Management ondersteuning	Fabrieksnetwerk of fabrieksbus
Supervisie productieprocessen	Procesnetwerk of procesbus, deze bus wordt ook wel veldbus genoemd
Besturing- en regeling van het productieproces	Actuator/sensornetwerk, actuator/sensorbus, instrumentatie, sensoren en actuatoren

Een fabrieksnetwerk zorgt voor de distributie van gegevens die van belang zijn voor de planning, logistiek, efficiency, kwaliteit, etc. Procesnetwerken verzorgen de distributie van instelwaarden, grenswaarden, bewerkingsgegevens, recepten enz. Het actuator/sensornetwerk is een gemeenschappelijk medium voor de verbinding van actuatoren, sensoren en instrumentatie met de besturings- en regelapparatuur.

Actuator/sensornetwerk
Bij een traditionele installatiemethode worden alle componenten zoals sensoren en actuatoren via aparte kabels met een besturingskast verbonden. Bij grote productieprocessen wordt het aantal kabels en draden zo groot dat het installatiewerk veel tijd in beslag neemt. Wanneer naderhand het ontwerp van een productieproces gewijzigd dient te worden, kost het veel tijd om het een en ander aan te passen. Bij een actuator/sensornetwerk installeren we één kabel waarop alle actuatoren en sensoren aangesloten worden. Deze kabel dient zowel voor het datatransport als voor de voeding van de aangesloten apparaten. Alleen als het apparaat een te groot vermogen vraagt is een aparte voeding nodig.

Bij machines, waar veel sensoren en actuatoren zijn ingebouwd, kan een netwerk gebruikt worden om deze apparatuur snel en eenvoudig aan te sluiten. Tevens wordt een vermindering in hoeveelheid bekabeling bereikt. Een paar van de belangrijkste redenen om een netwerk toe te passen zijn:
- vermindering van de kosten
- eenvoud van aanleg
- minder tijd nodig voor storing zoeken
- flexibel, de mogelijkheid om sneller de besturing te wijzigen
Duurder zijn de sensoren, actuatoren en besturingseenheden.
Niet alleen aan de besturingszijde worden microprocessoren aangebracht, ook aan de zijde van de actuator en de sensor. Sensoren worden tegenwoordig vaak van een eigen processor voorzien, waardoor zij alleen nog maar bewerkte informatie doorgeven aan de besturing. Ook bij actuatoren worden processoren ingebouwd, waardoor deze slechts één commando nodig hebben om een reeks opdrachten uit te voeren. Deze 'slimme' sensoren en actuatoren hebben ook de mogelijkheid tot voortdurend monitoren van hun 'gezondheid' en ontlasten daarmee het bussyteem.

1.1.2 Gebouwautomatisering
Ook in gebouwen, zoals kantoren, woningen, hotels, ziekenhuizen, wordt een netwerk aangelegd waarmee de functionaliteit van de elektrische installatie vergroot. Tevens kan er een beter energiebeheer gevoerd worden.
Installatiedelen die voor automatisering in aanmerking komen zijn installaties voor:
- besturing: verlichting, verwarming, ...
- bewaking: brand, braak, energieverbruik, aanwezigheidsregistratie, ...
- kostenafrekening: uitlezen van gas-, water- of elektriciteitsmeters
- configureren: afregelen of instellen van apparatuur
- personenoproepsysteem: intercom, zusteroproep, ...


1.1.3 Voertuigautomatisering
In voertuigen wordt steeds meer elektronica ingebouwd: ontsteking, ABS, airbag, instelbare vering en dergelijke. Daarnaast worden deuren, ramen, stereo-installaties, stoelen , enzovoort elektrisch bestuurd. Aangezien de kabelbomen onhandelbaar dik werden (en de auto steeds zwaarder door al dat koper) zijn speciale netwerken ontworpen waarop al de elektronica in een auto aangesloten kan worden. Dit heeft als extra voordeel dat het voertuig meer als systeem gaat functioneren en minder als een losse verzameling apparatuur. Ook storing zoeken in een garage kan dankzij het bussysteem in een oogwenk de hele auto doormeten. Vooral ook bij de scheepvaart en de luchtvaart wordt veel van bussystemen gebruikt gemaakt.

terug naar inhoudsopgave basisboek

1.2 Bussystemen
In het dagelijks spraakgebruik is een bus een vervoermiddel op wielen dat door een groot aantal mensen gemeenschappelijk gebruikt kan worden. In het Engelse taalgebruik heeft het woord 'bus' een veel bredere betekenis, namelijk als gemeenschappelijk transportmiddel. Zo kennen we de 230V-bus (energie), de VME-bus (computerbus), maar ook de AIRbus (vliegtuig). Een bus is in principe een kabel met aan beide kanten een interface. Een bussysteem is een verzamelnaam van alle bussen. Zoals eerder aangegeven bestaan er onder meer fabrieksbussen, veldbussen en sensorbussen.

