DE10036237A1 - Input and output modules for use in a control system uses optical communication between electronic modules - Google Patents
Input and output modules for use in a control system uses optical communication between electronic modulesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ein- und/oder Ausgabebaugruppe zur Verwendung in einem Steuerungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an input and / or output module for use in one Control system according to the preamble of claim 1.
Es sind Ein- und/oder Ausgabebaugruppen bekannt, welche die Schnittstelle zwischen einer steuerungstechnischen Ebene mit datenverarbeitenden Komponenten und der Sensor- bzw. Aktorebene in einem elektrischen Steuerungssystem zur Automatisierung von technischen Prozessen darstellen. Diese Ein- und/oder Ausgabebaugruppen bzw. -module weisen also elektrische Ein- bzw. Ausgangsschnittstellen zur Verbindung mit den jeweiligen Sensoren bzw. Aktoren auf. Diese Schnittstellen sind üblicherweise durch Klemmleisten bzw. durch Kontaktstellen für elektrische Kabelverbindungen zu bestimmten Stellgliedern, Motoren oder Gebern bzw. Fühlern gebildet. Es ist auch bekannt, mehrere Ein- und/oder Ausgabebau gruppen über Kabelverbindungen miteinander zu vernetzen und über das dabei gebildete Bussystem die einzelnen Ein- und/oder Ausgabemodule kommunikativ an eine übergeordnete Masterbaugruppe bzw. an eine Rechnereinheit anzubinden. Nachteilig ist dabei, daß dieses leitungsgebundene Bussystem einen komplexen Konfektionierungsaufbau bedingt und die erzielbaren Netto-Datenübertragungsraten durch das Erfordernis umfangreicher Kontrollmaßnahmen für eine fehlersichere Datenübertragung relativ rasch an die oberen Grenzwerte stoßen.Input and / or output modules are known which are the interface between one control level with data processing components and the sensor or Actuator level in an electrical control system for the automation of technical Represent processes. These input and / or output modules or modules therefore have electrical input and output interfaces for connection to the respective sensors or actuators. These interfaces are usually through terminal strips or through Contact points for electrical cable connections to certain actuators, motors or Sensors or sensors formed. It is also known to have multiple input and / or output construction groups to network with each other via cable connections and the resultant Bus system the individual input and / or output modules communicatively to a higher-level To connect the master module or to a computer unit. The disadvantage is that this wired bus system requires a complex assembly structure and the achievable net data transfer rates by requiring extensive Control measures for fail-safe data transmission to the top relatively quickly Meet limit values.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem bzw. hierfür verwendbare Ein- und/oder Ausgabebaugruppen zu schaffen, welche in einfacher Art und Weise vernetzbar sind und welche mit üblichen Komponenten hohe Netto-Datenübertra gungsraten ohne dem Erfordernis aufwendiger Maßnahmen ermöglichen.The present invention is based on the object of a control system or for this To create usable input and / or output modules, which are simple and Can be networked in a way and which, with the usual components, high net data transmission Enable rates without the need for complex measures.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß durch die Übertragung der jeweiligen Ein- bzw. Ausgangs daten zwischen den einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen mittels optischen Signalen eine relativ hohe Datenübertragungsrate von mehreren Megabit pro Sekunde (Mbit/s) erreicht werden kann, ohne dabei der Gefahr einer fehlerhaften Datenübertragung zu unterliegen. Einer der bedeutendsten Vorteile ist jedoch darin zu sehen, daß sich hinsichtlich der durch Richtlinien geforderten elektromagnetischen Verträglichkeit der Ein- und/oder Ausgabebau gruppen keinerlei Probleme ergeben, nachdem die hochfrequente Signalübertragung zwischen den einzelnen Baugruppen optisch erfolgt und daher keine elektromagnetischen Störfelder im Umgebungsbereich einer Eingabebaugruppe bzw. einer Ausgabebaugruppe entstehen können. Mit einfachen Mitteln, wie z. B. Gehäusen oder einfachen Schirmungsmaßnahmen, ist daher das vorgeschriebene elektromagnetische Verhalten hinsichtlich abgestrahlter elektromagne tischer Felder und auch hinsichtlich der Verträglichkeit von außen auf die Eingabebaugruppe bzw. Ausgabebaugruppe einwirkender elektromagnetischer Störfelder problemlos erreichbar. Darüber hinaus wird durch den erfindungsgemäßen Gegenstand sämtlicher Konfektionie rungsaufwand für den Aufbau des Daten- bzw. Signalübertragungssystems zwischen einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen erübrigt. Dadurch kann in vorteilhafter Art und Weise die Montage- bzw. Aufbauzeit verkürzt werden und ist die Gefahr von fehlerhaften Busverbindungen - wie sie bei der Herstellung von manuellen Kabelverbindungen bei einer Unachtsamkeit des Monteurs immer wieder auftreten können - nahezu ausgeschlossen. Durch die nahezu vollautomatische Herstellung der Busverbindung beim einfachen Aneinander reihen bzw. Aufsetzen der jeweiligen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen auf einer entsprechenden Montageschiene muß auch ein Aufbau, ein Austausch oder eine Wartung des Steuerungssystems nicht unbedingt von Fachpersonal vorgenommen werden, sondern sind derartige Tätigkeiten auch von ungeschulten Personen, wie z. B. vom Bediener der jeweiligen Maschine, problemlos ausführbar. Nachdem jegliche Kabel- bzw. Leitungsverbindungen zwischen den einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen erübrigt werden, können herkömmliche Fehlerquellen, wie z. B. Kabel- oder Leitungsbrüche, oder sonstige Ursachen für eine mangelhafte Datenübertragung nicht mehr zu Schwierigkeiten führen. Nicht zuletzt kann durch die Einsparung von Steckerbauteilen und Kabelverbindungen eine Reduzierung der Gesamtkosten des Steuerungssystem und der jeweiligen Eingabebaugruppen bzw. Ausgabebaugruppen erzielt werden.This object of the invention is achieved by the features in claim 1. Of A particular advantage is that the transmission of the respective input or output data between the individual input and / or output modules using optical signals achieves a relatively high data transfer rate of several megabits per second (Mbit / s) can be used without the risk of incorrect data transmission. One of the most significant advantages, however, is the fact that the Directives required electromagnetic compatibility of the input and / or output construction groups do not pose any problems after the high-frequency signal transmission between the individual modules are done optically and therefore no electromagnetic interference fields in the Surrounding area of an input module or an output module can arise. With simple means such. B. housings or simple shielding measures is therefore the prescribed electromagnetic behavior with regard to radiated electromagnetic radiation fields and also with regard to the compatibility from the outside on the input module or output module acting electromagnetic interference fields easily accessible. In addition, due to the subject of the invention, all confectionery effort for the construction of the data or signal transmission system between individual input and / or output modules are unnecessary. This allows and How the assembly or assembly time can be shortened and there is a risk of faulty Bus connections - like those used in the production of manual cable connections at a Inattentiveness of the mechanic can occur again and again - almost impossible. By the almost fully automatic establishment of the bus connection by simply putting them together row or place the respective input and / or output modules on one The corresponding mounting rail must also be set up, replaced or serviced Control system are not necessarily made by specialist personnel, but are such activities also by untrained people, such as. B. by the operator of the respective Machine, easily executable. After any cable or line connections between the individual input and / or output modules can be dispensed with conventional sources of error, such as B. cable or wire breaks, or other causes no longer cause difficulties for defective data transmission. Not least can be reduced by saving on connector components and cable connections the total costs of the control system and the respective input modules or Output modules can be achieved.
Von Vorteil ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 2, da dadurch die optisch übertra genen Signale bzw. Daten mittels üblichen elektronischen Komponenten in einem soge nannten "elektrischen Zwischenkreis" verarbeitet bzw. verändert, ergänzt und wieder weitergeleitet werden können.An embodiment according to claim 2 is also advantageous, since it optically transmits gene signals or data using conventional electronic components in a so-called called "electrical intermediate circuit" processed or changed, supplemented and again can be forwarded.
Vorteilhaft ist dabei eine mögliche Ausgestaltung nach Anspruch 3, da dadurch die Dämpfung der optischen Signale in Bezug auf die Übertragungsstrecke gering gehalten werden kann bzw. auch leistungsschwache, optische Signale zuverlässig übertragen werden können.A possible embodiment according to claim 3 is advantageous, since this dampens the optical signals can be kept low in relation to the transmission path or also poorly performing, optical signals can be reliably transmitted.
Von Vorteil ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 4, da dadurch eine definierte optische Empfangsschnittstelle und eine davon abgegrenzte, definierte Sendeschnittstelle geschaffen wird.A further development according to claim 4 is also advantageous, since it defines a defined optical one Reception interface and a defined, defined transmission interface created becomes.
Durch die Ausführungen nach Anspruch 5 oder 6 wird in vorteilhafter Art und Weise ein separater Konfektionierungsaufwand für die Bildung einer Datenverbindung zu einer benachbarten, busfähigen Ein- und/oder Ausgabebaugruppe erübrigt.By the embodiments according to claim 5 or 6 is in an advantageous manner separate assembly effort for the formation of a data connection to a neighboring, bus-compatible input and / or output module is unnecessary.
Von Vorteil sind auch die in den Ansprüchen 7 bis 9 beschriebenen Ausgestaltungen, da dadurch die jeweiligen Kommunikationsschnittstellen vordefiniert sind und fehlergefährdete Einstellarbeiten entfallen bzw. fehlerhafte Aufbauten problemlos visuell entdeckt werden können.The configurations described in claims 7 to 9 are also advantageous since As a result, the respective communication interfaces are predefined and error-prone There is no adjustment work or faulty structures can be visually discovered without any problems can.
