DE102004014313A1

DE102004014313A1 - Actuator sensor interface network for networking binary sensors and actuators has a two-wire actuator sensor interface bus linked to a master, two slaves and a power supply unit

Info

Publication number: DE102004014313A1
Application number: DE200410014313
Authority: DE
Original assignee: Bihl & Wiedemann GmbH
Current assignee: Bihl & Wiedemann GmbH
Priority date: 2003-03-30
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: DE102004014313C5; DE102004014313B4

Abstract

An actuator sensor interface bus (ASIB)/bus line (4,5) links to a master (M), first (S1) and second (S2) slaves and a power supply unit/network component (3) to supply the master and slaves with power via the ASIB. Electrical parameters for the master, slaves and the bus line, i.e. the complex portions of total impedance in a network device, are compensated.

Description

Technisches Gebiet:Technical field:

Die Erfindung betrifft eine Netzwerk-Vorrichtung, insbesondere Aktuator-Sensor-Interface-Netzwerk, umfassend einen zweiadrigen Aktuator-Sensor-Interface-Bus, nämlich AS-i-Bus-Leitung, an welchen mindestens ein Master und mindestens zwei Slaves sowie eine Stromversorgungseinheit, Netzteil, angeschlossen sind, welche wenigstens den Master und die Slaves über den Aktuator-Sensor-Interface-Bus mit Energie zu versorgen imstande ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a network device, in particular actuator-sensor interface network, comprising a two-wire actuator sensor interface bus, namely AS-i bus line, on which at least one master and at least two slaves as well as a power supply unit, power supply unit, which are connected at least the master and the slaves via the actuator sensor interface bus is able to supply with energy, according to the preamble of the claim 1.

Stand der Technik: Ein AS-Interface oder Aktuator-Sensor-Interface ist ein einfaches Bussystem für die Vernetzung von binären Sensoren und Aktuatoren. Das Aktuator-Sensor-Interface-System dient zur Ankopplung von Sensoren bzw. Aktuatoren an einen Hostrechner, welcher z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung oder ein PC oder ein anderer Busrechner sein kann. Ein solches System umfaßt einen Master und bis zu 62 Slaves, die an das System angekoppelt werden. Master und Slaves sind jeweils an einen gemeinsamen AS-i-Bus, im allgemeinen parallel zueinander, angeschlossen, der im Regelfall aus lediglich zwei Leitungen besteht. Um große Leitungslängen von typischerweise über 100m zu erlauben, können Extender oder Repeater im AS-i-Bus zwischengeschaltet sein. Die Sensoren bzw. Aktuatoren sind somit über die Slaves, den AS-i-Bus und den Master mit dem Hostrechner verbunden; alle Komponenten sind durch bis zu 100m AS-Interface Kabel verknüpft. Eine Eigenschaft hinsichtlich des Hardwareaufwandes eines Aktuator-Sensor-Interface-Systems besteht darin, daß der AS-i-Bus sowohl zur Stromversorgung des Masters und der Slaves als auch zur Datenübertragung zwischen denselben verwendet wird. Eine Besonderheit bei AS-Interface ist somit die Spannungs- bzw. Stromversorgung und die Datenübertragung über dieselben zwei Leitungen. Zur Stromversorgung des Masters und der Slaves dient eine Stromversorgungseinheit, z.B. ein Netzteil. Das Aktuator-Sensor-Interface System ist in der IEC 62026-2 und der EN 50295 genormt. Master und Slaves kommunizieren durch eingeprägte Stromsignale, die von der Datenentkopplung im AS-i-Interface Netzteil zu Spannungsimpulsen gewandelt, differenziert, werden. Die Impulse haben ein definiertes Zeitraster von 3μsec.was standing the technology: an AS-Interface or actuator-sensor interface a simple bus system for the networking of binary Sensors and actuators. The actuator sensor interface system is used for Coupling of sensors or actuators to a host computer, which e.g. a programmable logic controller or a PC or a other bus computer can be. Such a system includes one Master and up to 62 slaves that are connected to the system. Master and slaves are each connected to a common AS-i bus in the general parallel to each other, connected, as a rule consists of only two lines. For long line lengths of typically about Can allow 100m Extender or repeater in the AS-i bus. The Sensors or actuators are thus via the slaves, the AS-i bus and the master connected to the host computer; all components are linked by up to 100m AS-Interface cable. A property regarding the hardware expenditure of an actuator sensor interface system in that the AS-i bus for the power supply of the master and the slaves as well as for data transfer is used between them. A special feature of AS-Interface is thus the voltage or power supply and data transmission over the same two lines. Serves to power the master and the slaves a power supply unit, e.g. a power supply. The actuator sensor interface System is standardized in IEC 62026-2 and EN 50295. Masters and Slaves communicate through impressed current signals from the Data decoupling in the AS-i interface power supply to voltage pulses changed, differentiated. The impulses have a defined one Time grid of 3μsec.

