DE202008003988U1

DE202008003988U1 - Bus node of a Profinet bus system

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Publication number: DE202008003988U1
Application number: DE200820003988
Authority: DE
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Priority date: 2008-03-22
Filing date: 2008-03-22
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2018-03-23

Abstract

Busknoten eines Profinet-Bussystems mit wenigstens einem Busmodul (9), an welches wenigstens ein Sicherheitssensor mit einer Profibus-Schnittstelle angeschlossen ist, wobei eine Moduladresse des Busmoduls (9) an den Sicherheitssensor übermittelt wird und der so adressierte Sicherheitssensor sichere Telegramme an das Profinet-Bussystem sendet oder von diesem empfängt.Bus node of a Profinet bus system with at least one bus module (9) to which at least one safety sensor with a Profibus interface is connected, wherein a module address of the bus module (9) is transmitted to the safety sensor and the addressed safety sensor secure telegrams to the Profinet Bus system sends or receives from this.

Description

Die Erfindung betrifft einen Busknoten eines Profinet-Bussystems.The The invention relates to a bus node of a Profinet bus system.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Bussysteme, die zum Anschluss von Sensoren eingesetzt werden. Bei den in Rede stehenden Sensoren handelt es sich spezifisch um Sicherheitssensoren, die für sicherheitsrelevante Überwachungsfunktionen, insbesondere im Bereich des Personenschutzes, eingesetzt werden. Derartige Sicherheitssensoren können insbesondere von optischen Sensoren wie Lichtvorhängen gebildet sein, mittels derer Gefahrenbereiche an Maschinen und Anlagen überwacht werden. Bei Eintreten von Objekten in den Gefahrenbereich wird in dem jeweiligen Sicherheitssensor ein Schaltsignal generiert. Um gefahrbringende Situationen zu vermeiden, wird mit dem Schaltsignal die Maschine oder Anlage abgeschaltet. Um die im Bereich der Sicherheitstechnik geltenden Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, müssen nicht nur die Sicherheitssensoren selbst einen fehlersicheren Aufbau aufweisen. Vielmehr muss auch gewährleistet sein, dass das im jeweiligen Sicherheitssensor generierte Schaltsignal auch der Maschine oder Anlage fehlersicher zugeführt wird.The The present invention relates generally to bus systems that used for connecting sensors. For the sensors in question These are specifically safety sensors used for safety-related monitoring functions. especially in the field of personal protection. Such safety sensors can in particular formed by optical sensors such as light curtains be monitored by means of which hazardous areas on machinery and equipment become. When objects enter the danger area, in the respective safety sensor generates a switching signal. Around avoid dangerous situations, with the switching signal the machine or system is switched off. In the field of safety technology Not only the safety sensors need to meet valid safety requirements even have a fail-safe structure. Rather, too to be guaranteed, that the switching signal generated in the respective safety sensor also the machine or system is fed failsafe.

Als Anschlusssysteme für Sensoren werden in jüngerer Zeit anstelle von konventionellen Verkabelungen verstärkt Bussysteme eingesetzt. Ein bekanntes, derartiges Feldbussystem ist der Profibus, der generell zum Anschluss von Sensoren geeignet ist. Der Profibus bildet ein nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitendes Feldbussystem. Die einzelnen Busteilnehmer weisen Profibus-Schnittstellen auf, mit welchen diese an das Profibus-Bussystem angeschlossen werden können.When Connection systems for Sensors are getting younger Time instead of conventional wiring increases bus systems used. A well-known, such fieldbus system is the Profibus, the Generally suitable for connecting sensors. The Profibus forms a fieldbus system operating according to the master-slave principle. The Individual bus subscribers have Profibus interfaces with which these can be connected to the Profibus bus system.

Typische Konfigurationen mit derartigen Feldbussystemen sehen neben Sensoren auch Steuerungen vor, insbesondere SPS-Steuerungen, die zur Steuerung von Maschinen und Anlagen in Abhängigkeit von mit den Sensoren generierten Signalen dienen.typical Configurations with such fieldbus systems look next to sensors also controls in front, in particular PLC controls, to control of machinery and equipment depending of signals generated by the sensors.

Für den Einsatz derartiger Systeme im Bereich der Sicherheitstechnik ist es einerseits notwendig, dass die Endgeräte, nämlich die Steuerungen einerseits und die Sensoren andererseits, einen fehlersicheren Aufbau aufweisen, das heißt es werden als Endgeräte sichere Steuerungen und Sicherheitssensoren eingesetzt.For use Such systems in the field of safety technology is on the one hand necessary that the terminals, namely the controls on the one hand and the sensors on the other hand, one have fail-safe structure, that is, it is safe as a terminal Controls and safety sensors used.