Vorteilhaft sind auch die in Anspruch 10 gekennzeichneten Ausführungen, da dadurch einerseits die geringstmögliche Dämpfung der optischen Signale erreicht bzw. ein mechanischer Schutz vor Staub und Flüssigkeiten bzw. Feuchtigkeit geschaffen wird.The embodiments characterized in claim 10 are also advantageous, since they do so on the one hand, the lowest possible attenuation of the optical signals is achieved or on mechanical protection against dust and liquids or moisture is created.
Die Anwendung eines vorteilhaften Bus- bzw. Datenübertragungssystems ist durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 oder 12 ermöglicht.The application of an advantageous bus or data transmission system is due to the Design according to claim 11 or 12 enables.
Die Ausführung nach Anspruch 13 ermöglicht in vorteilhafter Art und Weise eine weitläufige Absetzung der Ein- und/oder Ausgabebaugruppe bzw. einer leitungslos vernetzten Einheit aus Ein- und/oder Ausgabebaugruppen von einer dezentral angeordneten Rechnereinheit. Zudem kann die kommunikative Verbindung über entsprechende Leitungen auch bei voneinander abgegrenzten oder zueinander relativbewegten Einheiten sichergestellt werden.The embodiment according to claim 13 advantageously enables extensive Removal of the input and / or output module or a wirelessly networked unit Input and / or output modules from a decentralized computer unit. In addition can the communicative connection via corresponding lines also with each other demarcated or relatively moved units are ensured.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 14 bis 17 beschrieben, da dadurch auch der Signalrückführungspfad des optischen I/O-Bussystems mit Ringstruktur ohne dem Erfordernis einer separaten Signalrückführungsleitung automatisch beim Aneinanderreihen der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen aufgebaut wird.Further advantageous embodiments are described in claims 14 to 17, because thereby also the signal feedback path of the optical I / O bus system with ring structure automatically without the need for a separate signal return line Stringing the input and / or output modules together.
Von Vorteil ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 18, da dadurch eine Gruppe bzw. eine Einheit aus mehreren Ein- und/oder Ausgabebaugruppen weitläufig bzw. räumlich von einer übergeordneten Rechnereinheit oder CPU- bzw. Masterbaugruppe abgesetzt werden kann, ohne daß dadurch Übertragungsprobleme aufgrund der stark unterschiedlichen Übertragungs distanzen auftreten. Weiters ist von Vorteil, daß der leitungslos aufgebaute Abschnitt des I/O- Bussystems problemlos mit zu diesem Teilbereich relativbeweglichen Rechnereinheiten oder Master- bzw. CPU-Baugruppen, z. B. welche z. B. auf bewegten Maschinenteilen angeordnet sind, verbunden werden kann.An embodiment according to claim 18 is also advantageous, since it enables a group or a group Unit consisting of several input and / or output modules, extensive or spatially of one higher-level computer unit or CPU or master module can be sold, without causing transmission problems due to the very different transmission distances occur. It is also advantageous that the section of the I / O Bus system without problems with computer units or movable relative to this sub-area Master or CPU modules, e.g. B. which z. B. arranged on moving machine parts are connected.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 19 kann der Verkabelungs- bzw. Verdatungs aufwand für die einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen zusätzlich verringert werden.Through the development according to claim 19, the cabling or wiring effort for the individual input and / or output modules can also be reduced.
Zentrale Rechnereinheiten oder CPU- bzw. Masterbaugruppen und dazu dezentral angeordnete Ein- und/oder Ausgabebaugruppen, welche zur Überbrückung größerer Distanzen leitungsgebunden verbunden sind und beim Vorliegen kürzerer Übertragungs distanzen leitungslos gekoppelt sind, sind in den Ansprüchen 20 bis 23 beschrieben.Central computer units or CPU or master modules and also decentralized arranged input and / or output modules, which are larger for bridging Distances are wired and when there is a shorter transmission Distances are coupled wirelessly, are described in claims 20 to 23.
Optische Umlenkvorrichtungen bzw. den Lichtfluß umleitende Elemente können durch die Ausbildung nach Anspruch 24 in vorteilhafter Art und Weise erübrigt werden.Optical deflection devices or the light deflecting elements can by the Training according to claim 24 are advantageously dispensed with.
Eine verlustarme Übertragung der optischen Signale bzw. ein Einsatz relativ kostengünstiger, leistungsschwächerer Signalumformer wird durch die Ausbildung nach Anspruch 25 begünstigt. Low-loss transmission of the optical signals or use of relatively inexpensive, Less powerful signal converter is through the training according to claim 25 favored.
Der Anfang des optischen Signalrückführungspfades im letzten der aneinandergereihten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen kann durch die Ausgestaltung nach Anspruch 26 eingestellt werden.The beginning of the optical signal feedback path in the last of the lined up and / or output modules can be set by the configuration according to claim 26 become.
Durch den weitgehend durchgängigen Signalrückführungspfad mit zumindest Teilstrecken überbrückenden Lichtleitelementen kann mit lediglich einem optischen Sendeelement mit relativ geringer Sendeleistung bzw. niedriger Intensität des optischen Signals eine relativ große Übertragungsdistanz zurückgelegt werden und kann somit das optische Sendeelement bzw. der elektrisch/optische Signalwandler in der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe durch sämtliche vorgeordneten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen hindurchstrahlen.Due to the largely continuous signal feedback path with at least sections bridging light-guiding elements can be provided with only one optical transmission element relatively low transmission power or low intensity of the optical signal a relatively large transmission distance can be covered and thus the optical transmission element or the electrical / optical signal converter in the last input and / or output module radiate through all upstream input and / or output modules.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 27 kann entweder ein manueller oder automatischer Busabschluß bzw. Aufbau des Signalrückführungspfades realisiert werden.Through the development according to claim 27, either a manual or automatic Bus termination or structure of the signal feedback path can be realized.
Schließlich ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 28 von Vorteil, da aufgrund der vergleichs weise verlustarmen Signalübertragung bzw. der relativ geringen Dämpfung mit niedrigen optischen Sendeleistungen größere Distanzen ohne dem Erfordernis zwischengeschalteter Verstärkerstufen überbrückt werden können.Finally, an embodiment according to claim 28 is advantageous because, due to the comparative wise low-loss signal transmission or the relatively low attenuation with low optical transmission power over longer distances without the need for intermediate Amplifier stages can be bridged.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is described below with reference to that shown in the drawings Exemplary embodiments explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Systemüberblick eines möglichen Ausführungsbeispieles eines Steuerungs systems mit den erfindungsgemäßen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen in verein fachter, schematischer Darstellung; Figure 1 is a system overview of a possible embodiment of a control system with the input and / or output modules according to the invention in simplified simplified schematic representation.
Fig. 2 die Einheit aus mehreren Ein- und/oder Ausgabebaugruppen und ein diesen zuge ordnetes Buskoppelmodul gemäß Fig. 1 in stark vereinfachter, schematischer Dar stellung. Fig. 2 shows the unit of several input and / or output modules and an associated bus coupling module according to FIG. 1 in a highly simplified, schematic Dar position.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsbeispielen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, un ten, 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 unter schiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge mäße Lösungen darstellen.As an introduction, it should be noted that in the differently described exemplary embodiments Identify the same parts with the same reference numerals or the same component names the, the disclosures contained in the entire description on the same che parts with the same reference numerals or the same component names that can. The location information selected in the description, such as. B. above, un th, laterally, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are in the event of a change in position, to be transferred accordingly to the new position. Furthermore, also Individual features or combinations of features from those shown and described below Different embodiments for independent, inventive or fictional represent reasonable solutions.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform eines Steuerungssystems 1 zur Automatisierung von beliebigen technischen Prozessen gezeigt. Bevorzugt kann ein der artiges Steuerungssystem zur Steuerung und/oder Regelung der Abläufe von kunststoffverar beitenden Maschinen, insbesondere von Spritzgußmaschinen bzw. deren Handling- bzw. Ma nipulationsvorrichtungen oder sonstigen Robotern, eingesetzt werden.In Fig. 1 is a block diagram of a possible embodiment is shown of a control system 1 for the automation of any technical processes. A control system of this type can preferably be used to control and / or regulate the processes of plastics processing machines, in particular injection molding machines or their handling or manipulation devices or other robots.
Diese Ausführungsform des Steuerungssystems 1 umfaßt unter anderem eine Rechnereinheit 2, welche eine zentrale, datenverarbeitende Funktion übernimmt und mit den meisten Kom ponenten des Steuerungssystems 1 in kommunikativer Verbindung steht. Die Rechnereinheit 2 stellt also eine zentrale, zu den sonstigen Komponenten des Steuerungssystems 1 überge ordnete Einheit dar, welche teilweise Verwaltungs-, Steuerungs- und/oder Regelungsaufgaben erfüllt.This embodiment of the control system 1 includes, among other things, a computer unit 2 , which takes over a central, data processing function and is in communication with most of the components of the control system 1 . The computer unit 2 thus represents a central unit which is superordinate to the other components of the control system 1 and which partially fulfills administration, control and / or regulation tasks.
Die Rechnereinheit 2 ist gegebenenfalls durch einen standardisierten Industriecomputer 3 in Art eines Personalcomputers gebildet und umfaßt auch eine optische bzw. graphische Anzei ge- und Bedienvorrichtung 4 in Art eines berührungssensitiven Bildschirms bzw. eines soge nannten Touch-Screen 5.The computer unit 2 is optionally formed by a standardized industrial computer 3 in the form of a personal computer and also comprises an optical or graphic display and operating device 4 in the form of a touch-sensitive screen or a so-called touch screen 5 .
