V07 Kommunikation in der AT Flashcards
Allgemeine Merkmale von Feldbussen
- Ein Bussystem ermöglicht die Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern auf einem Übertragungsweg
- Feldbusse sind nach IEC 61158 genormt
Feldbusse - Pro und Contra
Pro:
- weniger Verkabelung, kleinere Schaltschränke
- geringer Planungs- und Installationsaufwand
- Eigendiagnose-Funktionen
- höhere Zuverlässigkeit
- einfache Erweiterbarkeit
Contra:
- komplexere Systeme
- höherer Preis
Topologien von Bussystemen
- Linienbus-Topologie
- Ring-Topologie
- Stern-Topologie
- Baum-Topologie
- Vermaschte Topologie
Linienbus-Topologie
Eine gemeinsame Leitung und keine zentrale Steuereinheit => Steuerung in den einzelnen Stationen
+: einfache Ankopplung, Ausfall eines Teilnehmers hat keinen Einfluss auf andere
-: Endliche Buslänge, begrenzte Teilnehmerzahl, Vergabe von Identifikationen nötig
Ring-Topologie
Geschlossene Kette, in der jeder Teilnehmer einen Ein- und einen Ausgang besitzt; Steuerung durch Stationen
+: Realisierbarkeit ausgedehnter Netzwerke. einfache Teilnehmer-Identifizierung
-: Ausfall des Systems bei Unterbrechung an einer einzelnen Stelle
Stern-Topologie
Eine Zentrale Station, an die alle Teilnehmer angeschlossen sind
+: Verbindung von jedem Teilnehmer zum anderen, einfache Erweiterbarkeit
-: Ausfall der Zentralen führt zum Systemversagen
Baum-Topologie
Hierarchisches Konstrukt
+: Sehr gute Anpassung an örtliche Anforderungen; minimaler Verkabelungsaufwand, Bildung großer Topologien, einfache Integration neuer Komponenten
-: Unterschiedliche Technologien in einem System nötig, Konzentration der Datenmenge auf die Wurzel, bei Ausfall eines Elements können ganze Zweige ausfallen
Vermaschte Topologie
Jeder Teilnehmer ist mit jedem anderen direkt verbunden => direkte Kommunikation
+: ausfallsicheres System
-: hohe Kosten, nicht in großen Netzen möglich, hohe Komplexität
Deterministische Zugriffsverfahren - Master/Slave-Verfahren (zentral gesteuert)
- Master stellt Verbindung zu Slave her
- Slave antwortet direkt
- Master scannt Slaves regelmäßig auf Verbindungsanforderungen
+: Einfacher Aufbau der Slaves, Echtzeitfähigkeit, Prioritätssteuerung durch Polling-Sequenz
-: Ausfall des Masters blockiert das gesamte System, Übertragung von Slave zu Slave immer über Master, Reaktionszeit doppelt so hoch wie Buszykluszeit
Deterministische Zugriffsvarianten - Token-Passing-Verfahren
- Zugriffsrecht wir mit sog. Token herumgereicht
- Alle Teilnehmer können den Bus steuern
- Zeitdauer des Tokenbesitzers limitiert-> echtzeitfähig
+: Direkte Kommunikation der Teilnehmer, Ausfall eines Teilnehmers hält das System nicht auf
-: Komplexe Bus-Verwaltung, Token-Umlaufzeit erhöht sich mit der Teilnehmerzahl, Änderung des Netzes resultiert in gesamter Neukonfiguration
Zufällige Zugriffsverfahren - CSMA/CD
Carrier-Sense-Multiple-Access/Collision Detection
- Abbruch der Datenübertragung bei Kollision
- Neuer Sendeversuch nach zufälliger Zeit
- Funktionsweise von Ethernet
+: Für viele Teilnehmer geeignet, Einfaches hinzufügen und entfernen von Teilnehmern
-: wenig Effizienz im Hochlastbetrieb da viele Kollisionen, keine Echtzeitfähigkeit
Zufällige Zugriffsverfahren - CSMA/CR
Carrier-Sense-Multiple-Access/Collision Resolution
- Priorisierung von Nachrichten, unterlegene Sender ziehen sich zurück
+: Echtzeitfähig für hochrangige Nachrichten, viele Teilnehmer möglich, einfaches Hinzufügen und Entfernen von Teilnehmern
-: nicht echtzeitfähig für niedrig priorisierte Nachrichten
