DE102010029219A1

DE102010029219A1 - Data transmission device i.e. power-line bonded data transmission device, for e.g. industrial manufacturing facility, has adaptors for data transmission, where adaptors are inductively or capacitively coupled with conductor

Info

Publication number: DE102010029219A1
Application number: DE201010029219
Authority: DE
Inventors: Harald Karl; Klaus-Peter Linzmaier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-11-24

Abstract

The device (1) has a conductor (6), a filter (19) e.g. low pass filter, and an adapter (33) for data transmission. Another adapter (34) is provided for data transmission, where the former adapter and the latter adapter are inductively or capacitively coupled with the conductor. The conductor is electrically coupled with an electrical network (50). The conductor is electromagnetically coupled with a power line.

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenübertragungseinrichtung.The invention relates to a data transmission device.

Zur Datenübertragung können nicht nur extra geschirmte Datenübertragungsleitungen eingesetzt werden, sondern auch Stromleitungen oder Leitungen, welche keine ausreichende Schirmung aufweisen. Die Datenübertragung kann also auch über nachrichtentechnisch nicht ausreichend spezifizierte Leitungen erfolgen, z. B. über Stromleitungen zwischen Gebäuden, Schaltschränken, usw.For data transmission not only extra shielded data transmission lines can be used, but also power lines or lines that do not have sufficient shielding. The data transmission can therefore also be carried out via telecommunications not sufficiently specified lines, z. B. over power lines between buildings, cabinets, etc.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es eine Datenübertragungseinrichtung anzugeben, bei welcher auch bei schlecht oder nicht geschirmten Leitungen eine gute Datenübertragung möglich ist. Die Aufgabe kann auch eine Datenübertragung mit Hilfe einer Stromleitung betreffen.An object of the invention is to provide a data transmission device in which a good data transmission is possible even with bad or unshielded lines. The task may also relate to a data transmission by means of a power line.

Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt beispielsweise gemäß einer Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.A solution to this problem succeeds, for example, according to a data transmission device according to one of claims 1 to 15.

In industriellen Fertigungs- und Montageanlagen werden Datennetze und Feldbusse zur Verbindung von Steuerungen und Peripherieeinheiten, Servern und Sensoren/Aktoren eingesetzt. Befinden sich Anlagenteile oder einzelne Kommunikationsteilnehmer beispielsweise an nicht ortsfesten bzw. beweglichen Einbauorten, so kann zum Anschluss dieser Kommunikationsteilnehmer unter Umständen nur unter erschwerten Umständen eine einfache eigene separate Datenleitung eingerichtet werden.In industrial manufacturing and assembly plants, data networks and fieldbuses are used to connect controllers and peripheral units, servers and sensors / actuators. If system components or individual communication subscribers are located, for example, at non-fixed or movable installation locations, it is possible under certain circumstances to set up a simple, separate, separate data line for connecting these communication subscribers under difficult circumstances.

In industriellen Fertigungsanlagen, Montageanlagen und/oder Maschinen sind Steuerungen und Peripherieeinheiten, Leitrechner, Server, Stromrichter, elektrische Maschinen, Sensoren, Aktoren, usw. eingesetzt und an eine Stromversorgung mittels Stromleitungen angeschlossen. Eine Leitung zur Stromversorgung kann nun auch zur Datenübertragung zwischen Kommunikationspartnern, welche an die Stromversorgung angeschlossen sind, verwendet werden. Befinden sich beispielsweise Anlagenteile oder ein einzelner Kommunikationsteilnehmer an ortsfesten oder auch an nicht ortsfesten bzw. beweglichen Einbauorten, so kann zum Anschluss dieses/dieser Kommunikationsteilnehmer eine Stromversorgungsleitung verwendet werden. Unter Umständen kann so vermieden werden eine eigene separate Datenleitung zwischen den Kommunikationsteilnehmern einzurichten.In industrial manufacturing plants, assembly plants and / or machines, controllers and peripheral units, control computers, servers, power converters, electrical machines, sensors, actuators, etc. are used and connected to a power supply by means of power lines. A line for power supply can now also be used for data transmission between communication partners, which are connected to the power supply. If, for example, parts of the installation or a single communication subscriber are located in stationary or non-stationary or movable installation locations, a power supply line can be used to connect this / this communication subscriber. Under certain circumstances can be avoided to set up a separate separate data line between the communication participants.

Mittels einer Stromleitung ist es möglich bewegliche Anlagenteile auch breitbandig an ein Datennetz und/oder einen Datenbus anzubinden. Ein Beispiel für einen derartigen Datenbus ist ein Ethernet, aber auch ein CAN-Bus oder ein Profi-Bus.By means of a power line, it is possible to connect mobile equipment parts also broadband to a data network and / or a data bus. An example of such a data bus is an Ethernet, but also a CAN bus or a professional bus.

Bei einer Installation von Anlagen kann sich das Problem stellen, dass im Anlagenbestand/Gebäudebestand bereits Leitungen verlegt sind, diese aber nicht die Anforderungen an die aktuelle Kommunikationstechnik erfüllen. Beispielsweise sind verschiedene Gebäude an einem Standort durch Standard Installationsleitungen, Steuerleitungen oder Telefonleitungen verbunden, die z. B. nicht dem für Ethernet empfohlenen Mindeststandard CAT 5 entsprechen, da sie weder eine konstante oder spezifizierte Leitungsimpedanz, noch eine definierte Bandbreite besitzen. Je nach Einzelfall liegen solche Leitungen innerhalb derselben Ummantelung oder demselben Kabelkanal, in dem auch Leistungsführende Leitungen verlegt sind. Im industriellen Umfeld können hierbei erhebliche hochfrequente Störungen auftreten, die sich über solche Leitungen ausbreiten. Vorteilhaft ist es, wenn auch über gestörte/störbare Leitungen, ohne ausreichende nachrichtentechnische Leitungseigenschaften, Daten übertragen werden können.When installing systems, the problem may arise that lines are already laid in the plant / building stock, but these do not meet the requirements of current communication technology. For example, various buildings are connected to a site by standard installation lines, control lines or telephone lines, the z. For example, they do not conform to the minimum standard CAT 5 recommended for Ethernet because they have neither a constant or specified line impedance nor a defined bandwidth. Depending on the individual case, such cables are located within the same sheathing or the same cable duct in which power-conducting cables are routed. In the industrial environment, considerable high-frequency disturbances can occur that spread over such lines. It is advantageous if it is also possible to transmit data via faulty / faulty lines without adequate communications technology line properties.

