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Die Erfindung betrifft eine Wartungseinheit für ein eine Busleitung, eine mit der Busleitung verbundene Mastereinheit und mindestens eine mit der Busleitung verbundene Slaveeinheit umfassendes ASI-Bussystem.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein ASI-Bussystem, umfassend eine Busleitung, eine mit der Busleitung verbundene Mastereinheit und mindestens eine mit der Busleitung verbundene Slaveeinheit.
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ASI-Bussysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Beispielsweise sind diese in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben:
-AS-i Buch: | AS-Interface - Die Lösung in der Automation |
| Herausgebe: Rolf Becker, 2002 |
| Verlag: AS International Association. |
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- Bihler -Wiedemann: | AS-Interface Analyzer „BW1415“ |
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- Virtuelle Akademie von AS-Interface, www.A-Interface.net |
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- AS-Interface, Pepperl & Fuchs, Handbuch TDOCT-0159 AGER, 05/2007 |
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Handprogrammiergeräte | VBP-HH1 |
Handheld | VPP-HH1-V30 |
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Die
DE 10 2006 051 444 B4 offenbart eine Diagnoseeinrichtung für ein Feldbussystem, in dem Busteilnehmer über einen Feldbus Daten gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll in Form von Datenpaketen austauschen, mit Mitteln zum Analysieren der Datenpakete und ableiten von aktualisierten Zuständen der Busteilnehmer.
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Die
US 2008 / 0 075 012 A1 offenbart einen HART-Feldbus und einen Wartungsmonitor hierfür.
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Bei den bekannten ASI-Bussystemen ist üblicherweise die Mastereinheit so aufgebaut, dass sämtliche Bedien- und Diagnosefunktionen in der Mastereinheit vorgesehen sind und über diese erfolgen, so dass die Mastereinheit stets mit einer Dateneingabeeinheit und einer Visualisierungseinheit sowie mit den zum Betrieb des Bussystems erforderlichen Datenverarbeitungsfunktionen und Programmen versehen ist.
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Ferner ist die Mastereinheit üblicherweise in einem nur unter besonderen Funktionsbedingungen der von dem Bussystem überwachten und/oder gesteuerten Anlage zugänglichen Schaltschrankgehäuse angeordnet, so dass ein einfacher und insbesondere von der Funktion der Anlage, in welcher das Bussystem installiert ist, unabhängiger Zugang nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wartungseinheit und ein Bussystem zu schaffen, mit welchen in einfacher Weise eine Wartung eines ASI-Bussystems möglich ist.
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Dabei wird unter einer Wartung eines ASI-Bussystems sowohl die Betriebsüberwachung des ASI-Bussystems bei einer laufenden Anlage, in welcher das ASI-Bussystem integriert ist, das gezielte Testen eines derartigen ASI-Bussystems und die Konfigurationsänderung oder Initialisierung des ASI-Bussystems verstanden.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Wartungseinheit für ein eine Busleitung, eine mit der Busleitung verbundene Mastereinheit und mindestens eine mit der Busleitung verbundene Slaveeinheit verbundenes ASI-Bussystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Wartungseinheit eine an beliebigen Stellen mit der Busleitung lösbar verbindbare Anschlusseinheit aufweist, dass die Anschlusseinheit mit einer Signalwandlungseinheit zusammenwirkt, welche in der Lage ist, Signale auf der Busleitung in Bitfolgen und umgekehrt umzusetzen, dass eine die Bitfolgen mit der Signalwandlereinheit austauschende Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist, dass die Datenverarbeitungseinheit in einem Monitormodus betreibbar ist, in welchem anhand von ASI-Standards in den Bitfolgen ASI-Telegramme erkannt und zur Analyse erfasst werden und/oder dass die Datenverarbeitungseinheit in einem Kommunikationsmodus betreibbar ist, in welchem die Möglichkeit besteht, mit der Mastereinheit zu kommunizieren.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass damit die Möglichkeit besteht, eine Wartung des Bussystems vorzunehmen, ohne zur Mastereinheit selbst Zugang zu haben, so dass die bekannten Probleme hinsichtlich eines Zugangs zur Mastereinheit entfallen und darüber hinaus noch die Wartung dadurch erleichtert wird, dass an einer für eine Wartungsperson geeigneten Stelle die erfindungsgemäße Wartungseinheit mit der Busleitung verbunden werden kann, um somit lokal an optimaler Stelle des Bussystems die für die Wartung erforderlichen Informationen über das Bussystem zur Verfügung zu haben.
