Glossar der Kommunikationstechnik

Allgem. Master:
In der Automatisierungstechnik hat sich der Begriff Master für ein zentrales Gerät durchgesetzt, dass die Kommunikation managet. Hierbei ist nicht zwingend eine Master/Slave Kommunikationsbeziehung gegeben. So spricht auch das CANopen von einem Master obwohl das Producer/Consumer-Prinzip eigentlich keine Dominanz kennt. Hinter dieser Zuordnung verbirgt sich neben der Kommunikationsbeziehung oder dem Buszugriffsverfahren der Teilnehmer der das Netzwerk konfiguriert.

Es ist aber ein Relikt aus der Zeit Zentralen Steuerung, wird aber weitergetragen. Für die neuen Realtime-Ethernet Derivate wurden neue Begriffe eingeführt. Im Folgenden sind die neuen Begrifflichkeiten den einzelnen Systemen zugeordnet.

Allgem. Slave

Die unterlagerten Stationen (Kommunikationsteilnehmer) wurden und werden als Slaves bezeichnet.
Device PROFINET IO
Adapter Ethernet/IP, CotrolNet
Controlled Node EPL
Slave EtherCAT, SERCOS III

AS-Inetrface Actuator Sensor Interface
ARP Address Resolution Protocol wird von TCP/IP-fähigen Geräten (z.B. Switches) verwendet um der MAC ID eine IP-Adresse (IPv4) zuzuordnen.
BACnet Building Automation and Control Networks ist ein Vernetzungskonzept für die Gebäudeautomation.
CAL Der CAN Application Layer bildet die Anwendungsschicht in der Protokollhierarchie des CAN-Busses.
CAN-Bus Ein Controller Area Network ist ein von der ISO standardisierter echtzeitfähiger Feldbus für die serielle Datenübertragung.
CAN-Profile Die CAN in Automation (CiA), die Organisation der CAN-Bus-Nutzer, hat in mehreren Arbeitsgruppen CAN-Profile für die Labor-Automation, für Klimaanlagen und Baumaschinen entworfen.
CANopen CANopen ist ein von der CAN-in-Automation (CiA) spezifizierter Standard, der auf dem CAN-Bus basiert und einen Subset des CAN Application Layer (CAL) für die Kommunikation und das Netzwerk-Management benutzt.
CIP-Protokoll Das Common Industrial Protocol ist ein Anwendungsprotokoll für die Automation, das den Übergang der Feldbusse in industrielles Ethernet und in IP-Netze unterstützt. Dieses Industrieprotokoll benutzen einige Feldbusse wie CompoNet, DeviceNet, ControlNet und EtherNet/IP
 
