DE102017012228B4 - Module unit - Google Patents
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Abstract
Eine Moduleinheit (8a, 8b, 8n) zum Verbinden eines Datenbusteilnehmers (20a, 20b, ..., 20n) mit einem Lokalbus (6, 7) ist beschrieben, die Moduleinheit (8a, 8b, 8n) weist auf eine erste Eingangsschnittstelle (9) und eine erste Ausgangsschnittstelle (10) verbindbar mit dem Lokalbus (6, 7), eine erste Datenverbindungsschnittstelle (14b) verbindbar mit dem Datenbusteilnehmer (20a, 20b, ..., 20n), und ein erstes Schaltmittel (23), das angepasst ist in Abhängigkeit von einer Steuereingabe, St, von dem Datenbusteilnehmer (20a, 20b, ..., 20n) einen ersten oder einen zweiten Schaltzustand einzunehmen, und in dem ersten Schaltzustand die erste Eingangsschnittstelle (9) mit der ersten Ausgangsschnittstelle (10) zu verbinden und in dem zweiten Schaltzustand die erste Datenverbindungsschnittstelle (14b) mit der ersten Ausgangsschnittstelle (10) zu verbinden.A module unit (8a, 8b, 8n) for connecting a data bus subscriber (20a, 20b, ..., 20n) to a local bus (6, 7) is described, the module unit (8a, 8b, 8n) has a first input interface ( 9) and a first output interface (10) connectable to the local bus (6, 7), a first data connection interface (14b) connectable to the data bus subscriber (20a, 20b, ..., 20n), and a first switching means (23) that is adapted depending on a control input, St, from the data bus subscriber (20a, 20b, ..., 20n) to assume a first or a second switching state, and in the first switching state the first input interface (9) with the first output interface (10) to connect and to connect the first data connection interface (14b) to the first output interface (10) in the second switching state.
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Moduleinheit zum Verbinden eines Datenbusteilnehmers mit einem Lokalbus, insbesondere während des Betriebs des Lokalbusses.The present invention relates to a module unit for connecting a data bus subscriber to a local bus, in particular during the operation of the local bus.
Stand der TechnikState of the art
Moduleinheiten zum Verbinden eines Datenbusteilnehmers mit einem Lokalbus werden zumeist in Automatisierungsanlagen verwendet. Automatisierungsanlagen werden insbesondere zur Steuerung von industriellen Anlagen, Gebäuden sowie von Verkehrsmitteln eingesetzt. Für die Steuerung einer Automatisierungsanlage sind zumeist mehrere Sensoren und Aktoren notwendig. Diese überwachen und steuern den von der Anlage ausgeführten Prozess. Die unterschiedlichen Sensoren und Aktoren einer Automatisierungsanlage werden dabei häufig auch als Automatisierungsgeräte bezeichnet.Module units for connecting a data bus subscriber to a local bus are mostly used in automation systems. Automation systems are used in particular to control industrial systems, buildings and means of transport. Multiple sensors and actuators are usually required to control an automation system. These monitor and control the process carried out by the system. The different sensors and actuators of an automation system are often also referred to as automation devices.
Diese Automatisierungsgeräte können entweder direkt mit einer Steuerung der Automatisierungsanlage verbunden werden, oder können zunächst mit Ein- und Ausgangsmodulen, die häufig auch als E/A-Module bezeichnet werden, verbunden werden. Diese können dann wiederum direkt mit der Steuerung verbunden werden. Die Automatisierungsgeräte können dabei entweder direkt in den E/A-Modulen integriert sein oder können mit diesen über Kabel oder kabellos verbunden sein.These automation devices can either be connected directly to a controller of the automation system, or can first be connected to input and output modules, which are often also referred to as I / O modules. These can then be connected directly to the control. The automation devices can either be integrated directly into the I / O modules or can be connected to them via cables or wirelessly.
Die Steuerung einer Automatisierungsanlage wird in der Regel mit Hilfe einer oder mehrerer speicherprogrammierbaren Steuerungen,
Allerdings ist das direkte Verbinden der Automatisierungsgeräte mit der zumindest einen Steuerung oder der E/A-Module mit der zumindest einen Steuerung in Form einer parallelen Verdrahtung, d.h. von jedem Automatisierungsgerät oder jedem E/A-Modul wird je eine Leitung zur übergeordneten Steuerung verlegt, sehr aufwendig. Gerade bei steigendem Automatisierungsgrad einer Automatisierungsanlage wächst der Verkabelungsaufwand bei paralleler Verdrahtung. Dies ist mit großem Aufwand bei der Projektierung, Installation, Inbetriebnahme und Wartung verbunden.However, the direct connection of the automation devices to the at least one controller or the I / O modules to the at least one controller is in the form of parallel wiring, i.e. One line from each automation device or each I / O module is routed to the higher-level control, very complex. Especially when the degree of automation of an automation system increases, the cabling effort with parallel wiring increases. This is associated with great effort in project planning, installation, commissioning and maintenance.
Daher werden heutzutage in der Automatisierungstechnik zumeist Bussysteme eingesetzt, mit denen die Automatisierungsgeräte beziehungsweise die E/A-Module an die Steuerung angeschlossen werden können. Um die Anbindung der einzelnen Automatisierungsgeräte beziehungsweise der E/A-Module mit dem Bussystem noch weiter zu vereinfachen, werden heutzutage häufig einzelne Gruppen von Automatisierungsgeräten beziehungsweise E/A-Modulen mit Hilfe eines spezialisierten Lokalbusses zunächst untereinander zu einem Lokalbussystem verbunden und anschließend wird zumindest ein Teilnehmer dieses Lokalbusses mit dem Bussystem verbunden, welches mit der Steuerung verbunden ist. Dabei kann sich das Lokalbussystem von dem Bussystem unterscheiden, welches eingesetzt wird, um die Verbindung mit der Steuerung zu realisieren.
