AT505741A1

AT505741A1 - DECENTRALIZED ENERGY SUPPLY FOR A MODULAR, FAULTLESS CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: AT505741A1
Application number: AT13202007A
Authority: AT
Original assignee: Sticht Fertigungstech Stiwa
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2009-03-15
Also published as: WO2009026600A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung für ein modulares, fehlersicheres Steuerungssystem umfassend einen Spannungswandler, ein Kommunikationsmodul, zumindest eine Modul-Anschlussvorrichtung, und ein Sicherheitsschaltkreis-Modul wobei der Spannungswandler einen Hochvolt-Eingang und zumindest einen Niedervolt-Ausgang aufweist, wobei der Niedervolt-Ausgang mit der Modul-Anschlussvorrichtung verbunden ist und wobei das Kommunikationsmodul eine erste Kommunikationsschnittstelle aufweist und zumindest eine zweite Kommunikationsschnittstelle mit der Modul-Anschlussvorrichtung verbunden ist und wobei das Sicherheitsschaltkreis-Modul mit dem datentechnischen Signalumsetzer und der Modul-Anschlussvorrichtung verbunden ist.The invention relates to a decentralized power supply device for a modular, fail-safe control system comprising a voltage converter, a communication module, at least one module connection device, and a safety circuit module wherein the voltage converter has a high-voltage input and at least one low-voltage output, wherein the low-voltage output is connected to the module connection device and wherein the communication module has a first communication interface and at least a second communication interface is connected to the module connection device and wherein the safety circuit module is connected to the data transmission signal converter and the module connection device.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer dezentralen Energieversorgungseinrichtung.Furthermore, the invention relates to a method for operating a decentralized power supply device.

Zur Durchführung von Steuerungsaufgaben in komplexen technischen Systemen, beispielsweise in Fertigungsstraßen und Transport- bzw. Fördersystemen, sowie generell in allen technischen Systemen die eine große räumliche Ausdehnung aufweisen, stehen dem kundigen Fachmann zur Lösung einer gestellten Steuerungsaufgabe zwei wesentliche Konzepte zur Verfügung. Die gesamte Steuerungsfunktionalität kann von einer zentralen Steuerung durchgeführt werden und andererseits besteht die Möglichkeit, die Steuerungsaufgabe über die gesamte technische Einrichtung zu verteilen.To carry out control tasks in complex technical systems, for example in production lines and transport or conveyor systems, as well as in general in all technical systems which have a large spatial extent, the skilled expert to solve a given control task, two essential concepts are available. The entire control functionality can be performed by a central controller and on the other hand it is possible to distribute the control task over the entire technical equipment.

Bei einer zentralen Steuerungseinrichtung ist der gesamte Steuerungsablauf in einer zentralen Einrichtung zusammengefasst. Dies bedeutet insbesondere, dass die Vorrichtungen zur Abarbeitung des Steuerungsvorgangs, die Stell- und Regelglieder und die Schalt- bzw. Überwachungseinrichtungen in einer Zentrale zusammengefasst sind. Dies bedeutet aber auch, dass Verbindungsleitungen von der zentralen Steuerungsvorrichtung zu jedem der N2007/06100 * • · • · • · • • • · • · • · • · ··· ··♦ • · • # • ♦ ·♦· • · • • · • · • • ♦ • • · ·· ·· ·· ·· ··· ·· -2- oftmals weit entfernten Sensoren bzw. Aktoren geführt werden müssen, was insbesondere bei großen bzw. weiträumigen Betriebsanlagen sehr schnell zu großen Längen der Verbindungsleitungen führt. Speziell bei einer Veränderung des Steuerungssystems, beispielsweise bei einer Erweiterung und/oder einem Umbau, zeigt sich das Problem, dass oftmals ganze Kabelbäume neu verlegt werden müssen, da die verlegten Verbindungsleitungen nicht mehr verwendbar sind. Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Versorgung der entfernten Steuerungseinrichtungen mit elektrischer Energie, insbesondere mit Gleichspannung im Niedervoltbereich. Da auch die Energieversorgung für die Steuerungseinrichtungen zentral angeordnet ist, beispielsweise eine Energieversorgung für einen Fertigungsabschnitt, muss diese zumeist eine große Anzahl von Steuerungsmodulen mit elektrischer Energie versorgen. Bei einer Erweiterung bzw. Änderung der Steuerungseinrichtung ist nun immer auch die zu erwartende Rückwirkung bzw. Beeinflussung der anderen, an die Energieversorgung angeschlossenen Steuerungsmodule zu berücksichtigen - insbesondere ist immer der maximale Energiebedarf zu berücksichtigen. Gegebenenfalls kann es während der Durchführung der Steuerungsaufgabe zu Betriebszuständen kommen, in den eine große Anzahl von Steuerungsmodulen kurzfristig eine hohe Energiemenge benötigen -beispielsweise wenn viele Schnellschaltventile gleichzeitig aktiviert werden. Ein derartiger Laststoß kann jedoch zu einem Spannungseinbruch auf der Versorgungsleitung führen, was unmittelbar die Funktion der Steuerungsmodule beeinträchtigt. Eine stabile Energieversorgung der Steuerungsmodule ist jedoch ein wesentliches Kriterium für die Zuverlässigkeit der Steuerungseinrichtung.In a central control device, the entire control sequence is summarized in a central facility. This means in particular that the devices for processing the control process, the actuators and control elements and the switching or monitoring devices are combined in a central office. But this also means that connection lines from the central control device to each of the N2007 / 06100 * • • • • • • • • • • • • • • • ··· ·· ♦ • • • # • ♦ · ♦ · • Often far away sensors or actuators have to be guided, which is very fast especially in the case of large and / or large-scale operating systems long lengths of connecting lines leads. Especially with a change in the control system, for example in an extension and / or a conversion, the problem shows that often whole harnesses must be relocated because the misplaced connection cables are no longer usable. Another problem arises when supplying the remote control devices with electrical energy, in particular with DC voltage in the low voltage range. Since the power supply for the control devices is arranged centrally, for example, a power supply for a manufacturing section, this usually has to provide a large number of control modules with electrical energy. In the case of an extension or change of the control device, the expected retroactive effect or influence of the other control modules connected to the energy supply must always be taken into account - in particular, the maximum energy requirement must always be taken into account. Optionally, during the performance of the control task, operating conditions may occur in which a large number of control modules may require a large amount of power in the short-term, for example, when many quick-acting valves are simultaneously activated. However, such a load surge can lead to a voltage dip on the supply line, which directly affects the function of the control modules. However, a stable power supply of the control modules is an essential criterion for the reliability of the control device.

Da bei komplexen und ausgedehnten Steuerungseinrichtungen der Verkabelungsaufwand sehr schnell Überhand nimmt, wurde mit dezentralen Steuerungseinrichtungen eine Möglichkeit geschaffen, die gesamte Steuerungsaufgabe auf eine Vielzahl einzelner Ausführungseinheiten zu verteilen. Als Kommunikationsmedium zwischen den Ausführungseinheiten wird zumeist ein Bussystem verwendet, wodurch sich der Verkabelungsaufwand wesentlich reduziert. Bei einem derartigen Steuerungssystem wird auch die Energieversorgung zumeist dezentral ausgeführt, wobei üblicherweise funktional zusammengehörende Steuerungsabschnitte von einer Energieversorgung mit elektrischer Energie und gegebenenfalls mit Prozessmedien, wie Druckluft, Wasser, Öl, versorgt werden. Der Entwurf einer dezentralen Steuerung ist jedoch deutlich aufwändiger und kostspieliger, da die Steue- N2007/06100 • · • · • · • · t · · · · • · f ·»· *·· ·· • ♦·· · · · · · • · · · ·· · ··· -3-rungsaufgabe auf die Vielzahl der Ausfuhrungseinheiten aufgeteilt werden muss was nur mit sehr speziellen Werkzeugen möglich ist und detailliertes Fachwissen erfordert.Since complex cabling and extensive control equipment, the cabling effort is rapidly gaining ground, decentralized control devices have created a possibility of distributing the entire control task over a large number of individual execution units. As a communication medium between the execution units usually a bus system is used, which significantly reduces the cabling. In such a control system, the power supply is usually performed decentralized, usually functionally related control sections are supplied by a power supply with electrical energy and optionally with process media, such as compressed air, water, oil. The design of a decentralized control system, however, is much more expensive and costly, since the control unit can not be controlled by the control unit. N2007 / 06100 · · · · ······· N N N N N N N N N · · · · · It is necessary to divide this into a large number of execution units, which is only possible with very special tools and requires detailed specialist knowledge.

Eine wesentliche Anforderung an eine Steuerungseinrichtung besteht darin, fehlersichere Sicherheitskreise bzw. lokal begrenzte Sicherheitszonen zu schaffen. In einer Fertigungseinrichtung gibt es zumeist mehrere Bearbeitungsplätze in denen Werkzeugmaschinen und gegebenenfalls Manipulationsvorrichtungen Arbeiten vornehmen, bspw. mehrere Einzelteile eines Werkstücks zusammenfügen. Nach Abschluss der durchzuführenden Arbeiten wird das Werkstück dann bspw. von einem Fördersystem übernommen und an einen weiteren Bearbeitungsplatz transportiert. Für die Sicherheit an einem solchen Bearbeitungsplatz bzw. für die Sicherheit innerhalb der gesamten Fertigungseinrichtung ist es nun erforderlich, dass es abgeschlossene Sicherheitsbereiche gibt, für die Sicherheitsstandards festgelegt sind und wo diese Standards überwacht werden und bei Verletzung des Sicherheitsbereichs ein Warn- bzw. Alarmsignal ausgegeben wird, oder ggf. eine Notfallmaßnahme eingeleitet wird. Für einen Bearbeitungsplatz an dem mehrere Manipulatoren arbeiten ist es beispielsweise von äußerster Wichtigkeit, dass sich während der Verfahrbewegungen der Manipulatoren kein Bediener im Arbeits- bzw. Schwenkbereich aufhält. Weiters muss eine Sicherheitsschaltung, beispielsweise ein Not-Aus-Taster, alle Bearbeitungsmittel im jeweiligen Bearbeitungsabschnitt sicher und zuverlässig außer Betrieb setzen. Da in einem derartigen Bearbeitungsabschnitt oftmals viele unterschiedliche Systeme angeordnet sind, ist die Ausbildung einer Sicherheitsschaltung zumeist recht aufwändig zu realisieren.An essential requirement of a control device is to provide fail-safe safety circuits or locally limited safety zones. In a production facility, there are usually several processing stations in which machine tools and possibly manipulation devices carry out work, for example, several individual parts of a workpiece join together. After completion of the work to be performed, the workpiece is then, for example, taken over by a conveyor system and transported to another processing station. For the security of such a processing station or for the security within the entire production facility, it is now necessary that there are closed security areas for which security standards are specified and where these standards are monitored and a warning or alarm signal is issued if the security area is breached or, if necessary, an emergency response is initiated. For a processing station where several manipulators work, it is of utmost importance, for example, for no operator to be in the working or swiveling range during the movement movements of the manipulators. Furthermore, a safety circuit, for example an emergency stop button, must safely and reliably shut down all processing means in the respective processing section. Since many different systems are often arranged in such a processing section, the formation of a safety circuit is usually quite complicated to implement.

Gilt es nun, neben den lokalen Sicherheitszonen für einzelne Bearbeitungsabschnitte auch noch globale Sicherheitszonen zu installieren, beispielsweise für eine gesamte Fertigungsstraße, fuhrt das zumeist zu einem beträchtlichem schaltungstechnischen Aufwand.If, in addition to the local security zones for individual processing sections, it is also important to install global security zones, for example for an entire production line, this usually leads to considerable outlay on circuitry.

Unter Zugrundelegung standardisierter sicherheitstechnischer Kriterien werden diese Sicherheitsschaltkreise sowohl bei einer Zentralsteuerung als auch bei einer dezentralen Steuerung parallel zur schaltungstechnischen Verkabelung der Steuerungsaufgabe realisiert. Eine Erweiterung bzw. Umgruppierung eines bestehenden Steuerungssystems erfordert dann zumeist massive Eingriffe in die schaltungstechnische Realisierung der Sicherheitskreise, da sowohl lokale, als auch globale Sicherheitszonen von einer solchen Ände- N2007/06100 -4- rung des Aufbaus betroffen sind und die gegenseitigen Abhängigkeiten teilweise sehr schwierig zu erfassen sind.On the basis of standardized safety-related criteria, these safety circuits are implemented both in a central control and in a decentralized control in parallel with the circuitry-related wiring of the control task. An extension or regrouping of an existing control system then usually requires massive interventions in the circuit implementation of the safety circuits, since both local and global safety zones are affected by such a change in structure and the interdependencies are sometimes very great difficult to grasp.

Integrierte Schaltkreise sind zum Aufbau einer fehlersicherer Sicherheitskreise bzw. Bedienschaltung bereits vielfach in Verwendung. Mit derartigen Baugruppen ist es mit geringem schaltungstechnischen Aufwand möglich, die Betriebszustände von Sensoren, Aktoren und Betätigungselementen zu erfassen und daraus sicherheitsrelevante Informationen abzuleiten und diese Information an andere Sicherheitskreise zu übermitteln. Der Eintritt eines sicherheitskritischen Ereignisses fuhrt bei entsprechend ausgebildeten Aktoren dazu, dass sich diese in eine definierte Ausgangs- bzw. Ruhestellung versetzen und sich somit das gesamte betroffene System in einem definierten Zustand befindet. Für jeden Sicherheitskreis wird es eine solche Ruhelage geben in der alle Steuerungsmodule, insbesondere alle Aktoren, Schalter und Ventile, einen definierten Zustand einnehmen. Ein Bediener kann sich somit gefahrlos in dieser Zone aufhalten - eine versehentliche Inbetriebnahme der Steuerungsmodule, bspw. durch einen Start-Befehl einer benachbarten Steuerungseinrichtung, wird durch die aktivierte Sicherheitsschaltung zuverlässig verhindert.Integrated circuits are already widely used for setting up a fail-safe safety circuit or operating circuit. With such assemblies, it is possible with little circuit complexity to detect the operating conditions of sensors, actuators and actuators and derive safety-related information and to transmit this information to other safety circuits. The occurrence of a safety-critical event leads to suitably trained actuators that put them in a defined home or rest position and thus the entire affected system is in a defined state. For each safety circuit, there will be such a rest position in which all control modules, in particular all actuators, switches and valves, assume a defined state. An operator can thus safely stay in this zone - an accidental start-up of the control modules, for example. By a start command of an adjacent control device is reliably prevented by the activated safety circuit.

Es können aber auch sicherheitskritische Ereignisse eintreten die beispielsweise eine Notabschaltung erfordern, wobei eine möglichst schnelle und zuverlässige Beendigung aller Betriebsoperationen der Steuerungsmodule des betroffenen Sicherheitskreises erforderlich ist.But it can also occur safety-critical events that require, for example, an emergency shutdown, with the fastest possible and reliable termination of all operating operations of the control modules of the affected safety circuit is required.

