DE102007044820B4 - Bussystem und Verfahren für dessen Betrieb - Google Patents

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Abstract

Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung, umfassend eine Steuereinheit (4), eine von der Steuereinheit (4) ausgehende Signalübertragungseinrichtung (5) mit einer Vielzahl von Busteilnehmern (1, 2, 3), die im Normalbetrieb entlang der Signalübertragungseinrichtung (5) eine Reihenanordnung bilden, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) einen Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) und grundsätzlich mit Ausnahme des in der Reihenanordnung letzten Busteilnehmers einen Sender (7.1, 7.2, 7.3) umfassen, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) derart angeordnet sind, dass im Normalbetrieb der Sender (7.1, 7.2, 7.3) eines Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbunden ist, wobei den Busteilnehmern (1, 2, 3), deren Sender (7.1, 7.2, 7.3) an den Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) jeweils eines weiteren Busteilnehmers (1, 2, 3) angeschlossen sind, eine Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) zugeordnet ist, die eine Schaltstellung umfasst, durch die im Fehlerfall eine den jeweiligen Busteilnehmer (1, 2, 3) umgehende Verbindung des...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung, umfassend eine Steuereinheit, eine von der Steuereinheit ausgehende Signalübertragungseinrichtung mit einer Vielzahl von Busteilnehmern, die im Normalbetrieb entlang der Signalübertragungseinrichtung eine Reihenanordnung bilden, wobei die Busteilnehmer einen Empfänger und grundsätzlich mit Ausnahme des in der Reihenanordnung letzten Busteilnehmers einen Sender umfassen, wobei die Busteilnehmer derart angeordnet sind, dass im Normalbetrieb der Sender eines Busteilnehmers mit dem Empfänger des in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmers verbunden ist, wobei den Busteilnehmern, deren Sender an den Empfänger jeweils eines weiteren Busteilnehmers angeschlossen sind, eine Schalteinrichtung zugeordnet ist, die eine Schaltstellung umfasst, durch die im Fehlerfall eine den jeweiligen Busteilnehmer umgehende Verbindung des Senders des vorausgehenden Busteilnehmers zum Empfänger des nachfolgenden Busteilnehmers hergestellt ist.
  • Bussysteme erlauben den Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Gerätekomponenten, beispielsweise Aktoren, Sensoren und Steuergeräten. Derartige Kommunikationsaufgaben liegen beispielsweise für Fahrzeuge, für Bürokommunikationssysteme und im Bereich der Automatisierungstechnik vor. Ferner werden Bussysteme in der Gebäudetechnik eingesetzt, um den Datenaustausch zwischen einer Gebäudesteuerung und daran angeschlossenen Sensoren und Aktoren zu realisieren. Hierdurch ist es möglich, die im Gebäude eingesetzten Geräte und die Haustechnik, beispielsweise weiße Ware oder Einrichtungen für die Beschattung, die Gebäudeheizung oder für eine Alarmanlage, zu automatisieren oder aus der Ferne zu steuern. Unterschieden wird allgemein zwischen parallelen Bussystemen, die eine Vielzahl von Leitungen aufweisen, welche als Datenleitungen, Adressleitungen oder Steuerleitungen dienen, und seriellen Bussystemen, die Nachrichten bitseriell über ein gemeinsames Übertragungsmedium übermitteln.
  • Bussysteme zur Beleuchtungssteuerung erlauben beispielsweise die Realisierung von Lichtszenen, in die typischerweise eine Vielzahl von Licht quellen eingebunden sind. Damit ist es möglich, mittels einer einzelnen Betätigungseinrichtung eine Vielzahl von Leuchtmitteln gleichzeitig zu schalten bzw. deren Steuerung, etwa in Abhängigkeit von Daten von Helligkeitssensoren zu automatisieren und so das Beleuchtungssystem an veränderte Außenbedingungen oder die gewünschte Raumnutzung anzupassen.
