Zertifizierungen
von
P R O C E S S F IE L D B U S
- DP
Slave Produkten
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Ablauf einer Zertifizierung von DP-Slaves
 Kunde füllt eine GSD (Gerätespezifische Datei ) aus.
 Er beantragt eine Identnummer -zur eindeutigen
Kennzeichnung des Produktes- bei der PNO
 Kunde meldet sich bei einem akkreditierten Prüflabor nach
seiner Wahl zum Zertifizierungstest an.
 Das Prüflabor teilt dem Antragsteller innerhalb von 2
Wochen einen Prüftermin mit, der maximal 8 Wochen nach
Antragstellung ist..
 Das Prüflabor führt den Test durch und erstellt einen
Prüfbericht für den Kunden.
 Mit dem Prüfbericht kann der Kunde bei der PNO das
Zertifikat beantragen.
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AUT Seite 2
PROFIBUS - Zertifizierungen
 Überprüfung der Hardware
 Busübertragung ( Slavefunktionalität)
 Funktionstest
 Interoperabilität
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Überprüfung der Hardware
 Leitungsabschluß nach DIN E 19245 T3
 Leitungsabschluß nach DIN E 19245 T3
 Leitungsabschluß nach DIN E 19245 T1
 Kompatibilität des Busabschlusses
 9 poliger SUB-D Stecker oder
 mandatory Signale RxD-P,RxD-N, TxD-P, TxD-N, GND
 RS 485 Beschaltung
 Leitungspegel
 Differenzspannung
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Überprüfung der Hardware
intern
 Wird am Prüfling ein 9pol. SUB D Stecker verwendet, muß die Pinbelegung der EN
50 170 entsprechen.
 (Wird ein anderer Stecker gewählt, muß dieser Stecker mindestens die Mandatory
Signale (RxD/TxD-P, RxD/TxD-N, VP, DGND) aufweisen.
 Bei Verwendung von optionalen Signalen, müssen diese ebenfalls der EN 50 170
entsprechen, und in Übereinstimmung mit der Beschreibung in der GSD-Datei
stehen.
 Die Überprüfung ist zusätzlich mit dem Handheld durchzuführen
 RS 485 Beschaltung
 Der Prüfling wird bei seiner max. zulässigen Baudrate mit maximaler Kabellänge
(z.B. bei 1,5MBaud / 200m) betrieben.
 Beurteilt wird die Differenzspannung und der Leitungspegel (Betriebs- und
Ruhepegel mit Abschlußwiderstand).
 Aufbau: Master - 200mLtg. - Slave (308B - 200m - 1,5mbaud - Prüfling als
Endteilnehmer)
 Meßung: einfügen von 2 Meßblättern aus Referenztest (308B und AG 95DP)
 Pegel A, B Ltg. größer 2V.
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Busübertragung (Slavefunktionalität)
 Ansprechüberwachung nach EN 50 170
 TSDR
 Adressierung
 Identnummer
 Übertragungsgeschwindigkeiten
 Betrieb im Mischnetz
 Mischgeräte als FMS und DP- Slave
 Konsistenz der Daten
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Busübertragung Slavefunktionalität
intern
 Ansprechüberwachung nach EN 50 170
 Überprüfen auf Einhalten des vom Master vorgegebenen Watchdogwertes.
 Kann der Prüfling die Watchdogzeiten im Bereich von 10ms - 650s erfüllen?
 Gemessen wird mit unterschiedlichen Einstellzeiten (3 beliebige Werte im
zulässigen Bereich). Zulässige Toleranz = +/- 10ms und +/-10% von der
eingestellten Zeit .
 Das Einhalten der max. TSDR muß mit dem Eintrag in der GSD Datei
übereinstimmen.
 Baudrate (kBaud)
bis 187,5kBaud 500kBaud
 min. TSDR (tBit)
11
11
11
 max. TSDR (tBit)
60
100
150
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1500kBaud
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Busübertragung Slavefunktionalität
intern
 Adressierung
 Es wird die Adressierbarkeit im möglichen Bereich von 0-126 getestet.