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Damit besteht die Möglichkeit für eine Wartungsperson, die Wartung unter vereinfachten Zugangsbedingungen und ausgehend von einer lokal geeigneten Stelle der Busleitung durchzuführen.
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Hinsichtlich der einzelnen Komponenten der Wartungseinheit wurden dabei keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Datenverarbeitungseinheit eine Speichereinheit zugeordnet ist.
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Ferner sieht ergänzend oder alternativ eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Datenverarbeitungseinheit eine Anzeigeeinheit zugeordnet ist.
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Weiterhin ist ergänzend oder alternativ vorgesehen, dass der Datenverarbeitungseinheit eine Eingabeeinheit zugeordnet ist.
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Hinsichtlich der Funktionsweise der Datenverarbeitungseinheit im Monitormodus wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine Lösung vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit im Monitormodus anhand der ASI-Standards die im Bussystem vorhandenen Slaveeinheiten identifizierbar sind.
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Damit besteht für eine Wartungsperson in einfacher Weise die Möglichkeit mit der Wartungseinheit alle im ASI-Bussystem vorhandenen Slaveeinheiten zu erfassen.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus Listen der im Bussystem vorhandenen Slaveeinheiten erstellbar sind.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit im Monitormodus die im Bussystem vorhandenen Slaveeinheiten mittels der Anzeigeeinheit anzeigbar sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wartungseinheit sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit im Monitormodus anhand der ASI-Standards die im Bussystem aktivierten Slaveeinheiten identifizierbar sind.
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Besonders günstig ist es, wenn mit der Datenverarbeitungseinheit im Monitormodus Listen der im Bussystem aktivierten Salveeinheiten erstellbar sind.
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Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus die aktivierten Slaveeinheiten über die Anzeigeeinheit anzeigbar sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus Fehler im Bussystem erkennbar sind.
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Sieht eine bevorzugte Lösung vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus durch Analyse der ASI-Telegramme Telegrammfehler erfassbar sind.
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Weiterhin sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus durch Analyse der ASI-Telegramme Telegrammwiederholungen erfassbar sind.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus durch Analyse der ASI-Telegramme Zykluszeiten erfassbar sind.
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Für die Auswertung der Zykluszeiten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus aufgrund der ASI-Telegramme und der Erfassung mehrerer aufeinanderfolgender Zykluszeiten ein Mittelwert der Zykluszeiten erfassbar ist.
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Mit einem derartigen Mittelwert lässt sich die Funktion des Bussystems insbesondere dann vorteilhaft auswerten, wenn mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus aufgrund der Erfassung und Auswertung der ASI-Telegramme Abweichungen der Zykluszeit von einem Mittelwert der Zykluszeiten erfassbar sind.
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Derartige Abweichungen der Zykluszeit von einem Mittelwert der Zykluszeit stellen ein Maß für die Stabilität der Funktionsweise des Bussystems dar.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus die im Bussystem vorhandenen Slaveeinheiten mit Peripheriefehler identifizierbar sind.
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Das heißt, dass durch die Datenverarbeitungseinheit die Möglichkeit besteht, die insbesondere in den Slaveantworten enthaltenen Informationen und Parameter zu analysieren und anhand dieser Analyse herauszufinden, ob die Peripherie der jeweiligen Slaveeinheit in der vorgesehenen Weise arbeitet oder ob die Peripherie der Slaveeinheit Fehlfunktionen aufweist.
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Derartige Fehlfunktionen können beispielsweise sein, dass die Sensoren keine zuverlässigen Werte erfassen, beispielsweise den Wert Null oder einen konstanten, nicht variierenden Wert oder derartige Fehlfunktionen können sein, dass beispielsweise die den Slaveeinheiten zugeordneten Aktoren nicht mehr arbeiten und somit die Sensoren keine Funktion der Aktoren mehr feststellen können.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus Listen der Slaveeinheiten mit Peripheriefehler erstellbar sind.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus die Slaveeinheiten mit Peripheriefehler durch die Anzeigeeinheit anzeigbar sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wartungseinheit sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus kommunizierte Daten mindestens einer einzelnen Slaveeinheit anzeigbar sind.
