenmodell ist in Bild 10.11 dargestellt.

Bild 10.11: Ebenenmodell

6.2 Native BACnet®

Native BACnet® ist dann gegeben, wenn der „BACnet® operating stack“, d.h. die Kommunikationssoftware direkt auf dem Microcontroller implementiert ist, d.h. wenn die Feldmodule ohne externe Hardwarekomponenten (z.B. physikalische Gateways) direkt über BACnet® kommu-nizieren können. Unter native Bacnet® versteht sich hier als durchgängige „Muttersprache“ von der Management-ebene bis zu den Feldmodulen in der Feldebene ein ein-heitliches Kommunikationsprotokoll.

Gebäudeleittechnik

FC500

Laborabzüge

FeldebeneStandard:BACnetLonMarkPROFIBUSEIBModbus

Standard:BACnetLonMarkPROFIBUS

Standard:BACnet

Managementebene

Automationsebene

Gebäudeleittechnik

FC500

Laborabzüge

BACnet

BACnet Devices

GATEWAYBACnet

LON

LONFeldebene

Managementebene

Bild 10.12: Verbindung von verschiedenen Netzwerken

12



Das vermeidet unnötige zusätzliche Technik (Gateways) und damit verbundene Kosten und verbessert die System-leistung (Performance) und die Interoperabilität.

In Bild 10.12 ist eine Vernetzung von zwei verschiedenen Netzwerken (LON mit BACnet) dargestellt. In diesem Bei-spiel ist in der Feldebene kein native BACnet® reali-siert, d.h. eine Protokollumwandlung des LON- und des BACnet-Protokolls erfolgt im Gateway.

Allerdings erhöht sich der Hardwareaufwand der Feld-module. Hier muss immer eine sehr leistungsfähige CPU (central processor unit) eingesetzt werden, um die BAC-net®-Datenkommunikation in einem eigenen Task pro-blemlos bedienen zu können.

Aus wirtschaftlichen Gründen sollte projektspezifi sch ent-schieden werden, ob es unbedingt notwendig ist bis auf die Feldebene mit native BACnet® zu kommunizieren.

SCHNEIDER bietet mit seinen nachrüstbaren Busmodu-len das komplette Leistungsspektrum von BACnet, LON und Modbus bis zur Feldebene, d.h. bis zum Laborabzug.

Bild 10.13: Nachrüstung eines LON-Busmoduls

6.3 Interoperabilität

BACnet gewährleistet Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller, wenn sich alle am Projekt be-teiligten Partner auf bestimmte von der Norm defi nierte BIBBs einigen. Ein BIBB (BACnet Interoperability Building Block) defi niert, welche Services und Prozeduren auf der Server- und Client-Seite unterstützt werden müssen, um eine bestimmte Anforderung des Systems zu realisieren.

Das zu einem Gerät gehörende und vom Hersteller zu erstellende Dokument PICS (Protocol Implementation Conformance Statement) listet alle unterstützten BIBBs, Objekttypen, Zeichensätze und Optionen der Kommuni-kation auf.

Die fünf BACnet-Interoperatilitätsbereiche (IOB) defi nie-ren verschiedene Dienste (Services), die zur Kommuni-

kation zwischen Geräten der Gebäudeautomation ver-wendet werden. Diese Dienste gliedern sich in folgende Gruppen:

Gemeinsame Datennutzung, DS (=data sharing) Alarm- und Ereignisverarbeitung, AE (=alarm and

event management) Zeitplan, SCHED (=scheduling) Trendaufzeichnung, T (=trending) Geräte- und Netzwerk-Management, DM (=device

and network management)

In der Norm sind verschiedene Objekttypen sowie die Pro-zeduren für die Alarmverarbeitung defi niert.

Anhand der BIBB-Liste und der PICS (Protokoll-Umset-zungsbestätigung) ist der Planer eines interoperablen Systems in der Lage zu prüfen, ob die Interoperabilität erreichbar sein wird.

6.4 Der Datentransport

BACnet® bietet verschiedene Medien für den Datentrans-port an, was eine sehr große Flexibilität des Gesamtsys-tems garantiert.

In der Tabelle 10.6 sind die unterschiedlichen Medien mit den spezifi schen Normen und Übertragungsgeschwindig-keiten zusammen gefasst.

Tabelle 10.6: Auszug der SNVT-Liste für FC500

Die Übertragungsgeschwindigkeiten der einzelnen Medi-en sind von oben nach unten sortiert. Analog verhält es sich mit den Kosten pro Knoten (Feldmodul). Ethernet ist die schnellste Datenübertragung mit max. 100 Mb/s, wo-bei hier die höchsten Kosten pro Knoten anfallen.

ARCNET ist zu teuer für Feldmodule (Low-end-controller), bietet allerdings ein sehr gutes Geschwindigkeitspoten-zial.

LonTalk mit dem Transceiver FTT-10A und einer Übertra-gungsrate von 78,4 kB/s ist eine akzeptable Lösung, al-lerdings mit folgenden Nachteilen: Abhängigkeit von einer Firma und Lizenzkosten pro Knoten.