Weiterhin ist es erforderlich, dass auch die Datenübertragung über den Feldbus fehlersicher erfolgt. Der Profibus als solcher ist für eine solche fehlersichere Datenübertragung nicht geeignet. Jedoch existiert eine Erweiterung des Profibus, der so genannte Profisafe, der eine fehlersichere Datenübertragung ermöglicht. Dabei ist die Hardwarekonzeption und weitgehend auch die Softwarekonzeption des Profisafe identisch mit dem Profibus. Zusätzlich ist eine weitere Softwareschicht, das heißt eine weitere Software-Funktionalität beim Profisafe vorgesehen, mittels derer sichere Telegramme, so genannte V2-Telegramme, über das Bussystem gesendet werden, wodurch eine fehlersichere Datenübertragung gewährleistet ist.Farther It is also necessary that the data transmission via the fieldbus is fail-safe he follows. The Profibus as such is for such fail-safe data transfer not suitable. However, there is an extension of the Profibus, the so-called Profisafe, which provides fail-safe data transmission allows. Here is the hardware concept and largely the software design of the Profisafe identical to the Profibus. In addition, another software layer, this means another software functionality provided with the Profisafe, by means of of these secure telegrams, so-called V2 telegrams, over the Bus system are sent, which ensures a fail-safe data transmission is.

Zur Ausbildung eines für den Einsatz in der Sicherheitstechnik geeigneten Systems können somit fehlersichere Steuerungen und Sicherheitssensoren mit ihren Profibus-Schnittstellen an das Profisafe-Bussystem angeschlossen werden.to Training one for The use in safety technology suitable system can thus Fail-safe controllers and safety sensors with their Profibus interfaces be connected to the Profisafe bus system.

Eine Weiterentwicklung des Profibus bildet das so genannte Profinet, das in neuester Zeit verstärkt in industriellen Applikationen zum Einsatz kommt. Dieses Profinet-Bussystem arbeitet, anders als das Profibus- beziehungsweise Profisafe-Bussystem, nicht mehr nach dem Master-Slave-System, sondern stellt ein Ethernetsystem dar und bildet damit ein Bussystem mit einem stochastischen Zugriffsverfahren. Während bei deterministischen Bussystemen wie Master- Slave-Systemen der Zugriff auf den Bus zentral, insbesondere von einem Master kontrolliert wird, kann bei einem Bussystem mit stochastischem Zugriffsverfahren generell jeder Busteilnehmer, unabhängig von anderen Busteilnehmern, Nachrichten auf den Bus ausgeben.A Further development of the Profibus is the so-called Profinet, strengthened in recent times used in industrial applications. This Profinet bus system works, unlike the Profibus or Profisafe bus system, no longer according to the master-slave system, but provides an Ethernet system and thus forms a bus system with a stochastic access method. While For deterministic bus systems such as master-slave systems, access to the bus centrally, in particular controlled by a master, can at a bus system with stochastic access generally everyone Bus subscribers, independent from other bus subscribers, issuing messages on the bus.

Nachdem Profinet-Bussysteme verstärkt in industriellen Applikationen Anwendung finden, ist es wünschenswert, derartige Profinet-Bussysteme auch für den Bereich der Sicherheitstechnik zugänglich zu machen.After this Profinet bus systems reinforced find application in industrial applications, it is desirable Such Profinet bus systems also for the field of safety technology accessible close.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand eine sichere Ankopplung von Sensoren an ein Profinet-Bussystem bereitzustellen.Of the Invention is based on the object with the least possible effort to provide safe coupling of sensors to a Profinet bus system.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Busknoten eines Profinet-Bussystems umfasst ein Busmodul, an welches wenigstens ein Sicherheitssensor mit einer Profibus-Schnittstelle angeschlossen ist. Eine Moduladresse des Busmoduls wird an den Sicherheitssensor übermittelt. Der so adressierte Sicherheitssensor sendet sichere Telegramme an das Profinet-Bussystem oder empfangt sie von diesem.Of the inventive bus node a Profinet bus system comprises a bus module to which at least a safety sensor is connected to a Profibus interface. A Module address of the bus module is transmitted to the safety sensor. The addressed safety sensor sends secure telegrams the Profinet bus system or receive it from this.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass durch das oder die Busmodule als Bestandteile eines Busknotens eines Profinet-Bussystems Sicherheitssensoren, die an diese Busmodule angeschlossen sind, als Standard-Profisafe-Sensoren betrieben werden können, indem sie über ihre Profibus-Schnittstellen sichere Telegramme senden und empfangen. Dies bedeutet, dass die Sicherheitssensoren im Profinet-Bussystem in gleicher Weise eingesetzt werden können wie dies bei einer Einbindung der Sicherheitssensoren in ein Profisafe-Bussystem der Fall wäre.The basic idea of the invention is that by the one or more bus modules as components of a bus node of a Profinet bus tems safety sensors connected to these bus modules can be operated as standard Profisafe sensors by sending and receiving secure telegrams via their Profibus interfaces. This means that the safety sensors in the Profinet bus system can be used in the same way as would be the case if the safety sensors were integrated in a Profisafe bus system.

Diese Adaption der Sicherheitssensoren in ein Profinet-Bussystem ist deshalb möglich, weil sichere Telegramme in Profinet-Bussystemen in identischer Weise wie in Profisafe-Bussystemen ausgebildet sind, nämlich als V2-Telegramme.These Adaptation of the safety sensors in a Profinet bus system is therefore possible, because safe telegrams in Profinet bus systems in an identical way as are formed in Profisafe bus systems, namely as V2 telegrams.

