DE102010033405A1 - Controller area network (CAN) bus system has distributor with communication lines of star topology which are connected with respective sensors, where unique address is assigned to each communication line - Google Patents

Controller area network (CAN) bus system has distributor with communication lines of star topology which are connected with respective sensors, where unique address is assigned to each communication line Download PDF

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Abstract

The bus system has a control device (1) that is connected to regulating devices e.g. sensors (4-1-4-3) through a distributor (2). The distributor is provided with communication lines (3-1-3-3) of star topology which are connected with respective sensors, where unique address is assigned to each communication line. The switches (S1-S3) are arranged in the distributor to switch connection of respective sensors. An independent claim is included for method for configuring regulating device of CAN bus system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bus-System zum Vernetzen der Fühler und weiteren Komponenten einer Bahnlaufregeleinrichtung, wie z. B. Stellmotoren für die Fühler und dergleichen, sowie ein Verfahren zum Konfigurieren der Bahnlaufregeleinrichtung.The invention relates to a bus system for networking the sensor and other components of a web guiding device, such. As servomotors for the sensors and the like, and a method for configuring the web guiding device.

Bei einer Bahnlaufregeleinrichtung werden z. B. beiderseits einer laufenden Materialbahn Fühler, wie z. B. optische Fühler oder Ultraschall-Fühler, Fühler an einer oder mehreren Stellen angeordnet, die die Ausrichtung der Materialbahn überwachen und Signale an eine Regeleinrichtung übermitteln, durch die Stellorgane wie Umlenkrollen oder Drehrahmen für die Materialbahn angesteuert werden, damit die Stellorgane die Materialbahn auf der vorgegebenen Bahnausrichtung halten.In a web guiding device z. B. both sides of a running material web sensor, such. As optical sensors or ultrasonic sensors, sensors arranged at one or more locations that monitor the orientation of the web and transmit signals to a control device, are controlled by the actuators such as pulleys or rotating frame for the web so that the actuators the web on the keep predetermined track alignment.

Bei der bekannten Bus-Topologie, wie sie in 2 schematisch wiedergegeben ist, hängen alle Teilnehmer (Fühler, Stellmotore und dergleichen Komponenten) über CAN-Knoten an dem gleichen Bus, sodass man die Anschlüsse der einzelnen Komponenten bzw. Teilnehmer nicht spezifizieren kann. Es werden deshalb die einzelnen Komponenten selbst mit einer Adresse versehen, wobei z. B. am Fühler 1 die Adresse „CAN + n” und am Fühler 2 die Adresse „CAN + n + 1” eingestellt wird, bevor die Fühler an den Bus angeschlossen werden. Über diese an der Komponente selbst eingestellte Adresse kann dann der jeweilige Fühler im System spezifiziert und angesprochen werden.In the known bus topology, as in 2 is shown schematically, hang all participants (sensors, actuators and the like components) via CAN nodes on the same bus, so you can not specify the connections of the individual components or participants. Therefore, the individual components themselves are provided with an address, wherein z. B. on the sensor 1 the address "CAN + n" and the sensor 2 the address "CAN + n + 1" is set before the sensors are connected to the bus. The respective sensor in the system can then be specified and addressed via this address set on the component itself.

Dies ist bei jeder Neuinstallation einer Regeleinrichtung mit einem gewissen Aufwand verbunden und im Fall des Austausches einer Komponente, z. B eines Fühlers, bei einer bereits installierten Regeleinrichtung muss man der neu hinzukommenden Komponente eine Adresse eingeben, bevor man die Komponente durch Anschluß an der jeweiligen Buchse 5.1 bis 5.3 in das Bus-System einfügen kann. Hat man einem Fühler eine Adresse zugeteilt, so kann man diesen Fühler in der Bahnlaufregeleinrichtung auch nicht mehr gegen einen anderen Fühler tauschen, was häufig erwünscht ist, ohne vorher die Adressvergabe an den beiden zu tauschenden Fühlern vorzunehmen.This is associated with each reinstallation of a control device with a certain effort and in the case of replacement of a component, for. B of a sensor, with an already installed control device you have to enter the newly added component an address before connecting the component by connecting to the respective socket 5.1 to 5.3 can insert into the bus system. If you have assigned a sensor an address, so you can not exchange this sensor in the web guiding device against another sensor, which is often desirable without first make the address assignment to the two sensors to be exchanged.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung soll die Installation einer Bahnlaufregeleinrichtung und auch ein Austausch von Komponenten an einer vorhandenen Regeleinrichtung vereinfacht werden.With the embodiment according to the invention, the installation of a web guiding device and also an exchange of components to an existing control device to be simplified.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Komponenten im Bus-System sternförmig verdrahtet und angesteuert werden, wobei von einer Verteilerstelle aus zu jeder Komponente ein gesonderter Leitungsstrang führt. Der an den Leitungsstrang angeschlossenen Komponente wird eine entsprechende Adresse zugeordnet. Dadurch ist die an diesem Leitungsstrang angeschlossene Komponente später eindeutig identifizierbar.This is achieved by the components being wired and controlled in a star-shaped manner in the bus system, with a separate wiring harness leading from each distribution point to each component. The component connected to the wiring harness is assigned a corresponding address. As a result, the component connected to this wiring harness can later be uniquely identified.