Client/Server Ein Client (deutsch: Kunde, Dienstnutzer) kann auf Wunsch einen Dienst bei dem Server anfordern, der diesen Dienst bereitstellt. Ein Server (deutsch: Bediener, Anbieter, Dienstleister) ist ein Programm (Prozess), das mit einem anderen Programm (Prozess), dem Client (deutsch: Kunde), kommuniziert, um ihm Zugang zu einem Dienst zu verschaffen. Das Client-Server-Modell ist das Standardkonzept für die Verteilung von Aufgaben innerhalb eines Netzwerks. In der Regel haben Geräte beide Möglichkeiten (siehe PROFIBUS FMS). Hat jedes Gerät nur eine Option, spricht man von einem Master/Slave System (siehe PROFIBUS DP).
COM/DCOM Das Component Object Model ist eine von Microsoft entwickelte Plattform-Technologie, um unter dem Betriebssystem Windows Interprozesskommunikation und dynamische Objekterzeugung zu ermöglichen. Befindet sich zwischen Server und Client ein Netzwerk, so kommt DCOM (Distributed COM) zum Einsatz.
DP Dezentrale Peripherie ist ein Begriff aus der Automatisierungstechnik und bezeichnet das Anbinden von verteilter Steuerungselektronik für eine (größere) Maschine an eine zentrale CPU über ein Bussystem. Der Ausdruck ist mit dem Aufkommen von Feldbussen wie dem Profibus populär geworden. Früher wurde in der Automatisierungstechnik eine CPU mit den dazugehörigen Ein- und Ausgabekanälen zentral aufgebaut. Die über die Maschine verteilten Sensoren und Aktoren wurden zur zentralen Steuerung verkabelt. Der Nachteil dieser Lösung war der hohe Verkabelungsaufwand (Kosten, Störanfälligkeit) und mangelnde Flexibelität.
DeviceNet DeviceNet ist ein offener, von Allen-Bradley entwickelter Feldbus, der mit dem CAN Layer 1+2 arbeitet und von der ODVA weiterentwickelt und vermarktet wird.
EPL Ethernet POWERLINK ist eine Protokollerweiterung zum Ethernet-Standard nach IEEE 802.3, um Echtzeitdaten im Mikrosekundenbereich zu übertragen. Der Hauptanwendungszweck ist die Übertragung von Prozessdaten in der Automatisierungstechnik.
EPSG Die Ethernet-Powerlink-Standardisierungsgruppe treibt die Standardisierung von Ethernet-Powerlink (EPL) voran, einer Ethernet-Echtzeitvariante, die ursprünglich von der österreichischen Firma B&R entwickelt wurde.
EtherCAT EtherCAT ist ein von der Firma Beckhoff initiierter, Ethernet basierter Feldbus. Das offengelegte Protokoll eignet sich für harte wie weiche Echtzeitanforderungen in der Automatisierungstechnik. EtherCAT ist die Weiterentwicklung des Lightbus.
ETG Die EtherCAT Technology Group ist eine Interessengemeinschaft, die sich der Weiterentwicklung und Implementierung von EtherCAT widmet, einer Ethernet-Echtzeittechnologie, die von der Firma Beckhoff entwickelt wurde.
EtherNet/IP Ethernet Industrial Protocol ist ein offener Industrie-Standard für industrielles Echtzeit-Ethernet, basierend auf TCP/IP und UDP/IP. Mit dem EtherNet/IP-Protokoll wird Ethernet um das Commen Industrial Protocol (CIP) auf der Anwendungsschicht erweitert.
EIB Der European Installation Bus ist ein Bussystem, das alle Sensoren und Aktoren in Gebäuden miteinander verbindet und über das die Steuersignale für diese Komponenten betrieben werden.
 
EoE Ethernet over EtherCAT Beliebige Ethernetgeräte können innerhalb des EtherCAT-Segment via Switchport angeschlossen werden. Die Ethernet Frames werden durch das EtherCAT Protokoll getunnelt, wie es bei den Internet Protokollen üblich ist (z.B. TCP/IP, VPN, PPPoE (DSL), etc.). Das EtherCAT Netzwerk ist dabei für die Ethernet Geräte voll transparent und die EtherCAT-Echtzeiteigenschaften werden nicht beeinträchtigt.
FDT/DTM Anfang 2003 wurde von Unternehmen wie ABB, Endress+Hauser, Invensys, Siemens und Metso Automation die FDT Joint Interest Group gegründet. Diese Unternehmen bilden heute das Steering Committee der FDT JIG. Im November 2004 ist auch das Unternehmen Omron dem Steering Committee beigetreten. Die FDT Joint Interest Group ist eine nicht gewinnorientierte internationale Zusammenarbeit von Unternehmen aus dem Bereich der industriellen Automatisierung, die es sich zur Aufgabe gemacht haben, die Verbreitung der FDT Technologie zu fördern und weltweit zu etablieren. Mit einer wachsenden Zahl an Mitgliedern wurde die Organisation und die Verwaltung der FDT Joint Interest Group immer schwieriger und es wurde entschieden sie als rechtlich unabhängige Organisation neu aufzustellen. Aus diesem Grunde wurde im September 2005 die „FDT Group“ als ein Verein nach belgischem Recht gegründet.
DTM: Ein Device Type Manager (DTM) ist im Prinzip ein Treiber.
Möchte man beispielsweise einen Drucker an ein Betriebssystem koppeln, benötigt man ebenfalls einen Treiber, der die Daten für einen Druckauftrag für den Drucker aufbereitet. Ebenso könnten aber auch Diagnoseinformationen wie Tintenstand oder der Betriebszustand dem Benutzer über ein GUI (Graphical User Interface, siehe Grafische Benutzeroberfläche) mitgeteilt werden.
Der DTM umfasst alle Funktionen, die Struktur, die Parametrierung sowie die GUI inklusive einem Hilfesystem für ein bestimmtes Feldgerät oder evtl. eine Gerätefamilie. Er wird als Programm auf dem PC installiert, kann aber nur aus einem Container, auch Rahmenapplikation (Frame Application) genannt, gestartet werden. Neben den Geräte-DTMs gibt es auch DTMs für Kommunikationsgeräte, beispielsweise PROFIBUS-DP-Anschaltkarten, HART-Modems oder Gateway-Geräten.