Diesen Umstand ausnutzend bilden das oder die Busmodule des Profinet-Busknotens sichere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, über welche sichere V2-Telegramme von jeweils an ein Busmodul angeschlossenen Sicherheitssensoren zum Profinet-Bussystem oder umgekehrt durchgeroutet werden können.this Taking advantage of the situation, the bus module or modules of the Profinet bus node form secure point-to-point connections via which secure V2 telegrams from each connected to a bus module safety sensors can be routed to the Profinet bus system or vice versa.

Hierzu gibt in einer Initialisierungs-Routine vor Inbetriebnahme des Bussystems das jeweilige Busmodul seine Moduladresse an den angeschlossenen Sicherheitssensor weiter. Hierbei ist vorteilhaft, dass diese Adressierung des Sicherheitssensors automatisch, das heißt ohne die bei Profinet-Bussystemen erforderliche manuelle Adressauswahl erfolgen kann.For this gives in an initialization routine before commissioning the bus system the respective bus module its module address to the connected Safety sensor continues. It is advantageous that this addressing of the safety sensor automatically, ie without the Profinet bus systems required manual address selection can be done.

Während des Betriebs des Profinet-Bussystems erfolgt das Durchrouten eines V2-Telegramms zu einem Sicherheitssensor dann derart, dass im Busmodul, an welches der Sicherheitssensor angeschlossen ist, das V2-Telegramm ohne dies zu bearbeiten oder zu lesen an den angeschlossenen Sicherheitssensor unter der Moduladresse weitergeleitet wird.During the Operation of the Profinet bus system is followed by the routing of a V2 telegram a safety sensor then such that in the bus module, to which the safety sensor is connected, the V2 telegram without this to edit or read to the connected safety sensor is forwarded under the module address.

Damit wird mit dem erfindungsgemäßen Busmodul eine sehr einfache Ankopplung des Sicherheitssensors an das Profinet-Bussystem erhalten.In order to is with the bus module according to the invention a very simple connection of the safety sensor to the Profinet bus system receive.

Besonders vorteilhaft hierbei ist weiterhin, dass die Busmodule selbst nicht fehlersicher ausgebildet sein müssen um eine fehlersichere Datenübertragung im Profinet-Bussystem zu gewährleisten. Zur Gewährleistung der Sicherheitsanforderungen für den Einsatz des Profinet-Bussystems im Bereich der Sicherheitstechnik ist nämlich ausreichend, wenn die Endgeräte, insbesondere die Sicherheitssensoren sowie Steuerungen, an welche von den Sicherheitssensoren generierte Signale zur Durchführung von Steuerungsaufgaben übertragen werden, fehlersicher sind. Dann reicht das Übertragen fehlersicherer Telegramme über das Profinet-Bussystem aus, ohne dass hierfür die Busmodule der Busknoten fehlersicher ausgebildet sein müssen. Der konstruktive Aufwand für die Busmodule kann somit gering gehalten werden.Especially advantageous here is further that the bus modules themselves not must be trained fail-safe for a fail-safe data transmission in the Profinet bus system. To guarantee the security requirements for the Use of the Profinet bus system in the field of safety technology is that sufficient if the terminals, in particular the safety sensors and controls to which transmit signals generated by the safety sensors to perform control tasks are fail-safe. Then the transmission of fail-safe telegrams is sufficient over the Profinet bus system, without the bus modules of the bus node must be trained fail-safe. The design effort for the bus modules can thus be kept low.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass für unterschiedlich ausgebildete Sicherheitssensoren immer dasselbe Busmodul zur Ankopplung an das Profinet-Bussystem verwendet werden kann, das heißt es ist keine sensorspezifische Adaption der Busmodule erforderlich, wodurch der konstruktive Aufwand für die Busmodule sehr gering gehalten werden kann.Farther is beneficial for that differently trained safety sensors always the same Bus module can be used for connection to the Profinet bus system can, that is no sensor-specific adaptation of the bus modules is required, whereby the design effort for the bus modules very low can be held.

Die Busmodule selbst können einfach im Busknoten integriert werden, da dieser einen modularen Aufbau aufweist, der einen einfachen Anschluss von Busmodulen in unterschiedlicher Anzahl ermöglicht.The Bus modules themselves can can be easily integrated into the bus node, since this one modular Has structure that allows easy connection of bus modules in different number allows.

