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Die
Erfindung betrifft ein als Busteilnehmer vorgesehenes Gerät,
also ein Feldgerät, einen Umrichter, eine Anlage und ein
Verfahren zur Adressierung.
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Es
ist bekannt, Busteilnehmern bei der Produktion oder Inbetriebnahme
mittels DIP Schaltern eine feste Adresse zuzuordnen. Somit ist bei
Inbetriebnahme einer Anlage mit solchen Busteilnehmern jedem eine
Adresse zugeordnet. Unter Anlagen werden auch Maschinen verstanden.
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Alternativ
wird einem Busteilnehmer, wie Antrieb oder dergleichen, eine Adresse
zugeordnet, wenn ein Rechner zum Parametrieren verbunden wird und
mit diesem die Adresse eingespielt wird.
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Als
Busteilnehmer wird in der vorliegenden Schrift das jeweilige ganze
Gerät bezeichnet, also nicht nur die busfähige
Elektronik sondern beispielsweise der gesamte zugehörige
Antrieb, umfassend Getriebe und Motor. Ein anderes Beispiel ist
eine dezentrale Steuerung.
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AS-Interface
als ein bit-orientierter Feldbus auf der untersten Ebene der Automatisierungspyramide
bekannt aus:
- – der Publikation R.
Becker (Hrsg.): AS-Interface, die Lösung in der Automation,
Gelnhausen (2002): ASInternational Association, insbesondere
Kapitel 3.2,
- – dem Internet-Nachschlagewerk de.wikipedia.org,
- – der DE
197 43 981 A1 ,
- – der Norm EN 50295,
- – der Internetseite http://www.as-interface.com/whatisasi.asp,
- – der Präsentation „The AS-Interface
Innovation Step 3.0" der AS-International Association vom 28.06.2005 und
- – der Präsentation "AS-Interface" http://www.emg.ing.tu-bs.de/pdf/IKF/AS-i_SS04.pdf.
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Er
ist optimiert für den Anschluss von einfachen Sensoren,
Aktuatoren und Feldgeräten, die nur wenige Informationsbits
mit der Steuerung austauschen. In einem Datentelegramm von AS-Interface sind
daher nur 4 Informationsbits vom Master zum Slave und wieder zurück übertragbar.
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Moderne
Feldgeräte, wie sie insbesondere in Anlagen mit dezentraler
Steuerungstechnik Verwendung finden, benötigen aber oftmals
zahlreiche Parameter, die zur Optimierung der Feldgerätefunktion variabel
einstellbar sind.
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Moderne
Feldgeräte können darüber hinaus oftmals
Diagnose- und Serviceinformationen sammeln, die eine schnelle Problembeseitigung
im Störungsfall unterstützen. Hierzu zählen
elektronisch übermittelbare Daten nicht nur über
das Produkt, wie Hersteller, Typenbezeichnung, Produktionsdatum, Firmware-Stand,
sondern auch über den Betrieb, wie Betriebsstunden, Anzahl
der Start-/Stop-Vorgänge, Überlastzustände
und dergleichen mehr.
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Andere
Feldgeräte, etwa zum Bedienen und Beobachten, weisen z.
B. eine einfache Anzeige auf, auf der Messdaten ausgegeben werden
und ein Tastenfeld, über das Kommandos an die Steuerung
eingebbar sind. Auch hier sind verschiedene byte-orientierte und
bit-orientierte Funktionen logisch einander zugeordnet, wobei erstere
für die Anzeige und letzte für die Tasten zum
Einsatz kommen.
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Um
diesem Umstand Rechnung zu tragen, sind in der Spezifikation Version
3.0 Slave-Profile eingeführt worden, die sowohl über
bit-orientierte als auch über byte-orientierte Datenaustauschmechanismen
verfügen, siehe beispielsweise die zitierte Publikation
AS-Interface, die Lösung in der Automation. Hier sei beispielhaft
das Profil S-7.A.5 genannt. Bei diesem Profil werden je 2 Bit für
einen seriellen Datenaustausch verwendet, es bleiben daher nur 1 oder
2 Bits für den schnellen bit-orientierten Datenaustausch übrig.
Dies wiederum ist für viele Anwendungen – z. B.
in der Antriebstechnik – zuwenig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Datenaustausch bei einem
Bussystem in einfacher und fehlerarmer Weise weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe bei dem Gerät nach den in Anspruch 1, bei dem
Umrichter nach den in Anspruch 11, bei dem Verfahren nach den in
Anspruch 14 oder 15 und bei der Anlage nach den in Anspruch 38 angegebenen
Merkmalen gelöst.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem als Busteilnehmer vorgesehenem Gerät
sind, dass es mittels eines Anschlusses mit einem Bus, insbesondere
mit einem elektrischen Kabel, einer Stromschiene oder über
eine Antenne mit Luft, verbunden ist, wobei Mittel zum Bereitstellen
von zwei oder mehr Busteilnehmern umfasst sind und Mittel zum Zuordnen
der über den Anschluss einströmenden und/oder ausgetauschten
Daten an die zwei oder mehr Busteilnehmer umfasst sind. Derartige
als Busteilnehmer vorgesehene Geräte werden auch als Feldgerät
bezeichnet. Vorteilig ist bei der Erfindung, dass über
einen Anschluss zwei oder mehr Busteilnehmer an einen Bus anschließbar
sind, was die Verkabelung vereinfacht. Auch können vorteilhaft
durch die Bereitstellung mehrerer Busteilnehmer einerseits schnelle, bit-orientierte
Daten und andererseits langsame, byte-orientierte, komplexer Daten
ausgetauscht werden. Somit ist der Datenaustausch zwischen Master und
Slave in einem Feldbus-System derart weitergebildet, dass je nach
Anforderung verschiedene Datenaustauschmechanismen auf einfache
und fehlerarme Weise einsetzbar sind. Von Vorteil ist weiter, dass
ein Feldgerät eine Gruppe von Slaves enthält und
somit über verschiedene Datenaustauschmechanismen unterschiedliche
Datentypen mit einem Master austauschen kann.
