AT504973B1 - System und verfahren zur steuerung von busvernetzten geräten über einen offenen feldbus - Google Patents

Abstract

Bei einem System und einem Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten mit einem Gateway über einen offenen Feldbus soll eine Vereinfachung derart vorgesehen werden, dass eine aufwändige Verdrahtung entfällt und der Anwender mit geringem Bedienaufwand das System überprüfen, konfigurieren und bei Fehlermeldungen neu starten kann. Hierzu ist bei einem solchen System eine einzige steckbare Verbindungsleitung (8) innerhalb des Systems zum Verbinden von Busteilnehmern (N1 bis Nx) und Gateway (20) und zur Übertragung von Steuer- und/oder Statusdaten und Energie vorgesehen. Bei einem Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten in Schaltkreisen mit einem Gateway über einen offenen Feldbus erwartet zur Lösung des Problems das Gateway in einer Ausgangs-Soll-Konfiguration keinen Busteilnehmer (N1 bis Nx) und wird zur Übernahme zumindest eines Busteilnehmers (N1 bis Nx) und Erzeugen einer neuen Soll-Konfiguration mit dem zumindest einen Busteilnehmer (N1 bis Nx) ein Konfigurationsmodus im Gateway gestartet.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten mit einem Gateway über einen offenen Feldbus.

[0002] Der Gegenstand umfasst insbesondere die datentechnische Vernetzung, die Teilnehmerkonfiguration der Geräte und die elektrische Versorgung der Geräte mit Energie. Als typische Geräte werden industrielle Schaltgeräte, wie Schütze, Motorstarter, Leitungsschalter und Mess-Sensoren und ähnliche Geräte verstanden.

[0003] Vorerwähnte industrielle Schaltgeräte und andere werden in elektrischen Anlagen in der Regel zentral über ein Steuerungssystem, beispielsweise über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) geschaltet bzw. überwacht. Typischerweise werden die Schaltgeräte über die Steuerverdrahtungsleitungen an die Steuereinheit (z.B. die SPS) angebunden. Diese besteht in der Regel aus den Leitungen, die das Schaltgerät, hier vorzugsweise ein Schütz, ein- und ausschalten können und die gleichzeitig die notwendige Energie zum Schalten des Schaltgerätes bereitstellen und um Leitungen, die die Signale von dem Schaltgerät zur Überwachung an die Steuereinheit zurückgeben. Beispiele für Signale für die Überwachung eines Schaltgerätes, hier insbesondere für einen Motorstarter, sind der Status der Schützschaltstellung (ein / aus) oder der Status des Motorschutzschalters (ein / ausgelöst).

[0004] Beim Aufbau einer elektrischen Anlage (z.B. eines Schaltschranks) wird die Verdrahtung und Verschaltung der elektrischen Schaltgeräte mit dem Steuerungssystem in Handarbeit durchgeführt, typischerweise von Elektrofachkräften. Diese Arbeit kann häufig ein sehr zeitaufwendiger Teil des Schaltschrankaufbaus sein. Weiterhin ist die Verdrahtung über viele gleichartige Steuerleitungen fehleranfällig, da sie beispielsweise bei der Verlegung im Kabelkanal vertauscht und dann an Klemmen von falschen Geräten angeschlossen werden können. Darüber hinaus müssen die Steuerleitungen an die einzelnen Schaltgeräte gelegt werden, um sie dort elektrisch anzuschließen.

[0005] Dazu ist weiterer Aufwand in der Form nötig, dass für die Verlegung der Leitungen Kabelkanäle auf Maß abgelängt und diese auf die Montageplatte montiert werden müssen, in die dann die einzelnen Steuerleitungen verlegt werden können.

[0006] Die Zwischenschaltung von Einrichtungen zwischen einen Bus und weitere Komponenten eines Systems ist im Stand der Technik ebenfalls bekannt. In der EP 0 779 640 A2 ist es beispielsweise offenbart, busfähige Verstärkerbausteine für Antriebsanordnungen elektrischer Schaltgeräte vorzusehen. Die elektromagnetische oder elektronische Verstärkeranordnung ist über eine Schnittstellenschaltung mit Busanschlüssen und einerseits mit Speisestromanschlüssen sowie andererseits Antriebsanschlüssen verbunden. Die Schnittstellenschaltung ist bi- oder unidirektional ausgelegt. Ferner sind Schaltungsmittel für vom Bus zu übernehmende Signale für Einstellparameter des Verstärkerbausteins und/oder des Schaltgeräts sowie Schaltungsmittel für die Erfassung von an den Bus zu übergebenden Signalen über Zustände des Verstärkerbausteins und/oder des Schaltgeräts vorgesehen.

[0007] Betreffend eine Ankopplung an einen Bus ist aus der EP 0 637 784 A1 ein Modul bekannt, das mit einem Busankoppler versehen ist, der einerseits mit einem Kontaktsystem zum elektrischen und mechanischen Anschließen an den Bus und andererseits mit einer Auswertelektronik zur programmierten Verarbeitung von Messsignalen bzw. Zustandsinformationen und zur Abgabe von Ausschaltbefehlen in Verbindung steht, wobei die Messsignale bzw. Zustandsinformationen über den Bus zugeführt werden. Das Modul kann Ausschaltbefehle unter Verarbeitung der Messsignale selbst bilden und sie an das Auslösesystem für einen Schutzschalter abgeben.

[0008] Aus der DE 101 47 442 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine Steuereinheit zur Überwachung eines Bussystems mit wenigstens drei Teilnehmern bekannt, wobei ein Teilnehmer als übergeordneter Teilnehmer ausgebildet ist und jede Datenübertragung auf dem Bussystem initiiert. Ein zweiter Teilnehmer ist als Element einer Schließanlage eines ver schließbaren Fahrzeuginnenraums ausgebildet und ein dritter Teilnehmer ist außerhalb des verschließbaren Fahrzeuginnenraums ausgebildet. Der erste Teilnehmer überwacht die Datenübertragung derart, dass in zumindest einem Betriebszustand des Fahrzeugs und/oder des Bussystems der erste Teilnehmer bei jeder Datenübertragung auf dem Bussystem, die nicht durch ihn initiiert wurde, Maßnahmen einleitet, um eine Übertragung der Daten zu verhindern. Als Bussystem wird ein LIN-Bussystem verwendet.

[0009] Auch die DE 101 47 446 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Bussystems mit wenigstens zwei Teilnehmern, von denen zumindest ein Teilnehmer als autorisierter Teilnehmer ausgebildet ist und die Datenübertragung auf dem Bussystem überwacht, wobei bei jeder Datenübertragung auf dem Bussystem ein Kennzeichen übertragen wird und das Kennzeichen eindeutig einem Teilnehmer zugeordnet werden kann. Wird die Datenübertragung durch einen anderen als den einen autorisierten Teilnehmer initiiert, wird eine Ausführung der zu übertragenden Daten verhindert. Auch hier wird wiederum ein LIN-Bussystem verwendet.

[0010] Aus der DE 197 56 918 A1 ist eine Kommunikations-Steuervorrichtung bekannt, in der eine Master-Station einen Stapelübertragungsrahmen zu einer Vielzahl von Slave-Stationen überträgt und individuelle Antwortrahmen von den Slave-Stationen zu der Master-Station übertragen werden.

