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Institut für Prozessinformatik und Leittechnik (Institute of Process Information Technology and Control Systems)Hochschule für Technik Wirtschaft und Kultur Leipzig
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Interbus Sicherheit

Maßnamen

Zur Überprüfung der Datenintegrität verwendet INTERBUS folgende Verfahren:

  1. Loopbackwort-Check

  2. Überprüfung des CRC-Wortes

Übertragungssicherheit

Bei einen Ringsystem ist es besonders wichtig, Eingriffe von aussen zu erkennen, da sonst die gesamte Kommunikation zusammenbricht. Eingriffe von aussen können zum Beispiel sein:

  • Unterbrechung des Ringes

  • Änderung der Schieberegisterlänge, in dem Teilnehmer entfernt oder ergänzt werden.

Veränderungen können mittels einer Zeitüberwachung festgestllt werden. Dazu muss ein eindeutiges Bitmuster in einer vorausberechneten Zeit das Bussystem durchlaufen. Diese Aufgabe übernimmt das Loopbackwort (LBW).

Das LBW kann hex. Werte zwischen A510 und A51F annehmen. Um Übertragungsfehler sicher festzustellen, sendet der Master mit jeden Zyklus ein anderes LBW. Nachdem es alle Teilnehmer durchlaufen hat und als letztes im Telegramm den Master erreicht, wird es ausgewertet. Dabei überprüft der Master des gesendete mit dem empfangenen Bitmuster, sowie die Laufzeit des LBWes. Sind die beiden Bitmuster nicht identisch oder wurde ein Timeout festgestellt, ist davon auszugehen, dass das System mehr oder weniger Teilnehmer als das Orginalsystem hat.

Eine Zeitüberwachung garantiert jedoch nicht die inhaltlich korrekte Datenübertragung. Dazu wird folgendes Verfahren verwendet.

Datensicherheit

Mittels des CRC-Checks ist es möglich, Bitfehler auf der Übertragungsstrecke zwischen 2 Teilnehmern zu erkennen. Dazu bildet ein Teilnehmer eine Prüfsumme von dem Telegramm, dass er zum nächsten Teilnehmer sendet. Der andere Teilnehmer bildet ebenfalls eine Prüfsumme von dem empfangenem Telegrgramm. Während der Checksequenz sendet der 1. Teilnehmer seine Prüfsumme zum 2. Teilnehmer. Dieser vergleicht beide Werte. Ist die Differenz null, betrachtet er die Ausgangsdaten als richtig und übergibt sie seiner Ausgangsperipherie. Andernfalls meldet er einen CRC-Fehler an den Master. Dieser löst dann einen ID-Zyklus aus um festzustellen, welcher Teilnehmer den Fehler erkannt hat. In dem ID-Code sind 3 Bits reserviert, die den Master den Zustand des Systems mitteilen.

Bit 13: Die Rekonfigurationsanforderung wird benutzt um Teileinheiten die außer Betrieb gesetzt wurden, wieder in das Gesamtsystem zu integrieren. Hierzu haben bestimmte INTERBUS-Teilnehmer einen Rekonfigurationstaster, welcher beim betätigen einen CRC-Fehler auslösen. Der Master unterbricht seinen Datenzyklus und startet einen ID-Zyklus. Auf diese Weise kann er das Bit 13 auslesen und weiss, dass es sich bei den simulierten Fehler um eine Rekonfigurationsanforderung handelt.
Bit 14: Dieses Bit setzt ein Teilnehmer, wenn er einer CRC-Fehler feststellt.
Bit 15: Für Wartungsarbeiten soll eine Einheit (z.B.:Roboter) spannungslos geschaltet werden. Damit der INTERBUS weiterläuft wurde dies durch getrennte Spannungsversorgung der Buslogik und der Gerätelogik realisiert. Wird die Spannungsversorgung der Peripherie abgeschaltet, weiss der Master anhand des Bit 15 das ein Modulfehler vorliegt. Der Fehler bleibt solange aktiv, bis die Spannungsversorgung des Gerätes wieder eingeschaltet wird. INTERBUS erreicht eine Hamming-Distanz von 4, womit 3 beliebige Bitfehler in einem Zyklus erkannt werden.

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Fehlerortbestimmung

Beim Auftreten eines Übertragungsfehlers (CRC-Fehler) startet der Master automatisch eine Routine zur Bestimmung des Fehlerortes, mit folgenden Ablauf:

  1. Master sendet ein Reset-Signal

  2. Busteilnehmer gehen in einen sicheren Zustand

  3. Fernbusgeräte schalten die weiterführenden Busschnittstellen aus

  4. E/A-Geräte setzen die Ausgänge auf Null

  5. Es werden mehrere ID-Zyklen gestartet

  6. Master nimmt System segmentweise wieder in Betrieb, bis Fehlerstelle gefunden ist

  7. Anzeige des Fehlerortes im Display

Mit Hilfe dieser Routine können Kurzschlusse, Unterbrechungen sowie Bitfehler genau lokalisiert werden. Dies erfolgt in dem die Buskoppler ihre weiterführenden Schnittstellen seperat zu- und abschalten und so gewährleisten das der Ring bis zur Fehlerstelle immer geschlossen ist. Die Funktionsweise wird im folgenden Bild dargestellt.

Interbus-Buskoppler

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Dokument-Version: 12 2004-12-15 13:05:03 +0000 (Wed, 15 Dec 2004) mayoXML Quelldatei
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