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Damit besteht die Möglichkeit, zu erkennen, welche Daten den Slaveeinheiten übermittelt werden und welche Daten wiederum die Slaveeinheiten der Mastereinheit zurückmelden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus von der Mastereinheit zur jeweiligen Slaveeinheit übermittelte Daten anzeigbar sind.
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Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus von der Slaveeinheit zur Mastereinheit übermittelte Daten anzeigbar sind.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mit der Datenverarbeitungseinheit in dem Monitormodus durch Analyse der ASI-Telegramme Konfigurationsfehler erfassbar sind.
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Derartige Konfigurationsfehler des Bussystems sind beispielsweise Fehler die durch falsche Adressangaben oder eine falsche Reihenfolge der Slaveeinheiten in dem jeweiligen Zyklus bedingt sind oder auch Fehler, die dadurch bedingt sind, das einer Slaveeinheit von dieser nicht verarbeitbare Parameter übermittelt werden.
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Um nun im Kommunikationsmodus die Möglichkeit zu haben, eine Kommunikation zwischen der Wartungseinheit und der Mastereinheit durchzuführen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass mit der Datenverarbeitungseinheit im Kommunikationsmodus eine freie Slaveadresse im Bussystem erkennbar ist.
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Damit besteht die Möglichkeit, das Bussystem daraufhin zu analysieren und die Kommunikationsmöglichkeiten im Bussystem zu erfassen.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn die Wartungseinheit mit der Datenverarbeitungseinheit im Kommunikationsmodus über eine Slaveadresse im Bussystem anmeldbar ist, so dass die Möglichkeit besteht, mit der Mastereinheit über diese Slaveeinheit zu kommunizieren.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass mit der Datenverarbeitungseinheit im Kommunikationsmodus eine Kommunikation mit der Mastereinheit aufbaubar ist.
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Um in all den Fällen, in denen der Kommunikationsaufbau aufgrund nicht vorhandener gerätetechnischer Voraussetzungen oder Funktionsstörungen nicht möglich ist, in einfacher Weise einen Weiterbetrieb der Wartungseinheit vorzusehen, geht bei einem Scheitern des Aufbaus der Kommunikation mit der Mastereinheit die Datenverarbeitungseinheit in den Monitormodus über.
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Der Kommunikationsmodus kann dabei in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein.
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Beispielsweise ist bei einer Lösung vorgesehen, dass der Kommunikationsmodus auch einen Betriebszustand Slavesimulation umfasst, in welchem die Möglichkeit besteht, durch Simulation einer Slaveeinheit mit der Mastereinheit und dem übrigen Bussystem zu kommunizieren und somit Fehler oder Fehleinstellungen des Bussystems zu erkennen.
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Eine andere bevorzugte Möglichkeit sieht vor, dass der Kommunikationsmodus einen Betriebszustand Masterfunktionskommunikation zum Kommunizieren von masterfunktionsrelevanten Daten mit der Mastereinheit umfasst.
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Unter masterfunktionsrelevanten Daten sind dabei alle Daten zu verstehen, welche für die Funktion der Mastereinheit im Bussystem Relevanz und somit die Funktion des Bussystems zusammen mit der Mastereinheit definieren.
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Derartige masterfunktionsrelevante Daten sind beispielsweise Slaveadressen, Slaveparameter, Zyklusdaten, das heißt Daten über die Zyklen, in denen die Slaveeinheiten aufgerufen werden, aber auch Steuerdaten und Programmdaten der SPS-Steuerung sowie Schnittstellenparameter und von der SPS-Steuerung ermittelte Diagnosedaten bezüglich der Funktion des Bussystems.
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Um sicherzustellen, dass mit der Mastereinheit masterfunktionsrelevante Daten ausgetauscht werden können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinheit im Kommunikationsmodus nach einer Profilerkennung und/oder nach einem Passwortaustausch mit der Mastereinheit in den Betriebszustand Masterfunktionskommunikation übergehen kann.