[0011] Die DE 689 20 028 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vielfachzugriff mit zyklischer Reservierung in einem Kommunikationssystem, wobei ein Zugriff auf das Übertragungsmedium in dem Kommunikationsnetzwerk mit einer unidirektionalen Busstruktur in einer Faltbus- oder eine Doppelbuskonfiguration und einer Vielzahl von Stationen, die zwischen den Bussen angeschlossen sind, vorgesehen ist. Das Netzwerk umfasst zwei unidirektionale, gegenläufige Übertragungsbusse und eine Vielzahl von Stationen, von denen jede mit den beiden Bussen verbunden ist. Ferner ist eine Kopfstelle vorgesehen, die Zeitschlitze in regelmäßigen Abständen auf den Bussen erzeugt, wobei jede Station den Zugriff auf einen Schlitz anfordert.

[0012] Auch die DE 34 24 866 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur Übertragung von Daten, wobei diese in einem Zeitmultiplex in digitaler Form in einem Bussystem übertragen werden. Das Bussystem besteht aus einer zentralen Steuereinheit, mehreren gleichwertigen der Steuereinheit untergeordneten teilnehmenden Stationen und zumindest einer alle Teilnehmer verbindenden Datenbusleitung.

[0013] Die DE 39 15 456 A1 offenbart eine individuelle Ansteuerung vorgegebener Verbraucher, beispielsweise Schaltventile aus einer Gruppe. Hierbei werden von einem Steuergerät aus, über eine 2-Draht-Leitung sowohl Daten als auch Hilfsenergie an das jeweilige Ventil mittels einer AC-überlagerten DC-Spannung übertragen. Jedem Ventil ist ein Ankoppelbaustein zugeordnet, der die AC-Signale aus der 2-Draht-Leitung auskoppelt und zur Schaltung des ihm zugeordneten Ventils verwendet. Die zugeführte Hilfsenergie wird beispielsweise zur Bestro-mung der Magneten des Ventils verwendet. Eine Verbindung zu einem offenen Feldbus ist nicht beschrieben.

[0014] Die US 2006/0077917 A1 beschreibt ein System mit einem Host System, das als Server Programme ausführt. Mit dem Host System ist über einen Bus eine Verbindungseinrichtung verbunden, die andererseits mit einem Feldbus verbunden ist, an dem eine Vielzahl von Geräten angeschlossen sind, wie beispielsweise Aktuatoren. Über den Feldbus kann Energie zum Versorgen der einzelnen Geräte übertragen werden. Die Verbindungseinrichtung ist Busmaster für die weiteren Geräte. Ein Gateway ist offenbart und an den Feldbus angeschlossen, wobei über das Gateway eine Verbindung zu drahtlosen Einrichtungen geschaffen werden kann. Die US 2006/0077917 A1 offenbart zwar ein System zur Steuerung von busvernetzten Geräten als Busteilnehmer mit einem Gateway über einen offenen Bus, wobei ein Feldbus die Busteilnehmer miteinander verbindet und die Verbindungseinrichtung eine Kommunikation zwischen dem Host System und den fest verdrahteten Geräten ermöglicht, und auch eine Energieübertragung über den Feldbus erfolgen kann, wobei jedoch die Verbindungseinrichtung oder das Gateway an dieser Energieübertragung nicht beteiligt sind.

[0015] Bei der DE 103 58 231 A1 ist ein erstes Feldanschlussmodul zum Anschließen zumindest eines Feldgerätes über einen ersten Feldbus an ein übergeordnetes System zur Datenübertragung zwischen dem ersten Feldanschlussmodul und dem übergeordneten System vorgesehen. Das erste Feldanschlussmodul weist eine erste Busanschaltung zum Anschließen an das übergeordnete System über den ersten Feldbus und eine zweite sogenannte Busanschaltung zum Anschließen an einen zweiten langsameren Feldbus auf. Der Übergang zwischen dem langsamen zweiten Feldbus und dem leistungsfähigeren ersten Feldbus wird durch diese im ersten Feldbusstecker integrierten Busanschaltungen realisiert. Die sogenannte Gateway-Funktion dient somit dem Datenaustausch zwischen den beiden Feldbussen.

[0016] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten mit einem Gateway über einen offenen Feldbus derart zu vereinfachen, dass eine aufwändige Verdrahtung entfällt und der Anwender mit geringem Bedienaufwand das System überprüfen, konfigurieren und bei Fehlermeldungen bzw. nach einem Ausschalten ohne weitere Maßnahmen neu starten kann, wobei das System ohne weitere Maßnahmen einsatzbereit sein soll.

[0017] Die Aufgabe wird für ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Gateway zumindest einen Speicher zur remanenten Sicherung einer vom Buscontroller einschreibbaren Buskonfiguration und zur Sicherung der vorliegenden Buskonfiguration eines Applikationsbusses aufweist. Für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 29 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gateway in einer Ausgangs-Soll-Konfiguration keinen Busteilnehmer erwartet und zur Übernahme zumindest eines Busteilnehmers und Erzeugen einer neuen Soll- Konfiguration mit dem zumindest einen Busteilnehmer ein Konfigurationsmodus im Gateway gestartet wird, und dass nach Erfassen aller Busteilnehmer diese Konfiguration als Soll-Konfiguration in dem Gateway remanent speicherbar ist oder gespeichert wird und Steuer- und/oder Statusdaten zwischen dem Gateway und den Busteilnehmern austauschbar sind oder ausgetauscht werden. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0018] Die Erfindung betrifft somit ein System, mit dem Aktoren als Busteilnehmer, vorzugsweise industrielle Schaltgeräte, wie z.B. Leistungsschalter oder Motorschutzschalter-Schütz-Kombinationen, über ein Applikationsbus-System, hier vorzugsweise über einen LIN-Bus, datentechnisch vernetzt werden, mit dem Ziel, die angeschlossenen industriellen Schaltgeräte zu steuern und zu überwachen. Das System weist mindestens ein Gateway auf, welches zwischen einem offenen Feldbus und Aktoren geschaltet ist. Die einzige steckbare Verbindungsleitung verbindet die einzelnen Busteilnehmer oder Aktoren untereinander und mit dem Gateway. Sie dient der Übertragung von Daten, nämlich Steuer- und/oder Statusdaten und der Übertragung von Energie zur Versorgung der Busteilnehmer und evtl, weiterer Komponenten den Systems. Vorteilhaft ist das Gateway zwischen dem offenen Feldbus und der Verbindungsleitung angeordnet und weist Verbindungseinrichtungen zum Verbinden mit dem Feldbus, zum Anschließen von Netzspannungen und der Verbindungsleitung auf. Durch das Gateway können zahlreiche Funktionen ausgeführt werden, die im Folgenden noch näher erläutert werden.

[0019] Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens sind, dass die Steuerverdrahtung zu den industriellen Schaltgeräten durch ein steckbares und leicht montierbares Leitungsverbindungssystem ersetzt ist. Es werden aufwendige und fehleranfällige Installationen der Steuerverdrahtung eliminiert und der Einsatz von Kabelkanälen, die zur Leitungsverlegung notwendig sind, bzw. die Montage der Kanäle eingespart.