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Wichtige
Merkmal der Erfindung bei dem an einem Bus angeschlossenen Gerät
sind, dass dieses in einem ersten Modus einen logischen Slave, insbesondere
Busteilnehmer, realisiert, und in einem zweiten Modus mindestens
zwei logische Slaves, insbesondere Busteilnehmer, realisiert. Insbesondere
realisiert das Gerät mit einer Standardadresse betrieben einen
logischen Slave und mit einer von der Standardadresse unterschiedlichen
Adresse betrieben mindestens zwei logische Slaves, wobei Mittel
vorgesehen sind zur Detektion einer am Gerät vorgenommenen,
vom Bus unabhängigen Aktion. Somit wird vorteilhaft bewirkt,
dass je nach Anforderungen, beispielsweise an den Datenaustausch,
zwischen verschiedenen Modi gewechselt werden kann. Insbesondere
ist somit beispielsweise für eine Initialisierung des Geräts
oder die Integration in das Feldbussystem ein einfach handhabbarer
Modus wählbar, während für einen komplexen
Datenaustausch ein komplexer Modus mit mehreren Busteilnehmer wählbar
ist. Die Mittel zur Detektion ermöglichen vorteilhaft,
aus einer Mehrzahl von Busteilnehmern, die alle mit der Standardadresse
betrieben werden, und die alle einen Adressierungsbefehl empfangen,
durch eine Aktion ein Gerät auswählen zu können,
für das der Adressierungsbefehl gültig sein soll,
oder für das der Adressierungsbefehl vorgesehen ist. Hierbei
wird unter Aktion eine Handlung verstanden, die den Zustand des
Geräts verändert. Die Aktion ist unabhängig
vom Bussystem in dem Sinne, dass die Zustandsänderung des
Geräts durch eine Wechselwirkung oder ein Signal ausgelöst
wird, das nicht die Funktionsweise des Bussystems voraussetzt. Insbesondere
ist eine Zustandsänderung auch bei funktionsuntüchtigem
und/oder aufgetrenntem Bussystem durch die Aktion bewirkbar. Besonders
vorteilhaft ist eine der unten unter (1) bis (8) beschriebenen Aktionen verwendbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im ersten Modus genau
ein logischer Slave, insbesondere Busteilnehmer, realisiert. Von
Vorteil ist dabei, dass die Inbetriebnahme, insbesondere Anmeldung
im Feldbus-System oder Adresszuweisung, einfach vornehmbar ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bus ein Feldbus,
insbesondere CAN, CAN-Open, DeviceNet, Profibus, INTERBUS, AS-interface,
Ethernet, Wireless-LAN, EIB, LCN. Von Vorteil ist dabei, dass der
Busteilnehmer an einen standardisierten Bus anschließbar
ist. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
modular in handelsüblichen Anlagen einsetzbar, insbesondere
in Anlagen mit dezentraler Technik.
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Die
Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei Bussystemen,
die wenigsten einen Master und mehrere Slaves umfassen, wobei der
Master an die Slaves Adressen vergibt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Modus ein
Standardadressiermodus, bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist
der zweite Modus ein erweiterter Adressiermodus. Von Vorteil ist
dabei, dass, insbesondere bei Anschluss an einen AS-interface-Bus,
im ersten Modus eine Adresse zuweisbar ist, die im zweiten Modus
für eine Mehrzahl von Busteilnehmern beziehungsweise logischen
Slaves verwendbar ist, da im erweiterten Adressiermodus mit einer
Adresse in den unterschiedlichen Zyklen unterschiedliche Slaves
ansprechbar sind.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Gerät
eine Umschaltlogik, die bei einem Wechsel von einer Standardadresse,
insbesondere von einer Auslieferungsadresse oder von Adresse „0",
auf einen anderen Adressen-Wert das Gerät vom ersten in
den zweiten Modus versetzt. Von Vorteil ist dabei, dass durch Standardvorgänge
auf dem Bus ein Wechsel der Modi bewirkbar ist. Somit ist eine Erweiterung
der Menge der über den Bus vermittelten Befehle und Kommandos
vermeidbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung arbeitet das Gerät
bei Zuweisung der Adresse „0" im ersten Modus und bei Zuweisung
einer Adresse ungleich „0" im zweiten Modus. Von Vorteil
ist dabei, dass ein ohnehin notwendiger Vorgang, nämlich die
Adresszuweisung an ein durch Adresse „0" als an den Bus
neu angeschlossen ausgewiesenes Gerät, für das
Umschalten in den komplexeren Modus verwendbar ist. Somit ist die
Adressvergabe in einem einfachen Verfahren durchführbar,
durch einen Master oder mithilfe eines handelsüblichen
Adressiergerätes. Besonders vorteilhaft bei der Wahl der
Adresse „0" als funktionsunterscheidendes Merkmal ist,
dass AS-interface-Slave bei Auslieferung diese Adresse belegen.
Somit stellt sich das erfindungsgemäße Gerät
bei Integration in ein AS-interface-Netzwerk bis zur Adressierung
gegenüber dem Master als Standardslave dar. Für
den Anwender besteht also vorteilhaft kein Unterschied zum Adressieren
eines normalen Slaves, insbesondere gegebenenfalls eines AS-interface-Slaves.
Nach Adressierung ist unmittelbar der zweite Modus bereitgestellt,
der für den Hauptbetrieb des Feldgeräts vorgesehen
ist. Weiter ist vorteilhaft die zugewiesene Adresse im zweiten Modus
im erweiterten Adressiermodus, wie beispielsweise in der
DE 102 06 657 A1 beschrieben, verwendbar.