Insbesondere kann es erforderlich sein, auch alle Energieversorgungseinrichtungen des betroffenen Steuerungsabschnitts abzuschalten. Aufgrund einer erhöhten Auslastung der Ablaufsteuerung bzw. bei einem erhöhten Datenaufkommen im Bereich der Ablaufsteuerung kann es zu einer nicht unbeträchtlichen Zeitverzögerung zwischen Eintritt des sicherheitskritischen Betriebszustands und dem Abschalten der Energieversorgungseinrichtungen kommen. Gegebenenfalls kann es auch Vorkommen, dass aufgrund einer Störung in der Ablaufsteuerung der Befehl zum Abschalten der Energieversorgungseinrichtungen nicht ausgesandt wird bzw. aufgrund von Übertragungsproblemen bei der Energieversorgungseinrichtung nicht ankommt, was möglicherweise zu einer Schädigung der Steuerungsvorrichtung im betroffenen Abschnitt fuhren kann. N2007/06100In particular, it may be necessary to switch off all power supply devices of the control section concerned. Due to an increased utilization of the sequence control or with an increased data volume in the area of the sequence control, a not inconsiderable time delay can occur between the occurrence of the safety-critical operating state and the switching off of the energy supply devices. Optionally, it may also occurrence that due to a fault in the flow control command for switching off the power supply facilities is not sent or due to transmission problems in the power supply device does not arrive, which may possibly lead to damage to the control device in the affected section. N2007 / 06100

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, Module einer Steuerungseinrichtung möglichst ortsnah mit elektrischer Energie zu versorgen und gleichzeitig ein autarkes Sicherheitssystem auszubilden. Das Sicherheitssystem soll insbesondere fehlersicher ausgebildet sein und ohne Mitwirken einer Steuerung selbsttätig fehlersichere Sicherheitskreise ausbilden können. Die Energieversorgungseinrichtung soll dabei möglichst universell einsetzbar sein und kompakte Abmessungen haben.The object of the invention is to supply modules of a control device as close as possible to local electrical energy and at the same time form a self-sufficient security system. The safety system should in particular be designed fail-safe and can automatically form fail-safe safety circuits without the assistance of a controller. The power supply device should be as universally applicable and have compact dimensions.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zu finden, bei dem eine Energieversorgungseinrichtung nur dann elektrische Energie bereitstellt, wenn dies für die zu versorgenden Module und für die Energieversorgungseinrichtung selbst ohne Gefährdung der Betriebssicherheit möglich ist.A further object of the invention is to find a method in which a power supply device only provides electrical energy if this is possible for the modules to be supplied and for the power supply device itself without jeopardizing operational safety.

Eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung, bei der der Spannungswandler einen fehlersicheren Sicherheitsschaltkreis aufweist, der mit dem Sicherheitsschaltkreismodul verbunden ist und wobei der Spannungswandler weiters mit dem datentechnischen Signalumsetzer verbunden ist hat den ganz entscheidenden Vorteil, dass der Spannungswandler sowohl von dem Sicherheitsschaltkreis der dezentralen Energieversorgungseinrichtung, als auch von Sicherheitsschaltkreisen anderer Module, anderen Sicherheitskreisen und/oder einer Steuerung die über die erste Kommunikationsschnittstelle mit dem Signalumsetzer verbunden sind, sicherheitsrelevante Steuerungsinformationen erhalten kann. Insbesondere von Vorteil ist eine Ausbildung eines Sicherheitsschaltkreises der den Anforderungen bis zu SIL 3 (Safety Integrity Level) der EN IEC 61 508 genügt. Mit diesen standardisierten bzw. genormten Anforderungen ist klar festgelegt, wie das Fehlerverhalten bzw. das Antwortverhalten eines Systems auf einen eintretenden Fehler ausgebildet sein muss. Insbesondere legt SIL 3 fest, dass die mittlere Wahrscheinlichkeit für einen gefährlichen Fehler im Bereich größer gleich 10'8 und kleiner 10'7 liegt. Durch diese hohen Anforderungen an die Fehlersicherheit der Übertragung ist sicher gestellt, dass mögliche Fehler des Kommunikationsmittels keinen wesentlichen Einfluss auf die Fehlerwahrscheinlichkeit des Sicherheitskreises haben und sich somit sicherheitsrelevante Steuerinformation ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Fehlersicherheit, insbesondere Ein- bzw. Zweifehlersicherheit, über ein solchen Kommunikationssystem übertragen lassen. N2007/06100A decentralized power supply device, in which the voltage converter has a fail-safe safety circuit which is connected to the safety circuit module and wherein the voltage converter is further connected to the data signal converter has the decisive advantage that the voltage converter from both the safety circuit of the decentralized power supply device, as well as Safety circuits of other modules, other safety circuits and / or a controller which are connected via the first communication interface with the signal converter, can receive safety-related control information. Particularly advantageous is a design of a safety circuit that meets the requirements up to SIL 3 (Safety Integrity Level) of EN IEC 61 508. These standardized or standardized requirements clearly determine how the error behavior or the response behavior of a system must be designed for an incoming error. In particular, SIL 3 specifies that the mean probability of a dangerous fault is greater than or equal to 10'8 and less than 10'7. These high demands on the error security of the transmission ensures that possible errors of the communication medium have no significant influence on the probability of error of the safety circuit and thus security-relevant control information transmitted without significant impairment of fault safety, especially one or two-fault safety, such a communication system to let. N2007 / 06100

Gerade im Hinblick auf verteilte Sicherheitsschaltkreise bzw. aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeiten der Sicherheitsschaltkreise, ist es von ganz entscheidender Bedeutung, wenn sicherheitsrelevante Steuerungsbefehle, beispielsweise Abschaltbefehle an alle Spannungswandler der dezentralen Energieversorgungseinrichtungen im betroffenen Bereich, schnell und zuverlässig ausgetauscht werden können. Von wesentlichem Vorteil ist weiters, dass die Sicherheitsschaltbefehle des Sicherheitsschaltkreises der dezentralen Energieversorgungseinrichtung und die Sicherheitsschaltbefehle anderer Steuerungsmodule bzw. anderer dezentraler Energieversorgungseinrichtungen, über die erste Kommunikationsschnittstelle verbundenen Module, gleichrangig behandelt werden.Especially with regard to distributed safety circuits or because of the mutual dependencies of the safety circuits, it is of crucial importance if safety-relevant control commands, for example switch-off commands to all voltage transformers of the decentralized energy supply devices in the affected area, can be exchanged quickly and reliably. It is also of considerable advantage that the safety switching commands of the safety circuit of the decentralized energy supply device and the safety switching commands of other control modules or other decentralized energy supply devices, modules connected via the first communication interface, are treated equally.

Ein Spannungswandler, der einen fehlersicheren Sicherheitsschaltkreis aufweist, der insbesondere die Anforderungen bis zu SIL 3 der EN IEC 61508 genügt, hat weiters den Vorteil, dass unmittelbar der Spannungswandler auf Sicherheitsschaltbefehle reagieren kann und beispielsweise den Niedervoltausgang spannungsfrei schaltet. Durch diese Ausbildung ist insbesondere kein zusätzliches Schaltmodul erforderlich, um nach Empfang eines Sicherheitsschaltbefehls die dezentrale Energieversorgungseinrichtung durch Auftrennen der Spannungsversorgungsleitung spannungsfrei zu schalten. Durch die anspruchsgemäße Ausbildung lässt sich eine kompakte und fehlersichere dezentrale Energieversorgungseinrichtung realisieren.A voltage converter, which has a fail-safe safety circuit, in particular satisfies the requirements up to SIL 3 of EN IEC 61508, has the further advantage that the voltage converter can respond directly to safety switching commands and, for example, the voltage low-voltage output. Due to this design, in particular, no additional switching module is required in order to disconnect the decentralized power supply device by disconnecting the power supply line after receiving a safety switching command. The claimed training makes it possible to realize a compact and failsafe decentralized power supply device.

Eine Verbindung des Spannungswandlers mit dem datentechnischen Signalumsetzer hat den Vorteil, dass der Spannungswandler Steuerbefehle von anderen Modulen, die über die erste Kommunikationsschnittstelle verbunden sind, empfangen kann. Im Hinblick auf eine zentrale und/oder dezentrale Steuerungsvorrichtung hat dies den Vorteil, dass sowohl die Steuerungsbefehle der durchzuführenden Steuerungsaufgabe, als auch Sicherheitsschaltbefehle über ein einziges, insbesondere standardisiertes, Kommunikationsmittel übertragen werden, wobei einerseits eine hohe Kommunikationsgeschwindigkeit, aber auch ein hoher Sicherheitsstandard bei der Übertragung sicherheitsrelevanter Informationen sichergestellt ist.A connection of the voltage converter with the data signal converter has the advantage that the voltage converter can receive control commands from other modules which are connected via the first communication interface. With regard to a central and / or decentralized control device, this has the advantage that both the control commands to be performed control task, as well as safety switching commands over a single, in particular standardized, communication means are transmitted, on the one hand a high communication speed, but also a high safety standard in the Transmission of safety-related information is ensured.

Einen ganz entscheidenden Vorteil im Hinblick auf einen weit verbreiteten Einsatz der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgungseinrichtung erhält man, wenn der Spannungswandler, das Kommunikationsmodul und das Sicherheitsschaltkreismodul in N2007/06100 ί »# t* • · · • · * 9 9 9 9 9 9 99 99A very decisive advantage with regard to a widespread use of the decentralized power supply device according to the invention is obtained when the voltage converter, the communication module and the safety circuit module in N2007 / 06100 ί »# t * • · · · · * 9 9 9 9 9 9 99 99

7 einem Gehäuse angeordnet sind, wodurch man eine sehr kompakte und somit Platz sparende Ausbildung erreicht. Zur Versorgung der Steuerungsmodule mit elektrischer Energie werden zumeist mehrere Energieversorgungsmodule angeordnet, die jeweils die Steuerungsmodule eines lokal abgegrenzten Bereichs der Steuerungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgen. Eine anspruchsgemäß ausgebildete dezentrale Energieversorgungseinrichtung lässt sich nun in vorteilhafter Weise unmittelbar im Nahbereich der zu versorgenden Steuerungsmodule anordnen.7 a housing are arranged, whereby one reaches a very compact and thus space-saving training. For supplying the control modules with electrical energy, a plurality of energy supply modules are usually arranged, each of which supplies the control modules of a locally delimited area of the control device with electrical energy. An appropriately designed decentralized energy supply device can now be advantageously arranged directly in the vicinity of the control modules to be supplied.

Durch den Energieverbrauch der Steuerungsmodule kommt es auf den elektrischen Verbindungsleitungen zu einem Spannungsabfall. Bei kurzzeitigen, hohen Leistungsspitzen kann dieser Spannungsabfall so groß werden, dass der Betrieb des Steuerungsmoduls beeinträchtigt wird. Je kürzer nun die Verbindungsleitung ist, desto geringer ist auch dieser Spannungsabfall. Bei anspruchsgemäßer Ausbildung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung lassen sich in vorteilhafter Weise besonders kurze elektrische Verbindungsleitungen realisieren, was im Hinblick auf die Spannungsstabilität und damit die Zuverlässigkeit der Funktion der Steuerungsmodule von ganz entscheidendem Vorteil ist.Due to the energy consumption of the control modules, a voltage drop occurs on the electrical connection lines. For short-term, high power peaks, this voltage drop can be so great that the operation of the control module is impaired. The shorter the connection line, the lower this voltage drop. In accordance with the training of decentralized power supply device can be implemented in an advantageous manner particularly short electrical connection lines, which is in terms of voltage stability and thus the reliability of the function of the control modules of crucial advantage.

Insbesondere ist eine Bereitstellung und Verteilung elektrischer Energie auf einem höheren Spannungsniveau leichter und zuverlässiger realisierbar, als die Verteilung und Bereitstellung von elektrischer Energie im Niedervoltbereich. Eine anspruchsgemäß ausgebildete dezentrale Energieversorgungseinrichtung greift zur Versorgung der angeschlossenen Steuerungsmodule auf eine leistungsfähige Energieversorgungsleitung zurück. Durch diese vorteilhafte Ausbildung wirken sich kurzzeitig hohe Energiebedarfsspitzen nicht auf die Spannungsstabilität anderer Energieversorgungseinrichtungen der Steuervorrichtung aus.In particular, provision and distribution of electrical energy at a higher voltage level is easier and more reliable than the distribution and provision of low-voltage electrical energy. A decentralized power supply device designed in accordance with the invention uses a powerful power supply line to supply the connected control modules. Due to this advantageous embodiment, high energy demand peaks do not affect the voltage stability of other energy supply devices of the control device for a short time.

In einer Steuerungseinrichtung kann es Bearbeitungsplätze geben, in denen schwierige Umgebungsbedingungen herrschen. Beispielsweise kann es zu einem erhöhten Staub- bzw. Feuchtigkeitsaufkommen kommen, ggf. ist mit der Einwirkung eines Flüssigkeitsstrahls zu rechnen. Um eine Energieversorgungseinrichtung vor derartigen Einflüssen zu schützen, wurde diese bislang üblicherweise in Bereichen abseits möglicher Beeinflussungen angeordnet. Mit der anspruchsgemäß ausgebildeten dezentralen Energieversorgungseinrichtung ist es nun in vorteilhafter Weise möglich, die Energieversorgung wiederum in unmittelbarer Nähe des Steuerungsmoduls anzuordnen, was die bereits beschriebenen Vorteile hin- N2007/06100 * ♦♦ ·» *· #·»· • » • · • · • · • » ♦ · • · • · ··♦ ΦΦΦ φφ # ♦ • * *·· • V · t · • · • « • • · · • « ·· ΦΦ »· M* ·· -8- sichtlich einer stabilen Energieversorgung bringt. Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung, bei der das Gehäuse zumindest die Schutzklasse IP54 aufweist (International Protection; laut DIN EN 60529), da die dezentrale Energieversorgungseinrichtung auch in Abschnitten angeordnet werden kann, wo bspw. mit einer erhöhten Staubbelastung bzw. mit einwirkenden fluidalen Medien zu rechnen ist.In a control device, there may be processing stations in which difficult environmental conditions prevail. For example, there may be an increase in the amount of dust or moisture, and possibly the effect of a liquid jet. In order to protect a power supply device against such influences, it has hitherto usually been arranged in areas away from possible influences. With the decentralized energy supply device designed according to the claims, it is now advantageously possible to arrange the energy supply again in the immediate vicinity of the control module, which results in the already described advantages. N2007 / 06100 * ♦♦ · »* * · · · · · · · · · · • • • • • • • • • • • • • • • • • ········ clearly brings a stable energy supply. Particularly preferred is an embodiment in which the housing has at least the protection class IP54 (International Protection, according to DIN EN 60529), since the decentralized power supply device can also be arranged in sections where, for example, with an increased dust load or with acting fluid media is calculated.

Im Hinblick auf einen breiten Einsatz und eine universelle Austauschbarkeit ist es von besonderem Vorteil, wenn ein erster Anschlussbereich vorhanden ist, der eine Anschlussvor-richtung für eine Hochvoltenergieversorgung und zumindest eine Anschlussvorrichtung für die erste Kommunikationsschnittstelle aufweist. In der Steuerungstechnik ist es von bedeutendem Vorteil, wenn Module standardisierte bzw. einheitliche Anschlussbereiche aufweisen, da sich dann einheitliche Verbindungsmittel, insbesondere Stecksysteme, einsetzen lassen und nicht für jedes Modul individuell anzupassen sind. Die anspruchsgemäße Ausbildung hat nun den Vorteil, dass sich ein Anschlussbereich realisieren lässt, der für die Mehrzahl der dezentralen Energieversorgungseinrichtungen einheitlich ist und somit eine größt mögliche Kompatibilität bzw. Modulaustauschbarkeit sicherstellt. Insbesondere hat dies den Vorteil, dass sich standardisierte bzw. nicht extra zu konfektionierende Verbindungsleitungen verwenden lassen, um die dezentrale Energieversorgungseinrichtung an ein elektrisches Energieversorgungssystem und an ein Kommunikationsmittel anschließen zu können.In view of widespread use and universal interchangeability, it is of particular advantage if a first connection region is present which has a connection device for a high-voltage power supply and at least one connection device for the first communication interface. In control technology, it is of significant advantage if modules have standardized or uniform connection areas, since then uniform connection means, in particular plug-in systems, can be used and not individually adapted for each module. The claimed embodiment has the advantage that a connection region can be realized which is uniform for the majority of decentralized energy supply devices and thus ensures the greatest possible compatibility or module interchangeability. In particular, this has the advantage that it is possible to use standardized connection lines or connecting lines which can not be made up in order to be able to connect the decentralized energy supply device to an electrical energy supply system and to a communication medium.