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Der Betriebszustand Masterfunktionskommunikation ist dabei nicht im Einzelnen abschließend spezifiziert.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Datenverarbeitungseinheit im Betriebszustand Masterfunktionskommunikation masterfunktionsrelevante Daten der Mastereinheit von dieser auf die Wartungseinheit übertragen lassen kann.
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Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinheit im Betriebszustand Masterfunktionskommunikation masterfunktionsrelevante Daten von der Wartungseinheit auf die Mastereinheit übertragen kann.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn die Datenverarbeitungseinheit im Betriebszustand Masterfunktionskommunikation masterfunktionsrelevante Daten in der Mastereinheit vorgeben oder ändern kann.
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Beispielhaft werden nachfolgend im einzelnen masterfunktionsrelevante Daten erwähnt und erläutert, wobei diese Aufzählung und Erläuterung der masterfunktionsrelevante Daten keine abschließende Aufzählung ist, sondern nur eine beispielhafte Erläuterung einer Vielzahl von möglichen masterfunktionsrelevanten Daten.
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Beispielsweise sind derartige masterfunktionsrelevante Daten Slaveadressen, das heißt die den einzelnen Slaveeinheiten zugeordneten Adressen, welche diese durch den Masteraufruf aufgerufen werden können.
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Dabei ist auch die Reihenfolge der Slaveadressen entscheidend, da durch diese die Abfolge festgelegt wird, wie die Slaveeinheiten in einem Zyklus von der Mastereinheit durch den Masteraufruf aufgerufen werden und durch Slaveantworten antworten.
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Weitere masterfunktionsrelevante Daten sind Ausgabedaten und Parameter für die Slaveeinheiten, mit denen entweder die Sensoren oder Aktoren der Slaveeinheiten angesprochen und/oder definiert gesteuert werden können.
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Andere masterfunktionsrelevante Daten sind beispielsweise Steuerbits der Mastereinheit, mit welchen beispielsweise festlegbar ist, ob die Mastereinheit in einem geschützten Modus oder in einem Projektiermodus arbeitet.
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Weitere masterfunktionsrelevante Daten sind beispielsweise Programmparameter und Programmdaten einer der Mastereinheit zugeordneten SPS-Steuerung, mit welcher festlegbar ist, welche Funktionen von Peripherieeinheiten der Slaveeinheiten ausgeführt werden sollen.
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Weitere masterfunktionsrelevante Daten sind Parameter, mit welcher eine Schnittstelle zwischen der Mastereinheit und einem übergeordneten Feldbus definierbar ist.
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Darüber hinaus sind noch masterfunktionsrelevante Daten auch von der Mastereinheit ermittelte Diagnosedaten, welche den Funktionszustand des Bussystems zumindest beschreiben.
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Außerdem wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein ASI-Bussystem, umfassend eine Busleitung, eine mit der Busleitung verbundene Mastereinheit und mindestens eine mit der Busleitung verbundene Slaveeinheit erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mastereinheit in einem Modus betreibbar ist, in welchem die Mastereinheit mit einer mit der Busleitung verbundenen Wartungseinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche unter Austausch masterfunktionsrelevanter Daten kommunizieren kann.
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Das heißt, dass bei in einem derartigen Bussystem die Mastereinheit so aufgebaut ist, dass sie in der Lage ist, masterfunktionsrelevante Daten mit einer im Bussystem an beliebiger Stelle vorhandenen erfindungsgemäßen Wartungseinheit auszutauschen, die gemäß einem oder mehreren der vorstehend definierten Merkmale ausgebildet ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die masterfunktionsrelevante Kommunikation zwischen der Mastereinheit und der Wartungseinheit durch eine Profilerkennung und/oder ein Passwortaustausch initialisiert werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bussystems.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen ASI-Bussystems, welches mit einem übergeordneten Feldbussystem kommuniziert.