BACnet-DatentransportLAN Norm Geschwindigkeit

in kB/sEthernetTCP/IP

ISO/IEC 8802-3 10.000 - 100.000

ARCNET ATA/ANSI 878.1 156 - 7.500LonTalk EIA/CEA 709.1-B 4,8 - 1.250MS/TP EIA RS 485 9,6 - 76,8PTP EIA RS 232-C 9,6 - 56

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Grundätzlich abgeschirmte Leitungen in Linientopologie (daisy chain) verlegen und den Schirm einseitig auf Mas-se (GND) aufl egen.

6.6.1 Netzausdehnung in Bus- / Linienstruktur

Die Busleitung wird in einem Strang verlegt. Der Anschluss der Knoten erfolgt über kurze Stichleitungen (maximal 5 m). Immer das miteinander verdrillte Leitungspaar (A und B) jeweils einzeln aufl egen. Eine Polarität der Busadern muss unbedingt beachtet werden.

Für eine sichere Übertragung in Netzwerken mit Bus- / Li-nientopologie sind folgende Punkte zu beachten:

Die Busleitung muss an beiden Enden mit Bustermi-natoren abgeschlossen werden R1 = R2 = 120 Ω.

Schirm einseitig mit Erde verbinden.

Der zweite Terminator ist in jedem Fall erforderlich.

Die maximale Leitungslänge der Stichleitungen darf 5 m nicht überschreiten.

Die maximale Leitungslänge beträgt 500 m.

Es dürfen max. 32 Teilnehmer an eine Bus- / Lini-enstruktur angeschlossen werden.

Bild 10.14: EIA RS 485 in Bus- / Linientopologie

In Bild 10.14 ist die Bus- /Linientopologie des EIA RS 485 Standards mit den maximalen Leitungslängen dargestellt.

In Tabelle 10.7 sind verschiedene für den EIA RS 485 Standard geeignete Kabel spezifi ziert.

MS/TP (Master-Slave/Token-Passing) ist für Feldmodule der beste Kompromiss. Die max. Datenübertragungsge-schwindigkeit ist mit 76,8 kB/s für die meisten Anwendun-gen ausreichend und das EIA RS 485 Interface lässt sich als low-cost-Lösung auf Microprozessoren realisieren. Al-lerdings sind einige Restriktionen bei der Netzstruktur zu beachten und unbedingt einzuhalten. Free topology, wie bei LON ist nicht möglich.

6.5 MS/TP (Master-Slave/Token-Passing)

Das Master-Slave/Token-Passing-Protokoll wurde eben-falls von der ASHRAE entwickelt und steht ausschließlich für BACnet zur Verfügung.

Die Ankopplung an den Feldbus erfolgt über das kos-tengünstige EIA RS 485 Interface. MS/TP kann im rei-nen Master/Slave-Modus, mit Token-Übergabe zwischen gleichberechtigten Knoten (Peer-to-Peer Token-passing-Methode) oder in einer Kombination beider Methoden be-trieben werden.

6.6 EIA RS 485-Standard

Der EIA RS 485 Standard defi niert ein bidirektionales Bussystem mit bis zu 32 Teilnehmern. Da mehrere Sender auf einer gemeinsamen Leitung arbeiten, muß durch ein Protokoll sichergestellt werden, daß zu jedem Zeitpunkt maximal ein Datensender aktiv ist (z.B. MS/TP). Alle an-deren Sender müssen sich zu dieser Zeit in hochohmigem Zustand befi nden.

In der ISO-Norm 8482 ist die Verkabelungstopologie mit einer max. Länge von 500 Metern standardisiert. Die Teil-nehmer werden an dieses in Reihe (Linientopologie) ver-legte Buskabel über eine max. 5 Meter lange Stichleitung angeschlossen. Ein Abschluß des Kabels mit Terminie-rungs-Widerständen (2 x 120 Ohm) ist an beiden Enden grundsätzlich erforderlich, um Refl exionen zu verhindern.

Wenn keine Datenübertragung stattfi ndet (Datensender inaktiv) sollte sich auf dem Bussystem ein defi nierter Ru-hepegel einstellen. Dies wird erreicht, indem man Leitung B über 1k Ohm auf Masse (pull down) und Leitung A über 1k Ohm auf +5V DC (pull up) anschließt.

Obwohl für große Entfernungen in industrieller Umge-bung bestimmt, zwischen denen Potentialverschiebungen unvermeidbar sind, schreibt die EIA RS 485-Norm direkt keine galvanische Trennung vor. Da jedoch die Emp-fängerbausteine empfi ndlich auf eine Verschiebung der Massepotentiale reagieren, ist für zuverlässige Installatio-nen eine galvanische Trennung, wie sie von der ISO9549 defi niert wird, unbedingt empfehlenswert.

Bei der Installation muß unbedingt das miteinander verdrill-te Leitungspaar (A und B) jeweils einzeln aufgelegt wer-den. Auf korrekte Polung der Aderpaare muß unbedingt geachtet werden, da eine falsche Polung zur Invertierung der Datensignale führt. Besonders bei Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Installation neuer Endgeräte soll-te jede Fehlersuche mit der Überprüfung der Buspolarität begonnen werden.

max. 500 m

EIA RS 485 in Bus- / Linientopologie(daisy chain)

Maximaler Abstand zwischen den Busterminatoren: 500 m Maximale Länge der Stichleitungen: 5 m Immer verdrilltes, abgeschirmtes Kabel einsetzen Keine beliebige Verzweigung zulässig (keine freie Topologie)

max. 5 m

120

120

1 k

1 k

+5V

GND

Adern miteinander verdrillt.Kabel abgeschirmt.