Der Busknoten weist neben einem Profinet-Buskopf zur Ankopplung an das Profinet-Bussystem einen Rückwandbus auf, der einen Modulverbindungsbus für dann anzuschließende Busmodule aufweist. Der Rückwandbus bildet damit ein Verbindungsglied, mittels dessen ein oder mehrere Busmodule an den Profinet-Buskopf angeschlossen werden können. Dabei ist dem Profinet-Buskopf eine Profinet-Adresse zugewiesen, unter welcher der Busknoten im Profinet-Bussystem auswechselbar ist. Die Moduladressen der Busmodule bilden Subadressen zu der Profinet-Adresse des Profinet-Buskopfs. Der so ausgebildete Busknoten weist einen modularen Aufbau auf, der den Anschluss einer variablen Anzahl von Busmodulen, an welche wiederum jeweils ein Sicherheitssensor anschließbar ist, ermöglicht.Of the Bus node has a Profinet bus head for coupling to the bus Profinet bus system a backplane bus on, a module connection bus for then to be connected bus modules having. The backplane bus thus forms a link, by means of which one or more Bus modules can be connected to the Profinet bus head. there the Profinet bus head is assigned a Profinet address, under Which of the bus nodes is interchangeable in the Profinet bus system. The module addresses The bus modules form subaddresses to the Profinet address of the Profinet bus head. The thus formed bus node has a modular structure, the connection of a variable number of bus modules, to which in turn, in each case a safety sensor is connected, allows.

In einer vorteilhaften Erweiterung der Erfindung können an ein Busmodul auch mehrere Sicherheitssensoren angeschlossen werden. Dann werden vom Busmodul den dort angeschlossenen Sicherheitssensoren unterschiedliche Adressen zugewiesen, welche vorteilhaft von der Moduladresse des Busmoduls abgeleitet sind.In an advantageous extension of the invention can also be several to a bus module Safety sensors are connected. Then be from the bus module the safety sensors connected there have different addresses which is advantageous from the module address of the bus module are derived.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Schematische Darstellung eines Profinet-Busknotens mit angeschlossenen Sicherheitssensoren. 1 : Schematic representation of a Profinet bus node with connected safety sensors.

2: Anordnung gemäß 1 mit einer Detaildarstellung eines Busmoduls als Bestandteil des Profinet-Busknotens. 2 : Arrangement according to 1 with a detailed representation of a bus module as part of the Profinet bus node.

1 zeigt den Aufbau eines Busknotens 1 eines Profinet-Bussystems. Mit einer vom Busknoten 1 ausgehenden Profinet-Leitung 2 ist der Busknoten 1 an das Profinet-Bussystem angeschlossen und mit weiteren Busknoten 1 verbunden. Das Profinet-Bussystem bildet ein ethernet-basiertes Bussystem mit einem stochastischen Buszugriff, das heißt es bildet ein nicht deterministisches Bussystem, bei welchem die Busteilnehmer zu beliebigen Zeiten Zugang auf die Busleitungen suchen können, um über dieses Nachrichten in Form von Telegrammen zu senden, die von allen weiteren Busteilnehmern empfangen werden können. 1 shows the structure of a bus node 1 a Profinet bus system. With one from the bus node 1 outgoing Profinet line 2 is the bus node 1 connected to the Profinet bus system and with other bus nodes 1 connected. The Profinet bus The system forms an ethernet-based bus system with a stochastic bus access, that is to say it forms a non-deterministic bus system in which the bus subscribers can seek access to the bus lines at arbitrary times in order to send messages over the latter in the form of telegrams from all others Bus subscribers can be received.

Im vorliegenden Fall bildet das Profinet-Bussystem ein im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere im Bereich des Personenschutzes, einsetzbares System und erfüllt hierzu die relevanten normativen Sicherheitsanforderungen. Diese Sicherheitsanforderungen werden einerseits dadurch erfüllt, dass als Endgeräte im Profinet-Bussystem fehlersichere Geräte eingesetzt werden, und andererseits dadurch, dass über das Profinet-Bussystem Nachrichten in Form von Telegrammen fehlersicher übertragen werden. Dies wird durch eine spezielle fehlersichere Software zur Ausbildung der Telegramme in Form von sogenannten V2-Telegrammen erreicht.in the In the present case, the Profinet bus system forms part of the Safety technology, in particular in the field of personal safety, usable system and fulfilled the relevant normative safety requirements. These Safety requirements are met on the one hand by the fact that as terminals fail-safe devices are used in the Profinet bus system, and on the other hand in that over the Profinet bus system transmits messages in the form of telegrams fail-safe become. This is done by a special fail-safe software for Formation of the telegrams in the form of so-called V2 telegrams reached.

Als sichere Endgeräte können beispielsweise fehlersichere Steuerungen, insbesondere SPS-Steuerungen, eingesetzt werden. Mit derartigen Steuerungen können Maschinen und Anlagen, von welchen Gefahren für Personen ausgehen können, gesteuert werden. Typischerweise werden zur Gefahrenabsicherung Gefahrenbereiche an derartigen Maschinen und Anlagen mit Sicherheitssensoren überwacht. Derartige Sicherheitssensoren generieren bei Eindringen von Objekten, insbesondere sicherheitskritischen Objekten in die Gefahrenbereiche Schaltsignale, die dann über das Profinet-Bussystem zu wenigstens einer der Steuerungen übertragen werden, die dann die jeweilige Maschine oder Anlage stillsetzen oder generell in einen Zustand versetzen, dass von dieser keine Gefährdungen mehr ausgehen.When secure devices can For example, fail-safe controllers, in particular PLC controllers, be used. With such controls, machines and equipment, what dangers for People can go out, controlled become. Typically, danger areas are protected by hazard areas monitored on such machines and systems with safety sensors. Such safety sensors generate intrusion of objects, particularly safety-critical objects in the danger areas switching signals, then over the Profinet bus system is transmitted to at least one of the controllers, which then shut down the respective machine or system or generally put into a state that no hazards from this go out more.