In einer Weiterbildung kann das Anschlusspaneel derart vorteilhaft ausgebildet sein, dass neben standardisierten bzw. weit verbreiteten Anschlussmitteln auch noch die Position des Anschlusspaneels festgelegt ist. Bei einer modularisierten Steuerungseinrichtung lassen sich somit Fertigungsmodule ausbilden, bei denen die dezentrale Energieversorgungseinrichtung universell austauschbar ist, da die Position des Anschlusspaneels vorgegeben und der Typ des Verbindungsmittels festgelegt ist. Im Hinblick auf die Wartung derartiger Module bringt eine derartige Ausbildung den bedeutenden Vorteil, dass auch fachunkundiges Personal den Austausch der Energieversorgungseinrichtungen schnell und fehlerfrei durchführen kann. N2007/06100 -9-In a further development, the connection panel can be designed in such an advantageous manner that, in addition to standardized or widespread connection means, the position of the connection panel is also fixed. In a modularized control device, production modules can thus be formed in which the decentralized energy supply device is universally interchangeable, since the position of the connection panel is predetermined and the type of the connection means is fixed. With regard to the maintenance of such modules brings such a significant advantage that even non-specialist personnel can perform the replacement of the power supply equipment quickly and accurately. N2007 / 06100 -9-

Insbesondere wird dadurch auch eine Reduktion der Typenvielfalt der Energieversorgungseinrichtungen erreicht, da sich somit einige wenige Standard-Energieversorgungseinrichtungen universell einsetzen lassen.In particular, this also achieves a reduction in the type diversity of the energy supply devices, since thus a few standard energy supply devices can be used universally.

Weiters ist es im Hinblick auf einen universellen Einsatz und eine größt mögliche Service-bzw. Bedienfreundlichkeit von Vorteil wenn ein zweiter Anschussbereich vorhanden ist, der zumindest eine Modulanschlussvorrichtung aufweist. Eine anspruchsgemäße Ausbildung ermöglicht wiederum einen möglichst einfachen und fehlersicheren Austausch bzw. Service der dezentralen Energieversorgungseinrichtung.Furthermore, it is in terms of a universal use and the greatest possible service or. Ease of use is advantageous if a second Anschussbereich is present, which has at least one module connection device. A claim according to the training in turn allows the simplest possible and fail-safe replacement or service of the decentralized power supply device.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Position dieses Anschlussbereichs für eine Mehrzahl der Energieversorgungseinrichtungen einer Steuerungseinrichtung fest vorgegeben, was wiederum günstig für einen möglichst breiten und universellen Einsatz der Energieversorgungseinrichtung ist. Für einen möglichst universellen Einsatz der dezentralen Energieversorgungseinrichtung ist es ebenso von Vorteil, wenn ein dritter Anschlussbereich vorhanden ist, der zumindest eine Anschlussvorrichtung für Prozessmedien aufweist. Zur Durchführung der Steuerungsaufgaben kann es erforderlich sein, dass die Steuerungsmodule neben elektrischer Energie noch weitere Prozessmedien benötigen. Solche Prozessmedien können beispielsweise Druckluft, Wasser, Öl oder Gas sein.In an advantageous development, the position of this connection region for a plurality of power supply devices of a control device is fixed, which in turn is favorable for the widest possible and universal use of the power supply device. For a universal use of the decentralized power supply device, it is also advantageous if a third connection area is present, which has at least one connection device for process media. To carry out the control tasks, it may be necessary for the control modules to require additional process media in addition to electrical energy. Such process media may be, for example, compressed air, water, oil or gas.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist auch die Position des Anschlussbereichs einer Mehrzahl der Energieversorgungseinrichtungen der Steuereinrichtung fest vorgegeben, was im Hinblick auf einen universellen Einsatz und einen einfachen, raschen und zuverlässigen Service bedeutende Vorteile hat.In an advantageous development, the position of the connection region of a plurality of the power supply devices of the control device is also fixed, which has significant advantages in terms of universal use and simple, rapid and reliable service.

Eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung ist zumeist Teil einer Steuerungseinrichtung, wo eine Steuerung mit einer Mehrzahl von Steuerungsmodulen und einer Mehrzahl von dezentralen Energieversorgungseinrichtungen Daten bzw. Steuerungsinformationen austauscht. Umfasst das Kommunikationsmodul der dezentralen Energieversorgungseinrichtung eine datentechnische Kommunikations- bzw. Vermittlungseinrichtung, ist in vorteilhafter Weise eine unmittelbare datentechnische Wirkverbindung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung mit einer Mehrzahl anderer Module der Steuerungseinrichtung N2007/06100 k.A decentralized power supply device is usually part of a control device, where a controller exchanges data or control information with a plurality of control modules and a plurality of decentralized power supply devices. If the communication module of the decentralized energy supply device comprises a data communication or switching device, then there is advantageously an immediate data link of the decentralized energy supply device with a plurality of other modules of the control device N2007 / 06100 k.

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~1 1,1 't T"\ "‘T möglich. Ein anspruchsgemäß ausgebildetes Kommunikationsmodul hat den weiteren Vorteil, dass Datenpakte und/oder Steuerungsinformationen sowie sicherheitsrelevante Schaltbefehle an das jeweils zugeordnete Steuerungsmodul weitergeleitet werden können, ohne dass dabei die Steuerung bzw. eine zusätzliche Vermittlungseinrichtung erforderlich wäre.~ 1 1,1 't T " \' T possible. A communication module designed according to the invention has the further advantage that data packets and / or control information as well as safety-relevant switching commands can be forwarded to the respectively assigned control module without the control or an additional switching device being required.

Eine anspruchsgemäße ausgebildete dezentrale Energieversorgungseinrichtung hat den weiteren Vorteil, dass die Energieversorgungseinrichtung sowohl als Datenquelle bzw. Datensenke funktionieren kann, als auch dass die Energieversorgungseinrichtung datentechnische Vermittlungsaufgaben wahmehmen kann. Die Durchführung von Vermittlungs-bzw. Kommunikationsaufgaben ist somit durch die anspruchsgemäße Ausbildung über die Module der Steuerungseinrichtung verteilt, insbesondere ist keine übergeordnete, kostenintensive Netzwerkstruktur wie bspw. Router oder Switches erforderlich.A claimed trained decentralized power supply device has the further advantage that the power supply device can function both as a data source or data sink, as well as that the power supply device can perform data-transmission tasks. The implementation of mediation or. Communication tasks is thus distributed through the training according to the training on the modules of the control device, in particular no higher-level, cost-intensive network structure such as routers or switches is required.

Im Hinblick auf einen möglichst universellen Einsatz der dezentralen Energieversorgungseinrichtung in einer Steuerungseinrichtung ist es von bedeutendem Vorteil wenn das Kommunikationsmodul einen datentechnischen Signalumsetzer aufweist. Die anspruchsgemäße Ausbildung stellt sicher, dass die Energieversorgungseinrichtung sowohl im Hinblick auf Signalparameter als auch im Hinblick auf das verwendete Übertragungsprotokoll an das Kommunikationsmittel der Steuerungseinrichtung angeschlossen werden kann.With regard to the most universal possible use of the decentralized energy supply device in a control device, it is of significant advantage if the communication module has a data-technical signal converter. The claimed training ensures that the power supply device can be connected to the communication means of the control device both with regard to signal parameters and with regard to the transmission protocol used.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der datentechnische Signalumsetzer auch dazu eingesetzt werden, erste Signalpegel bzw. Parameter und Datenprotokolle auf zweite Signalparameter bzw. Pegel und Datenprotokolle umzusetzen. Eine anspruchsgemäß ausgebildete Energieversorgungseinrichtung ist somit in der Lage, ein erstes Kommunikationsmit-tel mit einem zweiten Kommunikationsmittel datentechnisch und signaltechnisch miteinander zu verbinden und somit lassen sich auch Sicherheitszonen bzw. Sicherheitskreise miteinander verbinden, die an unterschiedlichen Kommunikationsmitteln angeschlossen sind.In an advantageous development, the data signal converter can also be used to convert first signal levels or parameters and data protocols to second signal parameters or levels and data protocols. An energy supply device designed in accordance with the invention is thus capable of connecting a first communication medium to a second communication medium in terms of data technology and signaling, and thus also security zones or security circuits connected to different communication means can be connected to one another.

Eine Steuerungseinrichtung umfasst zumeist eine Mehrzahl unterschiedlicher Module und eine Mehrzahl dezentraler Energieversorgungseinrichtungen, die zumindest über ein Kommunikationsmittel miteinander in Verbindung stehen. Die anspruchsgemäße Ausbildung, bei der das Kommunikationsmodul zumindest eine dritte Kommunikationsschnittstelle aufweist, hat den bedeutenden Vorteil, dass sich eine Mehrzahl unterschiedlicher Kommunikationstopologien ausbilden lassen. Mögliche Topologien sind beispielsweise eine Baum- N2007/06100 * ·· ·· • • • · • • • • · • • ♦ • 1 ·· • · « · ·* ·· ·· *· ·«·· ·· -11- • · · ·*· ·· struktur, eine Kettenverbindung (Daisy Chain), eine sternförmige sowie eine beliebige Vernetzung einzelner Module bzw. dezentraler Energieversorgungseinrichtungen. Der bedeutende Vorteil einer anspruchsgemäßen Ausbildung liegt darin, dass keine zusätzlichen Vermittlungs- bzw. Kommunikationseinrichtungen erforderlich sind, um die datentechnische bzw. signaltechnische Kommunikation der Module bzw. der Energieversorgungseinrichtungen einer Steuerungseinrichtung zu verwalten und den Betrieb sicherzustellen.A control device usually comprises a plurality of different modules and a plurality of decentralized power supply devices, which communicate with each other at least via a communication means. The claimed training, in which the communication module has at least a third communication interface, has the significant advantage that a plurality of different communication topologies can be formed. Possible topologies include, for example, a tree N2007 / 06100 * ···· • • • • • • • • • • • • ♦ • 1 ·· • · «· · * ·· ·· * · ·« ·· ·· - 11- • · · · · · ·· structure, a chain connection (daisy chain), star-shaped as well as any networking of individual modules or decentralized power supply units. The significant advantage of a claim according to the invention is that no additional switching or communication devices are required to manage the data communication or signaling communication of the modules or the energy supply devices of a control device and to ensure the operation.

Einen besonderen Vorteil erhält man, wenn die erste und die dritte Kommunikationsschnittstelle zur datentechnischen Anbindung des Kommunikationsmoduls an ein Bussystem ausgebildet sind. Im Bereich der Steuerungseinrichtungen ist eine Mehrzahl unterschiedlicher Bussysteme zur datentechnischen und kommunikationstechnischen Wirkverbindung unterschiedlicher Steuerungsmodule verfügbar. Eine anspruchsgemäß ausgebildet dezentrale Energieversorgungseinrichtung hat nun den ganz entscheidenden Vorteil, dass die Energieversorgungseinrichtung ohne zusätzliche kommunikations- bzw. signaltechnische Verbindungsmittel mit der Steuerungseinrichtung verbunden werden kann. Bussysteme in Steuerungseinrichtungen haben den ganz entscheidenden Vorteil, dass sie speziell unter den zu erwartenden schwierigen Umgebungsbedingungen eine sichere, schnelle und zuverlässige Kommunikation der einzelnen Module sicherstellen und dass sich weiters, aufgrund einer weitestgehenden Standardisierung, Kommunikationsnetze sehr einfach realisieren lassen.A particular advantage is obtained if the first and the third communication interface are designed for the data connection of the communication module to a bus system. In the area of the control devices, a plurality of different bus systems are available for the data technology and communication technology active connection of different control modules. A decentralized energy supply device designed in accordance with the invention now has the very decisive advantage that the energy supply device can be connected to the control device without additional communication or signaling connection means. Bus systems in control devices have the decisive advantage that they ensure secure, fast and reliable communication of the individual modules, especially under the difficult environmental conditions to be expected, and that communication networks can also be implemented very easily, thanks to a far-reaching standardization.

Wenn die Modulanschlussvorrichtung zur koppelbaren Verbindung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung mit einem Steuerungsmodul ausgebildet ist, wird eine schnelle und einfache Verbindung des Steuerungsmoduls mit der dezentralen Energieversorgungseinrichtung erreicht. Im Hinblick auf Wartung bzw. Servicearbeiten ist dies von Vorteil, da sich dadurch der Wartungsaufwand reduziert und insbesondere die Wartungsaufgaben auch von fachunkundigem Personal durchgeführt werden können. Auch im Hinblick auf eine Modularisierung hat eine koppelbare Anbindung bedeutende Vorteile, da sich so die einzelnen Module und auch die Energieversorgungseinrichtung unabhängig voneinander entwickeln und fertigen lassen. Insbesondere ermöglicht eine anspruchsgemäße Ausbildung auch das Zusammenfügen von Modulen, die bei unterschiedlichen Herstellern gefertigt wurden. N2007/06100If the module connection device is designed for coupling the decentralized energy supply device to a control module, a quick and easy connection of the control module to the decentralized energy supply device is achieved. With regard to maintenance or service work, this is advantageous because it reduces the maintenance and in particular the maintenance tasks can also be performed by non-expert personnel. Also with regard to a modularization, a connectable connection has significant advantages, since the individual modules and also the energy supply device can be developed and manufactured independently of each other. In particular, a claimed training also allows the assembly of modules that have been manufactured by different manufacturers. N2007 / 06100

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Einen ganz entscheidenden Vorteil erhält man, wenn die Modulanschlussvomchtung zur gleichzeitigen Übertragung von elektrischer Energie, Steuerungsdaten und fehlersicheren Steuerungsinformationen ausgebildet ist. Die an die Energieversorgungseinrichtung angeschlossenen Steuerungsmodule benötigen neben elektrischer Energie auch noch die Steuerungsdaten zur Durchführung der Steuerungsaufgaben. Zusätzlich sind sicherheitskritische Schaltbefehle zu übermitteln, wobei diese sicherheitskritischen Schaltbefehle auch von dem Steuerungsmodul an die Energieversorgungseinrichtung und/oder die Steuerungseinrichtung abgegeben werden können.A very decisive advantage is obtained if the module connection device is designed for the simultaneous transmission of electrical energy, control data and fail-safe control information. In addition to electrical energy, the control modules connected to the energy supply device also require the control data for carrying out the control tasks. In addition, safety-critical switching commands are to be transmitted, wherein these safety-critical switching commands can also be issued by the control module to the power supply device and / or the control device.

Im Hinblick auf eine Modularisierung und Vereinfachung der Fertigung ist es von entscheidendem Vorteil, wenn die Modulanschlussvorrichtung neben der Übertragung der elektrischen Energie auch zur Übertragung von Kommunikationsdaten ausgebildet ist, da sich die Anzahl der erforderlichen Steckverbindungen reduziert. Verbindungen bzw. Anschlüsse stellen zumeist einen Schwachpunkt in Steuerungseinrichtungen dar, da diese aufgrund von herrschenden Umgebungseinflüssen oftmals Quellen von Störungen und Fehlem darstellen. Jede Anschlussvorrichtung, die mehrere Anschlüsse integriert, erhöht in vorteilhafter Weise die Sicherheit und Zuverlässigkeit einer Steuerungseinrichtung.With regard to a modularization and simplification of production, it is of decisive advantage if the module connection device is designed in addition to the transmission of electrical energy for the transmission of communication data, since the number of required connectors is reduced. Connections or connections are usually a weak point in control devices, since they often represent sources of interference and errors due to prevailing environmental influences. Each terminal device integrating multiple terminals advantageously increases the safety and reliability of a controller.