Es ist somit lediglich eine Adressvergabe für eine Mehrzahl
von Slaves oder Busteilnehmern nötig. Es lassen sich deshalb
vorteilhaft Doppeladressierungen vermeiden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die mindestens
zwei logischen Slaves voneinander verschiedene Profile auf. Somit
sind die realisierten Slaves für unterschiedliche Datenübertragungsmechanismen
einsetzbar. Beispielsweise sind bit-orientierte Funktionen an einen
Slave übertragbar und byte-orientierte Funktionen an einen
weiteren Slave.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Eingabemittel
umfasst, durch dessen Betätigung dem Gerät die
Standardadresse zuweisbar ist. Eingabemittel werden beispielsweise
durch einen Resetknopf bereitgestellt. Somit ist vorteilhaft ein
einzelnes Gerät oder eine Gruppe von Geräten,
das oder die bereits am Bus betrieben wird oder werden, in den Auslieferungszustand
versetzbar. Somit ist erneut ein erfindungsgemäßes
Adressvergabeverfahren ausführbar. Von Vorteil ist dabei,
dass eine Reorganisation einer dezentralen Anlage in drei Schritten durchführbar
ist: erstens die Auswahl der mit neuen Adressen und/oder mit einer
veränderten Anzahl von realisierten logischen Slaves zu
versehenden Geräten über die Mittel, zweitens
der Start des erfindungsgemäßen Adressierungsverfahrens
an einem zentralen Rechner, drittens die sukzessive Auswahl der
Geräte mit den Aktionen. Zumindest der Zugriff auf den zentralen
Rechner nach jeder Adressierung ist verzichtbar. Außerdem
ist das Wartungspersonal nicht gezwungen, die dezentrale Anlage
als Bussystem zu verstehen, sondern es kann sich gänzlich
auf die Anschauung der vorliegenden Geräte beschränken.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zum Anschluss weiterer
Geräte über einen weiteren Bus vorgesehen. Somit
ist vorteilhaft die Realisierung mehrerer logischer Slaves für
die Teilnehmer des weiteren Busses einsetzbar. Das Gerät
funktioniert also mindestens als Busumsetzer zwischen Bussystem
und weiterem Bus.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Gerät zum Anschluss an einen
Bus sind, dass das Gerät einen Rechner umfasst, wobei im
Rechner die state machine mindestens zweier Busteilnehmer abgebildet
ist. Von Vorteil ist dabei, dass zwei oder mehr Busteilnehmer und/oder
logische Slaves realisierbar sind.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Gerät
einen Slave-IC und den mit diesem verbundenen Rechner, insbesondere
Mikroprozessor mit Speicher, wobei der Slave-IC im transparenten
Modus verwendbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kommunikation
zwischen Bus und Mikroprozessor und eine Realisierung mehrerer Slaves einfach
und kostengünstig ermöglicht ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Busteilnehmer als AS-interface-Slave
oder anderer Feldbus-Slave ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass
standardisierte Bus-Systeme einsetzbar sind, insbesondere bei Verwendung
eines AS-interface-Busses.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rechner von einem Umrichter
oder einer Steuerung umfasst, und es ist insbesondere der Rechner
zur Steuerung und/oder Regelung von Aktoren, Elektromotoren oder
dergleichen vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein erfindungsgemäßer
Busteilnehmer somit in einer Fertigungsanlage einsetzbar ist, in
dem die Antriebseinheiten dezentral organisiert sind. Insbesondere
ist das Gehäuse des Umrichters gehäusebildend
für die Elektronik des Busteilnehmers, und der Busteilnehmer
ist vorteilhaft integrierbar in einen kompakten Umrichtermotor.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Umrichter sind, dass ein Gerät
zum Anschluss an einen Bus integriert ist. Von Vorteil ist dabei,
dass im Umrichter Mittel zur Kommunikation mit einem Bussystem vorsehbar
sind. Somit ist der Umrichter vorteilhaft in Anlagen mit dezentraler
Technik einsetzbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Mikroprozessor des Geräts
zum Anschluss an einen Bus in die Steuerung des Umrichters, insbesondere in
die Ansteuerung der Leistungselektronik des Umrichters, integriert.
Von Vorteil ist dabei, dass die ohnehin in der Steuerung des Umrichters
vorhandene Rechenkapazität nutzbar ist für die
Realisierung der logischen Slaves. Dies bewirkt vorteilhaft eine
kompakte Bauform mit wenigen Komponenten.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Anschlussmittel
für den Anschluss von Aktoren und/oder Sensoren und/oder
einem Bus, beispielsweise MOVILINK®,
und/oder Schaltausgänge und/oder umfasst, wobei diese Anschlussmittel und/oder
Schaltausgänge vom Bus ansteuerbar beziehungsweise auslesbar
sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichter mit den integrierten
Mitteln zusätzlich zu seiner namensgebenden Funktion als Slave
zur Abarbeitung einfachster Funktionen und auch als Knoten im Bus-Netzwerk
einsetzbar ist.
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Wichtige
Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zur Adressierung mehrerer
als Busteilnehmer vorgesehenem Geräte sind, dass
- – die Geräte vor der Adressierung
mit einer Standardadresse, insbesondere eine Auslieferungsadresse
oder die Adresse „0", versehen sind und in einem ersten
Modus, insbesondere Standardadressiermodus, betrieben werden,
- – den Geräten eine erste Adresse übermittelt
wird,
- – an mindestens einem Gerät eine Aktion ausgeführt
wird,
- – das Gerät, an dem die Aktion ausgeführt
wurde, die erste Adresse als eigene Adresse übernimmt und
nach Adressübernahme mindestens zwei logische Slaves realisiert.
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Von
Vorteil ist dabei, dass die Adressierung eines derartigen Geräts
mit jedem bereits auf dem Markt befindlichen Adressiergerät
durchführbar ist. Von Vorteil ist weiterhin, dass die Adresse „0"
die Standardadresse bei Auslieferung oder Neuanmeldung im Bussystem
eines Busteilnehmers darstellt und standardmäßig
eine Adresszuweisung durch einen Master nach sich zieht. Insbesondere
muss der Master oder alternative der Anwender eines solchen Geräts
nur einen Adressiervorgang für die mindestens zwei logischen
Slaves durchführen. Von Vorteil ist weiterhin, dass ein
Bediener sich beispielsweise durch die Anlage bewegen und die Antriebe
nacheinander durch verschiedenen Aktionen identifizieren kann.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere Busteilnehmer mit
einer gleichen Auslieferadresse ausgestattet, wobei
- (i) eine Zuordnungsinstanz, insbesondere zentraler Rechner,
Inbetriebnahme-Rechner oder Busteilnehmer, über das Bussystem
eine Information an die Auslieferadresse versendet,
- (ii) die Information eine erste Adresse umfasst,
- (iii) eine Aktion ausgeführt wird, deren Wirkung von
einem ersten Busteilnehmer detektiert wird,
- (iv) der erste Busteilnehmer die erste Adresse übernimmt,
- (v) der erste Busteilnehmer mehrere, insbesondere zwei, logische
Slaves realisiert, die in verschiedenen Buszyklen auf die erste
Adresse ansprechen,
- (vi) der erste Busteilnehmer eine Rückmeldung an die
Zuordnungsinstanz versendet,
- (vii) die Schritte (i) bis (v) mit jeweils einer weiteren Adresse
für jeweils einen weiteren Busteilnehmer wiederholt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die erste Adresse vor Ausführung
der Aktion mit Anzeigemitteln am Bus, an den Busteilnehmern und/oder
am zentralen Rechner angezeigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein
Bediener anhand der angezeigten Adresse ein Gerät auswählen
kann, dem diese Adresse zugewiesen werden soll. Der Bediener muss
hierzu nicht an der Busskommunikation teilnehmen und auch nicht
auf den zentralen Rechner zugreifen, sondern kann sich alleine auf
seine Anschauung der dezentralen Technik in der vorliegenden Anlage
beschränken. Vorzugsweise wird anstatt der Adresse oder
zusätzlich dazu eine Information angezeigt, die angibt,
welches Gerät adressiert werden soll, und zwar vor Ausführung
der Aktion und mit Anzeigemitteln am Bus, an den Busteilnehmern und/oder
am zentralen Rechner. Vorzugsweise wird also eine Auswahlanweisung
für einen Bediener angezeigt. Somit ist ein Bediener automatisiert
anweisbar, in welcher Reihenfolge die Geräte zur Adresszuweisung
auszuwählen sind. Die Information oder Anweisung enthält
vorzugsweise ein Kürzel für ein Gerät
in der Anlage. Somit kann ein Bediener vollständig auf
eine Anschauung des Bussystems und auf einen Rückgriff
auf das Konzept einer Adresse im Bussystem verzichten. Eine spezielle
Ausbildung in Bussystemtechnik ist somit für einen Bediener
einer dezentralen Anlage verzichtbar. Insbesondere ist gering geschultes
Personal einsetzbar. Beispiele für ein solches Kürzel
umfassen „grüner Antrieb", „Drehtischantrieb", „Lichtschrankenschalter", „Temperatursensor", „Hubportalgruppe".