Een fabrieksbus is speciaal ontwikkeld voor computers. De datasnelheid moet hoog zijn en de netwerkinterfaces zo goedkoop mogelijk. Dit bereikt men door zoveel mogelijk busafspraken softwarematig af te handelen. Heel bekend hierbij zijn de seriële en parallelle bussen bij computer- en printersystemen.
Het verschil tussen beiden ligt hoofdzakelijk in de hoeveelheid data die per keer verzonden kan worden:
voor een seriële bus: 1 bit
bij een parallelle bus: 8 / 16 / 32 / 64 of 96 bits tegelijk.


Waarom niet overal hetzelfde netwerk?
Netwerken, zoals TCP/IP, Novell en dergelijke zijn al lange tijd op de markt, er is veel hardware en software voor ontwikkeld en de kinderziektes zijn er al lang uit. Veldbussen zijn, technisch gezien, jonge netwerken.
Standaard netwerken zijn gericht op het transporteren van grote hoeveelheden gegevens, terwijl veldbussen gebruikt worden waar de gegevensstromen veel kleiner zijn.
Veldbussen hebben vaak veel minder hardware nodig en kunnen daardoor in de kleinste sensors en actuators geïntegreerd worden.
Veldbus-applicaties stellen vaak speciale eisen aan de hardware, bijvoorbeeld intrinsiek veilig, voeding over het netwerk, zeer hoge bescherming tegen elektrische storingen, galvanische scheiding, op verschillende plaatsen bedienbaar en dergelijke.

Voordelen van veldbussen
Als voordeel van het gebruik van een veldbus wordt vaak genoemd: bezuiniging op bekabeling. Maar er zijn nog meer voordelen die een veldbus bieden kan, deze zijn:
- eenvoudige bouwwijze
- geen problemen met de 4-20 mA omzetting, directe communicatie met PLC of DCS
- meer intelligentie mogelijk in apparatuur
- eenvoudig uit te breiden, geen extra bekabeling nodig
- diagnostiek en onderhoud: kan via het netwerk
- digitale technologie (minder analoog rekenwerk verhoogt de nauwkeurigheid met zo'n 30%)
- proceswaarden beschikbaar in juiste eenheden (geen omrekening nodig)

Soorten veldbussen
In de loop der jaren zijn er vele soorten veldbussen ontstaan. Ze verschillen in hoofdzaak in de manier waarop met informatie wordt omgegaan.

- remote I/O:	dit soort veldbussen fungeren als een soort multiplexer. Databits worden aan het netwerk aangeboden en getransporteerd naar outputs elders in het netwerk.
- master/slave:	het meest gebruikte type veldbus. De master is het enige apparaat op de bus die een bericht mag verzenden aan een slave. De slave verwerkt het bericht en geeft dan antwoord. In de tussentijd gebeurt er niets op het netwerk. De slaves kunnen ook onderling niet communiceren. Vanwege deze nadelen worden master/slave veldbussen tegenwoordig weinig nog toegepast.
- cliënt/server:	een multi-master veldbus waarbij alle stations gelijkwaardig zijn. Een cliënt geeft een opdracht aan een server. Deze voert de opdracht eerst uit en geeft daarna antwoord. Een station kan zowel cliënt als server tegelijk zijn en daarnaast ook nog meerdere opdrachten tegelijk verzenden/bewerken.
- consumer/producer:	een multi-master veldbus waarbij ieder station dat in een bepaald stuk data geïnteresseerd is, een abonnement hierop neemt. De producer van deze data zal bij iedere wijziging hierop of anders regelmatig deze data rondsturen. Het initiatief ligt hier dus bij de producent van de data en niet bij de consument.
- een mengvorm van bovenvermelde principes betreft bijvoorbeeld de PROFIBUS. Dit is een typisch cliënt/server netwerk, maar heeft ook mogelijkheden om op een consumer/producer-achtige manier te werken.

1.4 Opgaven

1	Geef enkele voorbeelden in de elektronica, waar bussystemen worden toegepast.
2	Wat is een sensor en kunnen deze toepgepast worden?
3	Wat verstaat men onder een actuator?
4	Wat verstaat men onder management ondersteuning?
5	Wat is de functie van het procesnetwerk?
6	Op welke terreinen in de bouwwereld kunnen installatiebussen toegepast worden?
7	Waarvoor dient het actuator/sensornetwerk?
8	Wat is het verschil tussen een seriële en een parallelle bus?
9	Wat zijn de voordelen bij het toepassen van een veldbus?
10	Benoem enige soorten van veldbussen.
11	Omschrijf het begrip veldbusopstelling.
12	Wat is een veldbusinterface?
13	Hoeveel aders heeft een veldbuskabel?
14	Wat verstaat men onder een sensorbus? Heeft deze raakvlakken met een actuatorbus?
15	Kijk bij de firma Lumberg welke bussystemen zij ondersteunen.
16	Voor welke industriële netwerken maakt de firma Siemens (http://www.aut.sea.siemens.com/networks/index.htm) haar produkten?
17	Veldbussytemen worden ook toegepast door de firma Dachs . Dit is genormeerd in een IEC-protocol. Welke is dit?
18	Kijk eens op de internetpagina over bussystemen bij de firma Turck . Klik daar op BusStop (TM) Device-Level Sensor & Actuator Bus Interconnection Products Deze firma verzekert zijn klanten voor elke busverbinding de juiste oplossing te vinden. Hoe bereiken ze dat?

terug naar inhoudsopgave basisboek