DE102007038119A1

DE102007038119A1 - Communication device for machine tool of central power supply, has frequency converters supplying power to motors, where each frequency converter is attached to each motor, where data e.g. temperature, of motor is transmitted by power cable

Info

Publication number: DE102007038119A1
Application number: DE102007038119A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dr.-Ing. Wurst; Stefan Schmitz
Original assignee: Wurst Karl-Heinz Dr Ing
Current assignee: Wurst Karl-Heinz Dr Ing
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-05

Abstract

The device has frequency converters (6) supplying power to motors (7), where the motors are connected with the frequency converters by a power cable (8). Each frequency converter is attached to the each motor, where data e.g. temperature, of the motor is transmitted by the power cable. The motor is provided with a modem that is connected to the converter, where a sensor (9) is connected to the modem. The converter is connected to a communication bus (4) by a bus coupler (13). The modem is connected to the power cable by a coupling unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, insbesondere für Maschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 8.The The invention relates to a communication device, in particular for machines, according to the preamble of claim 1 and 8, respectively.

Für die Regelung von Servomotoren wird eine schnelle Kommunikation benötigt, da bei hohen Drehzahlen eine schnelle Regelung verlangt wird. Die minimalen Zykluszeiten der Kommunikation sind für heutige auf dem Markt verfügbare Bussysteme zu gering. Daher werden die Daten des Motors, zum Beispiel Geberdaten, Temperaturdaten und dergleichen, durch einzelne Kabel an einen Leistungssteller, insbesondere einen Frequenzumrichter, oder an eine SPS im Schaltschrank übertragen. Dies bedingt eine Vielzahl von Kabeln, die von verschiedenen Orten, beispielsweise einem Bearbeitungszentrum, vom Schaltschrank an die Verbraucher gelegt werden müssen.For the scheme servomotors require fast communication At high speeds, a fast control is required. The minimum Cycle times of communication are for today's bus systems available on the market too low. Therefore, the data of the motor, for example encoder data, Temperature data and the like, by individual cables to a power controller, in particular a frequency converter, or transferred to a PLC in the control cabinet. This requires a variety of cables from different locations, for example a machining center, from the control cabinet to the consumer must be laid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kommunikationsvorrichtung so auszubilden, dass der Aufwand zur Übertragung von Energie und Daten gering gehalten werden kann.Of the Invention is based on the object, the generic communication device so that the effort to transfer energy and Data can be kept low.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 8 gelöst.These Task is in the generic communication device according to the invention with the characterizing features of claim 1 or 8 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1 ist jedem Verbraucher jeweils ein Leistungssteller zugeordnet. Über die Leistungskabel zwischen dem Verbraucher und dem Leistungssteller werden auch Daten vom Verbraucher zum Leistungssteller und umgekehrt übertragen. Die Daten sind hauptsächlich Steuer- und Sensordaten. Die Daten wer den auf die Leistungskabel aufmoduliert, wobei als Modulationsverfahren lineare Verfahren oder Multiplexverfahren verwendet werden können. Als lineare Verfahren können beispielsweise BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), M-QAM (M-Order Quadrature Amplitude Modulation) und dergleichen eingesetzt werden. Als Multiplexverfahren, mit dem eine höhere Datenrate erlangt werden kann, kann beispielsweise das OFDM-Verfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplex) eingesetzt werden.at the communication device according to the invention according to claim 1 each consumer is assigned a power controller. About the Power cable between the consumer and the power controller Data is also transferred from the consumer to the power controller and vice versa. The data is mainly Control and sensor data. The data who the on the power cable modulated, wherein as a modulation method linear method or Multiplexing can be used. As a linear procedure can For example, BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), M-QAM (M-Order Quadrature Amplitude Modulation) and the like can be used. As a multiplex method, with a higher Data rate can be obtained, for example, the OFDM method (Orthogonal Frequency Division Multiplex) are used.