Es sind mithin funktionelle, äußere und/oder organisatorische
Eigenschaften verwendbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Slaves im
erweiterten Adressiermodus mit der zugewiesenen Adresse alternierend
jeweils in aufeinanderfolgenden Zyklen als A-Adresse beziehungsweise
B-Adresse angesprochen. Hierbei ist vorteilhaft, dass im Slave im
Standardadressiermodus der gleiche Adressraum belegbar ist wie in den
mindestens zwei logischen Slaves beispielsweise im erweiterten Adressiermodus.
Der Adressvorgang ist somit vorteilhaft durchführbar, ohne
dass die Gefahr der Doppeladressierung besteht. Von Vorteil ist
dabei, dass die Inbetriebnahme viel schneller ausführbar
ist, da nun keine Verbindung zu einem Inbetriebnahme-Mittel herzustellen
ist, insbesondere keine nacheinander an jedem Antrieb durchzuführende Punkt
zu Punkt Verbindung, sondern nur eine einfache Aktion auszuführen
ist. Der Bediener kann sich beispielweise durch die Anlage bewegen
und die Antriebe nacheinander durch verschiedene Aktionsauslösungen
identifizieren. Somit ist ein Nacheinander-Aktivieren ausführbar
und die Adresse des jeweiligen Antriebs kann zugeordnet werden.
Vorteilhaft sind somit Gruppen von Geräten mit Busfunktionalität
in Betrieb nehmbar, die über ein Gerät an den
Bus angeschlossen sind, wobei das Gerät mehrere logische
Slaves realisiert, die jeweils ein Gerät aus der Gruppe
von Geräten repräsentieren.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Aktion von einem Menschen,
dem Bediener oder Inbetriebnehmer, ausgeführt. Von Vorteil
ist dabei, dass der Bediener eine bloße Handbewegung ausführen
oder ein spezielles Wort sprechen muss. Der Busteilnehmer ist entsprechend
ausgeführt, so dass diese Aktion erkennbar ist, beispielsweise
mit einem Drehwinkelsensor oder einem Spracherkennungssystem.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Rückmeldung
die Anzahl der am ersten Busteilnehmer nun realisierten logischen
Slaves. Somit ist ein flexibles Adressvergabesystem bereitgestellt,
das sich an den jeweiligen Bedarf an Unterstrukturen während
der Adressvergabe selbsttätig anpasst.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei der Fertigung zumindest
eines vorkomplettierten Anlagenteils oder der gesamten Anlage die
Adressen automatisiert vergeben. Von Vorteil ist dabei, dass ein
Anlagenteil vorfertigbar ist und schon dabei die Adressen vorgebbar
sind. Die Aktion ist dabei von der Fertigungsmaschine oder Fertigungsanlage
zum Fertigen des Anlagenteils ausführbar.
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Insbesondere
sind die Busteilnehmer derart ausführbar, dass bei Zuschalten
der Versorgungsspannung an die Anlage die Busteilnehmer mit einer individuellen
Zeitverzögerung voll zugeschaltet sind, so dass davon abhängig
die Adressen dann vergeben werden. Die Zeitverzögerung
ist beispielsweise durch elektronische Bauelemente realisierbar.
Auf diese Weise sind die Adressen sogar bei jedem erneuten Aus-
und Anschalten der Anlage neu vergebbar.
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Als
Versorgungsspannung ist nicht nur die Energieversorgung sondern
auch die Weiterschaltung der 24 Volt Niederspannungsversorgung oder von
Signalen von einem bereits adressierten Umrichter zum Folgeumrichter
in einer seriellen Verkabelung dieser für die Steuerung
verwendeten Versorgungsspannung oder Signals.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion ein Bewegen eines
mechanisch bewegbar angeordneten Teils des Busteilnehmers, wie Welle,
Abtriebswelle, Motorwelle, Zwischenwelle, Rotor oder dergleichen.
Von Vorteil ist dabei, dass sowieso vorhandene Sensoren oder Komponenten
zum Detektieren der Aktion verwendbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion ein Zuschalten
der elektrischen Energieversorgung für den Busteilnehmer
(sei es Steuerversorgung und/oder Energieversorgung). Von Vorteil
ist dabei, dass eine besonders einfache und sowieso nötige
Aktion verwendet wird. Somit ist eine besonders schnelle Inbetriebnahme
ermöglicht.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion eine Eingabe einer
Anzahl von an dem ersten Busteilnehmer zu realisierenden logischen
Slaves umfasst. Vorzugsweise umfasst die Rückmeldung die
Anzahl der am ersten Busteilnehmer nun realisierten logischen Slaves
umfasst. Somit ist ein bestehendes Bussystem flexibel modular erweiterbar durch
den Anschluss von weiteren Bussystemen über ein als Busteilnehmer
vorgesehenes Gerät, welches mehrere logische Slaves realisiert.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion ein Freigeben einer
Reglersperre, insbesondere ein Klemmen einer Drahtbrücke,
am Busteilnehmer. Von Vorteil ist dabei, dass eine sowieso aus Sicherheitsgründen
auszuführende Aktion verwendbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion beispielsweise
das Betätigen eines digitalen Eingangs, also Anlegen einer
Spannung, oder Drücken eines Schalters oder Knopfes. Von
Vorteil ist dabei, dass besonders einfach und schnell auszuführende
Aktionen auswählbar sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion das Betätigen
eines Betätigungsmittels, wie Potentiometer, Drehknopf
oder dergleichen. Von Vorteil ist dabei, dass besonders einfache
Drehbewegungen mit der Hand ausführbar sind und als Aktion verwendbar
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aktion das Betätigen
einer Funk- oder Infrarotschnittstelle. Von Vorteil ist dabei, dass
ein berührungsloses Ausführen der Aktion verwendbar
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Aktion die künstliche
Belichtung, insbesondere mit einem Laserpointer, eines lichtempfindlichen Sensors.