Auf diese Weise muss bei der Installation einer Regeleinrichtung für eine vorgegebene Komponente vor deren Anschluss an das Regelgerät keine Adresse an der Komponente selbst eingestellt werden, wodurch die Installation vereinfacht wird. Beim Austausch eines defekten Fühlers kann einfach ein neuer Fühler an die gleiche Buchse angeschlossen werden, sodass das System sofort wieder einsatzfähig ist, ohne dass an dem neu hinzugekommenen Fühler eine Adresse eingestellt werden muss. Auch kann der Austausch von Fühlern an der Anlage in einfacher Weise vorgenommen werden.In this way, when installing a controller for a given component prior to its connection to the controller, no address needs to be set on the component itself, thereby simplifying the installation. When replacing a faulty sensor, a new sensor can simply be connected to the same socket so that the system can be used immediately without having to set an address on the newly added sensor. Also, the exchange of sensors on the system can be made in a simple manner.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.The invention will be explained in more detail for example with reference to the drawing. Show it.

1 schematisch eine sternförmige Verdrahtung der Komponenten einer Bahnlaufregeleinrichtung an einem Regelgerät, und 1 schematically a star-shaped wiring of the components of a web guiding device to a control device, and

2 eine Anordnung bei einem Standrd CAN-Bus-System. 2 an arrangement with a standard CAN bus system.

In 1 ist in einem zentralen Regelgerät 1 ein Verteiler 2 eines CAN-Bus-Systems vorgesehen, von dem aus einzelne Leitungsstrange 3.1 bis 3.3 jeweils zu einer Komponente, beispieisweise einem Fühler 4.1 bis 4.3 führen. Mit S1 bis S3 sind Schalter bezeichnet, mittels denen jede Komponente 4.1 bis 4.3 von dem CAN-Verteilerknoten 2 abgetrennt werden kann. In der Zeichnung ist der Schalter S1 geschlossen, während die Schalter S2 und S3 offen wiedergegeben sind. Der einfacheren Darstellung wegen ist die Spannungsversorgung der Regeleinrichtung nicht wiedergegeben.In 1 is in a central control device 1 a distributor 2 a CAN bus system provided from which individual Leitungsstrange 3.1 to 3.3 in each case to a component, for example a sensor 4.1 to 4.3 to lead. With S1 to S3 are designated switch, by means of which each component 4.1 to 4.3 from the CAN distribution node 2 can be separated. In the drawing, the switch S1 is closed, while the switches S2 and S3 are shown open. For the sake of simplicity, the power supply of the controller is not reproduced.

Mit 5.1 bis 5.3 sind Anschlussbuchsen an den einzelnen Leitungssträngen 3.1 bis 3.3 bezeichnet. An den Anschlussbuchsen 5.1 bis 5.3 liegt eine nicht dargestellte Versorgungsspannung an, so dass auch durch Abschalten dieser Versorgungsspannung an den einzelnen Buchsen ein Abschalten der daran angeschlossenen Teilnehmer möglich ist anstelle des Öffnens der Schalter S1 bis S3.With 5.1 to 5.3 are connection sockets at the individual line strands 3.1 to 3.3 designated. At the connection sockets 5.1 to 5.3 is located on a supply voltage, not shown, so that even by switching off this supply voltage to the individual jacks, a shutdown of the participants connected to it is possible instead of opening the switches S1 to S3.