Der mit dem Bussystem der Steuerung verbundene Teilnehmer einer Gruppe von Lokalbusteilnehmern wird häufig auch als Lokalbusmaster bezeichnet. Alternativ wird auch die Bezeichnung Kopfstation des Lokalbussystems verwendet. Dieser Lokalbusmaster kann gegenüber anderen Lokalbusteilnehmer weitere Logiken, Schaltungen oder Funktionalitäten beinhalten, die zur Anbindung an das Bussystem der Steuerung notwendig sind. Auch kann der Lokalbusmaster selbst eine
The subscriber of a group of local bus subscribers connected to the control bus system is often also referred to as the local bus master. Alternatively, the term head station of the local bus system is also used. Compared to other local bus participants, this local bus master can contain further logic, circuits or functionalities that are necessary for connection to the bus system of the controller. The local bus master can also do one
Die zum Einsatz kommenden Lokalbusse sind zumeist auf die speziellen Einsatzerfordernisse der Automatisierungsgeräte beziehungsweise E/A-Module abgestimmt oder berücksichtigen deren spezielle Hardwareausgestaltung. Dabei bilden die Gruppen an Automatisierungsgeräten beziehungsweise E/A-Modulen des Lokalbussystems zumeist eine Untergruppe der Automatisierungsanlage zur Ausführung einer speziellen Aufgabe in dem von der Automatisierungsanlage ausgeführten Prozess. Die auf den Bussen ausgetauschten Daten für den Prozess werden auch häufig als Lokalbusdaten oder Prozessdaten bezeichnet, weil diese Daten Informationen zur Regelung beziehungsweise Steuerung des von der Automatisierungsanlage ausgeführten Prozesses beinhaltet. Diese Daten können dabei unter anderem Messdaten, Steuerungsdaten, Zustandsdaten und/oder andere Informationen umfassen. Entsprechend des verwendeten Busprotokolls können diesen Daten andere Daten vorangestellt (engl. Header) oder angehängt (engl. Trailer) sein. Diese anderen Daten können Informationen bezüglich der Daten beinhalten, oder Informationen bezüglich einer internen Kommunikation auf dem Lokalbus beinhalten. Hierbei ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Informationen bekannt, die entsprechend des verwendeten Busprotokolls den Prozessdaten vorangestellt oder angefügt werden können. Die an einen Lokalbus angeschlossenen Lokalbusteilnehmer können auch als Datenbusteilnehmer bezeichnet werden, weil diese Daten auf dem Lokalbus austauschen. Ein Datenbusteilnehmer kann dabei zum Steuern oder Überwachen eines Prozesses dienen, insbesondere durch eine Ausgabe von Steuersignalen z.B. an Aktoren und/oder durch einen Empfang von Messsignalen z.B. von Sensoren. Der Datenbusteilnehmer setzt die Steuersignale und/oder Messsignale in Prozessdaten für den Lokalbus um oder umgekehrt.The local buses used are mostly tailored to the special application requirements of the automation devices or I / O modules or take their special hardware design into account. The groups of automation devices or I / O modules of the local bus system mostly form a sub-group of the automation system for performing a special task in the process carried out by the automation system. The data for the process exchanged on the buses are also often referred to as local bus data or process data because this data contains information for regulating or controlling the process carried out by the automation system. These data can include measurement data, control data, status data and / or other information. Depending on the bus protocol used, this data can be preceded by other data (header) or appended (trailer). This other data may include information related to the data or information related to internal communication on the local bus. A large number of different pieces of information are known, which can be preceded or added to the process data according to the bus protocol used. The local bus devices connected to a local bus can also be referred to as data bus devices because they exchange data on the local bus. A data bus subscriber can be used to control or monitor a process, in particular by outputting control signals, for example to actuators, and / or by receiving measurement signals, for example from sensors. The data bus participant converts the control signals and / or measurement signals into process data for the local bus or vice versa.
Ein Beispiel eines Lokalbusses ist ein Ringbus, der eine spezialisierte Form des Lokalbusses darstellt, wie zum Beispiel aus
In einer geschlossenen Ringbusanordnung ist es notwendig, dass jeder Steckplatz des Lokalbusses mit einem Datenbusteilnehmer belegt ist, so dass Daten der Reihe nach von einem zum anderen Datenbusteilnehmer weitergeleitet werden können. Falls ein Steckplatz nicht mit einem Datenbusteilnehmer belegt ist, wird der Bus, beziehungsweise der Abwärtsstrom und/oder der Aufwärtsstrom unterbrochen und ein Weiterleiten, beziehungsweise ein Zurückleiten der Daten funktioniert nicht mehr. Auch würde ein Entfernen eines entsprechend gesteckten Datenbusteilnehmers während des Betriebs den Bus sofort unterbrechen.An example of a local bus is a ring bus, which is a specialized form of the local bus, such as from
In a closed ring bus arrangement, it is necessary that each slot of the local bus is occupied by a data bus participant, so that data can be forwarded in sequence from one data bus participant to another. If a slot is not occupied by a data bus participant, the bus or the downward current and / or the upward current is interrupted and forwarding or returning the data no longer works. Removing an appropriately plugged-in data bus subscriber during operation would also interrupt the bus immediately.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Moduleinheit bereitzustellen, welche es ermöglicht, dass ein Lokalbus auch bei dem Entfernen von einem oder mehreren Datenbusteilnehmern nicht unterbrochen wird, sondern weiter betrieben wird.Proceeding from this, it is the object of the present invention to provide an improved module unit which enables a local bus not to be interrupted, but to continue to be operated even when one or more data bus subscribers are removed.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese Aufgabe wird mit einer Moduleinheit entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. This object is achieved with a module unit according to the independent claim. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Moduleinheit zum Verbinden eines Datenbusteilnehmers mit einem Lokalbus, insbesondere eines Ringbusses, weist eine erste Eingangsschnittstelle und eine erste Ausgangsschnittstelle auf, die verbindbar sind mit dem Lokalbus. D.h. die erste Eingangsschnittstelle und eine erste Ausgangsschnittstelle sind angepasst, um mit dem Lokalbus verbunden zu werden. Die erfindungsgemäße Moduleinheit weist weiterhin eine erste Datenverbindungsschnittstelle auf, die mit dem Datenbusteilnehmer verbindbar ist. D.h. die Datenverbindungsschnittstelle ist angepasst, um mit dem Datenbusteilnehmer verbunden zu werden. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Moduleinheit ein erstes Schaltmittel auf, das angepasst ist, in Abhängigkeit von einer Steuereingabe von dem Datenbusteilnehmer einen ersten oder einen zweiten Schaltzustand einzunehmen, wobei in dem ersten eingenommenen Schaltzustand die erste Eingangsschnittstelle mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden ist und in dem zweiten eingenommenen Schaltzustand die erste Datenverbindungsschnittstelle mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden ist. D.h. je nach Schaltzustand des Schaltmittels ist entweder die erste Eingangsschnittstelle mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden und Daten werden nur durch die Moduleinheit geleitet, wohingegen in dem anderen Schaltzustand Daten die an der ersten Eingangsschnittstelle anliegen nicht direkt auf die erste Ausgangsschnittstelle geleitet werden, sondern die Daten an der ersten Ausgangsschnittstelle abhängig sind von der ersten Datenverbindungsschnittstelle, also beispielsweise von den Daten, die der Datenbusteilnehmer an dieser ersten Datenverbindungsschnittstelle bereitstellt. Beispielsweise kann das Schaltmittel dabei angepasst sein, die jeweiligen Schaltzustände danach zu richten, ob ein Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden ist oder nicht. Im Falle dessen, dass kein Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden ist kann das Schaltmittel beispielsweise den ersten Schaltzustand herstellen, wohingegen das Schaltmittel im Falle dessen, dass ein Datenbusteilnehmer verbunden ist mit der Moduleinheit den zweiten Schaltzustand herstellen kann.The module unit according to the invention for connecting a data bus subscriber to a local bus, in particular a ring bus, has a first input interface and a first output interface which can be connected to the local bus. This means that the first input interface and a first output interface are adapted to be connected to the local bus. The module unit according to the invention also has a first data connection interface which can be connected to the data bus subscriber. Ie the data connection interface is adapted to be connected to the data bus subscriber. Furthermore, the module unit according to the invention has a first switching means that is adapted to assume a first or a second switching state depending on a control input from the data bus subscriber, the first input interface being connected to the first output interface in the first switching state and the second one assumed switching state, the first data connection interface is connected to the first output interface. That is, depending on the switching state of the switching means, either the first input interface is connected to the first output interface and data is only passed through the module unit, whereas in the other switching state, data which are present at the first input interface are not passed directly to the first output interface, but rather the data the first output interface are dependent on the first Data connection interface, that is to say, for example, of the data that the data bus subscriber provides on this first data connection interface. For example, the switching means can be adapted to adjust the respective switching states according to whether a data bus subscriber is connected to the module unit or not. In the event that no data bus subscriber is connected to the module unit, the switching means can, for example, establish the first switching state, whereas the switching means, in the event that a data bus subscriber is connected to the module unit, can produce the second switching state.