In Industrieanlagen können aufgrund der dort eingesetzten Technik (Schütze; Frequenzumrichter; Lichtofenbögen; usw.) sowie der Anlagenausdehnung erhebliche dauernde, wiederkehrend transiente oder einzeln transiente Störungen auftreten, die je nach Ausprägung störend auf nachrichtentechnische Einrichtungen wirken oder sogar für Mensch und Maschine gefährliche Zustände darstellen können. Beispielsweise können durch parasitäre Leitungseigenschaften beim Abreißen von Strömen, wie sie beim Schmelzen hierfür vorgesehener Sicherungselemente entstehen, Spannungsüberhöhungen von z. B. mehreren 1000 Volt entstehen.In industrial plants, due to the technology used there (contactors, frequency converters, arcs of light arcs, etc.) as well as plant expansion, considerable permanent, recurring transient or individually transient disturbances can occur, which, depending on their characteristics, interfere with telecommunications equipment or even pose dangerous conditions for man and machine can. For example, by parasitic conduction properties in the tearing of currents, as they arise when melting provided for this fuse elements, voltage peaks of z. B. arise several 1000 volts.

Um eine stromleitungsgebundene Datenübertragung zu verbessern kann die Ausbreitung nachteiliger (transienter) Spannung auf Signalleitungen (Kommunikationsleitungen) verhindert werden, gleichzeitig kann aber auch eine Kommunikation mit hoher Bandbreite über eine Trennung hinweg ermöglicht werden.In order to improve power line data transmission, the propagation of adverse (transient) voltage on signal lines (communication lines) can be prevented, but at the same time, high bandwidth communication can be enabled across a separation.

Zur Datenübertragung können verschiedene Datenübertragungsverfahren bzw. Übertragungswege genutzt werden. Beispiele hierfür sind Datenlichtschranken (z. B. bei lediglich translatorisch bewegten Anlagenteilen) oder Schleifleiter, für Anlagenteile, die entlang einer Schiene bewegt werden (dies betrifft beispielsweise eine Einrichtung zur Übertragung binärer Daten zwischen zwei relativ zueinander verfahrbaren Kommunikationsteilnehmern). Beim Einsatz von Schleifleitern kann eine Powerline (Stromversorgung) auch als Powerlinekommunikationsleitung genutzt werden um eine Anpassung an mobile Anlagenteile zu ermöglichen. Schleifleiter können allerdings anfällig sein bezüglich der Erzeugung von Störfrequenzen durch Kontaktbrand und/oder Funkenbildung.For data transmission, various data transmission methods or transmission paths can be used. Examples of this are data light barriers (eg in the case of only translationally moving plant components) or sliding conductors, for plant components which are moved along a rail (this relates, for example, to a device for transmitting binary data between two relatively mobile communication members). When using contact conductors, a powerline can also be used as a powerline communication line to allow adaptation to mobile plant components. However, sliding conductors may be prone to generation of spurious frequencies due to contact burning and / or sparking.

Eine Datenübertragungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass diese einen ersten Leiter, einen ersten Filter, einen ersten Adapter zur Datenübertragung und einen zweiten Adapter zur Datenübertragung aufweist, wobei der erste Adapter und der zweite Adapter mit dem ersten Leiter gekoppelt sind. Für den Fall dass der erste Leiter einer Netzleitung zugehörig ist, kann die Datenübertragungseinrichtung auch als Powerlinekommunikationseinrichtung bezeichnet werden. A data transmission device may be designed such that it has a first conductor, a first filter, a first adapter for data transmission and a second adapter for data transmission, wherein the first adapter and the second adapter are coupled to the first conductor. In the event that the first conductor is associated with a power line, the data transmission device may also be referred to as a powerline communication device.

Die Datenübertragungseinrichtung ermöglicht beispielsweise die Übertragung von Ethernet entlang einer Schiene bewegter Anlagenteile oder über nachrichtentechnisch nicht ausreichend spezifizierte Leitungen.The data transmission device makes it possible, for example, to transmit Ethernet along a rail of moving plant parts or via lines that are not sufficiently specified by telecommunications technology.

Durch Filter ist es möglich Störungen des Übertragungskanals zu minimieren. Auch Überspannungsableiter oder eine verbesserte Isolation könne die Datenübertragung verbessern. Dies betrifft insbesondere energiereiche, singulär auftretende transiente Störungen.Through filters it is possible to minimize disturbances of the transmission channel. Surge arresters or improved isolation could also improve data transmission. This applies in particular to high-energy, singular transient disturbances.