Somit ist eine Methode bereitgestellt, mit der ein schwer zugängliches
Gerät aktivierbar ist zur Adressvergabe.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird für jeden Busteilnehmer
eine Sorte von Aktion von mehreren Sorten von Aktionen verwendet
als Aktion. Von Vorteil ist dabei, dass mehrere Sorten von Aktionen, beispielsweise
ein Drehen des Potentiometers oder eine Infrarotpulsfolge, verwendbar
sind.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden für jeden Busteilnehmer
dieselbe Sorte von Aktion verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass
keine unzulässige Aktion eine Adressänderung auslösen
kann.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden verschiedene Busteilnehmer
verschiedene Sorten von Aktion verwendet. Von Vorteil ist dabei,
dass je nach Typ des Busteilnehmers eine entsprechende Aktion verwendbar
ist. Bei einem Antrieb als Busteilnehmer ist beispielsweise eine
Welle drehbar und bei einer Steuerung als Busteilnehmer beispielsweise ein
Eingang betätigbar. Denn eine solche Steuerung kann je
nach Ausführung beispielsweise keine Welle aufweisen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Schritt (i) ein Broadcast-Telegramm
verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass sowieso schon vorhandene
Befehlsorten verwendbar sind. Bei einem Broadcast-Telegramm handelt
es sich um eine Telegramm-Information, die an mehrere Teilnehmer
versendet wird. Eine Antwort erfolgt erst nach der ausgeführten
Aktion, ist also nicht unmittelbar durch das Broadcast-Telegramm
initiiert. Dabei antwortet aber nur derjenige Busteilnehmer, welcher
die Information gesendet hat.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die übernommene Adresse
als Adresse des Busteilnehmers im Bussystem wirksam. Von Vorteil
ist dabei, dass die Auslieferadresse überschreibbar und
deaktivierbar ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind weitere Busteilnehmer mit
jeweils einer von der Standardadresse abweichenden Adresse am Bus
angeschlossen, und die weiteren Busteilnehmer werden nicht von dem
Broadcast-Telegramm angesprochen. Somit sind vorteilhaft Gruppen
in einer Gesamtheit von Busteilnehmern separat ansprechbar. Insbesondere
sind eine Anzahl von Busteilnehmer in einen Auslieferungszustand
mit einer Standardadresse versetzbar, und es ist für diese
Busteilnehmer unbeschadet weiterer Busteilnehmer das erfindungsgemäße
Adressvergabeverfahren einsetzbar.
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Wichtige
Merkmale bei der Anlage sind, dass sie ein Bussystem mit Busteilnehmern
umfasst, wobei die Busteilnehmer bei der Herstellung oder Inbetriebnahme
der Anlage mit Adressen gemäß einem vorbeschriebenen
Verfahren ausstattbar sind. Eine vorgeschriebene Zuordnung ist dabei
vorteilig. Von Vorteil ist dabei, dass die Adressen nicht flüchtig
abspeicherbar sind und somit die Busteilnehmer nach der Herstellung
oder Inbetriebnahme an diese Adresse gerichtete Informationen empfangen
können. Insbesondere sind DIP Schalter zum Einstellen der Adresse
einsparbar.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Busteilnehmer Mittel zum
Ausführen mindestens einer Aktion, insbesondere einer vom
Bus unabhängigen Aktion, vorgesehen. Von Vorteil ist dabei,
dass ein Betätigungsmittel oder ein Sensor zum Feststellen
einer Aktion vorgesehen ist. Insbesondere ist ein Sensor verwendet,
der sowieso vorhanden ist. Charakteristisch für die Aktion
ist, dass sie auch bei aufgetrenntem Bussystem ausführbar
und detektierbar ist. Somit kann die Aktion von einem Bediener ausgeführt
werden, der keine oder nur geringe Kenntnisse in Bussystemtechnik
besitzt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Busteilnehmer Mittel zur
Realisierung mindestens zweier logischer Slaves vorgesehen. Somit
ist an den Busteilnehmer ein weiterer Bus anschließbar, für
den der Busteilnehmer als Busumsetzer beziehungsweise Master fungiert.
Die Anlage ist daher vorteilhaft für dezentrale Technik
geeignet.
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Weiterhin
von Vorteil ist bei der Erfindung, dass vom Anlagenbetreiber getauschte
Antriebe identifiziert werden können, und falls es sich
um einen im Busverbund einzeln getauschten Antrieb handelt, dieser
automatisch auf seine gültige Adresse gesetzt werden kann.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung
ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt.
Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten
von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder
Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus
der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand
der Technik stellenden Aufgabe.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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Es
zeigt:
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1 das
Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßes Feldgeräts
nach Zuweisung der Adresse „0",
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2 das
Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßes Feldgeräts
nach Zuweisung einer Adresse verschieden von „0",
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3 schematisch
ein erfindungsgemäßes Feldgerät,
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4 die
state machine eines erfindungsgemäßen Mikroprozessors,
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5 einen
Umrichter mit Motor als erfindungsgemäßes Feldgerät,
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6 eine
erfindungsgemäße Anlage mit mehreren Busteilnehmern.
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1 zeigt
das Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßen
Feldgeräts 1, wenn diesem die Adresse „0"
zugewiesen wurde. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn das Feldgerät 1 im
Auslieferungszustand neu oder nach einer Wartung wieder im AS-interface-Netzwerk
eingebaut wird.
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Das
Feldgerät 1 ist mit einer AS-interface-Leitung 2 über
eine Anschlussleitung 4 und einen Anschluss 8 an
einem Anschlusspunkt verbunden. Es nimmt über diese Anschlussleitung 4 am AS-interface-Netzwerk
so teil, als wären die Anschlussleitungen 4 über
innere Leitungen 5 mit einem Slave 3 verbunden,
der ein Standardprofil, beispielsweise das Profil S-7.F.F, aufweist.
Der Slave 3 und die inneren Leitungen 5 sind dabei
virtuell, d. h. das Feldgerät 1 simuliert die
dargestellte Funktion.
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Ein
ebenfalls an die AS-interface-Leitung angeschlossener Master kann
nun das Feldgerät
1 anhand der Adresse „0"
als neuen Teilnehmer erkennen und ihm in AS-interface-typischer
Weise, wie es beispielsweise in der
DE 197 43 981 A1 beschrieben wird, eine freie
Adresse zuweisen. Diese Adresszuweisung ist alternativ mit einem
handelsüblichen Adressiergerät durchführbar.
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2 zeigt
das Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßen
Feldgeräts 1, wenn diesem eine Adresse verschieden
von „0" zugewiesen wurde. Dies kann zum Beispiel der Fall
sein, wenn das Feldgerät 1 von einem Master als
neuer Teilnehmer erkannt und mit einer freien Adresse belegt wurde.
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Das
Feldgerät 1 ist mit einer AS-interface-Leitung 2 über
eine Anschlussleitung 4 an einem Anschluss 8 in
einem Anschlusspunkt verbunden. Es nimmt über diese Anschlussleitung
am AS-interface-Netzwerk im Unterschied zu dem in 1 dargestellten
Fall als Busteilnehmer des Bussystems so teil, als wären
die Anschlussleitungen 4 über innere Leitungen 7,
und eine innere Verzweigung 6 mit zwei Slaves 3A und 3B verbunden.