Durch die erfindungsgemäße Moduleinheit lässt sich aus dem Lokalbus ein Datenbusteilnehmer entfernen oder es lässt sich ein Datenbusteilnehmer hinzufügen, ohne dass der Lokalbus längere Zeit unterbrochen wird. Es ist vor allem vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Moduleinheit, dass der Abwärtsstrom an Daten nicht unterbrochen wird, auch wenn ein Datenbusteilnehmer hinzugefügt oder entfernt wird, weil die Moduleinheit in diesem Fall immer noch eine Verbindung zwischen der ersten Eingangsschnittstelle und Ausgangsschnittstelle herstellt.The module unit according to the invention allows a data bus subscriber to be removed from the local bus or a data bus subscriber to be added without the local bus being interrupted for a long time. It is particularly advantageous in the module unit according to the invention that the downward stream of data is not interrupted, even if a data bus subscriber is added or removed, because in this case the module unit still establishes a connection between the first input interface and output interface.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist diese eine zweite Datenverbindungsschnittstelle auf, die verbindbar ist mit dem Datenbusteilnehmer - also angepasst ist mit dem Datenbusteilnehmer verbunden zu werden -, wobei das erste Schaltmittel weiter angepasst ist, die zweite Datenverbindungsschnittstelle mit der ersten Eingangsschnittstelle zu verbinden. D.h. die Daten, die an der ersten Eingangsschnittstelle anliegen, werden an eine zweite Datenverbindungsschnittstelle geleitet, so dass diese dem Datenbusteilnehmer zugeleitet werden können, der damit eine Verarbeitung durchführen kann. Anschließend kann der Datenbusteilnehmer die verarbeiteten Daten auf der ersten Datenverbindungsschnittstelle ausgeben, die mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden ist, so dass die verarbeiteten Daten an die nächste Moduleinheit beziehungsweise den nächsten Datenbusteilnehmer weitergeleitet werden können. Dabei kann das Schaltmittel die Verbindung zwischen der zweiten Datenverbindungsschnittstelle und der ersten Eingangsschnittstelle im gleichen Schaltzustand herstellen, in dem auch die erste Datenverbindungsschnittstelle mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Verbindung zwischen der zweiten Datenverbindungsschnittstelle und der ersten Eingangsschnittstelle in einem dem ersten Schaltzustand vor- oder nachgelagerten Schaltzustand hergestellt wird. D.h. die Verbindung der ersten Datenverbindungsschnittstelle mit der ersten Ausgangsschnittstelle kann gleichzeitig mit der Verbindung der zweiten Datenverbindungsschnittstelle mit der ersten Eingangsschnittstelle hergestellt werden oder die entsprechenden Verbindungen können nacheinander hergestellt werden. Die auf dem Lokalbus gesendeten Daten können in Form von Datenpaketen übertragen werden. Die Datenpakete können auch als Telegramme bezeichnet werden. Ein Datenpaket weist beispielsweise Header, Payload und vorteilhafterweise eine Prüfsumme auf.In a preferred embodiment of the module unit according to the invention, it has a second data connection interface which can be connected to the data bus subscriber - that is to say is adapted to be connected to the data bus subscriber -, the first switching means being further adapted to connect the second data connection interface to the first input interface. I.e. the data which are present at the first input interface are passed to a second data connection interface, so that these can be passed on to the data bus subscriber, who can then process them. The data bus subscriber can then output the processed data on the first data connection interface, which is connected to the first output interface, so that the processed data can be forwarded to the next module unit or the next data bus subscriber. The switching means can establish the connection between the second data connection interface and the first input interface in the same switching state in which the first data connection interface is also connected to the first output interface. However, it is also conceivable that the connection between the second data connection interface and the first input interface is established in a switching state before or after the first switching state. I.e. the connection of the first data connection interface to the first output interface can be established simultaneously with the connection of the second data connection interface to the first input interface, or the corresponding connections can be established in succession. The data sent on the local bus can be transmitted in the form of data packets. The data packets can also be called telegrams. A data packet has, for example, header, payload and advantageously a checksum.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit ist der Lokalbus als Ringbus ausgebildet, und die erste Eingangsschnittstelle ist angepasst zum Empfangen von Daten, wohingegen die erste Ausgangsschnittstelle angepasst ist zum Senden von Daten. Dabei empfängt die erste Eingangsschnittstelle Daten von einem vorgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise einer vorgelagerten Moduleinheit oder dem Lokalbusmaster. Die Ausgangsschnittstelle sendet Daten an einen nachgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise eine nachgelagerte Moduleinheit. Das Empfangen und Senden kann passiv oder aktiv sein. D.h. das Empfangen kann beispielsweise ausschließlich darin bestehen, dass ein Signal an der ersten Eingangsschnittstelle anliegt, aber keine Signalverarbeitung stattfindet. In diesem Fall kann von einem passiven Empfangen gesprochen werden. Im Falle dessen, dass beispielsweise eine Signalverarbeitung stattfindet, so kann von einem aktiven Empfangen gesprochen werden. Das gleiche gilt auch für das Senden, wird keine Signalverarbeitung durchgeführt, d.h. das Signal also einfach an der ersten Ausgangsschnittstelle bereitgestellt, so kann von einem passiven Senden gesprochen werden, wohingegen falls eine Signalverarbeitung durchgeführt wird von einem aktiven Senden gesprochen werden kann. Die erste Eingangsschnittstelle und die erste Ausgangsschnittstelle können dabei beide passiv oder aktiv sein, d.h. keine oder eine Signalverarbeitung durchführen, oder eine der beiden Schnittstellen kann aktiv sein wohingegen die andere passiv ist, d.h. die eine führt eine Signalverarbeitung durch, wohingegen die andere keine Signalverarbeitung durchführt. Dem Fachmann ist bewusst, dass mit dem Begriff Signalverarbeitung jegliche Verarbeitung eines Signals gemeint sein kann, beispielsweise eine Codierung, eine Decodierung, Anwenden einer Modulierung oder De-Modulierung, Umsetzung auf oder von einem Übertragungsformat in ein anderes Format etc. Hierbei sind auch die entsprechenden Signalverarbeitungen für die Umsetzung von kabelgebundenen Signalen auf kabellose Signale umfasst. In einem Ringbus werden die Daten in Form von Datenpaketen gesendet, die alle Datenbusteilnehmer durchlaufen. Datenpakete werden innerhalb eines Zyklusrahmens vom Lokalbusmaster zu den Datenbusteilnehmern gesendet.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the local bus is designed as a ring bus and the first input interface is adapted for receiving data, whereas the first output interface is adapted for sending data. The first input interface receives data from an upstream data bus subscriber or an upstream module unit or the local bus master. The output interface sends data to a downstream data bus subscriber or a downstream module unit. Receiving and sending can be passive or active. I.e. for example, the reception may consist solely in that a signal is present at the first input interface, but no signal processing takes place. In this case one can speak of passive reception. In the event that signal processing takes place, for example, active reception can be spoken of. The same applies to transmission, if no signal processing is carried out, i.e. the signal is therefore simply provided at the first output interface, so passive transmission can be spoken of, whereas if signal processing is being carried out, active transmission can be spoken of. The first input interface and the first output interface can both be passive or active, i.e. perform no or signal processing, or one of the two interfaces can be active whereas the other is passive, i.e. one performs signal processing, while the other does not perform signal processing. The person skilled in the art is aware that the term signal processing can mean any processing of a signal, for example coding, decoding, applying modulation or de-modulation, conversion to or from a transmission format into another format, etc. Here are the corresponding ones Signal processing for the conversion of wired signals to wireless signals includes. In a ring bus, the data is sent in the form of data packets that all data bus participants pass through. Data packets are sent from the local bus master to the data bus participants within a cycle frame.