Derartige Sicherheitssensoren können insbesondere als optische Sensoren ausgebildet sein. 1 zeigt zwei Ausführungsbeispiele derartiger optischer Sensoren. Der erste Sensor ist als so genannter Flächendistanzsensor 3, das heißt als scannender Distanzsensor ausgebildet. Mit diesem Sensor wird ein flächiger Überwachungsbereich dadurch überwacht, dass von einem Distanzsensor emittierte Sendelichtstrahlen mittels eines Scanners periodisch diesen Überwachungsbereich überstreichen. Der zweite Sensor ist als Lichtvorhang 4 ausgebildet. Der Lichtvorhang 4 weist eine Sendereinheit 4a auf, die in einem ersten Gehäuse integriert ist und eine Reihenanordnung von Lichtstrahlen emittierenden Sendern 5 aufweist. Weiterhin weist der Lichtvorhang 4 eine Empfängereinheit 4b auf, die eine in einem zweiten Gehäuse integrierte Anordnung von Lichtstrahlen empfangenden Empfängern 6 aufweist. Der Lichtvorhang 4 arbeitet in bekannter Weise nach dem Lichtschrankenprinzip. Im Betrieb des Lichtvorhangs 4 sind die Sendereinheit 4a und die Empfängereinheit 4b gegenüberliegend angeordnet, so dass jeweils von einem Sender 5 emittierte Lichtstrahlen auf einen zugeordneten Empfänger 6 treffen, so dass diese somit eine Strahlachse bilden. Die Synchronisation der Sender 5 und Empfänger 6, das heißt deren zyklische Aktivierung, erfolgt auf optischem Weg, so dass zwischen Sender- und Empfängereinheit 4a, 4b keine elektrischen Anschlussleitungen vorgesehen sein müssen. Damit sind nur die Sender- und Empfängereinheit 4a, 4b jeweils an den Busknoten 1 angeschlossen.Such safety sensors can be designed in particular as optical sensors. 1 shows two embodiments of such optical sensors. The first sensor is a so-called area distance sensor 3 that is, designed as a scanning distance sensor. With this sensor, a planar monitoring area is monitored by the fact that transmit light beams emitted by a distance sensor periodically sweep this monitoring area by means of a scanner. The second sensor is as a light curtain 4 educated. The light curtain 4 has a transmitter unit 4a which is integrated in a first housing and a series arrangement of light-emitting emitters 5 having. Furthermore, the light curtain points 4 a receiver unit 4b on, which is an integrated in a second housing array of light beam receiving receivers 6 having. The light curtain 4 works in a known manner according to the photocell principle. In operation of the light curtain 4 are the transmitter unit 4a and the receiver unit 4b arranged opposite each other, so each from a transmitter 5 emitted light rays to an associated receiver 6 meet, so that they thus form a beam axis. The synchronization of the transmitter 5 and receiver 6 , that is their cyclic activation, takes place optically, so that between transmitter and receiver unit 4a . 4b no electrical connection lines must be provided. This only includes the transmitter and receiver unit 4a . 4b each to the bus node 1 connected.

Beide optischen Sensoren sind fehlersicher aufgebaut, wobei diese hierzu jeweils bevorzugt eine redundant aufgebaute zweikanalige Auswerteeinheit zur Signalauswertung der mit den jeweiligen Sensorelementen generierten Signale aufweisen.Both optical sensors are constructed fail-safe, with this purpose in each case preferably a redundantly constructed two-channel evaluation unit for Signal evaluation of the generated with the respective sensor elements Have signals.

Der Busknoten 1 gemäß 1 weist einen modularen Aufbau auf. Der Busknoten 1 weist dabei als erste Komponente einen Profinet-Buskopf 7 auf, dem eine Profinet-Adresse zugewiesen ist. Unter dieser Adresse erfolgt über den Profinet-Buskopf 7 das Aussenden und Empfangen von Nachrichten über das Profinet-Bussystem. Weiterhin weist der Busknoten 1 einen Rückwandbus 8 auf, der einen Modulbindungsbus bildet, mittels dessen ein oder mehrere Busmodule 9 an den Profinet-Buskopf 7 angeschlossen werden können, wobei die Busmodule 9 weitere Komponenten des Busknotens 1 bilden. Im vorliegenden Fall sind zwei Busmodule 9 vorgesehen. Generell sind sämtliche Busmodule 9 identisch ausgebildet. Der Rückwandbus 8 übernimmt den Datenverkehr zwischen dem Profinet-Buskopf 7 und den Busmodulen 9. Jedes Busmodul 9 weist einen Adressschalter 10 auf, mittels dessen eine Moduladresse für dieses Busmodul 9 vorgegeben wird. Die Moduladressen bilden Subadressen der Profinet-Adresse.The bus node 1 according to 1 has a modular design. The bus node 1 has the first component as a Profinet bus head 7 to which a Profinet address has been assigned. This address is sent via the Profinet bus head 7 sending and receiving messages via the Profinet bus system. Furthermore, the bus node 1 a backplane bus 8th on, which forms a module binding bus, by means of which one or more bus modules 9 to the Profinet bus head 7 can be connected, the bus modules 9 other components of the bus node 1 form. In the present case are two bus modules 9 intended. In general, all bus modules 9 identically formed. The backplane bus 8th accepts the data traffic between the Profinet bus head 7 and the bus modules 9 , Each bus module 9 has an address switch 10 on, by means of which a module address for this bus module 9 is given. The module addresses form subaddresses of the Profinet address.

