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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.

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.

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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.

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.

Tab. 5-2: Wichtige Kenngröß en des 10Base-T ETHERNET-Standards

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Netzwerkaufbau

Verkabelung der Feldbusknoten mit 10Base-T Technologie

Fü r den direkten Anschluss eines Feldbusknoten an die Netzwerkkarte des PCs benö tigen Sie ein sogenanntes Cross Over Kabel.

Wollen Sie mehrere Feldbusknoten mit einer Netzwerkkarte verbinden, kann der Anschluss der Feldbusknoten ü ber ein sogenannten ETHERNET-Hub mit parallelen Kabeln erfolgen.

Ein Hub ist ein Vermittlungssystem zwischen Netzwerksegmenten und Feldbusknoten. Vergleichbar mit einer Mehrfachsteckdose bildet der Hub den Konzentrationspunkt fü r eine sternfö rmige Verkabelung und ermö glicht die Bildung logischer Netzwerke.

Beachten

Die Kabellänge zwischen Feldbusteilnehmer und Hub darf ohne Zwischenschalten von Signalaufbereitungs-Systemen (z.B. Repeater) maximal 100 m betragen. Fü r größ ere Netzwerkausdehnungen sind in dem ETHERNETStandard verschiedene Mö glichkeiten beschrieben.

5.1.2 Netzwerk-Topologie

Mit 10Base-T werden laut 10Base-T ETHERNET-Standard mehrere Stationen (Knoten) sternfö rmig verkabelt.

Aus diesem Grund sollen hier nur die Stern-Topologie und fü r größ ere Netzwerke der Aufbau einer Baum-Topologie genauer betrachtet werden.

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Netzwerkaufbau

Ein baumartiges Netzwerk wird in drei verschiedene Bereiche aufgeteilt:

-Tertiärverkabelung:

Bei der Tertiärverkabelung handelt es sich z. B. um die Vernetzung einer Etage. Das Datenaufkommen ist in diesem Bereich am geringsten.

-Sekundärverkabelung:

Die Sekundärverkabelung ist beispielsweise die Verbindung der einzelnen Etagen eines Gebäudes miteinander. Im Vergleich zur Primärverkabelung ist das Datenaufkommen hier deutlich geringer.

-Primärverkabelung:

Auf dieser Ebene werden dann die verschiedenen Gebäude miteinander verbunden. Gebäudeü bergreifend wird die Verkabelung mittels Lichtwellenleiter empfohlen. Zur Verarbeitung der hohen Datenmengen mü ssen in diesem Bereich Technologien mit hoher Bandbreite, z. B. durch "Switched ETHERNET", eingesetzt werden.

Verkabelungsrichtlinien

Allgemeine Richtlinien fü r den Netzwerkaufbau eines LAN gibt die "Strukturierte Verkabelung" vor. Darin sind maximal zulässige Kabellängen fü r die Gelände-, Gebäudeund Etagenverkabelung festgelegt.

In den Standards EN 50173, ISO 11801 und TIA 568-A normiert, bildet die "Strukturierte Verkabelung" die Grundlage fü r eine zukunftsweisende, anwendungsunabhängige und wirtschaftliche Netzwerk-Infrastruktur.

Die Verkabelungsstandards definieren einen Geltungsbereich mit einer geographischen Ausdehnung von bis zu 3 km und fü r eine Bü rofläche von bis zu

1 Mio. Quadratmeter mit 50 bis 50.000 Endgeräten. Darü ber beschreiben sie Empfehlungen fü r den Aufbau eines Verkabelungssystems.

Abhängig von der gewählten Topologie, den unter Industriebedingungen eingesetzten Ü bertragungsmedien und Koppelmodulen sowie von dem Einsatz von Komponenten verschiedener Hersteller in einem Netz kö nnen sich abweichende Angaben ergeben. Die Angaben verstehen sich hier deshalb lediglich als Empfehlungen.

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