Ein Zyklusrahmen kann dabei beispielsweise als ein wiederkehrendes (zyklisches) vorzugsweise äquidistantes Zeitintervall, in dem Daten auf dem Lokalbus übertragbar sind, definiert werden. Der Zyklusrahmen weist beispielsweise zumindest eine Startkennung (SOC) und einen Zeitbereich zur Übertragung von Daten auf. Mehrere Startkennungen (SOC) aufeinander folgender Zyklusrahmen sind dabei vorteilhafterweise in einem zeitlich äquidistanten Abstand zueinander. Der genannte Zeitbereich ist für die Übertragung der Datenpakete vorgesehen. Die Startkennung (SOC) und die Datenpakete werden über den Lokalbus übertragen und durchlaufen alle Datenbusteilnehmer. Die Startkennung (SOC) ist separat, also als eigenständiges Symbol übertragbar oder vorteilhafterweise in einem Startdatenpaket (SOC-Paket) enthalten.A cycle frame can, for example, be a recurring (cyclical), preferably equidistant, time interval in which data is stored are transferable to the local bus. The cycle frame has, for example, at least one start identifier (SOC) and a time range for the transmission of data. Several start identifiers (SOC) of successive cycle frames are advantageously at a time-equidistant distance from one another. The stated time range is intended for the transmission of the data packets. The start identifier (SOC) and the data packets are transmitted via the local bus and pass through all data bus participants. The start identifier (SOC) is separate, that is to say transferable as an independent symbol or advantageously contained in a start data packet (SOC packet).
Innerhalb des Zeitbereichs des Zyklusrahmens werden keine, ein oder mehrere Datenpakete übertragen. Vorteilhafterweise werden in einem Zyklusrahmen Leerlauf-Daten (Idle-Data) eingefügt, insbesondere angrenzend an zumindest ein Datenpaket. Vorteilhafterweise bewirkt die Übertragung der Datenpakete und/oder der Leerlauf-Daten ein ununterbrochenes Signal auf dem Lokalbus. Das Signal ermöglicht es den Datenbusteilnehmern, sich auf dieses zeitlich zu synchronisieren. Vorteilhafterweise weist der Zyklusrahmen zusätzlich einen Trailer auf. Der Trailer hat eine variable Länge und folgt auf den Zeitbereich zur Datenübertragung vorzugsweise bis zur folgenden Startkennung (SOC) des nächsten Zyklusrahmens. Vorteilhafterweise weist der Trailer Leerlauf-Daten auf.No, one or more data packets are transmitted within the time frame of the cycle frame. Idle data is advantageously inserted in a cycle frame, in particular adjacent to at least one data packet. The transmission of the data packets and / or the idle data advantageously causes an uninterrupted signal on the local bus. The signal enables the data bus participants to synchronize in time with it. The cycle frame advantageously also has a trailer. The trailer has a variable length and preferably follows the time range for data transmission until the next start identifier (SOC) of the next cycle frame. The trailer advantageously has idle data.
Die im Zyklusrahmen übertragenen Datenpakete werden dabei vorzugsweise originär vom Lokalbusmaster erzeugt und über den Ringbus an die Datenbusteilnehmer gesendet. Beim Erzeugen kann der Lokalbusmaster von der Steuerung, beispielsweise einer
Ein Datenpaket kann aber auch ein Kommunikationsdatenpaket sein, welches keine Prozessdaten aufweist und insbesondere zum Programmieren und/oder zum Steuern und/oder zum Überwachen und/oder zum Identifizieren zumindest eines Datenbusteilnehmers dient. Vorteilhafterweise weist das Kommunikationsdatenpaket eine Adresse auf, die mindestens einem Datenbusteilnehmer zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der Datenbusteilnehmer eingerichtet, die Adresse auszuwerten und das Kommunikationsdatenpaket entsprechend zu verarbeiten.However, a data packet can also be a communication data packet which has no process data and is used in particular for programming and / or for controlling and / or for monitoring and / or for identifying at least one data bus subscriber. The communication data packet advantageously has an address which is assigned to at least one data bus subscriber. The data bus subscriber is preferably set up to evaluate the address and to process the communication data packet accordingly.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist die erste Eingangsschnittstelle zumindest einen lösbaren elektrischen Kontakt zum Anschluss an den Lokalbus und/oder die erste Ausgangsschnittstelle zumindest einen lösbaren elektrischen Kontakt zum Anschluss an den Lokalbus auf. Dabei können über den einen elektrischen Kontakt der ersten Eingangsschnittstelle Signale von dem vorgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise der vorgelagerten Moduleinheit empfangen werden und über den einen elektrischen Kontakt der ersten Ausgangsschnittstelle können Signale gesendet werden an den nachgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise die nachgelagerte Moduleinheit. Dabei kann das Senden und Empfangen passiv oder aktiv geschehen. Dem Fachmann ist auch bewusst dass die Schnittstellen auch eine andere Anzahl an Kontakten aufweisen können und die Anzahl nur von der konkreten Ausgestaltung des Lokalbusses abhängig ist. Dem Fachmann ist auch bewusst, dass die Kontakte als Steck, Schneid oder anderweitige Kontakte ausgebildet sein können, mit denen sich eine elektrisch leitende Verbindung herstellen lässt. Es ist auch denkbar, dass eine optische Verbindung hergestellt wird. Dass die Kontakte lösbar sind bedeutet, dass diese nicht eine feste Verbindung eingehen, sondern durch Ausübung einer gewissen Kraft wieder voneinander gelöst werden können.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first input interface has at least one detachable electrical contact for connection to the local bus and / or the first output interface has at least one detachable electrical contact for connection to the local bus. Signals can be received from the upstream data bus subscriber or the upstream module unit via the one electrical contact of the first input interface, and signals can be sent via the one electrical contact of the first output interface to the downstream data bus subscriber or the downstream module unit. Sending and receiving can be done passively or actively. The person skilled in the art is also aware that the interfaces can also have a different number of contacts and the number is only dependent on the specific design of the local bus. The person skilled in the art is also aware that the contacts can be designed as plug-in, cutting or other contacts with which an electrically conductive connection can be established. It is also conceivable that an optical connection is established. The fact that the contacts are detachable means that they do not form a firm connection, but can be detached from one another by exerting a certain force.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist die erste Datenverbindungsschnittstelle und/oder die zweite Datenverbindungsschnittstelle jeweils zumindest einen lösbaren elektrischen Kontakt zum Anschluss an den Datenbusteilnehmer auf. Dabei kann die zweite Datenverbindungsschnittstelle dazu angepasst sein dem Datenbusteilnehmer über den Kontakt Signale zu senden, wobei dieses Senden passiv oder aktiv geschehen kann, und die erste Datenverbindungsschnittstelle kann dazu angepasst sein Signale von dem Datenbusteilnehmer zu empfangen, wobei dieses Empfangen passiv und aktiv geschehen kann. Dem Fachmann ist auch bewusst, dass die Schnittstellen auch eine andere Anzahl an Kontakten aufweisen können und die Anzahl nur von der konkreten Ausgestaltung der Datenbusteilnehmer abhängig ist. Dem Fachmann ist auch bewusst, dass die Kontakte als Steck, Schneid oder anderweitige Kontakte ausgebildet sein können, mit denen sich eine elektrisch leitende Verbindung herstellen lässt. Es ist auch denkbar, dass eine optische Verbindung hergestellt wird.