Der Master stellt die Datenverbindung des Aktuator-Sensor-Interface-Systems zum Hostrechner her. An den Hostrechner werden über den AS-i Master die meist binären Sensoren/Aktuatoren angeschlossen, wobei der Master die auf das Bussystem von den Slaves aufgegebenen Signale in einem vorgegebenen Zeitraster, das AS-i Masterprogramm, dem Hostrechner zur Verfügung stellt.The Master establishes the data connection of the actuator sensor interface system to the host computer. Most are sent to the host computer via the AS-i master binary Sensors / actuators connected, with the master acting on the Bus system signals given by the slaves in a predetermined Time grid that the AS-i master program makes available to the host computer.

Im allgemeinen werden in Aktuator-Sensor-Interface-Systemen binäre Sensoren bzw. Aktuatoren benutzt. Jeder Slave besitzt eine binäre Adresse. Der Master ruft z.B. in zyklischer Reihenfolge nacheinander alle Slaves mit ihrer Adresse auf und tauscht mit ihnen Datentelegramme aus. Innerhalb jedes Zyklus soll normalerweise mit jedem Slave genau ein Datentelegramm ausgetauscht werden; die gesamte Zyklusdauer beträgt hierbei typischerweise einige Millisekunden.in the In general, binary sensors are used in actuator sensor interface systems or actuators used. Each slave has a binary address. The master calls e.g. all in a cyclical order Slaves with their address and exchanges data telegrams with them out. Within each cycle, each slave should normally be accurate a data telegram can be exchanged; the entire cycle duration is typically a few milliseconds.

Zum Aufrufen eines Slaves moduliert der Master eine bestimmte, der binären Adresse des Slaves entsprechende Folge von Sendeimpulsen auf den AS-i-Bus auf. Der solchermaßen aufgerufene, d.h. adressierte Slave wird durch den Aufruf zur Abgabe eines Antwortsignals veranlaßt, welches aus einer durch den aufgerufenen Slave auf den AS-i-Bus aufmodulierten Folge von Antwortimpulsen besteht, die vom Master eingelesen werden können. Um die Antwortimpulse ungestört empfangen zu können, legt der Master in der Regel eine Sendepause von einer bestimmten Dauer ein, bevor er den nächsten Slave aufruft.To the When a slave is called, the master modulates a specific, the binary address corresponding sequence of transmission impulses on the AS-i bus on. That way called, i.e. addressed slave becomes available through the call of a response signal which is modulated onto the AS-i bus by the slave called There is a sequence of response pulses that are read in by the master can. To undisturbed the response impulses being able to receive the master usually has a pause in broadcasting of a certain duration one before becoming the next slave calls.

Master und Slaves kommunizieren somit durch eingeprägte Stromsignale, die von der Datenentkopplung im AS-Interface Netzteil zu Spannungsimpulsen gewandelt, d.i. differenziert werden. Die einzelnen Sende- und Antwortimpulse besitzen eine Zeitdauer von typischerweise ca. 3 Mikrosekunden. Diese Spannungsimpulse werden von den Empfängern, die sich im Master und in den Slaves befinden, bewertet und schließlich verworfen, wenn die Kurvenform hinsichtlich Amplitude und Zeitverlauf einschließlich Jitter nicht den Parametern in der Norm entspricht. Eine gleichartige Wandlung von Stromimpulsen in Spannungsimpulse an einer wohldefinierten Netzteil-Impedanz ist auch Grundlage anderer Feldbussysteme, zum Beispiel Profibus PA und FF-H1 mit ihrer in der IEC1158-Norm beschriebenen physikalischen Schnittstelle. Durch die Art der Kommunikation mittels eingeprägter Stromsignale ist die Signalintegrität durch zwei Effekte gefährdet: Wenn die komplexen Anteile der Gesamtimdedanz des Systems, nämlich kapazitiver bzw. induktiver Anteil, resultierend aus dem verwendeten Kabel, den Slaves, des Masters und der Topologie des Systems an die in der Norm festgelegten Grenzwerte stößt bzw. durch Alterung der Komponenten oder aus Unkenntnis des Anwenders, insbesondere topologisch bedingt, diese bereits überschreitet, werden die Spannungsimpulse auf der AS-Interface Leitung derart verzerrt, dass sie von den Empfängern im Master und den Slaves verworfen werden und daraus eine erhöhte Fehlerrate in der Kommunikation des Gesamtsystems resultiert. In Abhängigkeit der Topologie des AS-Interface Systems treten außerdem Signalreflexionen auf, welche die Signale ebenfalls verzerren. Das AS-Interface wurde auf Grund der absoluten Topologiefreiheit bewusst ohne definierten Abschlusswiderstand konzipiert, da hierfür kein allgemeingültiger Wert festzulegen ist.Masters and slaves thus communicate through impressed current signals, which are converted from the data decoupling in the AS-Interface power supply to voltage pulses, ie differentiated. The individual transmission and response pulses typically have a duration of approximately 3 microseconds. These voltage pulses are evaluated by the receivers, which are located in the master and in the slaves, and are finally rejected if the curve shape does not correspond to the parameters in the standard with regard to amplitude and time profile, including jitter. A similar conversion of current pulses into voltage pulses at a well-defined power supply impedance is also the basis of other fieldbus systems, for example Profibus PA and FF-H1 with their physical interface described in the IEC1158 standard. Due to the type of communication by means of impressed current signals, the signal integrity is jeopardized by two effects: If the complex components of the overall impedance of the system, namely capacitive or inductive components, resulting from the cable used, the slaves, the master and the topology of the system to the If the limit values specified in the standard meet or exceed them due to aging of the components or due to ignorance of the user, in particular topologically, the voltage pulses on the AS-Interface cable are distorted in such a way that they are rejected by the receivers in the master and the slaves and this results in an increased error rate in the communication of the overall system. Depending on the topology of the AS-Interface systems also experience signal reflections, which also distort the signals. Due to the absolute topology freedom, the AS-Interface was deliberately designed without a defined terminating resistor, since there is no general value to be defined for this.