Bei der Installation der Regeleinrichtung wird jedem Leitungsstrang 3.1 bis 3.3 jeweils eine Adresse innerhalb des Bus-Systems zugeordnet, sodass der Strang 3.1 z. B. die Adresse ”CAN 1” erhält, der Strang 3.2 die Adresse ”CAN 2” usw.When installing the control device is every wiring harness 3.1 to 3.3 each assigned an address within the bus system, so that the strand 3.1 z. B. the address "CAN 1" receives, the strand 3.2 the address "CAN 2" etc.

Hierbei wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird das CAN-Bus-System eingeschaltet, worauf alle Anschlussbuchsen 5.1 bis 5.3 der Komponenten 4.1 bis 4.3 durch die Schalter S1 bis S3 abgeschaltet werden. Hierauf wird z. B. die Anschlussbuchse 5.1 für den Fühler 4.1 am Leitungsstrang 3.1 durch den Schalter S1 eingeschaltet, während alle anderen Buchsen abgeschaltet bleiben. Dann wird im Bus-System die Adresse ”CAN 1” für den Strang 3.1 festgelegt. Dies ist dadurch möglich, dass nur der Fühler 4.1 an der Buchse 5.1 am Leitungsstrang 3.1 am Regelgerät 1 aktiv ist. Mit anderen Worten kann man den Fühler direkt ansprechen, nachdem ihm am Leitungsstrang 3.1 die Adresse CAN 1 zugeordnet ist.The procedure is as follows. First, the CAN bus system is turned on, whereupon all sockets 5.1 to 5.3 of the components 4.1 to 4.3 be switched off by the switches S1 to S3. This is z. B. the connection socket 5.1 for the feeler 4.1 on the wiring harness 3.1 Switched on by the switch S1, while all other sockets remain switched off. Then in the bus system the address "CAN 1" for the string 3.1 established. This is possible because only the feeler 4.1 at the socket 5.1 on the wiring harness 3.1 on the control unit 1 is active. In other words, you can address the sensor directly, after him on the wiring harness 3.1 the address CAN 1 is assigned.

Nach der Einstellung der Adresse am Strang 3.1 wird der Schalter S2 für den Fühler 4.2 eingeschaltet, wobei im Bus-System die Adresse CAN 2 für den Strang 3.2 gesetzt werden kann usw.After setting the address on the strand 3.1 becomes the switch S2 for the sensor 4.2 switched on, whereby in the bus system the address CAN 2 for the strand 3.2 can be set etc.

Anstelle der Betätigung der Schalter S1 bis S3 kann auch die Versorgungsspannung an der jeweiligen Anschlussbuchse 5.1 bis 5.3 abgeschaltet werden, um den jeweiligen Fühler vom Verteilerknoten 2 zu trennen.Instead of the operation of the switches S1 to S3 and the supply voltage to the respective connector socket 5.1 to 5.3 be turned off to the respective sensor from the distribution node 2 to separate.

Nachdem alle Leitungsstränge 3.1 bis 3.3 jeweils mit einer Adresse CAN 1 bis CAN 3 versehen werden, kann die Regeleinrichtung in einfacher Weise installiert werden, weil an den einzelnen Fühlern 4.1 bis 4.3 selbst keine Adresse mehr eingestellt werden muss.After all strands of wire 3.1 to 3.3 are each provided with an address CAN 1 to CAN 3, the control device can be easily installed because of the individual sensors 4.1 to 4.3 even no address needs to be set.

Die beschriebene Art der Adresszuteilung erfolgt vorzugsweise bei jeder Aktivierung bzw. beim Einschalten des Bus-Systems selbsttätig. Dabei wird vom Bus-System ausgehend die Adresszuteilung vorgenommen, während bei der Anordnung nach 2 von außen dem jeweiligen Fühler bzw. Teilnehmer eine Adresse eingegeben werden muß, bevor der Teilnehmer angeschlossen wird. Dadurch, dass bei jedem Einschalten automatisch die Adressvergabe bei der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt, kann die vorgenommene Adressvergabe auch nur für den jeweiligen Arbeitszyklus gelten.The described type of address allocation is preferably carried out automatically with each activation or when switching on the bus system. In this case, the address assignment is made by the bus system, while in the arrangement according to 2 from the outside the respective sensor or subscriber an address must be entered before the subscriber is connected. Due to the fact that each time it is switched on, the address is assigned automatically in the arrangement according to the invention, the address allocation made can also apply only to the respective working cycle.