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention the first data connection interface and / or the second data connection interface each have at least one detachable electrical contact for connection to the data bus subscriber. In this case, the second data connection interface can be adapted to send signals to the data bus subscriber via the contact, wherein this transmission can take place passively or actively, and the first data connection interface can be adapted to receive signals from the data bus subscriber, whereby this reception can take place passively and actively. The person skilled in the art is also aware that the interfaces can also have a different number of contacts and the number depends only on the specific design of the data bus participants. The person skilled in the art is also aware that the contacts can be designed as plug-in, cutting or other contacts with which an electrically conductive connection can be established. It is also conceivable that an optical connection is established.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist diese zumindest ein Verbindungselement auf, um mit einer weiteren Moduleinheit verbunden zu werden, wobei die erste Ausgangsschnittstelle der Moduleinheit elektrisch verbunden wird mit einer ersten Eingangsschnittstelle der weiteren Moduleinheit, oder die erste Eingangsschnittstelle der Moduleinheit elektrisch verbunden wird mit einer ersten Ausgangsschnittstelle der weiteren Moduleinheit. Das Verbindungselement kann dabei eine mechanische Verbindung zwischen den zwei Moduleinheiten herstellen, wobei die Verbindung nur durch Aufbringen einer gewissen Kraft wieder gelöst werden kann. Dementsprechend kann auch gesagt werden, dass das Verbindungselement ein mechanisches Verbindungselement ist. Das mechanische Verbindungselement kann beispielsweise dadurch gebildet werden, dass die Moduleinheiten an der einen Seite Rasthaken aufweisen und an der gegenüberliegenden Seite Ausnehmungen oder Hinterschneidungen, so dass wenn zwei Moduleinheiten aneinander angeordnet werden, die Rasthaken der einen Moduleinheit in die Ausnehmungen oder die Hinterschneidungen der anderen Moduleinheit greifen, so dass diese mechanisch aber lösbar verbunden werden können. Dem Fachmann sind aber auch noch andere Möglichkeiten bekannt, wie zwei Moduleinheiten lösbar mechanisch miteinander verbunden werden können und welche Geometrien hierzu an den Moduleinheiten angeordnet werden müssen. Beim Verbinden der Moduleinheiten ist dabei das Verbindungselement derart ausgestaltet, dass mit Verbindung der Moduleinheiten auch eine elektrische Verbindung der Schnittstellen stattfindet. Dabei wird die erste Ausgangsschnittstelle der einen Moduleinheit mit der ersten Eingangsschnittstelle der anderen nachgelagerten Moduleinheit elektrisch verbunden. Das Verbindungselement sorgt dann dafür, dass die Moduleinheiten nur durch Aufbringung einer gewissen Kraft, die die Haltekraft des Verbindungselements übersteigt, wieder voneinander gelöst werden können und somit die elektrischen Verbindungen wieder gelöst werden. Die Moduleinheiten können auch derart angepasst sein, dass diese nebeneinander auf einer Hutschiene angeordnet werden können und das Verbindungselement kann derart ausgestaltet sein, dass dieses die Moduleinheit auf der Hutschiene fixiert, so dass eine weitere Moduleinheit mit ihrem Verbindungselement direkt an die auf der Hutschiene bereits fixierte Moduleinheit fixiert werden kann. Hierdurch lassen sich mehrere Moduleinheiten aneinanderreihen und an der Hutschiene fixieren. Dabei kann der zumindest eine Kontakt der ersten Ausgangsschnittstelle der einen Moduleinheit in Kontakt mit der ersten Eingangsschnittstelle der nachgelagerten direkt benachbarten Moduleinheit gebracht werden, um so eine elektrische Verbindung herzustellen.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, this has at least one connecting element in order to be connected to a further module unit, the first output interface of the module unit being electrically connected to a first input interface of the further module unit, or the first input interface of the module unit being electrically connected with a first output interface of the further module unit. The connecting element can establish a mechanical connection between the two module units, the connection being releasable only by applying a certain force. Accordingly, it can also be said that the connecting element is a mechanical connecting element. The mechanical connecting element can be formed, for example, in that the module units have latching hooks on one side and recesses or undercuts on the opposite side, so that when two module units are arranged on one another, the latching hooks of one module unit into the recesses or the undercuts of the other module unit grip so that they can be mechanically but releasably connected. However, other possibilities are known to the person skilled in the art of how two module units can be mechanically detachably connected to one another and which geometries must be arranged on the module units for this purpose. When connecting the module units, the connecting element is designed such that when the module units are connected, the interfaces are also electrically connected. The first output interface of one module unit is electrically connected to the first input interface of the other downstream module unit. The connecting element then ensures that the module units can only be detached from one another again by applying a certain force which exceeds the holding force of the connecting element, and the electrical connections are thus detached again. The module units can also be adapted in such a way that they can be arranged next to one another on a top-hat rail and the connecting element can be designed in such a way that it fixes the module unit on the top-hat rail, so that a further module unit with its connecting element is fixed directly to the one on the top-hat rail Module unit can be fixed. This allows several module units to be strung together and fixed to the top-hat rail. In this case, the at least one contact of the first output interface of the one module unit can be brought into contact with the first input interface of the downstream directly adjacent module unit in order to establish an electrical connection.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist dieses zumindest ein Verbindungselement auf, um mit einem Datenbusteilnehmer verbunden zu werden, wobei die erste Datenverbindungsschnittstelle und/oder die zweite Datenverbindungsschnittstelle elektrisch verbunden werden mit dem Datenbusteilnehmer. Dabei kann das Verbindungselement zumindest derart ausgestaltet sein, dass dieses ein lösbares mechanisches Verbinden des Datenbusteilnehmers mit der Moduleinheit erlaubt. Beispielsweise kann dies durch geeignete Steck- oder Klemmverbindungselemente an der Moduleinheit und an dem Datenbusteilnehmer realisiert werden, so dass der Datenbusteilnehmer nur bei Aufbringen einer durch diese Elemente bereitgestellten Haltekraft wieder von der Moduleinheit gelöst werden kann. Es ist auch denkbar, dass Sicherungselemente eingesetzt werden, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Datenbusteilnehmer, beispielsweise bei starken Vibrationen, verhindern. Diese Sicherungselemente können beispielsweise nur mit einem Werkzeug gelöst werden oder stellen eine zusätzliche Haltekraft dar. Wenn der Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden ist, dann sind auch die erste und/oder zweite Datenverbindungsschnittstelle mit dem Datenbusteilnehmer verbunden, der entsprechende komplementäre Kontakte aufweist. Dies kann mit entsprechenden Steck- oder Klemmkontakten realisiert werden.