[0020] Solche Verdrahtungen betreffen die Steuerleitungen, hier vorzugsweise für ein Schütz, die Leitung zum Ein- und Ausschalten des Schützes, und die Statusleitungen, hier beispielsweise zum Abfragen der Schaltstellung des Schützes oder des Status eines Motorschutzschalters (ein, ausgelöst) vorgesehen werden.

[0021] Es ist natürlich möglich, als Aktoren oder Busteilnehmer komplexe Geräte anzuschlie- ßen, welche viele Informationen und Daten austauschen können. Solche Geräte können beispielsweise industrielle Schaltgeräte, wie Leistungsschalter, elektronische Motorschutzrelais oder Frequenzumrichter sein.

[0022] Das System zur Steuerung von busvernetzten Geräten mit einem Gateway über einen offenen Feldbus kann die folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander aufweisen. Das Gateway selbst weist vorteilhaft zumindest eine Schnittstelle zum offenen Feldbus, zumindest eine Schnittstelle zu einem Applikationsbus zur Steuerung und Abfrage mindestens eines auf dem Applikationsbus liegenden Aktors oder Busteilnehmers und zumindest einen Datenausgang für die Kommunikation mit mindestens einem Busteilnehmer auf.

[0023] Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Gateway zumindest eine erste Einspeisebuchse zur Versorgung mit Primärversorgungsspannung und zumindest eine zweite Einspeisebuchse zur Versorgung mit einer Hilfsspannung, die an die Busteilnehmer durchleitbar ist oder durchgeleitet wird, umfasst. Das Gateway kann zudem mit zumindest einer Steuerleitung zum Ansprechen des ersten Busteilnehmers verbindbar oder verbunden sein.

[0024] Als vorteilhaft erweist es sich auch, wenn das Gateway zumindest eine Statusanzeige zum Anzeigen von Betriebszuständen von Busteilnehmern und der Buskommunikation und/oder der zumindest eine Busteilnehmer zumindest eine Anzeige zum Anzeigen des eigenen Betriebsstatus aufweist. Hierdurch ist stets eine optische Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs des Systems möglich.

[0025] Weiter weist das Gateway vorteilhaft zumindest ein Betätigungselement für den Start einer Buskonfiguration über den Applikationsbus angeschlossenen Busteilnehmer auf. Bei dieser Konfiguration, also im Konfigurationsmodus, wird über einen Applikationsbus vom Gateway überprüft, wie viele Busteilnehmer am Applikationsbus angeschlossen sind, wobei die Busteilnehmer vorteilhaft durchnummeriert werden. Hierbei kann jeder Busteilnehmer seine spezifische Kennnummer und/oder das Gateway die Kennnummern nullspannungssicher abspeichern. Hierdurch tritt auch bei einem Ausschalten nach einem erneuten Einschalten kein Datenverlust auf, so dass der Betrieb nach einem Einschalten ohne weitere Maßnahmen fortgesetzt werden kann. Vorteilhaft ist nach Erfassen aller Busteilnehmer diese Konfiguration als Soll-Konfiguration in dem Gateway remanent speicherbar oder wird dort gespeichert und Steuer- und/oder Statusdaten sind zwischen dem Gateway und den Busteilnehmern austauschbar oder werden zwischen diesen ausgetauscht.

[0026] Im Hinblick auf den zumindest einen Busteilnehmer oder Aktor erweist es sich als vorteilhaft, wenn dieser zumindest einen Steuereingang zur Abfrage eines vorhergehenden Busteilnehmers und/oder des Gateways und einen Steuerausgang zur Selektion eines nachfolgenden Busteilnehmers aufweist. Ferner kann er zumindest eine Steuer- und Programmiereinheit zur Realisierung der Buskommunikation und der Funktionalität der Aktor-Applikation umfassen.

[0027] Zur Stromversorgung bzw. Versorgung mit Energie kann der zumindest eine Busteilnehmer eine Einrichtung zum Anschließen an Netzspannung aufweisen. Ferner weist er vorteilhaft zumindest eine Einrichtung zum Durchschleifen des Datenstroms und/oder der Hilfsspannung an einen nachfolgenden Busteilnehmer oder Aktor und/oder zum Weiterleiten der Hilfsspannung an eine Aktor-Applikation auf.

[0028] Vorteilhaft weist der zumindest eine Busteilnehmer zumindest eine Einrichtung zur Vornahme von Aktorhandlungen und/oder zumindest eine Einrichtung zum Melden von Aktorhandlungen und/oder Aktorstellungen auf den Applikationsbus auf, so dass eine Kommunikation der Aktorstellungen und -handlungen über den Applikationsbus möglich ist.

[0029] Der zumindest eine Busteilnehmer weist weiter vorteilhaft zumindest eine Einrichtung zum Einschreiben einer Kennnummer durch das Gateway auf. Hierüber ist eine Überprüfung der Anzahl der am Applikationsbus angeschlossenen möglich. Dabei werden die Busteilnehmer vorteilhaft der Reihe nach durchnummeriert. Jeder einzelne Busteilnehmer speichert die spezifische Kennnummer nullspannungssicher ab, d.h. die spezifische Kennnummer steht beim erneuten Einschalten nach einem Abschalten wieder zur Verfügung und geht nicht durch das

Abschalten verloren. Im Gateway werden vorteilhaft ebenfalls alle Kennnummern nullspannungssicher gespeichert.

[0030] Der Applikationsbus kann ein LIN-Bus sein, mit dem die Steuer- und/oder Statusdaten und die Abwicklung der Konfiguration des Applikationsbusses über ein Protokoll abwickelbar ist oder abgewickelt wird, das insbesondere aus LIN- Datenrahmen mit Datenlängen von 1 bis 8 Byte besteht. Grundsätzlich ist auch ein anderer Aufbau mit z.B. anderen Datenlängen möglich.

[0031] Eine mögliche Applikationsbus-Konfiguration kann im Gateway fest eingeschrieben sein. Ferner ist es möglich, dass eine eingeschriebene Applikationsbus-Konfiguration vom Buscontroller überschreibbar ist.

[0032] Bezüglich der Busteilnehmer oder Aktoren geht die Erfindung davon aus, dass mindestens ein Aktor ein elektrisches Schaltgerät sein kann. Hierbei kann ein Aktor insbesondere eine Motorschutzschalter-Schütz-Kombination sein.

[0033] Vorteilhaft ist ein Steckmodul vorgesehen, das zum einen die Aktoreigenschaften aufweisen kann und zum anderen zumindest eine mechanische Anzeige zur Darstellung von Aktorstellungen und/oder zumindest eine Anzeige für den eigenen Betriebsstatus aufweist. Hierdurch können die Aktorstellungen durch das Steckmodul angezeigt werden, das auf die Aktoren, also insbesondere Schaltgeräte aufgefügt werden kann. Anstelle eines Umrüstens der Schaltgeräte ist es ausreichend, ein Steckmodul auf dieses aufzufügen, das auch entsprechende Steckverbindungen zum Anschließen der Verbindungsleitung aufweisen kann.

