Feldbus - IT Wissen.info

FELDBUSSE 

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FELDBUSSE 

Impressum: 

Herausgeber: Klaus Lipinski 

Copyrigt 2006 

DATACOM-Buchverlag GmbH 

84378 Dietersburg 

Alle Rechte vorbehalten 

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Inhalt 

AS-Interface 

BACnet 

BatiBus 

BEUG, Bitnus european 

user group 

BITBUS 

Byteflight 

CAL, CAN application 

layer 

CAN-Bus 

CAN-Datenrahmen 

CAN-Profile 

CAN-Protokoll 

CANopen 

CIP-Protokoll 

D2B-Bus 

DeviceNet 

DIN-Messbus 

Ethernet-Powerlink 

EPL-Protokoll 

EPSG, Ethernet 

powerlink 

standardization group 

ETG, EtherCAT 

technology group 

EtherCAT 

EtherCAT-Protokoll 

EtherCAT-Topologie 

EtherNet/IP 

Europäischer 

Installationsbus 

Feldbus 

Feldebene 

FlexRay 

IDA, interface for distributed 

automation 

Industrielles Ethernet 

Interbus 

IP67 

J1708-Bus 

J1850-Bus 

J1939-Bus 

LDF, LIN description file 

Leitebene 

LIN-Bus 

LIN-Datenrahmen 

Linientopologie 

LON-Bus 

Modbus 

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MOST-Bus 

MOST- 

Übertragungsprotokoll 

ODVA, open DeviceNet 

vendor association 

PROFIBUS 

Profibus-DP 

Profibus-FMS 

Profibus-PA 

Profinet 

Proway 

RS-485 

SAE J1939 

SAE-Klasse 

SCNM, slot communication 

network management 

Sercos-Datenrahmen 

Sercos-Interface 

Summenrahmen-verfahren 

TCU, telematics control unit 

TTP-Protokoll 

TTP/A-Bus 

TTP/C-Bus 

XCP-Protokoll

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AS-Interface 

AS-i, actuator sensor 

interface 

Struktur des AS-Interface 

Verpolsichere 2-Draht- 

Leitung vom 

AS-Interface 

Leitungen für das AS- 

Interface, Foto: Schuricht 

GmbH 

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Das AS-Interface ist ein Sensor- 

Aktor-Netzwerk, das die Aktoren 

und Sensoren über eine 2- 

Draht-Leitung miteinander 

verbindet. Über diese 2-Draht- 

Leitung werden die 

Steuersignale und die 

Nutzdaten für die Komponenten 

übertragen, die 

Konfigurationsdaten für die 

Systemarchitektur und die 

Überwachungsdaten für 

intelligente Komponenten und 

das Netzwerk, aber auch die 

Versorgungsspannung von 24 V 

für die Komponenten. 

Vom Konzept her entspricht das 

AS-Interface einem einfachen, kostengünstigen Feldbus im Master-Slave-Betrieb auf 

Feldebene, der einfach zu installieren und für binäre Peripheriegeräte, für Aktoren und 

Sensoren, optimiert ist. Periphere Komponenten können direkt hinzugefügt oder 

abgeklemmt werden. 

Das AS-Interface vernetzt die Automatisierungs-Komponenten auf der Feldebene bis 

hinauf zur Leitebene. Es wird vorwiegend in Europa, speziell in Deutschland 

eingesetzt. 

An das AS-Interface können bis zu 62 Knoten angeschlossen werden, die von der 

Master-Station permanent überwacht werden. Die Zykluszeit ist abhängig von der 

Anzahl der Slaves und passt sich automatisch an. Bei sechs Slaves beträgt sie 1 ms, 

bei 62 Slaves 10 ms. Die Länge des AS-Interface liegt bei 100 m und kann mit drei 

Repeatern auf bis zu 300 m erweitert werden. Die Datenrate beträgt 167 kbit/s. 

Topologisch kann ein AS-Netz sehr flexibel und erlaubt Konfigurationen in Stern-,

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BACnet 

BatiBus 

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Bus-, Baum- und Linientopologie. 

Für das AS-Interface gibt es spezielle ungeschirmte 2-Draht-Kabel, die 

verpolungssicher angeschlossen werden können. Über sie können bis zu 8 A 

übertragen werden. Der Kabelanschluss ist ein Dorn, der beim Anklemmen die 

Isolierung des durchsticht und mit der Kabelseele Kontakt bildet. Zur Kennzeichnung 

sind die Kabelmäntel farblich gekennzeichnet: hellblau kennzeichnet die negative, 

braun die positive Versorgungsleitung. 

BACnet ist ein Vernetzungskonzept für die Gebäudeautomation. Es kann auf 

verschiedenen Transportmedien aufsetzen, u.a. auf Feldbussen wie den Local 

Operating Network (LON) oder Ethernet. Das BACnet kennt Datenobjekte, die von 

einem Sender zu einem Empfänger transportiert werden müssen, ohne, dass es die 

Schnittstelle und die Transportmechanismen genau definiert. 

Da die Steuerungsprozesse in der Gebäudeautomation eher langsam sind, spielt es 

keine Rolle, ob man das Ethernet über Tunneling oder Encapsulation benutzt, ebenso 

wenig ob man als Transportprotokoll das UDP- oder das TCP-Protokoll einsetzt. 

Der Batibus, der von Merlin Gerin, Airelec, Landis & Gyr u.a. entwickelt wurde, ist einer 

der ersten Feldbusse für die Gebäudeautomation. 

Beim Batibus handelt es sich um ein offenes Feldbuskonzept über den die Sensoren, 

Aktoren und Feldgeräte miteinander kommunizieren können. In der 

Gebäudesteuerung sind dies Systeme für die Klima- und Lüftungstechnik, die 

Beleuchtungs- und Lichttechnik sowie für die Sicherheits- und Alarmtechnik. Das 

Zugangsverfahren des Batibus basiert auf CSMA/CA, das jeder Station den Zugang 

auf das Übertragungsmedium erlaubt, solange dieses nicht von einer anderen Station 

benutzt wird. 

BatiBUS hat eine einfache, offene Struktur in Stern-, Ring- oder Bustopologie bei der 

ein einziges Kabel durch das Gebäude verlegt wird. Über dieses Kabel werden auch 

die Sensoren versorgt. Die Batibus-Stationen haben eigene Adressen über die sie 

angesprochen werden. Eine Erweiterung des Batibus ist problemlos möglich, ebenso 


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BEUG 

Bitnus european user 

group 

BITBUS 

Byteflight 

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das Hinzufügen oder Entfernen von Stationen. 

Der Batibus ist als europäischer Standard von der Cenelec standardisiert und 

international von ISO/IEC als JTC1/SC25. 

Die Bitbus European Users Group (BEUG) ist eine Non-profit-Organisation, deren Ziel 

der Erfahrungsaustausch von Bitbus-Anwendern, der Informationsaustausch und die 

Förderung der Bitbus-Technologie ist. 

http://www.bitbus.org 

Der Bitbus ist ein offener, echtzeitfähiger Feldbus, der bereits 1983 von Intel entwickelt 

und 1990 von der IEEE unter IEEE 1118 standardisiert wurde. 

Als Feldbus für die Automation und Produktion kann der Bitbus autonom arbeitende 

Sensoren, Aktoren und Steuergeräte über große Entfernungen miteinander verbinden. 

Die Entfernung kann ein Kilometer und mehr betragen und das bei Datenraten von 

62,5 kbit/s. Noch größere Entfernungen können mit Repeatern überbrückt werden. 

Für kürzere Entfernungen gibt es höhere Datenraten von 375 kbit/s und 1,5 Mbit/s. Als 

Übertragungsmedium benutzt der Bitbus STP-Kabel mit einer Impedanz von 120 

Ohm. Für die Übertragung reicht ein einpaariges Kabel. 

Vom Betrieb her handelt es sich um einen Master-Slave-Betrieb. Pro LAN-Segment 

können 28 Stationen angeschlossen werden, insgesamt 250. 

Basis der Bitbus-Technologie sind die Industriebus-Schnittstelle RS-485 und die 

synchrone Datenübertragungssteuerung (SDLC) aus der SNA-Welt. Das synchrone, 

nachrichtenbasierte SDLC arbeitet mit Fehlererkennung. Das Bitbus-Protokoll eignet 

sich speziell für die Übertragung von kleinen Datenpaketen mit bis zu 248 Byte. Als 

Codierung benutzt Bitbus die NRZ-I-Codierung. 

Byteflight ist ein von BMW in Zusammenarbeit mit Motorola, Elmos und Infineon 

entwickeltes System für sicherheitskritische Anwendungen in der Automotive-Technik. 

Das Byteflight-System ist in den 7er BMWs eingebaut für die Übertragung 

zeitkritischer Daten des Airbag-Systems zusätzlich zu denen der Karosserie-Elektronik 


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CAL 

CAN application layer 

CAN-Bus 

CAN, controller area 

network 

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und des Chassis. 

Byteflight hat eine Datenrate von 10 Mbit/s und benutzt als Übertragungsmedium 

optische Polymerfasern. Von der Konfiguration ist Byteflight in Sterntopologie mit 

einem intelligenten Sternkoppler aufgebaut. 

Neben der erwähnten Automobiltechnik kann Byteflight in allen Echtzeitanwendungen 

mit extrem kurzen Latenzzeiten und hohem Datendurchsatz eingesetzt werden. 

Ebenso in Umgebungen mit starker Störbeeinträchtigung. 

Wie der CAN-Bus, arbeitet Byteflight auch mit einem nachrichtenorientierten 

Übertragungsprozess. Wobei alle Nachrichten allen Bytefligt-Stationen zur Verfügung 

gestellt werden. Der Datenrahmen von Byteflight ist dem CAN-Datenrahmen sehr 

ähnlich, die maximale Länge des Datenfeldes liegt bei 12 Byte. Um ein 

vorhersagbares Echtzeitverhalten zu erreichen, arbeitet Byteflight mit dem 

deterministischen Zugangsverfahren TDMA, bei dem jeder angeschlossenen 

Busstation innerhalb einer bestimmten Zeit ein Timeslot zur Übertragung der Daten 

zur Verfügung gestellt wird. 

Der CAN Application Layer (CAL) bildet die Anwendungsschicht in der 

Protokollhierarchie des CAN-Busses. Der CAL-Layer setzt unmittelbar auf der 

Sicherungsschicht auf und umfasst die Spezifikation der CAN-Nachrichten, das 

Netzwerkmanagement, die Verteilung des Identifiers und das Layer-Management. Der 

CAL-Layer wurde von der CAN-in-Automation (CiA) spezifiziert und 1993 publiziert und 

bietet eine anwendungsunabhängige, objektorientierte Umgebung für die 

Implementierung von verteilten CAN-basierten Systemen. Er ist äußerst flexibel, 

unterstützt Objekte und Dienste, definiert aber keine standardisierten Dateninhalte wie 

CANopen oder DeviceNet. 

Ein Controller Area Network (CAN) ist ein von der ISO standardisierter echtzeitfähiger 

Feldbus für die serielle Datenübertragung in der Automotive-Technik, der Automation 

und Fertigungstechnik. Das CAN-Bussystem, das ursprünglich von Bosch für Kfz- 

Anwendungen entwickelt wurde, hat sich im Laufe der Zeit auch als Feldbus in der 


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CAN-Bus-Struktur 

Datenraten vom CAN-Bus in 

Abhängigkeit von der 

Kabellänge 

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Automatisierungstechnik 

positioniert. 

Das CAN-Bussystem ist ein 

seriell arbeitender 2-Draht-Bus 

mit offener Architektur, der als 

Übertragungsmedium TP-Kabel 

mit einer Impedanz von 120 

Ohm benutzt. Bei den auf den 

beiden Leitungen liegenden 

Signalen handelt es sich um 

differenzielle Signale, die mit 

entgegen gesetzter Polarität 

übertragen werden. Andere Übertragungsmedium können vom Benutzer definiert 

werden. Von der Topologie her hat der CAN-Bus eine Linientopologie. 

Alle Stationen sind direkt über einen Transceiver an den CAN-Bus angeschlossen. Als 

Stecker kommt dabei der 9-polige Sub-D-Stecker zum Einsatz. Weitere 4- und 5polige 

Stecker sind ebenfalls definiert. 