Vorteilhaft werden geschirmte Kabel eingesetzt, um eine Einkopplung von Störungen aus dem öffentlichen Stromnetz bzw. um Abstrahlungen in das Stromnetz zu vermeiden. Die vorteilhafte Verwendung von geschirmten Kabeln hat auch den Vorteil, dass die Sendepegel der Signale zur Erfüllung der EMV-Richtlinien hoch sein können, ohne dass dadurch die Sicherheit der Datenübertragung gefährdet ist.Advantageous Shielded cables are used to prevent interference the public Electricity network or to avoid emissions into the power grid. The Advantageous use of shielded cables also has the advantage that the transmission levels of the signals to meet the EMC guidelines high could be, without compromising the security of the data transmission.

Vorteilhaft erfolgt die Kommunikation in einem eigenen Netz, das nach außen abgekoppelt werden kann. Dadurch ist eine große Bandbreite der Übertragungsfrequenz sowie ein höherer Sendepegel möglich, was sich in einer hohen Datenrate zeigt. Mit der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung ist eine Kommunikation in Echtzeit möglich. So können minimale Zykluszeiten im Bereich von 30 μs bis 10 ms eingehalten werden. Vorteilhaft kann die Kommunikationsvorrichtung bei wesentlich höheren Spannungen von bis zu 800 V Amplitude und mehr eingesetzt werden, die zudem keine sinusförmige Wechselspannung, sondern eine Gleichspannung, oder eine gepulste Spannung ist.Advantageous the communication takes place in its own network, which are decoupled to the outside can. This is a big one Bandwidth of the transmission frequency as well as a higher one Transmission level possible, which shows in a high data rate. With the communication device according to the invention is a communication in real time possible. This allows for minimal cycle times in the range of 30 μs to 10 ms are observed. Advantageously, the communication device at much higher voltages of up to 800 V amplitude and more can be used in addition no sinusoidal AC voltage, but a DC voltage, or a pulsed voltage.

Bei der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 8 ist jedem Verbraucher jeweils ein Leistungssteller zugeordnet, der sich am Verbraucher befindet. Hierbei ist jeder Leistungssteller mit einer Netzeinspeiseeinheit über Zwischenkreiskabel verbunden, die die Energie und die aufmodulierten Daten übertragen.at the communication device according to the invention According to claim 8 each consumer is a power controller associated with the consumer. Everyone is here Power controller connected to a power supply unit via DC link cable, which transmit the energy and the modulated data.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further Features of the invention will become apparent from the other claims, the Description and the drawings.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigenThe Invention will be described below with reference to some shown in the drawings embodiments explained in more detail. It demonstrate

1 einen Sender eines OFDM-Modems einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, 1 a transmitter of an OFDM modem of a communication device according to the invention,

2 einen Empfänger des OFDM-Modems der erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, 2 a receiver of the OFDM modem of the communication device according to the invention,

3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung für Werkzeugmaschinen für eine zentrale Energieversorgung, 3 An embodiment of a communication device according to the invention for machine tools for a central power supply,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung für Werkzeugmaschinen. 4 a further embodiment of a communication device according to the invention for machine tools.

3 zeigt in schematischer Darstellung die Kommunikationsvorrichtung mit einer Steuerung 1, die über ein Kommunikationssystem 2 an eine SPS 3 angeschlossen ist. Die Steuerung 1 und die SPS 3 sind jeweils über Busse 4, 5 mit Leistungsstellern 6, im Ausführungsbeispiel mit Frequenzumrichtern, verbunden, die Verbrauchern 7, im Ausführungsbeispiel Motoren, vorgeschaltet sind. Die Verbindung zwischen den Frequenzumrichtern 6 und den Motoren 7 erfolgt über Leistungskabel 8. 3 shows a schematic representation of the communication device with a controller 1 that have a communication system 2 to a PLC 3 connected. The control 1 and the PLC 3 are each about buses 4 . 5 with power controllers 6 , In the embodiment with frequency converters, connected to the consumers 7 , in the embodiment engines upstream. The connection between the frequency converters 6 and the engines 7 via power cable 8th ,