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, this has at least one connection element in order to be connected to a data bus subscriber, the first data connection interface and / or the second data connection interface being electrically connected to the data bus subscriber. The connecting element can at least be designed in such a way that it allows detachable mechanical connection of the data bus subscriber to the module unit. For example, this can be achieved by means of suitable plug-in or clamp connection elements on the module unit and on the data bus device, so that the data bus device can only be released from the module unit when a holding force provided by these elements is applied. It is also conceivable that security elements are used which prevent the data bus subscribers from being unintentionally released, for example in the event of strong vibrations. These securing elements can, for example, be released only with a tool or represent an additional holding force. If the data bus subscriber is connected to the module unit, then the first and / or second data connection interface are also connected to the data bus subscriber, which has corresponding complementary contacts. This can be done with the appropriate plug or clamp contacts.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist diese eine zweite Eingangsschnittstelle und eine zweite Ausgangsschnittstelle zum Verbinden mit dem Lokalbus auf. Diese Schnittstellen bilden die Aufwärtsverbindung des Lokalbusses und erlauben es Signale, die von einem nachgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise einer nachgelagerten Moduleinheit an der zweiten Eingangsschnittstelle empfangen werden an einen vorgelagerten Datenbusteilnehmer oder Moduleinheit über die zweite Ausgangsschnittstelle zu senden. Dabei kann das Senden und Empfangen passiv oder aktiv geschehen. In einer einfachen Ausgestaltung kann die Moduleinheit eine direkte elektrisch oder optisch leitende Verbindung zwischen der zweiten Eingangsschnittstelle und der zweiten Ausgangsschnittstelle aufweisen. D.h. in dieser Ausgestaltung werden die Daten in Aufwärtsrichtung nur durch die Moduleinheit hindurch geleitet. Alternativ kann die Moduleinheit aber auch eine dritte und eine vierte Datenverbindungsschnittstelle aufweisen zum Verbinden mit dem Datenbusteilnehmer, und ein zweites Schaltmittel, das angepasst ist in Abhängigkeit von der Steuereingabe von dem Datenbusteilnehmer einen ersten oder einen zweiten Schaltzustand einzunehmen, und in dem ersten Schaltzustand die zweite Eingangsschnittstelle mit der zweiten Ausgangsschnittstelle zu verbinden und in dem zweiten Schaltzustand die dritte Datenverbindungsschnittstelle mit der zweiten Eingangsschnittstelle zu verbinden und/oder die vierte Datenverbindungsschnittstelle mit der zweiten Ausgangsschnittstelle zu verbinden. D.h. in dieser Ausgestaltung können auch in Aufwärtsrichtung Signale kommend von dem nachgelagerten Datenbusteilnehmer beziehungsweise der nachgelagerten Moduleinheit von dem Datenbusteilnehmer verarbeitet werden. Dies hat insbesondere in einem Ringbus den Vorteil, dass die den Datenbusteilnehmer passierenden Symbole des Datenpakets zweimal verarbeitet werden können, nämlich einmal wenn diese in Abwärtsrichtung gesendet werden und das zweite Mal, wenn diese in Aufwärtsrichtung gesendet werden. In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, it has a second input interface and a second output interface for connecting to the local bus. These interfaces form the uplink of the local bus and allow signals from a downstream data bus subscriber or a downstream module unit at the second input interface are received to be sent to an upstream data bus subscriber or module unit via the second output interface. Sending and receiving can be done passively or actively. In a simple embodiment, the module unit can have a direct electrically or optically conductive connection between the second input interface and the second output interface. In other words, in this configuration, the data are only passed through the module unit in the upward direction. Alternatively, the module unit can also have a third and a fourth data connection interface for connecting to the data bus participant, and a second switching means, which is adapted to assume a first or a second switching state depending on the control input from the data bus participant, and the second in the first switching state To connect input interface to the second output interface and in the second switching state to connect the third data connection interface to the second input interface and / or to connect the fourth data connection interface to the second output interface. In this embodiment, signals coming from the downstream data bus subscriber or the downstream module unit can also be processed by the data bus subscriber in the upward direction. This has the advantage, in particular in a ring bus, that the symbols of the data packet passing through the data bus subscriber can be processed twice, namely once when they are sent in the downward direction and the second time when they are sent in the upward direction.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit sind das erste und/oder zweite Schaltmittel elektrisch steuerbar. D.h. die Steuereingabe ist ein elektrisches Signal und entsprechend des elektrischen Signals nehmen das erste und/oder zweite Steuermittel einen entsprechenden Schaltzustand an. Die Formulierung „das erste und/oder das zweite Schaltmittel“ bedeutet, dass mindestens eines der Schaltmittel derart ausgestaltet ist. Wenn es nur ein erstes Schaltmittel gibt, ist dieses derart ausgestaltet. Wenn die Moduleinheit mehrere Schaltmittel aufweist, ist mindestens ein Schaltmittel derart ausgestaltet, vorzugsweise sind aber alle Schaltmittel derart ausgestaltet. Dabei können beide Schaltmittel mit dem gleichen Steuersignal beaufschlagt werden, so dass beide Schaltmittel gleichzeitig gesteuert werden, oder die Schaltmittel können mit unterschiedlichen Steuersignalen beaufschlagt werden. Das Steuersignal kann dabei beispielsweise vom Datenbusteilnehmer selbst erzeugt werden und erst dann erzeugt werden, wenn eine bestimmte Bedingung eingetroffen ist. Beispielsweise können beide Schaltmittel zunächst im ersten Schaltzustand sein, also eine Durchleitung von Signalen in Abwärts- und Aufwärtsrichtung bereitstellen. Wenn der Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden wird, kann dieser beispielsweise unverzüglich ein Steuersignal bereitstellen, was die Schaltmittel veranlasst in den zweiten Schaltzustand zu wechseln, so dass die Signale nicht mehr an dem Datenbusteilnehmer vorbei geleitet werden, sondern von diesem verarbeitet werden können. Es kann aber auch sein, dass der Datenbusteilnehmer zunächst eine gewisse Zeit braucht, bis dieser kommunikationsbereit beziehungsweise verarbeitungsbereit ist, und ein Steuersignal wird erst nach dieser Zeit an die Moduleinheit gesendet, so dass erst wenn die Bereitschaft der Kommunikation beziehungsweise die Bereitschaft der Verarbeitung besteht, die Daten an den Datenbusteilnehmer geleitet werden. Das Steuersignal selbst kann jedes Signal sein, das in der Lage ist eine Information von dem Datenbusteilnehmer an das Schaltmittel zu transportieren. Beispielsweise kann diese Information mittels eines elektrischen oder optischen Signals transportiert werden. Das Steuersignal kann dabei beispielsweise ein binäres Signal sein, welches nur angibt ob oder ob nicht ein Schaltzustand eingenommen werden soll. Dabei kann das erste und/oder das zweite Schaltmittel mindestens ein elektromechanischer Schalter sein. Beispielsweise kann das erste und/oder das zweite Schaltmittel ein Relais mit einem Elektromagneten sein, das derart ausgestaltet ist, dass das elektrische Steuersignal das Relais betätigen kann. Der elektromechanische Schalter kann sich in oder an der Moduleinheit befinden. Das erste und/oder das zweite Schaltmittel können alternativ auch ein elektronischer Schalter sein. Der Schalter kann in Form eines Halbleiterbauelements, wie beispielsweise durch einen Feldeffekttransistor, Bipolartransistor oder durch eine Diodenschaltung realisiert werden. Der elektronische Schalter kann mittels dem elektrischen Steuersignal geschaltet werden. Vorteilhaft haben elektronische Schalter eine kürzere Schaltdauer als elektromechanische Schalter und sind außerdem prell- und verschleißfrei. Auch der elektronische Schalter kann sich in oder an der Moduleinheit befinden.