Die Stationen selbst bestehen aus einem Steuergerät und einem Controller, der den 

Zugang auf den Bus steuert. Da alle Stationen gleichzeitig am CAN-Bus 

angeschlossen sind, können sie alle für sie relevanten Daten empfangen. Da das 

gleichzeitige Senden von mehreren Stationen zu Kollisionen führen würde, benutzt 

der CAN-Bus ein prioritätengesteuertes Zugangsverfahren, das Arbitration. Die Daten 

werden dabei in den CAN-Datenrahmen verpackt, der zusätzliche Datenfelder für das 

Zugangsverfahren und die Fehlersicherung enthält. 

Die Datentransferraten des CAN-Busses sind abhängig von der Buslänge und reichen 

bis zu 1 Mbit/s bei Entfernungen von 40 m. Bei Buslängen von 1 km, die ohne 

Repeater und Bridge arbeiten, liegt die Übertragungsrate bei 80 kbit/s und bei sehr 

langen Bussen von bis zu 10 km reduziert sich diese auf ca. 7 kbit/s. Theoretisch ist 

die Teilnehmerzahl unbegrenzt; es gibt aber marktgängige Anschlusskomponenten 

mit denen 32, 64 und bis zu 128 Teilnehmer an den CAN-Bus angeschlossen werden

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CAN-Datenrahmen 

CAN frame 

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können. Entsprechend des Anwendungen in der Automotive-Technik hat man zwei 

Versionen spezifiziert: CAN-B und CAN-C. CAN-B unterstützt die Integration 

intelligenter Sensoren und ist die langsamere Version des CAN-Busses für die 

Karosserie- und Fahrzeugelektronik mit einer Datenrate von 83,3 kbit/s. CAN- 

C hat die höheren Datenrate von 500 kbit/s und ist für Antriebs- und 

Fahrwerkelektronik. An einen CAN-B-Bus können 10 Stationen, an einen CAN-C-Bus 

24 angeschlossen werden. 

Das CAN-Protokoll unterstützt das Multimaster-Verfahren des CAN-Busses, hat eine 

hohe Fehlertoleranz und eine leistungsfähige Fehlererkennung. Es kann in 

störungsbehafteten Umgebungen eingesetzt werden und bietet eine hohe 

Datenintegrität. 

Mit dem CAN-Bussystem, das eine objektorientierte Adressierung hat, können 

leistungsfähige ereignisgesteuerte Systeme aufgebaut werden. In bestimmten 

Ausprägungen können die Daten direkt zwischen beliebig vielen Teilnehmern 

ausgetauscht werden. 

Der CAN-Bus ist in den unteren beiden Schichten, der Bitübertragungssschicht und 

der Sicherungsschicht, standardisiert nach ISO 11898. In der darüber liegenden 

Übertragungsschicht wird das Zugangsverfahren und die Fehlererkennung 

abgearbeitet. Oberhalb der Übertragungsschicht befindet sich die Objektschicht, die 

die eine Nachrichtenfilterung anhand der Identifier-Informationen vornimmt, und 

darüber der CAN Application Layer (CAL), in dem die Daten mit der Kennung bzw. der 

festgelegten Priorität versehen werden. 

Der CAN-Datenrahmen dient der Übertragung der Daten, der Fehlersicherung und 

der Steuerung des Zugangsverfahrens auf den CAN-Bus. Der gesamte Datenrahmen 

besteht aus mehreren Datenfeldern und kann eine Gesamtlänge von bis zu 130 Bits 

haben. Der Vorteil eines solch kurzen Datenrahmens liegt in der schnelleren 

Reaktionszeit bei Kommunikationsanfragen von priorisierten Steuergeräten. 

Es gibt den Standard-CAN-Datenrahmen, der ein 11 Bit langes Identifier-Feld hat 

(CAN-2.0A), und den Extended-CAN-Datenrahmen mit einem 29 Bit Identifier-Feld 


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Datenrahmen des 

CAN-Protokolls 

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(CAN-2.0B). 

Das CAN-Frame beginnt mit 

einem Bit für die Synchronisation, 

das den Beginn des Frames 

(SoF) kennzeichnet und aus dem 

die Stationen das Taktsignal 

ableiten. Das folgende 

Arbitration-Feld setzt sich beim 

Standard-Frame aus einem 11 Bit 

langen Identifier-Feld und einem 

Kontrollbit, dem Remote 

Transmission Request (RTR), 

zusammen. 

Da der CAN-Datenrahmen ja 

keine Quell- und Zieladresse benutzt, können alle Steuergeräte prüfen, ob die jeweils 

auf dem CAN-Bus liegende Information für sie relevant ist. Diese Information steht im 

Identifier-Feld und zeigt an um welche Art der Information es sich handelt. 

Beispielsweise um die Öl- oder Wassertemperatur des Motors, die Motordrehzahl oder 

die Einspritzmenge an Treibstoff. Der eigentliche Wert steht im Datenfeld. Außerdem 

ist in diesem Feld die Priorität des Steuergerätes eingetragen, die die 

Zugangssteuerung bestimmt. Alle Stationen überprüfen ständig, ob die Nachricht im 

Identifier-Feld für sie relevant ist oder eine andere Station mit einer höheren 

Sendepriorität sendet. 

In dem nachfolgenden Control-Feld von 6 Bit wird die Anzahl der Bytes eingetragen, 

die das Datenfeld umfasst. Zwei der sechs Bits sind reserviert, in die anderen vier wird 

die Länge der Daten in Bytes eingetragen. 

Mit dem CRC-Feld für die zyklische Blockprüfung (CRC) können Übertragungsfehler 

erkannt werden und das ACK-Feld ist das Bestätigungsfeld in dem die Anzahl der 

Empfangsstationen eingetragen wird, die die Nachricht fehlerfrei empfangen haben.

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CAN-Profile 

CAN profile 

CAN-Protokoll 

CAN protocol 

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Bei Feldbussen sind die unteren Protokollschichten zwar eindeutig definiert, die 

Ausführungen der Anwendungen ist aber weitgehend Hersteller-abhängig. Da dies zu 

Interoperabilitäten zwischen den Anwendungen führt, kann nur eine Vereinheitlichung 

Abhilfe schaffen; dies erfolgt mit Profilen, im Falle von CANopen mit CAN-Profilen. Die 

Profile definieren die Vereinbarungen über die standardisierten 

Kommunikationstechniken. 

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. In den CAN-Profilen werden die übertragenden 

Prozessdaten und Konfigurationsparameter mit den zugehörigen Formaten festgelegt. 

Neben den genannten Anwendungen gibt es bereits Profile für Ein-/Ausgangs- 

Module, Messgeräte und programmierbare Controller. 

Der CAN-Bus arbeitet im Multimaster-Betrieb, bei dem der Inhalt des über den 

Feldbus übertragenen CAN-Datenrahmens durch Identifier gekennzeichnet ist. Jede 

an den CAN-Bus angeschlossene Station kann die Nachricht empfangen und sie 

verwerten. Zu diesem Zweck lesen die Stationen den Identifier und stellen anhand der 

Kennung fest, ob die Nachricht für sie relevant ist, z.B. Drehzahl, Temperatur, Druck. 

Durch dieses Verfahren kann jede Station gleichzeitig auf die gleiche Nachricht 

interagieren. Damit es nicht zu Kollisionen auf dem Bus kommt, arbeitet der CAN-Bus 

mit Arbitrierung und Priorisierung. Dabei werden den Identifiern Prioritäten zugeordnet 

und der Nachricht mit der höchsten Priorität Vorrang eingeräumt. Die Zuteilung des 

CAN-Busses erfolgt bitweise. Es gibt zwei unterschiedlich lange Bitformate für den 

Identifier, die nebeneinander auf dem CAN-Bus existieren können: den Standard- 

Identifier mit 11 Bit und den Extended-Identifier mit 29 Bit. 

Da im CAN-Datenrahmen einige Bits für die zyklische Blockprüfung, die 

Datenrahmenprüfung und für weitere Fehlererkennungsverfahren übertragen werden, 

kann er nur wenige Byte an Nutzdaten aufnehmen. Das hat den Vorteil, dass bei einer 

Fehlererkennung der Zeitverlust für die Wiederholung des Datenrahmens sehr gering 

ist. 


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CANopen 

CIP-Protokoll 

CIP, common industrial 

protocol 

D2B-Bus 

D2B, domestic data bus 

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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. Die Modellierung der Geräte 

basiert auf der Beschreibung der Gerätefunktionen in einem Geräteverzeichnis. Dieser 

Ansatz korrespondiert im Wesentlichen mit der Art und Weise wie die Geräte in 

anderen Feldbussen beschrieben werden, beispielsweise im Interbus oder Profibus. 

Dabei werden die Standardgeräte als Geräteprofile spezifiziert. 

CANopen-Netze arbeiten im Master-Slave-Betrieb und unterstützen bis zu 127 

logische Einheiten. Die Funktionen des Netzmanagements übernimmt dabei eine 

Masterstation. 

http://www.can-cia.org 

Das Common Industrial Protocol (CIP) 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 DeviceNet, ControlNet und 

EtherNet/IP in der Anwendungsschicht als Schnittstelle zwischen der 

deterministischen Feldbus-Welt und der nicht-deterministischen IP-Welt wie dem 

Internet. Das CIP-Protokoll liegt oberhalb der Transportschicht und erweitert die reinen 

Transportdienste um Kommunikationsdienste für die Automatisierungstechnik. Dazu 

gehören Dienste für den zyklischen, den zeitkritischen und den ereignisgesteuerten 

Datenverkehr. 

Das CIP-Protokoll ist ein netzwerkunabhängiges Anwendungsprotokoll, das 

unabhängig vom Übertragungsmedium arbeitet und das Routing der IP-Netze nicht 

beeinträchtigt. Über das CIP-Protokoll können die Steuergeräte auf gemeinsame 

Geräteprofile und Objektbibliotheken zugreifen. 

Mit der Version CIP-Safety wird das CIP-Protokoll um Sicherheitsfunktionen erweitert. 

Der D2B-Bus ist ein Feldbus der Automotive-Technik. Er unterstützt das Infotainment 

und arbeitet wie der MOST-Bus mit der optischen Polymerfaser. Die 

Datenübertragungsrate beträgt 5,65 Mbit/s und die Anzahl der anschließbaren 


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DeviceNet 

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Teilnehmer 61. Über den D2B-Bus werden Steuer- und Audiodaten übertragen. 

Der D2B-Bus bildet topologisch eine Ringstruktur, bei der das Radio eine 

dominierende Rolle spielt indem es bei der Erstinbetriebnahme alle an den D2B-Bus 

angeschlossenen Komponenten erfasst. Außerdem wird die einmal festgelegte 

Stationsreihenfolge im Radio gespeichert. Ein Austausch des Radios hat somit eine 

Fehlermeldung im D2B-Bus zur Folge. Der D2B-Bus ist über die einzelnen 

Komponenten durchgeschleift, wird eine Komponente entfernt ist die Ringstruktur 

unterbrochen. Dies kann durch Einstecken eines passiven Überbrückungssteckers 

aufgehoben werden. Der von Matsushita und Philips entwickelte D2B-Bus wurde 

bereits durch leistungsfähigere Buskonzepte wie den MOST-Bus abgelöst. 

DeviceNet ist ein offener, von Allen-Bradley entwickelter Feldbus, der mit dem CAN- 

Protokoll arbeitet und von der ODVA weiterentwickelt und vermarktet wird. 

Das DeviceNet ist als leistungsfähiges Sensor-Aktor-Netzwerk auf der 

Übertragungsschicht angesiedelt. Es arbeitet wie die meisten Feldbusse im Master- 

Slave-Betrieb und im Multi-Master-Betrieb. Die Kommunikation ist 

verbindungsorientiert und erfolgt als Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder als 

Mehrpunktverbindung. Es gibt vordefinierte Verbindungstypen, die bestimmte Dienste 

unterstützen und deren Subsets die Kommunikation erleichtern. 

Im DeviceNet werden die verfügbaren Kommunikationsdienste durch abstrakte 

Objektmodelle dargestellt sowie durch das extern sichtbare Verhalten der DeviceNet- 

Knoten. Das Verhalten der DeviceNet-Geräte ist in Geräteprofilen festgelegt. 