[0034] Ferner kann das Steckmodul zumindest einen digitalen Eingang für den Anschluss eines potentialfreien Schaltkontakts aufweisen. Ein solcher eignet sich z. B. für einen Hilfsschalter zur Abfrage der Motorschutzschalterstellung bei einer Motorschutzschalter-Schütz-Kombination.

[0035] Das Steckmodul kann vorteilhaft zumindest eine Stromkreisunterbrechung für den Aktor aufweisen. Eine solche Stromkreisunterbrechung kann beispielsweise für die elektrische Verriegelung eines Wendestarters genutzt werden.

[0036] Beim Anordnen eines Steckmoduls auf einer Motorschutzschalter-Schütz-Kombination kann dieses vorteilhaft die Hilfsspannung an die Schützspule schalten. Die vorstehend genannten weiteren Merkmale eines solchen Steckmoduls können ebenfalls vorteilhaft gerade bei einer solchen Motorschutzschalter-Schütz-Kombination vorgesehen werden.

[0037] Das System kann weiter so ausgebildet sein, dass in die Reihe der bzw. zwischen die Busteilnehmer ein Power Modul zwischengeschaltet ist, welches den Datenstrom an den nächsten Busteilnehmer durchschleift und/oder die Hilfsspannung nicht durchgeschleift. Mit dem Zwischenschalten eines Power Moduls wird die 'lineare' Energieversorgung von Busteilnehmer zu Busteilnehmer unterbrochen. Die Datenverbindung und die Primärspannung zwischen dem vor dem Power Modul liegenden Busteilnehmern und dem hinter dem Power Modul liegenden Busteilnehmer wird jedoch durchgeschleift. Mit dem in zwischengeschalteten Power Modul wird eine neue Einspeisung für die nachfolgenden Busteilnehmer realisiert. Vorteilhaft ist daher eine eine externe Spannungsquelle vorgesehen ist, die dem Power Modul eine Hilfsspannung zuführt, die an den nächstfolgenden Busteilnehmer übermittelt wird. Ferner weist das Power Modul vorteilhaft zumindest eine Anzeige zum Anzeigen des Vorhandenseins der externen Hilfsspannung auf. Hierdurch ist eine Kontrolle des Anliegens der Hilfsspannung an dem Power Modul und dadurch auch an dem zumindest einen nachfolgenden Busteilnehmer möglich.

[0038] Vorteilhaft weist mindestens ein Busteilnehmer oder Aktor eine mechanische Anzeige zur Darstellung von Aktorstellungen auf, so dass diese auch problemlos auch stromlos abgelesen werden können.

[0039] Mindestens ein Sensor kann zur Erfassung physikalischer Größen in der Reihe der Busteilnehmer angeordnet sein.

[0040] Bei dem Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten in insbesondere industriellen Schaltkreisen mit einem Gateway über einen offenen Feldbus gemäß der Erfindung läuft vorteilhaft nach Betätigen des Betätigungselements ein Konfigurationsmodus ab.

[0041] Figurenbeschreibung: [0042] Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in: [0043] Fig. 1 drei typische Hardwarekomponenten eines beispielhaften Sys tems, [0044] Fig. 2 ein Flussdiagramm für die Darstellung des Systemtests und der Übernahme einer neuen Soll-Konfiguration der angeschlossenen Geräte am Applikationsbus, [0045] Fig. 3A und 3B Blockschaltbilder des Applikationsbus-Systems, [0046] Fig. 4A bis 4C drei Konfigurationen von Busteilnehmern, [0047] Fig. 4D Anschaltung eines weiteren Busteilnehmers und [0048] Fig. 5 ein System bestehend aus einem Gateway, Busteilnehmern und einem Power Modul.

[0049] In den Figuren sind das vorgelegte System und das zugehörige Verfahren zur datentechnischen Vernetzung am Beispiel von Motorschutzschalter-Schütz- Kombinationen dargestellt. Der Gegenstand der Anmeldung soll jedoch durch die beispielhafte Darstellung nicht auf Motorschutzschalter-Schütz-Kombinationen, die auch als Motorstarter bezeichnet werden, beschränkt sein.

[0050] In Fig. 1A ist ein Gateway 20, in Figur 1C ein Busteilnehmer in Form eines Steckmoduls 40 auf einer Motorschutzschalter-Schütz-Kombination und in Figur 1B ein Power Modul 50, auch als PM bezeichnet, als typische Hardwarekomponenten eines beispielhaften Systems gezeigt.

[0051] Das Gateway 20 weist eine Schnittstelle zu einem übergeordneten Steuerungssystem auf, beispielsweise zu einem offenen Feldbus 2 (siehe Figur 3A), wie einem Profibus DP, Device Net oder CANopen oder einem anderen, wodurch es datentechnisch an das übergeordnete Feldbussystem angeschlossen ist. Das Gateway 20 steuert über eine Flachbandleitung 8, die ebenfalls in Figur 3A gezeigt ist, die auf einem Applikationsbus 10 vernetzten, als industrielle Schaltgeräte eingesetzten Busteilnehmer N1 bis Nn. Das Gateway 20 weist eine erste Einspeiseeinrichtung 24 für den Anschluss einer Spannungsversorgung 14 für die eigene Elektronik und die Elektronik der Busteilnehmer und eine zweite Einspeiseeinrichtung 25 für den Anschluss einer Spannungsversorgung 16 der Busteilnehmer auf. Letztere ist Hilfsspannung für die Aktorhandlungen der Busteilnehmer, wobei hier beispielsweise die Spannungs- bzw. Stromversorgung von Motorschutzschalter-Schütz-Kombinationen vorgesehen ist. Das Gateway 20 weist mindestens eine Leuchtdiode 28, die der Statusanzeige von Betriebszuständen des Gateways und der Buskommunikation dient, auf. Das Gateway 20 weist ferner einen Konfigurationstaster 27 auf, der dem Start der automatischen Buskonfiguration der Busteilnehmer dient; und im Gateway 20 ist mindestens ein Speicherbaustein vorhanden, der zur remanenten Sicherung der Buskonfiguration verwendet wird.

[0052] Für eine Motorschutzschalter-Schütz-Kombination wird das in Figur 1C gezeigte Steckmodul 40 eingesetzt, das auch als SM bezeichnet ist, welches mechanisch und elektrisch auf das Schütz angepasst wird oder ist. Das Steckmodul 40 weist zwei Stiftkontakte 49 auf, die zur elektrischen Verbindung mit einer Schützspule dienen. Dieses Steckmodul übernimmt die Steuerungsverdrahtung. Hierüber wird die Schützspule elektrisch angesteuert und die Schützschaltstellung elektrisch abgefragt. Weiter bietet sich die Möglichkeit, einen elektrisch potentialfreien Kontakt abzufragen, sofern bzw. soweit ein solcher vorhanden ist. Neben den elektrischen Funktionen ist am Steckmodul 40 eine Schaltstellungsanzeige 46 vorgesehen, die mechanisch -für den Bediener sichtbar - die Schaltstellung anzeigt. Das Steckmodul 40 weist ferner die folgenden Merkmale auf: [0053] - es schaltet die Hilfsspannung 16 (siehe Figuren 3A und 3B) an die Schützspule, [0054] - es weist die mechanische Schaltstellungsanzeige 46 zur Darstellung von Aktorstellun gen auf, [0055] - es weist eine Anzeige 48 für den eigenen Betriebsstatus auf, [0056] - es weist einen digitalen Eingang 44 für den Anschluss eines potentialfreien Schaltkon takts auf, und [0057] - es weist eine Stromkreisunterbrechung 45 für den Aktor auf.