  • Für an ein Bussystem angeschlossene Geräte – den so genannten Busteilnehmern – liegt eine Trennung der Stromversorgung und der Gerätesteuerung vor, so dass beispielsweise bei lichttechnischen Geräten als Busteilnehmer der Ein-/Aus-Zustand bzw. eine Dimmereinstellung für jedes einzelne Gerät unabhängig gesetzt werden können. Ferner kann die Kommunikation zwischen einem Steuergerät und einem Busteilnehmer bidirektional erfolgen. Bei Bussystemen zur Beleuchtungssteuerung besteht diese Möglichkeit durch das Steuerprotokoll DALI (Digital Addressable Lighting Interface). Durch DALI kann ein über eine DALI-Schnittstelle verfügendes lichttechnisches Gerät, beispielsweise ein Transformator oder ein elektronischer Leistungsdimmer eines Leuchtmittels, in einen bestimmten Betriebszustand gesetzt werden. Darüber hinaus kann der vorliegende Zustand zurück an das Steuergerät übermittelt werden.
  • DALI verwendet ein serielles, asynchrones Datenprotokoll und erlaubt die Steuerung von maximal 64 Betriebsgeräten, wobei jedes dieser Betriebsgeräte durch Kurzadressen separat angesteuert werden kann. Ein alternatives, digitales Steuerprotokoll, das insbesondere zur Beleuchtungssteuerung auf Bühnen und in der Showtechnik eingesetzt wird, ist DMX (Digital Multiplex). Die Übertragung erfolgt asynchron, seriell über 512 Kanäle pro Verbindung. Hierbei wird einem lichttechnischen Gerät wenigstens ein Kanal zugeordnet, wobei zur Steuerung aufwendiger Bühnen- und Beleuchtungseffekte mittels DMX für ein einzelnes, lichttechnisches Gerät meist eine Vielzahl von Kanälen notwendig ist. Ein weiteres Bussystem zur Gebäudeautomatisierung und zur Beleuchtungssteuerung stellt der auf dem europäischen Installationsbus (EIB) aufbauende KNX-Standard dar.
  • Für die voranstehend dargestellten Beispiele von Bussystemen besteht für jedes einzelne der Busteilnehmer die Notwendigkeit, eine individuelle Adresse zu setzen. Dies kann beispielsweise mittels einer vorbestimmten Seriennummer geschehen. Ferner besteht die Möglichkeit, eine Adresse frei zu wählen und mittels Codierschaltern am Gerät einzustellen. Alternativ kann mit Zufallsadressen gearbeitet werden. In beiden Fällen besteht die Gefahr einer falschen Adressierung bei der Installation. Ferner ist nicht auszuschließen, dass fälschlicherweise für unterschiedliche Busteilnehmer die gleiche Geräteadresse verwendet wird. Zur einfachen und sicheren Adressvergabe wurde daher vorgeschlagen, ein Bussystem so zu strukturieren, dass die Busteilnehmer eine eindeutige, physikalische Anordnung aufweisen, aus der sich gleichzeitig die Adressierung ableiten lässt. Eine mögliche Ausführungsform ergibt sich aus einer Reihenanordnung der Busteilnehmer, das heißt der Ausgestaltung des Bussystems als Daisy-Chain. Hierzu wird beispielhaft auf die EP 1 530 108 B1 verwiesen.
  • Für eine Daisy-Chain-Anordnung erfolgt die Weitergabe des Datenstroms ausgehend vom Steuergerät von einem Busteilnehmer zum nächsten. Demnach umfasst jeder Busteilnehmer einen Empfänger zur Aufnahme des Datenstroms und einen Sender, der den Datenstrom in eine Datenleitung zum Empfänger des nächstfolgenden Busteilnehmers weiterleitet. Dabei ist es möglich, den Datenstrom in den einzelnen Busteilnehmern jeweils neu zu generieren und zur Ausgabe an den nachfolgenden Busteilnehmer zu modifizieren. Demnach wird mittels einer Daisy-Chain-Anordnung eine spezielle Bustopologie aufgebaut, in der die Busteilnehmer durch ihre Position innerhalb der Reihenanordnung identifiziert und entsprechend angesteuert werden können. Eine Vergabe zusätzlicher Adressen ist daher grundsätzlich nicht notwendig. Aufgrund dieser Bustropologie benötigt der letzte in der Reihenfolge geschaltete Busteilnehmer lediglich einen Empfänger und grundsätzlich keinen Sender, da an diesen kein nachfolgender Busteilnehmer angeschlossen ist.