Durch die Kombination des Touch-Screen 5 mit dem Industriecomputer 3 wird eine zentrale Managementeinheit für das Steuerungssystem 1 erzielt, welche eine komfortable und intuitive Verwaltung des Gesamtsystems ermöglicht.By combining the touch screen 5 with the industrial computer 3 , a central management unit for the control system 1 is achieved, which enables a comfortable and intuitive management of the overall system.
Die Rechnereinheit 2 umfaßt zudem eine Reihe weiterer Eingabevorrichtungen 6 und Ausga bevorrichtungen 7. Insbesondere können zur Dateneingabe in den Industriecomputer 3 eine Tastatur 8, eine Identifikationsvorrichtung 9 bevorzugt in Art einer Lesevorrichtung, und zu sätzliche Speichervorrichtungen 10 in Form von CD- bzw. DVD-Laufwerken 11 und/oder in Art von Festplattenlaufwerken 12 vorgesehen sein.The computing unit 2 also includes a number of further input devices 6 and output devices 7 . In particular, a keyboard 8 , an identification device 9, preferably in the form of a reading device, and additional storage devices 10 in the form of CD or DVD drives 11 and / or in the form of hard disk drives 12 can be provided for data input into the industrial computer 3 .
Neben der optischen Ausgabevorrichtung 7 können auch akustische Ausgabevorrichtungen 7, wie z. B. Lautsprecher 13 oder Summer und graphische Ausgabevorrichtungen 7 in Form von Druckern 14 angeschlossen sein. Gegebenenfalls ist es auch möglich, die Rechnereinheit 2 bzw. die Anzeige- und Bedienvorrichtung 4 in Form eines sogenannten Handterminals mobil auszuführen.In addition to the optical output device 7 , acoustic output devices 7 , such as. B. loudspeaker 13 or buzzer and graphic output devices 7 in the form of printers 14 . If necessary, it is also possible to carry out the computer unit 2 or the display and operating device 4 in the form of a so-called hand-held terminal.
In einiger Entfernung zur Rechnereinheit 2 bzw. zur Anzeige- und Bedienvorrichtung 4 ist eine Schalteinheit 15 in Art eines Schalterpanel mit mehreren Schalt- und/oder Anzeigeorga nen 16 vorgesehen. Die Schalt- und/oder Anzeigeorgane 16 können dabei durch Folientasten, Schalter und darin integrierte oder separat angeordnete optische Signalisierorgane, wie z. B. Leuchtdioden, gebildet sein.A switching unit 15 in the manner of a switch panel with a plurality of switching and / or display organs 16 is provided at some distance from the computer unit 2 or the display and operating device 4 . The switching and / or display elements 16 can by membrane keys, switches and integrated or separately arranged optical signaling elements, such as. B. LEDs are formed.
Gegebenenfalls kann die stationäre Schalteinheit 15 auch durch eine mobile Bedien- und An zeigeeinheit in Art eines sogenannten Handterminals gebildet sein.If necessary, the stationary switching unit 15 can also be formed by a mobile operating and display unit in the manner of a so-called hand-held terminal.
Die Kommunikation zwischen der Schalteinheit 15 und einer CPU-Baugruppe, insbesondere der Rechnereinheit 2, erfolgt über ein auf optischen Signalen beruhendes Ein- und/oder Aus gabebussystem, kurz I/O-Bussystem 17. Die I/O-Verbindung erfolgt dabei direkt von Bau gruppe zu Baugruppe. Es können daher mehrere unabhängige I/O-Bussegmente existieren.The communication between the switching unit 15 and a CPU module, in particular the computer unit 2 , takes place via an input and / or output bus system, I / O bus system 17 for short, based on optical signals. The I / O connection is made directly from assembly to assembly. There can therefore be several independent I / O bus segments.
Das I/O-Bussystem 17 dient zur Verbindung einer CPU-Baugruppe mit den nachfolgend noch näher beschriebenen, mit oder ohne eigener Prozessoreinheit ausgebildeten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen.The I / O bus system 17 is used to connect a CPU module to the input and / or output modules described in more detail below, with or without their own processor unit.
Über das eine optische Signalisierung verwendende I/O-Bussystem 17 wird also ein Ma ster/Slave-Zugriff ausgeführt. Die mit dem optischen I/O-Bussystem 17 erzielte Datenüber tragungsrate beträgt dabei zwischen 10 Mbit/s bis 50 Mbit/s. Die Übertragungsdistanz beträgt je nach realisierter Datenübertragungsrate sowie je nach eingesetztem Lichtleitelement 18 zwischen den betreffenden Modulen bis zu 25 Meter bei Verwendung von Kunststofflicht wellenleitern und einer Datenübertragungsrate von 50 Mbit/s bzw. bis ca. 300 Meter bei Ver wendung von Glasfaserkabeln und einer max. Datenübertragungsrate von 50 Mbit/s.A master / slave access is thus carried out via the I / O bus system 17 using optical signaling. The data transfer rate achieved with the optical I / O bus system 17 is between 10 Mbit / s to 50 Mbit / s. Depending on the data transfer rate and the light-guiding element 18 used, the transmission distance between the modules concerned is up to 25 meters when using plastic optical fibers and a data transfer rate of 50 Mbit / s or up to approx. 300 meters when using fiber optic cables and a max. Data transfer rate of 50 Mbit / s.
Die serielle Kommunikation zwischen einer Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 mit eigener Prozessoreinheit und einer I/O-Baugruppe (Ein- und/oder Ausgabebaugruppe) erfolgt also seriell über Lichtleitelemente 18 in Art von Lichtleitern bzw. Glasfaserkabeln.The serial communication between a master or CPU module 19 with its own processor unit and an I / O module (input and / or output module) thus takes place serially via light guide elements 18 in the manner of light guides or fiber optic cables.
Im Gegensatz dazu erfolgt die Kommunikation zwischen einzelnen Master- bzw. CPU- Baugruppen 19 untereinander, zu welcher auch die Rechnereinheit 2 bzw. der dementspre chende Bedienfeldrechner zählt, über einen standardisierten, seriellen Multimaster-Systembus 20. Dieser leitungsgebundene Multimaster-Systembus 20 ist dabei durch ein leitungsgebun denes Bussystem mit elektrischer Signalübertragung, z. B. durch eine standardisierte Ethernet- oder Firewire-Verbindung, gebildet. Die Multimaster-Kommunikation zwischen den Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 erfolgt also leitungsgebunden und mittels elektrischer Signale über den Multimaster-Systembus 20.In contrast, the communication between individual master or CPU modules 19 , including the computer unit 2 or the corresponding control panel computer, takes place via a standardized, serial multimaster system bus 20 . This line-bound multimaster system bus 20 is through a line-bound bus system with electrical signal transmission, for. B. formed by a standardized Ethernet or Firewire connection. The multimaster communication between the master or CPU modules 19 thus takes place in a line-bound manner and by means of electrical signals via the multimaster system bus 20 .
Gegebenenfalls ist es auch möglich, daß die Kommunikation zwischen den Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 ebenso über das optische I/O-Bussystem 17 erfolgt. In diesem Fall ist dann eine CPU der Master. Alle anderen CPU's im System sind dann Slaves und könnte in diesem Fall der elektrische Multimaster-Systembus 20 gänzlich entfallen.If necessary, it is also possible for the communication between the master or CPU modules 19 to also take place via the optical I / O bus system 17 . In this case a CPU is the master. All other CPU's in the system are then slaves and in this case the electrical multimaster system bus 20 could be completely omitted.
Die dezentral zur Rechnereinheit 2 bzw. zum Bedienfeldrechner angeordneten Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 sind grundsätzlich selbständige Rechen- bzw. Regeleinheiten mit eige nem Rechnerkern und können beispielsweise Teilaufgaben im Steuerungssystem 1 überneh men. Zu diesen Teilaufgaben zählen unter anderem die Steuerung von Handlingachsen, Farbmischeinrichtungen, hydraulischen Schließvorrichtungen, Heizvorrichtungen und dgl. Die Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 sind also Baugruppen mit eigener CPU die Steue rungs- und Regelungsapplikationen direkt abarbeiten. Dies sind vor allem schnelle Rege lungsaufgaben oder Spezialfunktionen.The master or CPU modules 19 arranged decentrally to the computer unit 2 or to the control panel computer are basically independent computing or control units with their own computer core and can, for example, take over subtasks in the control system 1 . These subtasks include, among other things, the control of handling axes, color mixing devices, hydraulic locking devices, heating devices and the like. The master or CPU modules 19 are therefore modules with their own CPU that directly process the control and regulation applications. Above all, these are quick control tasks or special functions.
Der Multimaster-Systembus 20 dient unter anderem zum Austausch des Prozeßabbildes zwi schen der Rechnereinheit 2 und den Master- bzw. CPU-Baugruppen 19. Parallel zu den zeit kritischen Daten erfolgt über den Multimaster-Systembus 20 auch der Transport von Debug- Daten.The multimaster system bus 20 serves, inter alia, to exchange the process image between the computer unit 2 and the master or CPU modules 19 . In addition to the time-critical data, the multimaster system bus 20 also transports debug data.
Ist eine Ethernet-Verbindung als Multimaster-Systembus 20 eingesetzt, so wird als Protokoll für den Datenaustausch TCP/IP eingesetzt. Die entsprechenden Hard- und Softwarekompo nenten des Ethernet-Bussystems sind weit verbreitet und sind einfach mit der Rechnereinheit 2 bzw. dem Industriecomputer 3 zu koppeln.If an Ethernet connection is used as the multimaster system bus 20 , TCP / IP is used as the protocol for the data exchange. The corresponding hardware and software components of the Ethernet bus system are widespread and are easy to couple with the computer unit 2 or the industrial computer 3 .
