Was ist ein Feldbus? Industrielle Kommunikationsnetze erklärt

Was ist ein Feldbus?

Ein Feldbus ist ein digitales, serielles, bidirektionales Kommunikationsnetzwerk, das Geräte der Feldebene, also Sensoren, Aktoren, SPSen, Antriebe und Messgeräte, mit einem Leitsystem verbindet. Vor den Feldbussen benötigte jedes Feldgerät ein eigenes analoges 4 bis 20 mA Kabel zurück zur Steuerung. Feldbusse ersetzten diese analogen Punkt-zu-Punkt-Leitungen durch ein einziges gemeinsam genutztes digitales Kabel und reduzierten damit Verkabelungskosten und Komplexität drastisch.

Der Begriff „Feldbus“ umfasst eine Familie verschiedener Standards, die ab den 1980er-Jahren entwickelt wurden. Zu den wichtigsten Feldbussen, die heute in der indischen Industrie eingesetzt werden, gehören PROFIBUS, DeviceNet und Foundation Fieldbus.

Die wichtigsten Feldbusprotokolle

PROFIBUS

PROFIBUS (Process Field Bus) ist der weltweit am weitesten verbreitete Feldbus und wurde Ende der 1980er-Jahre in Deutschland entwickelt. Es gibt ihn in zwei Varianten:

• PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie): wird für die schnelle, zyklische Kommunikation zwischen SPSen und Feldgeräten wie Antrieben, I/O-Modulen und Encodern verwendet. Geschwindigkeiten bis 12 Mbit/s über RS-485 Kabel.
• PROFIBUS PA (Prozessautomatisierung): eigensichere Variante für explosionsgefährdete Bereiche (Prozessindustrie), arbeitet mit 31,25 kbit/s über einen Zweidrahtbus, der auch die Feldgeräte mit Strom versorgt.

DeviceNet

DeviceNet wurde von Allen-Bradley (Rockwell Automation) entwickelt und ist in nordamerikanischen und indischen Automobilwerken weit verbreitet. Es basiert auf dem CAN-Protokoll (Controller Area Network), arbeitet mit bis zu 500 kbit/s und unterstützt bis zu 64 Knoten in einem einzelnen Netzwerksegment. DeviceNet findet man häufig bei der Anbindung von Motorstartern, optoelektronischen Sensoren und I/O-Blöcken an Rockwell-SPSen.

Foundation Fieldbus (FF)

Foundation Fieldbus ist ein volldigitaler, bidirektionaler Kommunikationsstandard, der für die Prozessautomatisierung entwickelt wurde: Ölraffinerien, Chemieanlagen und Energieerzeugung. Anders als bei PROFIBUS können Foundation-Fieldbus-Geräte Regelfunktionen lokal auf Geräteebene ausführen, was die Last auf der zentralen Steuerung reduziert. Er arbeitet mit 31,25 kbit/s (H1) auf Feldebene und 100 Mbit/s (HSE) auf Ebene des Leitnetzwerks.

Feldbus vs. Industrial Ethernet: die wichtigsten Unterschiede

Warum Feldbusse weiterhin eingesetzt werden

Trotz des Aufstiegs von Industrial Ethernet bleiben Feldbusse in vielen indischen Fabriken aus mehreren praktischen Gründen dominant:

• Installierte Basis: Millionen von PROFIBUS- und DeviceNet-Geräten sind bereits installiert und in Betrieb. Sie zu ersetzen ist teuer und störend.
• Bewährte Zuverlässigkeit: PROFIBUS DP hat eine 30-jährige Erfolgsbilanz im zuverlässigen Betrieb in rauen Industrieumgebungen.
• Eigensicherheit: PROFIBUS PA und Foundation Fieldbus H1 sind für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen in Öl-, Gas- und Chemieanlagen zertifiziert.
• Einfache Diagnose: Erfahrene Instandhaltungsteams kennen sich mit der Feldbusdiagnose gut aus.

Feldbus an moderne Systeme anbinden

Die praktische Herausforderung besteht heute darin, bestehende Feldbussysteme mit modernen SCADA-, MES- und Cloud-Plattformen zu verbinden. Das geschieht über Protokoll-Gateways: dedizierte Hardware, die PROFIBUS- oder DeviceNet-Daten für die Weiterleitung in Modbus TCP, OPC UA oder MQTT übersetzt.

Cermate HMI-Panels von TSL Automation Solutions unterstützen PROFIBUS DP als integrierten Protokolltreiber und ermöglichen so die direkte Anbindung an bestehende PROFIBUS-Netzwerke ohne zusätzliche Gateways. Avalue Industrie-PCs können OPC-Server-Software ausführen, um Feldbusdaten an übergeordnete Systeme weiterzureichen. Kontaktieren Sie TSL Automation Solutions, um Ihre Anforderungen an die Feldbusintegration zu besprechen.