Winkelsensoren Über Bushauben lassen sich Drehgeber schnell an beliebige Feldbus-Schnittstellen anschließen

Bei den Feldbussen hat sich trotz anfänglicher Hoffnungen kein einheitliches System durchgesetzt. Es gibt heute fast 50 unterschiedliche Systeme zur Feldkommunikation, die sich hinsichtlich ihrer technischen Funktionen, Einsatzgebiete und Anwendungshäufigkeit zum Teil grundsätzlich voneinander unterscheiden. Und nicht alle kommen für den industriellen Einsatz infrage. Der Beitrag skizziert wichtige Buskonzepte und zeigt, wie Sensoren flexibel integrierbar sind.

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Zu den robusteren Feldbussystemen, die sich in der Automatisierungstechnik etabliert haben und für den Drehgeberanschluss eignen, gehören vor allem Profibus, Interbus, CAN, CANopen, DeviceNet und mittlerweile auch Technologien, die eine Vernetzung auf der Ethernetebene ermöglichen. Welche Busschnittstelle letztendlich zum Einsatz kommt, hängt dabei wesentlich von der eingesetzten Steuerungstechnik ab. Effizienz und Sicherheit sind wichtige Forderungen bei der Erzeugung von erneuerbaren Energien. Insbesondere in Windkraftanlagen steigt die Bedeutung von leistungsstarken Feldbus-Schnittstellen.

Profibus und Interbus

Der Profibus (Process Field Bus) wurde durch Siemens und die 1989 gegründete Profibus-Nutzerorganisation entwickelt und inzwischen in der internationalen Normenreihe IEC 61158 standardisiert. In der Variante DP (Dezentrale Peripherie) ist er heute vor allem in der Fertigungsautomatisierung zu finden. Für die Datenübertragung genügt ein zweiadriges, verdrilltes und geschirmtes Kabel. Auch die Übertragung über Lichtwellenleiter ist möglich. Sensor-Hersteller Baumer hat frühzeitig auf die Standardisierung reagiert; bereits seit 1995 gibt es Drehgeber mit den entsprechenden Schnittstelle-Protokollen DPV0 und DPV2.

Ähnliches gilt für den Interbus, der ebenfalls als schneller Sensor/Aktorbus zur Übertragung von Prozessdaten im industriellen Umfeld entwickelt wurde. Verdrahtet wird hier mit einem fünfadrigen, geschirmten Kabel; auch hier lassen sich die Busteilnehmer über Lichtleiter miteinander verbinden. Maßgeblich an der Entwicklung beteiligt waren Phoenix Contact und der Interbus-Club, dem Baumer seit 1992 angehört.

CAN, CANopen, DeviceNet und SAE J1939

Das Controller Area Network (CAN) verbindet mehrere gleichberechtigte Komponenten (Knoten, Node) über einen 2-Draht-Bus. Das CAN-Protokoll wurde 1983 von Bosch für den Einsatz in Kraftfahrzeugen entwickelt. Aufgrund der hohen Störsicherheit, der geringen Kosten und der Echtzeitfähigkeit wird CAN auch in der Automatisierungstechnik, z.B. in Textilmaschinen, Aufzugssteuerungen und in Landmaschinen eingesetzt.

Als ideal für die Übertragung kleinerer Datenmengen und eine schnelle Synchronisation hat sich auch CANopen erwiesen. Das Kommunikationsprotokoll dieses Bussystems basiert auf CAN. Es wurde von der CiA (CAN-in-Automation-Nutzer- und Herstellervereinigung) entwickelt und ist seit Ende 2002 als europäische Norm EN 50325-4 standardisiert. Die ersten Drehgeber mit CANopen-Schnittstelle sind seit 1995 im Einsatz, hauptsächlich im europäischen Raum. Inzwischen steigen aber sowohl in Nordamerika als auch in Asien die Nutzerzahlen. Allerdings ist vor allem in Nordamerika ein anderes, ebenfalls auf CAN basierendes Feldbussystem dominanter: DeviceNet. Es wurde von Allen-Bradley (gehört zu Rockwell Automation) entwickelt und später als offener Standard an die ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) übergeben.

Das CAN-SAE-J1939-Protokoll wurde von der Society of Automotive Engineers (SAE) für den Anwendungsbereich in Nutzfahrzeugen definiert, kommt aber auch in Schiffen, Schienenfahrzeugen, Landmaschinen und großen Generatoren zum Einsatz. Zusätzlich dient SAE J1939 als Basis für die internationalen Standards NMEA 2000 (Marine) und ISO 11783 (ISO-Bus für Landmaschinen), sodass der Protokoll-Stack auch für diese Anwendungen genutzt werden kann.

Entsprechende Encoder gibt es mittlerweile in den unterschiedlichsten mechanischen Ausführungen. Selbst für den Einsatz mit aggressiven Medien bewähren sich seit Jahren die durch Edelstahlgehäuse geschützten Feldbus-Drehgeber.

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