Bei Einhaltung aller in den Normen festgelegten technischer Projektierungsregeln, insbesondere der Beschränkung der Kabellänge auf 100m, funktioniert das Aktuator-Sensor-Interface problemlos. Wird aber die zulässige Kabellänge überschritten bzw. unzulässige Kabeltypen mit abweichendem Wellenwiderstand verwendet oder sind Slaves hinsichtlich Eingangsimpedanz nicht bzw. nicht mehr normgerecht, kann die Kommunikation gestört sein. In diesem Falle ist zum heutigen Zeitpunkt der Einsatz eines Repeaters unter zusätzlicher Notwendigkeit eines weiteren AS-Interface Netzteils mit Energieeinspeisung die einzige Lösung des Problems, da hierdurch ein weiteres, zwar logisch verbundenes, aber elektrisch unabhängiges AS-Interface Segment mit neuen Impedanzforderungen eröffnet wird. Daher ist diese Lösung sehr teuer für den Anwender. Außerdem muss der Repeater so angebracht werden, dass das AS-Interface System in zwei Teile zerfällt, die beide kürzer als 100m sind. Für den Repeater besteht somit keine Topologiefreiheit wie für das Gesamtsystem.at Compliance with all technical project planning rules specified in the standards, especially the restriction the cable length at 100m, the actuator sensor interface works without any problems. But becomes the permissible Cable length exceeded or unacceptable Cable types with different characteristic impedance are used Slaves not or no longer in accordance with standards with regard to input impedance, can disrupt communication his. In this case, the use of a Repeaters under additional Need for another AS-Interface power supply with energy supply the only solution of the problem, since this creates another, logically connected, but electrically independent AS-Interface segment opens with new impedance requirements. Hence this solution very expensive for the user. Moreover the repeater must be attached so that the AS-Interface system disintegrates into two parts, both shorter than 100m. For the repeater is therefore not free of topology as for the overall system.

Es ist bekannt, slavebezogene Statistiken zu Kommunikationsfehlern aufzuzeichnen. Eine derartige Messeinrichtung selbst ist Stand der Technik, so zum Beispiel das Produkt "AS-Interface Analyser" der Firma Bihl+Wiedemann GmbH, Mannheim. Ein derartiges Gerät benötigt aber einen PC zum Betrieb und kann die Fehlerstatistik nicht als Regelgröße für eine Optimierung ausgeben.It is known, slave-related statistics on communication errors record. Such a measuring device itself is the state of the art Technology, for example the product "AS-Interface Analyzer" from Bihl + Wiedemann GmbH, Mannheim. However, such a device requires a PC for operation and cannot output the error statistics as a controlled variable for optimization.

Technische Aufgabe: Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher AS-Interface-Systeme aufgrund der Gesamtimpedanz störungsfrei betrieben werden können, ohne Repeater in Verbindung mit einem weiteren AS-Interface Netzteil einsetzen zu müssen.Technical Task: The invention is therefore based on the object To create device with which AS-Interface systems due the total impedance without interference can be operated without repeater in connection with another AS-Interface power supply to have to use.

Offenbarung der Erfindung sowie deren Vorteile:
Dieses Aufgabe wird bei einer Netzwerk-Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass zur Minimierung der Fehlerrate in der Kommunikation der Netzwerk-Vorrichtung die elektrischen Kennwerte des Masters, der Slaves und der Bus-Leitung, nämlich die komplexen Anteile der Gesamtimpedanz der Netzwerk-Vorrichtung, durch einen geeigneten Zweipol hin in Richtung einer reellen Gesamtimpedanz kompensiert werden.Disclosure of the invention and its advantages:
In a network device of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that, in order to minimize the error rate in the communication of the network device, the electrical characteristic values of the master, the slaves and the bus line, namely the complex components of the total impedance of the network Device, can be compensated by a suitable two-pole towards a real total impedance.