Wird eine Firewire-Verbindung als Multimaster-Systembus 20 eingesetzt, so können auch größere Entfernungen bis zu 100 Meter durch Einsatz von Lichtleitertechnologie problemlos überbrückt werden. If a Firewire connection is used as the Multimaster system bus 20 , even larger distances of up to 100 meters can be bridged without problems using fiber optic technology.
Durch den Multimaster-Systembus 20 zwischen den Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 und durch das I/O-Bussystem 17 zwischen Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 und I/O- Baugruppen 22 besteht die Möglichkeit einer Dezentralisierung einzelner Baugruppen des Steuerungssystems 1. Im I/O-Bussystem 17 erfolgt die Dezentralisierung über ein Buskop pelmodul 21. Dadurch entstehen einzelne I/O-Baugruppeninseln, welche über das I/O- Bussystem 17 mit einer Master- bzw. CPU-Baugruppe 19, beispielsweise mit der Schaltein heit 15 oder der Rechnereinheit 2, verbunden sind.The multimaster system bus 20 between the master or CPU modules 19 and the I / O bus system 17 between master or CPU modules 19 and I / O modules 22 make it possible to decentralize individual modules of the control system 1st In the I / O bus system 17 , decentralization takes place via a Buskop pelmodul 21 . This creates individual I / O module islands, which are connected via the I / O bus system 17 to a master or CPU module 19 , for example to the switching unit 15 or the computer unit 2 .
Das Buskoppelmodul 21 dient zum Ein- und Auskoppeln des leitungsgebundenen Teils des I/O-Bussystems 17 an den leitungslos aufgebauten Teil des I/O-Bussystems 17 mit den I/O- Modulen bzw. den aneinandergereihten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22.The bus coupling module 21 serves to couple the line-connected part of the I / O bus system 17 into and out of the line-free part of the I / O bus system 17 with the I / O modules or the input and / or output modules 22 strung together.
Die einzelnen, eigenständig aufgebauten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 dienen dabei der Einbindung von Aktoren bzw. Sensoren in das Steuerungssystem 1.The individual, independently constructed input and / or output modules 22 serve to integrate actuators or sensors in the control system 1 .
Diese Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 sind jeweils separat auf eine Montageschiene 23 aufschnappbar und stellen die Ein- bzw. Ausgänge des Steuerungssystems 1 dar.These input and / or output modules 22 can each be snapped onto a mounting rail 23 separately and represent the inputs and outputs of the control system 1 .
Die Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 weisen also elektrische Schnittstellen 24 zur An bindung von Aktoren bzw. Sensoren im Bereich der zu steuernden Maschine auf.The input and / or output modules 22 thus have electrical interfaces 24 for connecting actuators or sensors in the area of the machine to be controlled.
Bevorzugt weist eine einzelne Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 ausschließlich entweder nur Eingänge zur Anbindung von Sensoren oder nur Ausgänge zur Ansteuerung von Aktoren auf. Die Eingänge können dabei als digitale Eingänge oder als analoge Signaleingänge ausge führt sein. Ebenso können die Ausgänge einer Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 durch analoge Signalausgänge bzw. durch digitale Schaltausgänge gebildet sein.Preferably, a single input and / or output module 22 exclusively has either only inputs for connecting sensors or only outputs for controlling actuators. The inputs can be implemented as digital inputs or as analog signal inputs. Likewise, the outputs of an input and / or output module 22 can be formed by analog signal outputs or by digital switching outputs.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die mittlere Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 durch ein mehrfaches, insbesondere 32faches, Digitaleingangsmodul gebildet. Die zur rechten Seite benachbarte Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 ist durch ein mehrfaches, insbesondere 32faches, Digitalausgangsmodul gebildet.In the exemplary embodiment shown, the middle input and / or output module 22 is formed by a multiple, in particular 32-fold, digital input module. The input and / or output module 22 adjacent to the right side is formed by a multiple, in particular 32-fold, digital output module.
Die dem Buskoppelmodul 21 nächstliegende Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 ist bei spielsweise durch ein Temperaturmeßmodul gebildet, welches den Anschluß verschiedener Typen von Temperaturfühlern ermöglicht. Dieses Temperaturmeßmodul ist also ein Einheit zur Aufnahme von Temperaturwerten verschiedener Fühlertypen. Dieses Temperaturmeßmo dul wird beispielsweise zur Aufnahme der Meßwerte von Temperatursensoren an Heizein richtungen von kunststoffverarbeitenden Maschinen mit mehreren Heizzonen eingesetzt.The input and / or output module 22 closest to the bus coupling module 21 is formed, for example, by a temperature measuring module which enables the connection of different types of temperature sensors. This temperature measurement module is therefore a unit for recording temperature values of different sensor types. This Temperaturmeßmo module is used, for example, to record the measured values from temperature sensors on heating devices of plastic processing machines with several heating zones.
Neben den beschrieben Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 können auch Baugruppen bzw. Module zur Anschaltung von Druckaufnehmern vorgesehen sein.In addition to the input and / or output modules 22 described , modules or modules can also be provided for connecting pressure transducers.
Die Versorgung der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 und des zugeordneten Buskoppel moduls 21 mit elektrischer Energie erfolgt wie an sich bekannt über zumindest eine Strom schiene 25 auf der Montageschiene 23. Die Einspeisung der elektrischen Energie in die Stromschiene 25 erfolgt bevorzugt über das Buskoppelmodul 21, welches zur Versorgung dessen CPU ohnedies eine Spannungsversorgungseinheit bzw. ein Netzteil aufweist.The input and / or output modules 22 and the associated bus coupling module 21 are supplied with electrical energy, as is known per se, via at least one power rail 25 on the mounting rail 23 . The electrical energy is preferably fed into the busbar 25 via the bus coupling module 21 , which anyway has a voltage supply unit or a power supply unit for supplying its CPU.
Bei der Montage bzw. beim Aufschnappen der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 auf die Montageschiene 23 wird gleichzeitig die elektrische Kontaktierung mit der Stromschiene 25, von welcher die Speisung der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 mit elektrischer Energie erfolgt, hergestellt. Die elektrische Energie für die Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 wird dabei primär zur Versorgung der elektrischen Funktionskomponenten benötigt sowie zum Betreiben von optischen Anzeigeelementen an den Schnittstellen 24 zur Visualisierung der jeweiligen Ein- bzw. Ausgangszustände und gegebenenfalls zur Versorgung von Sensoren oder Aktoren eingesetzt.When mounting or snapping the input and / or output modules 22 onto the mounting rail 23 , electrical contact is simultaneously made with the busbar 25 from which the input and / or output modules 22 are supplied with electrical energy. The electrical energy for the input and / or output modules 22 is primarily required to supply the electrical functional components and to operate optical display elements at the interfaces 24 to visualize the respective input and output states and, if appropriate, to supply sensors or actuators.
Einzelne Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 sind ebenso auf der Montageschiene 23 auf schnappbar und können ebenso über die Stromschiene 25 mit elektrischer Energie versorgt werden bzw. elektrische Energie in die Stromschiene 25 einspeisen.Individual master or CPU assemblies 19 can also be snapped onto the mounting rail 23 and can also be supplied with electrical energy via the busbar 25 or feed electrical energy into the busbar 25 .
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab stark schematisiert dargestellt. FIG. 2 shows a section of FIG. 1 in a highly schematic manner on an enlarged scale.
Dabei sind mehrere Ein- und/oder Ausgangsbaugruppen 22 zeilenartig aneinandergereiht bzw. auf der Montageschiene 23 angeordnet. Ebenso ist das Buskoppelmodul 21 am Beginn der zeilenartig aneinandergereihten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 auf der Montage schiene 23 plaziert.Several input and / or output modules 22 are lined up in rows or arranged on the mounting rail 23 . Likewise, the bus coupling module 21 is placed on the mounting rail 23 at the beginning of the input and / or output modules 22 lined up in rows.
Die Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 weisen jeweils ein eigenes kassettenartiges Auf nahmegehäuse 26 auf. Diese kassettenartigen Aufnahmegehäuse 26 sind zumindest durch eine Grundschale 27 und ein damit korrespondierendes Deckelelement 28 gebildet. In einer Frontwand 29 des Aufnahmegehäuses 26 sind die Schnittstellen 24 zur Herstellung einer wahlweise lösbaren Verbindung zu den Sensoren und/oder zu den Aktoren im Steuerungssy stem 1 vorgesehen. Diese Schnittstellen 24 an den Frontwänden 29 der Aufnahmegehäuse 26 können durch Steckerteile oder elektrische Klemmstellen gebildet sein.The input and / or output modules 22 each have their own cassette-like receiving housing 26 . These cassette-like receptacle housings 26 are formed at least by a base shell 27 and a corresponding cover element 28 . In a front wall 29 of the receiving housing 26 , the interfaces 24 are provided for establishing an optionally detachable connection to the sensors and / or to the actuators in the control system 1 . These interfaces 24 on the front walls 29 of the receiving housing 26 can be formed by plug parts or electrical clamping points.
Die Aufnahmegehäuse 26 besitzen an der Hinterseite eine Schnappvorrichtung, über welche diese mit der Montageschiene 23 bzw. mit der Rückwand eines Schaltschrankes verbunden werden können.The receptacle housing 26 has a snap device on the rear side, via which it can be connected to the mounting rail 23 or to the rear wall of a control cabinet.
Wie schematisch dargestellt, können an der Frontwand 29 auch Statusanzeigen 30, beispiels weise in Form von Leuchtdioden, zur Visualisierung der jeweiligen Eingangs- bzw. Aus gangszustände an der Schnittstelle 24 vorgesehen sein.As shown schematically, status displays 30 , for example in the form of light-emitting diodes, can also be provided on the front wall 29 to visualize the respective input and output states at the interface 24 .