Wenn ein defekter Fühler, z. B. der Fühler 4.2, ausgetauscht wird, kann ein neuer Fühler an die gleiche Buchse 5.2 bzw. am gleichen Leitungsstrang 3.2 angeschlossen werden, worauf das System sofort wieder einsatzfähig ist, ohne dass an dem neuen Fühler eine Adresseinstellung vorgenommen werden muss.If a defective sensor, eg. B. the sensor 4.2 , exchanged, a new sensor can be connected to the same socket 5.2 or on the same wiring harness 3.2 whereupon the system can be used immediately without having to make an address setting on the new sensor.

Wenn z. B. die Fühler 4.1 und 4.2 an den zugeordneten Buchsen 5.1 und 5.2 bzw. Leitungssträngen 3.1 und 3.2 getauscht werden sollen, so kann dies ohne weiteres vorgenommen werden, ohne dass an diesen beiden Fühlern selbst eine Einstellung vorgenommen werden muss. Hierbei erhält der Fühler 4.1 am Leitungsstrang 3.1 die vorher schon vergebene Adresse CAN 1 und der Fühler 4.2 an dem Leitungsstrang 3.2 die Adresse CAN 2. Dadurch, dass am jeweiligen Fühler selbst keine Adresseinstellung mehr vorgenommen werden muß, können die an einer Bahnlaufregeleinrichtung vorzunehmenden Änderungen in einfacher Weise vorgenommen werden.If z. B. the feelers 4.1 and 4.2 at the assigned sockets 5.1 and 5.2 or line strands 3.1 and 3.2 This can easily be done without having to make any adjustments to these two sensors themselves. This receives the sensor 4.1 on the wiring harness 3.1 the previously assigned address CAN 1 and the sensor 4.2 on the wiring harness 3.2 the address CAN 2. Due to the fact that no address setting must be made at the respective sensor itself, the changes to be made to a web guiding device can be made in a simple manner.

Damit entfallen die Nachteile des bekannten CAN-Bus-Systems, bei dem an den einzelnen Komponenten selbst jeweils eine Adresseinstellung vorgenommen werden muss, für die Erstinbetriebnahme sowie wenn Änderung an der Bahnlaufregeleinrichtung vorgenommen werden sollen.This eliminates the disadvantages of the known CAN bus system, in which an address setting must be made on the individual components themselves, for initial commissioning and if change to the web guiding device to be made.

Nach der automatischen Adressvergabe verhält sich das System wie ein normales CAN-Bus-System. Die Funktionalität des CAN-Bus-Systems wird durch das beschriebene Verfahren in keiner Weise beeinträchtigt.After automatic address assignment, the system behaves like a normal CAN bus system. The functionality of the CAN bus system is in no way impaired by the described method.

Die beschriebene Schaltung kann auch bei anderen Bus-Systemen verwendet werden und sie ist nicht auf ein CAN-Bus-System beschränkt. Auch ist die Adressvergabe nicht auf die beschriebenen drei Teilnehmer begrenzt, vielmehr kann eine größere Anzahl von Teilnehmern an das Bus-System sternförmig angeschlossen werden.The circuit described can also be used in other bus systems and is not limited to a CAN bus system. The address allocation is not limited to the described three participants, but a larger number of participants to the bus system can be connected in a star shape.

Durch die erfindungsgemäße sternförmige Verteilung der Komponenten am Verteiler 2 ergibt sich noch ein weiterer Vorteil gegenüber der Standard-Bus-Anordnung, bei der beim ersten und letzten Teilnehmer ein Bus-Abschluß in Form eines Abschlußwiderstands gesetzt werden muß. Dies ist bei der Installation bzw. Inbetriebnahme sehr aufwendig. Bei der sternförmigen Anordnung kann bei allen Bus-Teilnehmern 4.1 bis 4.3 und weitere der Bus-Abschluß immer gesetzt sein, weil jedem Leitungsstrang 3.1 bis 3.3 ein gesonderter Bus-Treiber zugeordnet ist. Damit spart man weiteren Projektierungsaufwand, weil nicht mehr festgestellt werden muß, welcher Teilnehmer als erster und welcher Teilnehmer als letzter einzuordnen ist.The star-shaped distribution of the components according to the invention at the distributor 2 There is yet another advantage over the standard bus arrangement, in which a bus termination must be set in the form of a terminating resistor in the first and last participant. This is very expensive during installation or commissioning. With the star-shaped arrangement can with all bus participants 4.1 to 4.3 and more of the bus termination always be set, because each wiring harness 3.1 to 3.3 a separate bus driver is assigned. This saves further configuration effort because it is no longer necessary to determine which subscriber is to be classified as the first and which subscriber is the last one.