- 2 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines ASI-Telegramms, zum einen dargestellt als Impulsfolge, zum anderen als Bitfolge;
- 3 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Kommunikation einer Mastereinheit mit einer Slaveeinheit in einem ASI-Bussystem über ASI-Telegramme;
- 4 eine schematische Darstellung eines Zyklus, in welchem Slaveeinheiten nacheinander durch einen Masteraufruf aufgerufen werden und durch eine Slaveantwort antworten;
- 5 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Slaveeinheit eines ASI-Bussystems;
- 6 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Mastereinheit eines ASI-Bussystems;
- 7 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Wartungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 8 eine schematische Darstellung möglicher Betriebsarten bei einem Monitormodus der Wartungseinheit und
- 9 eine schematische Darstellung möglicher Betriebsarten bei einem Kommunikationsmodus der erfindungsgemäßen Wartungseinheit.
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Ein in 1 schematisch dargestelltes und als Ganzes mit 10 bezeichnetes ASI-Bussystem umfasst eine als Ganzes mit 12 bezeichnete Busleitung, welche in diesem Fall aus zwei elektrischen Leitern gebildet ist, eine mit der Busleitung 12 verbundene Mastereinheit 20 und eine Vielzahl von mit der Busleitung 12 verbundenen Slaveeinheiten 22, die ebenfalls mit der Busleitung 12 verbunden sind.
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Bei dem bekannten ASI-Bussystem 10 kommuniziert die Mastereinheit 20 gemäß dem ASI-Standard mit den Slaveeinheiten 22 über eine in 2 dargestellte und auf die Busleitung 12 aufmodulierte Pulsfolge 24 von negativen und positiven Impulsen, die ein sogenanntes ASI-Telegramm darstellt.
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Bei einer Demodulation einer derartigen Pulsfolge 24 entsteht eine in 2 mit 26 bezeichnete Bitfolge, welche, wie in 3 dargestellt, beispielsweise ein Masteraufruf 28 gemäß dem ASI-Standard sein kann, mit welchem die Mastereinheit 20 eine der Slaveeinheiten 22 aufruft.
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Gemäß dem ASI-Standard folgt auf diesen Masteraufruf 28 eine Masterpause 32 und auf diese Masterpause 32 folgt eine von der Slaveeinheit 22 zurückgesandte Slaveantwort 34, auf welche wiederum eine Slavepause 36 folgt.
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Die durch die Pulsfolge 24 und die entsprechende Bitfolge 26, beispielsweise den Masteraufruf 28, dargestellte Nachricht wird als Telegramm 30 bezeichnet, welches gemäß den ASI-Standards festgelegt ist.
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In gleicher Weise wird auch die Slaveantwort 34 als Telegramm bezeichnet, dessen Format ebenfalls durch die ASI-Standards festgelegt ist. Dasselbe gilt auch für die Masterpause 32 und die Slavepause 36.
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Bei dem aktuellen üblichen Konzept eines ASI-Bussystems sind beispielsweise zwei Gruppen von Slaveeinheiten 22, nämlich sogenannte A-Slaveeinheiten und B-Slaveeinheiten, vorgesehen, wobei jede Gruppe der Slaveeinheiten 22 in einem Zyklus aufeinanderfolgend aufgerufen wird, beispielsweise beginnend mit der Slaveeinheit 221A , an welche das Telegramm 311A vom Master 20 gesandt wird, wobei dann die Slaveeinheit 221A mit dem Telegramm 401A antwortet. In diesem Zyklus werden alle Slaveeinheiten 221A bis 22 31A vom Master mit dem entsprechenden Masteraufruf 28 in Form eines jeweiligen Telegramms 30 aufgerufen und jede der A-Slaveeinheiten antwortet mit der Slaveantwort 34 in Form eines Telegramms 40.
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In gleicher Weise werden zyklisch auch alle Slaveeinheiten 221B bis 2231B mit einem Telegramm 30 als Masteraufruf 28 aufgerufen und antworten mit einem Telegramm 40 als Slaveantwort 34, wie in 4 dargestellt.
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Wie in 5 im Detail dargestellt, umfasst beispielsweise jede der Slaveeinheiten 22 eine Anschlusseinheit 50, mit welcher eine galvanische Verbindung mit der Busleitung 12 herstellbar ist.
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Durch die galvanische Verbindung mit der Busleitung 12 ist es möglich, in der jeweiligen Slaveeinheit 22 eine Stromversorgung 52 zu speisen, welche dazu dient, die jeweilige Slaveeinheit 22 mit elektrischer Energie zu verfolgen.
