DE102007040425B4

DE102007040425B4 - Elektronisches Gerät, Umrichter, Verfahren zur Adressierung und Anlage

Info

Publication number: DE102007040425B4
Application number: DE200710040425
Authority: DE
Inventors: Eberhard Tüngler
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2007-08-25
Filing date: 2007-08-25
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2027-08-26
Also published as: DE102007040425A1

Abstract

Bei einem Bussystem mit einer Mehrzahl von angeschlossenen Busteilnehmern, die dieselbe Adresse aufweisen, wird ein an alle Busteilnehmer versandter Adressierbefehl in demjenigen Busteilnehmer ausgeführt, der durch eine zusätzliche, außerhalb des Bussystems erfolgende Aktion ausgewählt wird. Nach Adressierung realisiert der ausgewählte Busteilnehmer eine Mehrzahl logischer Slaves mit der neu vergebenen Adresse.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, also ein Feldgerät, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Adressierung, einen Umrichter und eine Anlage.
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.
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.
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.
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.

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.
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.
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.
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.
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.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2006 026 972 B3 ist ein Gerät bekannt, welches mit einer Standardadresse betrieben einen logischen Slave realisiert und mit einer von der Standardadresse unterschiedlichen Adresse betrieben mindestens zwei logische Slaves realisiert.
Aus DE 200 23 852 U1 ist ein ASI-Slave mit einem Analogteil bekannt, bei dem funktional mehrere Digitalteile vorgesehen sind, denen mehrere Adressen zugeordnet sind, so dass vom Analogteil stammende Signale mit unterschiedlichen Adressbits ausgewertet und verarbeitet werden können.
Aus DE 102 33 978 A1 ist ein Bussystem mit einer Master-Einheit und einer Vielzahl von Slave-Einheiten bekannt, welche über einen Bus miteinander verbunden sind, wobei von der Master-Einheit ausgegebene Daten einen Identifier enthalten, durch welchen bestimmt wird, für welche Slave-Einheit die Daten bestimmt sind, wobei jede Slave-Einheit, die Daten empfängt, durch einen Vergleich des darin enthaltenen Identifier überprüft, ob die empfangenen Daten für die Slave-Einheit bestimmt sind.
Aus DE 10 2004 032 839 B3 ist ein ASI-System zum Anschluss mehrerer Sensoren und/oder Aktoren an eine Steuerung bekannt, bei dem die Informationen übertragende ASI-Leitung zumindest teilweise als Lichtwellenleiter ausgebildet ist und bei dem die Informationen über die Lichtwellenleiter direkt als Manchester-codierte Bitfolge übertragen werden.
Aus Sveda, M. et al.: Coupling architectures for low-level fieldbusses, In: Engineering of Computer Based Systems, 2000, (ECBS 2000), Proceedings, Seventh IEEE International Conference and Workshop, sind ASI-ASI-Kopplungskonzepte bekannt, durch welche ein hierarchisches Zwei-Level-ASI-System realisiert wird.
Aus DE 198 36 350 A1 ist ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizsystems mit mehreren Komponenten bekannt, bei welchem ein Bus 3 Bit oder sogar 5 Bit umfasst und als paralleler Bus ausgebildet ist.
Aus DE 197 40 306 A1 ist ein erweiterter CAN-Bus zur Steuerung einer Webmaschine bekannt, wobei ein standardisierter CAN-Bus (oder ein anderes Bussystem) um eine Verkettungsleitung (Daisy Chain) erweitert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Datenaustausch bei einem Bussystem in einfacher und fehlerarmer Weise weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Gerät nach den in Anspruch 1, bei dem Umrichter nach den in Anspruch 9, bei dem Verfahren nach den in Anspruch 12 und bei der Anlage nach den in Anspruch 34 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei der Erfindung bei dem als Busteilnehmer vorgesehenem Gerät kann vorgesehen sein, 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.
Wichtige Merkmale 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.
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.
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.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei Bussystemen, die wenigsten einen Master und mehrere Slaves umfassen, wobei der Master an die Slaves Adressen vergibt.
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.
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.
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.
Bei der Erfindung 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.
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: ersten 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.
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.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung bei dem Gerät zum Anschluss an einen Bus kann vorgesehen sein, 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.
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.
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.
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.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Umrichter sind in Anspruch 9 angegeben. Insbesondere wird somit vorgeschlagen, 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.
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.
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.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zur Adressierung mehrerer als Busteilnehmer vorgesehenem Geräte sind in Anspruch 12 angegeben. Insbesondere wird somit vorgeschlagen, 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.

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 verschiedene Aktionen identifizieren kann.
Insbesondere 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.