In einer weiteren Ausbildung kann die Modulanschlussvorrichtung durch einen Hybridstecker gebildet sein, der die verschiedenen zu übertragenden Signale unter Einhaltung von Sicherheits- und Isolationsstandards zuverlässig von der dezentralen Energieversorgungseinrichtung an das angeschlossene Steuerungsmodul überträgt bzw. diese miteinander verbindet.In a further embodiment, the module connection device can be formed by a hybrid plug which reliably transmits the various signals to be transmitted in compliance with safety and insulation standards from the decentralized energy supply device to the connected control module or connects them to one another.

Da ein Steuerungsmodul neben elektrischer Energie und Daten gegebenenfalls auch noch weitere Prozessmedien benötigt, ist es von entscheidendem Vorteil, wenn die Modulanschlussvorrichtung auch zur Übertragung von Prozessmedien ausgebildet ist. Wiederum im Hinblick auf eine Modularisierung und die Vereinfachung der Wartung ist es von Vorteil, wenn alle zum Betrieb des Steuerungsmoduls erforderlichen Betriebsmittel über eine Modulanschlussvorrichtung übertragen werden können. Eine einzelne Modulanschlussvorrichtung lässt sich deutlich besser gegen die zu erwartenden Umwelteinflüsse in einer Steuerungsvorrichtung schützen, als eine Mehrzahl unterschiedlicher Anschlussvorrichtungen, N2007/06100 • · • ♦ ♦ « • · ♦ ♦ # · · · · • · ♦ ·*· t·· «fl • ·θ ^ · 0 · t · • · · · · · · -13-womit man eine deutliche Steigerung der Zuverlässigkeit der Steuerungseinrichtung erreicht.Since a control module in addition to electrical energy and data possibly also requires additional process media, it is of crucial advantage if the module connection device is also designed for the transmission of process media. Again, in view of modularization and ease of maintenance, it is advantageous if all the resources required to operate the control module can be transferred via a module connection device. A single module connection device can be significantly better protected against the expected environmental influences in a control device than a plurality of different connection devices. With this one achieves a significant increase in the reliability of the control device.

Einen entscheidenden Vorteil erhält man, wenn der Sicherheitsschaltkreis des Spannungswandlers eine fehlersichere Sicherheitszone ausbildet. Sicherheitszonen sind ein wesentliches Merkmal zur Erreichung der Fehlersicherheit einer Steuerungseinrichtung. Durch eine derartige Sicherheitszone wird sichergestellt, dass von den Modulen dieser Sicherheitszone standardisierte Kriterien bzw. Normen eingehalten werden und somit ein aufgetretener Fehler bzw. ein Störfall zuverlässig ein definiertes bzw. vorher festgelegtes Verhalten auslöst. Insbesondere ist sichergestellt, dass ein Fehler bzw. Störfall zu keinem imdefinierten Betriebszustand fuhrt und so die Sicherheit der Bediener und/oder der Steuerungseinrichtung gefährdet. Ein anspruchsgemäß ausgebildeter Spannungswandler stellt nun einerseits sicher, dass bei Auftreten eines Fehlers bzw. einer Störung im Spannungswandler selbst, dieser Spannungswandler und alle von diesem versorgten Steuerungsmodule in einen definierten Betriebszustand gebracht werden. Weiters ist sichergestellt, dass bei Auftreten einer Störung in der Sicherheitszone der dieser Spannungswandler bzw. diese dezentrale Energieversorgungseinrichtung zugeordnet ist, eine zuverlässige und schnelle Abschaltung der elektrischen Energie gewährleistet ist. Insbesondere wird eine unkontrollierte Fehlerfortpflanzung vermieden.A decisive advantage is obtained if the safety circuit of the voltage converter forms a fail-safe safety zone. Safety zones are an essential feature for achieving the error safety of a control device. By means of such a safety zone, it is ensured that standardized criteria or standards are adhered to by the modules of this safety zone, and thus an error that has occurred or a fault reliably triggers a defined or predetermined behavior. In particular, it is ensured that a fault or fault does not lead to an imdefined operating state and thus jeopardizes the safety of the operator and / or the control device. A demanding designed voltage converter now ensures on the one hand that when an error or a fault in the voltage converter itself, this voltage converter and all supplied by this control modules are brought into a defined operating condition. Furthermore, it is ensured that when a fault in the safety zone of this voltage converter or this decentralized power supply device is assigned, a reliable and rapid shutdown of the electrical energy is ensured. In particular, uncontrolled error propagation is avoided.

Von entscheidendem Vorteil ist insbesondere, dass bei anspruchsgemäßer Ausbildung eine Fehler Sicherheit nach EN IEC 61 508 erreicht wird, was den Einsatz bzw. die Verwendung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung in Steuerungseinrichtungen ermöglicht, bei denen außerordentlich hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Fehlersicherheit gestellt werden. Insbesondere hat dies den Vorteil, dass jede Energieversorgungseinrichtung eine lokale Sicherheitszone ausbildet, die zusammen mit anderen Sicherheitszonen zumindest eine weitere Sicherheitszone bilden kann, wobei zur Ausbildung dieser Sicherheitszonen kein zusätzlicher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich ist.In particular, it is of decisive advantage that an error according to EN IEC 61 508 is achieved in accordance with the training according to the claims, which enables the use or the use of the decentralized power supply device in control devices in which extremely high demands are placed on reliability and fault tolerance. In particular, this has the advantage that each power supply device forms a local safety zone which, together with other safety zones, can form at least one further safety zone, whereby no additional circuit complexity is required to form these safety zones.

Weiters von Vorteil ist es, wenn die erste und/oder die dritte Kommunikationsschnittstelle des Kommunikationsmoduls zur Herstellung einer datentechnischen Kommunikationsverbindung mit zumindest einer weiteren dezentralen Energieversorgungseinrichtung ausgebildet ist, da dadurch die Steuerung der Kommunikation bzw. die Steuerung der Verbin- N2007/06100 • • • · « · • • • • f · • · ··· # • % * ·· V • f • • · • • · • · ·· ·· ·· ·· -14- dung von der anspruchsgemäß ausgebildeten Energieversorgungseinrichtung selbst durchgeführt wird, ohne dass zusätzliche schaltungstechnisch aufwändige Vermittlungs- bzw. Kommunikationseinrichtungen erforderlich sind. Die Aufrechterhaltung der Sicherheitszonen und die Kommunikation der sicherheitsrelevanten Steuerungsinformationen erfolgt somit ohne Zutun einer Steuerung, von den Energieversorgungseinrichtungen selbst. Der bedeutende Vorteil dabei ist, dass die Befehle zur Durchführung der Steuerungsaufgaben und die Steuerungsinformationen zur Aufrechterhaltung der Sicherheitszonen ein gemeinsames Kommunikationsmittel nutzen, sich jedoch gegenseitig nicht beeinflussen. Insbesondere ist sichergestellt, dass sicherheitskritische Steuerbefehle auch dann übertragen werden und somit die Sicherheitszonen aufrecht bleiben, wenn es bei der Steuerung zu einer Störung bzw. zu einem Ausfall kommt.It is also advantageous if the first and / or the third communication interface of the communication module for establishing a data communication link with at least one further decentralized power supply device is formed, since thereby the control of the communication or the control of the connections N2007 / 06100 • • • · · · · · · ·········································································································································································································································· without the need for additional circuit-intensive switching or communication equipment. The maintenance of the security zones and the communication of the security-relevant control information thus takes place without the intervention of a controller, of the power supply devices themselves. The significant advantage is that the commands for performing the control tasks and the control information for maintaining the security zones use a common means of communication, but mutually do not influence. In particular, it is ensured that safety-critical control commands are transmitted even then, and thus the safety zones remain upright if a fault or a failure occurs in the control.

Eine Steuerungseinrichtung, bei der die Steuerung weitestgehend zentral ausgebildet ist, lässt sich kostengünstig realisieren, da die einzelnen Knoten bzw. Module keine eigene Ausführungseinrichtung zur Durchführung von Steuerungsaufgaben aufweisen. Wenn die erste und/oder die dritte Kommunikationsschnittstelle des Kommunikationsmoduls zur Herstellung einer datentechnischen Kommunikationsverbindung mit zumindest einer Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, erhält man den Vorteil, dass die Durchführung der Steuerungsaufgaben bei der Steuerungseinrichtung verbleibt und die einzelnen Module der Steuerungseinrichtung lediglich Empfänger von Steuerungsbefehlen sind und lokale Sicherheitszonen ausbilden bzw. Teil von Sicherheitszonen sind.A control device in which the control is formed largely centrally, can be realized inexpensively, since the individual nodes or modules have no own execution device for performing control tasks. If the first and / or the third communication interface of the communication module for establishing a data communication link with at least one control device is formed, one obtains the advantage that the execution of the control tasks remains at the control device and the individual modules of the control device are merely receivers of control commands and local Form safety zones or are part of safety zones.

Die Durchführung bzw. Ausführung von Steuerungsaufgaben erfordert es, dass von der Steuerung an ein Steuerungsmodul Steuerbefehle übertragen werden. Einen ganz besonderen Vorteil erhält man nun, wenn der Spannungswandler im Bussystem eine eindeutige Adresse hat, denn dann können die Steuerbefehle direkt an den Spannungswandler gesandt werden, ohne dass hierfür ein zusätzliches datentechnisches Umsetzmodul erforderlich ist. Durch die eindeutige Adresse des Spannungswandlers ist auch im Ablaufprogramm der Steuerung keine gesonderte Behandlung der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgungseinrichtung erforderlich.The execution or execution of control tasks requires that control commands are transmitted from the controller to a control module. A very special advantage is now obtained when the voltage converter in the bus system has a unique address, because then the control commands can be sent directly to the voltage converter, without the need for an additional data conversion module is required. Due to the unique address of the voltage converter no separate treatment of the decentralized power supply device according to the invention is required in the sequence program of the controller.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das Sicherheitsschaltkreismodul im Bussystem eine eindeutige Adresse hat, denn somit erfordert auch die Ansteuerung des Sicherheitsschaltkreis- N2007/06100 ·· #· #· ·· »··· ·· • · • ♦ • · • • • · • · • · * ? ♦ · ·· - f M· m λ • · • · • * · • l 2 ·· ·· ·♦ ·· ··· ·· -15- moduls keine gesonderte steuerungs- bzw. programmtechnische Realisierung. Insbesondere bringt eine anspruchsgemäße Ausbildung aber den Vorteil, dass das Sicherheitsschaltkreismodul mit einer Mehrzahl anderer Sicherheitsschaltkreismodule durch die direkte Adressierung in Kontakt treten kann und somit die Kommunikation zwischen diesen Modulen ohne Mitwirkung der Steuerung durchgefuhrt werden kann.It is also advantageous if the safety circuit module in the bus system has a unique address, because thus also requires the control of the safety circuit- N2007 / 06100 ·· # · # ·································· • • • • • • • *? ♦ · ·· - f M · m λ • · • · • * * • l 2 ··························································································································································································· In particular, however, an embodiment according to the invention has the advantage that the safety circuit module can come into contact with a plurality of other safety circuit modules through the direct addressing and thus the communication between these modules can be carried out without the involvement of the controller.

Wenn der Niedervoltausgang der dezentralen Energieversorgungseinrichtung anspruchsgemäß eine Gleichspannung mit einem Nennwert im Bereich von 12 bis 48 V bereitstellen kann, lassen sich in vorteilhafter Weise eine Vielzahl unterschiedlicher Steuerungsmodule mit elektrischer Energie versorgen. Insbesondere ist jedoch eine Ausbildung von Vorteil, bei der der Niedervoltausgang eine Gleichspannung von 24 V bereitstellt, da eine Mehrzahl der Steuerungsmodule die in üblichen Steuerungseinrichtungen Anwendung finden, eine elektrische Gleichspannung von 24 V als Betriebsspannung benötigen.If the low-voltage output of the decentralized power supply device can provide a DC voltage with a nominal value in the range from 12 to 48 V according to the requirements, a large number of different control modules can be supplied with electrical energy in an advantageous manner. In particular, however, an embodiment is advantageous in which the low-voltage output provides a DC voltage of 24 V, since a majority of the control modules which are used in customary control devices require a DC electrical voltage of 24 V as the operating voltage.

Die anspruchsgemäße Ausbildung hat den weiteren Vorteil, dass die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung durch den großen bereitstellbaren Spannungsbereich universell einsetzbar ist und somit ein Service bzw. Austausch deutlich vereinfacht wird. Für einen störungsfreien und zuverlässigen Betrieb eines Steuerungsmoduls, das von der dezentralen Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird, ist es von entscheidender Bedeutung, wenn die bereitgestellte Gleichspannung möglichst konstant ist bzw. einen möglichst geringen Wechselspannungsanteil aufweist.The claimed training has the further advantage that the power supply device according to the invention can be used universally by the large voltage range that can be provided and thus a service or exchange is significantly simplified. For a trouble-free and reliable operation of a control module, which is supplied by the decentralized power supply device with electrical energy, it is of crucial importance if the DC voltage provided is as constant as possible or has the lowest possible AC voltage component.

Vorteilhafte Weiterbildung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Schwankungen der Gleichspannung im Bereich von +/- 3 % des Nennwerts liegen bzw. dass bis zu Frequenzen < 20 MHz die Restwelligkeit bzw. Spannungsspitzen der überlagerten Wechselspannung < 200 mV sind. Eine stabile Gleichspannung, die nur einen sehr geringen überlagerten Wechselanteil aufweist, ist für die elektrische Versorgung von Steuerungsmodulen von ganz besonderem Vorteil, da so Betriebsstörungen bzw. Betriebsbeeinträchtigungen aufgrund einer instabilen Versorgungsspannung vermieden bzw. verhindert werden können. Ebenso von Vorteil ist, dass es selbst bei kurzfristig erhöhten Energiebedarf durch das Steuerungsmodul zu keinen funktionsbeeinträchtigenden Schwankungen in der elektrischen Versorgung kommt. N2007/06100 #· ·· ·« »··· 9· • • • · • • • • • • • • • · • • ··· #·« • • ·* - • - t • 0 • • ♦ · • • · • • φ ·· ·· ·· ·· ··· ·· -16-Advantageous developments of the decentralized energy supply device are characterized in that the variations of the DC voltage are in the range of +/- 3% of the nominal value or that up to frequencies < 20 MHz, the residual ripple or voltage peaks of the superposed AC voltage < 200 mV are. A stable DC voltage, which has only a very small superimposed alternating component, is for the electrical supply of control modules of very particular advantage, since so malfunction or operational damage due to an unstable supply voltage can be avoided or prevented. It is also advantageous that even with short-term increased energy demand by the control module to no dysfunctional fluctuations in the electrical supply comes. N2007 / 06100 # · ··· «» ······················································································································································································································ · · · · · · Φ ·· ·· ·· ·· ··· ·· -16-

Im Hinblick auf eine Modularisierung bzw. ein möglichst breites Einsatzgebiet der erfin-dungsgemäßen dezentralen Energieversorgungseinrichtung ist es von Vorteil, wenn der Niedervoltausgang zur Bereitstellung einer Leistung im Bereich von 0 VA bis 1000 VA ausgebildet ist. Die anspruchsgemäße Ausbildung ermöglicht es, mit der Energieversorgungseinrichtung eine Vielzahl unterschiedlicher Steuerungsmodule zu versorgen, wobei aufgrund des großen abgedeckten Leistungsbereichs neben Kleinverbrauchern auch Steuerungsmodule mit einem hohen Energiebedarf mit elektrischer Energie versorgt werden können.With regard to a modularization or the broadest possible field of application of the decentralized energy supply device according to the invention, it is advantageous if the low-voltage output is designed to provide a power in the range from 0 VA to 1000 VA. The claimed training makes it possible to supply the power supply device a variety of different control modules, which can be supplied with small amounts of power consumers and control modules with a high energy demand with electrical energy due to the large covered power range.