A

B

A B

Feld-modul

A B

Feld-modul

A B

Feld-modul

A B

Feld-modul

max. 5 m

1 2 3

max. 32Teilnehmer

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Tabelle 10.7: Kabelspezifi kationen verschiedener Kabeltypen

Alle Kabel müssen geschirmt und der Schirm auf Masse (GND) aufgelegt sein.

7.1 Modbus

Modbus ist ein von Gould-Modicon 1979 entwickeltes An-wendungsprotokoll für den Austausch von Nachrichten zwischen Feldmodulen mit integrierten Modbus-Control-lern.

Das Modbus-Protokoll ist auf der Anwendungsschicht des OSI-Referenzmodells angesiedelt und unterstützt den Master-Slave-Betrieb zwischen intelligenten Geräten.

Das Modbus-Protokoll defi niert den Nachrichtentyp über die die Modbus-Controller untereinander kommunizie-ren. Es beschreibt wie ein Modbus-Controller über eine Anfrage Zugang zu einem anderen Controller aufnimmt, wie dieser die Anfrage beantwortet und wie Fehler erkannt und dokumentiert werden.

Das Modbus-Protokoll arbeitet auf Anfrage-Antwort-Basis und bietet verschiedene Dienste, die durch Funktions-Co-des spezifi ziert werden. Während der Kommunikation be-stimmt das Modbus-Protokoll wie jeder Controller die Ge-räte-Adresse erfährt und Nachrichten erkennt, die für ihn bestimmt sind. Außerdem bestimmt es die auszulösenden Aktionen und welche Informationen der Modbus-Cont-roller aus dem Nachrichtenfl uss entnehmen kann. Wenn eine Antwort erfoderlich ist, dann wird diese im Controller aufgebaut und mit dem Modbus-Protokoll zu der entspre-chenden Station gesendet.

Der Modbus ist preiswert über EIA RS 485 realisierbar und eignet sich damit sehr gut für die laborrauminterne Vernet-zung. Die in Abschnitt 6.6 beschriebenen Standards für die Verkabelung müssen unbedingt eingehalten werden.

EIA RS 485 in Bus- / LinientopologieKabeltypen Hersteller Leiterdurch-

messer [mm]AWG Leiterquer-

schnitt [mm²]Rloop Ω/km

max. Leitungslänge der Busleitung [m]

Li2YCYPiMF Lapp 0,80 20,4 0,503 78,4 500JY(St)Y 2 x 2 x 0,8geschirmt

Diverse 0,80 20,4 0,503 73 300

9843 paired Belden 24 78,7 500FPLTC222-005 Northwire 22 52,8 400EIB-YSTY Diverse 1,0 0,80 31,2 500

8.1 SCHNEIDER Elektronik und die Vernetzung

Durch die jederzeit nachrüstbaren Feldbusmodule für LON, BACnet und Modbus ist das gesamte System sehr fl exibel und kostenoptimiert auf verschiedene Netzwerke adaptierbar.

Wir bieten das gesamte System aus einer Hand, ohne Kompatibilitätsprobleme.

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9.1 Netzwerk-Wörterbuch A-Z

AAdresse, auch Neuron-ID genannt, ist eine weltweit nur einmal vorhandene Neuron-Chip-Identifi kationsnummer (48-Bit-Adresse) und wird bereits bei der Herstellung fest zugeordnet (Hardware-Adresse). Sie dient u.a. zur Iden-tifi kation des Knotens während der Inbetriebnahme und wird durch Betätigen der Service-Taste auf das LON-Netz-werk gesendet.

BBACnet® ist ein standardisiertes Protokoll der ASHRAE (amerikanische Vereinigung von HLK-Herstellern). BAC-net nutzt u.a. LON® als Transportmedium, wobei jedoch wichtige nützliche Eigenschaften von LON (insbesondere Nutzung von Netzwerkvariablen) verlorengehen.

BatiBUS war einer der ersten Feldbusse für den Bereich der Gebäudeautomation und hat seine Verbreitung haupt-sächlich in Frankreich. Die Übertragungsgeschwin-digkeit beträgt 4800 bit/s und als Übertragungsmedium wird eine einfache Twisted-Pair-Verkabelung eingesetzt.

Binding ist die logische Verknüpfung zwischen einzelnen Knoten. Die auszutauschenden Daten zwischen den Kno-ten wird durch das Binding festgelegt. Die Knoten stellen ihre Daten dem LON-Netzwerk als Netzwerkvariablen zur Verfügung. Beim Binding wird die Ausgangsvariable (nvo) des sendenden Knotens mit einer oder mehreren Eingangsvariablen (nvi) eines oder mehrere Empfänger-knoten verknüpft. Dadurch wird ein defi nierter Datenaus-tausch zugeordnet.