[0058] Eine solche Stromkreisunterbrechung 45 kann beispielsweise für die elektrische Verriegelung eines Wendestarters genutzt werden.

[0059] Der Applikationsbus 10 wird über die bereits genannte mehradrige - hier sechsadrige -Flachbandleitung 8 betrieben (siehe Fig. 3A und 3B). Die Leitung 8 wird - beginnend vom Gateway 20 - von Busteilnehmer zu Busteilnehmer über Verbindungsstecker gesteckt bzw. geführt. Bei jedem Busteilnehmer Nx sind zwei Steckbuchsen 41, 42 in dem Steckmodul 40 ausgebildet zum Einstecken der Flachbandleitung 8 auf der Bus-Eingangsseite und auf der Bus-Ausgangsseite. Wegen der linearen Anordnung der Teilnehmer hat der letzte Busteilnehmer Nn ausgangsseitig keine gesteckte Flachbandleitung 8 als Verbindungsleitung; dessen Ausgangsseite (Steckbuchse 42) bleibt 'leer'.

[0060] Jeder Busteilnehmer weist eine Status-Anzeige 28, 48, 58 auf, um den Gerätestatus, vorzugsweise optisch, als LED, anzuzeigen. Das Steckmodul 40 und das Power Modul 50 eines jeden Busteilnehmers Nx weist eine Zweipolklemme 44, 45, 54, 55 auf, um dort einen potentialfreien Kontakt anschließen zu können, z. B. für einen Hilfsschalter zur Abfrage der Motorschutzschalterstellung.

[0061] In Fig. 5 sind weitere Einzelheiten des Systems gezeigt. Am ersten Busteilnehmer N1, der hier beispielhaft als Motorschutzschalter-Schütz-Kombination ausgebildet ist, sind drei Leitungen L1, L2, L3 des Netzanschlusses und die Last M gezeigt. Weiter ist in der oberen Hälfte der als N1, N2, N3 bis Nn bezeichneten Busteilnehmer ein Motorschutzschalter dargestellt und in der unteren Hälfte das auf ein Schütz aufgesteckte Steckmodul 40 mit seinen Steckbuchsen 41, 42 und der mechanischen Anzeige 48 für die Kontaktstellung des Schützes. Die Darstellung nach Fig. 5 kann als Applikationsbus 10 mit n Teilnehmern verstanden werden, in den optional das in Fig. 5 gezeigte Power Modul 50 eingefügt werden kann. Eine weitergehende Erläuterung zum Power Modul 50 folgt weiter unten.

[0062] In Fig. 2A- ist ein Flussdiagramm für die Darstellung eines Systemtests und in Fig. 2B ein Flussdiagramm für der Übernahme einer neuen Soll-Konfiguration dargestellt. Die Flussdiagramme der beiden Figuren gehen ineinander über.

[0063] Im ersten Schritt wird in Fig. 2A dazu aufgefordert, dass die Spannung am Gateway eingeschaltet werden soll. Im nächsten Schritt prüft das Gateway, ob ein Teilnehmer am Bus erreichbar ist. Wird diese Frage mit „ja“ beantwortet, wird nachfolgend abgefragt, ob der Teilnehmer am Gateway erwartet wird. Kann auch diese Frage mit „ja“ beantwortet werden, wird der Teilnehmer in einem weiteren Schritt vom Gateway konfiguriert. Nachfolgend selektiert das Gateway über den konfigurierten Teilnehmer den nächsten Teilnehmer. Anschließend wird vom Gateway erneut geprüft, ob ein Teilnehmer am Bus erreichbar ist und die Abfrageschleife damit geschlossen. Wird diese Frage bereits zu Beginn oder an dieser Stelle mit „nein“ beantwortet, wird die weitere Frage gestellt, ob ein Teilnehmer vom Gateway erwartet wird. Wird auch diese Frage mit „nein“ beantwortet, liegt die Situation vor, dass kein Busteilnehmer vorhanden ist, was als Soll-Konfiguration vorgegeben wird. Es wird also festgestellt, dass die Konfiguration des Gateway-Busses korrekt und das System betriebsbereit ist, da die Soll- gleich der Ist-Konfiguration ist. Daher wird dieser Zustand durch eine LED angezeigt („Status LED ein“).

[0064] Wird die Frage, ob ein Teilnehmer vom Gateway erwartet wird, wenn kein Teilnehmer am Bus erreichbar ist, mit „ja“ beantwortet, oder die Frage, ob der Teilnehmer vom Gateway erwartet wird, wenn dieser als am Bus erreichbar festgestellt wurde, mit „nein“, liegt ein Konfigurationsfehler vor, d.h. Gateway und Bus sind nicht betriebsbereit, da die Soll-Konfiguration ungleich der Ist- Konfiguration ist. Daher wird dieser Zustand ebenfalls durch eine Anzeige-LED angezeigt („Status LED ein“). Die Abfrage, ob ein Teilnehmer am Bus erreichbar ist und ob dieser vom Gateway erwartet wird, wird als Schleife so lange durchlaufen, bis alle vom Gateway erwarteten und in der Konfiguration eingeschriebenen Busteilnehmer erfasst sind.

[0065] I m Ergebnis gibt es also die beiden Möglichkeiten: Ist-Konfiguration gleich Soll-Konfiguration und Ist-Konfiguration ungleich Soll-Konfiguration. Im ersten Fall ist das System betriebsbereit und der Status wird mit der statisch leuchtenden Status-LED 28" angezeigt. In der Un-gleich-Situation blinkt die Status-LED 28', wodurch der Bediener zur Betätigung des Konfigurationstasters 27 veranlasst wird. Mit der Betätigung des Konfigurationstasters 27 wird die vorhandene Konfiguration als Soll-Konfiguration übernommen und das System geht in die endgültige Überprüfung (Fig. 2B) über.

[0066] Hierbei wird jeder einzelne Teilnehmer vom Gateway abgefragt und die evtl, vorhandenen Parameter im Gateway gesichert. Weiter wird geprüft, ob die maximal zulässige Anzahl von Teilnehmern am Applikationsbus nicht überschritten wurde. Ist dies der Fall, so geht das Gateway wieder in den Fehlerstatus über, da die Soll- ungleich der Ist-Konfiguration ist. Ist dies nicht der Fall, werden die Teilnehmerdaten ausgelesen und im Gateway gesichert. Der Gateway selektiert über die erreichten Teilnehmer den nächsten Teilnehmer und überprüft auch für diesen, ob Erreichbarkeit vorliegt. Wurden alle Teilnehmer erfasst, so geht das Gateway und die Teilnehmer in den normalen Betriebszustand über, in dem die Steuerdaten bzw. Statusdaten zwischen dem Gateway und den Teilnehmern ausgetauscht werden. Diese Konfiguration wird als neue Soll-Konfiguration im Gateway remanent gespeichert.