 Bei Modulen mit EEPROM muß sich die Adresse 126 zugänglich
einstellen lassen, um die Adressierung mittels Klasse 2 Master zu
ermöglichen.
 Testparameter: Der Prüfling wird unter verschiedenen Adressen
betrieben.
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Busübertragung Slavefunktionalität
intern
 Identnummer nach EN 50 170
 Die Identnummer muß fest im Prüfling hinterlegt sein und darf sich nicht
im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Prüflings verändern lassen.
Die Identnummer muß mit dem Eintrag in der GSD Datei und dem
Antrag bei der PNO übereinstimmen.
 Ausführung: wird in der Aufzeichnung der Testcases dokumentiert, ID-
Nummern Antrag muß vorliegen.
 Übertragungsgeschwindigkeiten
 Die korrekte Übertragung wird, abhängig vom Eintrag in der GSD Datei,
bei den unterstützten Baudraten überprüft. Die Parametrierung hierfür
erfolgt vom Master; der Slave muß die jeweils vorgegebene Baudrate
erkennen und den Busverkehr aufnehmen.
 Der zyklische Busverkehr wird mittels Oszillograph oder Busmonitor
aufgezeichnet und auf Korrektheit überprüft.
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Busübertragung Slavefunktionalität
intern
 Betrieb im Mischnetz
 Der Prüfling muß an einem Bus mit PROFIBUS FMS und DP Teilnehmern
betreibbar sein.
 Aufbau und Busparametereinstellungen müssen in der Produktbeschreibung
erläutert sein.
 Hierzu muß der Slave mit folgenden Defaultzeiten hochlaufen nach EN 50 170
 Baudrate/kBit/s
9,6
19,2
93,75
187,5
500
1500
 Min TSDR (TBit)
11
11
11
11
11
11
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Busübertragung Slavefunktionalität
intern
 Mischgeräte als FMS und DP Slave
 Ist der Prüfling als Combislave verwendbar, so wird der Mischbetrieb getestet.
 Hierzu muß der Slave mit folgenden Defaultzeiten hochlaufen nach EN 50 170
 Baudrate/kBit/s
9,6
19,2
93,75
187,5
500
1500
 Min TSDR (TBit)
30
60
125
250
255
255
 Ein Mischgerät muß sowohl mit den DP-Parametern, als auch mit den FMS-
Parametern hochlaufen können.
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Funktionstest
 Busunterbrechung am Prüfling
 Kurzschluß der Busleitung am Prüfling
 Versorgungsspannung am Prüfling EIN / AUS
 Netz AUS am Master
 Netz EIN am Master
 Parametrierung der Slaves mit / ohne Ansprechüberwachung
 Klasse 2 Master übernimmt die Kontrolle im Betrieb
 Zustandsübergänge ( State machine)
 Optionaldienste
 Auswertung der Diagnosefunktion
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AUT Seite 12
Funktionstest
intern
 Busunterbrechung am Prüfling (Busstecker wird abgezogen)
 Alle weiteren Slaves müssen noch ansprechbar sein (Bus
durchgeschliffen).
 Wird die Busunterbrechung am Slave erkannt (mit
Ansprechüberwachung), und schaltet der Slave in einen definierten
Zustand?
 Läßt sich der Prüfling nach Beheben des Fehlers wieder automatisch in
den zyklischen Busverkehr aufnehmen.
 Kurzschluß der Busleitung am Prüfling
 Kurzschluß der A,B Leitung, A,B Leitung gegen Schirm, DGND und VP.
 Verdrehen der Leitung A,B.
 Werden die Ausgänge in einen definierten Zustand geschalten?
 Läßt sich der Prüfling nach Beheben des Fehlers wieder automatisch in
den zyklischen Busverkehr aufnehmen.
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Funktionstest
intern
 Versorgungsspannung am Prüfling Aus/Ein
 Läßt sich der Prüfling nach Versorgungsspannung Ein wieder automatisch in den
zyklischen Busverkehr aufnehmen.