Es zeigt sich, dass die meisten Probleme durch nicht normgerechte Gesamtimpedanzen des AS-Interface Systems verursacht werden, einerseits durch zu hohe kapazitiven Anteile – nämlich Eingangskapazitäten in den Slaves, z. B. auch durch Alterung bedingt, oder zu hohe Kabelkapazität auf Grund zu langer oder ungeeigneter Leitungen – und andererseits durch zu hohe induktive Anteile sowie Reflexionen am offenen Leitungsende. Solche zu kapazitive bzw. zu induktive AS-Interface Systeme können durch zusätzliche induktive bzw. kapazitive Anteile des Zweipols kompensiert werden. Mitunter kann die Kompensation nur teilweise unter Berücksichtigung der minimalen Gesamtimpedanz des Systems erfolgen. Das Gesamtsystem wird also hinsichtlich der Impedanzeigenschaften optimiert, d.h. es wird eine möglichst reelle Gesamtimpedanz angestrebt, so dass eine ungestörte Kommunikation möglich ist, d.h. die Fehlerrate der Kommunikation minimal wird. Aufgrund der Erfindung werden Reflexionen und Eigenschwingungen im Netzwerk, wie in einem AS-Interface, verhindert, so dass die Signalqualität ausreichend vorhanden bleibt.It shows that most problems are caused by non-standard total impedances of the AS-Interface system are caused, on the one hand, by too high capacitive shares - namely input capacities in the Slaves, e.g. B. also due to aging, or excessive cable capacity due to too long or unsuitable cables - and on the other hand too high inductive components and reflections at the open cable end. Such too capacitive or too inductive AS-Interface systems can by additional inductive or capacitive components of the dipole can be compensated. Sometimes the compensation can only be partially taken into account the minimum total impedance of the system. The overall system is therefore optimized with regard to the impedance properties, i.e. it will be one if possible Real total impedance aimed for, so that undisturbed communication possible is, i.e. the error rate of communication becomes minimal. by virtue of the invention, reflections and natural vibrations in the network, as in an AS-Interface, so the signal quality is sufficient remains present.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zweipol einstellbar. Durch die Einstellbarkeit des Zweipols kann die gleiche Vorrichtung für beliebige AS-Interface Systeme verwendet werden.In The two-pole system is an advantageous further embodiment of the invention adjustable. The adjustability of the dipole can be the same Device for any AS-Interface systems can be used.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Messeinrichtung vorhanden, welche die Masteraufrufe und Slaveantworten erfasst, Monitoring, wobei Messort und Stellort des Zweipols identisch in einem Gerät angeordnet sein kann oder in zwei unabhängigen Geräten angeordnet sein können.In Another embodiment of the device is a measuring device available, which records the master calls and slave responses, Monitoring, where the measurement location and location of the dipole are identical in one device can be arranged or can be arranged in two independent devices.

In vorteilhafter Weise kann des Weiteren aus den Masteraufrufen und Slaveantworten eine Fehlerrate für jede Slaveadresse und somit auch für das Gesamtsystem gebildet werden.In can advantageously from the master calls and Slave answers an error rate for each slave address and thus also formed for the overall system become.