Ein DeviceNet kann bis zu 64 Knoten umfassen, die Datenraten liegen bei 125 kbit/s, 

250 kbit/s und 500 kbit/s. 

Das DeviceNet-Schichtenmodell kennt die Bitübertragungsschicht in der das 

Übertragungsmedium und die Anschlusskomponenten festgelegt sind, die Teilschicht 

mit dem Physical Signaling und die Sicherungsschicht, die durch Spezifikationen des 

CAN-Busses abgedeckt sind, und die Anwendungsschicht mit den DeviceNet- 

Spezifikationen. Hier residiert auch das Common Industrial Protocol (CIP) für die 

Migration in IP-Netze. 


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DIN-Messbus 

DIN measurement bus 


EPL, Ethernet powerlink 

Struktur des Ethernet- 

Powerlink 

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Der DIN-Messbus ist als Kommunikationsschnittstelle für einfache Mess- und 

Prüfgeräte mit geringer Rechenleistung konzipiert. Er eignet sich besonders für die 

Prozessautomation, die Versorgungs- und Entsorgungstechnik, die 

Umweltmesstechnik sowie für Kommunikationsaufgaben in der Messtechnik und 

Qualitätssicherung. Er wird auch in eichpflichtigen Anlagen wie Tankanlagen, 

Wägeeinrichtungen und Durchflussmesssystemen eingesetzt. 

Der nach DIN 66348 standardisierte Feldbus zeichnet sich durch seine hohe 

Sicherheit gegen den Busausfall und Übertragungsfehler aus und bietet einfache, 

kostengünstige Anschaltungen. Die Länge des DIN-Messbusses, auf dem die Daten 

als ASCII-Zeichen in Datenpaketen von 128 Byte übertragen werden, beträgt 500 m. 

An den im Master-Slave-Betrieb arbeitenden Feldbus können bis zu 32 Stationen 

angeschlossen werden. Der DIN-Messbus ist einfach zu Verwalten und unterstützt 

diverse Funktionen der Manufacturing Message Specifications (MMS), wobei einige 

Pflichtdienste sind, andere hingegen optional. 

Das Echtzeitverhalten vom klassischen Ethernet wird durch das stochastische 

Zugangsverfahren CSMA/CD eingeschränkt. Mit EtherCAT und Ethernet-Powerlink 

werden diese Einschränkungen unter Beibehaltung des Ethernet-Konzeptes 


umgangen. Da Echtzeit-Ethernet 

für die Automation und Produktion 

besonders wichtig sind, sind auch 

hier die Einsatzgebiete von 

Ethernet-Powerlink (EPL) zu 

sehen. 

Ethernet-Powerlink ist ein Layer- 

2-Protokoll nach IEEE 802.3u, 

das deterministischen Echtzeit- 

Datenaustausch über Fast- 

Ethernet ermöglicht. Es basiert 

auf einer Hub-Struktur und nutzt

FELDBUSSE 

Zykluszeit von Ethernet- 

Powerlink in Abhängigkeit 

von der Stationszahl 

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das Ethernet-Frame und auch die Komponenten von Fast-Ethernet. Wie andere 

Feldbusse auch kann Ethernet-Powerlink von der Sensor-Aktor-Ebene, der so 

genannten Feldebene, bis hin zur Leitebene eingesetzt werden. Die einzelnen 

Komponenten sind über IP-Adressen über alle Ebenen hinweg, unternehmensweit 

und über das Internet ansprechbar. 

Ethernet-Powerlink arbeitet im Master-Slave-Betrieb mit einem isochronen 

Zeitschlitzverfahren und unterstützt den Datentransport mittels IP-, UDP- und TCP- 

Protokoll. Dieses einfache Zugangsverfahren, das Slot Communication Network 

Management (SCNM), bildet die Grundlage für den Determinismus. Dabei verteilt die 

Managing Node (MN), die die Funktion des Managers innehat, die 

Zugangsberechtigung der Teilnehmer auf das Medium. Sie verhindert Kollisionen und 

gibt den Zeittakt für die Synchronisation aller Teilnehmer vor. Die Geräte, die im EPL- 

Konzept als Controlled Node (CN) bezeichnet werden, senden nur dann, wenn sie 

vom Manager dazu aufgefordert werden. 

Das EPL-Protokoll ist ein deterministisches Zugangsverfahren, das in einem 

abgegrenzten Netzwerk-Segment, der Realtime-Domain, abläuft. Der zeitkristische 

Datenverkehr erfolgt im sogenannten Protected Mode. In dieser Betriebsart können 

Zykluszeiten von 1 ms bei über 30 Stationen und 46 Byte Nutzdaten realisiert werden. 

Der weniger zeitkrische Datenverkehr wird nicht in dieser Netzwerk-Domäne 

abgewickelt und belastet dadurch auch nicht das Realtime-Segment. An die Realtime- 

Domäne können bis zu 240 Stationen angeschlossen werden. 

Die Frame-Länge der EPL-Telegramme kann bis zu 1.500 Byte betragen, die 

Zykluszeiten liegen bei Telegrammen in Standardlänge bei etwa 100 Mikrosekunden. 

Von der Topologie her sind für EPL alle Varianten denkbar, außerdem kann ein 

solches Netzwerk mit Hubs und Routern erweitert und an andere IP-Netze 

angebunden werden. 

In der Anwendungsschicht setzt Ethernet-Powerlink auf CANopen. 

Die Aktivitäten von Ethernet-Powerlink werden von der Ethernet Powerlink 

Standardization Group (EPSG) vorangetrieben. 


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EPL-Protokoll 

EPL protocol 

Struktur des 


Zykluszeit von Ethernet- 

Powerlink in Abhängigkeit 

von der Stationszahl 

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Das EPL-Protokoll ist ein 

deterministisches 

Zugangsverfahren für Ethernet- 

Powerlink (EPL). Da Ethernet- 

Powerlink in Automatisierungs-, 

Produktions- und 

Fertigungsumgebungen 

eingesetzt wird, fallen 

zeitkritische Daten an, die mit 

definerter Vorhersagbarkeit 

übertragen werden müssen. Zu 

diesem Zweck arbeitet Ethernet- 

Powerlink mit einen abgegrenzten Realtime-Domäne, einem speziellen Netzwerk- 

Segment über das der der zeitkrische Datenverkehr abgewickelt wird. An ein solches 

Realtime-Segment können bis zu 240 Controlled Node (CN), das ist die Bezeichnung 

für die Stationen, angeschlossen werden. 

Das EPL-Protokoll ist ein zyklisches Zugangsverfahren, das sicherstellt, dass alle 

Controlled Nodes mit einer zeitlichen Verzögerung von unter einer Mikrosekunde 

zueinander synchronisiert sind. 

Beim EPL-Protokoll sendet die Managing Node einen Startzyklus (SoC) als Broadcast 

über die Realtime-Domäne und überprüft damit das Zeitverhalten. Dieser Startzyklus 

kennzeichnet den Beginn der streng deterministischen Zyklusperiode, bei dem der 

Managing Node im Unicast an alle Controlled Nodes einen Sendeaufruf sendet, die 

dann mit einer entsprechenden Response-Nachricht ihre Sendebereitschaft 

dokumentieren. Da das Poll-Response im Multicast gesendet wird, empfangen es alle 

Controlled Nodes und können ihren Sendewunsch zurückstellen. 

Die Übertragung der zeitkritischen Daten erfolgt isochron in Zeitfenstern. Jeder Station 

wird dabei ein Zeitfenster zugeordnet. Während dieser Periode können die Knoten IP- 

Telegramme, das sind die aus der Datenkommunikation bekannten Datagramme, in 

dem der Station zugeordneten Zeitfenster senden. Einzelne Zeitfenster können im

FELDBUSSE 

EPSG 

Ethernet powerlink 

standardization group 

ETG 

EtherCAT technology 

group 

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Multiplex mehreren Stationen zugeordnet werden. 

Der isochronen Übertragung folgt ein Zeitfenster für asynchrone Daten. Dies sind 

zeitunkritische Diagnose- und Messdaten. In einem Übertragungszyklus wird jeweils 

nur ein Zeitfenster für asynchrone Daten einer einzelnen Station zugeordnet. Die 

Zuordnung der Zeitfenster übernimmt die Managing Node, die die Anfragen der 

einzelnen Stationen nach Prioritäten gliedert. 

Für sicherheitskritische Anwendungen gibt es die Protokollversion EPLsafety. 

Die EPSG-Standardisierungsgruppe treibt die Standardisierung von Ethernet- 

Powerlink (EPL) voran, einer Ethernet-Echtzeitvariante, die ursprünglich von der 

österreichischen Firma B&R entwickelt wurde. Die EPSG ist in der IAONA organisiert 

und setzt aus Endanwendern, Herstellernund Forschungsinstituten der 

Automatisierungstechnik zusammen. EPSG Mitglieder sind unter anderem ABB 

Robotics, Altera, Baldor, B&R, Hirschmann, KUKA Controls, KW Software, Lenze, 

National Instruments und Tetra Pak. 

Ziel der EPSG-Aktivitäten ist die Nutzung von Fast-Ethernet nach 802.3u mit 100Base- 

TX unter Verwendung der bekannten Ethernet-Übertragungsmedien und - 

Komponenten, ein deterministisches Zugangsverfahren für die Übertragung von 

zyklischen Daten mit einer minimalen Zykluszeit von 200 Mikrosekunden, ein Jitter von 

unter 1 Mikrosekunde und die Benutzung der bekannten Transportprotokolle TCP/IP, 

UDP und HTTP. 

Das IEC hat Ethernet-Powerlink als Publicly Available Specification (PAS) akzeptiert. 

http://www.ethernet-powerlink.org 

Die EtherCAT Technology Group (ETG) ist eine Interessengemeinschaft, die sich der 

Weiterentwicklung und Implementierung von EtherCAT widmet, einer Ethernet- 

Echtzeittechnologie, die von der Firma Beckhoff entwickelt und vom IEC als Publicly 

Available Specification (PAS) publiziert wurde. Die ETG-Gruppe will die 

kostengünstige Integration von EtherCAT in Automatisierungskomponenten und deren 

Interoperabilität vorantreiben. 


FELDBUSSE 

EtherCAT 

Ethernet for control 

automation technology 

17 

Diese Echtzeittechnologie ist für die Automation, den Anlagenbau, die Produktion und 

Fertigung von besonderem Interesse und zeichnet sich durch extrem geringe Zyklusund 

Verzögerungszeiten aus. 

http://www.ethercat.org 

Das klassische Ethernet hat bedingt durch sein stochastisches Zugangsverfahren 

bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Echtzeitfähigkeit. Mit EtherCAT, einer 

Entwicklung der Firma Beckhoff, wird diese Einschränkung relativiert, da sich 

EtherCAT, ein Feldbus, durch extrem kurze und vorhersagbare Verzögerungs- und 

Zykluszeiten auszeichnet. EtherCAT ist daher als Echtzeit-Ethernet von besonderem 

Interesse für die Bereiche Automation, Produktion und Fertigung. 

Die Verkürzung der Durchlaufzeiten wird beim EtherCAT-Protokoll dadurch erreicht, 

dass die Telegramme, das sind die aus der Datenkommunikation bekannten 

Datagramme, nach dem Empfang nicht mehr interpretiert und kopiert werden, 

sondern “On-the-Fly” verarbeitet werden; also quasi im Vorbeifliegen. Dabei werden 

die UDP-Telegramme, die an eine so genannte Fieldbus Memory Management Unit 

(FMMU) adressiert sind, von dieser gelesen, während das Telegramm zur nächsten 

Station oder Steuergerät weitergeleitet wird. Auf ähnliche Weise werden 

Eingangsdaten eingefügt während das Telegramm die Station passiert. Dadurch 

liegen die Verzögerungszeiten der Datentelegramme bei wenigen Nanosekunden (ns). 

EtherCAT arbeitet im Master-Slave-Betrieb; masterseitig kommen in der EtherCAT- 

Topologie kommerziell verfügbare Netzwerkkarten (NIC) oder On-Board-Controller 

zum Einsatz. Durch die FMMUs in den Slave-Knoten und den direkten Speicherzugriff 

(DMA) über die Netzwerkkarten, ist der komplette Prozess hardware-orientiert und 

unabhängig von Laufzeiten durch Protokollstacks, von CPU-Performance oder 

Software-Implementierungen. 