Um eine Datenkommunikation über Energieversorgungsleitungen in gestörten industriellen Umgebungen zu ermöglichen, können abhängig von den Umständen bestimmt Voraussetzungen/Maßnahmen notwendig sein. Zur Schaffung eines hinlänglich zur Kommunikation geeigneten Bereiches innerhalb einer Leitung kann es erforderlich sein, die hierin auftretenden Störungen zu begrenzen. Hierzu kann ein Leitungsabschnitt mittels geeigneter Filter von anderen Anlagenteilen getrennt werden. Um die Kommunikation zu ermöglichen, ist es unter Umständen ausreichend, die Trennung in dem zur Kommunikation erforderlichen Frequenzbereich vorzunehmen. Beispielsweise ist es möglich, in einer linienförmigen Leitungsstruktur auf der ein Gleich- oder Niederfrequentes(NF)-Wechselspannungsversorgungsnetz übertragen wird, die zu entkoppelnde Leitung bzw. einen Abschnitt hiervon, mittels Tiefpassfiltern zu entkoppeln. Beispielsweise kann die Entkopplung durch je eine vorzugsweise stromkompensierte Drossel, eine Oberschwingungsdrossel oder eine Kombination derselben, oder je eine Drossel pro Leiter an jedem Ende der zu entkoppelnden Leitung erfolgen, wenn die dort übertragene Versorgung eine Gleichspannungsversorgung oder eine NF-Wechselspannungsversorgung ist.In order to enable data communication via power supply lines in disturbed industrial environments, depending on the circumstances, certain requirements / measures may be necessary. In order to create a well-communicable area within a line, it may be necessary to limit the disturbances occurring therein. For this purpose, a line section can be separated by means of suitable filters of other parts of the system. In order to enable the communication, it may be sufficient to carry out the separation in the frequency range required for communication. For example, it is possible to decouple the line to be decoupled or a section thereof by means of low-pass filters in a line-shaped line structure on which a DC or low-frequency (NF) AC power supply network is transmitted. For example, the decoupling can be done by a preferably current-compensated choke, a harmonic choke or a combination thereof, or one throttle per conductor at each end of the line to be decoupled, if the supply there is a DC power supply or a NF-AC power supply.

Abhängig von den zu erwartenden Störungen, bzw. abhängig davon, welche Höhe die zu erwartenden Störungen haben und abhängig davon, ob diese Störungen eher Gleichtakt- oder Gegentaktstörungen sind, kann auch eine Oberschwingungsdrossel oder pro Ader eine Einzeldrossel, oder eine Kombination aus vorgenannten Drosseln verwendet werden.Depending on the expected disturbances, or depending on what level the expected interference and depending on whether these disturbances are more common mode or differential mode noise, also a harmonic or per core a single throttle, or a combination of the aforementioned throttling used become.

Zur Entkopplung können auch Filter höherer Ordnung (also zweiter Ordnung, dritter Ordnung, vierter Ordnung, usw.) verwendet werden, sofern die Nutzfrequenz der Versorgungsspannung und die Nutzfrequenz der Datenübertragung nicht ausreichend weit voneinander getrennt sind.For decoupling, higher order filters (ie second order, third order, fourth order, etc.) may also be used, provided that the useful frequency of the supply voltage and the useful frequency of the data transmission are not sufficiently separated from each other.

Zur Verbesserung der Filterwirkung können zusätzlich zu den Tiefpassfiltern Bandsperren für diejenigen Frequenzen, die innerhalb des oben genannten Bereichs zum Zwecke der Kommunikation genutzt werden, Einsatz finden.In order to improve the filtering effect, in addition to the low-pass filters, bandstop filters can be used for those frequencies which are used for the purpose of communication within the abovementioned range.

An die Einkopplung der Daten kann es in einem industriellen Umfeld im Vergleich zu ähnlichen in Wohnbereichen verwendeten Systemen besondere Anforderungen hinsichtlich der Spannungsfestigkeit geben. Zur Datenübertragung kann beispielsweise eine Basisbandmodulation verwendet werden, oder auch die Verwendung eines diskreten Frequenzbandes. Wird keine Basisbandmodulation verwendet kann es ausreichend sein diejenigen Frequenzen aus einem Sender in die Leitung einzukoppeln, die zur Übertragung der Daten erforderlich sind. In einem einfachen Fall kann dies über eine rein kapazitive Kopplung erfolgen.The coupling of the data may have special requirements in terms of dielectric strength in an industrial environment compared to similar systems used in living areas. For data transmission, for example, a baseband modulation can be used, or the use of a discrete frequency band. If baseband modulation is not used, it may be sufficient to couple those frequencies from a transmitter into the line required to transmit the data. In a simple case, this can be done via a purely capacitive coupling.

Durch Auswahl geeigneter Kondensatoren kann gleichzeitig eine sichere elektrische Trennung zwischen der Leitung und dem Sender erreicht werden, wenn z. B. Kondensatoren der Kategorie Y2 oder höher (Y1) verwendet werden. Eine Kombination aus Spule, zur Entkopplung eines Leitungsteils, und Kondensator, zur Kopplung von Signalen auf eine Leitung, ist auch als Koppel-/Entkoppelnetzwerk zu bezeichnen. Bei 2-Leiternetzen (z. B.: L, N) können zwei Leiter, bei Dreileiternetzen (L1, L2, L3) alle drei Leiter entkoppelt werden, bzw. Signale wie Störungen eingekoppelt werden. Zur Verwendung eines Leitungsabschnitts am Ende einer Leitung ist insbesondere ein Koppel-/Entkoppelnetzwerk erforderlich. Zur Verwendung eines anderen Leitungsabschnitts können 2 Netzwerke erforderlich sein. Alternativ kann die Einkopplung auch induktiv erfolgen, wenn hierfür ein Übertrager mit vorteilhaft ausreichender Isolation verwendet wird.By selecting suitable capacitors can be achieved at the same time a secure electrical isolation between the line and the transmitter when z. B. capacitors of category Y2 or higher (Y1) are used. A combination of coil, for decoupling a line part, and capacitor, for coupling signals on a line, is also referred to as a coupling / decoupling network. For 2-wire networks (eg: L, N), two conductors can be decoupled, and for three-core networks (L1, L2, L3) all three conductors can be decoupled or signals such as interference can be coupled in. To use a line section at the end of a line in particular a coupling / decoupling network is required. To use a different line section, 2 networks may be required. Alternatively, the coupling can also be made inductively, if this is a transformer with advantageously sufficient insulation is used.