Jeder Motor 7 kann mit wenigstens einem Sensor 9 versehen sein, im Ausführungsbeispiel mit mehreren Sensoren. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind die Motoren 7 Bestandteile von Werkzeugmaschinen, die beispielsweise eine Vorschubspindel oder Hauptspindel aufweisen, die von den Motoren 7 angetrieben wird. Mit den Sensoren 9 wird beispielsweise die Drehlage der Spindel, deren Drehzahl, die Temperatur des Motors 7, der Spanndruck beim Einspannen von Werkzeugen in die Spindel, die Spindelverrastung, Vorschubspindelkräfte, Spannkräfte und dergleichen erfasst. Die Anbindung der Sensoren 9 an die zugehörigen Motoren 7 erfolgt über ein Modem 10. Das jedem Motor 7 zugeordnete Modem 10 ist über die Kabel 8 mit den zugehörigen Frequenzumrichtern 6 verbunden. Sie sind beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 in einem Schaltschrank untergebracht und untereinander mit den Bussen 4, 5 verbunden. Die Anbindung der Frequenzumrichter 6 an die Busse 4, 5 erfolgt über Buskoppler 13, über die die Frequenzumrichter 6 außerdem an die Steuerung 1 bzw. an die SPS 3 angeschlossen sind. Somit kann jegliches Protokoll von der Steuerung 1 bzw. der SPS 3 genutzt werden.Every engine 7 can with at least one sensor 9 be provided, in the embodiment with multiple sensors. In the embodiment according to 3 are the engines 7 Components of machine tools, for example, have a feed screw or main spindle, which of the motors 7 is driven. With the sensors 9 For example, the rotational position of the spindle, its speed, the temperature of the motor 7 , the clamping pressure when clamping tools in the spindle, the spindle lock, feed spindle forces, clamping forces and the like detected. The connection of the sensors 9 to the associated engines 7 via a modem 10 , That every engine 7 associated modem 10 is over the cables 8th with the associated frequency inverters 6 connected. They are according to the embodiment 3 housed in a control cabinet and with each other with the buses 4 . 5 connected. The connection of the frequency inverter 6 to the buses 4 . 5 via bus coupler 13 about which the frequency converter 6 also to the controller 1 or to the PLC 3 are connected. Thus, any protocol from the controller 1 or the PLC 3 be used.

Jeder Frequenzumrichter 6 ist außerdem mit einem Modem 14 und einem I/O-Baustein 15 versehen. Für die Anbindung der Frequenzumrichter 6 an die SPS 3 oder die Steuerung 1 werden keine zusätzlichen I/O-Module mehr benötigt, da sie in die Frequenzumrichter 6 integriert sind.Every frequency converter 6 is also with a modem 14 and an I / O device 15 Mistake. For the connection of the frequency inverter 6 to the PLC 3 or the controller 1 No additional I / O modules are needed as they are in the frequency converter 6 are integrated.

Die SPS 3 kann auch in die Steuerung 1 integriert sein. Als Kommunikation zwischen der Steuerung 1 und der SPS 3, zwischen der Steuerung 1 und den Frequenzumrichtern 6 sowie zwischen der SPS 3 und den Frequenzumrichtern 6 können grundsätzlich alle Kommunikationssysteme 2, 4, 5 eingesetzt werden, wie zum Beispiel moderne Bussysteme in Form von Profinet, Sercos und dergleichen. Der in den Frequenzumrichtern 6 untergebrachte Buskoppler 13 erlaubt die entsprechende Anbindung der Frequenzumrichter 6 an die Kommunikationssysteme. Da die I/O-Bausteine 15 in den Frequenzumrichtern 6 angeordnet sind, kann die SPS 3 ohne weitere Zusätze an den jeweiligen Frequenzumrichter 6 angeschlossen werden. Das Modem 14 in jedem Frequenzumrichter 6 sorgt für die Umwandlung der Daten von dem Format (Protokoll) des Bussystems in das Format für die Aufmodulation der Daten auf die Leistungskabel 8 mittels einer noch zu beschreibenden Modulationseinheit und einer Koppeleinheit über die Leistungskabel 8 zu den Verbrauchern 7 und zurück.The PLC 3 can also in the control 1 be integrated. As communication between the controller 1 and the PLC 3 , between the controller 1 and the frequency converters 6 as well as between the PLC 3 and the frequency converters 6 basically all communication systems 2 . 4 . 5 can be used, such as modern bus systems in the form of Profinet, Sercos and the like. The in the frequency converters 6 accommodated bus coupler 13 allows the appropriate connection of the frequency converter 6 to the communication systems. Because the I / O building blocks 15 in the frequency converters 6 are arranged, the PLC can 3 without further additions to the respective frequency converter 6 be connected. The modem 14 in every frequency converter 6 It converts the data from the format (protocol) of the bus system into the format for modulating the data onto the power cables 8th by means of a modulation unit to be described and a coupling unit via the power cables 8th to the consumers 7 and back.