So beträgt die Aktualisierungszeit von 1.000 verteilten I/Os nur 30 Mikrosekunden. 

Innerhalb eines Ethernet-Telegramms können bis zu 1.486 Byte an Prozessdaten 

übertragen werden und das in einer Datentransferzeit von 300 Mikrosekunden. 

Voraussetzung für diese kurzen Transferraten ist eine exakte Synchronisation der 


FELDBUSSE 

EtherCAT-Protokoll 

EtherCAT protocol 

EtherCAT-Topologie 

EtherCAT topology 

18 

verteilten Prozesse. Diese wird durch die genaue Ausrichtung des verteilten 

Taktsignals erreicht, wie es im Standard IEEE 1588 beschrieben ist. 

Von der Funktion her ist EtherCAT vergleichbar einem einzelnen großen Ethernet- 

Teilnehmer, der Ethernet-Datagramme, in Feldbussen auch als Telegramme 

bezeichnet, sendet und empfängt. Ein solcher Ethernet-Teilnehmer besteht aus vielen 

EtherCAT-Slaves, die die Telegramme während des Durchflusses bearbeiten indem 

sie für den jeweiligen Slave bestimmte Nutzdaten aus dem EtherCAT-Frame 

herausnehmen oder einfügen und gleichzeitig das Datagramm an die folgende Station 

weiterleiten. Die Slaves können untereinander direkt, im Multicast und im Broadcast 

kommunizieren. 

Das EtherCAT-Protokoll verwendet Ethernet-Telegramme, das sind die aus Ethernet 

bekannten Ethernet-Frames, und hängt an dieses einen zwei Byte langen EtherCAT- 

Header. Ein EtherCAT-Telegramm kann mehrere EtherCAT-Kommandos für 

verschiedene Slaves und deren direkt adressierbare Speicherbereiche enthalten. Die 

Größe des Direct Memory Access (DMA) beträgt 64 KB. 

Der EtherCAT-Datenrahmen besteht aus dem Ethernet-Frame, gefolgt von einem 2 

Byte großen EtherCAT-Frame, dem Nutzdatenbereiche mit den EtherCAT-Kommandos 

folgen. Abgeschlossen wird der EtherCAT-Datenrahmen durch ein 4 Byte langes 

Datenfeld für die zyklische Blockprüfung (CRC). 

Erfolgt die Kommunikation über das UDP-Protokoll und IP-Protokoll, dann folgt dem 

Ethernet-Header zuerst der IP-Header, dann der UDP-Header und danach der 

EtherCAT-Header. 

EtherCAT, ein Feldbus-Konzept für die Automation und Produktion, kann in 

verschiedenen Topologien realisiert werden. Prinzipiell sind alle Ethernet-Topologien 

möglich, einschließlich der Sterntopologie des Ethernet-Switching. Ebenso kann 

EtherCAT auch in Bus- und Linientopologien, wie sie von anderen Feldbussen her 

bekannt ist, aufgebaut werden. 

Als Übertragungsmedien stehen die bekannten Ethernet-Übertragungsmedien wie 


FELDBUSSE 

EtherNet/IP 

Ethernet industrial protocol 

EtherNet/IP mit den 

klassischen Netzwerk- und 

Transportschichten 

19 

TP-Kabel, Lichtwellenleiter und Plastikfasern zur Verfügung. Die Ausdehnung ist 

abhängig von der benutzten Ethernet-Konfiguration und beträgt bei 100Base-TX 100 

m zwischen den Komponenten. 

Da bei EtherCAT auch Übertragungen über sehr kurze Entfernungen erfolgen, so 

beispielsweise zwischen zwei EtherCAT-Klemmen, wurde auch eine Buskonfiguration 

für kurze Busse entwickelt: der E-Bus. Dieser bedient sich des LVDS-Protokolls und 

kann im Nahbereich bis zu 10 m eingesetzt werden. Als Übertragungsmedien 

kommen hier ebenfalls STP-Kabel der Kategorie 5 und Plastikfasern (bis 10 m) zum 

Einsatz. 

Die Größe eines solchen EtherCAT-Netzes kann bis zu 65.535 Geräte umfassen. 

EtherNet/IP 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. Mit 

EtherNet/IP können alle Ethernet-Komponenten und die bekannten Netzwerk- und 

Transportprotokolle im industriellen Umfeld eingesetzt werden. In EtherNet/IP werden 

die unteren Schichten des OSI-Referenzmodells von Ethernet mit den Übertragungs-, 


Vermittlungs-, Netzwerk- und 

Transportfunktionen 

übernommen. Das bedeutet, 

dass EtherNet/IP 

Brückenfunktionen und 

Routing unterstützt und als 

Transportprotokoll das TCP- 

Protokoll benutzt, alternativ 

das UDP-Protokoll. Letzteres 

für Echtzeitanwendungen, da 

das UDP-Protokoll wesentlich 

kompakter ist und einen 

geringeren Overhead hat, als

FELDBUSSE 

Europäischer 

Installationsbus 

EIB, European installation 

bus 

20 

das TCP-Protokoll. Während das UDP-Protokoll zur Übertragung von zeitkritsichen 

Steuerdaten benutzt wird, werden mit dem TCP-Protokoll parallel dazu die 

Informationsdaten übertragen. 

Oberhalb der Transportschicht findet die Verkapselung des Common Industrial 

Protocol (CIP) statt, das auf dem TCP/IP-Protokoll abgebildet wird. 

EtherNet/IP unterstützt Echtzeitanwendungen in der Automation, Produktion und 

Fertigung und hat den Vorteil, dass eine Durchgängigkeit vom Unternehmensnetz 

über das Internet oder andere IP-Netze bis in die Produktionsnetze gegeben ist. Mit 

solchen Netzen kann ein durchgängiger Informationsfluss innerhalb des 

Unternehmens aber auch über die Zulieferer hinaus aufgebaut werden. 

Die Standardisierung von EtherNet/IP wurde von verschiedenen Konsortien begleitet. 

So von der ODVA, die die Interessen des DeviceNet vertritt, der ControlNet 

International (CI), die die Interessen des ControlNet vertritt und der Industrial Ethernet 

Association (IEA), die industrielles Ethernet fördert. 

Die europäische Union hat mit dem europäischen Installationsbus (EIB) einen 

Standard für die Gebäudeautomation und das Gebäudemanagement festgelegt. Der 

Standard ist für Wohn- und Zweckbauten und soll die vorhandenen herstellereigenen 

Bussysteme ersetzen und einbinden. 

Der EIB-Bus ist ein Bussystem, das alle Sensoren und Aktoren in Gebäuden 

miteinander verbindet und über das die Steuersignale für diese Komponenten 

betrieben werden. Im einzelnen handelt es sich bei den Sensoren um 

Bewegungsmelder, Temperaturfühler, Brandmelder, Windstärkemesser, Lichtmesser 

usw., bei den Aktoren primär um Motore und Schalter. 

Das EIB-Konzept nutzt für die Sensor- und Steuersignale ein separates UTP-Kabel 

der Kategorie 5 und ein spezielles Protokoll. Die Steuerspannung für die Sensoren 

und Aktoren läuft über das UTP-Kabel. Lassen die bautechnischen Voraussetzungen 

eine separate Verkabelung nicht mehr zu, bieten sich als Alternativen Powerline an, 

sowie eine Funk- oder Infrarot-Verbindung. 

Die Struktur der EIB-Verkabelung kann in Bus-, Stern-, Linien- oder Baumtopologie 


FELDBUSSE 

Feldbus 

fieldbus 

21 

erfolgen. Die einzelnen Linien werden über Linienkoppler, die sich in den 

Verteilerkästen befinden, mit einander verbunden. An einer Linie sind Sensoren und 

Aktoren gleichermaßen angeschlossen, die über das IP-Protokoll mit so genannten 

Telegrammen, das sind die von der Datenkommunikation her bekannten Datagramme, 

versorgt werden. Die Telegramme enthalten eine Nutzdateninformation von 8 Bit. 

Insgesamt kann eine solche Konstellation aus 15 Bereichen und 15 Linien mit jeweils 

256 Stationen bestehen. Dementsprechend benutzen die Stationen für die 

Adressierung Dotted Decimal Notation Bereich.Linie.Station, Beispiel: 12.4.122. 

Bereich 12, Linie 4, Station 122. 

Die Datenrate beträgt bei der Übertragung üerb UTP-Kabel 9,6 kbit/s. Die Öffnung 

nach Außen erfolgt über das IP-Protokoll, damit das Gebäude- und Facility- 

Management auch von ausgelagerten Standorten aus über Festnetze und 

Mobilfunknetze erfolgen kann. Alle Diagnosevorgänge und Fehlermeldungen können 

von dann von einer Zentrale aus dezentral gesteuert werden. Diese zentrale Leitstelle 

nimmt alle Störmeldungen, Warnhinweise und Alarme entgegen und kann darauf 

entsprechend reagieren. 

Der Feldbus ist der Oberbegriff für verschiedene physikalisch ausgeprägte 

Bussysteme für die Automatisierung, Fertigungstechnik, Gebäudeautomation und die 

Automotive-Technik. Es handelt sich um leitungsgebundene serielle Bussysteme mit 

denen Feldgeräte, das sind Sensoren und Aktoren, wie Antriebe, Schalter, Motore und 

Lampen mit den Steuerungsgeräten und Leitrechnern verbunden werden und über 

die der schnelle Datenaustausch zwischen den Komponenten erfolgt. Von der 

Organisation her arbeiten Feldbusse meistens im Master-Slave-Betrieb, bei dem die 

Masterstation die Steuerung der Prozesse und Protokolle und die Slave-Stationen die 

Abarbeitung der Teilaufgaben übernimmt. 

Da die Steuerung der Aktoren mit einer vorhersagbaren Verzögerungszeit muss, 

benutzen Feldbusse deterministische Zugangsverfahren, wie TDMA oder andere. Dies 

unterscheidet sie ganz wesentlich von dem stochastischen Zugangsverfahren, das in 

Ethernet eingesetzt wird und verdeutlicht die Probleme bei der Migration zwischen 


FELDBUSSE 

Aufbau eines 

Feldbusses 

Feldbusse und WLANs in der 

Automotive-Technik 

22 


den nicht-deterministischen 

IP-Netzen und 

den deterministischen 

Feldbussen beim 

Übergang in das 

industrielle Ethernet. 

Feldbusse unterscheiden 

sich hinsichtlich ihrer 

Topologie, ihrer 

Übertragungsmedien und 

haben je nach 

Ausführung 

unterschiedliche 

Übertragungsprotokolle. Man unterscheidet dabei zwischen den nachrichtenorientierten 

Verfahren und dem Summenrahmenverfahren. Eines der bekannteren in 

der Automation auf Feldbussen eingesetzten Protokolle ist das MAP-Protokoll. 

Feldbusse unterliegen 

diversen nationalen und 

internationalen 

Standards und 

adaptieren die 

Schichtenstruktur des 

OSI-Referenzmodells. 

Einen gemeinsamen 

Standard für Feldbusse 

gibt es nicht, es handelt 

sich in aller Regel um 

proprietäre Systeme, die 

durch Interessengruppen 

weiterentwickelt und

FELDBUSSE 

Feldebene 

FlexRay 

23 

gefördert werden. 

Von der Topologie können sie aufgebaut sein wie Netzwerke, nämlich in 

Ringtopologie, Baumtopologie, Bustopologie oder Sterntopologie. 

Feldbusse sind für ihr Einsatzgebiet optimiert, so dass es diverse Versionen für den 

Anlagenbau und die Automation gibt, ebenso wie für den Maschinenbau, die 

Automotive-Technik, die Prozess- und die Gebäudeautomation. 

Bekannte Feldbusse sind der Interbus, Profibus, Bitbus, I2C-Bus, Modbus, LIN-Bus, 

MOST-Bus, TTP/A-Bus, TTP-C-Bus, Bacnet, Batibus und der CAN-Bus. 

Neben den genannten haben sich Feldbusse auf Ethernet-Basis etabliert: EtherNet/IP, 

EtherCAT, Ethernet-Powerlink, DeviceNet, ControlNet und Sercos-Interface. 