Insbesondere ist eine Ausbildung von ganz besonderem Vorteil, bei der der Niedervolt-Ausgang zur Bereitstellung eines Kurzzeitstromes im Bereich bis 360A2s ausgebildet ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, auch Steuerungsmodule die kurzzeitig sehr große Energiemengen benötigen, mit elektrischer Energie zu versorgen. In vorteilhafter Weise wird bei einer anspruchsgemäß ausgebildeten Energieversorgungseinrichtung eine Rückwirkung auf andere Steuerungsmodule und/oder andere Energieversorgungseinrichtungen vermieden.In particular, a design of very particular advantage, in which the low-voltage output is designed to provide a short-time current in the range up to 360A2s. This training also makes it possible to supply electrical power to control modules which, for a short time, require very large amounts of energy. Advantageously, a reaction to other control modules and / or other energy supply devices is avoided in a claim formed energy supply device.

Eine Ausbildung, bei der der Spannungswandler einen Leitungsschutzschalter aufweist, der mit dem Sicherheitsschaltkreis verbunden ist hat den Vorteil, dass ein überdurchschnittlich hoher Energiebedarf des angeschlossenen Steuerungsmoduls rechtzeitig erkannt wird und einen sicherheitskritischen Steuerungsbefehl auslösen kann. Insbesondere ist dies von Vorteil, da somit sowohl ein Undefinierter Steuerungszustand des Steuerungsmoduls, auch ein eine Rückwirkung auf die Hochvoltenergieversorgung vermieden wird. Ein Leitungsschutzschalter wird üblicherweise dann ausgelöst, wenn das durch den Schutzschalter überwachte Modul, aufgrund eines unüblichen Betriebszustands einen Energiebedarf aufweist, der deutlich über jenem des maximal zulässigen Werts liegt. Eine Verbindung mit dem Sicherheitsschaltkreis hat dann den Vorteil, dass dieser Fehlerzustand rasch erkannt wird und somit in der betroffenen Sicherheitszone frühzeitig entsprechende Maßnahmen getroffen werden können, um eine weitere Betriebsstörung bzw. einen Schaden für die Steuerungseinrichtung zu verhindern.An embodiment in which the voltage converter has a circuit breaker which is connected to the safety circuit has the advantage that an above-average energy demand of the connected control module is detected in good time and can trigger a safety-critical control command. In particular, this is advantageous since both an undefined control state of the control module and also a reaction to the high-voltage energy supply are avoided. A circuit breaker is usually triggered when the monitored by the circuit breaker module, due to an unusual operating state has an energy requirement that is well above that of the maximum allowable value. A connection to the safety circuit then has the advantage that this fault condition is detected quickly and thus appropriate measures can be taken early in the affected safety zone to prevent further malfunction or damage to the control device.

Wenn im Sicherheitsschaltkreismodul sicherheitsrelevante Betriebs- und Schaltvorgänge hinterlegt sind, hat dies den Vorteil, dass die zur Sicherheitszone gehörenden Module bzw. N2007/06100 dezentralen Energieversorgungseinrichtungen einfach und schnell identifizieren lassen. Im Hinblick auf eine Erweiterung bzw. Änderung der Steuerungseinrichtung und damit verbunden, eine eventuelle Änderung der Sicherheitszonen, hat die anspruchsgemäße Ausbildung den Vorteil, dass sich beispielsweise eine neu hinzugefügte Energieversorgungsein-richtung sehr einfach in eine Sicherheitszone integrieren lässt.If safety-relevant operating and switching processes are stored in the safety circuit module, this has the advantage that the modules belonging to the safety zone or N2007 / 06100 decentralized power supply devices can be identified easily and quickly. With regard to an extension or change of the control device and associated, a possible change in the security zones, the claimed training has the advantage that, for example, a newly added Energieversorgungsein-direction can be very easily integrated into a security zone.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb einer dezentralen Energieversorgungseinrichtung gelöst. Entscheidend für den sicheren Betrieb einer dezentralen Energieversorgungseinrichtung ist es, wenn am Niedervoltausgang nur bei Vorliegen eines sicheren Betriebszustands eine Spannung anliegt. Der anspruchsgemäß ausgebildete Spannungswandler überprüft die elektrischen Kenngrößen der am Niedervoltausgang anliegenden Gleichspannung und bei Abweichen von hinterlegten Grenzwerten wird vom Sicherheitsschaltkreis des Spannungswandlers ein sicherheitskritischer Steuerbefehl ausgelöst und damit ein sicherheitskritischer Betriebszustand signalisiert, woraufhin der Spannungswandler den Niedervoltausgang bspw. spannungsfrei schaltet. Wenn die dezentrale Energieversorgungseinrichtung ein Modul einer Sicherheitszone ist, führt dieser vom Sicherheitsschaltkreis abgegebene sicherheitskritische Steuerbefehl weiters dazu, dass die Sicherheitsschaltkreise der weiteren Module diesen Fehlerzustand erkennen und zur Einhaltung des Sicherheitsstandards beispielsweise in einen vordefinierten Ruhezustand umgesteuert werden.The object of the invention is also achieved by a method for operating a decentralized power supply device. Decisive for the safe operation of a decentralized power supply device is when a voltage is applied to the low-voltage output only in the presence of a safe operating state. The voltage converter designed in accordance with the requirements checks the electrical parameters of the DC voltage applied to the low-voltage output, and if safety limits are exceeded, the safety circuit of the voltage converter triggers a safety-critical control command and thus signals a safety-critical operating state, whereupon the voltage converter switches off the low-voltage output, for example. If the decentralized energy supply device is a module of a safety zone, this safety-critical control command issued by the safety circuit further causes the safety circuits of the further modules to recognize this fault condition and to reverse the safety standard, for example, to a predefined idle state.

Eine vorteilhafte Weiterbildung erhält man, wenn der Sicherheitsschaltkreis des Spannungswandlers sicherheitskritische Steuerbefehle aufgrund nicht sicherer Betriebszustände empfangt. Durch diese anspruchsgemäße Ausbildung wird sichergestellt, dass die dezentrale Energieversorgung, wenn diese Teil einer Sicherheitszone ist, sicherheitskritische Steuerbefehle anderer Module der Steuerungseinrichtung empfangt und die Energieversorgungseinrichtung in einen definierten Zustand versetzt.An advantageous development is obtained when the safety circuit of the voltage converter receives safety-critical control commands due to non-safe operating states. This claimed embodiment ensures that the decentralized energy supply, if it is part of a safety zone, receives safety-critical control commands from other modules of the control device and puts the energy supply device into a defined state.

Einen weiteren bedeutenden Vorteil erhält man, wenn das Sicherheitsschaltkreismodul das an der Modulanschlussvorrichtung angeschlossene Steuerungsmodul überwacht und bei Eintritt eines sicherheitskritischen Zustands ein Warnsignal über einen nicht sicheren Betriebszustand aussendet. Damit wird erreicht, dass ein Fehlerzustand in einem Steuerungsmodul sowohl die dezentrale Energieversorgungseinrichtung, als auch die in dieser Sicher- N2007/06I00 ·· ·· ·· ···· ·· • · • · • · • · • · • · * * • · * • · ·· ··♦ ·♦♦ • „ ·· • 0 • · • · • • ♦ · • · ·· ·· ·· ·· ··♦ ·· -18- heitszone zusammengefassten Module in einen sicheren Betriebszustand versetzt. Weiters ist von Vorteil, dass durch die Verbindung über ein gemeinsames Kommunikationsmittel, insbesondere ein Bussystem, die Verteilung dieser sicherheitskritischen Steuerbefehle zwischen den einzelnen Modulen erfolgt, ohne das dafür zusätzliche Vermittlungsmodule erforderlich wären.Another significant advantage is obtained when the safety circuit module monitors the control module connected to the module connection device and emits a warning signal about a non-safe operating state when a safety-critical state occurs. This ensures that a fault state in a control module both the decentralized power supply device, as well as in this safety N2007 / 06I00 ···· ·· ···· ······································································· * set a safe operating state. Furthermore, it is advantageous that the distribution of these safety-critical control commands between the individual modules takes place through the connection via a common communication means, in particular a bus system, without the need for additional switching modules would be required.

Um die Anforderungen eines Sicherheitsstandards, beispielsweise nach EN 61 508, zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn der Sicherheitsschaltkreis des Spannungswandlers bei einer Betriebsstörung am Hochvolteingang und/oder am Niedervoltausgang ein Warnsignal über einen nicht sicheren Betriebszustand aussendet. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass eine Störung am Ein- bzw. am Ausgang frühzeitig erkannt wird und somit in vorteilhafter Weise ein Sicherheitssteuerbefehl abgesandt werden kann und somit rechtzeitig ein vordefinierter Ruhezustand eingenommen werden kann.In order to achieve the requirements of a safety standard, for example according to EN 61 508, it is advantageous if the safety circuit of the voltage converter emits a warning signal on a non-safe operating state in the event of a malfunction at the high-voltage input and / or at the low-voltage output. This design ensures that a fault at the input or at the output is detected early and thus advantageously a security control command can be sent and thus a predefined idle state can be taken in time.

Bei weitläufigen Steuerungseinrichtungen ist es von bedeutendem Vorteil, wenn die dezentrale Energieversorgungseinrichtung einen Zeitgeber aufweist, der sich mit dem Zeitgeber von zumindest einer weiteren dezentralen Energieversorgungseinrichtung kontinuierlich synchronisiert, wodurch alle Zeitgeber eine weitestgehend identische Zeitinformation bereitstellen, da sich dadurch eine Steuerung der Energieversorgungseinrichtung auch auf absolute Zeitpunkte durchführen lässt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn viele Steuerungsabläufe in einer festen zeitlichen Abfolge stattfinden.In the case of extensive control devices, it is of significant advantage if the decentralized energy supply device has a timer which continuously synchronizes with the timer of at least one further decentralized energy supply device, whereby all the timers provide a largely identical time information, since thereby controlling the energy supply device also to absolute Time points. This is particularly advantageous when many control processes take place in a fixed time sequence.

Da es in einem Bussystem immer zu geringen Verzögerungen bei der Weiterleitung der Datenpakete kommt, für eine exakte Steuerung bzw. Synchronisation von Abläufen aber eine zeitsynchrone Ausführung des Steuerbefehls bspw. auf mehreren Energieversorgungseinrichtungen erforderlich ist, ist es von ganz entscheidendem Vorteil, wenn die einzelnen dezentralen Energieversorgungseinrichtungen die zu erwartende Verzögerung der Datenpakete am Bussystem kennen und somit die internen Zeitgeber gut aufeinander synchronisieren können. Ein Datenpaket wird von einer ersten Energieversorgungseinrichtung ausgesandt und die Zeit gemessen, bis das Datenpaket nach einem Durchlauf am Bussystem, wieder an der ersten Energieversorgungseinrichtung eintrifft. Eine zweite Energieversorgungseinrichtung ermittelt auch diese sog. round-trip-time. Aus der Differenz der beiden N2007/06I00 ·# ♦· ·· ·· ···· «9 • • • • • · • • • • · • • • · ··· #·· • • • • • • • • • • • · • • ·· ·· ·· ·· ··· ·· -19-Since it always comes in a bus system to low delays in the forwarding of the data packets, for a precise control or synchronization of processes but a time-synchronous execution of the control command, for example. On several power supply facilities is required, it is very crucial advantage if the individual decentralized Energy supply facilities know the expected delay of the data packets on the bus system and thus can synchronize the internal timer well on each other. A data packet is sent by a first power supply device and the time is measured until the data packet arrives at the first power supply device after a pass on the bus system. A second energy supply device also determines this so-called round-trip-time. From the difference between the two N2007 / 06I00 · # ♦ · ···· ···· «9 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ····················-

Laufzeiten lässt sich die Zeitverzögerung zwischen den beiden Energieversorgungseinrichtungen berechnen und somit eine genaue Synchronisation der Zeitgeber erreichen.Running times can calculate the time delay between the two power supply devices and thus achieve an accurate synchronization of the timers.

Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings.

Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:Each shows in a schematically simplified representation:

Fig. 1 Die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgungseinrichtung;Fig. 1, the decentralized power supply device according to the invention;

Fig. 2 Eine modularisierte dezentrale Energieversorgungseinrichtung;FIG. 2 shows a modularized decentralized energy supply device; FIG.

Fig. 3 Einen Ausschnitt aus einer Steuerungseinrichtung;3 shows a section of a control device;

Fig. 4 Verschiedene Ausbildungen von Sicherheitszonen;Fig. 4 Various configurations of security zones;

Fig. 5 Gemeinsame Benutzung eines Kommunikationsmittels durch Sicherheitsrelevante Steuerungsinformation und Steuerbefehle.Fig. 5 Common use of a communication means by safety-related control information and control commands.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Auslührungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the illustrated and described different exemplary embodiments can also represent independent, inventive or inventive solutions.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1, die zumindest einen Spannungswandler 2, ein Kommunikationsmodul 3 und ein Sicherheitsschaltkreismodul 4 umfasst. Der Hochvolt-Eingang 5 des Spannungswandlers 2 ist mit einer Hochvolt-Anschlussvorrichtung 6 durch ein elektrisch leitendes Verbindungsmittel verbunden. Der Spannungswandler 2 umfasst weiters einen Sicherheitsschaltkreis 7. Die erste Kommunikationsschnittstelle 8 des Kommunikationsmoduls 3 ist mit einem Kommunika- N2007/06100 41 shows the decentralized power supply device 1 according to the invention, which comprises at least one voltage converter 2, a communication module 3 and a safety circuit module 4. The high-voltage input 5 of the voltage converter 2 is connected to a high-voltage connecting device 6 by an electrically conductive connection means. The voltage converter 2 further comprises a safety circuit 7. The first communication interface 8 of the communication module 3 is provided with a communication N2007 / 06100 4

·* • · • · • · • · ·· • · • · 44 49 4 4 4 ··· • 9'· 9 4 4 Μ Μ 4999 ·· • • ··· ·· • • • • ··· 94 9 -20-tionsanschluss 9 verbunden und eine zweite Kommunikationsschnittstelle 10 ist mit der Modul-Anschlussvorrichtung 11 verbunden. Das Kommunikationsmodul 3 umfasst weiters eine datentechnische Kommunikations- bzw. eine Vermittlungseinrichtung 12 und einen datentechnischen Signalumsetzer 13.44 49 4 4 4 ··· • 9 '· 9 4 4 Μ Μ 4999 ·· • ··· ·· • • • • ··· 94 9 tion connection 9 and a second communication interface 10 is connected to the module connection device 11. The communication module 3 further comprises a data communications or switching device 12 and a data signal converter 13.