FDT: Hinter dem Begriff Field Device Tool steht nicht ein bestimmtes Programm, sondern eine Schnittstellendefinition. Ein Druckertreiber kann auch nur von einem Textverarbeitungsprogramm angesprochen werden, wenn die Schnittstellen zwischen Anwendung, Betriebssystem und Treiber klar definiert sind (um am Beispiel vom Druckertreiber anzuknüpfen.) Damit alle DTMs von verschiedenen Herstellern in jedem Container korrekt funktionieren, müssen die Schnittstellen zum umgebenden System sowie zu anderen DTMs klar definiert werden. Diese Schnittstellendefinition wird FDT genannt. Der Urvater aller Rahmenprogramme ist PACTware, entwickelt von diversen Feldgeräteherstellern und Systemlieferanten. Mittlerweile gibt es auch andere FDT-Frames, die den Bedürfnissen der verschiedenen Anwender gerecht werden, zum Beispiel SyCon.net von Hilscher, fdtCONTAINER von „M&M“ oder SmartVision von ABB bzw. Integrationen in die Leitsysteme von ABB.
Feldbus Der Feldbus (engl. Fieldbus) ist der Oberbegriff für verschiedene physikalisch ausgeprägte Bussysteme für die Automatisierung, Fertigungstechnik, Gebäudeautomation und die Automotive-Technik.
 