Feldbusse sind für verschiedene Anwendungen entwickelt, die sich in den 

Prozessebenen widerspiegeln. Man unterscheidet dabei die Feld-, Prozess- und 

Leitebene, die unterschiedliche Anforderungen an die Informationsübertragung 

stellen. 

Die Feldebene ist die unterste Ebene dieser Ebenenhierarchie. Auf dieser Ebene wird 

die Steuerung der Prozesse direkt durch die Sensoren und Aktoren ausgeführt. Die 

Daten der Sensoren werden ausgelesen und unmittelbar für die Steuerung der 

Aktoren verarbeitet. Neben den reinen Sensordaten werden auf der Feldebene auch 

Analyse- und Alarmdaten übermittelt. Der Datenaustausch erfolgt in der Regel nicht 

direkt zwischen den Feldgeräten, sondern ebenenübergreifend mit den Steuergeräten 

der Aktoren. 

Typische Feldbusse für die Feldebene sind das AS-Interface, der Profibus, CAN-Bus, 

LIN-Bus, TTP/A-Bus, LON-Bus und der europäische Installationsbus (EIB). 

FlexRay ist ein zeitgesteuerter Feldbus, der in der Automotive-Technik die 

Anforderungen an sicherheitskritische Systeme wie Lenkung und Bremssystem erfüllt. 

Der FlexRay-Bus ist ein herstellerübergreifender, offener Standard, der sich durch 

eine hohe Datenrate, durch Fehlertoleranz, garantierte Latenzzeiten und die 

Vorhersagbarkeit des Übertragungszyklus auszeichnet. 


FELDBUSSE 

Aufbau eines 

FlexRay-Knotens 

FlexRay-Konzept mit zwei 

getrennten Kanälen 

24 


Diese Vorhersagbarkeit kann nur mit 

zeitgesteuerten Zugangsverfahren erreicht 

werden. Aus diesem Grund arbeitet FlexRay 

mit dem deterministischen 

Zugangsverfahren TDMA, bei dem den 

einzelnen Stationen Zeitschlitze für die 

Übertragung zur Verfügung gestellt werden, 

und einem stochastischen 

Zugangsverfahren mit dynamischer 

Zuordnung der Zeitschlitze zur besseren 

Ausnutzung der Bandbreite. Beide Verfahren 

arbeiten nacheinander und auf zwei 

vollkommen getrennten Kanälen. Zuerst 

erfolgt die statische Zuordnung der 

Zeitschlitze, anschließend die dynamische, die nur dann aktiv wird, wenn innerhalb 

eines Minislots ein Zugriff erfolgt. Die Übertragung kann synchron oder asynchron 

sein. 

Da FlexRay in 

Sicherheitssystemen 

eingesetzt wird, können über 

die beiden unabhängigen 

Kanäle redundante Daten 

übertragen werden, aber 

ebenso unterschiedliche 

Daten. So kann 

beispielsweise ein Zeitschlitz 

in beiden Kanälen mit den 

gleichen Daten, der folgende 

mit unterschiedlichen Daten 

belegt werden.

FELDBUSSE 

IDA 

interface for distributed 

automation 

Industrielles Ethernet 

industrial Ethernet 

25 

Die Datenrate des FlexRay-Bus beträgt 10 Mbit/s, kann aber auf 5 Mbit/s und 2,5 Mbit/ 

s reduziert werden. 

Ein FlexRay-Knoten besteht aus dem Prozessor und Controller, dem Bus-Guardian 

(BG) und Bus-Driver (BD). Der Bus-Guardian übernimmt die Sendesteuerung und 

bietet dem Controller den Zeitslot in dem die Daten eingeblendet werden. Der Bus- 

Driver entspricht funktional dem Transceiver und sorgt für den Medienzugang. 

FlexRay wird vom FlexRay-Konsortium, dem die Unternehmen BMW, DaimlerChrysler, 

Ford, General Motors, Volkswagen, Bosch u.a. angehören, weiterentwickelt und 

gefördert. 

http://www.flexray.com 

IDA 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. 

Zu den Mitgliedern dieser Interessengruppe gehören u.a. die Jetter AG, Lenze, 

Phoenix Contact, Real Time Innovations, Sick und Turck. 

http://www.ida-group.org 

Beim industriellen Ethernet werden die Feldbus-Protokolle durch Tunneling oder 

Encapsulation über Ethernet übertragen. Die Vorteile liegen in der Durchgängigkeit 

der Kommunikationssysteme vom Feldbus über die Unternehmensnetze und das 

Internet in die IP-Welt, in der einfachen Portierbarkeit und der direkten Übernahme der 

Anwendungsschicht des Feldbus. 

Nachteilig wirken sich der Fortfall der Echtzeitfähigkeit durch das nichtdeterministische 

Ethernet aus, der große Overhead bei Benutzung des TCP- 

Protokolls und die prinzipielle Beibehaltung eines proprietären Systems. 

Die Entwicklungen hin zum Echtzeit-Ethernet werden sowohl in Europa unterstützt, zu 

nennen sind EtherCAT und Ethernet-Powerlink, aber ebenso in den USA wo einige 

Vereinigungen wie die ODVA, der ControlNet International (CI) und der Industrial 


FELDBUSSE 

Unternehmens-Netzstruktur 

mit industriellem Netz 

Interbus 

Interbus 

26 


Ethernet Association (IEA) diese 

Lösungen favorisieren. 

Sehr weit fortgeschritten sind 

die Arbeiten an EtherNet/IP, das 

direkt auf den unteren 

Schichten von Ethernet aufsetzt 

und alle bekannten Ethernet- 

Komponenten einbezieht. Das 

für die industriellen 

Anwendungen entscheidende 

Protokoll ist das CIP-Protokoll, 

das den zyklischen und 

zeitkritischen Datenverkehr der 

Automatisierungstechnik 

unterstützt. 

CIP-Netzwerke sind 

untereinander interoperabel, so dass beispielsweise ein DeviceNet mit einem 

EtherNet/IP arbeiten können. 

Ein Problem für industrielles Ethernet sind die Stecker. Da Ethernet für nichtindustrielle 

Anwendungen entwickelt wurde und der RJ-45-Stecker die dominante 

Rolle spielt, stellt sich die Frage inwieweit sich dieser Stecker für den rauen 

Industriebetrieb und den Einsatz in der Automotive-Technik eignet. Für diesen Einsatz 

kommt aber auch der M-Stecker als Alternative in Betracht. 

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. Der Interbus bildet die ideale Fortsetzung von Ethernet in der 

Automatisierung. Das beinhaltet auch die Protokollstruktur und die Integration des

FELDBUSSE 

IP67 

IP67 Push-Pull-Interface 

27 

TCP/IP-Protokolls und damit die Durchgängigkeit der Kommunikation von den 

Sensoren und Aktoren über das Internet. 

Der Interbus arbeitet mit Übertragungsraten von 125 kbit/s, 500 kbit/s und 2 Mbit/s, 

wobei bis zu 254 Teilnehmer als so genannte Fernbusteilnehmer angeschlossen 

werden können. Der Medienzugang erfolgt als Timeslot, die Übertragung mittels 

nachrichtentechnischen Verfahren mit Dienstelementen oder mit dem 

Summenrahmenverfahren. 

Der Interbus zeichnet sich aus durch eine kurze, konstante Zykluszeit und eine hohe 

Übertragungssicherheit. 

Der Interbus ist in Teilsysteme gegliedert, so in den Fernbus, den Installationsfernbus 

und den Lokalbus. Von der Topologie her handelt es sich um eine Ringtopologie, die 

durch Verteiler zu einer Baumtopologie mutiert. Der Fernbus dient dem Anschluss von 

Teilnehmern, die räumlich weit auseinander liegen, der Installationsfernbus ist für 

Teilnehmer die auch über den Interbus auch die Versorgungsspannung von +24 V 

erhalten und der Lokalbus für eng nebeneinander liegende Teilnehmer. 

Als Übertragungsmedium kann der Interbus STP-Kabel, Lichtwellenleiter oder Infrarot- 

Verbindungen verwenden. Bei STP-Kabeln kann der Abstand zwischen zwei 

Teilnehmern ohne Repeater bis zu 400 m betragen. Mit einer PCF-Plastikfaser mit 

einer Wellenlänge von 660 nm können maximal 70 m, mit einer HCS-Plastikfaser bis 

zu 300 m und mit Lichtwellenleitern bis zu 3.000 m überbrückt werden. 

Die Zykluszeit ist abhängig von der Anzahl der Teilnehmer, da beim 

Summenrahmenverfahren die Nutzdaten aller Teilnehmer hintereinander durch den 

Ring geschoben werden. Bei 512 Teilnehmern und einer Datenübertragungsrate von 

500 kbit/s beträgt die Zykluszeit 1,8 ms, bei 2.000 Teilnehmern 4,2 ms. 

http://www.interbusclub.com 

IP67 ist ein Standard von ISO/IEC der Ethernet den industriellen Einsatz eröffnen soll. 

IP67 standardisiert die mechanischen Beanspruchungen, denen Ethernet in 

industriellen Umgebungen ausgesetzt ist. Dazu gehören die Kabelstecker und 

Wanddosen mit ihren Gehäusen, die speziellen Schutzklassen entsprechen müssen 


FELDBUSSE 

J1708-Bus 

J1850-Bus 

J1939-Bus 

LDF 

LIN description file 

28 

um auch Spannungsspitzen, die durch die Schaltung von Produktionsanlagen 

auftreten, beherrschen zu können. 

Der J1708-Bus ist ein von der Society of Automotive Engineers (SAE) standardisierter 

Feldbus für Schwerlasttransporter. Physikalisch entspricht er im Wesentlichen dem 

RS-485, mit dem Unterschied der Kollisionserkennung (CD) und dem Multiple Access. 

Die J1708-Knoten benutzen ein Prioritätensystem mit dem der kollisionsfreie Zugang 

auf den J1708-Bus geregelt wird. Jeder J1708-Station wird dabei eine eigene Priorität 

zugeordnet und zwar abhängig von der Anwendung. 


Feldbus für Schwerlasttransporter, der vorwiegend in Nordamerika eingesetzt, aber 

durch den CAN-Bus abgelöst wurde. 

Es handelt sich um eine preiswerte, offene Architektur in Bustopologie ohne 

Masterstation. Der J1850-Standard unterstützt zwei unterschiedliche Verfahren: 

Pulsweitenmodulation (PWM) mit einer Datenrate von 41,6 kbit/s und Variable Pulse 

Width (VPW) mit 10,4 kbit/s. Er definiert das Arbitration und den Datenrahmen von 

J1850, ebenso wie die Zeichensätze, die Bitübertragungsschicht und das 

Antwortzeitverhalten. 


Feldbus für Schwerlasttransporter. J1939 basiert auf dem physikalischen Layer des 

CAN-Bus. 

Das LIN Description File (LDF) beschreibt alle Signale, Datenpakete und deren 

zeitliche Abfolge auf einem LIN-Bus. Sind mehrere verschiedene LIN-Slaves an einen 

LIN-Bus angeschlossen, dann werden alle Signale und Frames in der LIN Description 

File beschrieben. Im Identifier-Feld des LIN-Datenrahmens kann die jeweilige Station 

erkennen, ob der Frame für ihn bestimmt ist. 


FELDBUSSE 

Leitebene 

LIN-Bus 

LIN, local interconnect 

network 

LIN-Bus als Subbus des 

CAN-Busses 

29 

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. 

Der LIN-Bus ist ein preiswertes, flexibles Sensor-Aktor-Netzwerk, das in der 

Automotive-Technik Sensoren und Aktoren und deren Steuergeräte auf der Feldebene 

miteinander vernetzt und als Subbus mit einem leistungsfähigeren Feldbus, wie dem 

CAN-Bus, verbunden ist. Der LIN-Bus ersetzt die aufwendige Verdrahtung von 

Sensoren und Aktoren mit einem CAN-Steuergerät. Dadurch kann die I/O- 

Funktionalität des CAN-Steuergerätes auf die LIN-Slaves verteilt werden. Er erfüllt die 

Spezifikationen der SAE-Klasse “A”. Das LIN-Protokoll wurde erstmals im Jahre 2000 

auf einem amerikanischen Kongress vorgestellt. 