  • Nachteilig an einer Daisy-Chain-Anordnung ist der Umstand, dass beim Ausfall eines Busteilnehmers die in der Reihe nachfolgenden Busteilnehmer nicht mehr angesprochen werden können. Entsprechend sind bei der Steuerung von lichttechnischen Geräten mittels einer Daisy-Chain-Anordnung bei einem Ausfall eines Betriebsgeräts für ein Leuchtmittel alle nachfolgenden Leuchtmittel nicht mehr ansteuerbar.
  • Bussysteme in einer Daisy-Chain-Anordnung mit den Merkmalen des O berbegriffes des Anspruchs 1 sind aus US 2007/0025240 A1 und EP 0 396 432 A2 bekannt. Bei diesem vorbekannten Bussystemen ist den einzelnen Busteilnehmern jeweils eine Schalteinrichtung zugeordnet, durch die einen den jeweiligen Busteilnehmer umgehende Verbindung des Senders des vorausgehenden Busteilnehmers zum Empfänger des nachfolgenden Busteilnehmers hergestellt ist. Damit soll letztendlich eine Überbrückung des Busteilnehmers erfolgen, wenn der Busteilnehmer nicht operabel ist. Verbunden wird durch diese Schalteinrichtung die Eingangsschnittstelle mit der Ausgangsschnittstelle des Busteilnehmers. Dieses gewährleistet jedoch nur dann eine sichere Funktionsweise, wenn die Anschlussverbindungen des Busteilnehmers an den Bus ordnungsgemäß erstellt worden sind. Gerade bei Installationsarbeiten kann es jedoch vorkommen, dass ein solcher Anschluss nicht bestimmungsgemäß vorgenommen worden ist. Bei diesen Fällen ist die Busteilnehmerüberbrückung wirkungslos.
  • Ausgehend von diesem diskutiertem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Bussystem dergestalt weiterzubilden, dass eine Überbrückung des Busteilnehmers auch dann möglich ist, wenn der Anschluss des Busteilnehmers an das Bussystem nicht bestimmungsgemäß erfolgt ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Bussystem mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2.
  • Zur Umgehung der sich aus einer individuellen Adressierung ergebenden Problematik wird als Ausgangspunkt der Erfindung auf eine Daisy-Chain-Anordnung für das Bussystem zurückgegriffen. Eine Adressvergabe kann somit in einfacher Weise in der Reihenfolge der Schaltung der Busteilnehmer erfolgen. Jedem Busteilnehmer ist eine Schalteinrichtung zugeordnet, die im Fall eines am jeweiligen Busteilnehmer auftretenden Fehlers dazu dient, den fehlerbehafteten Teilnehmer zu überbrücken und damit den vom vorausgehenden Busteilnehmer kommenden Datenstrom dem dem ausgefallenen Busteilnehmer nachfolgenden Busteilnehmer zuzuleiten. Durch diese Maßnahme entsteht zwar ein Adressversatz aufgrund des im Fehlerfall umgangenen Geräts. Dieses ist insbesondere bei lichttechnischen Anwendungen, bei denen eine Vielzahl von Busteilnehmern vorgesehen sind, unproblematisch und in jedem Fall besser als ein Ausfall aller einem fehlerbehafteten Busteilnehmer nachgeschalteten Busteilnehmer.
  • Zur Realisierung einer einem Busteilnehmer zugeordneten Schalteinrichtung, wird eine Schaltereinheit mit Kontakt zum Empfänger und/oder zum Sender eines Busteilenehmers angeordnet. Dies kann beispielsweise ein Relais oder ein elektronischer Schalter sein. Die Verschaltung erfolgt bevorzugt so, dass im Fehlerfall und insbesondere beim Ausfall der Versorgungsspannung am Busteilnehmer ein Schaltwechsel erfolgt, der die Verbindung zum Empfänger und/oder zum Sender unterbricht und stattdessen eine Datenverbindung zu dem in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmer herstellt.
  • Bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei der wenigstens eine Schaltereinheit mit Kontakt zum Sender vorliegt, sodass der fehlerbehaftete Busteilnehmer keine Daten an den nachfolgenden Busteilnehmer übermitteln und diese nicht blockieren kann. Besonderes vorteilhaft ist ferner eine Weitergestaltung, bei der wenigstens eine Schaltereinheit mit Kontakt zum Sender als auch wenigstens eine Schaltereinheit mit Kontakt zum Empfänger vorliegt. Im Fehlerfall tritt für beide Schaltereinheiten ein Schaltwechsel auf, sodass dieser Busteilnehmer sowohl am Empfänger als auch am Sender von der Signalübertragungseinrichtung getrennt wird. Dabei sind die Schaltereinheiten so ausgebildet, dass durch den Schaltwechsel im Fehlerfall eine Verschaltung erfolgt, mit der die Signalübertragungseinrichtung den fehlerbehafteten Busteilnehmer umgeht.