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.
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.
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.
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.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Bei der Erfindung ist die übernommene Adresse als Adresse des Busteilnehmers im Bussystem wirksam. Von Vorteil ist dabei, dass die Auslieferadresse überschreibbar und deaktivierbar ist.
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 ist eine Anzahl von Busteilnehmer in einen Auslieferungszustand mit einer Standardadresse versetzbar, und es ist für diese Busteilnehmer unbeschadet weiterer Busteilnehmer das erfindungsgemäße Adressvergabeverfahren einsetzbar.
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.
Somit 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.
Weiter sind somit 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.
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.
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.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
Es zeigt:
1 das Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßes Feldgeräts nach Zuweisung der Adresse „0”,
2 das Funktionsschaubild eines erfindungsgemäßes Feldgeräts nach Zuweisung einer Adresse verschieden von „0”,
3 schematisch ein Feldgerät,
4 die state machine eines Mikroprozessors,
5 einen Umrichter mit Motor als Feldgerät,
6 eine erfindungsgemäße Anlage mit mehreren Busteilnehmern.
1 zeigt das Funktionsschaubild eines 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.
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.
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.
2 zeigt das Funktionsschaubild eines 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.
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.
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.
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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 der 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, dass an den Bus mittels Kontaktdorne angeschlossen ist und das bei Inbetriebnahme mitgeführt wird.
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.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Elektronisches Gerät (1), insbesondere Feldgerät, zum Anschluss (4, 8) an einen Bus (2), wobei das elektronische Gerät (1) mit einer Standardadresse, die das Gerät (1) im Auslieferungszustand oder nach einer Wartung bei Neuanmeldung im Bussystem aufweist, betrieben einen logischen Slave (3) realisiert und nach Adresszuweisung durch eine Zuordnungsinstanz mit einer von der Standardadresse unterschiedlichen Adresse betrieben mindestens zwei logische Slaves (3A, 3B) realisiert, wobei die zwei logischen Slaves (3A, 3B) in verschiedenen Buszyklen auf die Adresse ansprechen und unterschiedliche Profile aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur Detektion einer am Gerät (1) vorgenommenen, vom Bus (2) unabhängigen Aktion, wobei die Aktion unabhängig vom Bussystem ist in dem Sinne, dass die Aktion den Zustand des Geräts (1) verändert und die Zustandsänderung des elektronischen Geräts (1) durch eine Wechselwirkung oder ein Signal ausgelöst wird, das nicht die Funktionsweise des Bussystems voraussetzt, und dass die Mittel zur Detektion der am Gerät (1) vorgenommenen, vom Bus (2) unabhängigen Aktion dazu eingerichtet sind, bei Detektion der Aktion einen an eine Mehrzahl von Busteilnehmern gerichteten Adressierungsbefehl mit der von der Standardadresse unterschiedlichen Adresse als gültig zu interpretieren und die Adresse zu übernehmen, so dass die zwei logischen Slaves (3A, 3B) realisiert sind.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (2) ein Feldbus ist, insbesondere CAN, CAN-Open, DeviceNet, Profibus, INTERBUS, AS-interface, Ethernet, Wireless-LAN, EIB, LCN.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) eine Umschaltlogik umfasst, die bei einem Wechsel von einer Standardadresse, insbesondere von einer Auslieferungsadresse oder von Adresse „0”, auf einen anderen Adressen-Wert das Gerät (1) vom ersten in den zweiten Modus versetzt.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingabemittel umfasst ist, durch dessen Betätigung dem Gerät (1) die Standardadresse zuweisbar ist.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Anschluss weiterer Geräte über einen weiteren Bus vorgesehen sind.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) einen Slave-IC (10) und den mit diesem verbundenen Rechner, insbesondere Mikroprozessor (11) mit Speicher, umfasst, wobei der Slave-IC (10) im transparenten Modus verwendbar ist.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Busteilnehmer als AS-interface-Slave oder anderer Feldbus-Slave ausgebildet ist.
Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner von einem Umrichter (50) oder einer Steuerung umfasst ist, insbesondere der Rechner zur Steuerung und/oder Regelung von Aktoren (62), Elektromotoren (52) oder dergleichen vorgesehen ist.
Umrichter (50) dadurch gekennzeichnet, dass ein Gerät (1) zum Anschluss an einen Bus integriert ist, wobei das Gerät (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
Umrichter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (11) des Geräts (1) zum Anschluss an einen Bus (2) in die Steuerung des Umrichters (50), insbesondere in die Ansteuerung der Leistungselektronik des Umrichters (50), integriert ist.