[0067] Die Fig. 3A, 3B zeigen Blockschaltbilder der Bussteuerung. Die Fig. 3A gibt das Gateway und einen ersten Busteilnehmer N1 und Fig. 3B ein zwischen einen zweiten und einen dritten Busteilnehmer N2, N3 eingefügtes Power Modul 50 und den zweiten Busteilnehmer N2 wieder. Auf der Einspeiseseite sind die Eingänge für den offenen Feldbus 2 (Steckverbindung bzw. Steckerbuchse 23) und die Spannungsversorgung (Primärspannung 14 bzw. U1, GND, Hilfsspannung 16 bzw. U2) eingezeichnet. Mit U1 wird die Spannungsversorgung 14 für die Elektronik im Gateway und der Busteilnehmer und mit U2 die Hilfsspannung 16 für die Teilnehmerapplikation verstanden. Der Ausgang (Steckerbuchse 22) des Gateways führt zu der 6adrigen Flachbandleitung 8.

[0068] In die lineare Reihe von Busteilnehmern kann optional an einer beliebigen Stelle das Power Modul (PM) 50 zwischengeschaltet werden (Fig. 3B). Dies ist auch in Fig. 5 noch einmal schematisch angedeutet. Mit dem Zwischenschalten eines Power Moduls wird die 'lineare' Energieversorgung von Busteilnehmer zu Busteilnehmer unterbrochen. Die Datenverbindung und die Primärspannung 14 zwischen dem vor dem Power Modul liegenden Busteilnehmern N1, N2, N3 und dem hinter dem Power Modul liegenden Busteilnehmer Nn wird durchgeschleift.

[0069] Mit dem in den Busleitungsverbund geschalteten Power Modul PM, 50 wird eine neue Einspeisung für die in der Busreihe folgenden Busteilnehmer (Gruppe G) realisiert, dazu wird das Power Modul an eine Spannungsversorgung 16' angeschlossen, beispielsweise an 24 Volt DC. In Fig. 3B ist die Spannungsversorgung 16' von unten kommend (bezüglich der Zeichnungsseite) und in Fig. 5 von oben kommend (bezüglich der Zeichnungsseite) zeichnerisch dargestellt. Diese Spannungsversorgung kann beispielsweise eine Schützversorgung für eine Gruppe von Busteilnehmern sein, die als eigene NOT-AUS-Gruppe fungieren sollen. Das Power Modul weist Schraubklemmen oder Steckbuchsen 54, 55 für die Energie-Einspeisung 16' auf. Ansonsten weist das Power Modul - wie die anderen Busteilnehmer - zwei Steckbuchsen 51,52 auf, wobei einer der Eingang und der andere der Ausgang für das Verbindungsstecksystem ist. Ebenso ist am Power Modul eine Status-Anzeige 58 vorgesehen, insbesondere zur optischen Anzeige über eine LED, welche anzeigt, ob die Einspeisespannung 16’ für die Gruppe G der dem Power Modul folgenden Busteilnehmer anliegt.

[0070] Mit dem vorgestellten System ist es nicht mehr nötig, eine konventionelle Steuerverdrahtung für vernetzte industrielle Schaltgeräte vorzunehmen. Insbesondere für Motorschutzschal-ter-Schütz-Kombinationen wird mit einer einzigen steckbaren Verbindungsleitung die Vernet zung vorgenommen. Die Verbindungsleitung 8 überträgt einerseits Steuerdaten bzw. Statusdaten und andererseits die nötige Energie für die Schaltgeräte. Darüber hinaus ist es durch den Einsatz der vorgenannten Power Module möglich, Gruppen von Busteilnehmern zu bilden, wodurch eine gesonderte Energieversorgung und Energieüberwachung einer solchen Gruppe möglich ist. Die Gruppenbildung kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein bestimmtes Segment oder einen bestimmten Kreis aufzubauen, in denen die Schaltgeräte eine gesonderte NOT-AUS-Gruppe bilden, in dem diese überwacht, zu- oder abgeschaltet werden können. Wie erwähnt, sind die Power Module optional einsetzbar.

[0071] Funktion und Wirkungsweise des Systems anhand der Figuren 4A bis 4C. In der Zeichnung stellt ein heller Kreis mit der Kennzeichnung 28" und 48“ eine leuchtende LED, ein schwarzer Kreis ohne eine weitere Kennzeichnung, eine nicht leuchtende LED 28, 48 und ein Kreis mit Strahlenkranz mit der Kennzeichnung 28’ und 48‘ eine blinkende LED dar.

[0072] Für die Anbindung an das System des offenen Feldbusses 2 ist das Gateway 20 das zentrale Element. Vom Gateway werden die Busteilnehmer N1 bis Nx mit Energie versorgt, gesteuert und überwacht und Steuer- und Statusdaten aller angeschlossenen Busteilnehmer an den übergeordneten Feldbus 2 übertragen. Es wird erstens an die Spannungsversorgung 14 für die eigene Elektronik und zweitens an die Spannungsversorgung 16 angeschlossen, die die Busteilnehmer versorgt. Mit dieser Ausbildung der Spannungsversorgung kann die Hilfsspannung 16 für Busteilnehmer (beispielsweise Spannung an den Schützspulen) unabhängig von der Busfunktionalität (z.B. NOT-AUS-System) abgeschaltet werden.

[0073] Über das Steckverbindersystem der hier vorgesehenen 6adrigen Flachbandleitung 8 können die Busteilnehmer, wie beispielsweise Motorschutzschalter-Schütz-Kombinationen mit Steckmodulen, der Reihe nach angeschlossen werden. Wird die Primärspannung 14 an dem aufgebauten System erstmalig eingeschaltet, so prüft das Gateway 20 die angeschlossenen Busteilnehmer N1 bis Nx am Applikationsbus-System, wie bereits oben zu den Figuren 2A und 2B erläutert. In der Ausgangssituation ist als Soll-Konfiguration eine Anordnung ohne Busteilnehmer vorgesehen. Diese wird nach dem Einbinden der einzelnen Busteilnehmer dann aktualisiert, wie bereits oben beschrieben.

[0074] In Fig. 4A sind n Busteilnehmer bei einer Ausgangs-Soll-Konfiguration, d.h. ohne Busteilnehmer, verdrahtet. Hierbei erwartet das Gateway 20 zunächst aufgrund der Soll-Konfiguration keinen Teilnehmer. Daher geht das Gateway wegen des Konfigurationsfehlers in den Fehlerstatus und dies wird optisch am Gateway 20 durch eine blinke LED 28' (oben rechts in der Ecke des in Fig. 4A dargestellten Gateways 20) angezeigt. Die Kontroll-LED am ersten Busteilnehmer N1, welcher über die Verbindungsleitung 8 direkt am Gateway angeschlossen ist, blinkt (LED 48') ebenfalls, da dieser vom Gateway nicht erwartet wurde. Alle weiteren Status- bzw. Kontroll-LEDs 48 der anderen Busteilnehmer N2 bis Nx leuchten nicht, sind also ausgeschaltet.