Diese Slaves weisen vorteilhaft verschiedene Profile auf, beispielsweise
Slave 3A das Profil S-7.A.7 für eine schnelle
binäre und also bit-orientierte Ein- und Ausgabe und Slave 3B das
Profil S-7.A.5 für zusätzliche digitale und also
byte-orientierte Ein- und Ausgabe.
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Das
AS-interface-Netzwerk wird nun im erweiterten Adressiermodus betrieben,
und der Slave 3A spricht auf die Adresse des Feldgeräts 1 im
A-Zyklus an, während der Slave 3B auf die Adresse
des Feldgeräts 1 im B-Zyklus anspricht.
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Das
Feldgerät 1 simuliert also den Anschluss zweier
Slaves 3A und 3B an das AS-interface-Netzwerk,
wobei Slave 3A die Adresse des Feldgeräts 1 als
A-Adresse verwendet, während Slave 3B diese Adresse
als B-Adresse benutzt. Aus einem logischen Slave bei Adresse „0"
werden also zwei oder mehr logische Slaves mit beliebig vorgebbaren
Profilen, wenn die Adresse ungleich „0" ist.
-
Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
simuliert das Feldgerät 1 den Anschluss von drei,
vier oder mehr Slaves über die Anschlussleitung 4,
wenn ihm nicht die Adresse „0" zugewiesen wurde. Für
die Simulation von mehr als zwei Slaves werden dem Feldgerät
mehr als eine Adresse zugewiesen, die in Analogie zu dem Beispiel von 2 im
erweiterten Adressierverfahren verwendbar sind, oder es wird ein
Adressiermodus verwendet, der nach Art des erweiterten Adressiermodus
drei, vier oder mehr verschiedene Zyklen aufweist.
-
3 zeigt
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Feldgeräts. Ein Feldgerät 1 ist über
Anschlussleitungen 4 mit einer AS-interface-Leitung 2 verbunden
und umfasst einen handelsüblichen Slave-IC 10,
also integrierten Schaltkreis, und einen Mikroprozessor 11.
Der Slave-IC 10 wird im transparenten Modus betrieben und
gibt also die von der AS-interface-Leitung 2 über
die Anschlussleitungen 4 bezogenen Daten über
eine interne Datenleitung 12 weiter an den Mikroprozessor 11 und
von diesem über eine weitere interne Datenleitung 14 empfangene
Daten an die AS-Interface-Leitung 2. Zusätzlich
bezieht dieser Mikroprozessor 11 vom Slave-IC 10 das
clock-Signal über eine weitere interne Datenleitung 13.
In der Firmware des Mikroprozessors 11 ist die state machine
mindestens eines AS-interface-Slaves abgebildet, also der Endliche Automat,
der alle möglichen Zustände des AS-interface-Slaves
und die erlaubten Übergänge zwischen diesen Zuständen
modelliert. Derartige state machines werden in A. Hunt und
D. Thomas: State Machines, IEEE Software November/December 2002,
S. 10–12 beschrieben. In dem Mikroprozessor 11 sind somit
zwei oder mehr logische Slaves realisierbar, und der Mikroprozessor 11 kann
je nach zugewiesener Adresse, die von einem Adressiergerät
oder dem Master über den Slave-IC 10 übermittelt
wird, eine vorbestimmte Zahl von logischen Slaves simulieren.
-
4 zeigt
schematisch die state machine eines Mikroprozessors 11,
wie er in 3 einsetzbar ist. Nach einem
RESET-Signal 31 oder im Auslieferungszustand befindet sich
der Mikroprozessor 11 in einem ersten Modus 30,
in dem er mittels Standardadressierungs-Signalen 32 vom
AS-interface-Bus eine Adresse zugewiesen bekommt und in einen Zustand 33 eines
zweiten Modus übergeht. Dieser Übergang ist durch
eine Umschaltlogik bewirkbar. Der zweite Modus umfasst diesen Zustand 33 und weitere
Zustände 34, die mindestens die möglichen Zustände
zweier logischer Slaves 3A, 3B umfassen. Insbesondere
beschreibt also der Zustand 33 zwei logische Slaves, die
im erweiterten Adressiermodus betreibbar sind, ein jeder in einem
der beiden Zyklen und mit der durch das Standardadressierungs-Signal 32 zugewiesenen
Adresse. Zwischen diesen Zuständen 33, 34 werden
durch Buskommandos, Daten von an den Mikroprozessor angeschlossenen
Sensoren oder Aktoren oder durch die Abgabe von Kommandos an Aktoren Übergänge 35 bewirkt,
wie sie für die Realisierung der mindestens zwei logischen
Slaves 3A, 3B nötig und typisch sind.
-
5 zeigt
eine erfindungsgemäße Verwendung eines Feldgeräts
aus 1 bis 4. Das Feldgerät ist
ein Umrichter 50, der an einen Elektromotor 52 angeschlossen
ist und der diesen steuert oder regelt. Der Umrichter 50 ist
weiterhin an einen Feldbus 54, beispielsweise einen AS-interface-Bus, angeschlossen,
wobei genauer eine Anschlussleitung 55 einen vom Umrichter 50 umfassten
Slave 58 über einen Anschlusspunkt 53 mit
dem Feldbus 54 verbindet. Der Slave 58 ist somit
im Umrichter 50 integriert; er wird im transparenten Modus
betrieben. Ein Mikroprozessor, der als Steuerung 56 des
Umrichters 50 ausgebildet ist, nimmt die vom Slave weitergeleiteten
Daten gemäß der Anordnung in 3 auf
und verarbeitet sie anhand einer in ihm hinterlegten state machine
nach 4. Die Steuerung 56 dient gleichzeitig
der für einen Umrichter funktionstypischen Ansteuerung
oder Regelung des Motors 52, und zwar durch Steuerung einer
mit letzterem verbundenen Leistungselektronik 60. Der Mikroprozessor 11 aus 3 ist
also vorteilhaft in die ohnehin notwendige und also vorhandene Steuerung 56 des Umrichters 50 integriert.
An die Steuerung 56 sind direkt oder über einen
weiteren Bus 68 Aktoren 62 und Sensoren 64, 66 angeschlossen,
die gegebenenfalls im Motor 52 integriert sind, wie für
Sensor 66 beispielhaft gezeigt. Der Umrichter 50 ist
somit als ein Feldgerät ausgebildet, wie es für
Anwendungen der dezentralen Technik vorteilhaft ist.