  • Als Schaltereinheit kann eine Anordnung von Umschaltern verwendet werden, die im Fall eines Schaltwechsels eine erste Verbindung trennt und anschließend eine zweite Verbindung herstellt, und zwar jeweils vom gleichbleibenden, gemeinsamen Anschluss aus. Im Fall der Anordnung der Schaltereinheit mit Kontakt zum Sender wird dann der gleichbleibende, gemeinsame Anschluss mit der zum nachfolgenden Busteilnehmer führenden Signalübertragungseinrichtung verbunden sein. Die dem Normalbetrieb entsprechende erste Verbindung erfolgt dann mit Kontakt zum Sender. Die zweite Verbindung, zu der im Fehlerfall ein Wechsel erfolgt, stellt einen Kontakt zu einer Umgehungsdatenleitung her, die eine Verbindung zu dem vom vorausgehenden Busteilnehmer ausgehenden Sender aufweist. Entsprechend wird bei einer Anordnung der Schaltereinheit mit Kontakt zum Empfänger der gleichbleibende, gemeinsame Anschluss des Umschalters mit der vom vorausgehenden Busteilnehmer kommenden Signalübertragungseinrichtung verbunden. Die erste Verbindung im Normalzustand erfolgt mit Kontakt zum Empfänger und die zweite Verbindung für den Fehlerfall stellt einen Kontakt zur Umgehungsdatenleitung her, über die dann der Datenfluss zum Empfänger des nachfolgenden Busteilnehmers erfolgt.
  • Als Schaltereinheit kann ein Taster eingesetzt werden, der bei der Wegnahme einer Betätigungskraft eine Umschaltung zu einer Gleichgewichtsstellung vollzieht, eine solche Rückführung kann beispielsweise mittels eines im Normalbetrieb vorgespannten elastischen Elements erfolgen. Ein Taster kann durch ein monostabiles Relais realisiert werden oder mittels eines Halbleiterrelais, bei dem das Schaltsignal optisch übertragen wird und welches entsprechend zu einem mechanischen Relais aufgrund der optischen Übertragung des Schaltsignals eine galvanische Trennung der Steuer- und Laststromkreise ermöglicht. Alternativ kann als Schaltereinheit ein elektronischer Schalter verwendet werden, dessen Betätigung elektrisch, magnetisch oder optisch erfolgt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1: ein Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2: ein Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
  • 3: ein Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt schematisiert ein Bussystem B in Daisy-Chain-Anordnung. Ausgehend von einem Steuergerät 4 besteht eine Reihenanordnung von Busteilnehmern, wobei beispielhaft ein erster Busteilnehmer 1, ein zweiter Busteilnehmer 2 und ein dritter Busteilnehmer 3 skizziert sind. Dem Busteilnehmer 3 sind eine Vielzahl weiterer, in der Figur nicht gezeigter Busteilnehmer nachgeschaltet. Verallgemeinernd besteht demnach eine Reihenanordnung aus Busteilnehmern, wobei jedem Busteilnehmer an der Position N in der Reihenanordnung ein vorausgehender Busteilnehmer an der Position N – 1 und ein nachfolgender Busteilnehmer an der Position N + 1 zugeordnet werden kann. Eine Ausnahme bilden lediglich der erste Busteilnehmer 1, dem das Steuergerät 4 unmittelbar vorgeschaltet ist, und der letzte Busteilnehmer der Reihenanordnung.