Die dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 hat die Aufgabe, ein an der Modul-Anschlussvorrichtung 11 angeschlossenes Steuerungsmodul mit elektrischer Energie, insbesondere einer Gleichspannung zu versorgen und gleichzeitig eine lokale Sicherheitszone auszubilden und/oder in eine globale Sicherheitszone der Steuerungseinrichtung integriert zu sein. Der Spannungswandler 2, bspw. ein Schaltnetzteil, ist über die Hochvolt-An-schlussvorrichtung 6 mit einer Hochvoltenergieversorgungseinrichtung verbunden und wandelt die Hochvoltenergie in eine Niedrigvoltenergie um und stellt diese am Niedrigvoltausgang 14 bereit. Als Hochvoltenergieversorgung kann bspw. ein in der Steuerungstechnik weit verbreitetes 3-phasiges 400VAC Energieversorgungssystem verwendet werden. Am Niedrigvoltausgang 14 stellt der Spannungswandler 2 eine Niedervoltgleichspannung mit einem Nennwert zwischen 12V und 48V bereit, typischerweise mit einem Nennwert von 24V, da die üblicherweise verwendeten Steuerungsmodule eine derartige elektrische Betriebsspannung benötigen.The decentralized power supply device 1 has the task of supplying a control module connected to the module connection device 11 with electrical energy, in particular a DC voltage, and at the same time forming a local safety zone and / or being integrated into a global safety zone of the control device. The voltage converter 2, for example a switching power supply, is connected via the high-voltage connecting device 6 to a high-voltage power supply device and converts the high-voltage energy into a low-voltage energy and provides it at the low-voltage output 14. For example, a 3-phase 400VAC power supply system widely used in control technology can be used as a high-voltage power supply. At the low-voltage output 14, the voltage converter 2 provides a low-voltage DC voltage with a nominal value between 12V and 48V, typically with a nominal value of 24V, since the control modules commonly used require such an electrical operating voltage.

In einer weiteren Ausbildung kann der Spannungswandler bspw. auch durch einen Magnetkreistransformator gebildet sein. Ebenso sind Ausführungen denkbar, bei denen die Hochvoltenergieversorgung durch ein Einphasensystem gebildet ist, ebenso sind auch andere Versorgungsspannungen, insbesondere höhere, denkbar. Über den Kommunikationsanschluss 9 ist die dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 mit einem Kommunikationsmittel 15 datentechnisch wirkverbunden, wodurch die Energieversorgungseinrichtung 1 mit anderen Modulen der Steuerungseinrichtung kommunizieren kann, insbesondere mit Modulen aus der Gruppe umfassend zumindest eine weitere dezentrale Energieversorgungseinrichtung, Steuerungsmodule, eine Ablaufsteuerung sowie eine Sicherheitszentrale. Von bedeutendem Vorteil ist es, wenn dieses Kommunikationsmittel 15 durch ein weit verbreitetes, zuverlässiges Kommunikationsmedium gebildet ist, bspw. durch das im Datenverarbeitungsbereich weit verbreitete Ethernet. Ethernet bietet aufgrund einer sehr guten Abschirmung gegenüber einwirkenden Störungen eine hohe Zuverlässig- N2007/06100 t ·· ·· ·· ·· ···· ·· ······· · · t • · · · · · ··· ··· ·· «···♦·· · · # ··· ··· · · · ·· ♦· ·» ·· ··· ·· -21 -keit der Datenübertragung und ist somit als Kommunikationsmedium in einer Steuerungseinrichtung hervorragend geeignet, da die dort zu erwartenden Störungen weitestgehend keine negativen Auswirkungen auf die Datenübertragung haben.In a further embodiment, the voltage converter may, for example, be formed by a magnetic circuit transformer. Likewise, embodiments are conceivable in which the high-voltage power supply is formed by a single-phase system, as well as other supply voltages, in particular higher conceivable. The decentralized energy supply device 1 is operatively connected to a communication means 15 via the communication connection 9, as a result of which the energy supply device 1 can communicate with other modules of the control device, in particular with modules from the group comprising at least one further decentralized energy supply device, control modules, a sequence controller and a security center. It is of significant advantage if this communication means 15 is formed by a widely used, reliable communication medium, for example by the Ethernet, which is widely used in the field of data processing. Ethernet offers a high level of reliability due to its excellent shielding against interferences. N2007 / 06100 t ··························································································· It is therefore the communication medium in. a controller well suited because the expected there disturbances have largely no negative impact on data transmission.

Gegebenenfalls kann das Kommunikationsmodul 3 noch eine dritte Kommunikationsschnittstelle 37 aufweisen, die mit einem weiteren Kommunikationsanschluss 38 verbunden ist. Bei einer derartigen Ausbildung kann die dezentrale Energieversorgungseinrichtung auch Verteilungs- bzw. Vermittlungsaufgaben für die datentechnische Kommunikation am Kommunikationsmittel 18 übernehmen.Optionally, the communication module 3 may also have a third communication interface 37, which is connected to a further communication port 38. With such a design, the decentralized energy supply device can also take over distribution or switching tasks for the data communication at the communication means 18.

Die datentechnische Kommunikations- bzw. Vermittlungseinrichtung 12 ermöglicht es der dezentralen Energieversorgungseinrichtung 1, Steuerbefehle und sicherheitsrelevante Steuerinformation über die erste Kommunikationsschnittstelle 8 zu empfangen und an den Spannungswandler 2 bzw. den Sicherheitsschaltkreis 4 und weiters an ein, an der Modulanschlussvorrichtung 11 angeschlossenes Steuermodul weiterzuleiten. Auch können Steuerbefehle und sicherheitsrelevante Steuerinfonnation von den Modulen über die erste Kommunikationsschnittstelle 8 an das Kommunikationsmittel 15 und damit an andere Mo-dule, abgesendet werden. Wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung als Kommunikationsmittel Ethernet verwendet, kann die datentechnische Kommunikations- bzw. Vermittlungseinrichtung 12 durch Module gebildet sein, wie sie aus dem Bereich der Datenverarbeitung bekannt sind und dort weite Verbreitung finden, bspw. Switches bzw. Router. Insbesondere hat eine derartige Ausbildung den Vorteil, dass sich die gleichen Module und Verbindungsmittel verwenden lassen, wie sie auch im Bereich der Datenverarbeitung Verwendung finden, was einen ganz bedeutenden Kostenvorteil bringt.The data communication or switching device 12 enables the decentralized power supply device 1 to receive control commands and safety-relevant control information via the first communication interface 8 and forward it to the voltage converter 2 or the safety circuit 4 and further to a, connected to the module connection device 11 control module. Also, control commands and security-relevant control information can be sent from the modules via the first communication interface 8 to the communication means 15 and thus to other modules. Is used according to an advantageous development as a means of communication Ethernet, the data communication or switching device 12 may be formed by modules, as they are known in the field of data processing and there are widely used, for example, switches or routers. In particular, such a design has the advantage that it is possible to use the same modules and connecting means as are also used in the field of data processing, which brings a very significant cost advantage.

Um den Spannungswandler 2 bzw. das Sicherheitsschaltkreismodul 4 mit dem Kommuni-kationsmittel 15 verbinden zu können, ist weiters ein datentechnischer Signalumsetzer 13 erforderlich. Dieser hat einerseits die Aufgabe, die Steuerbefehle bzw. die sicherheitsrelevante Steuerinformation des Sicherheitsschaltkreises 7 bzw. des Sicherheitsschaltkreismoduls 4 hinsichtlich der elektrischen Kenngrößen an die elektrischen Kenngrößen des Kommunikationsmittels 15 anzupassen. Der datentechnische Signalumsetzer 13 hat weiters die Aufgabe, die Steuerbefehle bzw. sicherheitsrelevanten Steuerinformation an das Übertragungsprotokoll des Kommunikationsmittels 15 anzupassen. N2007/06100 -22-In order to connect the voltage converter 2 or the safety circuit module 4 with the Kommuni kationsmittel 15, a data-technical signal converter 13 is further required. On the one hand, this has the task of adapting the control commands or the safety-relevant control information of the safety circuit 7 or of the safety circuit module 4 with respect to the electrical parameters to the electrical characteristics of the communication means 15. The data-technical signal converter 13 also has the task of adapting the control commands or safety-relevant control information to the transmission protocol of the communication means 15. N2007 / 06100 -22-

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist dieser Signalumsetzer 13 bspw. durch ein Ether-CAT Schnittstellenmodul gebildet, EtherCAT erweitert das Ethemet-Protokoll dahingehend, dass gewisse Mindeststandards hinsichtlich Übertragungsgeschwindigkeit, Zeitverzögerung auf der Leitung und Störempfindlichkeit eingehalten werden, wodurch eine zuverlässige Übertragung von Steuerungsdaten zwischen der Steuerung und den Modulen der Steuerungseinrichtung sichergestellt ist. Ein bedeutender Vorteil von EtherCAT ist weiters, dass sich eine Vielzahl unterschiedlicher Netzwerktopologien ausbilden lassen. Bspw. sind neben einer sternförmigen Netzwerktopologie auch eine Hintereinanderschaltung und auch eine Hintereinanderschaltung mit Stichleitungen möglich. Wie bereits beschrieben ist es von ganz besonderen Vorteil, dass sich zum Aufbau des Kommunikationsnetzes die gleichen Module verwenden lassen, wie sie auch im Bereich der Datenverarbeitungseinrichtungen Anwendung finden, was einen ganz entscheidenden Kostenvorteil bringt.In an advantageous development of this signal converter 13 is formed, for example. By an Ether-CAT interface module, EtherCAT extends the Ethemet protocol to the effect that certain minimum standards regarding transmission speed, time delay on the line and susceptibility to interference are maintained, creating a reliable transmission of control data between the controller and the modules of the control device is ensured. Another significant advantage of EtherCAT is the ability to train a variety of different network topologies. For example. In addition to a star-shaped network topology also a series connection and a series connection with stubs are possible. As already described, it is of very particular advantage that the same modules can be used for setting up the communication network as they are also used in the field of data processing equipment, which brings a very decisive cost advantage.

Die dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 umfasst nun weiters ein Sicherheitsschaltkreismodul 4 und einen Sicherheitsschaltkreis 7 der im Spannungswandler 2 angeordnet ist. Für die Zuverlässigkeit einer Steuerungseinrichtung ist es von ganz entscheidender Bedeutung wenn ein Fehler in einem Modul der Steuerungseinrichtung frühzeitig erkannt wird und somit rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, um einen Schaden für die Steuerungseinrichtung bzw. für die Bediener der Steuerungseinrichtung verhindern zu können.The decentralized power supply device 1 now further comprises a safety circuit module 4 and a safety circuit 7 which is arranged in the voltage converter 2. For the reliability of a control device, it is very important if an error in a module of the control device is detected early and thus timely countermeasures can be taken to prevent damage to the controller or for the operator of the controller can.

Wenn bspw. in einem Bearbeitungsabschnitt einer Steuerungseinrichtung mehrere Manipu-lationsvorrichtungen angeordnet sind, wobei jede Manipulationsvorrichtung eine eigene elektrische Energieversorgung aufweist, kann der Ausfall einer Energieversorgungseinrichtung dazu führen, dass die betroffene Manipulationsvorrichtung im Arbeits- bzw. Aktionsbereich einer anderen Manipulationsvorrichtung verharrt und somit die Gefahr einer schwerwiegenden Beschädigung der Manipulationsvorrichtungen gegeben ist. In Hinblick auf die Personensicherheit ist es weiters imbedingt erforderlich, dass bei Auslösung eines Sicherheitsschaltkreises, bspw. eines Not-Aus-Tasters, zu einer sofortigen und zuverlässigen Beendigung der durchgeführten Manipulationshandlungen bzw. Arbeitsschritte erfolgt.If, for example, a plurality of manipulation devices are arranged in a processing section of a control device, each manipulation device having its own electrical power supply, the failure of one energy supply device can result in the affected manipulation device remaining in the working or action region of another manipulation device and thus the danger a serious damage to the manipulation devices is given. In terms of personal safety, it is further imperative that when triggering a safety circuit, for example. An emergency stop button, to an immediate and reliable completion of the manipulation actions or steps carried out.

Das Sicherheitsschaltkreismodul 4 bildet zusammen mit dem Sicherheitsschaltkreis 7 des Spannungswandlers 2 eine lokale Sicherheitszone aus. Weiters empfangt das Sicherheits- N2007/06100 -23- schaltkreismodul 4 über das Kommunikationsmittel 15 Sicherheitssteuerbefehle anderer Sicherheitsschaltkreismodule und/oder einer Sicherheitszentrale, wodurch die dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 Teil einer erweiterten bzw. globalen Sicherheitszone wird. Da auch der Spannungswandler 2 einen Sicherheitsschaltkreis 7 aufweist, ist der Spannungswandler 2 ebenfalls in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, Sicherheitsschaltbefehle zu empfangen bzw. auszusenden, wodurch der Spannungswandler ebenfalls Teil einer Sicherheitszone sein kann. Dies hat den ganz entscheidenden Vorteil, dass der Spannungswandler bei Auftreten eines sicherheitskritischen Ereignisses (lokal und/oder aus der Sicherheitszone) den Niedervolt-Ausgang sofort abschalten und sich selbst in einen sicheren Betriebszustand bringen kann, ohne dass dafür eine externe Schaltvorrichtung erforderlich wäre. Insbesondere erreicht man durch das unmittelbare Einwirken des Sicherheitsschaltkreises 7 auf den Spannungswandler 2 eine bedeutende Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit.The safety circuit module 4 forms a local safety zone together with the safety circuit 7 of the voltage converter 2. Furthermore, the security circuit 4 receives security command commands from other security circuit modules and / or a security center via the communication means 15, whereby the decentralized power supply device 1 becomes part of an extended or global security zone. Since the voltage converter 2 also has a safety circuit 7, the voltage converter 2 is likewise advantageously designed to receive or transmit safety switching commands, as a result of which the voltage converter can also be part of a safety zone. This has the decisive advantage that the voltage converter can switch off the low-voltage output immediately when a safety-critical event occurs (locally and / or out of the safety zone) and bring itself into a safe operating state without the need for an external switching device. In particular, the direct action of the safety circuit 7 on the voltage converter 2 achieves a significant increase in the reaction rate.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind das Sicherheitsschaltkreismodul 4 und der Sicherheitsschaltkreis 7 des Spannungswandlers 2 durch ein TwinSAFE Modul gebildet.In an advantageous development, the safety circuit module 4 and the safety circuit 7 of the voltage converter 2 are formed by a TwinSAFE module.

Eine derartige Ausbildung hat den ganz entscheidenden Vorteil, dass dadurch die dezentrale Energieversorgungseinrichtung den hohen sicherheitstechnischen Anforderungen nach SIL3 (IEC 61 508) genügt. In dieser Norm sind sehr strenge Richtlinien festgelegt, wie Sicherheitsschaltkreise in Steuerungseinrichtungen zu funktionieren haben bzw. welche Anforderungen an das Kommunikationsmittel gestellt werden. Die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgungseinrichtung hat nun den ganz besonderen Vorteil, dass sich kompakte Module ausbilden lassen, die in immittelbarer Nähe der mit Energie zu versorgenden Steuerungsmodule angeordnet werden können, eine lokale Schutzzone ausbilden und integraler Bestandteil einer globalen Sicherheitszone sein können.Such a design has the very decisive advantage that thereby the decentralized power supply device meets the high safety requirements according to SIL3 (IEC 61 508). This standard lays down very strict guidelines on how safety circuits in control equipment should function or what requirements should be imposed on the means of communication. The decentralized power supply device according to the invention now has the very special advantage that compact modules can be formed which can be arranged in the immediate vicinity of the power modules to be supplied with power, form a local protection zone and can be an integral part of a global security zone.

In vorteilhafter Weise wird durch TwinSAFE Module auch eine Ein- bzw. Zweifehlersicherheit der überwachten Module erreicht. Insbesondere kann somit ein einzelner Fehler zu keinem Ausfall bzw. Verlust eines Sicherheitskreises fuhren.Advantageously, TwinSAFE modules also achieve one or two-fault security of the monitored modules. In particular, a single fault can therefore not lead to any failure or loss of a safety circuit.