Im Innenraum der Aufnahmegehäuse 26 ist wenigstens eine Printplatte 31 zur Halterung und elektrischen Verbindung mehrerer elektronischer bzw. elektrischer Bauteile 32 angeordnet.At least one printed circuit board 31 for holding and electrically connecting a plurality of electronic or electrical components 32 is arranged in the interior of the receiving housing 26 .
Zusätzlich zur elektrischen Schnittstelle 24 zu den Sensoren bzw. Aktoren umfaßt jede Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 wenigstens eine optische Kommunikationsschnittstelle 33, 34 zur leitungsungebundenen bzw. leitungslosen Kommunikation mit wenigsten einer benach bart angeordneten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22. Insbesondere umfaßt eine Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 eine optische Kommunikationsschnittstelle 33 für den Emp fang von optischen Signalen 35 und zudem eine optische Kommunikationsschnittstelle 34 zur Aussendung von optischen Signalen 36.In addition to the electrical interface 24 to the sensors or actuators, each input and / or output module 22 comprises at least one optical communication interface 33 , 34 for line-free or line-free communication with at least one adjacent input and / or output module 22 . In particular, an input and / or output module 22 comprises an optical communication interface 33 for the reception of optical signals 35 and also an optical communication interface 34 for the transmission of optical signals 36 .
Diese beiden optischen Kommunikationsschnittstellen 33, 34 sind an gegenüberliegen Seiten bereichen, insbesondere an gegenüberliegenden Seitenwänden 37, 38 des Aufnahmegehäuse 26 vorgesehen.These two optical communication interfaces 33 , 34 are provided on opposite sides, in particular on opposite side walls 37 , 38 of the receiving housing 26 .
Diese optischen Kommunikationsschnittstellen 33, 34 sind Schnittstellen bzw. "Knotenpunk te" zum optischen I/O-Bussystem 17, welches sich zwischen den einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22, dem Buskoppelmodul 21 und dezentralen Master- bzw. CPU- Baugruppen 19, wie z. B. der Recheneinheit 2 oder der Schalteinheit 15, erstreckt.These optical communication interfaces 33 , 34 are interfaces or "nodes" to the optical I / O bus system 17 , which is located between the individual input and / or output modules 22 , the bus coupling module 21 and decentralized master or CPU modules 19 , such as B. the computing unit 2 or the switching unit 15 extends.
Das Buskoppelmodul 21 im I/O-Bussystem 17 hat dabei grundlegend die Aufgabe, die relativ weitläufig von den Master- bzw. CPU-Baugruppen 19 bzw. von der Schalteinheit 15 abge setzten Einheiten aus mehreren Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22, welche daher auch als I/O-Modulinseln bezeichnet werden können, an die nächste Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 zu koppeln. Insbesondere muß der Buskoppler 21 im I/O-Bussystem 17 die relativ weitläufige Übertragungsdistanz zur nächsten Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 oder zur Schalteinheit 15 und die relativ geringe Übertragungsdistanz zur benachbarten Ein- und/oder Ausgabebau gruppe 22 bzw. an die relativ geringen Distanzen zwischen zwei Ein- und/oder Ausgabebau gruppen 22 ausgleichen bzw. entsprechende Anpassungen vornehmen. Eine grundsätzliche Veränderung des Busprotokolls oder eine Veränderung der Daten am I/O-Bussystem 17 wird durch den Buskoppler 21 aber nicht vorgenommen.The bus coupling module 21 in the I / O bus system 17 basically has the task of setting off relatively large units composed of a plurality of input and / or output modules 22 from the master or CPU modules 19 or from the switching unit 15 , which therefore can also be referred to as I / O module islands to couple to the next master or CPU module 19 . In particular, the bus coupler 21 in the I / O bus system 17 has the relatively extensive transmission distance to the next master or CPU module 19 or to the switching unit 15 and the relatively short transmission distance to the adjacent input and / or output module 22 or to the relative Compensate small distances between two input and / or output modules 22 or make appropriate adjustments. A fundamental change in the bus protocol or a change in the data on the I / O bus system 17 is not made by the bus coupler 21 .
Der Buskoppler 21 kann daher auch als Umsetzer bzw. Konverter vom leitungsgebunden Teil des I/O-Bussystem 17 zum leitungsungebundenen bzw. kabellosen Teil des I/O-Bussystems 17 und umgekehrt bezeichnet werden. Der Buskoppler 21 setzt also die leitungsgebunden über das I/O-Bussystem 17 empfangenen optischen Signale für die kabellose Übertragung bis zur nächsten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 um und übergibt ein entsprechend umgeform tes, optisches Signal 35 an die nachfolgende Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22. Gleicher maßen wird ein vom Buskoppler 21 leitungslos empfangenes optisches Signal 40, welches von der benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 empfangbar ist, im Buskoppler 21 umgesetzt und als entsprechendes optisches Signal 41 für eine leitungsgebundene Übertra gung über das I/O-Bussystem 17 zur Schalteinheit 15 bzw. zur Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 konditioniert.The bus coupler 21 can therefore also be referred to as a converter from the line-bound part of the I / O bus system 17 to the line-bound or wireless part of the I / O bus system 17 and vice versa. The bus coupler 21 thus converts the line-bound optical signals received via the I / O bus system 17 for the wireless transmission to the next input and / or output module 22 and transfers a correspondingly deformed optical signal 35 to the subsequent input and / or or output assembly 22 . Likewise, an optical signal 40 received by the bus coupler 21 without a cable and which can be received by the adjacent input and / or output module 22 is implemented in the bus coupler 21 and as a corresponding optical signal 41 for wired transmission via the I / O bus system 17 conditioned to the switching unit 15 or to the master or CPU module 19 .
Selbstverständlich ist es auch möglich, mittels elektronischen Speicherelementen im Bus koppler 21 eine Zwischenspeicherung der den jeweiligen Signalen 35, 39, 40, 41 entspre chenden Daten vorzunehmen und insbesondere im leitungsgebundenen Teil des I/O- Bussystems 17 eine andere Datenübertragungsrate und/oder ein anderes Busprotokoll zu wählen als im kabellosen bzw. leitungsungebundenen Teil des I/O-Bussystems 17 zwischen dem Buskoppler 21 und den Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22. Sofern im Buskoppler 21 eine Veränderung der Zeitabläufe bzw. des Busprotokolls erfolgt, so ist die Datenübertra gungsrate im leitungsgebundenen Teil des I/O-Bussystem 17 üblicherweise höher als im lei tungsungebundenen Teil des I/O-Bussystems 17 zwischen den benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22.Of course, it is also possible to temporarily store the data corresponding to the respective signals 35 , 39 , 40 , 41 using electronic storage elements in the bus coupler 21 , and in particular in the line-bound part of the I / O bus system 17 to have a different data transmission rate and / or a different one To select bus protocol as in the wireless or line-free part of the I / O bus system 17 between the bus coupler 21 and the input and / or output modules 22 . If there is a change in the time sequences or the bus protocol in the bus coupler 21 , the data transmission rate in the line-bound part of the I / O bus system 17 is usually higher than in the line-free part of the I / O bus system 17 between the adjacent inputs and / or or output modules 22 .
Die primäre Aufgabe des Buskopplers 21 ist jedoch die fehlersichere Überleitung der opti schen Signale 35, 39; 40, 41 vom leitungsgebundenen Teil des I/O-Bussystems 17 zum lei tungslosen Teil des I/O-Bussystems 17 und umgekehrt.The primary task of the bus coupler 21 , however, is the fail-safe transfer of the optical signals 35 , 39 ; 40 , 41 from the wired part of the I / O bus system 17 to the lineless part of the I / O bus system 17 and vice versa.
Der leitungsgebundene Teil des optischen I/O-Bussystems 17 umfaßt wenigstens zwei Licht wellenleiter 42, 43, welche jeweils als eigenständiges Kabel ausgeführt, oder aber auch als Lichtleitadern in einem gemeinsamen Kabel zusammengeführt sein können.The line-bound part of the optical I / O bus system 17 comprises at least two optical waveguides 42 , 43 , each of which is designed as an independent cable, or can also be combined as a light conductor in a common cable.
Ist der leitungsgebundene Teil des I/O-Bussystems 17 mit elektrischer Signalisierung reali siert - wie dies durch ein in strichlierten Linien dargestelltes Kabel 44 veranschaulicht ist - so erfolgt durch den Buskoppler 21 eine Umsetzung der elektrischen Signale in entsprechende optische Signale zur nachfolgenden Übertragung im leitungsungebundenen Teil des I/O- Bussystems 17. Gleichermaßen erfolgt in diesem Fall die Umsetzung der empfangenen opti schen Signale 40 in entsprechende elektrische Signale für eine Übertragung über das Kabel 40.Is the line-bound part of the I / O bus system 17 realized with electrical signaling - as is illustrated by a cable 44 shown in dashed lines - the bus coupler 21 converts the electrical signals into corresponding optical signals for subsequent transmission in the line-free Part of the I / O bus system 17 . Likewise, in this case the received optical signals 40 are converted into corresponding electrical signals for transmission via the cable 40 .
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Funktion des Buskoppelmoduls 21 in eine Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 zu implementieren, so daß das Buskoppelmodul 21 als eigen ständige Baugruppe entfallen kann. In diesem Fall schließen die Lichtwellenleiter 42, 43 bzw. wenigstens ein Kabel 44 für den leitungsgebundenen Teil des I/O-Bussystems 17 direkt an der ersten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 der entsprechenden I/O-Modulinsel an.Of course, it is also possible to implement the function of the bus coupling module 21 in an input and / or output module 22 , so that the bus coupling module 21 can be dispensed with as an independent module. In this case, the optical fibers 42 , 43 or at least one cable 44 for the line-bound part of the I / O bus system 17 connect directly to the first input and / or output module 22 of the corresponding I / O module island.