  • Der Datenstrom über die Signalübertragungseinrichtung 5 durchläuft sukzessiv die in einer Reihe angeordneten, aufeinander folgenden Busteilnehmer 1, 2, 3. Entsprechend ist jedem der Busteilnehmer 1, 2, 3 jeweils ein Empfänger 6.1, 6.2, 6.3 sowie ein Sender 7.1, 7.2, 7.3 zugeordnet, die jeweils Teil der Signalübertragungseinrichtung 5 sind. Der vom ersten Busteilnehmer 1 empfangene und weitergeleitete Datenstrom wird über den entsprechenden Sender 7.1 dem zweiten Busteilnehmer 2 über des sen Empfänger 6.2 zugeleitet. Entsprechendes gilt für die weiteren Busteilnehmer in der Reihenanordnung. Wenn gewünscht, kann in jedem der Busteilnehmer vor der Ausgabe des Datenstroms an den jeweiligen Sender 7.1, 7.2, 7.3 eine erneute Erzeugung der Datensignale erfolgen, wodurch eine Umgruppierung oder eine Modifikation der Datensignale ausgeführt werden kann.
  • Die in 1 dargestellten Busteilnehmer 1, 2, 3 repräsentieren entsprechend einer vorteilhaften Verwendung des Bussystems B lichttechnische Komponenten bzw. deren Betriebsmittel, wie Transformatoren oder Dimmereinrichtungen. Durch diese werden wiederum Leuchtmittel, insbesondere LEDs oder alternativ Glühbirnen oder Leuchtstoffröhren und dergleichen, geschaltet oder in ihrem Helligkeitswert eingestellt. Der Einfachheit halber sind in 1 die notwendigen Spannungsversorgungsanschlüsse der einzelnen Busteilnehmer 1, 2, 3 nicht dargestellt.
  • In den Figuren ist die Signalübertragungseinrichtung 5 lediglich skizzenhaft dargestellt. Diese kann entsprechend der Wahl eines seriellen oder parallelen Bussystems gestaltet sein. Gemäß einer einfachen, beispielhaften Ausführung wird eine 2-Draht-Technik verwendet, die zur seriellen Datenübertragung mittels eines nicht invertierten und eines invertierten Kanals dient. Außerdem kann das Steuergerät 4 Teil eines Umsetzers sein, der ein oder mehrere Steuergeräte 4 umfasst und der eine Verbindung zu einem weiteren Bussystem herstellt. Dies ist in 1 nicht dargestellt.
  • Für das in 1 skizzierte Bussystem B sind Schalteinrichtungen 9.1, 9.2, 9.3 für jeden Busteilnehmer 1, 2, 3 vorgesehen. Entsprechend ist die Schalteinrichtung 9.1 dem ersten Busteilnehmer 1, die Schalteinrichtung 9.2 dem zweiten Busteilnehmer 2 und die Schalteinrichtung 9.3 dem dritten Busteilnehmer 3 zugeordnet. Jede der Schalteinrichtungen 9.1, 9.2, 9.3 umfasst eine Schaltereinheit 10.1, 10.2, 10.3 sowie eine Betätigungseinheit 11.1, 11.2, 11.3 und dient dazu, einen Schaltkontakt innerhalb einer als Bypass dienenden Umgehungsdatenleitung 8.1, 8.2, 8.3, die jeweils zwischen dem Kontakt zum Empfänger 6.1, 6.2, 6.3 und dem Kontakt zum Sender 7.1, 7.2, 7.3 für den jeweiligen Busteilnehmer 1, 2, 3 angeordnet ist, im Fehlerfall zu schließen und damit den fehlerbehafteten Busteilnehmer 1, 2, 3 zu umgehen.
  • Die Schaltereinheit 10.1, 10.2 und 10.3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als Umschaltanordnung ausgebildet, wobei bevorzugt ein Schaltwechsel dann erfolgt, wenn die jeweils zugeordnete Betätigungseinheit 11.1, 11.2, 11.3 aufgrund eines Fehlers spannungsfrei wird. Eine mögliche Realisierung besteht in der Verwendung eines monostabilen Relais oder alternativ durch einen elektronischen Schalter. Die Ausbildung ist abhängig von der Gestaltung der Signalübertragungseinrichtung 5, wobei die Anzahl der für eine Schaltereinheit verwendeten Schalter bzw. Taster von der Anzahl der für die Signalübertragungseinrichtung 5 verwendeten Leitungsverbindungen bestimmt wird.