Bei einer Einrichtung zur Übertragung von binären Daten zwischen zwei relativ zueinander verfahrbaren Teilnehmern über eine Schleifleitung können Sendedaten eines sendenden Teilnehmers über einen energieverstärkenden Leitungskoppler auf die Schleifdrahtleitung gelangen. In Abhängigkeit von der maximal vorgesehenen Datenübertragungsrate (Baudrate) wird der Frequenzgehalt der in die Schleifleitung eingespeisten Sendedaten begrenzt. Die Frequenzbegrenzung der Sendedaten erfolgt vorzugsweise vor ihrer Energieverstärkung in dem Leitungskoppler, also beispielsweise in dem sendenden Teilnehmer oder im Eingangsbereich des Leitungskopplers, so dass die zur Frequenzbegrenzung erforderlichen Mittel mit geringem Aufwand und verlustleistungsarm ausgebildet sein können. Die Frequenzbegrenzung kann durch Tiefpassfilterung der Sendedaten mit Dämpfung der dritten und höheren harmonischen Oberschwingungen oder durch Begrenzung der Steilheiten der Impulsflanken der Sendedaten begrenzt werden.In a device for transmitting binary data between two relatively movable subscribers via a conductor line transmission data of a transmitting participant can get over an energy amplifying line coupler on the Schleifdrahtleitung. Depending on the maximum data transmission rate (baud rate), the frequency content of the transmission data fed into the conductor line is limited. The frequency limitation of the transmission data preferably takes place before its energy amplification in the line coupler, that is, for example, in the transmitting subscriber or in the input range of the Line coupler, so that the resources required for limiting the frequency can be formed with little effort and low loss of power. The frequency limitation can be limited by low-pass filtering of the transmission data with attenuation of the third and higher harmonic harmonics or by limiting the slopes of the pulse edges of the transmission data.

Schleifdrahtleitungen werden z. B. in Systemen eingesetzt, welche einen ortsfesten Teilnehmer zumindest einen mobilen Teilnehmer (aber auch zwei, drei oder mehr) aufweisen. Mobile Teilnehmer sind beispielsweise in Fahrzeugen entlang einer Schiene verfahrbar. Einsatzgebiete für solche Fahrzeuge sind beispielsweise Hochregallager, Krananlagen, Aufzüge, Transporteinrichtungen, Hängebahnen, Werkzeugwechselwagen usw. In der Regel enthalten die Fahrzeuge Automatisierungsgeräte, die über die fahrzeugeigenen Teilnehmer und den ortsfesten Teilnehmer untereinander bzw. mit einem womöglich ortsfesten Leitsystem kommunizieren. Die Teilnehmer sind z. B. über Leitungskoppler an einer zweiadrigen Schleifleitung angeschlossen, wobei im Fall der mobilen Teilnehmer der Anschluss über Stromabnehmer erfolgt. Die Leitungskoppler dienen dazu, von den zugeordneten Teilnehmern gesendete Daten insbesondere energieverstärkt auf die Schleifleitung zu geben und energieverstärkte Daten auf der Schleifleitung in energiearme Empfangsdaten für die Teilnehmer umzusetzen.Grinding wire lines are z. B. used in systems that have a stationary subscriber at least one mobile subscriber (but also two, three or more). Mobile subscribers can be moved, for example, in vehicles along a rail. Areas of use for such vehicles are, for example, high-bay warehouses, cranes, elevators, transport equipment, overhead monorail systems, tool changing vehicles, etc. As a rule, the vehicles contain automation devices which communicate with one another via the vehicle's own subscribers and the stationary subscribers or with a possibly stationary control system. The participants are z. B. connected via line couplers to a two-wire conductor line, wherein in the case of the mobile subscriber, the connection via pantograph. The line couplers are used to give data sent by the associated participants, in particular energy-amplified to the conductor rail and to convert energy-enhanced data on the conductor rail in low-energy reception data for the participants.

Bei weitläufigen Anlagen ist eine Unterteilung der Schleifleitung in aufeinanderfolgende getrennte Leitungssegmente erforderlich, wobei die Leitungssegmente über eigene Leitungskoppler und einen diesen gemeinsamen Datenbus mit dem ortsfesten Teilnehmer verbunden ist.In the case of large-scale systems, a subdivision of the conductor line into successive separate line segments is required, wherein the line segments are connected to the stationary subscriber via their own line couplers and a common data bus.