Wie die meisten Feldbusse arbeitet der LIN-Bus im Master-Slave-Betrieb und 


überträgt die Daten über ein einadriges 

Kabel, an das alle LIN-Komponenten - LIN- 

Master und LIN-Slaves - angeschlossen 

sind. Die Kabellänge, die Kapazität des 

Kabels und der Übertragungspegel sind 

definiert. 

Da alle angeschlossenen LIN-Stationen 

gleichberechtigt sind, steuert der LIN- 

Master die Zugangsberechtigung der 

einzelnen LIN-Slaves auf das 

Übertragungsmedium. Beim 

Zugangsverfahren wird nacheinander 

jedem einzelnen LIN-Slave ein Zeitslot für

FELDBUSSE 


LIN frame 


30 

die Übertragung zur Verfügung gestellt. Dadurch ist die Latenzzeit vorhersagbar. 

Der LIN-Bus arbeitet ebenso wie das CAN-Protokoll mit einem speziellen Nachrichten- 

Identifier. Dieses Identifier-Feld enthält die wichtigsten Informationen der Steuergeräte 

und tritt auch anstelle der Quell- und Zieladressen, die es im LIN-Datenrahmen 

ebenso wenig gibt wie beispielsweise im CAN-Datenrahmen. Die Kommunikation ist 

Multicast oder Broadcast, wobei jedes LIN-Steuergerät die Informationen über die LIN 

Description File (LDF) erhält. Die Datenraten des LIN-Bus sind sehr moderat und 

betragen 9,6 kbit/s und 19,2 kbit/s, sowie 10,4 kbit/s; der Signalpegel auf dem 

Eindrahtbus liegt bei 12 V. Ein typischer LIN-Bus hat 16 LIN-Stationen, wobei die LIN- 

Master den LIN-Bus steuern und mit den LIN-Slaves kommunizieren. Die LIN-Slaves 

sind Mikrocontroller für die Ansteuerung von Sensoren und Aktoren, wie 

beispielsweise einem Fensterheber oder Wischermotor. 

Damit der LIN-Bus möglichst preiswert wurde, hat man die Slaves ohne umfangreiche 

Funktionseinrichtungen ausgestattet und werden über den Bus synchronisiert. 

http://www.lin-subbus.org 

Der Datenrahmen des LIN-Busses ist relativ einfach aufgebaut und besteht aus dem 

LIN-Header mit dem Synchronisationsmechanismus, Identifier-Feld, Datenfeld und der 

Prüfsumme. 

Die ersten Datenfelder des LIN-Headers dienen der Synchronisation der LIN-Slaves. 


Zu diesem Zweck wird als Start of 

Frame ein 13 Bit langer 0-Pegel 

gesendet, der den Slaves den 

Beginn eines neuen 

Datenrahmens anzeigt. Diesem 

folgt das Sync-Feld mit fünf 1-0- 

Folgen, von denen die Slaves die 

negative Signalflanke für die 

Taktsynchronisation benutzen. 

Da das LIN-Protokoll ohne Quell-

FELDBUSSE 

Linientopologie 

line topology 

LON-Bus 

LON, local operating 

network 

31 

und Zieladressen arbeitet, werden die Kennungsinformationen der einzelnen 

Steuergeräte im Identifier-Feld übertragen. Das auch als Message-Identifier 

bezeichnete Datenfeld besteht aus 6 Identifier-Bits und 2 Paritätsbits und somit 

wesentlich kleiner als das des CAN-Bus. Dem Identifier-Feld folgt das Datenfeld, das 

aus 1 Byte bis 8 Byte bestehen kann. Das Datenfeld beginnt mit dem geringstwertigen 

Bit (LSB). Das Prüfsummenfeld schließt den LIN-Datenrahmen ab. Als Prüfsumme 

wird die Modulo-256-Summe über alle Datenbytes gebildet. 

Neben den aus der Netzwerktechnik bekannten Topologien Ring und Baum, gibt es 

bei Feldbussen noch die Linientopologie. Diese Struktur unterscheidet sich von der 

Ringtopologie, die in Feldbussen immer einem Doppelring entspricht, als Einfachring, 

bei der eine Kabelverbindung gespart wird, die aber im Fehlerfall keine Redundanz 

hat. 

Die Linientopologie kann über die Implementierung von Switches aufgebaut werden. 

Sie wird vorwiegend in großen Fertigungseinrichtungen und zur Verbindung von 

Fertigungszellen eingesetzt. 

Das Local Operating Network (LON) 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. Die Topologie ist frei, es können gleichermaßen Bus-, Sternund 

Linienstrukturen miteinander verbunden werden. Die Datenrate ist abhängig vom 

Übertragungsmedium und liegt zwischen 10 kbit/s für Stromkabel bis hin zu 1,2 Mbit/s. 

Ein Netzsegment kann bis zu 64 Netzknoten enthalten. Für größere LON- 

Netzkonfigurationen können einzelne Netzsegmente über Repeater oder Router 

miteinander verbunden werden. 

Da Feldbusse eine voraussagbare Verzögerungszeit haben müssen, wird beim LON- 


FELDBUSSE 

Modbus 

MOST-Bus 

MOST, media oriented 

system transport 

32 

Feldbus eine deterministische Variante von CSMA benutzt, allerdings nicht CSMA/CD, 

dem stochastischen Zugangsverfahren von Ethernet. 

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. 

Beim Modbus-Protokoll handelt sich um ein von Gould-Modicon 1979 entwickeltes 

Automatisierungs-Protokoll, das als industrieller De-facto-Standard bezeichnet werden 

kann. 

Das Modbus-Protokoll definiert den Nachrichtentyp, den die Masterstation benutzt und 

der unabhängig von den Netzwerken ist, über die die Modbus-Controller 

untereinander kommunizieren. Es beschreibt wie ein Modbus-Controller über eine 

Anfrage Zugang zu einem anderen Controller aufnimmt, wie dieser die Anfrage 

beantwortet und wie Fehler erkannt und dokumentiert werden. Das Modbus-Protokoll 

arbeitet auf Anfrage-Antwort-Basis und bietet verschiedene Dienste, die durch 

Funktions-Codes spezifiziert werden. Während der Kommunikation bestimmt das 

Modbus-Protokoll wie jeder Controller die Geräte-Adresse erfährt und Nachrichten 

erkennt, die für ihn bestimmt sind. Außerdem bestimmt es die auszulösenden 

Aktionen und welche Informationen der Modbus-Controller aus dem Nachrichtenfluss 

entnehmen kann. Wenn eine Antwort erfoderlich ist, dann wird diese im Controller 

aufgebaut und mit dem Modbus-Protokoll zu der entsprechenden Station gesendet. 

Da das Modbus-Protokoll auch in anderen Frames verkapselt werden kann, hat sich 

der Modbus auch das industrielle Ethernet erschlossen und hat im TCP/IP- 

Protokollstack die reservierte Portnummer 502. 

http://www.modbus.org 

Der Most-Bus ist ein Feldbus, der in der Automotive-Technik für das Infotainment 

eingesetzt wird. Der ursprünglich für die Übertragung von Audio und für 

Kontrollsignale von CD-Playern und Radios konzipierte Most-Bus, kann wegen seiner 


FELDBUSSE 

MOST-Bus mit analogen und 

digitalen Empfangs- und 

Eingabegeräten 

33 


großen Bandbreite auch 

für Video und Digital-TV 

eingesetzt werden. 

Für die Übertragung 

stehen drei 

standardisierte 

Datenübertragungsraten 

von 25 Mbit/s, 50 Mbit/s 

und 150 Mbit/s (MOST 

2) zur Verfügung, die 

mittels Skalierung resp. 

Budgetierung für die 

verschiedenen Anwendungen aufgeteilt werden können. So könnten sich 

beispielsweise mehrere Audio-, Rundfunk-, Video- und Kamerasignale die 

Bandbreiten teilen, wobei der Bandbreitenbedarf wesentlich von der 

Videokompression und der Bildschirmauflösung abhängen. 

Der Most-Bus benutzt für die Übertragung eine Plastikfaser und reduziert dadurch die 

früheren umfangreichen Verkabelungen für die einzelnen Dienste und deren 

Kontrollsignale. Er kann in Ring- oder Sterntopologie mit bis zu 64 Stationen und 

einem Timing-Master aufgebaut werden, die sich die Datenrate teilen. Aus 

Sicherheitsgründen kommen Doppelringe zum Einsatz, die auch im Fehlerfall eine 

Redundanz bieten. Die störungsfreie Datenübertragung erfolgt mit dem MOST- 

Übertragungsprotokoll. 

Der Most-Bus ist dem OSI-Referenzmodell konform aufgebaut und deckt alle sieben 

Schichten ab, von der physikalischen Schicht bis hin zur Anwendungsschicht. An 

Diensten bietet das Most-Protokoll in der Sicherungsschicht die “Low Level System 

Services”, in den darüber liegenden Netzwerk-, Transport- und 

Kommunikationssteuerungsschichten die “Basic Layer System Services” und in der 

Präsentationsschicht die Application Sockets. 

Um die Sicherheit der übertragenen Daten zu gewährleisten, können diese per DCTP

FELDBUSSE 

MOST- 

Übertragungsprotokoll 

MOST transmission 

protocol 

ODVA 

open DeviceNet vendor 

association 

34 

verschlüsselt werden. Bevor zwei oder mehr Geräte Daten über eine gesicherte 

Verbindung Daten austauschen, findet ein Authentication and Key Exchange (AKE) 

statt. 

http://www.mostnet.org 

Der MOST-Bus unterstützt das Infotainment in Kraftfahrzeugen. Damit die 

unterschiedlichen Ein- und Ausgabegeräte des MOST-Busses miteinander 

störungsfrei kommunizieren können, wird die Kommunikation über das MOST- 

Übertragungsprotokoll gesteuert. 

Das MOST-Übertragungsprotokoll besteht aus Blöcken, die sich aus Frames 

zusammensetzen. Alle Frames enthalten Daten für die Paketierung, das Streaming 

und die Steuerung. Die Streaming-Daten werden vom Timing-Master auf den MOST- 

Takt synchronisiert und laufen ständig über den MOST-Bus. Die Übertragung von 

asynchronen Daten, beispielsweise einer E-Mail, wird von den Paketierungs-Daten 

unterstützt. Beide, die synchrone und die asynchrone Übertragung teilen sich die zur 

Verfügung stehende Bandbreite, die innerhalb eines Frames variabel zugeordnet 

werden kann. 

Die Steuerungsdaten enthalten die Stream-Information, wie das Dateiformat, sowie die 

Position der Daten im Frame. Sie können über mehrere Frames verteilt sein. 

ODVA 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 Feldbus, 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. 

Jeder Anwender kann die DeviceNet-Technologie benutzen, sich aber auch an der 

Weiterentwicklung in Special Interest Groups (SIG) beteiligen. 

Darüber hinaus ist die ODVA in anderen Standardisierungsgremien und 

Industriekonsortien aktiv. http://www.odva.org 


FELDBUSSE 

PROFIBUS 

process field bus 

35 

Der Profibus ist ein standardisierter Feldbus für die Automation und Fertigungstechnik. 

Er ist herstellerunabhängig, hat ein offenes Konzept, ist international standardisiert in 

EN 50170, EN 50254, IEC 61158 und DIN 19245 und hat eine hierarchische Struktur 

mit den Ebenen: Sensoren/Aktoren, Feldebene und Prozessebene. 

Auf der Feldebene werden die digitalen Signale der Sensoren und Aktoren über das 

AS-Interface übertragen. Über dieses Sensor-Aktor-Netzwerk in Bustechnologie 

werden die Versorgungsspannung von 24 V für die Endkomponenten und die 

Datensignale über ein gemeinsames Übertragungsmedium übertragen. 

Auf der Feldebene befinden sich die verteilten peripheren Einheiten, wie die I/O- 

Module, Mess-Transduktoren, die Steuereinheiten für Ventile und Motore sowie die 

Bedienerkonsolen der Administratoren. Die Prozessdaten werden zyklisch übertragen, 

während Alarmsignale, Parameter und Diagnosedaten auch antizyklisch übertragen 

werden können. 