Vorteilhaft ist der erfindungsgemäßen Lösung zu eigen, dass kein Repeater und kein weiteres AS-Interface Netzteil mit zusätzlicher Energieeinspeisung notwendig ist und dass die Vorrichtung an einem beliebigen Ort im AS-Interface System angebracht werden kann, was ein Fortbestehen der Topologiefreiheit aller Komponenten im System bedeutet. Das topologische Optimum des Zweipols ist das Leitungsende, bei Baumstrukturen können auch mehrere Zweipole verwendet werden.Advantageous is the solution of the invention peculiar that no repeater and no further AS-Interface power supply with additional Energy supply is necessary and that the device at one anywhere in the AS-Interface system, what a continuation of the topology freedom of all components in the system means. The topological optimum of the dipole is the line end, with tree structures can also multiple bipoles can be used.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Zweipol durch die Ergebnisse der Messeinrichtung sowohl manuell als auch automatisch einstellbar. Insbesondere durch die automatische Verstellung des Zweipols kann die Vorrichtung ohne aufwendiges Einmessen durch den Inbetriebnehmer eingesetzt werden.In a further embodiment of the device is the two-pole through the Results of the measuring device both manually and automatically adjustable. In particular through the automatic adjustment of the The device can be operated with two poles without expensive calibration Commissioners are used.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung wird aus den ermittelten Fehlerraten der Zweipol so eingestellt, dass die Fehlerraten für alle Slaves minimal sind. Daneben kann vorteilhaft aus den ermittelten Fehlerraten der Zweipol so eingestellt werden, dass die Fehlerrate für die Slaveadresse mit der höchsten Fehlerrate minimal wird.In A further embodiment of the device is determined from the The two-pole error rates are set so that the error rates for all slaves are minimal. In addition, the error rates determined can advantageously be used the two-pole can be set so that the error rate for the slave address with the highest Error rate becomes minimal.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung enthält der Zweipol die Reihenschaltung einer Spule und eines Widerstands oder eine elektrische Nachbildung derselben. Des Weiteren kann der Zweipol die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstands oder eine elektrische Nachbildung derselben enthalten. Ebenso kann der Zweipol eine Reihenschaltung einer Spule, eines Kondensators und eines Widerstands oder eine elektrische Nachbildung derselben enthalten.In The dipole contains a further advantageous embodiment of the device the series connection of a coil and a resistor or one electrical replica of the same. Furthermore, the two-pole the series connection of a capacitor and a resistor or contain an electrical replica of the same. Likewise, the Two-pole a series connection of a coil, a capacitor and of a resistor or an electrical replica of the same.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Zweipol durch einen Kondensator gleichspannungsmäßig vom AS-Interface-Netz abgetrennt.In Another advantageous embodiment of the device is the two-pole DC-separated from the AS-Interface network by a capacitor.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung muss der Einstellvorgang durch einen Bediener ausgelöst werden. Oder der Einstellvorgang kann automatisch und im laufenden Betrieb erfolgen, wobei die optimalen Einstellungen gegebenenfalls automatisch nachgeführt werden.In Another advantageous embodiment of the device, the adjustment process triggered by an operator become. Or the setting process can be automatic and ongoing Operation take place, the optimal settings if necessary automatically updated become.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Qualität der Kommunikation im laufenden Betrieb angezeigt werden.In Another advantageous embodiment of the device can be the quality of the communication be displayed during operation.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung wird bei Ausbleiben der Kommunikation an der Messeinrichtung durch unzulässig hohe Fehlerrate in der Kommunikation, wie durch einen ungeeigneten Messort, eine adaptive Optimierung des Zweipols automatisch gestartet, um eine Minimierung der Fehlerrate zu erreichen. Wenn die Kommunikation mit der Messeinrichtung trotz Verstellung des verfügbaren Wertebereiches des Zweipols nicht möglich ist, so wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Systemausfall signalisiert.In Another advantageous embodiment of the device is in the absence communication at the measuring device due to impermissibly high Error rate in communication, such as due to an unsuitable measuring location, an adaptive optimization of the dipole automatically started to to minimize the error rate. If communication with the measuring device despite adjustment of the available value range of the dipole not possible is, the system failure occurs in a further advantageous embodiment signaled.

Somit werden die zu hohen kapazitiven bzw. induktiven Impedanzanteile durch einen geeigneten Zweipol kompensiert, d.h. der Zweipol erzeugt den kapazitiven bzw. induktiven Impedanzanteilen entgegenwirkende entsprechende induktive bzw. kapazitive Impedanzanteile, so dass die Gesamtimpedanz des Systems hin zu einer reellen Gesamtimpedanz optimiert wird, wodurch die Kommunikation im System verbessert wird. Die Verstellung des Zweipols kann anhand der Messer gebnisse des Gesamtsystems manuell verstellt werden. Eine Berücksichtigung von Parameterveränderungen kann erneut manuell korrigiert werden. Wenn der Zweipol durch eine integrierte Messeinrichtung automatisch eingestellt wird, ist eine Nachführung der Parameter bei Änderungen im System gegeben, gleichzeitig ist eine besonders einfache und zuverlässige Inbetriebnahme möglich.Consequently the capacitive or inductive impedance components are too high compensated by a suitable dipole, i.e. the bipolar creates counteracting the capacitive or inductive impedance components corresponding inductive or capacitive impedance components, so that the total impedance of the system is optimized to a real total impedance which improves communication in the system. The adjustment The dipole can be measured manually based on the measurement results of the overall system be adjusted. A consideration of parameter changes can be corrected manually again. If the dipole is integrated Measuring device is set automatically, is a tracking of Parameters in the event of changes given in the system, at the same time is a particularly simple and reliable Commissioning possible.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Vorrichtung betragen die Werte der Reihenschaltung des Zweipols hinsichtlich der Kapazität ungefähr 300 bis 800 nF, vorzugsweise 500 nF, der Induktivität ungefähr 50 bis 200 μH, vorzugsweise 100 μH, und des Widerstandes ungefähr 50 bis 300 Ohm, vorzugsweise 110 Ohm.In further embodiment according to the invention the device the values of the series connection of the two-pole in terms of capacity approximately 300 to 800 nF, preferably 500 nF, the inductance approximately 50 to 200 μH, preferably 100 μH, and resistance about 50 to 300 ohms, preferably 110 ohms.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Vorrichtung ist wenigstens ein Element der Reihenschaltung des Zweipols aus Kapazität, Induktivität und Widerstand regelbar ausgebildet.In further embodiment according to the invention the device is at least one element of the series connection of the Bipolar of capacity, inductance and resistance adjustable.

Schließlich ist in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Vorrichtung der Zweipol als Netzwerkabschluss in einem Endbereich der Bus-Leitung angeordnet, wobei der Endbereich die letzten 30%, insbesondere die letzten 10% der Länge der Bus-Leitung umfasst.Finally is in a further embodiment according to the invention the two-pole device as a network termination in an end area the bus line, the end area being the last 30%, especially the last 10% of the length of the bus line.