Gemäß einer Ausgestaltung einer Datenübertragungseinrichtung, welche einen ersten Leiter, einen ersten Filter, einen ersten Adapter zur Datenübertragung und einen zweiten Adapter zur Datenübertragung aufweist, wobei der erste Adapter und der zweite Adapter mit dem ersten Leiter gekoppelt ist, kann diese als eine stromleitungsgebundene Datenübertragungseinrichtung ausgebildet sein, wobei zumindest der erste Leiter elektrisch mit einem Stromnetz verbunden ist. Der erste Leiter ist beispielsweise bei einem Drehstromnetz der Leiter L1 oder der Leiter L2 oder der Leiter L3 oder den N-Leiter.According to one embodiment of a data transmission device, which has a first conductor, a first filter, a first adapter for data transmission and a second adapter for data transmission, wherein the first adapter and the second adapter is coupled to the first conductor, this may be formed as a current-carrying data transmission device be at least the first conductor is electrically connected to a power grid. The first conductor is, for example in the case of a three-phase network, the conductor L1 or the conductor L2 or the conductor L3 or the N conductor.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung kann der erste Leiter auch ein elektromagnetisch mit einer Stromleitung gekoppelter Leiter sein. Durch die elektromagnetische Kopplung werden Störungen in den ersten Leiter, aber auch in andere Leiter, welche ebenso gekoppelt sind, eingekoppelt. Durch die Einkopplung von Störungen ist die Datenübertragung über diesen Leiter gestört.In one embodiment of the data transmission device, the first conductor may also be a conductor which is electromagnetically coupled to a power line. Due to the electromagnetic coupling disturbances in the first conductor, but also in other conductors, which are also coupled coupled. Due to the coupling of disturbances, the data transmission via this conductor is disturbed.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung weist diese neben einem ersten Filter auch einen zweiten Filter auf. Der erste Adapter und der zweite Adapter sind dabei in einem Bereich zwischen dem ersten Filter und dem zweiten Filter mit zumindest dem ersten Leiter gekoppelt. Die Einkopplung und/oder Auskopplung von Daten erfolgt dabei beispielsweise induktiv, kapazitiv oder mittels einer direkten elektrischen Verbindung.In one embodiment of the data transmission device, this has, in addition to a first filter and a second filter. The first adapter and the second adapter are coupled in a region between the first filter and the second filter with at least the first conductor. The coupling and / or decoupling of data takes place, for example, inductively, capacitively or by means of a direct electrical connection.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Datenübertragungseinrichtung einen dritten Filter, einen dritten Adapter und eine Stichleitung zum ersten Leiter auf, wobei der dritte Adapter an die Stichleitung gekoppelt ist, wobei die Kopplung des dritten Adapters zwischen dem ersten Filter, dem zweiten Filter und dem dritten Filter ist. Die Datenübertragungseinrichtung kann auch eine Vielzahl von Stichleitungen aufweisen. Eine oder mehrere Stichleitungen können auch über einen Schleifkontakt verfügen.In a further embodiment, the data transmission device has a third filter, a third adapter and a stub to the first conductor, wherein the third adapter is coupled to the stub, wherein the coupling of the third adapter between the first filter, the second filter and the third filter is. The data transmission device can also have a multiplicity of stub lines. One or more stub lines may also have a sliding contact.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung weist diese eine Stromschiene auf, wobei zumindest zwei Adapter zumindest teilweise mittels der Stromschiene miteinander elektrisch verbunden sind. Zur Kontaktierung einer Stromschiene kann beispielsweise ein Schleifkontakt verwendet werden.In one embodiment of the data transmission device, this has a busbar, wherein at least two adapters are at least partially electrically connected to one another by means of the busbar. For contacting a busbar, for example, a sliding contact can be used.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist ein Adapter kapazitiv gekoppelt. In einer weiteren Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist ein Adapter induktiv gekoppelt.In one embodiment of the data transmission device, an adapter is capacitively coupled. In a further embodiment of the data transmission device, an adapter is inductively coupled.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist zumindest einer der Filter ein Tiefpassfilter. In einer weiteren Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist der Filter ein Bandpassfilter. In einer weiteren Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist zumindest einer der Filter ein Kerbfilter.In one embodiment of the data transmission device, at least one of the filters is a low-pass filter. In a further embodiment of the data transmission device, the filter is a bandpass filter. In a further embodiment of the data transmission device, at least one of the filters is a notch filter.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist der erste Leiter bzw. einer der Leiter ein Leiter eines Drehstromsystems bzw. eines Wechselstromsystems. Das Drehstromsystem kann den ersten Leiter, einen zweiten Leiter und einen dritten Leiter aufweisen, wobei insbesondere zumindest ein Filter lediglich mit dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter elektrisch verbunden ist. Ein Filter kann aber auch mit allen drei Leitern, und/oder einem Neutralleiter, und/oder einem Erdleiter verbunden sein. Dies gilt neben dem Filter auch für den Adapter. Als Stromsystem kann auch ein DC-System vorliegen. In one embodiment of the data transmission device, the first conductor or one of the conductors is a conductor of a three-phase system or an alternating current system. The three-phase system may comprise the first conductor, a second conductor and a third conductor, wherein in particular at least one filter is electrically connected only to the first conductor and the second conductor. However, a filter can also be connected to all three conductors, and / or a neutral conductor, and / or a ground conductor. This applies in addition to the filter for the adapter. As a power system can also be present a DC system.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung ist der erste Leiter und/oder einer der Leiter elektrisch mit einem 50 Hz Netz oder mit einem 60 Hz Netz verbunden.In one embodiment of the data transmission device, the first conductor and / or one of the conductors is electrically connected to a 50 Hz network or to a 60 Hz network.

In einer Ausgestaltung der Datenübertragungseinrichtung sind Filter elektrisch mittels eines Kabels und/oder einer Schiene verbunden, wobei die Verbindung zwischen den Filtern frei von einem Anschluss eines Verbrauchers und/oder einer Stromquelle ist. Dadurch kann vermieden werden, dass eine Datenübertragung durch Verbraucher gestört wird. Verbraucher sind elektrische Geräte, welche elektrische Energie dem System entnehmen. Manche Verbraucher können allerdings auch elektrische Energie in das System zurückspeisen.In one embodiment of the data transmission device filters are electrically connected by means of a cable and / or a rail, wherein the connection between the filters is free of a terminal of a consumer and / or a power source. This can avoid that a data transmission is disturbed by consumers. Consumers are electrical devices that draw electrical energy from the system. However, some consumers can also feed back electrical energy into the system.

Nachfolgend werden beispielhaft mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf Zeichnungen beschrieben, dabei zeigt:Hereinafter, by way of example, possible embodiments of the invention will be described with reference to drawings, in which:

1 eine erste Datenübertragungseinrichtung; 1 a first data transmission device;

2 eine zweite Datenübertragungseinrichtung; 2 a second data transmission device;

3 eine dritte Datenübertragungseinrichtung; und 3 a third data transmission device; and

4 eine vierte Datenübertragungseinrichtung. 4 a fourth data transmission device.

Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine Datenübertragungseinrichtung 1. Die Datenübertragungseinrichtung 1 weist einen ersten Leiter 6, einen zweiten Leiter 7 und einen dritten Leiter 8 auf. Mittels des ersten Leiters 6, des zweiten Leiters 7 und des dritten Leiters 8 ist ein Leitungsstrang 11 ausgebildet. Vom Leitungsstrang 11 geht eine Stichleitung 13 ab. Die Stichleitung 13 weist einen ersten Leiter (L1) 6, einen zweiten Leiter (L2) 7 und einen dritten Leiter (L3) 8 auf. Die Darstellung gemäß 1 zeigt des Weiteren Koppelsysteme 21, 22 und 23. Diese Koppelsysteme sind Koppel- bzw. Entkoppelnetzwerke zum Ein- bzw. Auskoppeln von Kommunikationsdaten. Das Koppelsystem 21 weist eine Induktivität 26, eine Induktivität 27, kapazitive Koppelelemente 31 und einen Adapter 34 auf. Der Adapter 34 ist beispielsweise ein Powerline-Netzwerkadapter. Die Induktivität 26 ist in den Strang des ersten Leiters 6 eingekoppelt. Die Induktivität 27 ist in den Strang des zweiten Leiters 7 eingekoppelt. Mittels der Induktivitäten lassen sich unerwünschte Störungen aus dem Bereich eines Netzwerkes heraushalten, welche zur Übertragung von Daten vorgesehen ist. Die beiden kapazitiven Koppelelemente 31 des Koppelsystems 21 sind parallel zum ersten Leiter 6 und zum zweiten Leiter 7 geschalten. Die Induktivitäten 26 und 27 befinden sich in einer seriellen Schaltung zum jeweiligen Leiter. Mittels der beiden kapazitiven Koppelelemente 31 ist der Adapter 34 in die Datenübertragungseinrichtung 1 eingekoppelt. Der Adapter 34 weist demnach eine elektrische Verbindung zum ersten Leiter 6 und zum zweiten Leiter 7 über kapazitive Elemente (hier jeweils das kapazitive Koppelelement 31) auf.The representation according to 1 shows a data transmission device 1 , The data transmission device 1 has a first ladder 6 , a second conductor 7 and a third leader 8th on. By means of the first conductor 6 , the second leader 7 and the third leader 8th is a wiring harness 11 educated. From the wiring harness 11 goes a stub line 13 from. The stub line 13 has a first conductor (L1) 6 , a second conductor (L2) 7 and a third conductor (L3) 8th on. The representation according to 1 also shows coupling systems 21 . 22 and 23 , These coupling systems are coupling or decoupling networks for coupling or decoupling communication data. The coupling system 21 has an inductance 26 , an inductance 27 , capacitive coupling elements 31 and an adapter 34 on. The adapter 34 is, for example, a powerline network adapter. The inductance 26 is in the strand of the first conductor 6 coupled. The inductance 27 is in the strand of the second conductor 7 coupled. By means of the inductors unwanted disturbances can be kept out of the range of a network, which is intended for the transmission of data. The two capacitive coupling elements 31 of the coupling system 21 are parallel to the first conductor 6 and the second conductor 7 switched. The inductors 26 and 27 are in a serial circuit to the respective conductor. By means of the two capacitive coupling elements 31 is the adapter 34 in the data transmission device 1 coupled. The adapter 34 thus has an electrical connection to the first conductor 6 and the second conductor 7 via capacitive elements (here in each case the capacitive coupling element 31 ) on.

Die Darstellung gemäß 1 weist ferner ein Koppelsystem 22 auf. Das Koppelsystem 22 ist prinzipiell entsprechend dem Koppelsystem 21 aufgebaut. Somit weist das Koppelsystem 22 eine Induktivität 16 und 17 auf, wobei die Induktivität 16 seriell zum ersten Leiter 6 geschaltet ist und die Induktivität 17 seriell zum zweiten Leiter 7 geschalten ist. Ein kapazitives Koppelelement 31 ist parallel zum ersten Leiter 6 geschalten, wobei ein zweites kapazitives Koppelelement 31 parallel zum zweiten Leiter 7 geschalten ist. Beide kapazitiven Koppelelemente 31 verbinden einen Adapter 33 mit dem ersten Leiter 6 bzw. dem zweiten Leiter 7.The representation according to 1 also has a coupling system 22 on. The coupling system 22 is basically according to the coupling system 21 built up. Thus, the coupling system 22 an inductance 16 and 17 on, with the inductance 16 serial to the first conductor 6 is switched and the inductance 17 serial to the second conductor 7 is switched. A capacitive coupling element 31 is parallel to the first conductor 6 switched, wherein a second capacitive coupling element 31 parallel to the second conductor 7 is switched. Both capacitive coupling elements 31 connect an adapter 33 with the first conductor 6 or the second conductor 7 ,