-
Insbesondere
sind im Umrichter 50 Mittel integriert, die eine Verwendung
des Umrichters 50 als Busteilnehmer ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Bereitstellung zweier logischer
Slaves durch eine entsprechende state machine in der Steuerung 56 bewirkt
besonders vorteilhaft, dass zwischen Feldbus 54 und Umrichter 50 einerseits
binäre Daten zur Ansteuerung von Aktoren 62 oder
Sensoren 64, 66 austauschbar sind und dass andererseits
byte-orientierte Daten beispielsweise in Form von Parametern für
den Umrichter 50 oder von Befehlen zum Betrieb des Motors 52 oder
in Form von Informationen über den Zustand von Umrichter 50 oder
Motor 52 übergebbar sind.
-
Bei
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist statt des AS-interface-Busses ein anderer Feldbus, insbesondere
CAN, CAN-Open, DeviceNet, Profibus, INTERBUS, Ethernet, Wireless-LAN,
EIB oder LCN.
-
In
der 6 ist eine erfindungsgemäße
Vorrichtung angedeutet. Dabei handelt es sich um eine Anlage, bei
der verschiedene Geräte, beispielsweise Antriebe oder dezentrale
Elektronikbaugruppen, wie dezentrale Steuerungen, als Busteilnehmer
(71, 72, 73) vorgesehen sind. Der Datenaustausch
zwischen den Busteilnehmern (71, 72, 73)
und einem zentralen Rechner 70 findet über den
Datenbus 74 statt.
-
Die
Busteilnehmer (71, 72, 73) sind außerdem
an eine Energieversorgung 75 angeschlossen.
-
Die
Busteilnehmer sind mit einer individuellen Adresse auszustatten,
um eine Identifizierung zu ermöglichen. Somit sind Daten
verschickbar an bestimmbare Empfänger.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Adressierung, also
einer Zuordnung von Adressen an die Busteilnehmer, erfolgt dadurch,
dass bei Herstellung des Busteilnehmers seine Adresse auf eine Standardadresse
festgelegt wird. Eine solche Standardadresse ist beispielsweise
eine Auslieferadresse oder eine ausgezeichnete Adresse, wie die
Adresse „0".
-
Bei
Inbetriebnahme der Anlage wird nun jedem Busteilnehmer eine Adresse
zugeordnet. Dies erfolgt dadurch, dass der zentrale Rechner an die Standardadresse
die Information schickt, dass der Empfänger dieser Botschaft
seine Adresse auf den mitversendeten Wert festlegen soll. Dies kann
als sogenanntes Broadcast-Telegramm versendet werden, also in Form
einer für alle verbundenen Busteilnehmer bestimmten Botschaft.
-
Der
jeweilige Busteilnehmer (71, 72, 73)
führt diesen Befehl jedoch erst aus, wenn eine zusätzliche vorher
bestimmbare Aktion erfolgt. Nach Ausführen des Befehls
meldet der Busteilnehmer – selbsttätig oder auf
Nachfrage der übergeordneten Steuerung – die Vollendung
der Ausführung an den zentralen Rechner 70 zurück.
Dieser wiederholt dann das Aussenden einer Botschaft mit einer anderen
Adresse. Der nächste Busteilnehmer (71, 72, 73)
führt diesen Befehl jedoch wieder erst aus, wenn wiederum
eine zusätzliche vorher bestimmbare Aktion erfolgt. Die Art
der Aktion ist für alle Busteilnehmer gleich. Die Aktion
wird beispielsweise durch den Inbetriebnehmer der Anlage ausgelöst,
oder durch eine Mitarbeiterin eines Wartungsteams.
-
In
verschiedenen Ausführungsbeispielen sind verschieden Aktionen
realisiert:
- (1) Als eine erste beispielhafte
Aktion ist die Einschaltung der Energieversorgung vorgesehen. Dadurch,
dass bei der Inbetriebnahme dafür gesorgt wird, dass ein
Busteilnehmer nach dem anderen diese Aktion erhält, wird
eine individuelle Adresse sichergestellt.
- (2) Eine alternative Aktion ist das Bewegen eines Teils des
Antriebs, wie Welle oder dergleichen.
- (3) Eine andere alternative Aktion ist das Freigeben einer Reglersperre.
Dies ist beispielsweise durch das Klemmen einer Drahtbrücke
am Busteilnehmer ausführbar
- (4) Eine andere alternative Aktion ist beispielsweise durch
das Betätigen eines digitalen Eingangs, also Anlegen einer
Spannung oder Drücken eines Schalters oder Knopfes realisierbar.
- (5) Eine weitere alternative Aktion ist beispielsweise durch
das Betätigen eines Betätigungsmittels, wie Potentiometer,
Drehknopf oder dergleichen, ausführbar.
- (6) Eine weitere alternative Aktion ist beispielsweise durch
das Betätigen einer Funk- oder Infrarotschnittstelle ausführbar,
indem beispielsweise ein entsprechendes Signal gesendet wird.
- (7) Eine weitere alternative Aktion ist beispielsweise das gezielte
Beleuchten eines lichtempfindlichen Sensors, der an einem Busteilnehmer
vorgesehen ist. Das Beleuchten erfolgt beispielsweise mit einer
Taschenlampe, und es wird im Busteilnehmer der plötzliche
Anstieg der Helligkeit detektiert.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist kein zentraler Rechner vorhanden sondern die Funktion wird von
einem Busteilnehmer oder einem beispielhaft vorübergehend,
an den Datenbus angeschlossenen Rechner ausgeführt.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist die Energieversorgung und die Datenübertragung in einem
Kabelsystem integriert ausgeführt. Dies ist einerseits
möglich über ein Hybridkabelsystem, das Starkstrom-
und Busleitungen umfasst, oder durch höherfrequente Aufmodulation der
Businformation auf dem Energieversorgungskabel.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
sind die Busteilnehmer berührungslos versorgt von dem Energieversorgungssystem. Dabei
ist in der Anlage ein Primärleiter zu verlegen und die
Busteilnehmer sind mit Sekundärspulen ausgestattet, welche
induktiv ankoppelbar sind an den Primärleiter, um die Energieversorgung
für den Busteilnehmer einzuschalten. Beispielsweise wird
der Primärleiter hierzu um einen Gehäusebereich
des Busteilnehmers herumgewickelt.
-
Busteilnehmer
können Antriebe sein. Es sind auch Umrichter, Umrichtermotoren,
dezentrale Steuerungen oder dezentrale Elektronikgeräte
oder dergleichen als Busteilnehmer einsetzbar.
-
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
ist jedem Busteilnehmer eine verschiedene Art von Aktion zugeordnet.
Es ist aber auch eine Menge von Aktionen zuordenbar, so dass beim
Auftreten einer der Aktionen an einem Busteilnehmer der Busteilnehmer
den Befehl ausführt und die Rückmeldung an den
zentralen Rechner abschickt.
-
In
einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
sendet der zentrale Rechner 70 an die Busteilnehmer (71, 72, 73)
ein Broadcast-Telegramm mit einem Adressierungsbefehl und einer Adresse.