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first and / or second switching means are electrically controllable. I.e. the control input is an electrical signal and, in accordance with the electrical signal, the first and / or second control means assume a corresponding switching state. The wording “the first and / or the second switching means” means that at least one of the switching means is configured in this way. If there is only a first switching means, this is designed in this way. If the module unit has multiple switching means, at least one switching means is designed in this way, but preferably all switching means are configured in this way. Both switching means can be acted upon by the same control signal, so that both switching means can be controlled simultaneously, or the switching means can be acted upon with different control signals. The control signal can, for example, be generated by the data bus subscriber itself and can only be generated when a certain condition has been met. For example, both switching means can initially be in the first switching state, that is to say provide signals in a downward and upward direction. If the data bus subscriber is connected to the module unit, the latter can, for example, immediately provide a control signal, which causes the switching means to switch to the second switching state, so that the signals are no longer routed past the data bus subscriber, but can be processed by the latter. However, it may also be the case that the data bus subscriber first takes a certain amount of time until it is ready for communication or processing, and a control signal is only sent to the module unit after this time, so that only when the communication or the processing is ready, the data is routed to the data bus subscriber. The control signal itself can be any signal that is able to convey information from the data bus subscriber to the switching means. For example, this information can be transported by means of an electrical or optical signal. The control signal can be a binary signal, for example, which only indicates whether or not a switching state is to be assumed. The first and / or the second switching means can be at least one electromechanical switch. For example, the first and / or the second switching means can be a relay with an electromagnet, which is designed such that the electrical control signal can actuate the relay. The electromechanical switch can be located in or on the module unit. The first and / or the second switching means can alternatively also be an electronic switch. The switch can be implemented in the form of a semiconductor component, for example by means of a field effect transistor, bipolar transistor or by means of a diode circuit. The electronic switch can be switched by means of the electrical control signal. Electronic switches advantageously have a shorter switching time than electromechanical switches and are also free of bounce and wear. The electronic switch can also be located in or on the module unit.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit sind das erste und/oder zweite Schaltmittel mechanisch steuerbar. D.h. die Steuereingabe ist eine mechanische Eingabe und entsprechend der Eingabe nehmen das erste und/oder zweite Steuermittel einen entsprechenden Schaltzustand an. D.h. die Schaltmittel werden mechanisch von dem ersten in den zweiten Schaltzustand überführt. Beispielsweise kann dies geschehen durch eine an dem Datenbusteilnehmer angeordnete Geometrie, die wenn der Datenbusteilnehmer an der Moduleinheit angeordnet wird, das Schaltmittel oder die Schaltmittel von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand schaltet. Wenn der Datenbusteilnehmer mit der entsprechenden Geometrie dann wieder entfernt wird, kann das Schaltmittel oder die Schaltmittel wieder zurück von dem zweiten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand überführt werden. Hierfür kann die Geometrie beispielsweise stiftförmig ausgelegt sein, um in einem entsprechend ausgestalteten Schaltmittel den Schaltzustand zu ändern.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first and / or second switching means can be controlled mechanically. Ie the control input is a mechanical input and, according to the input, the first and / or second control means assume a corresponding switching state. That is, the switching means are mechanically transferred from the first to the second switching state. For example, this can be done by means of a geometry arranged on the data bus subscriber which, when the data bus subscriber is arranged on the module unit, switches the switching means or the switching means from a first switching state to a second switching state. If the data bus subscriber with the corresponding geometry is then removed again, the switching means or the switching means can go back again are transferred from the second switching state to the first switching state. For this purpose, the geometry can be designed in the form of a pin, for example, in order to change the switching state in a correspondingly designed switching means.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit sind das erste und/oder zweite Schaltmittel optisch steuerbar. D.h. die Steuereingabe ist ein optisches Signal und entsprechend des Signals nehmen das erste und/oder zweite Steuermittel einen entsprechenden Schaltzustand an.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first and / or second switching means can be controlled optically. I.e. the control input is an optical signal and, in accordance with the signal, the first and / or second control means assume a corresponding switching state.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit sind das erste Schaltmittel und/oder das zweite Schaltmittel angepasst, den ersten Schaltzustand einzunehmen, wenn keine Steuereingabe vorliegt, insbesondere wenn kein Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden ist. D.h. wenn kein Datenbusteilnehmer mit der Moduleinheit verbunden ist, liegt kein Steuersignal vor, oder es gibt keine Geometrie, die einen Schaltzustand hervorruft. In diesem Fall wird der erste Schaltzustand bevorzugt, der eine Durchleitung der Signale auf dem Lokalbus in Abwärts- und Aufwärtsrichtung erlaubt. Die Moduleinheit stellt in diesem Fall eine Durchleitung bereit. Beispielsweise kann dies durch das Herstellen eines niederohmigen Pfades, beziehungsweise eines leitenden Pfades zwischen den Eingangs- und Ausgangsschnittstellen geschehen.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first switching means and / or the second switching means are adapted to assume the first switching state when there is no control input, in particular when no data bus subscriber is connected to the module unit. I.e. if no data bus subscriber is connected to the module unit, there is no control signal or there is no geometry which causes a switching state. In this case, the first switching state is preferred, which allows the signals on the local bus to be passed through in the downward and upward direction. In this case, the module unit provides a pass-through. For example, this can be done by establishing a low-resistance path or a conductive path between the input and output interfaces.