Zum Aufbau des optischen I/O-Bussystems 17 mit Punkt-zu-Punkt Verbindungen zwischen den einzelnen Busteilnehmern weist das Buskoppelmodul 21 einerseits einen optisch/elektri schen Signalwandler 45 auf, welcher mit dem Lichtwellenleiter 42 in Wirkverbindung steht, mittels welchem die optischen Signale 39 zugeführt werden. Zudem umfaßt der Buskoppler 21 einen elektrisch/optischen Signalwandler 46, mit welchem optische Signale 41 in den vom Buskoppler 21 abgehenden bzw. in den zu einer Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 rückfüh renden Lichtwellenleiter 43 emittiert werden.To set up the optical I / O bus system 17 with point-to-point connections between the individual bus users, the bus coupling module 21 has on the one hand an optical / electrical signal converter 45 , which is in operative connection with the optical waveguide 42 , by means of which the optical signals 39 be fed. In addition, the bus coupler 21 comprises an electrical / optical signal converter 46 , with which optical signals 41 are emitted into the outgoing from the bus coupler 21 or into the optical fiber 43 leading back to a master or CPU module 19 .
Leitungsgebunden empfangene optischen Signale 39 werden dabei im Buskoppler 21 mittels dem Signalwandler 45 zu entsprechenden elektrischen Signalen konvertiert und mittels einem weiteren elektrisch/optischen Signalwandler 47 in ein geeignetes optisches Signal 35 umge formt, welches über eine optische Schnittstelle 48 des Buskoppelmoduls 21 und eine gegebe nenfalls vorhandene Luftübertragungsstrecke 49 kabellos zur benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 weitergeleitet wird. Insbesondere kommuniziert der Buskoppler 21 über seine optische Schnittstelle 48 leitungs- bzw. kabellos mit der zugeordneten optischen Kommunikationsschnittstelle 33 der benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22.Received line-bound optical signals 39 are converted in the bus coupler 21 by means of the signal converter 45 to corresponding electrical signals and converted into a suitable optical signal 35 by means of a further electrical / optical signal converter 47 , which is via an optical interface 48 of the bus coupling module 21 and, if appropriate existing air transmission path 49 is wirelessly forwarded to the adjacent input and / or output module 22 . In particular, the bus coupler 21 communicates via its optical interface 48 in a cable-free or wireless manner with the assigned optical communication interface 33 of the adjacent input and / or output module 22 .
Für den dargestellten Fall des Aufbaus eines I/O-Bussystems 17 mit Ringstruktur weist der Buskoppler 21 zudem eine weitere optische Schnittstelle 50 und einen dieser zugeordneten optisch/elektrischen Signalwandler 51 zum Empfangen eines von der benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 ausgesandten optischen Signals 40 auf. Dieses über die opti sche Schnittstelle 50 empfangene optische Signal 40 wird dabei mittels dem Signalwandler 51 in ein entsprechendes elektrisches Signal umgeformt und nachfolgend mittels dem zugeteilten elektrisch/optischen Signalwandler 46 als optisches Signal 41 über den Lichtwellenleiter 43 an eine Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 weitergeleitet.For the illustrated case of the construction of an I / O bus system 17 with a ring structure, the bus coupler 21 also has a further optical interface 50 and an optical / electrical signal converter 51 assigned to it for receiving an optical signal emitted by the adjacent input and / or output module 22 40 on. This received via the opti cal interface 50 optical signal 40 is converted by means of the signal converter 51 into a corresponding electrical signal and subsequently by means of the assigned electrical / optical signal converter 46 as an optical signal 41 via the optical fiber 43 to a master or CPU module 19 forwarded.
Ebenso umfaßt jede Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 den beiden optischen Kommunika tionsschnittstellen 33, 34 zugeordnete Signalwandler 52, 53. Dabei ist der optisch/elektrische Signalwandler 52 der Kommunikationsschnittstelle 33 zum Empfangen der optischen Signale 35 zugeordnet und der elektrisch/optische Signalwandler 53 der Kommunikationsschnittstelle 34 zur Aussendung optischer Signale 36 zugeordnet.Likewise, each input and / or output module 22 includes the signal converters 52 , 53 assigned to the two optical communication interfaces 33 , 34 . The optical / electrical signal converter 52 is assigned to the communication interface 33 for receiving the optical signals 35 , and the electrical / optical signal converter 53 is assigned to the communication interface 34 for transmitting optical signals 36 .
Die elektrischen Zwischenkreise zwischen den Signalwandlern 52, 53 werden zur Auswer tung oder Bearbeitung der Signale bzw. Daten am I/O-Bussystem 17 genutzt. Insbesondere werden die für die jeweilige Ein- und/oder Ausgangsbaugruppe 22 bestimmten Daten im Si gnalfluß ausgewertet und für den Fall von zutreffenden bzw. zugehörigen Ausgabedaten in entsprechender Form über die Schnittstellen 24 an die jeweiligen Ausgänge gelegt bzw. an die jeweiligen Aktoren weitergeleitet.The electrical intermediate circuits between the signal converters 52 , 53 are used for evaluating or processing the signals or data on the I / O bus system 17 . In particular intended for the respective input and / or output module 22 in the data Si are evaluated gnalfluß and placed in the event of matching or corresponding output data in an appropriate form via the interfaces 24 to the respective outputs and forwarded to the respective actuators.
Gleichermaßen werden die elektrischen Zwischenkreise in den Ein- und/oder Ausgabebau gruppen 22 dazu benutzt, Eingangsdaten von den Schnittstellen 24 in den Datenstrom des I/O- Bussystems 17 einzugliedern und über den elektrisch/optischen Signalwandler 53 bzw. über die entsprechende optische Kommunikationsschnittstelle 34 an die nachfolgende Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 weiterzuleiten.Likewise, the electrical intermediate circuits in the input and / or output modules 22 are used to integrate input data from the interfaces 24 into the data stream of the I / O bus system 17 and via the electrical / optical signal converter 53 or via the corresponding optical communication interface 34 forward to the subsequent input and / or output module 22 .
In den elektrischen Zwischenkreisen werden also auf dem I/O-Bus übertragene Daten ausge lesen bzw. werden Eingangsdaten einer Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 auf das optische I/O-Bussystem 17 gelegt und in optischer Form an nachfolgende Baugruppen weitergegeben. Zur Erzielung des "Ringschlusses" im dargestellten optischen I/O-Bussystem 17 mit Ring struktur ist ein optischer Signalrückführungspfad 54 vorgesehen. Hierfür ist in jeder Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 wenigstens ein Lichtleitelement 55, 56 vorgesehen, welches sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Aufnahmegehäuses 26 zwischen den ge genüberliegenden Seitenwänden 37, 38 erstreckt. Bevorzugt sind aber je Ein- und/oder Aus gabebaugruppe 22 zwei aneinandergereihte, im wesentlichen lückenlos aufeinanderfolgende Lichtleitelemente 55, 56 vorgesehen, deren voneinander abgewandte Endbereiche eine Licht eintrittsstelle 57 und eine Lichtaustrittsstelle 58 bilden. Die Lichteintrittsstelle 57 und die Lichtaustrittsstelle 58 sind dabei den gegenüberliegenden Seitenwänden 37, 38 des Aufnah megehäuses 26 zugeordnet.In the electrical intermediate circuits, data transmitted on the I / O bus are read out or input data from an input and / or output module 22 are placed on the optical I / O bus system 17 and passed on in optical form to subsequent modules. An optical signal feedback path 54 is provided in order to achieve the "ring closure" in the illustrated optical I / O bus system 17 with a ring structure. For this purpose, at least one light-guiding element 55 , 56 is provided in each input and / or output assembly 22 , which extends essentially over the entire width of the receiving housing 26 between the opposite side walls 37 , 38 . However, each input and / or output module 22 is preferably provided with two light-guiding elements 55 , 56 lined up in a row, essentially without gaps, whose end regions facing away from one another form a light entry point 57 and a light exit point 58 . The light entry point 57 and the light exit point 58 are assigned to the opposite side walls 37 , 38 of the mega housing 26 .
Die aneinandergereihten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 mit den die Aufnahmegehäuse 26 durchsetzenden Lichtleitelementen 55, 56 können somit den optischen Signalrückfüh rungspfad 54 von der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 zum Buskoppler 21 ausbil den.The lined up input and / or output modules 22 with the light guiding elements 55 , 56 passing through the receiving housing 26 can thus form the optical signal feedback path 54 from the last input and / or output module 22 to the bus coupler 21 .
Die Position wenigstens eines Lichtleitelementes 55, 56, insbesondere des Lichtleitelementes 56 ist dabei von einem weiteren, dem optischen Signalrückführungspfad 54 zuordenbaren elektrisch/optischen Signalwandler 59 einnehmbar. Insbesondere ist die lichtemittierende Flä che des optischen Signalwandlers 59 der Lichteintrittsfläche des Lichtleitelementes 55 zuor denbar. Speziell bei der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 der I/O-Modulinsel wird das Lichtleitelement 56 durch den elektrisch/optischen Signalwandler 59 ersetzt, so daß der Signalwandler 59 ein entsprechendes optisches Rückführungssignal 60 in das Lichtleitele ment 55 einleiten kann. Durch die einheitliche Orientierung bzw. exakte Ausrichtung sämtli cher Lichtleitelemente 55, 56 in den einzelnen Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 wird ein durchgängiger optischer Signalrückführungspfad 54 geschaffen, welcher sich über sämtliche Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 erstreckt. Dadurch kann das optische Rückführungs signal 60 von der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 durch sämtliche vorgeordneten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 hindurchstrahlen und kann dann als optisches Signal 40 vom Buskoppler 21 aufgenommen werden.The position of at least one light guide element 55 , 56 , in particular of the light guide element 56, can be assumed by a further electrical / optical signal converter 59 which can be assigned to the optical signal return path 54 . In particular, the light-emitting surface of the optical signal converter 59 is the light entry surface of the light guide element 55 zuor denbar. Especially in the last input and / or output module 22 of the I / O module island, the light guide element 56 is replaced by the electrical / optical signal converter 59 , so that the signal converter 59 can initiate a corresponding optical feedback signal 60 in the light guide element 55 . The uniform orientation or exact alignment of all light guide elements 55 , 56 in the individual input and / or output modules 22 creates a continuous optical signal feedback path 54 which extends over all input and / or output modules 22 . As a result, the optical feedback signal 60 from the last input and / or output module 22 can radiate through all the upstream input and / or output modules 22 and can then be recorded as an optical signal 40 by the bus coupler 21 .