[0075] Nach Fig. 4B wird zur Übernahme der angeschlossenen Busteilnehmer als Soll-Konfiguration am Gateway 20 der Konfigurationstaster 27 gedrückt. Nun wird über den Applikationsbus 10 vom Gateway der Reihe nach geprüft, wieviele Busteilnehmer (N1 bis Nx) am Applikationsbus 10 angeschlossen sind. Dabei werden die Busteilnehmer der Reihe nach durchnummeriert. Jeder einzelne Busteilnehmer speichert die spezifische Kennnummer nullspannungssicher ab, d.h. die spezifische Kennnummer steht beim erneuten Einschalten nach einem Abschalten wieder zur Verfügung und geht nicht durch das Abschalten verloren.

[0076] Im Gateway werden ebenfalls alle Kennnummern nullspannungssicher gespeichert. Nach diesem Prozess sind alle angeschlossenen Busteilnehmer konfiguriert. LED 28" am Gateway und LEDs 48" an den Busteilnehmern sind alle statisch eingeschaltet und leuchten.

[0077] Die Fig. 4B entspricht auch der Situation, in der das System vor dem Gateway elektrisch bezüglich der Primärspannung 14 abgeschaltet ist und erneut eingeschaltet wird. Nach dem Einschalten prüft das Gateway der Reihe nach alle angeschlossenen Busteilnehmer und vergleicht diese Schritt für Schritt mit der intern gespeicherten Soll-Konfiguration. In der beschrie- benen Situation stimmt die Soll-Konfiguration mit der angeschlossenen Teilnehmerkonfiguration (Ist- Konfiguration) - weil unverändert - überein. Damit bleibt das System betriebsbereit.

[0078] Die einzelnen Busteilnehmer können nun über den Buscontroller des übergeordneten offenen Feldbusses 2 angesteuert und überwacht werden. Ändert sich die Struktur der angeschlossen Geräte z.B. durch Erweitern oder Entfernen von Geräten, so wird dies anhand der abweichenden Soll-Ist-Konfiguration vom Gateway erkannt und durch die Status-LED 28 angezeigt.

[0079] Fig. 4C zeigt ein Beispiel mit einer vorhandenen Konfiguration von einem Gateway 20 und n Busteilnehmern N1 bis Nn, die nach dem Konfigurieren betriebsbereit ist. Wird dieser Aufbau um einen oder mehrere Busteilnehmer (Nin) ergänzt, so ergibt sich nach dem Einschalten folgendes Bild. Die Gateway-Status-LED 28' blinkt, weil die bisherige Soll-Konfiguration (n Busteilnehmer) von der Ist- Konfiguration (n+1 Busteilnehmer) abweicht. Außerdem blinkt auch die LED 48' des ersten hinzugefügten (auch bei mehreren eingefügten) Busteilnehmers Nin, weil er oder sie vom Gateway nicht erwartet wurde/n. Der Anwender kann so sehr einfach anhand der blinkenden LEDs erkennen, wo die Abweichung der Ist-Konfiguration vorliegt. Durch einfaches Drücken des Konfigurationstasters 27 wird die neue Konfiguration vom Gateway automatisch übernommen. Nach Ablauf der automatischen Buskonfiguration wäre nunmehr dieselbe Situation für n+x Busteilnehmer gegeben, wie sie für n Busteilnehmer in Fig. 4B dargestellt ist.

[0080] Fig. 5 zeigt die Verwendung mindestens eines Power Moduls 50 zur Bildung einer Gruppe G von Busteilnehmern. Durch das Power Modul werden die hinter dem Power Modul liegenden Busteilnehmer, hier Steckmodul auf Motorschutzschalter-Schütz-Kombination, von der Hilfsspannungsversorgung 16 für die Teilnehmerapplikation abgeschnitten und es erfolgt eine neue Einspeisung von Hilfsspannung 16' für letztere. Der Applikationsbus 10 wird datentechnisch und bezüglich der Primärspannungsversorgung 14 für die Elektronik der Busteilnehmer 1:1 im Power Modul durchgeschleift. Bei der Abschaltung der in das Power Modul eingespeisten Hilfsspannung 16’ sind die Busteilnehmer, z.B. Schütze, hinter dem Power Modul spannungsfrei. Die Elektronik der Busteilnehmer bleibt aber weiterhin versorgt und kann somit auch weiterhin den aktuellen Aktorstatus, z.B. Kontaktstatus des Motorstarters, an das Gateway übertragen.

[0081] Der Einsatz der Power Module wirkt sich dadurch vorteilhaft aus, dass sich unabhängige Gruppen von Motorschutzschalter-Schütz-Kombination bilden lassen, z.B. ein NOT-AUS-Schaltkreis, der separat abgeschaltet werden kann.

[0082] Der Einsatz von Power Modulen kann an beliebiger Stelle im Verbindungsstecksystem erfolgen. Es können auch mehrere Power Module in das Verbindungsstecksystem eingebaut werden, so dass mehrere unabhängige Gruppen von Busteilnehmern gebildet werden.

[0083] Die vorstehend genannten Merkmale des Systems und seiner Komponenten können einzeln oder in Kombination miteinander vorgesehen werden. Neben den beschriebenen Ausführungsvarianten sind noch zahlreiche weitere möglich, bei denen eine einzige Verbindungsleitung innerhalb des Systems zum Verbinden von Busteilnehmern und Gateway und zur Übertragung von Steuer- und/oder Statusdaten und Energie vorgesehen ist. BEZUGSZEICHENLISTE 2 offener Feldbus 8 Verbindungsleitung (beispielsweise 6adrige Flachbandleitung) 10 Applikationsbus (LIN-BUS) N1 bis Nn-x Busteilnehmer (Aktor, Motorstarter, Leistungsschalter) 14 14' Primärspannung (24 V DC) 16 16' Hilfsspannung (24 V DC) 20 Gateway 22 Steckerbuchse des Gateways 23 Steckerbuchsen für offenen Feldbus 24 Einspeisung Primärspannung (Schraubklemmen) 25 Einspeisung Hilfsspannung (Schraubklemmen) 27 Konfigurationstaster

28 Status-LED 40 SM Steckmodul 41 42 Steckerbuchsen für Verbindungsstecker an Flachbandleitung 44 45 Steckerbuchsen für Spannungsversorgung 46 mechanische Anzeige

48 Kontroll-LED 49 Steckstifte zur Anordnung auf Schütz bei einem Motorstarter 50 PM Power Modul 51 52 Steckbuchsen für Verbindungsstecker an Flachbandleitung 54 55 Steckbuchsen für Spannungsversorgung

58 Kontroll-LED L1 L2 L3 Netzanschluss für Busteilnehmer (Aktor) M Last (Motor) an Netzspannung

Claims (31)