Wie aus 1 ersichtlich, ist an jeweils ein Busmodul 9 ein Sicherheitssensor angeschlossen. Jeder der Sicherheitssensoren weist eine Profibus-Schnittstelle auf. Über diese Profibus-Schnittstelle überbringt jeder Sicherheitssensor sichere V2-Telegramme an das zugeordnete Busmodul 9. Der Flächendistanzsensor ist über ein Kabel 11 an ein erstes Busmodul 9 angeschlossen, wobei das Kabel 11 mehrere Adern aufweisen kann. Über das Kabel 11 werden einerseits die Spannungsversorgung und andererseits die sicheren V2-Telegramme übertragen.How out 1 can be seen, is in each case a bus module 9 a safety sensor connected. Each of the safety sensors has a Profibus interface. Each safety sensor transmits secure V2 telegrams to the assigned bus module via this Profibus interface 9 , The area distance sensor is via a cable 11 to a first bus module 9 connected, with the cable 11 can have multiple wires. About the cable 11 On the one hand the power supply and on the other hand the safe V2-telegrams are transmitted.

An das zweite Busmodul 9 ist über ein erstes Kabel 12 die Sendereinheit 4a und über ein zweites Kabel 13 die Empfängereinheit 4b des Lichtvorhangs 4 angeschlossen. Bei dem Lichtvorhang 4 ist die Auswerteeinheit zur Generie rung der Schaltsignale des Lichtvorhangs 4, mit welchen eine Objektdetektion in einem Gefahrenbereich gemeldet wird, in der Empfängereinheit 4b integriert, da die Schaltsignale in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Empfänger 6 generiert werden. Daher ist die Profibus-Schnittstelle nur in der Empfängereinheit 4b integriert. Demzufolge werden über das Kabel 13 der Empfängereinheit 4b V2-Telegramme zusätzlich zur Spannungsversorgung übertragen, während über das Kabel 12 der Sendereinheit 4a nur die Spannungsversorgung übertragen wird.To the second bus module 9 is over a first cable 12 the transmitter unit 4a and a second cable 13 the receiver unit 4b of the light curtain 4 connected. At the light curtain 4 is the evaluation unit for generating tion of the switching signals of light curtain 4 with which an object detection in a danger area is reported, in the receiver unit 4b integrated, since the switching signals in response to the output signals of the receiver 6 to be generated. Therefore, the Profibus interface is only in the receiver unit 4b integrated. Consequently, over the cable 13 the receiver unit 4b V2 telegrams are transmitted in addition to the power supply while using the cable 12 the transmitter unit 4a only the power supply is transmitted.

2 zeigt die Anordnung gemäß 1 in einer Darstellung, in welcher eines der Busmodule 9 detaillierter dargestellt ist, während das andere Busmodul 9 nur schematisch dargestellt ist. Weiterhin zeigt 2 schematisch eine Schnittstelle 14 des Profinet-Buskopfs 7 zum Anschluss der Profinet-Leitung 2 sowie eine in dem Rückwandbus 8 integrierte Stromversorgung 15. 2 shows the arrangement according to 1 in a representation in which one of the bus modules 9 is shown in more detail while the other bus module 9 is shown only schematically. Further shows 2 schematically an interface 14 of the Profinet bus head 7 for connecting the Profinet cable 2 and one in the backplane bus 8th integrated power supply 15 ,

In 2 ist der Sicherheitssensor nicht komplett dargestellt, sondern nur eine Sensorschnittstelle 16, über welche der Anschluss an das Busmodul 9 erfolgt, beispielsweise in Form des Kabels 11, für den Fall, dass der Sicherheitssensor vom Flächendistanzsensor gebildet ist.In 2 the safety sensor is not completely shown, but only a sensor interface 16 via which the connection to the bus module 9 takes place, for example in the form of the cable 11 in the case where the safety sensor is formed by the area distance sensor.

Wie aus 2 ersichtlich, weist das Busmodul 9 einen Microcontroller 17 auf, der im Wesentlichen die Funktionalität des Busmoduls 9 bestimmt.How out 2 can be seen, the bus module 9 a microcontroller 17 essentially the functionality of the bus module 9 certainly.

Das Busmodul 9 weist eine Masterfunktionalität derart auf, dass in einer Initialisierungsroutine die Moduladresse des Busmoduls 9 an den angeschlossenen Sicherheitssensor weitergegeben wird. Damit erfolgt die Adressierung des Sicherheitssensors selbsttätig über das Busmodul 9, so dass eine für Profibus-Sensoren ansonsten erforderliche Adressauswahl entfällt.The bus module 9 has a master functionality such that in an initialization routine, the module address of the bus module 9 is passed on to the connected safety sensor. Thus, the addressing of the safety sensor is done automatically via the bus module 9 so that an otherwise required for Profibus sensors address selection is eliminated.

