Feldbussysteme
Verteilte Anwendungen

Eingebettete Systeme werden nicht nur immer komplexer, sondern sie werden auch in immer höherem Grad miteinander vernetzt. Dies geschieht mit Hilfe von Feldbussen und in zunehmendem Maße auch auf Basis von Netzwerktechnologien aus der IT-Welt, die auf Ethernet basieren.

Controller Area Network - CAN
 

Längst selbstverständlich: Airbag, ABS, ESP & Co.

Seit Anfang der 80er Jahre hält die Elektronik Einzug ins Automobil. Motormanagement, ABS und ESP sind längst nicht mehr alles. In einem modernen Fahrzeug finden sich heute durchschnittlich 50 Steuergeräte, die größtenteils miteinander vernetzt sind. Meistens verbirgt sich der CAN-Bus in einer seiner Ausprägungen dahinter. CAN zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, geringe Kosten, ein effektives Protokoll sowie Multi-Master-Fähigkeit aus und ist genormt. Seit Anfang der 90er Jahre wird CAN auch vermehrt in der Automatisierungstechnik (Stichwort: CANopen) eingesetzt. Weltweit sind heute mehr als 150 Millionen CAN-Controller im Einsatz.
 

FlexRay
 
Die Entwicklung von FlexRay wird zur Zeit mit Hochdruck vorangetrieben.

Struktur eines FlexRay-Knotens

Zielsysteme sind X-By-Wire-Anwendun gen, bei denen mechanische Komponenten in den Bereichen Lenkung, Bremse und Antriebsstrang eines Automobils durch reine elektronische Lösungen ersetzt werden sollen. FlexRay garantiert für verteilte Anwendungen ein deterministisches Echtzeitverhalten und legt dabei großen Wert auf Fehlertoleranz. FlexRay wird heute von den meisten Automobilherstellern und Zulieferern als zukünftiger Standard für hochsicherheitskritische Anwendungen im Automobilbau favorisiert und könnte eines Tages sogar den CAN-Bus ablösen.

Local Interconnect Network - LIN
 
Der LIN-Bus ist für die Sensor-Aktor-Kommunikation mit niedrigen Übertragungsraten konzipiert. Im Automobilbau kommt LIN hauptsächlich als Subbus für CAN zur Anbindung einfacher Steuergeräte für Klimaanlage, Außenspiegel, Schiebedach, etc. zum Einsatz. Anwendungen, für die CAN zu aufwendig wäre.

Time Triggered Protocol - TTP
 
TTP ist ein zeitgesteuertes Kommunikationsprotokoll, das in verschiedenen Versionen verfügbar ist. TTP/C ist für hochsicherheitskritische verteilte Echtzeitsteuerungen vorgesehen. Zum Einsatz kommt das System u.a. im Airbus A380. TTP/A ist eine weniger aufwendige Ausführung des TTP-Protokolls und spielt gegenwärtig nur eine untergeordnete Rolle.
 

Profibus
 
Der Profibus existiert in den Ausprägungen Dezentrale Peripherie (DP), Fieldbus-Message-Specification (FMS) und Prozeßautomatisierung (PA). Die Varianten DP und PA werden heute am häufigsten vorgefunden. Beim Profibus handelt es sich um ein Multi-Master/Multi-Slave-System, bei dem durch Token-Passing der jeweilige Master identifiziert wird. Die jüngste Entwicklung heißt ProfiNet. ProfiNet ist ein Industrial Ethernet. Mit seiner daraus resultierenden hohen Bandbreite und seiner Durchgängigkeit von der Sensor- bis zur IT-Ebene werden diesem Ansatz ganz hervorragende Zukunftsperspektiven vorausgesagt.

Industrial Ethernet
 

Verbindung zwischen den Welten

Bewährte Technik aus der IT-Welt, niedrige Kosten, einfache Handhabbarkeit, hohe Bandbreite, durchgängige Kommunikation von der Sensor/Aktor-Ebene bis zur Betriebsebene. Es gibt eine Vielzahl von Gründen, die für den Einsatz von Ethernet in der Automatisierung sprechen. Leider gibt es auch mindestens genauso viele Standards, die in der Regel inkompatibel zueinander sind. Ich helfe Ihnen gerne, den Überblick zu behalten.