Eine Ein- und Ausrückmöglichkeit des Signalwandlers 59 in den Signalrückführungspfad 54 ist bevorzugt in jeder Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 gegeben. Der Signalwandler 59 wird jedoch nur in der letzten bzw. in jener Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 welche vom Buskoppler am weitesten entfernt ist, in die lichtübertragende Stellung versetzt.The signal converter 59 can preferably be engaged and disengaged in the signal feedback path 54 in each input and / or output module 22 . However, the signal converter 59 is only put into the light-transmitting position in the last or in that input and / or output module 22 which is furthest away from the bus coupler.
Der elektrisch/optische Signalwandler 59, welcher dem Signalrückführungspfad 54 zugeord net ist, ist also von einer Ruhestellung 61 in eine Arbeitsstellung 62 und umgekehrt versetz bar. In der Ruhestellung 61 des Signalwandlers 59 bilden dabei die Lichtleitelemente 55, 56 eine durchgängige Lichtleitstrecke über die gesamte Breite des Aufnahmegehäuses 26. In der Arbeitsstellung 62 des Signalwandlers 59 sind die Längsmittelachsen der beiden Lichtleitele mente 55, 56 versetzt zueinander angeordnet und kann der Signalwandler 59 das optische Rückführungssignal 60 direkt in das Lichtleitelement 55 einstrahlen.The electrical / optical signal converter 59 , which is assigned to the signal feedback path 54 , can thus be moved from a rest position 61 into a working position 62 and vice versa. In the rest position 61 of the signal converter 59 , the light guide elements 55 , 56 form a continuous light guide path over the entire width of the receiving housing 26 . In the working position 62 of the signal converter 59 , the longitudinal central axes of the two Lichtleitele elements 55 , 56 are arranged offset from one another and the signal converter 59 can radiate the optical feedback signal 60 directly into the light guide element 55 .
Über eine Verstellvorrichtung 63 besteht also die Möglichkeit, die Position des Signalwand lers 59 mit der Position wenigstens eines Lichtleitelementes 56 zu wechseln. Für die Verstell vorrichtung 63 können dabei sämtliche aus dem Stand der Technik bekannte Verstellmecha niken zur Erzielung rotatorischer oder translatorischer Verstellbewegungen vorgesehen sein.Via an adjusting device 63 there is therefore the possibility of changing the position of the signal converter 59 with the position of at least one light-guiding element 56 . For the adjusting device 63 , all of the adjusting mechanisms known from the prior art can be provided for achieving rotational or translational adjusting movements.
Der Aufbau des Signalrückführungspfades 54 in der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 durch Betätigen der Verstellvorrichtung 63 kann dabei manuell oder aber auch automatisch beim Aufschnappen des letzten Aufnahmegehäuses 26 auf der Montageschiene 23 erfolgen. Die manuelle Umschaltung der Verstellvorrichtung 63 erfolgt dabei bevorzugt werkzeuglos oder aber auch mit einem Standardwerkzeug, wie z. B. einem Schraubenzieher.The construction of the signal return path 54 in the last input and / or output module 22 by operating the adjustment device 63 can thereby be performed manually, or also automatically upon snapping the last receptacle housing 26 on the mounting rail 23rd The manual switching of the adjusting device 63 is preferably carried out without tools or with a standard tool, such as. B. a screwdriver.
Für eine automatische Umschaltung der Verstellvorrichtung 63 in die Arbeitsstellung 62 des Signalwandlers 59 können aus dem Stand der Technik bekannte kinematische Systeme zur Koppelung von Aufschnapp- und Verstellbewegung eingesetzt werden.For an automatic switchover of the adjusting device 63 into the working position 62 of the signal converter 59 , kinematic systems known from the prior art can be used for coupling snap-on and adjusting movements.
In der letzten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 wird der Signalfluß im optischen I/O- Bussystem 17 quasi umgeleitet und über den Signalrückführungspfad 54 an den Buskoppler 21 bzw. an die diesem zugeordnetem Master- bzw. CPU-Baugruppe 19 zurückgeleitet.In the last input and / or output module 22 , the signal flow in the optical I / O bus system 17 is virtually redirected and returned via the signal feedback path 54 to the bus coupler 21 or to the master or CPU module 19 assigned to it.
Sofern die letzte Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 eine Baugruppe für die Aufnahme von Sensordaten ist, so werden im elektrischen Zwischenkreis dieser Ein- und/oder Ausgabebau gruppe 22 diese Daten in entsprechender Form eingegliedert und in optischer Form auf das I/O-Bussystem 17 gelegt. Die optische Kommunikationsschnittstelle 34 bzw. der dementspre chende elektrisch/optischer Signalwandler 53 kann dabei in der letzten Ein- und/oder Ausga bebaugruppe 22 manuell oder auch automatisch beim Betätigen der Verstellvorrichtung 63 inaktiv geschaltet werden.If the last input and / or output module 22 is a module for receiving sensor data, this data is incorporated in the electrical intermediate circuit of this input and / or output module group 22 in a corresponding form and in an optical form on the I / O bus system 17 laid. The optical communication interface 34 or the corresponding electrical / optical signal converter 53 can be switched to inactive in the last input and / or output module 22 manually or automatically when the adjusting device 63 is actuated.
Anstelle des in den Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 integrierten, optischen Signalrück führungspfades 54 ist es auch möglich, ausgehend von der letzten Ein- und/oder Ausgabebau gruppe 22 eine Leitungsverbindung zum Buskoppler 21 bzw. direkt zur zugehörigen CPU- bzw. Masterbaugruppe 19 aufzubauen.Instead of the optical signal feedback path 54 integrated in the input and / or output modules 22 , it is also possible, starting from the last input and / or output module 22, to establish a line connection to the bus coupler 21 or directly to the associated CPU or master module 19 build up.
Weiters wird festgehalten, daß die Darstellung gemäß Fig. 2 zur Verdeutlichung des erfin dungsgemäßen Aufbaus unproportional und stark vereinfacht dargestellt ist. So beträgt z. B. der Abstand bzw. der Freiraum zwischen benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 bzw. der Abstand zum Buskoppelmodul 21 nur wenige Zehntel Millimeter bis einige Milli meter. Insbesondere können die optischen Kommunikationsschnittstellen 33, 34 und/oder die Lichteintritts- und Lichtaustrittsstellen 57, 58 an den Aufnahmegehäusen 26 lückenlos anein andergereiht sein.Furthermore, it is noted that the illustration according to FIG. 2 is shown disproportionately and in a greatly simplified manner to illustrate the construction according to the invention. So is z. B. the distance or the space between adjacent input and / or output modules 22 or the distance to the bus coupling module 21 only a few tenths of a millimeter to a few millimeters. In particular, the optical communication interfaces 33, 34 and / or the light entrance and light exit points 57 may be continuous anein other ranked to the receiving housings 26 58th
Bevorzugt wird die Luftübertragungsstrecke 49 zwischen den optischen Kommunikations schnittstellen 33, 34 bzw. zwischen den optischen Schnittstellen 48, 50 und der zugeordneten optischen Kommunikationsschnittstelle 33 bzw. der Lichtaustrittsstelle 58 möglichst gering gehalten. Im Idealfall ist keine Luftübertragungsstrecke 49 bzw. kein Spalt vorhanden und liegen die Lichtein- und Lichtaustrittsstellen 57, 58 der genannten optischen Schnittstellen lückenlos aneinander. Aufgrund von mechanischen Toleranzen der Aufnahmegehäuse 26 und unweigerlichen Montagetoleranzen ist üblicherweise aber eine Luftübertragungsstrecke 49 von wenigen Zehntel Millimetern bis zu wenigen Zentimetern zulässig.The air transmission path 49 between the optical communication interfaces 33 , 34 or between the optical interfaces 48 , 50 and the associated optical communication interface 33 or the light exit point 58 is preferably kept as small as possible. In the ideal case, there is no air transmission path 49 or no gap and the light entry and exit points 57 , 58 of the optical interfaces mentioned are adjacent to one another without gaps. Due to mechanical tolerances of the receptacle housing 26 and inevitable assembly tolerances, an air transmission path 49 of a few tenths of a millimeter to a few centimeters is usually permissible.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel des optischen I/O-Bussystems 17 mit Ringstruktur ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, einen bidirektionalen Daten bus aufzubauen, in welchem zeitlich aufeinanderfolgend auf ein und demselben Signalpfad Daten bzw. Signale gesendet und empfangen werden, wodurch eine eigene Signalrückfüh rungsleitung erübrigt werden kann.Deviating from the illustrated embodiment of the optical I / O bus system 17 with a ring structure, it is also possible within the scope of the invention to set up a bidirectional data bus in which data or signals are transmitted and received in succession on one and the same signal path, thereby causing own signal feedback line can be dispensed with.