Die Darstellung gemäß 1 zeigt neben den Koppelsystemen 21 und 22 auch das Koppelsystem 23, welches prinzipiell in gleicher Art aufgebaut ist wie die Koppelsysteme 21 und 22. Das Koppelsystem 23 ist mit dem ersten Leiter 6, dem zweiten Leiter 7 und dem dritten Leiter 8 über die Stichleitung 13 elektrisch verbunden. Das Koppelsystem 23 weist Induktivitäten 36 und 37 auf, wobei die Induktivität 36 seriell zum ersten Leiter 6 der Stichleitung und die Induktivität 37 seriell zum zweiten Leiter 7 der Stichleitung verbunden ist. Parallel zum ersten Leier 6 und zum zweiten Leiter 7 der Stichleitung verlaufen Anschlüsse kapazitiver Koppelelemente 31 mittels derer ein Adapter 35 an den ersten zweiten Leiter 6 und 7 gekoppelt ist. Über die Adapter 33, 34 und 35 lässt sich nun eine Kommunikation aufbauen, wobei die Adapter jeweils zum Ein- und/oder Auskoppeln von Kommunikationsdaten in das Leitungssystem vorgesehen sind. Die in der Datenübertragungseinrichtung 1 vorgesehene Induktivitäten bilden ein Filtersystem aus, welches es ermöglicht, ohne die Kommunikation verhindernde Störungen einen Datentransport zu ermöglichen. Die Induktivitäten 26 und 27 bilden einen Filter 29 aus. Die Induktivitäten 16 und 17 bilden einen Filter 19 aus. Die Induktivitäten 36 und 37 bilden einen Filter 39 aus. Die Filter 19, 29 und 39 sind wie die Adapter 33, 34 und 35 mit denselben Leitern (erster Leiter 6 und zweiter Leiter 7) elektrisch verbunden.The representation according to 1 shows next to the coupling systems 21 and 22 also the coupling system 23 , which is basically constructed in the same way as the coupling systems 21 and 22 , The coupling system 23 is with the first leader 6 , the second conductor 7 and the third conductor 8th over the stub line 13 electrically connected. The coupling system 23 has inductors 36 and 37 on, with the inductance 36 serial to the first conductor 6 the stub line and the inductance 37 serial to the second conductor 7 the stub is connected. Parallel to the first lyre 6 and the second conductor 7 the stub line terminals connect capacitive coupling elements 31 by means of which an adapter 35 to the first second conductor 6 and 7 is coupled. About the adapters 33 . 34 and 35 can now build a communication, the adapters are each provided for coupling and / or decoupling of communication data in the line system. The in the data transmission device 1 provided inductors form a filter system, which makes it possible to allow without the communication preventing interference data transport. The inductors 26 and 27 form a filter 29 out. The inductors 16 and 17 form a filter 19 out. The inductors 36 and 37 form a filter 39 out. The filters 19 . 29 and 39 are like the adapters 33 . 34 and 35 with the same ladders (first ladder 6 and second conductor 7 ) electrically connected.

In den Verbindungsabschnitten zwischen den Filtern 19, 29 und 39 befinden sich lediglich die Adapter 33, 34 und 35. Zwischen den Filtern 19, 29 und 39 befinden sich keine Anschlüsse von elektrischen Elementen, welche die Kommunikation stören könnten. Elektrische Geräte welche die Kommunikation gegebenenfalls stören könnten, befinden sich außerhalb des Bereiches in welchem die Adapter 33, 34 und 35 miteinander direkt verbunden sind, wobei die Filter 19, 29 und 39 entsprechende störende Einflüsse auf die Kommunikation zwischen den Adaptern, welche durch elektrische Geräte hervorgerufen werden, ausfiltern und nicht in dem Bereich zulassen, der durch die Filter 19, 29 und 39 eingegrenzt wird.In the connecting sections between the filters 19 . 29 and 39 there are only the adapters 33 . 34 and 35 , Between the filters 19 . 29 and 39 There are no connections of electrical elements that could interfere with the communication. Electrical devices which could possibly disturb the communication are located outside the area in which the adapters 33 . 34 and 35 are directly connected to each other, the filters 19 . 29 and 39 corresponding filtering disturbances on the communication between the adapters, which are caused by electrical equipment, and do not allow in the area through the filter 19 . 29 and 39 is limited.

Das in 1 dargestellte System ist an ein Stromnetz 50 angekoppelt. Dies ist insbesondere ein Drehstromsystem mit einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz. Auch im Flugzeugbau ist ein Einsatz denkbar, wobei dort eine Frequenz von 400 Hz üblich ist.This in 1 shown system is connected to a power grid 50 coupled. This is in particular a three-phase system with a frequency of 50 Hz or 60 Hz. Also in aircraft use is conceivable, where a frequency of 400 Hz is common there.

Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine Datenübertragungseinrichtung 1, welche eine Struktur ähnlich der gemäß 1 aufweist, wobei Koppelsysteme 22 und 23 gemäß 2 dargestellt sind. Bei der Datenübertragungseinrichtung gemäß 2 handelt es sich wie bei der Datenübertragungseinrichtung gemäß 1 um eine stromleitungsgebundene Datenübertragungseinrichtung. Dies bedeutet, dass mittels des ersten Leiters 6, des zweiten Leiters 7 und des dritten Leiters 8, welche in 2 den Leitern mit den Bezugszeichen 46, 47 und 48 entsprechen, elektrische Leistung übertragen werden kann. Diese elektrische Leistung ist beispielsweise für Antriebe verwendbar. Die Abnahme der Leistung erfolgt beispielsweise mittels Bürsten, Federn, usw.The representation according to 2 shows a data transmission device 1 which has a structure similar to that according to 1 having coupling systems 22 and 23 according to 2 are shown. In the data transmission device according to 2 it is as in the data transmission device according to 1 around a power line-bound data transmission device. This means that by means of the first conductor 6 , the second leader 7 and the third leader 8th , what a 2 the ladders with the reference numerals 46 . 47 and 48 correspond, electrical power can be transmitted. This electrical power can be used, for example, for drives. The decrease in power is done for example by means of brushes, springs, etc.