  • Die Schalteinrichtungen 9.1, 9.2, 9.3 sind in 1 nicht in ihrer Ruhelage, sondern bei aktiv in Betrieb befindlichem Bussystem B gezeigt. Daher sind die Schaltereinheiten 10.1, 10.2, 10.3 geöffnet, damit der Datenfluss über die einzelnen Busteilnehmer 1, 2, 3 in der vorbeschriebenen Art und Weise übermittelt werden kann. In der Ruhelage befindet sich eine Schalteinrichtung 9.1, 9.2 oder 9.3, wenn beispielsweise der dieser Einheit zugeordnete Busteilnehmer defekt oder stromlos ist. Die dem jeweilig betroffenen Busteilnehmer zugeordnete Schaltereinheit fällt dann in ihre die jeweilige Umgehungsdatenleitung schließende Ruhestellung. Gleiches gilt für die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zu den 2 und 3.
  • 2 zeigt ein weiteres Bussystems B'. Dieses entspricht im Wesentlichen dem Bussystem B der 1. Daher sind diejenigen Komponenten, die mit jenen aus 1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend zur Ausgestaltung gemäß 1 ist die Schaltereinheit 10.1, 10.2, 10.3 der Schalteinrichtung 9.1, 9.2, 9.3 innerhalb der vom Sender 7.1, 7.2, 7.3 des jeweiligen Busgeräts ausgehenden Datenleitung angeordnet.
  • Exemplarisch wird nachfolgend die Schaltfunktion anhand der Schaltereinheit 10.1, die der Schalteinrichtung 9.1 für den ersten Busteilnehmer 1 zugeordnet ist, erläutert. Im Normalbetriebsfall erfolgt die Übertragung des von der Steuereinheit 4 ausgehenden Datenstroms auf der Signalübertragungseinrichtung 5 über den Empfänger 6.1 zum ersten Busteilnehmer 1. Je nach Konzeption der Datenübertragung werden die von dem Busteil nehmer 1 empfangenen Daten von diesem daraufhin ausgewertet, ob dieser Busteilnehmer durch die empfangenen Daten angesprochen ist. Eine Weiterleitung des Datenstroms erfolgt entweder unverändert oder es werden die Daten modifiziert und vor der Weiterleitung über den Sender 7.1 zum Empfänger 6.2 des nachfolgenden, zweiten Busteilnehmers 2, aufbereitet. Für diesen Normalbetrieb wird eine als Umschalter ausgebildete Schaltereinheit 10.1, etwa realisiert durch eine elektromagnetische Relaisanordnung, so angelegt, dass der gleichbleibende, gemeinsame Kontakt der Schaltereinheit 10.1 in Verbindung zum Empfänger 6.2 des nachfolgenden, zweiten Busteilnehmers 2 steht und für den Normalbetrieb eine erste Verbindung zum Sender 7.1 des ersten Busteilnehmers 1 aufweist. Für diesen Fall steht typischerweise die Betätigungseinheit 11.1 des ersten Busteilnehmers 1 unter normaler Betriebsspannung. Im Fehlerfall wird an der Schaltereinheit 10.1 ein Schaltwechsel vollzogen, sodass eine zweite Verbindung zwischen einem Kontakt zur Umgehungsdatenleitung 8.1 und dem gleichbleibenden, gemeinsamen Kontakt zum nachfolgenden Teil der Signalübertragungseinrichtung 5 entsteht. Für diesen Fall kann der erste Busteilnehmer 1 keine Daten in die Signalübertragungseinrichtung 5 einleiten und stattdessen werden die ursprünglich für das erste Busgerät 1 vorgesehenen Datenpakete über die Umgehungsdatenleitung 8.1 und den nachfolgenden Empfänger 6.2 dem zweiten Busteilnehmer 2 zugeleitet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Ausgestaltung der Schaltereinheiten 10.1, 10.2, 10.3 und der jeweils zugeordneten Betätigungseinheiten 11.1, 11.2, 11.3 dergestalt, dass beim Wegfall der Betriebsspannung, welche typischerweise mit einem Fehlerfall am zugeordneten Busteilnehmer verbunden ist, der Schaltwechsel von der ersten zur zweiten Verbindung vollzogen wird und damit die jeweilige Umgehungsdatenleitung 8.1, 8.2, 8.3 kontaktiert wird.