Des Weiteren kann der Abschluss eine automatische Regeleinrichtung für das wenigstens eine regelbare Element aus Kapazität oder Induktivität und Widerstand aufweisen, wobei die Regeleinrichtung das wenigstens eine regelbare Element in Abhängigkeit wenigstens eines vorgegebenen, messbaren Optimierungskriteriums regelt.Of Furthermore, the conclusion can be an automatic control device for the at least an adjustable element of capacitance or inductance and resistance have, the control device the at least one controllable Element depending at least one predetermined, measurable optimization criterion regulates.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:Summary the drawing, in which:

1 ein beispielhaftes Akuator-Sensor-Interface-System mit einstellbarem Zweipol zur erfindungsgemäßen Kompensation 1 an exemplary actuator sensor interface system with adjustable two-pole for compensation according to the invention

2 ein Akuator-Sensor-Interface-System mit einem Zweipol zur Kompensation, der von einer integrierten Messeinrichtung verstellt wird 2 an actuator-sensor interface system with a two-pole for compensation, which is adjusted by an integrated measuring device

3 einen durch einen Trennkondensator gleichspannungsmäßig abgetrennten Zweipol 3 a two-pole circuit separated by a separating capacitor

4 einen weiteren Zweipol, der als RL-Reihenschaltung ausgeführt ist 4 Another two-pole, which is designed as an RL series connection

5 einen weiteren Zweipol, der als RC-Reihenschaltung ausgeführt und 5 another two-pole, which is designed as an RC series connection and

6 einen Zweipol, der als RC Reihenschaltung und RL-Reihenschaltung ausgeführt ist. 6 a two-pole, which is designed as an RC series connection and RL series connection.

Wege zur Ausführung der Erfindung: Die 1 zeigt beispielhaftes Akuator-Sensor-Interface-System, bestehend aus einem Aktuator-Sensor-Interface-Bus 4, 5, nämlich AS-i-Bus-Leitungen 4 und 5, an welche parallel wenigstens zwei Slaves S1 und S2 sowie ein Master M angeschlossen sind, mit einer parallel angeschossenen Stromversorgungseinheit 3, welche bevorzugt ein Netzteil 3 ist, über welches die Slaves S1, S2 über die AS-i-Bus-Leitungen 4, 5 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ein Zweipol 6 ist über zwei Leitungen 10 und 11 ebenfalls parallel mit den AS-i-Bus-Leitungen 4 und 5 verbunden, wobei der Zweipol in einem Gehäuse 7 angeordnet sein kann. Dieses Prinzip liegt allen folgenden Figuren zugrunde. Der Pfeil durch den Zweipol deutet an, dass derselbe einstellbar ist, so dass dessen elektrische Werte veränderbar sind und verändert werden können. Dieser Zweipol 6 dient nun dazu, die elektrischen Kennwerte der angeschlossenen Slaves S1, S2, ..., der Leitungen 4, 5 sowie des Masters M zu kompensieren, falls diese Werte nicht mehr normgerecht sind, was bedeutet, dass die Spannungsimpulse auf der AS-Interface Leitung 4, 5 wieder unverzerrt bzw. praktisch unverzerrt sind.WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION: The 1 shows exemplary actuator-sensor interface system consisting of an actuator-sensor interface bus 4 . 5 , namely AS-i bus lines 4 and 5 , to which at least two slaves S1 and S2 and a master M are connected in parallel, with a power supply unit connected in parallel 3 , which prefers a power supply 3 via which the slaves S1, S2 via the AS-i bus lines 4 . 5 be supplied with electrical energy. A bipolar 6 is over two lines 10 and 11 also in parallel with the AS-i bus lines 4 and 5 connected, the two-pole in a housing 7 can be arranged. This principle is based on all of the following figures. The arrow through the two-pole indicates that it can be adjusted so that its electrical values can be changed and can be changed. That bipolar 6 now serves the electrical characteristic values of the connected slaves S1, S2, ..., of the cables 4 . 5 and to compensate for the Master M if these values are no longer in accordance with standards, which means that the voltage pulses on the AS-Interface cable 4 . 5 are undistorted or practically undistorted.