In einer Weiterbildung kann der Spannungswandler beispielsweise eine Betriebsart ausbilden, in der dieser kurzzeitig eine hohe Energiemenge bereitstellen kann. Durch die Kenntnis des Zeitpunkts eines hohen Energiebedarfs, bspw. wenn mehrere an der dezentralen N2007/06100 -24-In a further development, the voltage converter can, for example, form an operating mode in which it can briefly provide a high amount of energy. By knowing the point in time of a high energy demand, for example if several are connected to the decentralized N2007 / 06100 -24-

Energieversorgungseinrichtung angeschlossenen Steuerungsmodule einen Vorgang ausführen, kann der Spannungswandler rechtzeitig in diese spezielle Betriebsart wechseln, was die Stabilität der bereitgestellten Energie sicherstellt.Power supply device connected control modules perform an operation, the voltage converter can timely switch to this special mode, which ensures the stability of the energy provided.

Fig. 2 zeigt eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 die in einem Gehäuse 16 angeordnet ist. Das Gehäuse weist mehrere Anschlussbereiche auf 17, 18,19, die gegebenenfalls durch ein Verschlussmittel 20 gegenüber Umgebungseinflüssen abgeschirmt werden können.FIG. 2 shows a decentralized energy supply device 1 which is arranged in a housing 16. The housing has a plurality of connection areas 17, 18, 19 which, if appropriate, can be shielded from environmental influences by a closure means 20.

Durch die Anordnung in einem Gehäuse ist eine modulare und kompakte Ausbildung der dezentralen Energieversorgungseinrichtung möglich. Dies ist von Vorteil, denn dadurch lässt sich die Energieversorgungseinrichtung unmittelbar bei den zu versorgenden Steuerungsmodulen anordnen, wodurch nur sehr kurze Energieversorgungsleitungen anfallen. Aufgrund der teilweise recht hohen Ströme die bei der Versorgung von Steuerungsmodulen mit Gleichspannung auftreten können, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Versorgungsleitungen möglichst kurz sind.The arrangement in a housing, a modular and compact design of the decentralized power supply device is possible. This is advantageous because it allows the power supply device to be arranged directly in the control modules to be supplied, whereby only very short power supply lines are incurred. Due to the sometimes very high currents that can occur in the supply of control modules with DC voltage, it is particularly advantageous if the supply lines are as short as possible.

Energieversorgungseinrichtungen mehrerer Module eines Bearbeitungsabschnittes einer Steuerungseinrichtung werden üblicherweise in einem gemeinsamen Schaltschrank zusammengefasst, wobei dieser Schaltschrank meist abseits der Steuerungsmodule angeordnet wurde. Zumeist ist auch die schaltungstechnische Realisierung der Sicherheitszonen in einem solchen Schaltschrank zusammengefasst. Eine Änderung bzw. Erweiterung einer Sicherheitszone führte zu teilweise sehr aufwändigen Änderungen an der Energieversorgungseinrichtung bzw. an der Schaltschrankbeschaltung an sich, da gegebenenfalls die komplette Verkabelung erneuert werden musste. Die Ausbildung eines Spannungswandlers mit einem Sicherheitsschaltkreis erlaubt nun beliebige Änderungen bzw. Erweiterungen von Sicherheitszonen, ohne das dafür eine aufwendige Änderung der Verkabelung erforderlich wäre.Power supply devices of several modules of a processing section of a control device are usually combined in a common cabinet, this cabinet was usually located away from the control modules. In most cases, the circuitry realization of the safety zones is summarized in such a cabinet. A change or extension of a safety zone led to sometimes very complex changes to the power supply device or to the control cabinet circuit itself, since possibly the entire wiring had to be renewed. The formation of a voltage converter with a safety circuit now allows any changes or extensions of security zones, without the need for a costly change of the wiring would be required.

In einer weiteren Ausbildung sind die Anschlussbereiche 17,18 und 19 an fix vorgegebenen Positionen des Gehäuses 16 angeordnet. Durch einen derart standardisierten Modulaufbau lässt die erfindungsgemäße dezentrale Energieversorgungseinrichtung universell N2007/06100 -25- einsetzten bzw. austauschen, was im Hinblick auf Service und Wartung einen ganz entscheidenden Vorteil bringt. Durch einen großen Umfang der bereitstellbaren Niedervolt-Ausgangsspannung und auch durch einen großen bereitstellbaren Leistungsbereich lässt sich die Typvieifait der zu fertigenden Energieversorgungseinrichtungen deutlich reduzieren, wodurch sich auch die Kosten für den Aufbau einer Steuerungseinrichtung wesentlich verringern werden.In a further embodiment, the connection areas 17,18 and 19 are arranged at fixed predetermined positions of the housing 16. By means of such a standardized modular construction, the decentralized energy supply device according to the invention can universally use or exchange N2007 / 06100 -25-, which brings a very decisive advantage in terms of service and maintenance. Due to a large extent of the low-voltage output voltage which can be provided and also due to a large power range which can be provided, it is possible to significantly reduce the type of power supply equipment to be produced, which will also considerably reduce the costs for the construction of a control device.

Im ersten Anschlussbereich 17 sind bspw. ein Kommunikationsanschluss 9 und eine Hochvoltanschlussvorrichtung 6 angeordnet. Ein zweiter Anschlussbereich 18 umfasst zumindest eine Modulanschlussvorrichtung 11 und in einem dritten Anschlussbereich 19 können eine Mehrzahl von Anschlussvorrichtungen angeordnet sein, um das an der dezentralen Energieversorgungseinrichtung angeschlossene Steuerungsmodul mit Prozessmedien, wie bspw. Wasser, Druckluft und/oder Öl zu versorgen. In weiteren Ausbildungen können die einzelnen Anschlussbereiche in einen zentralen Anschlussbereich integriert sein, was im Hinblick auf Mobilarisierung bzw. Standardisierung wiederum einen deutlichen Vorteil hat.In the first connection region 17, for example, a communication connection 9 and a high-voltage connection device 6 are arranged. A second connection region 18 comprises at least one module connection device 11, and a plurality of connection devices can be arranged in a third connection region 19 in order to supply the control module connected to the decentralized energy supply device with process media, such as, for example, water, compressed air and / or oil. In further embodiments, the individual connection areas can be integrated into a central connection area, which in turn has a clear advantage in terms of furniture design and standardization.

Zum Schutz vor den Umgebungsbedingungen kann das Gehäuse 16 der dezentralen Energieversorgungseinrichtung 1 Verschlussmittel 20 aufweisen, welche die Anschlussbereiche bzw. die an den jeweiligen Anschlüssen angeschlossenen Verbindungsmittel gegenüber der Umgebung abdichten. Insbesondere ist eine Ausbildung eines Gehäuses mit Verschlussmittel nach einer IP-Schutzart von Vorteil, denn dadurch lässt sich klar angeben bzw. festlegen, welchen Umgebungseinflüssen das Gehäuse standhalten muss.For protection from the ambient conditions, the housing 16 of the decentralized energy supply device 1 can have closure means 20 which seal the connection regions or the connection means connected to the respective connections with respect to the environment. In particular, an embodiment of a housing with a closure means according to an IP protection is advantageous because it makes it possible to specify or specify which environmental influences the housing must withstand.

Ein weiterer Vorteil einer Modularisierung liegt darin, dass die Steuerungseinrichtung weitestgehend vorgefertigt werden kann, da die Energieversorgungseinrichtungen bei der Endmontage auf den vorgesehen Platz angeordnet werden und durch die standardisierte Anordnung der Anschlussbereiche eine rasche und zuverlässige Verbindung der Energieversorgung, der Steuerungsmodule und des Kommunikationsmittels möglich ist.Another advantage of a modularization is that the control device can be largely prefabricated, since the power supply devices are arranged in the final assembly in the space provided and the standardized arrangement of the connection areas a rapid and reliable connection of the power supply, the control modules and the communication means is possible ,

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Steuerungseinrichtung, bei der dezentrale Energieversorgungseinrichtungen 1, mit daran angeschlossenen Steuerungsmodulen 21, an ein gemeinsames Kommunikationsmittel 15 angeschlossen sind. Weiters an dieses Kommunikationsmittel 15 angeschlossen sind eine Steuerung bzw. Ablaufsteuerung 22 und eine Sicherheitszentrale 23. Die Steuerung 22 fuhrt zur Durchführung der Steuerungsaufgabe eine N2007/06100 -26-FIG. 3 shows a detail of a control device in which decentralized energy supply devices 1, with control modules 21 connected thereto, are connected to a common communication means 15. Further connected to this communication means 15 are a control or sequential control 22 and a security control center 23. The control 22 carries out a N2007 / 06100 -26-

Reihe von Aktionen aus und schickt dabei die entsprechenden Steuerbefehle an die Steue-rungsmodule 21 bzw. die dezentralen Energieversorgungseinrichtungen 1. Wenn nun die dezentralen Energieversorgungseinrichtungen 1 und die Sicherheitszentrale 23 das Protokoll gemäß der TwinSAFE Funktionalität implementieren, erhält man den ganz entscheidenden Vorteil, dass gleichzeitig Steuerungsinformationen bzw. Daten und sicherheitsrelevante Steuerungsinformationen über ein einziges Kommunikationsmittel 15 übertragen werden können, ohne dass diese sich gegenseitig beeinflussen. Insbesondere hat diese Ausbildung den Vorteil, dass selbst bei Ausfall bzw. bei einer Betriebsstörung der Steuerung 22 die Sicherheitszonen nach TwinSAFE intakt bleiben und somit eine zuverlässige Überführung der Steuerungseinrichtung in einen definierten Ruhezustand erreicht wird. Eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung die den hohen Sicherheitsanforderungen von TwinSAFE über EtherCAT genügt hat den ganz entscheidenden Vorteil, dass sich auch die Energieversorgung von Steuerungsmodulen ohne zusätzlichen Schaltungstechnischen Aufwand in Sicherheitszonen integrieren lässt und somit auch den hohen Sicherheitsanforderungen nach SIL3 (IEC 61 508) genügt.In this case, the decentralized energy supply devices 1 and the security center 23 implement the protocol in accordance with the TwinSAFE functionality, giving the very decisive advantage that simultaneously Control information or data and safety-related control information can be transmitted via a single communication means 15 without these mutually influence. In particular, this design has the advantage that even in the event of failure or in the event of a malfunction of the controller 22, the safety zones according to TwinSAFE remain intact and thus a reliable transfer of the control device to a defined idle state is achieved. A decentralized power supply unit that meets the stringent safety requirements of TwinSAFE via EtherCAT has the decisive advantage that the power supply of control modules can also be integrated into safety zones without additional circuit complexity and therefore also meets the high safety requirements of SIL3 (IEC 61 508).

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Steuerungseinrichtung mit mehreren, sich teilweise überlappenden Sicherheitszonen. Es sind lokale Sicherheitszonen 24 ausbildbar, die zumindest eine dezentrale Energieversorgungseinrichtung 1 umfassen, wobei jedoch kein Modul einer anderen Schutzzone mitumfasst ist. Des Weiteren gibt es übergreifende Schutzzonen 25 die mehrere Module bzw. dezentrale Energieversorgungseinrichtungen umfassen, wobei sich die einzelnen Schutzbereiche auch überschneiden können. Wird bspw. vom Modul 26, bspw. einer dezentralen Energieversorgungseinrichtung, ein Fehlerzustand ausgelöst, so betrifft dies alle Module der Schutzzone 27, die daraufhin einen entsprechenden Ruhe- bzw. speziellen Betriebszustand einnehmen werden. Durch die Ausbildung der Schutzzonen wirkt sich der Fehlerzustand in der Schutzzone 27 auch auf alle Module der Schutzzone 28 und gegebenenfalls auch auf die Module der Schutzzone 29 aus. Kommt es bspw. bei einer weitläufigen Fördereinrichtung an einer Abgabestelle zu einer Störung, müssen alle zuliefemden Förderstationen über diesen Fehlerzustand informiert werden, wobei die nächstliegenden Förderungssysteme typischerweise gestoppt werden und die weiter entfernt liegenden Fördersysteme die Fördergeschwindigkeit reduzieren werden. N2007/06100 • · • · • · • • • • • · ··· • · • • ··· • · • · • • · • • · ·· ·· ··· ··4 shows a detail of a control device with a plurality of partially overlapping safety zones. There are local security zones 24 can be formed, which include at least one decentralized power supply device 1, but no module of another protection zone is included. Furthermore, there are overarching protection zones 25 which comprise a plurality of modules or decentralized energy supply devices, wherein the individual protection areas can also overlap. If, for example, a fault condition is triggered by the module 26, for example a decentralized energy supply device, this concerns all modules of the protection zone 27, which will then assume a corresponding idle or special operating state. Due to the design of the protection zones, the fault state in the protection zone 27 also affects all modules of the protection zone 28 and possibly also the modules of the protection zone 29. If, for example, a disturbance occurs at a delivery point at a delivery point, all delivery stations that are to be supplied must be informed of this error state, with the closest delivery systems typically being stopped and the conveyor systems located farther away reducing the delivery speed. N2007 / 06100 ·························································································

In vorteilhafter Weise ist für die Durchführung dieser weit verzweigten Steuerungsbeeinflussung keinerlei Aktion durch die Steuerung bzw. Ablaufsteuerung erforderlich. Durch die Schutzzonen und die damit verbundenen gegenseitigen Abhängigkeiten ist es sichergestellt, dass alle betroffenen Module entsprechend auf eine eingetretene Fehlersituation reagieren.Advantageously, no action by the controller or process control is required for the implementation of this wide-ranging control influence. The protection zones and the associated interdependencies ensure that all affected modules react accordingly to an error situation that has occurred.

Wird die Steuerungseinrichtung nun bspw. um ein Modul erweitert, wird dies mit dem Kommunikationsmittel 15 datentechnisch wirkverbunden und den entsprechenden Schutzzonen datentechnisch zugeordnet. Es ist dabei weder eine zusätzliche Verkabelung noch die Änderung einer bestehenden Verkabelung erforderlich.If the control device is now extended, for example, by a module, this is actively connected to the communication means 15 in terms of data technology and assigned to the corresponding protection zones in terms of data technology. There is no need for additional cabling or modification of existing cabling.

In einer weiteren Ausbildung können in der Steuerungseinrichtung verteilt Zeitgeber 30 angeordnet sein und mit dem Kommunikationsmittel 15 datentechnisch wirkverbunden werden. Gilt es bspw., den Ablauf in einem weitläufigen Fördersystem zu koordinieren um einen möglichst optimalen Durchsatz zu erreichen oder bspw. komplexe Bewegungsabläufe mehrere Manipulationseinrichtungen zu koordinieren, ist es von ganz entscheidenden Vorteil, wenn sich die Abläufe anstelle von Bedingungsprüfungen, durch absolute bzw. relative Zeitangaben koordinieren lassen. Gerade wenn sehr komplexe Bewegungsabläufe zu koordinieren sind, kann es durch die Vielzahl der zu prüfenden Bedingungen zu unzulässigen Verzögerungen und damit zu Schwierigkeiten beim Einhalten des Bewegungsablaufes kommen. Diese Schwierigkeiten verstärken sich, wenn zusätzlich weit verzweigte Bewegungsabläufe zu koordinieren sind, wo zwischen den einzelnen Steuerungsmodulen eine Mehrzahl von Vermittlungseinrichtungen angeordnet ist.In a further embodiment, timers 30 can be arranged distributed in the control device and can be operatively connected to the communication means 15 in terms of data technology. If, for example, it is necessary to coordinate the process in a spacious conveyor system in order to achieve the best possible throughput or, for example, to coordinate complex movement processes with multiple manipulation devices, it is of decisive advantage if the processes instead of conditional tests, by absolute or relative Coordinate time information. Especially when very complex movements are to be coordinated, there may be undue delays due to the multitude of conditions to be tested and thus difficulties in maintaining the course of motion. These difficulties are exacerbated when, in addition, highly complex movements are to be coordinated, where a plurality of switching devices is arranged between the individual control modules.