Zumindest zwischen den benachbart zueinander angeordneten Ein- und/oder Ausgabebau gruppen 22 ist ein optisches I/O-Bussystem 17 mit "Daisy-Chain-Struktur" aufgebaut, d. h. die Empfangs- und Sendeschnittstellen einer Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 sind galva nisch voneinander getrennt und sind jeweils als eine eigenständige Kommunikationsschnitt stelle 33 zum Empfangen von Signalen und als eine eigenständige Kommunikationsschnitt stelle 34 zur Aussendung von Signalen ausgebildet. Die elektrische Entkoppelung zwischen der Kommunikationsschnittstelle 33 und der Kommunikationsschnittstelle 34 ist zudem durch den optisch/elektrischen bzw. durch den elektrisch/optischen Signalwandler 52, 53 erreicht.At least between the input and / or output modules 22 arranged adjacent to one another, an optical I / O bus system 17 with a “daisy chain structure” is constructed, ie the receive and transmit interfaces of an input and / or output module 22 are galvanic separated from each other and are each designed as an independent communication interface 33 for receiving signals and as an independent communication interface 34 for transmitting signals. The electrical decoupling between the communication interface 33 and the communication interface 34 is also achieved by the optical / electrical or by the electrical / optical signal converter 52 , 53 .
Die Busteilnehmer, insbesondere die Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 und/oder der Buskoppler 21 bilden eine sogenannte kettenartige Busstruktur mit Ringarchitektur. Bei die ser "Daisy-Chain-Struktur" mit serieller Aneinanderreihung der Busteilnehmer wirkt sich also eine Signalzustandsveränderung an einem Eingang eines Busteilnehmers nicht unmittelbar auf die Signalzustände an der Ausgangsschnittstelle dieses Busteilnehmers aus. The bus users, in particular the input and / or output modules 22 and / or the bus coupler 21, form a so-called chain-like bus structure with a ring architecture. In the case of this "daisy chain structure" with serial connection of the bus users, a signal state change at an input of a bus user does not have a direct effect on the signal states at the output interface of this bus user.
Bevorzugt durchsetzen die Lichtleitelemente 55, 56 die Seitenwände 37, 38 des Aufnahmege häuses 26. Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, zumindest Teilbereiche der Seitenwände 37, 38 der Aufnahmegehäuse 26 transparent auszubilden und die Lichtleitelemente 55, 56 an die dem Innenraum zugewandten Flächen der transparenten Bereiche heranzuführen.The light guide elements 55 , 56 preferably pass through the side walls 37 , 38 of the housing 26 . If necessary, however, it is also possible to make at least partial areas of the side walls 37 , 38 of the receiving housing 26 transparent and to bring the light-guiding elements 55 , 56 to the surfaces of the transparent areas facing the interior.
Jedenfalls ist es auch möglich, die Lichtleitelemente 55, 56 zu erübrigen, sofern ein entspre chend intensives bzw. gebündeltes Lichtsignal emittiert wird.In any case, it is also possible to dispense with the light guide elements 55 , 56 , provided that a correspondingly intense or focused light signal is emitted.
Gleiches gilt für die Signalwandler 52, 53 an den optischen Kommunikationsschnittstellen 33, 34. Bevorzugt umfassen jedoch auch die optischen Kommunikationsschnittstellen 33, 34 ver hältnismäßig kurze Lichtleitelemente 64, 65. Diese Lichtleitelemente 64, 65 erstrecken sich dann zwischen den Signalein- bzw. Signalaustrittsstellen der Signalwandler 52, 53 in die Nä he der jeweiligen Seitenwand 37, 38 des Aufnahmegehäuses 26 zur Bildung der optischen Kommunikationsschnittstelle 33 bzw. 34.The same applies to the signal converters 52 , 53 on the optical communication interfaces 33 , 34 . However, the optical communication interfaces 33 , 34 preferably also comprise relatively short light-guiding elements 64 , 65 . These light-guiding elements 64 , 65 then extend between the signal entry and exit points of the signal converters 52 , 53 into the vicinity of the respective side wall 37 , 38 of the receiving housing 26 to form the optical communication interface 33 and 34, respectively.
Anstelle der elektrischen Versorgung der Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 über die rückwärtige Stromschiene 25 ist es auch möglich, die elektrische Versorgungsspannung mit tels geeigneter Kontaktzungen bzw. Kontaktstifte und zuordenbaren Kontaktstellen direkt über die Seitenwände 37, 38 einer Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 zur benachbarten bzw. nachgeordneten Ein- und/oder Ausgabebaugruppe 22 zu übertragen. Diese Kontaktzun gen bzw. Kontaktstellen an den Seitenwänden 37, 38 sind dabei zu den entsprechenden Stel len auf der Printplatte 31 im Aufnahmegehäuse 26 geführt, um die elektrische Versorgung der jeweiligen Bauteile 32 zu gewährleisten. Die elektrische Kontaktierung der benachbarten Ein- und/oder Ausgabebaugruppen 22 erfolgt dabei gleichfalls automatisch beim Aufsetzen der Baugruppen auf die Montageschiene 23.Instead of the electrical supply of the input and / or output modules 22 via the rear busbar 25 , it is also possible to supply the electrical supply voltage directly by means of suitable contact tongues or contact pins and assignable contact points via the side walls 37 , 38 of an input and / or output module 22 to the neighboring or subordinate input and / or output module 22 . These Kontaktzun conditions or contact points on the side walls 37 , 38 are guided to the corresponding St len on the printed circuit board 31 in the receiving housing 26 to ensure the electrical supply of the respective components 32 . The electrical contacting of the adjacent input and / or output modules 22 also takes place automatically when the modules are placed on the mounting rail 23 .
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der Ein- und/oder Ausgabebaugruppe dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise un maßstäblich 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 Construction of the input and / or output assembly of this or its components partially un were shown to scale and / or enlarged and / or reduced.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be schreibung entnommen werden.The task underlying the independent inventive solutions can be the Be be taken from the letter.
Vor allem können die einzelnen, in den Fig. 1, 2 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemä ßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual versions shown in FIGS. 1, 2 can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
11
Steuerungssystem
Control system
22nd
Rechnereinheit
Computing unit
33rd
Industriecomputer
Industrial computer
44
Anzeige- und Bedienvorrichtung
Display and control device
55
Touch-Screen
Touch screen
66
Eingabevorrichtung
Input device
77
Ausgabevorrichtung
Dispenser
88th
Tastatur
keyboard
99
Identifikationsvorrichtung
Identification device
1010th
Speichervorrichtung
Storage device
1111
CD- bzw. DVD-Laufwerk
CD or DVD drive
1212th
Festplattenlaufwerk
Hard drive
1313
Lautsprecher
speaker
1414
Drucker
printer
1515
Schalteinheit
Switching unit
1616
Schalt- und/oder Anzeigeorgan
Switching and / or display element
1717th
I/O-Bussystem
I / O bus system
1818th
Lichtleitelement
Light guiding element
1919th
Master- bzw. CPU-Baugruppe
Master or CPU module
2020th
Multimaster-Systembus
Multimaster system bus
2121
Buskoppelmodul
Bus coupling module
2222
Ein- und/oder Ausgabebaugruppe
Input and / or output module
2323
Montageschiene
Mounting rail
2424th
Schnittstelle (elektr.)
Interface (electr.)
2525th
Stromschiene
Track
2626
Aufnahmegehäuse
Receptacle
2727
Grundschale
Base shell
2828
Deckelelement
Cover element
2929
Frontwand
Front wall
3030th
Statusanzeige
Status display
3131
Printplatte
Printed circuit board
3232
Bauteil
Component
3333
Kommunikationsschnittstelle
Communication interface
3434
Kommunikationsschnittstelle
Communication interface
3535
Signal
signal
3636
Signal
signal
3737
Seitenwand
Side wall
3838
Seitenwand
Side wall
3939
Signal (opt./vor Buskoppler)
Signal (opt./ before bus coupler)
4040
Signal (zurück in Buskoppler)
Signal (back in bus coupler)
4141
Signal (opt.)
Signal (opt.)
4242
Lichtwellenleiter
optical fiber
4343
Lichtwellenleiter
optical fiber
4444
Kabel
electric wire
4545
Signalwandler (opt./elektr.)
Signal converter (opt./electr.)
4646
Signalwandler (elektr./opt.)
Signal converter (electr./opt.)
4747
Signalwandler (elektr./opt.)
Signal converter (electr./opt.)
4848
Schnittstelle (opt. OUT am Buskoppl.)
Interface (opt. OUT on the bus coupler)
4949
Luftübertragungsstrecke
Air transmission route
5050
Schnittstelle (opt. IN am Buskoppl.)
Interface (opt. IN on the bus coupler)
5151
Signalwandler (im Buskoppler)
Signal converter (in the bus coupler)
5252
Signalwandler (in I/O-Baugruppe)
Signal converter (in I / O module)
5353
Signalwandler (in I/O-Baugruppe)
Signal converter (in I / O module)
5454
Signalrückführungspfad
Signal feedback path
5555
Lichtleitelement
Light guiding element
5656
Lichtleitelement
Light guiding element
5757
Lichteintrittsstelle
Light entry point
5858
Lichtaustrittsstelle
Light exit point
5959
Signalwandler
Signal converter
6060
Rückführungssignal (opt.)
Feedback signal (opt.)
6161
Ruhestellung
Resting position
6262
Arbeitsstellung
Working position
6363
Verstellvorrichtung
Adjustment device
6464
Lichtleitelement
Light guiding element
6565
Lichtleitelement
Light guiding element
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KEBA AG, LINZ, AT |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |