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Zukauf einer Busschnittstelle

Als Alternative zur Eigenentwicklung einer Kommunikationsschnittstelle bietet sich der Kauf einer fertigen Komplettlösung an. Das Angebot reicht von leistungsfähigen OEM-Kommunikationsmodulen (Anybus-S) für Geräte im oberen Leistungsbereich bis hin zu Single-Chip-Lösungen (Anybus-IC) für kompakte Geräte. Der Markt bietet hierzu ein breites Angebot. Vorteilhaft sind dabei Produkte von Anbietern, die eine möglichst breite Palette an Feldbus- und Industrial-Ethernet-Systemen unterstützen. Besonders interessant wird es, wenn es sich um eine komplette Familie von untereinander austauschbaren Komponenten handelt. Die Frage nach dem richtigen Busanschluss reduziert sich dann auf eine Bestückungsoption.

Foto der Anybus-Produktfamilien

Der Zukauf von fertigen Komplettlösungen hat den entscheidenden Vorteil, dass die Entwicklungsaufwendungen deutlich reduziert werden und von vornherein eine Lösung entsteht, die auf die Vielfalt der Bussysteme zugeschnitten ist. Diesen Vorteilen steht meistens ein höherer Preis für die Hardware gegenüber. Je nach Art und Umfang der Anforderungen an die Kommunikationsschnittstelle sollte zunächst immer untersucht werden, ob eine kostengünstige Single-Chip-Lösung in Frage kommt, oder ob ein vollwertiges Kommunikationsmodul erforderlich ist.




Single-Chip-Lösung

Anybus-ICSingle-Chip-Lösungen wie das Anybus-IC von HMS Industrial Networks beinhalten alle analogen Bauteile (Optokoppler, DC/DC-Wandler, Tranceiver) sowie alle digitalen Komponenten, einschließlich Mikroprozessor mit Protokollsoftware, Flash- und RAM-Speicher, die für die Realisierung einer Busschnittstelle erforderlich sind. Sie sind besonders geeignet für einfache Geräte, die nicht die ganze Bandbreite der möglichen Dienste und Parameter ausnutzen, sondern sich auf die Kernfunktionen der jeweiligen Netzwerke beschränken. Je nach externer Beschaltung sind diese Chips sowohl für den Stand-alone-Betrieb in prozessorlosen Geräten oder auch in Kombination mit einem externen Mikroprozessor einsetzbar. Typische Anwendungen sind modulare und kompakte E/As, Drehgeber, Motorstarter, Ventile und Textanzeigen. Im Stand-alone-Betrieb kann eine begrenzte Anzahl digitaler E/A-Signale entweder direkt am Chip oder über externe Schieberegister ohne zusätzlichen Mikroprozessor angekoppelt werden. Single-Chip-Lösungen auf Basis des Anybus-IC stehen heute für Profibus-DP, DeviceNet und Industrial Ethernet zur Verfügung und sind für weitere Systeme wie CANopen und Profinet in Vorbereitung. Kommt eine Single-Chip-Variante zum Einsatz, reduziert sich die Entwicklung auf das Layout der Leiterplatte, die Ankopplung der E/A-Signale an die Leistungselektronik und die mechanische Gestaltung des Busanschlusses am Gerätegehäuse. Der Gerätehersteller muss sich weder mit den Details des analogen Schaltungsdesigns rund um die Potenzialtrennung und die Bus-Tranceiver belasten noch eine zusätzliche Protokollsoftware integrieren.




Einsatz eines Kommunikationsmoduls

Anybus-S für ProfibusHandelt es sich um ein komplexeres Gerät mit hohen Anforderungen bezüglich der zu übertragenden Datenmenge und des erwarteten Datendurchsatzes, empfiehlt sich der Einsatz eines Kommunikationsmoduls der Produktfamilie Anybus-S. Typische Anwendungen sind Frequenzumrichter oder Schweißsteuerungen. Die Anybus-Module sind als kleine Aufsteckmodule im Kreditkartenformat realisiert. Die Ankopplung an den Mikroprozessor des Feldgerätes erfolgt über ein auf dem Modul vorhandenes Dual-Port-RAM. Auf dem Modul ist ein eigener Mikroprozessor mit Flash und RAM untergebracht, der die Abarbeitung der Protokollsoftware übernimmt. Der Prozessor des Feldgerätes wird dadurch vollständig von der Protokollbearbeitung entlastet und der Gerätehersteller braucht sich nicht um die Details der jeweiligen Busprotokolle kümmern. Das Modul beinhaltet typischerweise auch die Potenzialtrennung mit Optokoppler und DC/DC-Wandler sowie die Bus-Tranceiver, Adresswahlschalter, Busabschluss und Status-LEDs. Der wichtigste Pluspunkt der Kommunikationsmodule gegenüber einer individuellen Lösung ist die standardisierte Hard- und Software-Schnittstelle zum Applikationsprozessor, durch die eine Austauschbarkeit der Module untereinander – und damit der einfache Wechsel von einem zum anderen Bus - erst möglich wird.