Was ist ein BUS?
Max Herrmann | 7. Mai 2020
Bei dem Begriff „Bus“ denken die meisten Menschen sofort an einen Schul- oder Linienbus. Doch mit dem Fahrzeug hat das in unserem Fall nichts zu tun. BUS ist eine Abkürzung und steht für „Binary Unit System“.
Ein „Binary Unit System“ dient der Übertragung von Daten zwischen Teilnehmern in einem Netzwerk. Dies kann man sich wie das menschliche Nervensystem vorstellen. Hier werden Daten beziehungsweise Informationen von unseren Sinnesorganen z.B. dem Auge über ein Nervensystem an das Gehirn versendet. Dort werden diese zu weiteren Informationen oder Befehlen verarbeitet und dann z.B. an die Hand weitergegeben. Heutzutage sind BUS Systeme Standard in der industriellen Kommunikation und kaum noch weg zu denken.
Wie alles begann
Die industrielle Kommunikation hat mit einer Parallelverdrahtung begonnen. Hierbei waren alle Teilnehmer in einem Netzwerk mit der Steuer- und Regelebene direkt verdrahtet. Dies bedeutete mit steigender Automatisierung einen immer größer werdenden Verdrahtungsaufwand. Heute basiert die industrielle Kommunikation meist auf Feldbus-Systemen oder Ethernet basierenden Kommunikationsnetzwerken.
Feldbusse
Durch leitungsgebundene, serielle Feldbusse werden die so genannten „Feldgeräte“, wie z.B. Sensoren und Aktoren mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (bekannt als SPS), verbunden. Der Feldbus sorgt hier für einen schnellen Austausch der Daten. Im Gegensatz zur Parallelverdrahtung kommuniziert der Feldbus nur über eine Leitung. Somit konnte der Aufwand der Verkabelung deutlich gesenkt werden. Ein Feldbus arbeitet nach dem Master-Slave Prinzip. Hierbei ist der Master für die Steuerung der Prozesse zuständig und der Slave arbeitet die anstehenden Aufgaben ab.
Unterscheidung von Feldbussen
Die Feldbusse unterscheiden sich unter anderem durch ihre Topologie, ihre Übertragungsprotokolle, die maximale Übertragungslänge und die maximale Datenmenge pro Telegramm. Die Netzwerktopologie beschreibt hierbei die spezifische Anordnung der Geräte und der Leitungen. Man unterscheidet hier zwischen Baumtopologie, Stern-, Linien- oder Ringtopologie. Bekannte Feldbusse sind Profibus oder CANopen. Das Bus Protokoll ist das Regelwerk, unter dem die Kommunikation stattfindet.
Ethernet
Ein Beispiel für BUS Protokolle sind die Ethernet-Protokolle. Ethernet ermöglicht einen Datenaustausch in Form von Datenpaketen mit allen in einem Netzwerk befindlichen Geräten. Hierbei findet eine Echtzeitkommunikation in drei Kommunikationsebenen statt. Dies ist die Leitebene, die Steuerebene und die Sensor-/Aktorebene. Hierzu werden einheitliche Standards gebildet. Diese werden durch das Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE) verwaltet.
Vergleich Feldbus vs. Ethernet
Ethernet ermöglicht eine Echtzeitdatenübertragung und eine Übertragung von größeren Datenmengen. Das ist bei klassischen Feldbussen entweder gar nicht oder nur sehr schwer möglich. Auch steht ein größerer Adressbereich mit einer nahezu unbegrenzten Anzahl an Teilnehmern zur Verfügung.
Ethernet Übertragungsmedien
Zur Übertragung von Ethernet-Protokollen sind verschiedene Übertragungsmedien möglich. Diese können z.B. Funk, Lichtwellenleiter oder Kupfer-Leitungen sein. In der industriellen Kommunikation ist die Kupferleitung am häufigsten zu finden. Hierbei unterscheidet man 5 Leitungskategorien. Man unterscheidet hier zwischen Betriebsfrequenz, welche den Frequenzbereich der Leitung angibt, und Übertragungsrate, welche das Datenvolumen pro Zeiteinheit beschreibt.
Fazit
Zusammenfassend können wir sagen, dass ein BUS ein System zur Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg ist. In der industriellen Kommunikation gibt es verschiedene BUS-Systeme, welche auch Herstellergebunden sein können.
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