Bridges übertragen die Nachrichten jeweils auf die ande-re Seite, wenn die Herkunftsdomain einer Nachricht mit einer der Domains der Bridge übereinstimmt, unabhängig vom Ziel der Nachricht. Eine Bridge wird zur Kopplung von Domains verwendet, z.B. zur Weiterleitung gewerkeüber-greifender Systemnachrichten.

CChannel Durch Router und Repeater werden Netzwerke physisch strukturiert - sie trennen das Netz in mehrere Channel. Channel bezeichnen dabei ein physikalisches Netzwerksegment, z.B. ein Bussegment in TP/FT-10. Zu einem Channel können, unter der Beachtung der physika-lischen Begrenzungen für das zugrunde gelegte Medium, beliebig viele Knoten gehören.

Confi gured Router übertragen eine gültige Nachricht auf die jeweils andere Seite, wenn die Herkunftsdomain mit einer der Domains des Routers übereinstimmt. Jede Seite des Confi gured Routers besitzt hierfür eine eigene Übertragungstabelle. Darin sind für jedes der 255 mög-lichen Subnets und jede der 255 Gruppen einer Domain die zu übertragenden Sender einer Nachricht mit einem Übertragungsfl ag gekennzeichnet. Diese Tabellen werden von einem Netzwerkmanagement-Tool generiert und im EEPROM des Routers dauerhaft gespeichert.

Der Einsatz eines Confi gured Router empfi ehlt sich, wenn der Netzwerkverkehr gezielt separiert werden soll. So ent-stehen Inseln mit relativ hohem inneren Netzwerkverkehr und relativ wenig externer Kommunikation. Dadurch wird das Gesamtnetz nicht mit Nachrichten, die nur „lokalen“ Charakter tragen, belastet.

CSMA ist ein Zugriffsverfahren aus dem LAN-Bereich und steht für Carrier Sense Multiple Access. Beim CSMA „horcht“ der Knoten zunächst am Netz, bevor er aktiv wird. Beim CSMA/CD (Collision Detect) wird von vornherein mit Kollisionen gerechnet und nach Möglichkeit mit verschie-denen Verfahren begegnet.

LonWorks arbeitet mit predektiven p-persistant CSMA-Verfahren, welches auch in großen Netzen kurze Reakti-onszeiten bei hohen Durchsatzraten erlaubt.

DDomains stellen die größten Adressierungseinheiten dar. Sie werden verwendet, um ganze - voneinander unabhän-gige - Teilsysteme zu realisieren, z.B. Beleuchtungssys-tem, Zugangskontrolle (soweit diese nicht untereinander kommunizieren müssen). Damit bilden Domains virtuelle Netzwerke innerhalb des physischen Netzaufbaus. Jedes Gerät kann über zwei Domain-Adressen angesprochen werden. Einer Domain können maximal 255 Subnets mit je 127 Geräten (entspricht zusammen 32.385 Geräten) zugeordnet werden.

EEchelon® ist Technologiegeber der LONWORKS Tech-nologie. Im Dezember 1990 machte Echelon seine Ent-wicklungen erstmals international bekannt. Das Kapital für diese innovative und risikoreiche Entwicklung gaben Venture-Kapitalgeber in den USA, u.a. die Halbleiterher-steller Motorola und Toshiba. Im Internet ist Echelon unter http://www.echelon.com zu fi nden.

EIB Der Europäische Installations Bus wurde für die Ge-bäudetechnik weiter entwickelt und ist aus dem instabus, einem Standard aus der Installationstechnik, hervorge-gangen. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9600 bit/s und als Übertragungsmedium wird eine geschirmte Zweidrahtleitung verwendet.

Ethernet ist eine Local Area Network (LAN) Technologie und wird vorzugsweise in der Computervernetzung ein-gesetzt. Der Datentransfer zwischen den Computersys-temen erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 10 und 100 million bits per seconds (Mbps). Als Transportmedium kann Koaxialkabel, Twisted pair und Lichtleitertechnik ein-gesetzt werden. Ethernet ist das weltweit am häufi gsten verbreitete LAN und ermöglicht eine herstellerneutrale Computervernetzung.

FFree Topologie ist eine Netzwerktopologie, die erstmals mit dem FTT10-Transceiver möglich wurde. In Free To-

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pologie können Linien-, Stern- oder Ring-Strukturen mit-einander gemischt aufgebaut werden. Damit muss bei der Planung eines Netzes nicht mehr auf linienförmige Bus-strukturen, mit ihren relativ kurzen Stichleitungen, Rück-sicht genommen werden. Unbedingt beachtet werden müssen jedoch die maximalen Übertragungsabstände, die je nach Kabelqualität schnell erreicht sind. Durch den Einsatz von Routern oder Repeatern können jedoch auch diese Limits überwunden werden.

GGruppen bilden eine weitere Form der Adressierung, die von der Domain-Subnet-Node-Adressierung unabhängig ist. Es lassen sich bis zu 255 Gruppen je Domain bilden, deren Mitglieder durch die Gruppen-Adressierung gemein-sam ansprechbar sind. In jeder Gruppe können beliebig viele Geräte Mitglied sein, wobei wiederum jedes Gerät in max. 15 Gruppen Mitglied sein kann.

IIndustrial Ethernet setzt auf Ethernet auf und verbreitet sich zunehmend in der Feldbusebene. Allerdings sind die Kosten für den Feldbusteilnehmer (Knoten) z.Zt. noch sehr hoch. Ein Vorteil ist die hohe Datenübertragungsrate, welche eine schnelle Reaktion in Echtzeit ermöglicht.

Interoperabilität ist Ziel und bestimmende Eigenschaft der LONWORKS Technologie. Unabhängig von gewähl-ten Übertragungsmedien, Vernetzungstopologien, Hard-waredetails oder Betriebssystemfunktionen sollen LON-WORKS Knoten miteinander ‚spielen‘. Tatsächlich ist es weitgehend egal, ob man Daten z.B. über 78-kBit/s-Twis-ted-Pair oder über RS485 austauscht. Auf der Ebene des Anwendungsprogrammes spürt man von diesen Realisie-rungsdetails nichts. Der Entwickler eines LONWORKS

basierten Systems kann die Entwurfsebenen Hardware - Software - logische Kommunikationsstruktur - physisches Netz voneinander weitgehend entkoppelt betrachten und defi nieren.

ISO-OSI-Modell ist ein von der ISO (International Orga-nisation for Standardization) entwickeltes Modell für die Kommunikation zwischen Knoten in Netzwerken. Dieses Modell wurde OSI (Open System Interconnection) ge-nannt und beruht auf den in der Tabelle 10.8 beschrie-benen 7 Schichten für die Kommunikation.

KKnoten siehe Node

LLearning Router sind eine Sonderform des Confi gured Router. Dabei werden alle Nachrichten mit Gruppenadres-sierung übertragen. Gleichzeitig ist ein Lernprozeß aktiv. Nach einem Reset sind alle Übertragungsfl ags gesetzt und es werden somit alle Nachrichten übertragen. Der Learning Router prüft bei jeder eintreffenden Nachricht die Subnet-Nummer und löscht das entsprechende Übertragungsfl ag auf der anderen Seite, so dass nach und nach zwei Über-tragungstabellen wie beim Confi gured Router entstehen. Diese werden jedoch nur im RAM gehalten, sind also nach jedem Reset verloren. Die entstandenen Tabellen lassen sich jedoch mit einem entsprechenden Tool auslesen und weiter bearbeiten, so dass der Router anschließend als Confi gured Router betrieben werden kann. Learning Rou-ter sind nicht so leistungsfähig wie Confi gured Router, je-doch ist eine Installation ohne Kenntnis der Netztopologie und der Kommunikationsstrukturen möglich.

Schicht/Layer

Bezeichnung Funktionalität

7 Application Layer Anwendungsschicht

Kommunikationsdienste für die Anwendung

6 Presentation LayerDarstellungsschicht

Sprach- und Zeichenanpassung

5 Session LayerSitzungsschicht

Auf- und Abbau von Sitzungen, Teilnehmeridentifi kation

4 Transport LayerTransportschicht

Auf- und Abbau von End-to-End-Verbindungen, Flußsteuerung

3 Network LayerVermittlungsschicht

Routing

2 Data Link LayerSicherungsschicht

Rahmenbildung, Point-to-Point-Datensicherung, Mediumszugriffsteuerung

1 Physical LayerBitübertragungsschicht

Festlegung aller physikalischen und mechanischen Parameter

Tabelle 10.8: ISO-OSI-Modell

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LNO Die LNO - LON NUTZER ORGANISATION e.V.Die LNO ist die Vereinigung für Unternehmen, Institu-tionen und Distributoren, die mit der Technologie LON-WORKS im deutschsprachigen Raum arbeiten. Mitglied der LNO kann werden, wer Geräte und Systeme entwi-ckelt, vertreibt oder nutzt, die zur Kommunikation das LonTalk® Protokoll verwenden. Mitglieder können juristi-sche Personen, Personengesellschaften oder natürliche Personen sein, die ihren Wohn-, Firmen- oder Institutssitz in der Bundesrepublik Deutschland, Schweiz, Österreich, Holland, Belgien oder Luxemburg haben.

Die LNO ist ein eingetragener Verein, der nach dem deut-schen Vereinsrecht geführt wird. Aktuelle Informationen der LNO und die Mitgliederliste können unter http://www.lno.de abgerufen werden.

LNS/LCA „LONWORKS Networks Services Architecture“/“LONWORKS Component Architecture“. Von Echelon entwickelte Softwareplattform mit Funktions- und Daten-schnittstellen zur Realisierung von Werkzeugen für LON, z.B. für Handterminals, Bedienstationen, für PC-Visuali-sierungen und PC-Projektierungswerkzeuge.

LON® ist die Abkürzung von Local Operating Network. Entwicklungsziel von Echelon war ein 8-Bit-Microcontrol-ler, ähnlich einem 80C51, der um Hardwareeinheiten für die Vernetzung on-chip ergänzt wurde. Die Designer von LON hatten erkannt: Der größte Entwicklungsaufwand in verteilten Systemen entsteht bei der Gestaltung der Kom-munikationsschnittstellen. Der Entwickler soll jedoch über seine Aufgabe nachdenken und nicht über die Implemen-tierung des Datenaustausches zwischen Prozessoren und Betriebssystemen.