Feldebene Die Feldebene ist die unterste Ebene dieser Ebenenhierarchie. Auf dieser Ebene wird die Steuerung der Prozesse direkt durch die Sensoren und Aktoren ausgeführt.
IDA Interface for Distributed Automation ist eine Interessengruppe mit dem Ziel, eine Schnittstelle für die verteilte Automation auf der Grundlage von Ethernet und TCP/IP zu entwickeln. Die IDA-Group kooperiert mit ODVA und entwickelt offene Standards mit denen auf einem Netzwerk verschiedene Ethernet-Varianten betrieben werden können.
iMAP SIMATIC iMap ist ein Engineering Tool für die Projektierung der Kommunikation zwischen intelligenten Automatisierungs- und Feldgeräten in verteilten Automatisierungslösungen. Das Wettbewerbsprodukt ist SyCon.net von der Hilscher Gesellschaft für Systemautomatisierung mbH. SyCon .net basiert auf den offenen Standards FDT/DTM und kann neben PROFINET CBA alle relevanten Feldbus- und RT-Ethernet-Systeme konfigurieren.
Interbus Der Interbus ist ein standardisierter Feldbus, der in der Automatisierungstechnik eingesetzt wird. Es ist ein offenes Buskonzept, das als internationale (IEC 61158), europäische (EN 50254) und nationale Norm (DIN 19258) standardisiert ist, sich für die Echtzeitübertragung von Prozessdaten eignet und herstellerneutral alle SPS-Systeme unterstützt.
Leitebene Die Leitebene bildet im hierarchischen Ebenenmodell für die Automation die oberste Ebene mit der höchsten Funktionsvielfalt. Auf dieser Ebene sind die Leitrechner, die SPS-, IPC-, CAD- und CAM-Systeme angesiedelt. Die Leitebene dient der Steuerung der gesamten Betriebs- und Produktionsstätten. Auf dieser Ebene findet häufig eine Vernetzung mit Ethernet oder industrielles Ethernet statt. In bestimmten Anwendungen wie der Automotive-Technik werden an die Feldbusse sicherheitsrelevante Anforderungen gestellt.
Lightbus Der Lightbus ist ein Lichtwellenleiter-basierter, schneller Feldbus der 1989 von der Fa. Beckhoff entwickelt wurde. Die Grundprinzipien des Lightbus wurden mit EtherCAT auf die Ethernet-Technologie übertragen
LON Das Local Operating Network ist ein von der Firma Echelon, Palo Alto, entwickelter Feldbus für die Fertigungssteuerung, der aber in der Gebäudeautomation Einzug gehalten hat. Die LON-Technik arbeitet mit autarken, intelligenten Netzknoten, die im LON-Konzept als Neuron-Prozessoren bezeichnet werden und über eine weltweit eindeutige ID-Nummer, die NeuronID, verfügen. Die Übertragung im LON Feldbus kann über verdrillte TP-Kabel, Koaxialkabel oder Stromkabel erfolgen oder auch drahtlos über Funk.
MAP/MMS Manufacturing Automation Protocol entstand in den 80er Jahren als Projekt bei General Motors mit dem Ziel, eine Integration verschiedener Fertigungssysteme durch eine einheitliche Kommunikationsschnittstelle zu erreichen. Diese Arbeiten mündeten 1988 in dem ISO 9506 Standard. Das Anwendungsprotokoll MMS (Manufacturing Message Specification) kam im unter anderem auch bei PROFIBUS FMS und im Interbus PCP-Kanal und Fielbus Fondation FIP zur Anwendung
Master/Slave Der Begriff Master/Slave (dt. Herr/Sklave) bezeichnet eine Form der hierarchischen Verwaltung des Zugriffs auf eine gemeinsame Ressource in zahlreichen Problemstellungen der Regelung und Steuerung. Ein Teilnehmer ist der Master, alle anderen sind die Slaves. Der Master hat als einziger das Recht, unaufgefordert auf die gemeinsame Ressource zuzugreifen. Der Slave kann von sich aus nicht auf die gemeinsame Ressource zugreifen; er muss warten, bis er vom Master gefragt wird.
Modbus Beim Modbus-Protokoll handelt sich um ein von Gould-Modicon 1979 entwickeltes Automatisierungs-Protokoll, das als industrieller De-facto-Standard bezeichnet werden kann. Modbus ist ein Anwendungsprotokoll für den Austausch von Nachrichten zwischen intelligenten Modbus-Controllern, unabhängig von der Netzstruktur. Das Modbus- Protokoll ist auf der Anwendungsschicht des OSI-Referenzmodells angesiedelt und unterstützt den Master-Slave-Betrieb zwischen intelligenten Geräten.
NDP Neighbor Discovery Protocol ist der Ersatz des Address Resolution Protocol von IPv4 für IPv6. Es wird unter anderem dazu benutzt, IPv6-Adressen in Link-Layer-Adressen aufzulösen.
ODVA Die Open DeviceNet Vendor Association ist die Vereinigung für alle DeviceNet-Anwender, sie besteht aus weltweit fast 300 Mitgliedern. Die Organisation beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung und Verbreitung dieses offenen standardisierten Feldbusses, der vorwiegend in den USA und Asien, aber auch in Europa eingesetzt wird. Ein wesentlicher Aspekt der ODVA Aktivitäten ist die Entwicklung und Verbreitung des CIP-Protokolls und anderer Protokolle, die auf dem CIP-Protokoll basieren.
OLE Object Linking and Embedding ist ein von Microsoft entwickeltes Objektsystem und Protokoll, das die Zusammenarbeit unterschiedlicher (OLE-fähiger) Applikationen und damit die Erstellung heterogener Verbunddokumente ermöglichen soll.
OPC OLE for Process Control war der ursprüngliche Name für standardisierte Software-Schnittstellen, die den Datenaustausch zwischen Anwendungen unterschiedlichster Hersteller in der Automatisierungstechnik ermöglichen. Heute ist OPC der Standard zur herstellerunabhängigen Kommunikation in der Automatisierungstechnik.
PI PROFIBUS & PROFINET International ist ein Dachverband von 25 regionalen PROFIBUS Organisationen, darunter auch die PROFIBUS Nutzerorganisation e. V. (PNO). Beide haben ihren Sitz in Karlsruhe. Die 1400 Mitglieder der PI sind Hersteller und Anwender von PROFIBUS und PROFINET, Verbände sowie Forschungseinrichtungen, davon alleine ca. 300 Mitglieder der PNO. Ziele sind die Weiterentwicklung der Technologie und Standards zu PROFIBUS und PROFINET, sowie die Verbreitung dieser international zu fördern. Die PI koordiniert die Projekte der Regional PROFIBUS & PROFINET Associations (RPA).
PNO Seit 1989 existiert die PROFIBUS Nutzerorganisation e.V., in der sich Hersteller und Anwender in Deutschland zusammengeschlossen haben. 1992 ist in der Schweiz die erste regionale PROFIBUS Schweiz Organisation gegründet worden. In den folgenden Jahren sind weitere RPAs (Regional PROFIBUS & PROFINET Association) hinzugekommen. Im Jahr [1995 haben sich alle RPAs zum internationalen Dachverband PROFIBUS & PROFINET International (PI) zusammengeschlossen. Heute ist PI durch 25 RPAs in der Welt vertreten.
 