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit sind das erste Schaltmittel und/oder das zweite Schaltmittel in dem ersten Schaltzustand angepasst, die zweite Datenverbindungsschnittstelle und/oder die dritte Datenverbindungsschnittstelle mit einem festen Potential zu verbinden. D.h. es wird ein Bezugspotential geschaffen.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the first switching means and / or the second switching means in the first switching state are adapted to connect the second data connection interface and / or the third data connection interface to a fixed potential. I.e. a reference potential is created.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit kann diese ein Gehäuse aus Kunststoff oder einem anderen nicht leitenden Werkstoff aufweisen, so dass die Schnittstellen elektrisch isoliert sind von der Umgebung. Dabei kann das Gehäuse beispielsweise angepasst sein den Datenbusteilnehmer tragend aufzunehmen. Des Weiteren kann das Gehäuse angepasst sein die Moduleinheit an einer Hutschiene zu fixieren.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, it can have a housing made of plastic or another non-conductive material, so that the interfaces are electrically insulated from the environment. The housing can, for example, be adapted to accommodate the data bus subscriber. Furthermore, the housing can be adapted to fix the module unit on a top-hat rail.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist die Moduleinheit eine Spannungs-Verbindungsschnittstelle zum Verbinden einer Spannungsquelle mit dem Datenbusteilnehmer auf. Die Spannungs-Verbindungsschnittstelle kann ähnlich wie die Datenverbindungsschnittstellen ausgeprägt sein, so dass ein lösbares Verbinden des Datenbusteilnehmers mit der Moduleinheit möglich ist. Die Spannungs-Verbindungsschnittstelle versorgt den Datenbusteilnehmer mit Netzspannung, so dass der Datenbusteilnehmer betrieben werden kann. Die zugehörige Spannungsquelle kann sich in oder an der Moduleinheit befinden, oder außerhalb der Moduleinheit angeordnet sein.In a further preferred embodiment of the module unit according to the invention, the module unit has a voltage connection interface for connecting a voltage source to the data bus subscriber. The voltage connection interface can be designed similarly to the data connection interfaces, so that a detachable connection of the data bus subscriber to the module unit is possible. The voltage connection interface supplies the data bus device with mains voltage, so that the data bus device can be operated. The associated voltage source can be located in or on the module unit or can be arranged outside the module unit.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Moduleinheit weist die Moduleinheit eine Steuereingabeschnittstelle auf, zum Empfangen der Steuereingabe von dem Datenbusteilnehmer. Auch die Steuereingabeschnittstelle kann ähnlich wie die Datenverbindungsschnittstellen und die Spannungs-Verbindungsschnittstelle ausgeprägt sein, so dass sie ein lösbares Verbinden des Datenbusteilnehmers mit der Moduleinheit ermöglicht.In yet another preferred embodiment of the module unit according to the invention, the module unit has a control input interface for receiving the control input from the data bus subscriber. The control input interface, like the data connection interface and the voltage connection interface, can also be pronounced, so that it enables a detachable connection of the data bus subscriber to the module unit.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen ergeben sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung. Es zeigen:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm einer beispielhaften Automatisierungsanlage mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung, einem übergeordneten Bus, einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Moduleinheit, sowie einen beispielhaften Ringbus; -
2 ein schematisches Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Moduleinheit ohne einen daran angeordneten Datenbusteilnehmer mit den Schaltmitteln in dem ersten Schaltzustand; und -
3 ein schematisches Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Moduleinheit mit einem daran angeordneten Datenbusteilnehmer mit den Schaltmitteln in dem zweiten Schaltzustand.
-
1 a schematic block diagram of an exemplary automation system with a programmable logic controller, a higher-level bus, an exemplary embodiment of the module unit according to the invention, and an exemplary ring bus; -
2nd a schematic circuit diagram of an embodiment of the module unit according to the invention without a data bus device arranged thereon with the switching means in the first switching state; and -
3rd a schematic circuit diagram of an embodiment of the module unit according to the invention with a data bus device arranged thereon with the switching means in the second switching state.
Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments
Die in
Zur Steuerung des Prozesses der Automatisierungsanlage ist die
Der übergeordnete Bus
Der Lokalbusmaster
Der Ringbus
Ein Datenpaket, welches von dem Lokalbusmaster
Die Moduleinheiten
Auch wenn der Lokalbusmaster
Im Falle dessen, dass die Moduleinheiten
Die an den Moduleinheiten
Die Datenverbindungsschnittstellen
Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigten Datenbusteilnehmer
Die unterschiedlichen Schnittstellen
Die unterschiedlichen Schnittstellen
In der
In der hier gezeigten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Schaltmittel
Wie in
Die Schaltmittel
Wie bereits bezüglich
Der Vorteil der Moduleinheit
In der in
In dem in
In der letzten im Ringbus
Die Moduleinheit
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
-
speicherprogrammierbare Steuerung (
SPS )programmable logic controller (PLC ) - 22nd
- übergeordneter Busparent bus
- 33rd
- LokalbusmasterLocal bus master
- 44th
- erste Schnittstellefirst interface
- 5a,b5a, b
- zweite Schnittstellesecond interface
- 66
- RingbusRing bus
- 77
- VerbindungsleitungenConnecting lines
- 8a, b, n8a, b, n
- ModuleinheitenModular units
- 99
- erste Eingangsschnittstellefirst input interface
- 1010th
- erste Ausgangsschnittstellefirst output interface
- 1111
- zweite Eingangsschnittstellesecond input interface
- 1212
- zweite Ausgangsschnittstellesecond output interface
- 13a, b13a, b
- zweite Datenverbindungsschnittstellesecond data connection interface
- 14a, b14a, b
- erste Datenverbindungsschnittstellefirst data connection interface
- 15a, b15a, b
- dritte Datenverbindungsschnittstellethird data connection interface
- 16a, b16a, b
- vierte Datenverbindungsschnittstellefourth data connection interface
- 17a, b, 18a, b17a, b, 18a, b
- Spannungs-VerbindungsschnittstelleVoltage connection interface
- 19a, b19a, b
- SteuereingabeschnittstelleControl input interface
- 20a, b, n20a, b, n
- DatenbusteilnehmerData bus participants
- 2121st
- TeilnehmereingangParticipant entrance
- 2222
- TeilnehmerausgangParticipant exit
- 2323
- erstes Schaltmittelfirst switching means
- 2424th
- zweites Schaltmittelsecond switching means
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017012228.8A DE102017012228B4 (en) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | Module unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017012228.8A DE102017012228B4 (en) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | Module unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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