LonBuilder® ist das HighEnd-Entwicklungssystem der Firma Echelon. Man kann damit Hardware emulieren, Applikationssoftware compilieren und nach Download austesten. Module können durch den Einsatz von Flash-EEPROM‘s downloadfähig gemacht werden.

LONMARK® Association ist eine internationale Vereini-gung von mehr als 200 Unternehmen, die die Standar-disierung von LON für bestimmte Aufgabenbereiche und Geräte mit dem Ziel der Sicherung der Interoperabilität vornehmen. In den LONMARK Task Groups wird die in-haltliche Arbeit geleistet. So gibt es Standards (functional profi les) u.a. für Jalousiesteuerungen, für Beleuchtung, Sensoren, Aktoren. Über den Stand der Tätigkeit kann man sich unter http://www.lonmark.org informieren.

LonTalk® ist das Protokoll, durch das Echelons Systemlö-sung spezifi ziert ist. LonTalk defi niert, wie LON-Knoten auf den einzelnen Ebenen des ISO-OSI-Modells miteinander kommunizieren. LonTalk beschreibt Hardware-, Betriebs-system- und Compilerfunktionen präzise, wobei die Imp-lementierung verborgen bleibt - der Entwickler soll seine Anwendung realisieren und nicht die Ebenen 1 bis 7.

LONWORKS® ist die Systembezeichnung für die ge-samte Technologie. Darin eingeschlossen sind z.B. die Neuron® Chips, die Buskoppelbausteine (Transceiver), die Entwicklungswerkzeuge, Softwarepakete, Support. Mit LONWORKS werden dezentrale Informationsverar-beitungsstrukturen möglich, die ohne Zentralsteuerung

(z.B. SPS) auskommen. Insofern unterscheidet sich LON-WORKS von bisherigen Feldbuslösungen.

LPT-10 Link PowerAuch dieses Übertragungsmedium ist eine Twisted-Pair-Variante. Sie entspricht technisch der Variante „Freie Topologie FTT10“ mit dem zusätzlichen Vorteil, dass die Versorgungsspannung der Geräte über die Busleitung mit übertragen werden kann. Man spart also ein Adernpaar im Kabel ein und auch die Verwechselungsgefahr beim Anschliessen (was ist Bus, was ist Spannung?) wird verin-gert. LPT-10 ist LONMARK zertifi ziert.

Kein Vorteil ohne Nachteile: LPT-10 erfordert die Ver-wendung spezieller Link-Power-Stromversorgungen (Ein-gangsspannung z.B. 48 - 56 V, Ausgangsspannung etwa 42 V/1,5A), die zudem meist nicht ganz billig sind. Sehr oft haben Schaltschränke oder Geräte neben der 230-Volt-Spannungsebene ohnehin bereits 24-Volt als Versor-gungsspannung. Mit Link-Power wird also eine zusätzli-che Versorgungsspannungsebene notwendig. Außerdem gibt es Begrenzungen hinsichtlich der Belastbarkeit - ein Link-Power-Netzteil kann nur eine begrenzte Anzahl von Geräten versorgen (wichtig z.B. bei Geräten mit Leuchtdi-oden oder Relais, welche oft einen höheren Strombedarf haben). Installationsvorteile hat man vor allem im Gebäude bei der Verdrahtung von Tastern und Schaltern. Link-Po-wer-Signale können auch auf TP/FT-10-Geräte geschaltet werden, wenn diese entsprechende Blockkondensatoren enthalten, die die Versorgungsspannung absperren.

Hinweis: Wirtschaftlichkeitsbetrachtung über den Einsatz LPT-10 erforderlich. Stromversorgungen sauber dimen-sionieren und mit Reserve auslegen entsprechend dem Worst-Case-Fall für alle Geräte am Segment! LPT-10-Ver-träglichkeit von TP/FT-10-Geräten prüfen.

MModbus® ist ein standardisiertes Protokoll der Gould Mo-dicon und wurde 1979 entwickelt. Es ist ein industrieller Standard, wird jedoch in Zukunft durch leistungsfähigere standardisierte Protokolle abgelöst werden (z.B. BAC-net).

NNetzwerkvariable siehe NV

Neuron-C ist die Programmiersprache entsprechend ANSI-C-Standard für die Applikationsprogrammierung von Neuron-Chips. Neuron-C enthält zusätzlich Betriebssys-temfunktionen für die ereignisgesteuerte Programmierung und für Netzwerkvariablen zur prozeßnahen Programmie-rung, sowie komplexere Objekte für I/O-Interfaces.

Neuron-Chip ist ein speziell entwickelter Mikroprozessor (CPU) mit einer einheitlichen und preiswerten Kommuni-kationsanbindung für beliebige technische Anwendungen auf der Feld– und Automationsebene.