Wenn in der Steuerungseinrichtung ein Zeitgeber vorhanden ist, der für alle Module an allen Positionen eine eindeutig gültige Zeitinformation liefern kann, lassen sich in vorteilhafter Weise Bewegungsabläufe auf diese einheitliche, global gültige Zeit koordinieren bzw. synchronisieren.If a timer is present in the control device, which can provide unambiguously valid time information for all modules at all positions, motion sequences can be coordinated or synchronized to this uniform, globally valid time in an advantageous manner.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind an das Kommunikationsmittel 15 angeschlossen, mehrere Zeitgeber 30 derart ausgebildet angeordnet, dass sich die einzelnen Zeitgeber 30 selbsttätig, insbesondere ohne zutun der Steuerung synchronisieren und somit an einer Mehrzahl von Positionen innerhalb der Steuerungseinrichtung eine eindeutig gültige Zeitinformation bereitstellen. Durch die verteilte Anordnung ist weiters sichergestellt, dass sich N2007/06100 -28- zumindest in jedem Segment des Kommunikationsmittels, insbesondere zwischen datentechnischen Vermittlungseinrichtungen, ein Zeitgeber befindet und somit eventuelle Verzögerungen durch die Datenübergabe einer Vermittlungseinrichtung verhindert werden. Insbesondere stellt eine Ausbildung von verteilten Zeitgebern bei EtherCAT sicher, dass die Abweichung der einzelnen Zeitgeber im Bereich «1 ps liegt, wodurch sich sehr exakte Ablaufsteuerungen realisieren lassen.In an advantageous development of the communication means 15 are connected, a plurality of timers 30 are arranged such that the individual timers 30 automatically synchronize, especially without the controller and thus provide a clear valid time information at a plurality of positions within the control device. The distributed arrangement further ensures that there is a timer at least in each segment of the communication means, in particular between data transmission switching devices, and thus any delays caused by the data transfer of a switching device are prevented. In particular, a design of distributed timers in EtherCAT ensures that the deviation of the individual timers is in the range of "1 ps, which makes it possible to realize very exact sequential control systems.

Fig. 5 zeigt abschnittsweise anhand zweier dezentraler Energieversorgungseinrichtungen, wie sicherheitsrelevante Steuerinformation und Steuerungsbefehle zur Abarbeitung der Steuerungsaufgabe gemeinsam über das Kommunikationsmittel übertragen werden. Jedes Modul der Steuerungseinrichtung, insbesondere die an den dezentralen Energieversorgungseinrichtungen angeschlossenen Steuerungsmodule, fuhrt eine Teilaufgabe 31 der gesamten Steuerungsaufgabe der Steuerungseinrichtung aus. Dazu werden von der Steuerung (in der Figur nicht dargestellt) Steuerbefehle 31 über das Kommunikationsmittel 15 an die Module der Steuerungseinrichtung, insbesondere an die dezentralen Energieversorgungseinrichtungen und die daran angeschlossenen Steuerungsmodule, übertragen. Zusätzlich weist eine Mehrzahl der Module einen Sicherheitsschaltkreis 32 auf. Durch Ausbildung einer lokalen Sicherheitszone wirkt der Sicherheitsschaltkreis 32 auch auf die, von diesem Modul ausgeführte Steuerungsaufgabe 31. Zur Bildung globaler Sicherheitszonen wirken die Sicherheitsschaltkreise mehrerer Module zusammen, wobei die Sicherheitsschaltkreise 32 über das Kommunikationsmittel 15 autonom sicherheitsrelevante Information übertragen können, ohne dass dabei eine zusätzliche Steuerung der Kommunikation erforderlich ist. Das datentechnische Netzwerkprotokoll am Kommunikationsmittel 15 sorgt dafür, dass Steuerbefehle und sicherheitsrelevante Steuerbefehle in gemeinsamen Datenpaketen 34 über das Kommunikationsmittel übertragen werden, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Eine Ausbildung des Kommunikationsmittels 15 als EtherCAT stellt sicher, dass in der Rahmenstruktur jedes Datenpakets Platz für die Aufnahme von sicherheitsrelevanten Steuerbefehlen vorgesehen ist. In einer weiteren Ausbildung sind die Sicherheitsschaltkreise als TwinSAFE Module ausgebildet, die unter Einhaltung sehr hoher Sicherheitsstandards sicherheitsrelevante Steuerbefehle über ein Bussystem, bspw. EhterCat, übertragen werden.Fig. 5 shows sections of two decentralized power supply facilities as security-related control information and control commands for processing the control task are transmitted together via the communication means. Each module of the control device, in particular the control modules connected to the decentralized energy supply devices, carries out a partial task 31 of the entire control task of the control device. For this purpose, control commands 31 (not shown in the figure) are transmitted via the communication means 15 to the modules of the control device, in particular to the decentralized power supply devices and the control modules connected thereto. In addition, a plurality of the modules has a safety circuit 32. By forming a local security zone, the security circuit 32 also acts on the control task 31 executed by this module. The security circuits of several modules cooperate to form global security zones, wherein the security circuits 32 can autonomously transmit security-relevant information via the communication means 15 without any additional security Control of communication is required. The data network protocol on the communication means 15 ensures that control commands and security-related control commands are transmitted in common data packets 34 via the communication means, without affecting each other. An embodiment of the communication means 15 as EtherCAT ensures that space is provided for the reception of safety-relevant control commands in the frame structure of each data packet. In a further embodiment, the safety circuits are designed as TwinSAFE modules, which are transmitted in compliance with very high safety standards safety-related control commands via a bus system, eg. EhterCat.

Steuerbefehle, die von einer Ablaufsteuerung an ein Modul übermittelt werden, werden in Datenpakte 33 verpackt und an das Kommunikationsmittel 15 übergeben. Das Modul mit N2007/06100 ······· · t · • · · · · · ·♦· ··· t* • · · · ··· · · · · · • · · · ··· · · · -29-der entsprechenden Zieladresse empfängt diese Datenpakete und ein Netzwerkprotokollumsetzer 35 entpackt die Steuerungsbefehle aus den Datenpaketen und übermittelt diese Steuerbefehle 31 beispielsweise an den Spannungswandler der dezentralen Energieversorgungseinrichtung, der eine gewünschte Niedervoltausgangsspannung am Niedervoltausgang bereitstellt. Gleichzeitig wird der Spannungswandler vom integrierten Sicherheitsschaltkreis überwacht und bei Auftreten eines sicherheitskritischen Zustands wird ein sicherheitsrelevanter Steuerbefehl generiert und an weitere Sicherheitsschaltkreise übergeben. Diese sicherheitskritischen Steuerbefehle 35 der Sicherheitsschaltkreise 32 werden zuerst vom Sicherheitsprotokollumsetzer 36 signal- und datentechnisch angepasst und an den Netzwerkprotokollumsetzer 34 übergeben, der die entsprechende Zusammenstellung zu Datenpaketen 33 durchfuhrt. Aus der Sichtsweise der Sicherheitsschaltkreise tritt das Kommunikationsmittel nicht in Erscheinung, da für diese lediglich die Sicherheitsprotokollumsetzer als Datengegenstellen in Erscheinung treten. Insbesondere bei einer Ausbildung gemäß TwinSAFE über EtherCAT bringt das den ganz entscheidenden Vorteil, da beim Entwurf von Sicherheitszonen auf das zugrunde liegende Kommunikationsmittel keine besondere Rücksicht genommen werden muss, da dieses aufgrund der festgelegten und genormten Übertragungsstandards bzw. aufgrund des sicherheitstechnischen Übertragungsverhaltens das erforderliche Übertragungsverhalten sicher zur Verfügung stellt. Insbesondere hat dies den weiteren Vorteil, dass der Entwurf der Steuerungsaufgabe und der Entwurf der Sicherheitszonen weitestgehend unabhängig voneinander geschehen können, wodurch sich fehleranfallige, gegenseitige Beeinflussungen weitgehend vermieden werden können.Control commands, which are transmitted from a sequence control to a module, are packaged in data packets 33 and transferred to the communication means 15. The module with N2007 / 06100 ······· · t · • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · The corresponding destination address receives these data packets and a network protocol converter 35 unpacks the control commands from the data packets and transmits these control commands 31, for example, to the voltage converter of the distributed power supply device, which provides a desired low-voltage output voltage at the low-voltage output. At the same time, the voltage converter is monitored by the integrated safety circuit and when a safety-critical condition occurs, a safety-relevant control command is generated and transferred to further safety circuits. These safety-critical control commands 35 of the security circuits 32 are first adapted by the security protocol converter 36 in terms of signal and data and transferred to the network protocol converter 34, which executes the corresponding compilation into data packets 33. From the point of view of the safety circuits, the means of communication does not appear, since only the security protocol converters appear as data counterparts for them. Especially with training in accordance with TwinSAFE via EtherCAT, this has the decisive advantage that no special consideration has to be taken when designing safety zones on the underlying communication medium, since this ensures the required transmission behavior due to the defined and standardized transmission standards or because of the safety-related transmission behavior provides. In particular, this has the further advantage that the design of the control task and the design of the safety zones can be largely independent of each other, whereby error-prone, mutual influences can be largely avoided.

Da der Sicherheitsprotokollumsetzer 36 auf dem Netzwerkprotokollumsetzer 34 aufsetzt wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die sicherheitsrelevanten Steuerinformation auch über jedes andere Kommunikationsmittel übertragen werden kann, solange dieses die geforderten Sicherheitsstandards sicherstellt. Das Sicherheitsprotokoll, insbesondere die Übertragung sicherheitsrelevanter Steuerungsinformation ist somit vom verwendeten Kommunikationsmittel unabhängig. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1Since the security protocol converter 36 is based on the network protocol converter 34, it is advantageously achieved that the security-relevant control information can also be transmitted via any other means of communication as long as it ensures the required security standards. The security protocol, in particular the transmission of security-relevant control information is thus independent of the means of communication used. All statements on ranges of values in the description of the present invention should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. the indication 1 to 10 is to be understood as meaning that all partial ranges, starting from the lower limit 1

N2OO7/06IOO -30- und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.N2OO7 / 06IOO-30- and the upper limit 10 are included, i. all subregions begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10.

Die Ausfuhrungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen dezentralen Energieversorgungseinrichtung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungs-Varianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.The exemplary embodiments show possible embodiments of the decentralized power supply device according to the invention, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments of the same, but rather various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this variation possibility due to the teaching technical action by objective invention in the skill of working in this technical field expert. So are all conceivable embodiments, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiment variant, includes the scope of protection.

Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der dezentralen Energieversorgungseinrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the structure of the decentralized energy supply device, these or their components have been shown partially unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The problem underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. N2007/06100Above all, the individual embodiments shown in FIGS. 1 to 5 can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures. N2007 / 06100

Claims

1. A decentralized power supply device (1) for a modular, fail-safe control system comprising a voltage converter (2), a communication module (3), at least a module connection device (11) and a safety circuit module (4) wherein the voltage converter (2) has a high-voltage input (5) and at least one low-voltage output (14), wherein the low-voltage output (14) with the Module connection device (11) is connected and wherein the communication module (3) has a first communication interface (8) and at least a second communication interface (10) to the module connection device (11) is connected and wherein the safety circuit module (4 ) is connected to the data signal converter (13) and the module connection device (11), characterized in that the voltage converter (2) has a fail-safe safety circuit (7) t, which is connected to the safety circuit module (4) and that the voltage converter (2) is connected to the data signal converter (13).

2. Distributed power supply device according to claim 1, characterized in that the voltage converter (2), the communication module (3) and the safety circuit module (4) in a housing (16) are arranged.

3. Distributed power supply device according to claim 2, characterized in that the housing (16) is designed in a protection class according to IP (International Protection).

4. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a first connection region (17) is present, which has a connection device for a high-voltage power supply (6) and at least one connection device (9) for the first communication interface. N2007 / 06100 -2-

5. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a second connection region (18) is present which has at least one module connection device (11).

6. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a third connection region (19) is present and has at least one connection device for process media.

7. decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the communication module (3) comprises a data communication or communication device (12).

8. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the communication module (3) comprises a data-technical signal converter (13).

9. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the communication module (3) has at least a third communication interface (37).

10. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first (8) and the third (37) communication interface for data technology connection of the communication module (3) is formed on a bus system.

11. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the module connection device (11) is designed for coupling connection of the decentralized power supply device (1) with a control module.

12. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the module connection device (11) for simultaneous N2007 / 06100 -3- transmission of electrical energy, control data and fail-safe control information is formed.

13. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the module connection device (11) is designed for the transmission of process media.

14. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the safety circuit (7) of the voltage converter (2) forms a fail-safe safety zone.

15. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the first (8) and / or at least the third (37) communication interface of the communication module (3) for producing a data communications link with at least one further decentralized power supply device is formed.

16. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the first (8) and / or at least the third communication interface (37) of the communication module (3) for establishing a data communications link with at least one controller is formed.

17. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the voltage converter (2) in the bus system has a unique address.

18. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the safety circuit module in the bus system has a unique address.

19. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the low-voltage output (14) provides a DC voltage with a nominal value in the range of 12V to 48V. N2007 / 06100 t ** · · · # · t · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · -4-

20. Distributed power supply device according to claim 19, characterized in that the variations of the DC voltage in the range of ± 3% of the nominal value.

21. Decentralized energy supply device according to claim 19 or 20, characterized in that up to frequencies less than 20 MHz, the residual ripple or voltage peaks of a superposed AC voltage are less than 200mVss.

22. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the low-voltage output (14) is designed to provide a power in the range of OVA to 1000VA.

23. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 22, characterized in that the low-voltage output (14) is designed to provide a short-time current up to 360A s.

24. Distributed power supply device according to one of claims 1 to 23, characterized in that the voltage converter (2) has a circuit breaker, which is connected to the safety circuit.

25. Decentralized energy supply device according to one of claims 1 to 24, characterized in that safety-related operating and switching operations are stored in the safety circuit module (4).

26. A method for operating a decentralized power supply device (1) according to one of claims 1 to 25, characterized in that the safety circuit (7) of the voltage converter (2) the low-voltage output (14) only in the presence of a safe operating state to this output a Low voltage voltage applies.

27. The method according to claim 26, characterized in that the safety circuit (7) of the voltage converter (2) receives safety-related control commands due to non-safe operating conditions. N2007 / 06100 · + ···· «· · · · · · · · ······························································································· 5

28. The method according to claim 26 or 27, characterized in that the safety circuit module (4) monitors the module connection device (11) connected to the control module and emits a warning signal on a non-safe operating condition when a safety-critical condition occurs.

29. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the safety circuit (7) of the voltage converter (2) in case of malfunction of the high-voltage input (6) and / or the low-voltage output (14) a warning signal over a not safe operating state.

30. The method according to any one of claims 26 to 29, characterized in that a timer of the decentralized power supply device with the timer of at least one further decentralized power supply device continuously synchronized, whereby all timers provide a largely identical time information.

31. The method according to any one of claims 26 to 30, characterized in that a first decentralized power supply device determines a first runtime of a data packet on the communication link and that at least one second decentralized power supply device determines a second runtime of a data packet on the communication link, wherein the two transit times the time delay between the two power supply device is determined. STIWA-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft m.b.H. by "Dr. Günter Secklehner N2007 / 06100