Die Frequenzumrichter 6 sind über einen Zwischenkreis 30 an eine Netzeinspeiseeinheit 31 angeschlossen, über die die Frequenzumrichter 6 mit Gleichspannung versorgt werden.The frequency converter 6 are via a DC link 30 to a power supply unit 31 connected via which the frequency converter 6 be supplied with DC voltage.

Ein geeignetes Verfahren zur Aufmodulation der Daten auf die Leistungskabel 8 ist beispielsweise OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex). Die 1 und 2 zeigen eine mögliche Realisierung dieses Modems unter Verwendung von OFDM. 1 zeigt den Sender 16 und 2 den Empfänger 19 des OFDM-Modems 14. Eine Datenquelle 17 stellt die zu übertragenden Daten bereit. Als Datenquelle 17 kommen beispielsweise die Sensoren 9 in Betracht, die den Motoren 7 zugeordnet sind und ihre entsprechenden Sensordaten über eine der Leitungen 8 den Frequenzumrichtern 6 übersenden. Die von der Datenquelle 17 kommenden Daten werden einer Kanalkodierung 18 unterzogen. Die Kanalkodierung dient dazu, digitale Daten bei der Übertragung über gestörte Kanäle durch Hinzufügen von Fehlererkennungs- und/oder Korrekturzeichen gegen Übertragungsfehler zu schützen. Die Kanalkodierung ist bekannt und wird aus diesem Grunde auch nicht näher erläutert. Die Kanalkodierung 18 fügt den Daten Redundanzzeichen hinzu. Im Empfängerteil 19 des Modems (2) dient die Kanalkodierung 18' zur Dekodierung der Daten. Wenn die Zusatzinformationen lediglich auf einen Fehler hindeuten und eine neue Übertragung der Daten erforderlich machen, spricht man von einer Rückwärtsfehlerkorrektur. Reicht die Redundanzinformation aus, den Fehler zu korrigieren, handelt es sich um eine Vorwärtsfehlerkorrektur. Eine effizientere Kanalkodierung kann das zur Erreichung einer bestimmten Datenübertragungsrate erforderliche Signal-Rausch-Verhältnis um mehrere dB senken.A suitable method for modulating the data onto the power cables 8th is for example OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex). The 1 and 2 show a possible implementation of this modem using OFDM. 1 shows the transmitter 16 and 2 the recipient 19 OFDM modem 14 , A data source 17 provides the data to be transferred. As a data source 17 For example, the sensors come 9 considering the engines 7 are assigned and their corresponding sensor data via one of the lines 8th the frequency converters 6 sent. The from the data source 17 incoming data is a channel coding 18 subjected. Channel coding is used to protect digital data in transmission over disturbed channels by adding error detection and / or correction characters to transmission errors. The channel coding is known and will therefore not be explained in detail. The channel coding 18 adds redundancy to the data. In the receiver part 19 of the modem ( 2 ) serves the channel coding 18 ' for decoding the data. If the additional information merely indicates an error and requires a new transmission of the data, this is called backward error correction. If the redundancy information is sufficient to correct the error, it is a forward error correction. More efficient channel coding can reduce the signal-to-noise ratio required to achieve a given data transmission rate by several dB.