Umrichter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussmittel für den Anschluss von Aktoren und/oder Sensoren und/oder einem Bus (68), beispielsweise MOVILINK^®-Bus, und/oder Schaltausgänge und/oder umfasst sind, wobei diese Anschlussmittel und/oder Schaltausgänge vom Bus (2) ansteuerbar beziehungsweise auslesbar sind.
Verfahren zur Adressierung mehrerer als Busteilnehmer vorgesehener, elektronischer Geräte (1) nach einem der Anprüche 1 bis 8, wobei Busteilnehmer mit einer Standardadresse, insbesondere einer Auslieferungsadresse oder der Adresse „0”, ausgestattet sind, wobei (i) eine Zuordnungsinstanz, insbesondere zentraler Rechner, Inbetriebnahme-Rechner oder Busteilnehmer, über das Bussystem eine Information an eine Mehrzahl von Busteilnehmern, die mit der Standardadresse betrieben werden, versendet, (ii) die Information eine erste Adresse umfasst, (iii) eine Aktion, insbesondere zur Identifizierung, ausgeführt wird, deren Wirkung von einem ersten Busteilnehmer detektiert wird, wobei die Aktion unabhängig vom Bussystem ist in dem Sinne, dass die Aktion den Zustand des Geräts (1) verändert und die Zustandsänderung des elektronischen Geräts (1) durch eine Wechselwirkung oder ein Signal ausgelöst wird, das nicht die Funktionsweise des Bussystems voraussetzt, (iv) das der erste Busteilnehmer durch die Detektion der Wirkung zum Empfang der Information ausgewählt wird, (v) der erste Busteilnehmer die erste Adresse übernimmt, (vi) der erste Busteilnehmer mehrere, insbesondere zwei, logische Slaves (3A, 3B) realisiert, die in verschiedenen Buszyklen auf die erste Adresse ansprechen und unterschiedliche Profile aufweisen, (vii) der erste Busteilnehmer eine Rückmeldung an die Zuordnungsinstanz versendet, (viii) die Schritte (i) bis (vi) mit jeweils einer weiteren Adresse für jeweils einen weiteren Busteilnehmer wiederholt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Adresse vor Ausführung der Aktion mit Anzeigemitteln am Bus (2), an den Busteilnehmern und/oder am zentralen Rechner angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information, welches Gerät (1) adressiert werden soll, vor Ausführung der Aktion mit Anzeigemitteln am Bus (2), an den Busteilnehmern und/oder am zentralen Rechner angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Slaves (3A, 3B) im erweiterten Adressiermodus mit der zugewiesenen Adresse alternierend jeweils in aufeinanderfolgenden Zyklen als A-Adresse beziehungsweise B-Adresse angesprochen werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion von einem Menschen ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fertigung zumindest eines vorkomplettierten Anlagenteils oder der gesamten Anlage die Adressen automatisiert vergeben werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion ein Bewegen eines mechanisch bewegbar angeordneten Teils des Busteilnehmers, wie Welle, Abtriebswelle, Motorwelle, Zwischenwelle, Rotor oder dergleichen ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion ein Zuschalten der elektrischen Energieversorgung für den Busteilnehmer ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion ein Zuschalten der elektrischen Leistungs-Energieversorgung für den Busteilnehmer oder auch nur eine Versorgungsspannung für Signalelektronik, wie 24 Volt oder dergleichen, oder ein Signal ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion eine Eingabe einer Anzahl von an dem ersten Busteilnehmer zu realisierenden logischen Slaves (3A, 3B) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung die Anzahl der am ersten Busteilnehmer nun realisierten logischen Slaves (3A, 3B) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Busteilnehmer derart angeordnet sind, dass die Energieversorgung oder Signalelektronik-Versorgungsspannung seriell zuschaltbar ist, insbesondere indem der Busteilnehmer seinem nachfolgenden Busteilnehmer zumindest eine der Versorgungsspannungen oder Signale zuschaltet und/oder frei gibt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion ein Freigeben einer Reglersperre ist, insbesondere ein Klemmen einer Drahtbrücke, am Busteilnehmer.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion beispielsweise das Betätigen eines digitalen Eingangs, also Anlegen einer Spannung, oder Drücken eines Schalters oder Knopfes ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion das Betätigen eines Betätigungsmittels, wie Potentiometer, Drehknopf oder dergleichen, ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion das Betätigen einer Funk- oder Infrarotschnittstelle ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion die künstliche Belichtung, insbesondere mit einem Laserpointer, eines lichtempfindlichen Sensors umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Busteilnehmer eine Sorte von Aktion von mehreren Sorten von Aktionen verwendet wird als Aktion.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Busteilnehmer dieselbe Sorte von Aktion verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Busteilnehmer verschiedene Sorten von Aktion verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt (i) ein Broadcast-Telegramm verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Busteilnehmer mit jeweils einer von der Standardadresse abweichenden Adresse am Bus angeschlossen sind und die weiteren Busteilnehmer nicht von dem Broadcast-Telegramm angesprochen werden.
Anlage mit dezentraler Steuerungstechnik, umfassend Bussystem mit Busteilnehmern, dadurch gekennzeichnet, dass die Busteilnehmer bei der Herstellung oder Inbetriebnahme der Anlage mit Adressen gemäß einem Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausstattbar sind.