Denn wenn die komplexen Anteile der Gesamtimdedanz des Systems, nämlich kapazitiver bzw. induktiver Anteil, resultierend aus dem verwendeten Kabel, den Slaves, des Masters und der Topologie des Systems an die in der Norm festgelegten Grenzwerte stößt bzw. durch Alterung der Komponenten oder aus Unkenntnis des Anwenders, insbesondere topologisch bedingt, diese bereits überschreitet, werden die Spannungsimpulse auf der AS-Interface Leitung 4, 5 verzerrt und zwar in einem solchen Maß, dass sie von den Empfängern im Master und den Slaves verworfen werden und daraus eine erhöhte Fehlerrate in der Kommunikation des Gesamtsystems resultiert. Das verhindert erfindungsgemäß der Zweipol. Er kompensiert die elektrischen Werte auf der AS-Interface Leitung 4, 5 dergestalt, dass die Spannungsimpulse wieder unverzerrt bzw. praktisch unverzerrt sind und damit wieder von den Empfängern im Master und den Slaves als korrekt interpretiert werden und damit wieder die ursprüngliche Signalintegrität hergestellt bzw. gewährleistet ist.Because if the complex components of the overall impedance of the system, namely capacitive or inductive components, resulting from the cable used, the slaves, the master and the topology of the system meet the limit values specified in the standard or due to aging of the components or from ignorance of the user, especially due to topological reasons, if this already exceeds the voltage impulses on the AS-Interface cable 4 . 5 distorted to such an extent that they are rejected by the receivers in the master and the slaves and this results in an increased error rate in the communication of the overall system. According to the invention, the two-pole prevents this. It compensates for the electrical values on the AS-Interface cable 4 . 5 in such a way that the voltage pulses are again undistorted or practically undistorted and are thus interpreted as correct again by the receivers in the master and the slaves, and the original signal integrity is thus restored or guaranteed.

2 zeigt ein beispielhaftes Akuator-Sensor-Interface-System mit einem Zweipol gemäß der 1 und der vorstehenden Beschreibung zur Kompensation einer fehlenden Signalintegrität, wobei der Zweipol 6 von einer integrierten Messeinrichtung 8 verstellt werden kann; Zweipol 6 und Messeinrichtung 8 können in einem gemeinsamen Gehäuse 9 angeordnet sein. Die Messeinrichtung 8 stellt die Abweichung der Signale auf der AS-Interface-Leitung 4, 5 fest, indem sie die Masteraufrufe des Masters und die Slaveantworten der Slaves erfasst und damit ein sogenanntes Monitoring durchführt. Die daraus resultierende Bewertung der Signale, nämlich den Zustand der Verzerrung derselben, wird dazu benützt, um den Zweipol 6 entsprechend zu verstellen, so dass die ursprüngliche Signalintegrität hergestellt bzw. gewährleistet ist bzw. nunmehr normgerechte Signale von der Messeinrichtung 8 festgestellt werden. Es ist möglich, hierzu aus den Masteraufrufen und Slaveantworten eine Fehlerrate für jede Slaveadresse und somit auch für das gesamte Aktuator-Sensor-Interface-System zu bilden, welche dazu herangezogen wird, den Zweipol anzusteuern und dadurch die Signalintegrität wieder bzw. weitestgehend herzustellen. 2 shows an exemplary Akuator sensor interface system with a two-pole according to the 1 and the above description to compensate for a lack of signal integrity, the two-pole 6 from an integrated measuring device 8th can be adjusted; Zweipol 6 and measuring device 8th can in a common housing 9 be arranged. The measuring device 8th represents the deviation of the signals on the AS-Interface cable 4 . 5 by recording the master calls of the master and the slave responses of the slaves and thus performing a so-called monitoring. The resulting evaluation of the signals, namely the state of their distortion, is used to determine the two-pole 6 to be adjusted accordingly, so that the original signal integrity is established or guaranteed, or signals from the measuring device that conform to the standards are now being used 8th be determined. For this purpose, it is possible to use the master calls and slave responses to form an error rate for each slave address and thus also for the entire actuator sensor interface system, which is used to control the two-pole system and thereby restore the signal integrity as far as possible.

Der Messort und Stellort des Zweipols 6 können identisch in einem Gerät bzw. Gehäuse 9 angeordnet sein oder Zweipols 6 und Messeinrichtung 8 können in zwei unabhängigen Geräten angeordnet sein.The location and location of the dipole 6 can be identical in one device or housing 9 be arranged or bipolar 6 and measuring device 8th can be arranged in two independent devices.

Nach den 3, 4, 5 und 6 ist der jeweilige Zweipol 6 mittels eines Trennkondensators 12 gleichspannungsmäßig vom Aktuator-Sensor-Interface-Bus 4, 5, nämlich den AS-i-Bus-Leitungen 4 und 5 abgetrennt.After the 3 . 4 . 5 and 6 is the respective bipolar 6 by means of an isolating capacitor 12 DC voltage from the actuator sensor interface bus 4 . 5 , namely the AS-i bus lines 4 and 5 separated.

Die 4, 5 und 6 zeigen je einen Zweipol 6, der entweder als RL-Reihenschaltung mit einer Spule 14 und einem veränderbaren Widerstand 13 oder als RC-Reihenschaltung mit einem Kondensator 15 oder als RL-Reihenschaltung mit Spule 16 und veränderbarem Widerstand 17 und RC Reihenschaltung mit Kondensator 18 und einem weiteren veränderbaren Widerstand 19 ausgeführt ist.The 4 . 5 and 6 each show a two pole 6 , which either as RL series connection with a coil 14 and a variable resistor 13 or as an RC series connection with a capacitor 15 or as RL series connection with coil 16 and changeable resistance 17 and RC series connection with capacitor 18 and another variable resistor 19 is executed.