In dem Busmodul 9 ist eine PN/DP-Buskopplerfunktionalität in Form von Hardware- und Softwaremodulen integriert, mittels derer generell eine Umsetzung zwischen dem Profinet und Profibus erfolgt. Generell könnte diese PN/DP Buskopplerfunktionalität auch ein Rückwandbus 8 des Busknotens 1 implementiert sein.In the bus module 9 is a PN / DP bus coupler functionality in the form of hardware and software modules integrated, by means of which a general implementation between the Profinet and Profibus. In general, this PN / DP bus coupler functionality could also be a backplane bus 8th of the bus node 1 be implemented.

Mittels eines Busmoduls 9 erfolgt eine Ankopplung des Profibus-Sicherheitssensors an das Profinet. Zur Durchführung dieser Ankopplung ist, wie in 2 schematisch dargestellt, der Microcontroller 17 des Busmoduls 9 über eine Leitung 18 mit dem Busknoten 1 und über eine Spannungsversorgungsleitung 19 mit dem Rückwandbus 8 verbunden.By means of a bus module 9 the Profibus safety sensor is connected to the Profinet. To carry out this coupling is, as in 2 shown schematically, the microcontroller 17 of the bus module 9 over a line 18 with the bus node 1 and via a power supply line 19 with the backplane bus 8th connected.

Um die Fehlersicherheit des Profinet-Bussystems zu gewährleisten, werden über diesen Nachrichten in Form sicherer V2-Telegramme übertragen. Empfängt der Profinet-Buskopf 7 eine solche Nachricht, wird diese über die Leitung 18 dem Microcontroller 17 des Busmoduls 9 zugeführt. Der Microcontroller 17 sendet das in der Nachricht enthaltene V2-Telegramm an den angeschlossenen Sicherheitssensor unter der Moduladresse weiter, ohne das V2-Telegramm zu bearbeiten, das heißt durch das Busmodul 9 erfolgt ein Durchrouten eines V2-Telegramms vom Profinet-Bussystem zum Sicherheitssensor. Dasselbe erfolgt bei einem Datentransfer vom Sicherheitssensor zum Profinet-Bussystem.In order to guarantee the error safety of the Profinet bus system, these messages are transmitted in the form of secure V2 telegrams. Receives the Profinet bus head 7 Such a message, this will be over the line 18 the microcontroller 17 of the bus module 9 fed. The microcontroller 17 sends the V2 telegram contained in the message to the connected safety sensor at the module address, without processing the V2 telegram, that is, the bus module 9 A routing of a V2 telegram from the Profinet bus system to the safety sensor takes place. The same happens with a data transfer from the safety sensor to the Profinet bus system.

Die Funktion des Busmoduls 9 kann deshalb auf ein Durchrouten von V2-Telegrammen vom Profinet-Bussystem zum angeschlossenen Sicherheitssensor beschränkt sein, da V2-Telegramme als fehlersichere Telegramme in identischer Form sowohl im Profinet als auch im Profibus standardisiert sind.The function of the bus module 9 can therefore be limited to a through-routing of V2 telegrams from the Profinet bus system to the connected safety sensor, since V2 telegrams are standardized as fail-safe telegrams in identical form both in Profinet and in Profibus.

Durch das Busmodul 9 können somit die angeschlossenen Sicherheitssensoren als Profibus-Sensoren innerhalb des Profinet-Bussystems betrieben werden. Damit ist eine einfache Ankopplung von Sicherheitssensoren mit Profibus-Schnittstellen an ein Profinet-Bussystem gegeben.Through the bus module 9 Thus, the connected safety sensors can be operated as Profibus sensors within the Profinet bus system. This provides a simple connection of safety sensors with Profibus interfaces to a Profinet bus system.

Da die Datenübertragung über sichere V2-Telegramme erfolgt, braucht das jeweilige Busmodul (9) selbst keinen fehlersicheren Aufbau aufweisen. Zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen im Bereich der Sicherheitstechnik ist es ausreichend, wenn die Sicherheitssensoren als Profibus-Sensoren sowie weitere Endgeräte wie Steuerungen fehlersicher sind.Since the data is transmitted via secure V2 telegrams, the respective bus module ( 9 ) themselves have no fail-safe structure. To meet the safety requirements in the field of safety technology, it is sufficient if the safety sensors as Profibus sensors and other terminal devices such as controllers are fail-safe.

Die Ausführungsform gemäß den 1 und 2 kann dahingehend erweitert sein, dass an die Busmodule 9 jeweils mehrere Sicherheitssensoren angeschlossen werden können. Hierzu können mehrere sternförmige Stichleitungen vorgesehen sein.The embodiment according to the 1 and 2 may be extended to the bus modules 9 in each case several safety sensors can be connected. For this purpose, several star-shaped stubs can be provided.