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Ferner ist mit der Anschlusseinheit 50 eine Empfängereinheit 54 verbunden, welche in der Lage ist, die Pulsfolge 24 des Masteraufrufs 28 auf der Busleitung 12 zu empfangen und in die entsprechende Bitfolge 26 zu wandeln. Außerdem ist mit der Anschlusseinheit 50 eine Sendeeinheit 56 verbunden, welche in der Lage ist, aus einer Bitfolge 26 einer Slaveantwort 34 die entsprechende Pulsfolge 24 zu generieren und über die Busleitung 12 zu senden.
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Die Empfängereinheit 54 und die Sendeeinheit 56 sind mit einer als Ganzes mit 60 bezeichneten Ablaufsteuerung verbunden, welche den Empfang des Masteraufrufs 28 und das Senden der Slaveantwort 34 steuert und außerdem die in dem Masteraufruf 28 übermittelten Informationen einer Ein-/Ausgabeeinheit 62 übermittelt, die beispielsweise in der Lage ist, Sensoren auszulesen und/oder Aktoren zu steuern.
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In gleicher Weise ist auch noch eine Parameterausgabeeinheit 64 vorgesehen, mit welcher in dem Masteraufruf 28 übermittelte Parameter, beispielsweise für einen Aktor, ausgebbar sind.
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Darüber hinaus ist die Ablaufsteuerung 60 noch mit einer Speichereinheit 66 versehen, um das ablaufende Programm sowie Daten und Parameter zu speichern.
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Die Mastereinheit 20 umfasst, wie in 6 im Detail dargestellt, ebenfalls eine Anschlusseinheit 70, eine Empfängereinheit 74 und eine Sendeeinheit 76, die mit einer als Ganzes mit 80 bezeichneten Ablaufsteuerung verbunden sind, wobei der Ablaufsteuerung 80 eine Datenspeichereinheit 82 zugeordnet ist.
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Die Ablaufsteuerung 80 steuert dabei das Senden der Masteraufrufe 28 und das Empfangen der Slaveantworten 34 in dem vorgesehenen Zyklus, wobei die Empfängereinheit 74 die auf der Busleitung 12 ankommenden Pulsfolgen 24 in Bitfolgen 26 umsetzt und der Ablaufsteuerung 80 übermittelt und die Sendeeinheit 76 Bitfolgen 26 der Ablaufsteuerung 80 in Pulsfolgen 24 umsetzt und diese auf die Busleitung 12 moduliert.
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Der Ablaufsteuerung 80 ist eine Speichereinheit 82 zugeordnet, in welchem Slaveadressen, Slaveparameter und auch Zyklusdaten der Ablausteuerung gespeichert sind.
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Die Mastereinheit 20 kann zum Beispiel in einem geschützten Modus betrieben werden, in dem die Daten in dem Speicher 82 nicht veränderbar sind oder zum Beispiel in einem Projektiermodus, in dem die Daten in dem Speicher 82 veränderbar sind.
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Die Ablaufsteuerung 80 wirkt ferner mit einer in der Mastereinheit 20 vorgesehenen SPS-Steuerung 100 zusammen, welcher eine Speichereinheit 102 zugeordnet ist.
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Mit der SPS-Steuerung 100 werden durch ein in der Speichereinheit 102 abgelegtes Programm die Funktionen von Sensoren und/oder Aktoren und/oder anderen Peripherieeinheiten des Bussystems 10 gesteuert, es wird insbesondere gesteuert, welche der Slaveeinheiten 22 zu welchen Funktionen aufgerufen werden und es werden ferner die über die Slaveantworten 34 erhaltenen Informationen verarbeitet.
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Die SPS-Steuerung 100 arbeitet ferner ihrerseits noch mit einer Schnittstelle 110 zusammen, welche eine Verbindung zu einem übergeordneten Feldbussystem 120 herstellt, mit welchem die Mastereinheit 20 kommuniziert und dabei Informationen empfängt oder weitergibt, beispielsweise Informationen von den den Slaveeinheiten 22 zugeordneten Sensoren und/oder Aktoren und/oder anderen Peripherieeinheiten.
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In der Speichereinheit 102 ist das Programm der SPS Steuerung 100 gespeichert.