 - Netz-Aus am Master
 Schalten die Ausgänge am Prüfling in einen definierten Zustand (Auswertung von
Clear Data)?
 Netz-Ein am Master
 Läßt sich der Prüfling nach Netz Ein wieder automatisch in den zyklischen
Busverkehr aufnehmen.
 Parametrierung am Master mit und ohne Ansprechüberwachung
 Wie verhält sich der Prüfling, wenn eine Busunterbrechung eintritt?
 Klasse 2 Master übernimmt Kontrolle im laufenden Betrieb
 Läßt sich der Prüfling von einem Klasse 2 Master steuern?
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State machine
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Testcase 1: Global_Control mit Länge # 2 (aus DDLM
GCTR2)
intern
Der Slave muß bei einem Global_Control Command mit Länge
ungleich 2 in seinem Zustand bleiben (d.h. DATA_EXCHANGE)
das Command darf nicht ausgeführt werden.
a.Slave im Zustand WAIT_PRM
1.Abfrage nach Diagnose
3E,3C,02,05,00,FF,Identnummer
2.Parametrierung
3D,3E,80,00,00,0B,Identnr.,Group
3.Konfigurierung
3E,3E,real Config
b.Slave im Zustand DATA_EXCHANGE
4.Abfrage nach Diagnose
3E,3C, 00,04,00,00,Identnummer,xx
5.Datentelegramm an Slave
NIL,NIL,Daten >0
6.Global Control mit Clear
3A,3E,02,00,00 und falscher Länge
7.READ_OUTPUT
39,3E
3E,39, Daten wie 5.
8.Global Control
9.READ_OUTPUT
3A,3E,28 und falscher Länge
39,3E
3E,39,Daten wie 5.
10.Abfrage nach Diagnose
3E,3C, 00,04,00,00,Identnummer,xx
11.Datentelegramm an Slave
NIL,NIL,Daten #5. und >0
12.READ_OUTPUT
39,3E
3E,39, Daten wie 11.)
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Testcase 2: Zugriffsschutz der SAPS NIL,3A (Global-Control),38 (Rd_Input),39
(Rd_Output)
Im Zustand WAIT_PRM und WAIT_CFG müssen diese Dienste mit „RS“abgewiesen
werden
intern
a.Slave im Zustand WAIT_PRM
1.Abfrage nach Diagnose
3E,3C,02,05,00,FF,Identnummer
2.Abfrage nach Rd_Input
38,3E
„RS;RR;UE“
Antwort
3.Abfrage nach Rd_Output
39,3E
„RS;RR;UE“
Antwort
4.Datentelegramm an Slave
Nil,Nil,beliebige Daten (seiner Länge entsprechend)
„RS;RR;UE“
Antwort
b.Slave im Zustand WAIT_CFG
1.Abfrage nach Diagnose
3E,3C,02,05,00,FF,Identnummer
2.Parametrierung
3D,3E,80,00,00,B,Identnummer,Group
3.Abfrage nach Diagnose
3E,3C,02,04,00,Masteradr.,Identnummer
4.Abfrage nach Rd_Input
38,3E
„RS;RR;UE“
Antwort
5.Abfrage nach Rd_Output
Antwort
6.Datentelegramm an Slave
Antwort
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39,3E
„RS;RR;UE“
NIL,Nil,beliebige Daten (seiner Länge entsprechend)
„RS;RR;UE“
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Interoperabilität
 Belastungstest des Slaves
 Funktionaler Test
 Elektromagnetische Verträglichkeit ( nach IEC 801 -4 und
IEC 801-2 T 65 )
 Störung auf die Versorgungsleitung:
 Burst =+- 2kV
 Burstfrequenz = 2,5kHz
 Burstdauer = 15 ms
 Stördauer= 1 Minute
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AUT Seite 18
Interoperabilität
 Störung auf die Signalleitung des Prüflings:
 Die Störung der Signalleitungen und Busleitung wird nach
IEC 801-4 mit mindestens 1 kV über Koppelzange
eingekoppelt.