Claims (3)

Bus-System, insbesondere CAN-Bus-System, für eine Bahnlaufregeleinrichtung, umfassend ein Regelgerät 1, das mit Fühlern, Stellmotoren und weiteren Komponenten (4.1 bis 4.3) der Bahnlaufregeleinrichtung verbunden ist, wobei in dem Regelgerät (1) ein Verteiler (2) vorgesehen ist, von dem aus sternförmig Leitungsstränge (3.1 bis 3.3) zu den einzelnen Komponenten (4.1 bis 4.3) der Bahnlaufregeleinrichtung führen und jedem Leitungsstrang (3.1 bis 3.3) innerhalb des Bus-Systems eine Adresse zugeordnet ist.Bus system, in particular CAN bus system, for a web guiding device, comprising a control device 1 equipped with sensors, servomotors and other components ( 4.1 to 4.3 ) of the web guiding device, wherein in the regulating device ( 1 ) a distributor ( 2 ) is provided, from which star-shaped strands ( 3.1 to 3.3 ) to the individual components ( 4.1 to 4.3 ) guide the web guiding device and each line ( 3.1 to 3.3 ) is assigned an address within the bus system. Bus-System nach Anspruch 1, wobei in jedem Leitungsstrang (3.1 bis 3.3) jeweils eine Schalteinrichtung (S1 bis S3 bzw. 5.1 bis 5.3) vorgesehen ist, um die betreffende Komponente vom Verteiler (2) zu trennen.Bus system according to claim 1, wherein in each wiring harness ( 3.1 to 3.3 ) each have a switching device (S1 to S3 or 5.1 to 5.3 ) is provided to remove the relevant component from the distributor ( 2 ) to separate. Verfahren zum Konfigurieren einer Bahnlaufregeleinrichtung mit einem Verteilerknoten (2) in einem Regelgerät (1), von dem aus sternförmig Leitungsstrange (3.1 bis 3.3) zu Anschlussbuchsen (5.1 bis 5.3) für die einzelnen Komponenten (4.1 bis 4.3) führen, wobei nach Einschalten des Bus-Systems alle Anschlussbuchsen (5.1 bis 5.3) an den Leitungssträngen (3.1 bis 3.3) vom Verteilerknoten (2) getrennt werden und danach eine erste Anschlussbuchse (5.1) an einem ersten Leitungsstrang (4.1) an den Verteilerknoten (2) angeschlossen bzw. aktiviert und mit einer Adresse versehen wird, während die anderen Anschlussbuchsen vom Verteilerknoten (2) getrennt bleiben, im nächsten Schritt eine zweite Anschlussbuchse (5.2) an einem zweiten Leitungsstrang (4.2) zugeschaltet und mit einer weiteren Adresse versehen wird, während die übrigen Anschlussbuchsen abgeschaltet bleiben, und diese Schritte fortgesetzt werden, bis alle Anschlussbuchsen an den Leitungssträngen mit einer Adresse versehen sind. Method for configuring a web guiding device with a distribution node ( 2 ) in a control device ( 1 ) from which star-shaped conductor strands ( 3.1 to 3.3 ) to connection sockets ( 5.1 to 5.3 ) for the individual components ( 4.1 to 4.3 ), after switching on the bus system all sockets ( 5.1 to 5.3 ) at the line strands ( 3.1 to 3.3 ) from the distribution node ( 2 ) and then a first connector ( 5.1 ) on a first wiring harness ( 4.1 ) at the distribution node ( 2 ) is connected or activated and provided with an address, while the other connection sockets from the distribution node ( 2 ) remain disconnected, in the next step a second connection socket ( 5.2 ) on a second wiring harness ( 4.2 ) and with a further address, while the remaining sockets remain switched off, and these steps are continued until all sockets on the line strands are provided with an address.
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Date Code Title Description
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R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20120317