Im Anschluss an die Kanalkodierung 18 erfolgt ein Interleaving-Verfahren 20. Mit diesem Verfahren werden Burstfehler bei der Datenübertragung vermieden. Bei Interleaving-Verfahren macht man sich die Eigenschaft dieser Fehler zunutze, dass sie zwar dann, wenn sie auftreten, eine größere Zahl zusammenhängender Bits der Daten zerstören, dafür aber relativ selten sind. Zu allen Daten werden, unabhängig vom Interleaving, zusätzliche Fehlerkorrekturinformationen durch die Kanalkodierung 18 übertragen, mit denen Einzelbitfehler korrigiert werden können. Tritt beispielsweise ein Burstfehler auf, ist aber nicht nur ein Bit, sondern zum Beispiel eine Gruppe von 10 Bits verändert, kann diese Menge nicht mehr korrigiert werden. Das Interleaving-Verfahren 20 erzeugt aus diesem Burstfehler künstlich eine größere Menge von Einzelbitfehlern, indem die zu übertragenden Daten bitweise in die Länge gezogen werden. Hierfür werden mehrere unabhängige Daten parallel übertragen. Soll zum Beispiel ein Datenpaket mit der Länge 512 Bit übertragen werden (einschließlich Fehlerkorrekturdaten), so könnte diese zum Beispiel in sechzehn 32-Bit-Gruppen unterteilt werden. Nun wird von diesen 16 Bitgruppen nicht die erste Gruppe zuerst, dann die zweite Gruppe usw. übertragen, sondern es werden zuerst die ersten Bits aus allen 16 Gruppen übertragen, dann alle zweiten Bits der 16 Gruppen usw.. Fallen beispielsweise zehn zusammenhängende Bits aus, so fällt in zehn der 16 Datenpakete somit jeweils nur ein Bit aus, das aber rekonstruierbar ist, da alle übrigen 32 Bits in den 16 Gruppen mit Fehlern unverändert geblieben sind.Following the channel coding 18 an interleaving process is carried out 20 , This method avoids burst errors during data transmission. Interleaving techniques take advantage of the property of these errors, that while they do destroy a larger number of contiguous bits of data, they are relatively rare. Regardless of the interleaving, all data will receive additional error correction information through the channel coding 18 transmit, with which single bit errors can be corrected. If, for example, a burst error occurs, but not just one bit but, for example, a group of 10 bits is changed, this quantity can no longer be corrected. The interleaving method 20 artificially generates a larger amount of single bit errors from this burst error by dragging the data to be transmitted bit by bit. For this purpose, several independent data are transmitted in parallel. For example, if a data packet of 512 bits in length is to be transmitted (including error correction data), this could be divided into, for example, sixteen 32-bit groups. Now, of these 16 bit groups, not the first group first, then the second group, etc. are transmitted, but first the first bits from all 16 groups are transmitted first, then all the second bits of the 16 groups and so on. For example, if there are ten contiguous bits, so falls in ten of the 16th Data packets thus only one bit at a time, but this can be reconstructed since all the remaining 32 bits in the 16 groups with errors have remained unchanged.