 Burst =+- 1kV
 Burstfrequenz = 5kHz
 Burstdauer = 15 ms
 Stördauer= 1 Minute
 Die Prüfung der Störfestigkeit gegen Entladung statischer Elektrizität
erfolgt auf alle dem Bediener zugänglichen Teile mit mindestens
4 kV contact discharge nach IEC 801-2 T 65
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Testkonfiguration
Klasse 2
Master
DP-Master
Klasse 1
FMS-Master
Ventilinsel
Festo,
Mannesmann
Rexroth ...
British Federal,
SICK ...
Prüfling
Leuze,
Lenze,
Sasse
Datalogic,
Berger Lahr
DP-Master
Klasse 1
Fa. Turck
Fa. Murr
Fa. Hohner
...
Bedienfeld
SWAC,
Siemens
und viele weitere Komponenten
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AUT Seite 20
Die am häufigsten festgestellten Fehler
intern
 1. Diagnoseverarbeitung
 Mit dem Bit EXT_DIAG = 1 signalisiert der Slave, daß
anwenderspezifische Diagnosedaten vorliegen. Dadurch
wird mit Ext_Diag = 1 veranlaßt, daß ein
Diagnosetelegramm zum PROFIBUS-Master gesendet wird.
Ist die Ursache der Diagnosemeldung bereinigt, d.h. die
entsprechende Bitkombination in den anwenderspezifischen
Diagnosedaten ist 0, muß auch das Bit Ext_Diag
zurückgesetzt (log 0) werden. In einigen Fällen wurde
festgestellt, daß das Ext_Diag Bit auf logisch 1 blieb.
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AUT Seite 21
Die am häufigsten festgestellten Fehler
intern
 2. Spannungsversorgung für die Busabschlußwiderstände
 Die EN 50 170 besagt, daß am PIN 6 +5 Volt und am PIN 5 Ground
Potential für den PROFIBUS zur Verfügung gestellt werden müssen, um
den Bus "sauber" abschließen zu können. Hiervon darf nicht
abgewichen werden, auch wenn die Abschlußwiderstände auf der
jeweiligen Slave-Hardware integriert sind, denn auch die A- und BLeitungen müssen am Busende abgeschlossen werden. Das RTS Signal
ist allerdings optional und dient der Richtungserkennung für LWLAnschluß.
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AUT Seite 22
Die am häufigsten festgestellten Fehler
intern
 3. Stichleitungslängen
 Hinsichtlich Anbindung an die 12 MBaud Technologie ist es
unbedingt notwendig, daß die Stichleitungen zwischen
Busstecker und Bustreiber so kurz und kapazitätsarm wie
nur möglich gehalten werden, um die Flankensteilheit und
damit ein eindeutiges Erkennen der Bussignale zu
gewährleisten.
 4. Read_Cfg und Chk_Cfg
 Beim PROFIBUS-DP hat ein Busmaster die Möglichkeit, mit
dem Telegramm "Read_Cfg" die Konfiguration der Ein/Ausgabedaten abzufragen, um anschließend mit "Chk_Cfg"
den Slave zu konfigurieren. Die Slaveantwort muß allerdings
eine Konfiguration enthalten, mit der der Slave auch
hochfahren kann.
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AUT Seite 23
Die am häufigsten festgestellten Fehler
intern
 5. Kombislave
 Beabsichtigt ein Kunde einen DP-Slave zu entwickeln, den
er später zu einem Kombislave erweitern möchte, ist es
ratsam, diesen Schritt gleich zu berücksichtigen, denn dann
ist nur eine Zertifizierung als DP/Kombislave notwendig.
Andernfalls muß das Gerät als DP-Slave und nach der
Erweiterung nochmals als Kombislave zertifiziert werden, um
die Normkonformität nachzuweisen.
 6. Identnummer
 Die Identnummer stellt eine eindeutige Referenz zwischen
DP-Slave und der dazugehörigen GSD-Datei her. Nicht das
Prüflabor, sondern die PROFIBUS Nutzerorganisation
vergibt eine Identnummer, die Voraussetzung für einen
Zertifizierungstest ist und nicht geändert werden darf.
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AUT Seite 24

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