1. Patentansprüche

   1. System zur Steuerung von busvernetzten Geräten als Busteilnehmern (N1 bis Nx) mit einem Gateway über einen offenen Feldbus (2), wobei eine einzige steckbare Verbindungsleitung (8) innerhalb des Systems zum Verbinden von Busteilnehmern (N1 bis Nx) und Gateway (20) und zur Übertragung von Steuer- und/oder Statusdaten und Energie vorgesehen ist, wobei ein Buscontroller zum Überwachen des Gateways vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway zumindest einen Speicher zur remanenten Sicherung einer vom Buscontroller einschreibbaren Buskonfiguration und zur Sicherung der vorliegenden Buskonfiguration eines Applikationsbusses (10) aufweist.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway (20) zwischen dem offenen Feldbus (2) und der Verbindungsleitung (8) angeordnet ist und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden mit dem Feldbus (2), zum Anschließen von Netzspannung und der Verbindungsleitung (8) aufweist.
3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway zumindest eine Schnittstelle zum offenen Feldbus (2), zumindest eine Schnittstelle (22) zu einem Applikationsbus (10) zur Steuerung und Abfrage mindestens eines auf dem Applikationsbus (10) liegenden Aktors oder Busteilnehmers (N1 bis Nx) und zumindest einen Datenausgang für die Kommunikation mit mindestens einem Busteilnehmer (N1 bis Nx) aufweist.
4. 4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway zumindest eine erste Einspeisebuchse (24) zur Versorgung mit Primärversorgungsspannung (14) und zumindest eine zweite Einspeisebuchse (25) zur Versorgung mit einer Hilfsspannung (16), die an die Busteilnehmer (N1 bis Nx) durchleitbar ist oder durchgeleitet wird, umfasst.
5. 5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway mit zumindest einer Steuerleitung (Control) zum Ansprechen des ersten Busteilnehmers (N1) verbindbar oder verbunden ist.
6. 6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway zumindest eine Statusanzeige (28) zum Anzeigen von Betriebszuständen von Busteilnehmern (N1 bis Nx) und der Buskommunikation und/oder dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) zumindest eine Anzeige zum Anzeigen des eigenen Betriebsstatus aufweist.
7. 7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway zumindest ein Betätigungselement (27) für den Start einer Buskonfiguration der über den Applikationsbus angeschlossenen Busteilnehmer (N1 bis Nx) aufweist.
8. 8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) als Aktor zumindest einen Steuereingang zur Abfrage eines vorhergehenden Busteilnehmers und/oder des Gateways (20) und einen Steuerausgang zur Selektion eines nachfolgenden Busteilnehmers aufweist.
9. 9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) zumindest eine Steuer- und Programmiereinheit zur Realisierung der Buskommunikation und der Funktionalität der Aktor-Applikation umfasst.
10. 10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) eine Einrichtung zum Anschließen an Netzspannung (L1, L2, L3) aufweist.
11. 11. System nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) zumindest eine Einrichtung zum Durchschleifen des Datenstroms und/oder der Hilfsspannung (16) an einen nachfolgenden Busteilnehmer oder Aktor und/oder zum Weiterleiten der Hilfsspannung (16) an eine Aktor-Applikation aufweist.
12. 12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) zumindest eine Einrichtung zur Vornahme von Aktorhandlungen und/oder zumindest eine Einrichtung zum Melden von Aktorhandlungen und/oder Aktorstellungen auf den Applikationsbus (10) aufweist.
13. 13. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Busteilnehmer (N1 bis Nx) zumindest eine Einrichtung zum Einschreiben einer Kennnummer durch das Gateway (20) aufweist.
14. 14. System nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsbus ein LIN-Bus (10) ist, mit dem die Steuer- und/oder Statusdaten und die Abwicklung der Konfiguration des Applikationsbusses über ein Protokoll abwickelbar ist oder abgewickelt wird, das insbesondere aus LIN-Datenrahmen mit Datenlängen von 1 bis 8 Byte besteht.
15. 15. System nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Applikationsbus-Konfiguration im Gateway (20) fest eingeschrieben ist.
16. 16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine eingeschriebene Applikationsbus-Konfiguration vom Buscontroller überschreibbar ist.
17. 17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Busteilnehmer oder Aktor (N1 bis Nx) ein elektrisches Schaltgerät ist.
18. 18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Busteilnehmer oder Aktor (N1 bis Nx) eine Motorschutzschalter-Schütz- Kombination ist.
19. 19. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckmodul (40) vorgesehen ist, das zumindest eine mechanische Anzeige (46) zur Darstellung von Aktorstellungen und/oder zumindest eine Anzeige (48) für den eigenen Betriebsstatus aufweist.
20. 20. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckmodul (40) vorgesehen ist, das zumindest einen digitalen Eingang (44) für den Anschluss eines potentialfreien Schaltkontakts aufweist.
21. 21. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckmodul (40) vorgesehen ist, das zumindest eine Stromkreisunterbrechung (45) für den Aktor aufweist.
22. 22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckmodul (49) auf einer Motorschutzschalter-Schütz-Kombination angeordnet ist.
23. 23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckmodul (40) die Hilfsspannung (16) an die Schützspule schaltet.
24. 24. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Busteilnehmer (N1 bis Nx) ein Power Modul (50) zwischengeschaltet ist, das den Datenstrom an den nächsten Busteilnehmer durchschleift und/oder die Hilfsspannung (16) nicht durchgeschleift.
25. 25. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Busteilnehmer (N1 bis Nx) ein Power Modul (50) zwischengeschaltet ist, das den Datenstrom an den nächsten Busteilnehmer durchschleift und/oder die Hilfsspannung (16) nicht durchgeschleift.
26. 26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Power Modul (50) zumindest eine Anzeige (58) zum Anzeigen des Vorhandenseins der externen Hilfsspannung (16') aufweist.
27. 27. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Busteilnehmer oder Aktor (N1 bis Nx) eine mechanische Anzeige (46) zur Darstellung von Aktorstellungen umfasst.
28. 28. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor zur Erfassung physikalischer Größen in der Reihe der Busteilnehmer (N1 bis Nx) angeordnet ist.
29. 29. Verfahren zur Steuerung von busvernetzten Geräten in Schaltkreisen mit einem Gateway über einen offenen Feldbus mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gateway in einer Ausgangs-Soll-Konfiguration keinen Busteilnehmer (N1 bis Nx) erwartet und zur Übernahme zumindest eines Busteilnehmers (N1 bis Nx) und Erzeugen einer neuen Soll-Konfiguration mit dem zumindest einen Busteilnehmer (N1 bis Nx) ein Konfigurationsmodus im Gateway gestartet wird, und dass nach Erfassen aller Busteilnehmer (N1 bis Nx) diese Konfiguration als Soll-Konfiguration in dem Gateway (20) remanent speicherbar ist oder gespeichert wird und Steuer-und/oder Statusdaten zwischen dem Gateway (20) und den Busteilnehmern (N1 bis Nx) austauschbar sind oder ausgetauscht werden.
30. 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass im Konfigurationsmodus über einen Applikationsbus (10) vom Gateway überprüft wird, wie viele Busteilnehmer (N1 bis Nx) am Applikationsbus (10) angeschlossen sind, wobei die Busteilnehmer (N1 bis Nx) durchnummeriert werden.
31. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Busteilnehmer (N1 bis Nx) seine spezifische Kennnummer und/oder das Gateway (20) die Kennnummern null-pannungssicher abspeichert. Hierzu 6 Blatt Zeichungen