Nach dem Interleaving-Verfahren gelangen die Daten zu einem Seriell-Parallel-Umsetzer 21, mit dem die Daten in parallele Datenströme 22 aufgeteilt werden. Diese Daten werden in Modulationsbausteinen 23 moduliert, vorzugsweise amplitudenmoduliert. Als Modulationsverfahren können unterschiedliche Verfahren eingesetzt werden, wie BPSK (Binary Phace Shift Keying), QPSQ (Quadrature Phase Shift Keying), M-QAM (M-Order Quadrature Amplitude Modulation) usw.. Die auf diese Weise modulierten Daten werden anschließend in einem IFFT-Baustein (Inverse Fast Fourier Transformation) transformiert. Die transformierten Daten gelangen zu einem P/S-Umsetzer (Parallel zu Seriell-Umsetzer) 25, in dem die Daten wieder seriell zusammengefasst werden. Die Daten gelangen anschließend seriell in einen Baustein 26, der zwischen zwei gesendeten Symbolen ein sogenanntes Guard-Intervall (Cycle Prefix) erzeugt. Dadurch wird sichergestellt, dass es nicht zu einem Übersprechen aufeinanderfolgender Symbole kommt. Die Länge dieses Guard-Intervalls bestimmt die maximal mögliche Entfernungs differenz zu den Sendern. Die so behandelten Daten gelangen über eine Koppeleinheit 27 auf das Leistungsnetz 8. Über dieses Leistungsnetz 8 werden die Daten zu den Motoren 7 und zurück übertragen.After the interleaving process, the data comes to a serial-to-parallel converter 21 with which the data into parallel data streams 22 be split. These data are in modulation blocks 23 modulated, preferably amplitude modulated. Different methods can be used as the modulation method, such as BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSQ (Quadrature Phase Shift Keying), M-QAM (M-Order Quadrature Amplitude Modulation), etc. The data modulated in this way are subsequently converted into an IFFT Block (Inverse Fast Fourier Transformation) transformed. The transformed data is sent to a P / S converter (parallel to serial converter) 25 in which the data is recombined serially. The data then passes serially into a block 26 which generates a so-called guard interval between two transmitted symbols. This ensures that crosstalk of consecutive symbols does not occur. The length of this guard interval determines the maximum possible distance difference to the transmitters. The data treated in this way arrive via a coupling unit 27 on the power network 8th , About this service network 8th the data become the engines 7 and transferred back.

Der Empfänger 19 des Modems 14 (2) weist die gleichen Komponenten wie der Sender 16 auf, jedoch in umgekehrter Reihenfolge und mit inverser Funktionalität. Vom Leistungsnetz 8 gelangen die Daten über die Koppeleinheit 27' zum Baustein 26', in der die Guard Intervalle aus dem Datenstrom entfernt werden. Die so behandelten Daten gelangen in den Umsetzer 25', der ein Seriell-Parallel-Umsetzer ist, mit dem die seriellen Daten in parallele Daten umgewandelt werden. Diese parallelen Datenströme gelangen zum Baustein 24', in dem die Daten einer Fast Fourier-Transformation unterworfen werden. Nach Durchführung der Fourier-Transformation werden die Daten Demodulationsbausteinen 23' zugeführt, die nach der Demodulation die Daten dem Umsetzer 21' zuführen, der ein Parallel-Seriell-Umsetzer ist. Mit ihm werden die parallelen Datenströme zu einem seriellen Datenstrom zusammengesetzt, der dem Baustein 20' zugeführt wird. Er ist ein Deinterleaving-Baustein, mit dem das im Sender 16 vorgenommene Interleaving-Verfahren rückgängig gemacht wird. Über die Kanalkodierung 18' werden die Daten dann in empfangbare Bits 29 umgewandelt.The recipient 19 of the modem 14 ( 2 ) has the same components as the transmitter 16 but in reverse order and with inverse functionality. From the power network 8th the data arrive via the coupling unit 27 ' to the block 26 ' in which the Guard Intervals are removed from the data stream. The data treated in this way get into the converter 25 ' , which is a serial-to-parallel converter that converts the serial data into parallel data. These parallel data streams arrive at the block 24 ' in which the data is subjected to a Fast Fourier transformation. After carrying out the Fourier transformation, the data become demodulation modules 23 ' supplied after demodulation the data to the converter 21 ' which is a parallel-to-serial converter. With it, the parallel data streams are combined to form a serial data stream, which is the building block 20 ' is supplied. He is a Deinterleaving module, with which in the transmitter 16 reversed interleaving process is reversed. About the channel coding 18 ' the data is then converted into receivable bits 29 transformed.

