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Trend Guide Industriecomputer & Embedded-Systeme 2021 www markttechnik de 29 Kommunikation zwischen beiden In älteren Feldbussystemen ist aufgrund der Topologie und des Verdrahtungsaufwands eine Ethernetbasierte Netzwerktopologie einfacher umsetzbar und erweiterbar wohl mit ein Grund für die steigende Nachfrage nach diesen Standards Ethernetbasierte Systeme sind wie ein Netzwerk aufgebaut Der Controller Master kann eine speicherprogrammierbare Steuerung oder eine andere Steuereinheit zum Beispiel ein Embedded-Modul sein Weiterhin befinden sich in dem Netzwerk I O Devices Slaves welche über weitere Netzwerkknoten Switches mit dem Controller verbunden sind Mithilfe zweier Signalleitungspaare zwischen Master und Slave lassen sich mehr Datenpakete schneller und effizienter versenden Im Vergleich dazu ist im Profibussystem welches lediglich über ein Signalleitungspaar verfügt ein geringerer Datendurchsatz realisierbar der allerdings weniger störanfällig ist Aufgrund des verstärkten Datendurchsatzes ist ebenfalls die Netzauslastung wesentlich höher abhängig von der Aktualisierungsrate der Netzwerkstruktur sowie der Linientiefe Hierbei ist die Aktualisierungsrate die Zeit bis der Master eine Antwort vom Slave erhält Weil diese in den Ethernetbasierten Systemen flexibel ist ist die Vorhersagbarkeit in dem stochastischen System schwieriger So stellt die Linientiefe die Anzahl der Übergänge dar die ein Datenpaket während des Versendens überwinden muss bis sie beim Master ankommt Anders ausgedrückt die Anzahl an Switches vom Slave zum Master Viele Übergänge und Verarbeitungen an beispielsweise einem Switch erzeugen den sogenannten Jitter eine Verzogerungszeit beziehungsweise Verspätung beim Eintreffen der Datenpakete am Master Die Topologie ist beliebig erweiterbar und besteht häufig aus einer Mischung von Bus-Baumund Stern-Topologie Anders ist es bei Profibussystemen bei denen ein Ändern der Netzwerktopologie einen großen Aufwand in der Busstruktur erzeugt Im Laufe der Jahre haben sich verschiedene Ethernetbasierte Systeme entwickelt Einige Beispiele •Profinet Process Field Network nutzt das TCP IP-Protokoll und ist ein offener Industrial-Ethernet-Standard Profinet ist echtzeitfahig und unterstützt Feldbussysteme •Ethernet IP Ethernet Industrial Protocol entwickelt von Rockwell Automation Der Standard ist weit verbreitet und wird von diversen Feldgerate-Herstellern unterstützt Jedoch eignet sich das Ethernetbasierte industrielle Protokoll lediglich bedingt für harte Echtzeit welche eine Reaktionszeit von <1 ms erfordert Eine solche Anforderung an die Kommunikation zwischen Master und Slave ist beispielsweise beim Ansteuern von Servomotoren erforderlich Die typische ReBild 2 Das Computermodul TQMa65xx von TQ-Systems basiert auf dem Sitara-AM65xxProzessor von TI Bild 3 Blockschaltbild des TQMa65xx Die übergeordnete Steuerung und Verarbeitung der Prozesse übernimmt das Computer Modul