Den Busteilnehmern (71, 72, 73) ist zu
diesem Zeitpunkt eine Standardadresse vergeben, die für
alle Busteilnehmer (71, 72, 73) identisch
ist. Das Broadcast-Telegramm ist somit vorzugsweise an diese Standardadresse
gerichtet, so dass eventuell vorhandene weitere Busteilnehmer nicht
angesprochen werden.
-
Die
Busteilnehmer (71, 72, 73) empfangen diesen
Adressierungsbefehl, führen ihn aber nicht aus, sondern
jeder Busteilnehmer überwacht sich, ob eine festgelegte
Aktion ausgeführt wird.
-
Als
eine solche Aktion kann eine der oben aufgeführten Aktionen
(1)–(7) festgelegt sein oder (8) die Eingabe einer Zahl.
-
Im
Fall der Ausführung einer der Aktionen (1)–(7)
realisiert der Busteilnehmer (71, 72, 73),
der die Aktion bei sich detektiert, zwei logische Slaves, die in
den verschiedenen Zyklen des Busses mit der im Adressierungsbefehl
vergebenen Adresse teilnehmen.
-
Anschließend
meldet der Busteilnehmer die erfolgreiche Adressvergabe an den zentralen
Rechner zurück, und die übrigen Busteilnehmer
(71, 72, 73) mit Standardadresse gehen
erneut in einen Wartezustand über, in welchem sie auf einen
neuen Adressierungsbefehl warten.
-
Im
Fall der Ausführung der Aktion (8) realisiert der Busteilnehmer
(71, 72, 73), der die Aktion bei sich
detektiert, die eingegebene Anzahl logischer Slaves, die in den
verschiedenen Zyklen des Busses mit der im Adressierungsbefehl vergebenen
Adresse teilnehmen. Vorzugsweise meldet der Busteilnehmer mit der
Bestätigung der erfolgreichen Adressvergabe die nun realisierte
Anzahl logischer Slaves zurück.
-
Der
zentrale Rechner 70 kann anhand der rückgemeldeten
Anzahl die Zyklenzahl des Busses an den neuen Bedarf anpassen, wenn
beispielsweise die rückgemeldete Anzahl die Zahl der momentan verwendeten
Zyklen übersteigt.
-
Die übrigen
Busteilnehmer (71, 72, 73) mit Standardadresse
empfangen die Rückmeldung und gehen erneut in einen Wartezustand über,
in welchem sie auf einen neuen Adressierungsbefehl warten.
-
Nach
Empfang der Rückmeldung am zentralen Rechner 70 ermittelt
dieser eine neue freie Adresse und verschickt ein neues Broadcast-Telegramm mit
einem neuen Adressierungsbefehl.
-
In
einer Weiterbildung sind am zentralen Rechner 70 oder am
Bus Anzeigemittel vorgesehen, in denen die Adresse des momentanen
Adressierungsbefehl angezeigt wird. Vorzugsweise werden zusätzlich
oder alternativ Kurzbezeichnungen angezeigt, die das zu adressierende
Gerät bezeichnen. In diesem Fall muss sich eine in Betrieb
nehmende Person nicht unübersichtliche Adressen merken,
und es werden Fehler vermieden. Das am Bus vorgesehene Anzeigemittel
ist vorzugsweise als mobiles Anzeigemittel ausgebildet, das an den
Bus mittels Kontaktdorne anschließbar ist und das bei Inbetriebnahme mitführbar
ist.
-
Somit
ist ein Verfahren beschrieben, mit dem eine Anlage mit mehreren
Busteilnehmer durch die folgenden Schritte in Betrieb nehmbar ist:
- i) Anschluss aller Busteilnehmer an den Bus
- ii) Sukzessive Adressvergabe an die Busteilnehmer durch Ausführen
einer Aktion, insbesondere angeleitet durch Anweisungen auf einem
Anzeigemittel.
-
Insbesondere
muss die in Betrieb nehmende Person nicht für jede einzelne
Aktion zum zentralen Rechner gehen und an diesem Eingaben vornehmen.
Vielmehr erfolgt die Adressvergabe automatisch.
-
Außerdem
kann bei Inbetriebnahme flexibel festgelegt werden, wie viele logische
Slaves an einem bestimmten Gerät jeweils realisiert werden
sollen. Diese logischen Slaves sind in den aufeinander folgenden
Zyklen des Busprotokolls unter der einen vergebenen Adresse ansprechbar
und sind beispielsweise weiteren Geräten, Aktoren und/oder Sensoren
zugeordnet, die mit dem Gerät verbunden sind.
-
Somit
ist beispielsweise eine Anlage strukturierbar in ein Netz, repräsentiert
durch den Datenbus 74 und Gruppen, die über Subnetze
mit jeweils einem Busteilnehmer (71, 72, 73)
verbunden sind, der für das jeweilige Subnetz die Verbindung
zum Datenbus 74 herstellt, indem er eine Mehrzahl logischer
Slaves realisiert.
-
- 1
- Feldgerät
- 2
- AS-i-Leitung
- 3
- Slave
- 3A
- erster
Slave
- 3B
- zweiter
Slave
- 4
- Anschlussleitung
- 5
- interne
Leitung
- 6
- Kontakt
- 7
- interne
Leitung
- 8
- Anschluss
- 10
- Slave-IC
- 11
- Mikroprozessor
- 12,
13, 14
- interne
Datenleitung
- 30
- Zustand
im ersten Modus
- 31
- RESET-Signal
- 32
- Standardadressierungs-Signal
- 33
- Zustand
im zweiten Modus
- 34
- weiterer
Zustand im zweiten Modus
- 35
- Buskommando,
Sensordatum oder Aktorbefehl
- 50
- Umrichter
- 52
- Motor
- 53
- Anschlusspunkt
- 54
- Feldbus
- 55
- Anschlussleitung
- 56
- Steuerung
- 58
- Slave
- 60
- Leistungselektronik
- 62
- Aktor
- 64,
66
- Sensor
- 68
- Bus
- 70
- zentraler
Rechner
- 71,
72, 73
- Busteilnehmer
- 74
- Datenbus
- 75
- Energieversorgung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19743981
A1 [0005, 0070]
- - DE 10206657 A1 [0020]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - R. Becker
(Hrsg.): AS-Interface, die Lösung in der Automation, Gelnhausen
(2002): ASInternational Association [0005]
- - de.wikipedia.org [0005]
- - EN 50295 [0005]
- - http://www.as-interface.com/whatisasi.asp [0005]
- - The AS-Interface Innovation Step 3.0" der AS-International
Association vom 28.06.2005 [0005]
- - http://www.emg.ing.tu-bs.de/pdf/IKF/AS-i_SS04.pdf [0005]
- - A. Hunt und D. Thomas: State Machines, IEEE Software November/December
2002, S. 10–12 [0076]