PROFIBUS Handbuch

Für einen geregelten Ablauf, der auch die Antwortzeiten des Systems bestimmt, sind eine Reihe von Bedingungen zu erfüllen.  So muss jeder Teilneh­mer die jeweilige Adresse seiner Vorgänger- und seiner Nachfolgerstation kennen, damit er weiss, von wem er den Token bekommt und an wen er ihn weiterreichen muss.  Diese Parameter werden von jeder Station nach der Initialisierung selbständig ermittelt und während des Betriebs bei Bedarf dynamisch aktualisiert.

Im Beispiel von Bild 117 kann somit ein zukünftiger Teilnehmer erkennen, dass der Token zwischen den Stationen 1 und 7 weitergegeben wird. Damit dieses Prinzip auch funktioniert wenn nur ein Master auf dem PROFIBUS ist, sendet ein einzelner Master immer ein Token Telegramm an sich selber.

Für die Busverwaltung wird zusätzlich eine Liste aller auf dem Bus erreichbaren Teilnehmer erstellt. Dies geschieht dadurch, dass jeder Master regel­mässig den Adressraum zwischen seiner eigenen Netzadresse und der seines Token-Nachfolgers, den sogenannten Gap (engl.: gap, deutsch: Lücke), auf Teilnehmer untersucht.

Im Beispiel von Bild 118 findet der Master mit der Adresse 1 in seinem Gap der Adressen 2 bis 6 die beiden Slave 3 und 5. Auf eine Antwort wartet der Master maximal die „Slot-Time“. Der Master mit der Adresse 7 ist für die Adressen 8 bis 0 zuständig. Er pollt dabei bis zur maximalen geplanten Teilnehmeradresse (HSA = Höchste Stationsadresse). Stationen über dieser Adresse erscheinen somit nicht in der Liste der Teilnehmer (Live-List).

Nur wenn bei einer Sendeberechtigung noch genügend Zeit bleibt, macht der Master eine einzige Zustandsabfrage, bevor er den Token weiter gibt. Nachdem der ganze „Gap“ abgefragt wurde wird nach einer Pause von G*TTR tBit wieder von vorne begonnen.

Wenn ein Teilnehmer neu in den Ring aufgenommen werden will, meldet er eine spezielle Statusmeldung. Anschliessend erhält er den Token wie im Beispiel des nachfolgenden Bildes dargestellt.

Dadurch ist es möglich, aktive Teilnehmer im laufenden Betrieb in das Netz einzufügen oder aus dem Netz auszugliedern, ohne dass die laufende Kommunikation des übrigen Systems unterbrochen werden muss.

Wird während einer gewissen Zeit, der Idle-Time, keine Aktivität auf dem Bus festgestellt, so wird der Token als verloren betrachtet. Jeder Master startet einen Timeout-Timer, der mit einer Zeit abhängig von der aktuellen Stationsadresse des Masters geladen wird.

Time-Out Time = 6 TSL + 2 n TSL                

Mit TSL = Slot Time (Maximale Antwortzeit)

Derjenige Master, dessen Timeout-Timer als erstes abläuft, sendet sofort einen Token an sich selber. Alle anderen können somit den Idle-Timer abbrechen und der Mechanismus des Einfügens neuer Stationen wie oben beschrieben beginnt.

Die Adresse 0 wird in der Regel für Programmierwerkzeuge reserviert, die somit im Krisenfall immer als erstes den Token erhalten. Mit diesem Mechanismus kann sich das PROFIBUS Netzwerk bei einem verlorenen Token wieder auffangen.

Hinweis: Wenn ein Master mehr als seine „Time-Out Time“ vom PROFIBUS Netzwerk getrennt wird, generiert er selbständig einen neuen Token. Dies kann zu Störungen führen wenn z.B.

-Eine PC Karte zuerst aktiviert und dann erst an einen PROFIBUS angeschlossen wird. Es wird so ein zweiter Token in das Netzwerk eingefügt was zu Störungen führt.

-Ein Netzwerk mit zwei Master zeitweise unterbrochen ist (z.B. eine drahtlose, optische Übertragungsstrecke). Es werden dabei zwei Token generiert, die beim Zusammenfügen der Netzwerke zu Kollisionen und Störungen führen. Darum wird bei einer drahtlosen, optischen Übertragungsstrecke vorgeschrieben, dass alle Master auf einer Seite der Schnittstelle sein müssen.