Auf der Zellenebene befinden sich die programmierbaren Controller, die untereinander 

kommunizieren. Auf dieser Funktionsebene müssen große Datenpakete mit 

leistungsfähigen Kommunikationsfunktionen übertragen werden. Darüber hinaus 

sollten die Profibus-Systeme in die Kommunikations-Infrastruktur des Unternehmens, 

in Internet und Intranet, integriert werden und dabei die gängigen Netzwerk- und 

Transportprotokolle benutzen. Daher setzt Profibus auf Ethernet als 

Übertragungsverfahren in der Automatisierung. 

Das Profibus-Konzept arbeitet im Master-Slave-Betrieb mit dem Zugangsverfahren 

Token Passing, bei dem die Slaves nur auf Anforderung der Master auf den Profibus 

zugreifen dürfen. Es gibt mehrere Masters, die die Zugangsberechtigung 

untereinander austauschen. Wie im Token Ring hat jeder Master eine 

Vorgängerstation und eine Folgestation und erhält das Token nach einer fest 

vorgegebenen Laufzeit. Die Übertragungsraten liegen zwischen 9,6 kbit/s und 500 

kbit/s, die Teilnehmerzahl ist unbegrenzt und die Frame-Länge 246 Byte. 

Den Profibus, der vernetzt zum Profinet führt, gibt es in mehreren Varianten: Profibus- 

FMS, Profibus-DP und Profibus-PA. 

Die Profibus-Aktiivtäten werden von der Profibus-Nutzerorganisation (PNO), der 


FELDBUSSE 

Profibus-DP 

Profibus for decentralized 

peripherals 

Profibus-FMS 

Profibus fieldbus message 

specification 

Profibus-PA 

Profibus process 

automation 

Profinet 

36 

größten Feldbus-Organisation, begleitet. 

http://www.profibus.com 

Der Profbus-DP dient der Kommunikation von dezentralisierten Peripheriegeräten mit 

den Steuerungs- und Automatisierungssystemen. Die Spezifikationen für diesen 

offenen Feldbus umfassen den Abrufbetrieb des Master-Slave-Systems mit zyklischer 

Übertragung, das Round-Robin-Verfahren für sich ändernde Masterstationen sowie 

die verbindungslose und verbindungsorientierte Kommunikation zwischen den Masterund 

Slave-Stationen. Darüber hinaus sehen die Spezifikationen optional u.a. den 

Datenaustausch mit Broadcastsignalen für die Slave-to-Slave-Kommunikation vor, die 

isochrone Übertragung der Slaves, die Synchronisation des Taktsignals und 

Redundanzen. 

Der Profibus steht in der DP-Version für die RS-485-Schnittstelle und ist standardisiert 

unter IEC 61158 und 61784. 

Mit Profibus-FMS bietet Profibus eine Variante für universelle 

Kommunikationsaufgaben, die auf dem früheren MAP-Protokoll und den 

Manufacturing Message Specifications (MMS) basieren. Die FMS-Variante unterstützt 

zyklischen und antizyklischen Datenverkehr. Allerdings verliert die bereits 1990 

standardisierte Variante gegen Profibus-DP an Bedeutung. 

Profibus-AP ist eine anwendungsorientierte Variante des Profibus. Das 

Anwendungsprofil basiert auf dem Profibus-DP und ist unabhängig vom 

physikalischen Profil. Profibus-PA überträgt die Daten mit Fehlerkorrekturverfahren 

erfüllt die Anforderungen an eine unterbrechungsfreie Produktion. 

Profinet ist die netzwerktechnische Umsetzung des Profibus zu einem durchgängigen 

Kommunikationssystem. Profinet ist ein universeller von der Profibus- 

Nutzerorganisation (PNO) erarbeitetes Konzept für die homogene Integration des 

Profibus in die IT-Welt. Auf einem Profinet können konsistente Automatisierungs- 


FELDBUSSE 

Profinet-Infrastruktur 

zwischen vorhandener 

Ethernet-Struktur und 

Produktionsbereich 

37 


lösungen 

implementiert 

werden. Dabei 

unterstützt das 

offene Profinet die 

Integration anderer 

Feldbuskonzepte, 

da es auf bewährte 

Standards setzt. 

Ebenso können an 

Profinet verteilte 

Feldgeräten und 

zeitkritische 

Anwendungen, 

Component Based 

Automation (CBA), 

die für die 

Integration der vertikal und horizontal angesiedelten Sensoren, Feldgeräte, 

Steuerungseinrichtungen, Anlagenmodule und programmierbaren Computer sorgt, 

eingebunden werden. 

Die Profibus-Nutzerorganisation definiert Profinet als ein herstellerübergreifendes 

Kommunikations-, Automatisierungs- und Engineeringmodell, das für die 

Kommunikation das TCP/IP-Protokoll benutzt, im Automatisierungsmodell mit 

Common Object Model (COM) und DCOM arbeitet und das Objekthandling im 

Entwicklungsbereich durch ActiveX und XML unterstützt. 

Vom Ansatz her ist es ein Tunneling, bei dem das Ethernet die oberen 

Kommunikationsschichten unterstützt und nicht in die Anwendung eingreift. 

Das Profinet arbeitet mit Ethernet-Switching und benutzt für die Verkabelung den aus 

der Bürokommunikation her bekannten Verkabelungsstandard ISO/IEC 11801, der 

allerdings um spezifische Belange der Produktionsumgebungen erweitert wurde.

FELDBUSSE 

Proway 

Prozessdatenbus 

process dataway 

RS-485 

RS-485 

38 

Profinet definiert mit dem Real Time (RT) und Isochronous Real Time (IRT) zwei 

Echtzeitklassen. In der RT-Klasse werden von der Anwendung Verzögerungen in 

bestimmten Grenzen toleriert, ohne dass der Prozess beeinträchtigt wird. Das 

isochrone Real-Time unterstützt taktsynchrone Anwendungen, und stellt hohe 

Anforderungen an das Zeitverhalten. Solche Anwendungen können nicht mit dem 

stochastisch arbeitendem Ethernet realisiert werden, sondern benötigen ein 

deterministisches Zugangsverfahren. 

Proway ist der Sammelbegriff für mehrere serielle Bussysteme für die Automatisierung 

der industriellen Steuerung und der Prozessdatenverarbeitung (PDV). Eine deutsche 

Entwicklung dazu heißt daher auch PDV-Bus (DIN 19241). 

RS-485 (ISO 8482) ist eine Industriebus-Schnittstelle, vergleichbar RS-422. An dieses 

Bussystem können bis zu 32 Sende- und Empfangsgeräte im Gegentakt 

angeschlossen werden. Um diese Zahl erreichen zu können, muss die 

Eingangsimpedanz der anschließbaren Geräte mindestens 12 kOhm betragen. Die 

Impedanz dieser 2-Draht-Schnittstelle ist 120 Ohm. Bei der 2-Draht-Version werden 

die Signale ternär mit drei Pegeln übertragen, bei einer zweiten Version mit zwei TP- 

Kabeln erfolgt die Signalübertragung binär. RS-485 arbeitet in Halbduplex, wobei 

jeder angeschlossene Teilnehmer mit jedem anderen kommunizieren kann. 

Definiert ist die RS-485-Schnittstelle für eine Länge von 500 m, sie kann aber mit 

symmetrischen Leitungstreibern bis auf 1,2 km erhöht werden. Die 

Übertragungsgeschwindigkeit ist stark abhängig von der Leitungslänge des 

symmetrischen Kabels, das an beiden Enden mit der Leitungsimpedanz 

abgeschlossen sein muss. Bei kurzen Kabellängen von 10 m werden Datenraten von 

10 Mbit/s erreicht, bei Kabellängen von über 1 km liegen diese bei 100 kbit/s. 

Bei der großen Länge der RS-485-Schnittstelle sind Potentialdifferenzen zwischen 

zwei weit voneinander entfernt angeschlossenen Geräten wegen des 

unterschiedlichen Massepotentials nicht ausgeschlossen. Solche Probleme können 

durch Optokoppler behoben werden. 


FELDBUSSE 

SAE J1939 

SAE-Klasse 

SAE class 

SAE-Klassen und die 

entsprechenden Feldbusse 

39 

Im Protokollstack des SAE-J1939-Protokolls sind im Gegensatz zu den Protokollstacks 

anderer Feldbusse die Netzwerkschicht und die Transportschicht funktional 

berücksichtigt. Das bedeutet, dass SAE-J1939 Brücken- und Routingfunktionen 

besitzt und die SAE-J-Knoten über eigene Adressen verfügen. 

Möglich wurde dies durch das Extended-Format des Identifiers im CAN-Datenrahmen, 

das in diesem Format 29 Bits umfasst. 8 Bit des Identifier-Felds werden als Adressbits 

für die Quell- und Zieladressen der SAE-J-Knoten benutzt. Damit kann J1939 

insgesamt 254 logische Knoten und 30 physikalische Steuergeräte pro Segment 

unterstützen. Die Informationen werden als Signale beschrieben und in 

Parametergruppen zusammengefasst. 

Das SAE-J1939-Protokoll, das in Nutz- und Schienenfahrzeugen, in Landmaschinen 

und Schiffen eingesetzt wird, berücksichtigt eine Segmentierung, Flusskontrolle, die 

Art der Übertragung, ob bestätigt oder unbestätigt und spezifiziert auch den 

Nachrichteninhalt. 


In der Automotive-Technik hat die 

Society of Automotive Engineers 

(SAE) die unterschiedlichen 

Anforderungen an die 

Kommunikationssysteme in SAE- 

Klassen gegliedert. Sie 

unterscheidet dabei die SAE- 

Klasse “A”, die Sensor- und Aktor- 

Applikationen unterstützt, die SAE- 

Klasse “B” für die 

Karosserieelektronik und die SAE- 

Klasse “C” für die Steuerung des 

Antriebs und des Fahrwerks. Die 

einzelnen SAE-Klassen zeichnen 

sich durch unterschiedliche

FELDBUSSE 

SCNM 

slot communication 

network management 

Sercos-Datenrahmen 

40 

Datenraten und Zugangsverfahren aus und werden durch bestimmte Feldbusse 

repräsentiert. 

Die SAE-Klasse “A” repräsentiert die Sensor- und Aktor-Netzwerke, die mit relativ 

geringen Datenraten arbeiten. Diese liegen bei etwa 20 kbit/s. Typische Feldbusse für 

diese Anwendungen sind der LIN-Bus und der von der OMG standardisierte TTP/A- 

Bus. 

Die SAE-Klasse “B” steht für die Karosserie- und Fahrzeugelektronik mit Datenraten 

von bis zu 500 kbit/s. Diese SAE-Klasse wird von dem CAN-Bus (CAN-B) dominiert. 

Und Forderungen der SAE-Klasse “C”, zu denen der Antrieb und das Fahrwerk 

gehören, der Motor, das Getriebe, die Lenkung, Bremsen usw. gehören, werden durch 

die Protokolle CAN-C erfüllt. 

In Ethernet-Powerlink wird das von Ethernet her bekannte stochastische 

Zugangsverfahren durch ein isochron arbeitendes Zeitschlitzverfahren ersetzt. Bei 

dieser Technik verteilt eine zentrale Station, der Manager Node (MN), die 

Zugangsberechtigung an die anheschlossenen Stationen. Dieses Verfahren heißt bei 

Ethernet-Powerlink SCNM und bildet die Grundlage für den deterministischen 

Zugang. 

Vom Konzept her übernimmt in Ethernet-Powerlink eine Station die Funktion des 

Managers. Sie gibt den Zeittakt für alle angeschlossenen Stationen, die Controlled 

Nodes (CN) vor. Die Controlled Nodes dürfen nur dann senden, wenn sie von der 

Manager Node dazu aufgefordert werden. 

Das Sercos-Interface zielt in der 3. Version auf die unternehmensweite Kommunikation 

auf Ethernet-Basis. Sercos ist als Feldbus für die Automation und Kommunikation 

konzipiert und demzufolge für Echtzeitanwendungen, die von Ethernet nicht 

unterstützt werden. Aus diesem Grund wurde der Kommunikationszyklus modifiziert 

und besteht aus einem Teil für die zyklische, einem anderen für die nicht-zyklische 

Kommunikation. 