Die neue Kommunikation kann auch für einen sogenannten Hybriden-Fall eingesetzt werden, wie er beispielhaft in 4 dargestellt ist. In diesem Falle befinden sich die Frequenzumrichter 6 nicht mehr, wie beim Ausführungsbeispiel nach 3, in einem Schaltschrank, sondern an den Motoren 7. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 3 werden die Signale auf den Zwischenkreis 30, der eine Gleichspannung darstellt, aufmoduliert. Aus diesem Grunde muss nur ein Modem 14 in der Einspeiseeinheit 31 vorgesehen sein. Die Einspeiseeinheit 31 ist über einen Buskoppler 32 mit der Steuerung 1 sowie der SPS 3 verbunden. Die Steuerung 1 und die SPS 3 sind über das Kommunikationssystem 2 miteinander verbunden. Die Steuerung 1 ist über den Bus 4 und die SPS 3 über den Bus 5 an die Einspeiseeinheit 31 angeschlossen. Die SPS 3 kann in die Steuerung 1 integriert sein, so dass auf den Bus 2 verzichtet werden kann. Die Einspeiseeinheit 31 ist zusätzlich mit einem I/O-Baustein 33 versehen. Da bei dieser Ausführungsform die Signale auf den Zwischenkreis 30 aufmoduliert werden, ist nur noch in der Einspeiseeinheit 31 das eine Modem 14 sowie nur der eine I/O-Baustein 33 erforderlich. Das Modem 10, das bei der Ausführungsform nach 3 am Motor 7 angebracht war, befindet sich beim Ausführungsbeispiel nach 4 im Frequenzumrichter 6. Die Sensoren 9 sind an den jeweiligen Frequenzumrichter 6 angeschlossen. Sie sind über Zwischenkreiskabel 34 untereinander sowie mit der Einspeiseeinheit 31 verbunden.The new communication can also be used for a so-called hybrid case, as exemplified in 4 is shown. In this case, there are the frequency converters 6 not more, as in the embodiment according to 3 in a control cabinet, but on the motors 7 , In contrast to the embodiment according to 3 the signals are applied to the DC link 30 which represents a DC voltage, modulated. For this reason, only a modem needs 14 in the feed unit 31 be provided. The feed unit 31 is via a bus coupler 32 with the controller 1 as well as the PLC 3 connected. The control 1 and the PLC 3 are about the communication system 2 connected with each other. The control 1 is over the bus 4 and the PLC 3 over the bus 5 to the feed unit 31 connected. The PLC 3 can in the control 1 be integrated, so that on the bus 2 can be waived. The feed unit 31 is additionally with an I / O module 33 Mistake. As in this embodiment, the signals on the DC link 30 be modulated, is only in the feed unit 31 the one modem 14 as well as only one I / O module 33 required. The modem 10 , which in the embodiment according to 3 at the engine 7 was attached, is in the embodiment according to 4 in the frequency converter 6 , The sensors 9 are to the respective frequency converter 6 connected. They are via DC link cables 34 with each other and with the feed unit 31 connected.

Die Einspeiseeinheit 31 hat eine zusätzliche Intelligenz für die Steuerung der Kommunikation, da mehrere Motoren 7 und eine entsprechend große Zahl von Sensoren 9 an das Übertragungssystem angeschlossen sind.The feed unit 31 has an additional intelligence for the control of the communication, since several engines 7 and a correspondingly large number of sensors 9 connected to the transmission system.

Beim Ausführungsbeispiel nach 3 ist jedem Verbraucher 7, vorzugsweise einem Motor, jeweils ein Leistungssteller 6, insbesondere ein Frequenzumrichter, zugeordnet. Über die Leistungskabel 34 zwischen den Leistungsstellern 6 und den Verbrauchern 7 werden in der beschriebenen Weise auch Daten übertragen, die aufmoduliert werden.According to the embodiment 3 is every consumer 7 , Preferably a motor, each a power controller 6 , in particular a frequency converter assigned. About the power cables 34 between the power controllers 6 and consumers 7 In the manner described, data which is modulated is also transmitted.