Neuron-ID siehe Adresse

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Node (Knoten) ist die Bezeichnung für ein Gerät oder eine Baugruppe mit einem Neuron-Chip als Mikro-kontroller, evtl. ergänzt um externen Speicher und I/O-Funktionalität. Nodes sind die kleinste Adressierungs-einheit.

NodeBuilder® ist ein low end-Entwicklungssystem von Echelon. Siehe LonBuilder®.

NV‘s (Netzwerkvariablen) sind typgebundene Variablen in der Neuron-C-Programmiersprache zur Realisierung logi-scher Kommunikationskanäle zwischen Knoten.

PPLT-21 ist ein Transceiver für die Power-Line Datenü-bertragung. Neben der Möglichkeit, Daten auf dem nor-malen 230 V-Netz oder anderen spannungsführenden Leitungen zu übertragen, kann der PLT-21-Transceiver auch Daten auf spannungslosen Leitungen senden und empfangen. Dies bietet sich insbesondere dort an, wo bereits nicht mehr genutzte Leitungen verlegt sind, die jedoch nicht den Spezifi kationen für die Anwendung von FTT10-Transceivern entsprechen. Insbesondere in öffent-lichen Versorgungsnetzen sollten Powerline-Transceiver verantwortungsbewußt eingesetzt werden. Störquellen, die im Übertragungsband des PLT-21 stören, können dem Transceiver ein belegtes Band vortäuschen und so im un-günstigsten Fall die Kommunikation komplett verhindern. Bereits ein älterer PC mit einem defekten Schaltnetzteil kann ein Netz zum Erliegen bringen.

Der PLT-22 Transceiver bietet in solchen Fällen die Mög-lichkeit, automatisch auf eine andere Übertragungsfre-quenz zu wechseln. Jedoch ist dies als eine Chance für weniger Übertragungskonfl ikte aufzufassen, eine Garan-tie in einem von wechselnden Bedingungen geprägten öffentlichen Stromnetz gibt es jedoch nicht.

Power-Line stellt die Datenübertragung über das 230 V-Netz nach CENELEC dar. Verschiedene Hersteller bieten Router an, die den Übergang auf Power-Line ermögli-chen.

Prog-ID Jedes Gerät enthält eine spezielle Software, die die Applikation realisiert. Grundsätzlich kann ein Gerät mit unterschiedlicher Software ausgeliefert werden (Funkti-onsvarianten etc.). Um diese unterscheidbar zu machen, wird die PROG-ID verwendet. Das ist eine Zeichenkette, die an besonderer Stelle im Speicher abgelegt ist. Pro-jektierungstools verwenden die PROG-ID, um Geräte mit gleicher Hardware, jedoch unterschiedlicher Funktion voneinander zu unterscheiden. LONMARK hat Vorschrif-ten defi niert, wie die PROG-ID zu codieren und zu ver-wenden ist.

RRepeater sind physikalische Verstärker ohne eigene Ver-arbeitungsfunktion. Sie werden verwendet, um größere Übertragungsentfernungen zu realisieren oder wenn die maximale Knotenzahl von 64 Geräten je Twisted-Pair-Segment überschritten wird.

Hinweis: In TP/FT-10-Netzen darf sich zwischen zwei Knoten nur ein physikalischer Repeater befi nden. Ande-renfalls sind Router als Repeater konfi guriert einzusetzen. Der Repeater zählt wie ein Knoten, so dass je Segment 63 Knoten + 1 Repeater verwendet werden können.Es ist auch möglich, Router als Repeater einzusetzen. Da-mit entfallen die Einschränkungen wie bei physikkalischen Repeatern und es ist auch ein Medienwechsel möglich.Router verbinden benachbarte Subnets, wobei der Rou-ter mit Adressen und Protokollen der Schicht 3 arbeitet. Diese Schicht ist hardwareunabhängig, so dass Router damit in der Lage sind, den Übergang auf ein anderes Übertragungsmedium vorzunehmen. Router können in den Betriebsarten Repeater, Bridge, Learning Router und Confi gured Router betrieben werden. Router, als Repeater konfi guriert, unterliegen im Gegensatz zu physikalischen Repeatern nicht der Einschränkung, dass sich zwischen zwei Knoten nur ein Repeater befi nden darf.

SService Pin ist ein spezieller Eingang/Ausgang des Kno-tens für Service-Zwecke. In der Regel wird dieses Pin vom Modulhersteller auf einen Taster und eine LED nach außen geführt. Bei Betätigung des Service-Tasters sen-det der Neuron-Chip eine Broadcast-Nachricht, welche die Neuron-ID und die Programm-ID enthält. Auf diese Weise kann ein Knoten z.B. bei einem Tool angemeldet werden (Zuordnung eines physischen Knotens zu einem logischen Knoten im Projekt). Als Ausgang signalisiert das Service-Pin den aktuellen Zustand des Neuron (Applikati-on und Konfi guration) und erlaubt so eine grundsätzliche Diagnose.

SNVT (Standard Network Variable Type) sind von der LonMark Association standardisierte typgebundene Netz-werkvariablen in der Neuron-C-Programmiersprache zur Realisierung logischer Kommunikationskanäle zwischen LON-Knoten.