Gewerbliche Anwendbarkeit. Der Gegenstand der Erfindung ist in Aktuator-Sensor-Interface-Systemen mit binären Sensoren bzw. Aktuatoren einsetzbar, insbesondere in solchen Systemen, bei denen die komplexen Anteile der Gesamtimdedanz an die in der Norm festgelegten Grenzwerte stößt, insbesondere welche eine AS-i-Bus-Leitung aufweisen, die länger ist als 100m.commercial Applicability. The object of the invention is in actuator sensor interface systems with binary Sensors or actuators can be used, in particular in such systems which the complex proportions of the overall impedance to those in the norm set limit values, in particular which have an AS-i bus line that is longer than 100m.

33: AS-Interface NetzteilAS-Interface power adapter
44: AS-Interface-Plus-LeitungAS-Interface Plus line
55: AS-Interface-Minus-LeitungAS-Interface negative line
66: ZweipolZweipol
7, 97, 9: Gehäusecasing
88th: Messeinrichtungmeasuring device
10, 1110 11: Leitungencables
12, 1812 18: Kondensatorencapacitors
13, 17, 1913 17, 19: veränderbare Widerständechangeable resistors
14, 1614 16: SpulenDo the washing up
MM: AS-Interface MasterAS-Interface master
S1, S2S1, S2: AS-Interface-SlavesAS-Interface slaves

Claims

Network device, in particular actuator-sensor interface network, comprising a two-wire actuator-sensor interface bus ( 4 . 5 ), namely AS-i bus line ( 4 . 5 ), on which at least one master (M) and at least two slaves (S1, S2) and a power supply unit ( 3 ), Power adapter ( 3 ), which are connected to at least the master and the slaves (S1, S2, S3) via the actuator sensor interface bus ( 4 . 5 ) is capable of supplying energy, characterized in that, in order to minimize the error rate in the communication of the network device, the electrical characteristic values of the master (M), the slaves (S1, S2) and the bus line ( 4 . 5 ), namely the complex components of the total impedance of the network device, by means of a suitable two-pole ( 6 ) towards a real total impedance.

Device according to claim 1, characterized in that the two-pole ( 6 ) is adjustable.

Device according to claims 1 and 2, characterized in that a measuring device ( 8th ) is available, which records the master calls and slave responses, monitoring, whereby the measurement location and location of the two-pole ( 6 ) identical in one device ( 9 ) can be arranged or arranged in two independent devices.

Device according to claim 3, characterized in that from the master calls and slave responses an error rate for each slave address and thus also for the entire actuator sensor interface system is formed.

Device according to claim 1 to 4, characterized in that the two-pole ( 6 ) can be adjusted both manually and automatically by the results of the measuring device.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the two-pole ( 6 ) is set so that the error rates for all slaves are minimal.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the two-pole ( 6 ) is set so that the error rate for the slave address with the highest error rate is minimal.

Device according to claim 1, characterized in that the two-pole ( 6 ) a series connection of a coil ( 14 ) and a resistor ( 13 ) or contains an electrical replica of the same.

Device according to claim 1, characterized in that the two-pole ( 6 ) a series connection of a capacitor ( 15 ) and a resistor ( 13 ) or contains an electrical replica of the same.

Device according to claim 1, characterized in that the two-pole ( 6 ) a series connection of a coil ( 14 ), a capacitor ( 15 ) and a resistor ( 13 ) or contains an electrical replica of the same.

Device according to claim 1, characterized in that the two-pole ( 6 ) through a capacitor ( 12 ) DC voltage from the AS-Interface network ( 4 . 5 ) is separated.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the setting process of the two-pole ( 6 ) must be triggered by an operator.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the setting process of the two-pole ( 6 ) takes place automatically and the optimal settings are automatically updated during operation.

Device according to claim 3 and 4, characterized in that the quality communication is displayed during operation.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that if there is no communication at the measuring device ( 8th ) due to impermissibly high error rate in communication, such as an unsuitable measuring location, an adaptive optimization of the two-pole network ( 6 ) is started automatically in order to minimize the error rate.

Device according to claim 15, characterized in that when communication with the measuring device ( 8th ) despite adjustment of the available value range of the two-pole ( 6 ) is not possible, the failure of the actuator sensor interface system is signaled.

Device according to one of claims 8, 9 or 19, characterized in that that the values of series connection of the bipolar in terms of capacitance are approximately 300 to 800 nF, preferably 500 nF, the inductance approximately 50 to 200 μH, preferably 100 μH, and resistance about 50 to 300 ohms, preferably 110 ohms.

Device according to one of claims 5, 8, 9 or 17, characterized characterized in that at least one element of the series circuit the two-pole of capacity, inductance and resistance is adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two-pole network termination in an end region of the bus line ( 4 . 5 ) is arranged, the end region being the last 30%, in particular the last 10%, of the length of the bus line ( 4 . 5 ) includes.