Die Adressvergabe erfolgt dann nach vorgegebenen Regeln derart, dass den Sicherheitssensoren jeweils eine eindeutige Adresse vorgeordnet wird, wobei diese von der Moduladresse des jeweiligen Busmoduls 9, an welche die Sicherheitssensoren angeschlossen sind, abgeleitet sind. Beispielsweise wird dem ersten Sicherheitssensor, der an ein Busmodul 9 angeschlossen ist, dessen Moduladresse zugewiesen. Die weiteren angeschlossenen Sicherheitssensoren erhalten dann Adressen, die aufeinander folgend in aufsteigender Reihenfolge von der Moduladresse ausgehen. Sind beispielsweise an ein Busmoduls 9 vier Sicherheitssensoren angeschlossen und das Busmodul 9 hat die Moduladresse 30, so erhält der erste Sicherheitssensor die Adresse 30, die drei weiteren Sicherheitssensoren die Adressen 31, 32, 33. Das nächste Busmodul 9 hat dann vorteilhaft die nächste freie Moduladresse 34. Sind an dieses Busmodul 9 wiederum vier Sicherheitssensoren angeschlossen, so erhalten diese die Adressen 34, 35, 36, 37.The address assignment then takes place according to predetermined rules in such a way that the safety sensors are each preceded by a unique address, this being from the module address of the respective bus module 9 to which the safety sensors are connected derived. For example, the first safety sensor connected to a bus module 9 is connected, whose module address assigned. The other connected safety sensors then receive addresses that originate consecutively in ascending order from the module address. For example, to a bus module 9 four safety sensors connected and the bus module 9 has the module address 30 , the first safety sensor receives the address 30 , the three other security sensors the addresses 31 . 32 . 33 , The next bus module 9 then advantageously has the next free module address 34 , Are to this bus module 9 again four safety measures connected, so they get the addresses 34 . 35 . 36 . 37 ,

11: Busknotenbus node
22: Profinet-LeitungProfinet-line
33: FlächendistanzsensorSurface distance sensor
44: Lichtvorhanglight curtain
4a4a: Sendereinheittransmitter unit
4b4b: Empfängereinheitreceiver unit
55: Sendertransmitter
66: Empfängerreceiver
77: Profinet-BuskopfProfinet bus head
88th: Rückwandbusbackplane bus
99: BusmodulBus module
1010: Adressschalteraddress switch
1111: Kabelelectric wire
1212: Kabelelectric wire
1313: Kabelelectric wire
1414: Schnittstelleinterface
1515: Stromversorgungpower supply
1616: SensorschnittstelleSensor interface
1717: Microcontrollermicrocontrollers
1818: Leitungmanagement
1919: SpannungsversorgungsleitungPower Line

Claims

Bus node of a Profinet bus system with at least one bus module ( 9 ), to which at least one safety sensor with a Profibus interface is connected, wherein a module address of the bus module ( 9 ) is transmitted to the safety sensor and the addressed safety sensor sends or receives safe telegrams to the Profinet bus system.

Bus node according to Claim 1, characterized that V2 telegrams are transmitted as secure telegrams.

Bus node according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least one bus module ( 9 ) has a non-failsafe structure.

Bus node according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the at least one bus module ( 9 ) a PN / DP bus coupler functionality is implemented.

Bus node according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the at least one bus module ( 9 ) an address switch ( 10 ) for specifying the module address.

Bus node according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the at least one bus module ( 9 ) a microcontroller ( 17 ) is integrated.

Bus node according to claim 6, characterized in that by means of the microcontroller ( 17 ) the address is assigned to the safety sensor.

Bus node according to one of claims 6 or 7, characterized in that by means of the microcontroller ( 17 ) the coupling to the Profinet bus system is feasible.

Bus node according to one of claims 6 to 8, characterized in that by means of the microcontroller ( 17 ) from the Profinet bus system, secure telegrams are forwarded under the module address to the connected safety sensor without further processing.

Bus node according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it has a Profinet bus head ( 7 ) having a Profinet address, wherein one or more bus modules ( 9 ) via a backplane bus ( 8th ) to the Profinet bus head ( 7 ) are connectable.

Bus node according to Claim 10, characterized in that the Profinet bus head ( 7 ) is assigned a Profinet address, and that the module addresses of the or the connected bus modules ( 9 ) Form subaddresses for this Profinet address.

Bus node according to one of Claims 1 to 11, characterized that over This is an exchange of secure telegrams between the connected Security sensors and at least one secure terminal takes place.

Bus node according to claim 12, characterized in that that the secure terminal is formed by a PLC control.

Bus node according to one of Claims 1 to 13, characterized in that a bus module ( 9 ) several safety sensors are connected.

Bus node according to claim 14, characterized in that the microcontroller ( 17 ) of the bus module ( 9 ) an address is assigned to each safety sensor.

Bus node according to claim 15, characterized in that the microcontroller ( 17 ) the addresses for the bus module ( 9 ) connected safety sensors from the module address of the bus module ( 9 ) in ascending order.

Bus node according to one of claims 1 to 13, characterized in that the security sensors are formed by optical sensors.