Gemäß 2 sind elektrische Leiter als Stromschienen 46, 47 und 48 ausgeführt. Dabei entspricht die Stromschiene 46 dem ersten Leiter 6, die Stromschiene 47 dem zweiten Leiter 7 und die Stromschiene 48 dem dritten Leiter 8 aus 1. Über eine Stichleitung 14 welche ihrerseits wiederum die Leiter L1, L2 und L3 aufweist, erfolgt eine Abnahme der elektrischen Spannung von den Stromschienen 46, 47 und 48 in die Stichleitung 14 hinein.According to 2 are electrical conductors as busbars 46 . 47 and 48 executed. The busbar corresponds to this 46 the first conductor 6 , the power rail 47 the second conductor 7 and the busbar 48 the third conductor 8th out 1 , Via a spur line 14 which in turn has the conductors L1, L2 and L3, there is a decrease in the electrical voltage from the busbars 46 . 47 and 48 in the stub line 14 into it.

Die Darstellung gemäß 3 zeigt eine Datenübertragungseinrichtung 2, welche einen ersten Leiter 6, einen zweiten Leiter 7 und einen dritten Leiter 8 aufweist. Der erste Leiter 6 entspricht der Phase L1, der zweite Leiter 7 entspricht der Phase L2 und der dritte Leiter 8 entspricht der Phase L3. Im Unterschied zu 1 weist ein Kopplungssystem 22 gemäß 3 nicht nur zwei Induktivitäten sondern drei Induktivitäten 16, 17 und 18 auf. Die Induktivität 16 ist seriell in den ersten Leiter 6 geschalten. Die Induktivität 17 ist seriell in den zweiten Leiter 7 geschalten und die Induktivität 18 ist seriell in den dritten Leiter 8 geschalten. Diese Ausführung kann ebenso wie die bereits beschriebenen Ausführungen oder auch die nachfolgende Ausführungsform auf verschiedenste Netzkonstellationen übertragen werden.The representation according to 3 shows a data transmission device 2 , which is a first leader 6 , a second conductor 7 and a third leader 8th having. The first leader 6 corresponds to the phase L1, the second conductor 7 corresponds to the phase L2 and the third conductor 8th corresponds to phase L3. In contrast to 1 has a coupling system 22 according to 3 not just two inductors but three inductors 16 . 17 and 18 on. The inductance 16 is serial in the first ladder 6 switched. The inductance 17 is serial in the second conductor 7 switched and the inductance 18 is serial in the third conductor 8th switched. This embodiment can be transferred to various network constellations as well as the previously described embodiments or the following embodiment.

Die Darstellung gemäß 4 zeigt im Unterschied zu 3 ein Koppelsystem 24, welches zwar wie 3 drei Induktivitäten aufweist, wobei jeweils zumindest eine Induktivität einem Leiter zugeordnet ist, jedoch ist gemäß 3 eine Ankopplung des Adapaters 33 über kapazitive Koppelelemente 31 vorgesehen, wohingegen gemäß 4 eine Ankopplung des Adapters 33 über ein induktives Koppelelement 32 vorgesehen ist. Das induktive Koppelelement 32 ist elektrisch mit dem Adapter 33 verbunden, wie auch mit den Leitern 6 und 7, also mit der Phasen L1 und L2.The representation according to 4 shows in contrast to 3 a coupling system 24 which although like 3 has three inductors, wherein in each case at least one inductor is associated with a conductor, but is according to 3 a coupling of the adapter 33 via capacitive coupling elements 31 whereas, according to 4 a coupling of the adapter 33 via an inductive coupling element 32 is provided. The inductive coupling element 32 is electric with the adapter 33 connected, as well as with the ladders 6 and 7 that is, with the phases L1 and L2.

Claims

Data transmission device ( 1 ) having a first conductor ( 6 ), a first filter ( 19 ), a first adapter ( 33 ) for data transmission and a second adapter ( 34 ) for data transmission, wherein the first adapter ( 33 ) and the second adapter ( 34 ) with the first conductor ( 6 ) is coupled.

Data transmission device ( 1 ) according to claim 1, wherein the data transmission device is a current-carrying data transmission device, wherein at least the first conductor ( 6 ) electrically connected to a power grid ( 50 ) connected is.

Data transmission device ( 1 ) according to claim 1, wherein at least the first conductor ( 6 ) electromagnetically with a power line ( 60 ) is coupled.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, further comprising a second filter ( 29 ), the first adapter ( 33 ) and the second adapter ( 34 ) in an area between the first filter ( 19 ) and the second filter ( 29 ) with the first conductor ( 6 ) are coupled.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, further comprising a third filter ( 39 ), a third adapter ( 35 ) and a stub line ( 13 ) to the first leader ( 6 ), the third adapter ( 35 ) to the stub line ( 13 ), wherein the coupling of the third adapter ( 35 ) between the first filter ( 19 ), the second filter ( 29 ) and the third filter ( 39 ).

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, further comprising a busbar ( 46 ), wherein at least two adapters ( 33 . 34 ) at least partially by means of the busbar ( 46 ) are electrically connected to each other.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adapters ( 33 . 34 ) are capacitively coupled.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adapters ( 33 . 34 ) are inductively coupled.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the filters ( 19 ) is a low-pass filter.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one of the filters ( 19 ) is a bandpass filter.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the filters ( 19 ) is a notch filter.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first conductor ( 6 ) is a conductor of a three-phase system, which is the first conductor ( 6 ), a second conductor ( 7 ) and a third conductor ( 8th ), wherein in particular at least one filter ( 19 ) only with the first conductor ( 6 ) and the second conductor ( 7 ) is electrically connected.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first conductor ( 6 ) electrically with a 50 Hz network ( 50 ) connected is.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first conductor ( 6 ) electrically with a 60 Hz network ( 60 ) connected is.

Data transmission device ( 1 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the filters ( 33 . 34 . 35 ) electrically by means of a cable ( 6 ) and / or a rail ( 46 ), the connection between the filters ( 33 . 34 . 35 ) is free from a connection of a consumer and / or a power source.