  • In 3 ist ein weiteres Bussystem B'' abgebildet, welches ebenfalls in seinen Grundzügen dem Bussystem B der 1 entspricht. Aus diesem Grunde sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist jede der Schalteinrichtungen 9.1, 9.2, 9.3 wenigstens eine erste Schaltereinheit 12.1, 12.2, 12.3 mit Kontakt zum Empfänger 6.1, 6.2, 6.3 des jeweiligen Busteilnehmers und zusätzlich wenigstens eine zweite Schaltereinheit 13.1, 13.2, 13.3 mit Kontakt zum Sender 7.1, 7.2, 7.3 auf. Der Aufbau der zweiten Schaltereinheit 13.1, 13.2, 13.3 und der Schaltwechsel im Fehlerfall entspricht der voranstehend im Zusammenhang mit 2 dargestellten Ausgestaltung. Die zusätzlich vorgesehene erste Schaltereinheit 12.1, 12.2, 12.3 umfasst einen gleichbleibenden, gemeinsamen Kontakt, der jeweils mit dem vorausgehenden Teil der Signalübertragungseinrichtung 5 in Verbindung steht und einen Kontakt zum jeweiligen Empfänger 6.1, 6.2, 6.3 bildet, zu dem im Normalbetrieb eine erste Verbindung besteht. Für den Fehlerfall wird an der ersten Schaltereinheit 12.1, 12.2, 12.3 ein Schaltwechsel übereinstimmend zum Schaltwechsel an der zweiten Schaltereinheit 13.1, 13.2, 13.3 zu einer zweiten Stellung vollzogen, woraufhin ein Kontakt zur Umgehungsdatenleitung 8.1, 8.2, 8.3 entsteht.
  • Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weisen alle Busteilnehmer einen Empfänger und einen Sender auf. Für den in der Reihenfolge seiner Anordnung in dem Bussystem letzten Busteilnehmer ist es nicht erforderlich, dass dieser einen Sender aufweist. Um die Busteilnehmer unabhängig von ihrer Anordnung in dem Bussystem einsetzen zu können, insbesondere unabhängig davon, ob ein solcher Busteilnehmer als letzter Busteilnehmer geschaltet wird, wird man typischerweise sämtliche Bussysteme mit einem einheitlichen Empfangs-/Sendemodul ausrüsten.
  • Abweichend zu den voranstehend dargelegten Ausführungen kann eine Schalteinrichtung eine Schaltereinheit mit mehreren Kontakten umfassen, die im Falle eines Fehlers einen unmittelbaren Schaltkontakt an einem Busteilnehmer zwischen dem Empfänger 6.1 und dem Sender 7.1 des betroffenen Busteilnehmers herstellt, sodass die voranstehend dargestellte Umgehungsdatenleitung intern in der Schaltereinheit ausgebildet wird. Eine solche Ausführungsform ist im Einzelnen nicht in den Figuren dargestellt. Weitere, ebenfalls nicht detailliert dargestellte Ausführungsbeispiele weisen eine Integration der Schalteinrichtung in den jeweiligen Busteilnehmer auf, d. h. die Verbindung zwischen dem Empfänger und dem Sender erfolgt im Fehlerfall intern. Weitere Modifikationen der Erfindung im Rahmen der Ansprüche ergeben sich für einen auf diesem Gebiet tätigen Fachmann in nahe liegender Weise.
  • 1
    erster Busteilnehmer
    2
    zweiter Busteilnehmer
    3
    dritter Busteilnehmer
    4
    Steuergerät
    5
    Signalübertragungseinrichtung
    6.1, 6.2, 6.3
    Empfänger
    7.1, 7.2, 7.3
    Sender
    8.1, 8.2, 8.3
    Umgehungsdatenleitung
    9.1, 9.2, 9.3
    Schalteinrichtung
    10.1, 10.2, 10.3
    Schaltereinheit
    11.1, 11.2, 11.3
    Betätigungseinheit
    12.1, 12.2, 12.3
    erste Schaltereinheit
    13.1, 13.2, 13.3
    zweite Schaltereinheit
    B, B', B''
    Bussystem

Claims (5)

  1. Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung, umfassend eine Steuereinheit (4), eine von der Steuereinheit (4) ausgehende Signalübertragungseinrichtung (5) mit einer Vielzahl von Busteilnehmern (1, 2, 3), die im Normalbetrieb entlang der Signalübertragungseinrichtung (5) eine Reihenanordnung bilden, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) einen Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) und grundsätzlich mit Ausnahme des in der Reihenanordnung letzten Busteilnehmers einen Sender (7.1, 7.2, 7.3) umfassen, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) derart angeordnet sind, dass im Normalbetrieb der Sender (7.1, 7.2, 7.3) eines Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbunden ist, wobei den Busteilnehmern (1, 2, 3), deren Sender (7.1, 7.2, 7.3) an den Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) jeweils eines weiteren Busteilnehmers (1, 2, 3) angeschlossen sind, eine Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) zugeordnet ist, die eine Schaltstellung umfasst, durch die im Fehlerfall eine den jeweiligen Busteilnehmer (1, 2, 3) umgehende Verbindung des Senders (7.1, 7.2, 7.3) des vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) zum Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) eine Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3) umfasst, wobei die als Umschalter ausgebildete Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3) zwei Schaltstellungen (unten, oben) besitzt, wobei die Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3) im Normalbetrieb in der ersten Schaltstellung (unten) den Sender (7.1, 7.2, 7.3) des jeweiligen Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbindet und wobei die Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3) im Fehlerfall in der zweiten Schaltstellung (oben) den Sender (7.1, 7.2, 7.3) des vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) über eine Umgehungsdatenleitung (8.1, 8.2, 8.3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbindet.