Bei der Ausführungsform nach 4 ist jedem Verbraucher 7, vorzugsweise einem Motor, ebenfalls jeweils ein Leistungssteller 6, insbesondere ein Frequenzumrichter, zugeordnet. Der Leistungssteller 6 befindet sich aber im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 3 am Verbraucher 7. Die Leistungssteller 6 sind mit der Netzeinspeiseeinheit 31 über die Zwischenkreiskabel 34 verbunden, die Energie und aufmodulierte Daten übertragen.In the embodiment according to 4 is every consumer 7 , Preferably a motor, also each a power controller 6 , in particular a frequency converter assigned. The power controller 6 but is in contrast to the embodiment according to 3 at the consumer 7 , The power controller 6 are with the power supply unit 31 via the DC link cable 34 which transmit energy and modulated data.

Die beschriebenen Kommunikationsvorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Verkabelung und damit die Schnittstellen im Vergleich zu den herkömmlichen Vorrichtungen erheblich verringert ist. Die Kommunikationsvorrichtung kann auch für Robotersysteme oder jegliche Systeme, bei denen Geräte mit Strom versorgt werden, eingesetzt werden, um Kabel zu sparen. Dies führt zu einer besseren Wartbarkeit und Rekonfigurierbarkeit sowie zu einer höheren Verfügbarkeit. Die neue Vorrichtung kann besonders vorteilhaft für herkömmliche Leistungssteller 6, wie sie in vielen Werkzeugmaschinen vorgesehen sind, eingesetzt werden. Die Motoren 7 dieser Werkzeugmaschinen werden über die Frequenzumrichter 6 als Leistungssteller mit der benötigten Energie versorgt. Infolge der Aufmodulation der Daten auf die Leistungskabel wird erheblich an Kabel eingespart.The communication devices described are characterized in that the wiring and thus the interfaces compared to the conventional devices is considerably reduced. The communication device may also be used for robotic systems or any system in which devices are powered to save cables. This leads to better maintainability and reconfigurability as well as to egg higher availability. The new device can be particularly advantageous for conventional power controllers 6 , as they are provided in many machine tools are used. The motors 7 These machine tools are about the frequency converter 6 supplied with the required energy as a power controller. As a result of the modulation of the data on the power cables, considerable cable savings are achieved.

Die beiden Modems 10 und 14 können bei einer einfachen Ausführungsform baugleich sein.The two modems 10 and 14 can be identical in a simple embodiment.

Claims

Communication device, in particular for machines, having at least one power controller ( 6 ) containing at least one consumer ( 7 ), in particular a motor, powered by power cables ( 8th ) with the power controller ( 6 ), characterized in that each consumer ( 7 ) one power controller each ( 6 ), whereby via the power cables ( 8th ) also data are transmitted.

Device according to claim 1, characterized in that the consumer ( 7 ) with a modem ( 10 ) which is connected to the associated power controller ( 6 ) connected.

Device according to claim 2, characterized in that to the modem ( 10 ) at least one sensor ( 9 ) connected.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that each power controller ( 6 ) with a modem ( 14 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each power controller ( 6 ) by means of a coupling unit ( 13 ) to the communication bus ( 4 . 5 ) connected.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that each modem ( 10 . 14 ) via a coupling unit ( 27 . 27 ' ) to the cable ( 8th ) connected.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the power controller ( 6 ) are housed in a control cabinet.

Communication device, in particular for machines, having at least one power controller ( 6 ) containing at least one consumer ( 7 ), in particular a motor, supplied with energy and to which a power controller ( 6 ) associated with the consumer ( 7 ) and which is connected to a network feed unit ( 31 ) via DC link cable ( 34 ), characterized in that the intermediate circuit cables ( 34 ) Transfer energy and modulated data.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the power supply unit ( 31 ) with a modem ( 14 ), with which the data is modulated.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the power controller ( 6 ) of each consumer ( 7 ) at least one sensor ( 9 ) connected.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that each power controller ( 6 ) via a modem ( 10 ) to the DC link cables ( 34 ) connected.