Subnets (Teilnetze) sind nach der Domain die nächst kleinere Adressierungseinheit. Durch Subnetadressierung können bestimmte Gruppen von Geräten (z.B. eines Rau-mes oder einer Fertigungszelle) angesprochen werden. Subnets können maximal 127 Geräte enthalten.

TTerminatoren dienen dem impedanzmäßig korrekten Ab-schluß eines Netzwerkes auf der Basis der Twisted-Pair-Technologie. In Abhängigkeit von den verwendeten Trans-ceivern und der Topologie (Bus oder Free Topologie) sind unterschiedliche Terminatoren gemäß Spezifi kation von Echelon zu verwenden. Terminatoren werden teilweise auch in Geräte integriert und sind dann in der Regel über Schalter oder Jumper aktivierbar. Fehlende oder falsche Terminierung eines Netzes muß sich nicht sofort augen-scheinlich auswirken, sondern kann die Ursache von unre-gelmäßig auftretenden Kommunikationsproblemen sein.Terminatoren gemäß Spezifi kation sind als fertig einsetz-bare Baugruppe erhältlich. Netzwerke in Free Topologie werden mit einem Terminator (52,5 Ω) abgeschlossen.

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Netzwerke in Bus-/Linienstruktur werden an den Enden mit jeweils einem Terminator (2 x 105 Ω) abgeschlossen.

TP/XF-78 Twisted Pair 78 kBit/secDieses Übertragungsmedium mit Übertragerkopplung war in den ersten Jahren von LON sehr verbreitet. In Form ei-ner Linienbustopologie können bis zu 64 Geräte an einem Segment angeschaltet werden - die Geräte werden wie an einer Perlenkette aufgereiht. Die Länge der Busleitung eines Segments kann bis zu 2000 m betragen. TP/XF-78 ist LONMARK zertifi ziert.

Hinweis: TP/XF-78 sollte nicht mehr für Neuentwicklun-gen verwendet werden.

TP/XF-1250 Twisted Pair 1250 kBit/secParallel zu TP/XF-78 wurde TP/XF-1250 eingeführt. Das ist ebenfalls ein Linienbus mit Übertragerkopplung mit bis zu 64 Geräten je Segment, jedoch begrenzt auf eine Länge von 130 m ... 400 m. Die wesentlich höhere phy-sikalische Übertragungsrate bringt nur wenig Gewinn an Datendurchsatz und Reaktionsgeschwindigkeit. Anwen-dungen bleiben deshalb auf Ausnahmen beschränkt (z.B. in zeitkritischen Backbone-Bussen in Schaltschränken oder für spezielle Übertragungsaufgaben mit großen Da-tenpaketen), zumal besondere Anforderungen an die To-pologie im Detail gestellt werden.

Achtung! TP/XF-1250 ist nicht LONMARK zertifi ziert!Spezielle Verdrahtungsrichtlinien genauestens beachten! TP/RS-485 Twisted Pair RS-485Verschiedene Gerätehersteller versuchten in den Anfangs-jahren von LON, die Kosten für den Buskoppelbaustein (Transceiver) durch Einsatz von RS-485 absolut zu mini-mieren. Tatsächlich ergeben sich mit RS-485 z.B. Proble-me bei der galvanischen Trennung und bei der Führung des Massebezugspotenzials zwischen verschiedenen Geräten. Will man RS-485-Schnittstellen CE-konform rea-lisieren, muß man praktisch vergleichbaren Aufwand trei-ben, wie bei den anderen Twisted-Pair-Varianten. RS-485 wird deshalb von Echelon nicht mehr unterstützt.

TP/FT-10 Twisted Pair Free Topologie TP/FT-10Dies ist zweifellos das heute verbreitetste Übertragungs-medium. Der TP/FT-10 Channel läßt sowohl Linienbusto-pologie zu, als auch freie Topologie. Als Linienbus könn-nen wieder 64 Teilnehmer an ein bis zu 2700 m langes Segment angeschlossen werden. Die Übertragungsrate beträgt 78 kBit/sec. In freier Topologie kann man mit 64 Geräten eine Ausdehnung des Netzwerkes bis zu 400 m erzielen. TP/FT-10 läßt die größten Freiheitsgrade in der räumlichen Anordnung zu. TP/FT-10 ist LONMARK zerti-fi ziert.

Transceiver sind die Buskoppelbausteine zwischen Neu-ron-Chip und Übertragungsmedium. Als wichtigste Ver-treter seien genannt: TP/XF-78, TP/XF-1250, TP/FT-10, LPT-10, LPT-10 und PLT-21. Weiterhin sind Transceiver für die Funkübertragung oder für die Kopplung mit LWL-Systemen verfügbar.

WWink ist die Möglichkeit eines Knotens, sich auf verschie-dene Weise bemerkbar zu machen (optisch, akustisch etc.) nachdem er eine Winknachricht erhalten hat. So kann ein Installations-Tool nach unkonfi gurierten Knoten im Netz suchen und an den ersten sich meldenden Kno-ten eine Wink-Nachricht senden. Dieser macht sich dann, wenn es in seiner Applikation vorgesehen ist, auf defi nier-te Weise bemerkbar, so dass der Techniker die Zuordnung zum physischen Knoten herstellen kann.

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