PROFIBUS Der Process Field Bus – geht auf das 1987 initiierte Verbundprojekt Feldbus zurück, das mit Förderung durch den damaligen Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT) eine neue Ära in der Automatisierungswelt einläutete. Dreizehn Industrieunternehmen und fünf technisch-wissenschaftliche Institute entwickelten und erprobten einen offenen Feldbus zur DIN 19245 Teil 1 und Teil 2. Firmenpartner des Verbundprojektes waren: ABB, AEG, Bosch, Honeywell, Klöckner-Möller, Landis & Gyr, Phönix Contact, Rheinmetall, Samson, Schleicher, Siemens und Tesch. PROFIBUS ist der einzige Feldbus, der in der Fertigungsautomatisierung und in der Prozessautomatisierung gleichermaßen eingesetzt werden kann und hat sich mittlerweile zum Weltmarktführer entwickelt. Weltweit sind über 25 Millionen Geräte mit PROFIBUS im Einsatz.
PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP (Dezentrale Peripherie) zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung in der Fertigungstechnik. Hier stehen insbesondere auch die vielen Standarddiagnosemöglichkeiten im Vordergrund. Weitere Einsatzgebiete sind die Verbindung von „verteilter Intelligenz“, also die Vernetzung von mehreren Steuerungen untereinander (ähnlich PROFIBUS-FMS). Es sind Datenraten bis zu 12 Mbit/s auf verdrillten Zweidrahtleitungen und/oder Lichtwellenleiter möglich.
PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) war vor allem für den Einsatz in komplexen Maschinen und Anlagen gedacht. Diese Protokollvariante wurde von DP abgelöst und ist heute nicht mehr Bestandteil der Internationalen Feldbusnorm.
PROFIBUS-PA (Prozess-Automation) wird zur Kontrolle von Messgeräten durch ein Prozessleitsystem in der Prozess- und Verfahrenstechnik eingesetzt. Diese Variante des PROFIBUS ist für explosionsgefährdete Bereiche (Ex-Zone 0 und 1) geeignet. Hier fließt auf den Busleitungen in einem eigensicheren Stromkreis nur ein schwacher Strom, so dass auch im Störfall keine explosionsfähigen Funken entstehen können. Der Nachteil dieser Variante ist die langsamere Datenübertragungsrate von 31,25 kbit/s.
PROFINET Profinet ist der offene Industrial Ethernet Standard von Profibus & Profinet International (PI) für die Automatisierung. Profinet nutzt TCP/IP und IT-Standards, ist Echtzeit-Ethernet fähig und ermöglicht die Integration von Feldbus-Systemen. Das Profinet-Konzept ist modular aufgebaut, so dass der Anwender die Funktionalität selbst wählen kann. Diese unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Art des Datenaustauschs, um den Anforderungen an Geschwindigkeit gerecht zu werden. Bei Profinet gibt es die beiden Sichtweisen Profinet-CBA und PROFINET -IO
PROFINET-CBA (Component Based Automation) ist für die komponentenbasierte Kommunikation über TCP/IP und die Real-Time-Kommunikation für Echtzeitanforderungen im modularen Anlagenbau gedacht. Beide Kommunikationswege können parallel genutzt werden.
PROFINET-IO (Dezentrale Peripherie) ist für die Real-Time- (RT) und die taktsynchrone Kommunikation IRT (IRT= Isochronous Real-Time) mit der dezentralen Peripherie geschaffen worden. Die Bezeichnungen RT und IRT beschreiben lediglich die Echtzeit-Eigenschaften bei der Kommunikation innerhalb von PROFINET –IO
SERCOS (SErial Realtime COmmunication System) interface, wurde 1985 im Markt eingeführt, hat sich seit Beginn der 90er Jahre zu einem weltweit akzeptierten Standard für alle Motion Control-basierten Automatisierungssysteme entwickelt.
SERCOS III ist die dritte Generation der SERCOS interface Reihe nach IEC/EN 61491 auf der Basis von Standard-Ethernet IEEE 802.3.
SOAP Das Simple Object Access Protocol ist ein Netzwerkprotokoll, mit dessen Hilfe Daten zwischen Systemen ausgetauscht und Remote Procedure Calls durchgeführt werden können. SOAP stützt sich auf andere Standards: XML zur Repräsentation der Daten und Internet-Protokolle der Transport- und Anwendungsschicht (vgl. TCP/IP-Referenzmodell) zur Übertragung der Nachrichten.
SoE Servodrive-Profile over EtherCAT Das SERCOS-Profil für Servoantriebe und die Kommunikationstechnologie sind in der IEC 61800-7 genormt. In dieser Norm ist auch das Mapping des SERCOS Servodrive-Profils auf EtherCAT enthalten.