  2. Bussystem in Daisy-Chain-Anordnung, umfassend eine Steuereinheit (4), eine von der Steuereinheit (4) ausgehende Signalübertragungseinrichtung (5) mit einer Vielzahl von Busteilnehmern (1, 2, 3), die im Normalbetrieb entlang der Signalübertragungseinrichtung (5) eine Reihenanordnung bilden, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) einen Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) und grundsätzlich mit Ausnahme des in der Reihenanordnung letzten Busteilnehmers einen Sender (7.1, 7.2, 7.3) umfassen, wobei die Busteilnehmer (1, 2, 3) derart angeordnet sind, dass im Normalbetrieb der Sender (7.1, 7.2, 7.3) eines Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbunden ist, wobei den Busteilnehmern (1, 2, 3), deren Sender (7.1, 7.2, 7.3) an den Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) jeweils eines weiteren Busteilnehmers (1, 2, 3) angeschlossen sind, eine Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) zugeordnet ist, die eine Schaltstellung umfasst, durch die im Fehlerfall eine den jeweiligen Busteilnehmer (1, 2, 3) umgehende Verbindung des Senders (7.1, 7.2, 7.3) des vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) zum Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) zwei Schaltereinheiten (12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) umfasst, wobei die als Umschalter ausgebildeten zwei Schaltereinheiten (12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) jeweils zwei Schaltstellungen (unten, oben) besitzen, wobei die zwei Schaltereinheiten (12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) im Normalbetrieb in der jeweils ersten Schaltstellung (unten) einerseits den Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des jeweiligen Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Sender (7.1, 7.2, 7.3) des vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) und andererseits den Sender (7.1, 7.2, 7.3) des jeweiligen Busteilnehmers (1, 2, 3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbinden und wobei die zwei Schaltereinheiten (12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) im Fehlerfall in der jeweils zweiten Schaltstellung (oben) einerseits den Sender (7.1, 7.2, 7.3) des vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) mit einer Umgehungsdatenleitung (8.1, 8.2, 8.3) und andererseits die Umgehungsdatenleitung (8.1, 8.2, 8.3) mit dem Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) verbinden.
  3. Bussystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) mindestens eine Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3, 12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) und eine Betätigungseinheit (11.1, 11.2, 11.3) umfasst, wobei die Betätigungseinheit (11.1, 11.2, 11.3) die zumindest eine Schaltereinheit (10.1, 10.2, 10.3, 12.1, 12.2, 12.3, 13.1, 13.2, 13.3) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des zugeordneten Busteilnehmers (1, 2, 3) schaltet.
  4. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) ein Relais oder einen elektronischen Schalter umfasst.
  5. Verfahren zum Betrieb eines Bussystems in Daisy-Chain-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten eines Fehlers an einem Busteilnehmer (1, 2, 3) die Schalteinrichtung (9.1, 9.2, 9.3) derart geschaltet wird, dass der Datenstrom auf der Signalübertragungseinrichtung (5) vom Sender (7.1, 7.2, 7.3) des dem fehlerhaften Busteilnehmer (1, 2, 3) vorausgehenden Busteilnehmers (1, 2, 3) zum Empfänger (6.1, 6.2, 6.3) des nachfolgenden Busteilnehmers (1, 2, 3) weitergeleitet wird.
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