Im ersten Teil des Sercos-Datenrahmens für die zyklische Kommunikation werden 


FELDBUSSE 

Sercos-Datenrahmen für die 

zyklische Kommunikation 

Kommunikationszyklus von 

Sercos 

Sercos-Interface 

41 

Synchronisations- und 

Steuerzeichen sowie Daten 

für die Masterstation 

übertragen. Im Einzelnen 

handelt es sich um das 

Master Synchronisation 

Telegram (MST), das vor den 

Steuerdaten zur Synchronisation des Master-Taktes gesendet wird. Die Antriebe, bzw. 

Slave-Stationen, synchronisieren sich auf den MST-Takt und senden während des 

Zeitschlitzes Informationen an die Master-Station. Diese Antriebsinformationen sind in 

den Amplifier Telegrammen (AT) enthalten. Die konfigurierbaren AT-Telegramme 

enthalten zeitkritische Daten über aktuelle Positionen, Geschwindigkeiten, 

Drehmoment usw. Am Ende des Kommunikationszyklus folgt das Master Data 

Telegram (MDT), das zu den Slave-Stationen gesendet wird und die Werte für jeden 

einzelnen Antrieb enthält. 

Der zweite Teil des Sercos-Datenrahmens für die nicht-zyklische Kommunikation ist 

ein modifiziertes Ethernet-Telegramm, in Ethernet als Ethernet-Frame bezeichnet. Die 

Modifikation gegenüber dem normalen Ethernet-Frame besteht darin, dass keine 

Sender-/Empfänger-Adressen gesendet werden und das Telegramm ein kürzeres 

Prüfsummenfeld hat. 

Dieser Teil des Datenrahmens dient der unternehmensweiten Kommunikation mit den 

bekannten Kommunikationsprotokollen 

wie dem IP-Protokoll, dem 

UDP- und TCP-Protokoll. 


Das Sercos-Interface ist eine 

standardisierte Antriebsschnittstelle. 

Die Entwicklungsarbeiten begannen 

Mitte der 80er und gehen auf ein 

Industriekonsortium zurück, das die

FELDBUSSE 

Summenrahmenverfahren 

42 

Spezifikationen für das echtzeitfähige Sercos-Interface erarbeitete. Begleitet wurden 

die Aktivitäten, die im Jahre 1995 zum IEC-Standard 61491 führten, vom ZVEI. 

Das Sercos-Interface hatte in der ersten Version Datentransferraten von 2 Mbit/s und 4 

Mbit/s, die folgende Generation, die 1999 folgte, hatte bereits 8 Mbit/s und 16 Mbit/s. 

Die weiteren Aktivitäten spiegeln sich in Ethernet wider mit dem Ziel eine 

Durchgängigkeit der Transportprotokolle von den kommerziellen 

Unternehmensbereichen über Unternehmensnetze und das Internet bis in die 

Produktion und Automation zu erreichen. 

Da Ethernet aber nicht echtzeitfähig ist und mit einem nicht-deterministischen 

Zugangsverfahren arbeitet, nämlich mit CSMA/CD, wurde für die kollisionsfreie 

Übertragung ein Zeitschlitzverfahren ausgewählt und das Ethernet-Telegramm, das ist 

das Ethernet-Frame, entsprechend modifiziert. Der Sercos-Datenrahmen setzt sich 

aus Telegrammen für die zyklische und die nicht-zyklische Kommunikation 

zusammen. 

http://www.sercos.org 

Das Summenrahmenverfahren ist ein Übertragungsverfahren in Feldbussen. Bei 

diesem Verfahren sind die Steuerungssysteme und alle Sensoren und Aktoren in einer 

logischen Ringtopologie miteinander verbunden. Der Datenfluss erfolgt in einer 

Richtung wie bei einem Schieberegister, was zu dem Namen Schieberegisterring 

geführt hat. Die Daten werden nacheinander von Teilnehmer zu Teilnehmer durch den 

gesamten Ring geschoben. Der übertragene Datenblock enthält die Daten für alle 

Teilnehmer und hat einen relativ geringen Overhead, der aus dem Loopback, den 

Steuerungsdaten und dem Prüfsummenfeld besteht. Dieser Datenrahmen, der alle 

Teilnehmerdaten beinhaltet, wird als Summenrahmen bezeichnet. Der 

Summenrahmen beginnt mit dem Loopback. Wenn dieses durch den gesamten Ring 

geschoben wurde und im Empfangregister ansteht, liegen alle Teilnehmerdaten beim 

richtigen Teilnehmer. Ein Übergabe-Impuls synchronisiert die Übergabe der 

Teilnehmerdaten an die Aktoren und die Übernahme der Sensordaten in den 

Schieberegisterring. Mit steigender Anzahl der Teilnehmer steigt auch der Anteil der 


FELDBUSSE 

TCU 

telematics control unit 

TTP-Protokoll 

TTP, time-triggered 

43 

Nutzdaten und die Länge des Summenrahmens, was zu einer Verlängerung der 

Zykluszeit führt. 

Beim Interbus liegt diese Zykluszeit bei einer Datenübertragungsrate von 500 kbit/s 

und 512 Teilnehmern bei 1,8 ms, bei 2.000 Teilnehmern bei 4 ms. 

Eine Telematics Control Unit (TCU) ist ein Rechnersystem mit eigenen Memorys, 

eigenen Bussystemen, Controllern für Feldbusse und Drahtlos-Netzwerke, PCkompatiblen 

Schnittstellen wie der USB-Schnittstelle oder 1394, mit A/D-Wandler, I/O- 

Schittstellen u.v.m. TCU-Einheiten sind zentrale Komponenten in Bordnetzen. Sie 

verarbeiten die Daten, die sie über die angeschlossenen Feldbusse, wie den CAN-Bus 

oder den MOST-Bus, erhalten, steuern die Aktoren und übertragen die Daten zum 

Fahrerassistenz-System, wo sie auf den Displays angezeigt werden. 

An die TCU-Einheit können mehrere CAN-Busse mit unterschiedlichen 

Übertragungsraten für verschiedene Anwendungen angeschlossen. So beispielsweise 

ein langsamer CAN-Bus an den über einen LIN-Bus die Sensoren und Aktoren 

angeschlosssen sind, oder ein schneller CAN-Bus für den Anstriebsstrang mit der 

Zündung, der Motor- und Getriebesteuerung. Darüber hinaus ist das Mediennetz, das 

über den MOST-Bus das Infotainment unterstützt, angeschlossen. 

Für die Anzeigeinstrumente und das Armaturenbrett stehen mit dem LIN-Bus, I2C-Bus 

oder Microwire weitere Bussysteme zur Verfügung, die von den TCU-Einheiten 

kontrolliert werden. 

Neben den drahtgebundenen Netzen können Komponenten auch drahtlos über 

ZigBee oder Bluetooth an die Feldbusse angeschlossen werden. So beispielsweise 

die Reifendrucksensoren an den langsameren CAN-Bus für die Sensoren und Aktor- 

Steuerungen. 

Die TCU-Einheiten bilden das Gateway zwischen den Feldbussen und unterstützen 

die verschiedenen Protokolle dieser Feldbusse. 

Das zeitgesteuerte TTP-Protokoll bildet das Übertragungsprotokoll der Feldbusse 

TTP/A und TTP/C. Das TTP-Protokoll kann zur Übertragung von zeitkritischen 


FELDBUSSE 

protocol 

TTP/A-Bus 

TTP-A, time triggered 

protocol SAE class A 

TTP/C-Bus 

TTP-C, time triggered 

protocol SAE class C 

44 

Signalen in der Kraftfahrzeug-, Eisenbahn- und Flugzeugtechnik sowie in 

Spezialfahrzeugen eingesetzt werden. Das Protokoll, das sich durch seine hohe 

Datensicherheit auszeichnet, hat für das garantierte Antwortzeitverhalten ein 

deterministische Zeitverhalten. 

Die Datenraten des TTP-Protokolls betragen bis zu 25 Mbit/s. 

Generell werden bei zeitgesteuerten Anwendungen die Prozesse nicht aufgrund von 

Ereignissen wie z.B Interrupts oder Time Outs ausgelöst, sondern durch einen 

statischen Ablaufplan mit definierten zeitlichen Rasterplan. 

Der TTP/A-Bus ist ein zeitgesteuertes Sensor-Aktor-Netzwerk für die Automotive- 

Technik, der auf dem TTP-Protokoll basiert und die SAE-Klasse “A” erfüllt, daher auch 

die Bezeichnung TTP/A. Er zeichnet sich aus durch die Vorhersagbarkeit der 

Datenübertragungszeiten, hat eine hohe Datenrate, ist redundant, skalierbar und 

kann verschiedene Übertragungsmedien und Standard-Komponenten benutzen. TTP/ 

A, der für die Kommunikation auf der Feldebene sorgt, ist ein von der Universität Wien 

entwickeltes und 1995 vorgestelltes Feldbus-Protokoll. 

Wie andere Feldbusse auch arbeitet der TTP/A-Bus im Master-Slave-Betrieb mit 

garantierten Antwortzeiten. Insgesamt kann ein TTP/A-Bus bis zu 64 Stationen 

umfassen; jede einzelne ist ausgestattet mit einem Interface File System (IFS). 

Alle Stationen sind gleichberechtigt an den TTP/A-Bus angeschlossen und lesen die 

Daten vom Bus, die für sie relevant sind. Der Sendeaufruf erfolgt durch die 

Masterstation. 

TTP/C ist ein auf dem TTP-Protokoll basierender fehlertoleranter Feldbus, der in der 

Automotive-Technik für die Übertragung von sicherheitsrelevanten Informationen 

eingesetzt wird und die Spezifikationen der SAE-Klasse “C” erfüllt. In einem solchen 

fehlertoleranten Datenbus erhalten die Buskomponenten über ein deterministisches 

Zugangsverfahren zu einem definierten Zeitpunkt den garantierten Sendezugriff. Ein 

solches Zugangsverfahren ist TDMA. Des Weiteren sind solche Feldbusse redundant 

aufgebaut und können bei Ausfall eines Kanals auf einen anderen Kanal oder ein 


FELDBUSSE 

XCP-Protokoll 

XCP, universal 

measurement and 

calibration protocol 

45 

zweites Kabel umschalten. Weitere Fehlerbehandlungen werden von dem benutzten 

Protokoll durchgeführt. 

Der TTP/C-Bus wird u.a. in Kraftfahrzeugen, der Eisenbahn- und Flugzeugtechnik 

eingesetzt und steht im Wettbewerb mit FlexRay. 

Das XCP-Protokoll ist eine Weiterentwicklung des CCP-Protokolls. Beide Protokolle 

sind von der ASAM standardisiert. 

Das XCP-Protokoll vereinfacht die Messdatenerfassung und Kalibrierung von 

elektronischen Steuergeräten (ECU). Im Gegensatz zum CCP-Protokoll hat das XCP- 

Protokoll eine klare Trennung der Schichten zwischen der Protokollschicht und der 

unabhängigen Transportschicht und kann daher auf verschiedenen Netzwerken 

betrieben werden, so u.a. auf Ethernet, FlexRay, dem LIN-Bus, Most-Bus, FireWire, 

der USB- und der SCSI-Schnittstelle: “XCP on Firewire”, “XCP on FlexRay” usw. Dank 

der Skalierbarkeit ist das XCP-Protokoll prädestiniert für die gestiegenen Mess- und 

Kalibrieranforderungen in Netzwerken und Feldbussen. Als “XCP on CAN-Bus” ist es 

das Nachfolgeprotokoll des CAN Calibration Protocol (CCP), das nur auf den CAN- 

Bus beschränkt ist. 

XCP definiert auf der Protokollschicht die hohe Funktionalität für das Messen, 

Stimulieren und Kalibrieren. 

XCP unterstützt die Kommunikation zwischen den elektronischen Steuergeräten 

(ECU) und dem Messsystem im Master-Slave-Betrieb. Die Datenübertragungsrate ist 

abhängig von dem benutzten Netzwerk und liegt im Falle des CAN-Busses bei 50 

kB/s. 

Neben dem Master-Slave-Betrieb unterstützt XCP die blockweise Übertragung und 

einen Interleaved Communication Mode. Der Datentransfer selbst kann synchron sein, 

mit einem Zeitstempel versehen und priorisiert sein.

Feldbus - IT Wissen.info

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