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Außerdem sind in der Speichereinheit 102 Schnittstellenparameter gespeichert, mit denen die Schnittstellen 110 betreibbar sind.
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Außerdem lassen sich in der Speichereinheit 100 auch Diagnosedaten des Bussystems 10 speichern, die sich mit Diagnosefunktionen der SPS Steuerung 100 sowohl aus den Telegrammen, den Zykluszeiten als auch den in den Telegrammen übermittelten Parametern durch Analyse gewinnen lassen.
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An jeder beliebigen Stelle der Busleitung 12 ist mit dieser eine als Ganzes mit 140 bezeichnete mobile, insbesondere tragbare Wartungseinheit lösbar verbindbar, welche ebenfalls beispielsweise eine Anschlusseinheit 142 aufweist, mit welcher an jeder freien Stelle der Busleitung eine lösbare galvanische Verbindung mit der Busleitung 12 herstellbar ist (7).
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Die Anschlusseinheit 142 ist verbunden mit einer als Ganzes mit 144 bezeichneten Signalwandlungseinheit, welche in der Lage ist, die durch die Busleitung 12 übermittelten Pulsfolgen 24 in entsprechende Bitfolgen 26 oder umgekehrt zu wandeln.
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Die Bitfolgen 26 werden zwischen der Signalwandlungseinheit 74 und einer als Ganzes mit 150 bezeichneten Datenverarbeitungseinheit ausgetauscht, welche mit einer Speichereinheit 152, einer Anzeigeeinheit 154, beispielsweise ausgebildet als Display, sowie mit einer Eingabeeinheit 156, beispielsweise ausgebildet als Tastenfeld, gekoppelt ist.
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Mittels der Eingabeeinheit 156 besteht die Möglichkeit, in der Datenverarbeitungseinheit 150 verschiedene Modi aufzurufen, um mit der Wartungseinheit 140 die verschiedensten Funktionalitäten betreffend die Konzeption, Initialisierung, die Wartung und/oder die Überprüfung des Bussystems 10 realisieren zu können.
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So ist die Datenverarbeitungseinheit 150 beispielsweise in einem in 8 schematisch dargestellten Monitormodus 160 betreibbar, welcher sich beispielsweise durch die Eingabeeinheit 156 aufrufen lässt und in diesem Monitormodus 160 sind von der Datenverarbeitungseinheit 150 die unterschiedlichsten Funktionalitäten realisierbar.
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So ist beispielsweise in dem Monitormodus 160 die Betriebsart Slaveerkennung 162 realisierbar, bei welcher die Datenverarbeitungseinheit die Bitfolgen 26 sämtlicher Masteraufrufe 28 und Slaveantworten 34 analysiert, um zu erkennen, welche Slaveeinheiten 22 mit welchen Slaveadressen in dem Bussystem 10 vorhanden sind.
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Dies Slaveerkennung 162 ermöglicht es beispielsweise auf der Anzeigeeinheit 154 im Rahmen einer Listfunktion 164 alle Slaveeinheiten 22 mit oder ohne Slaveadressen, beispielsweise A-Slaveeinheiten und B-Slaveeinheiten getrennt, zu listen und in einer Anzeigefunktion 166 auf der Anzeigeeinheit 154 anzuzeigen.
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Es ist aber auch denkbar, zusätzlich noch zwischen aktivierten und nicht aktivierten Slaveeinheiten 22 zu unterscheiden und diese beispielsweise bei der Anzeige der Slaveeinheiten 22 mit der Anzeigefunktion 166 noch entsprechend zu kennzeichnen.
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Darüber hinaus umfasst der Monitormodus 90 auch noch die Betriebsart Fehlererkennung 172, die es ermöglicht, in dem Bussystem 12 auftretende Fehler unterschiedlichster Art zu erkennen.
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So sieht beispielsweise eine Telegrammfehlerfunktion 174 die Möglichkeit vor, die Telegramme 30 oder 40 im Hinblick auf fehlerhafte Pulsfolgen zu analysieren und diese Telegrammfehler, beispielsweise in Verbindung mit der jeweiligen Slaveeinheit 22 oder der Mastereinheit 20 anzuzeigen.
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Neben der Analyse der Telegramme 30 oder 40 besteht auch noch die Möglichkeit, im Rahmen der Telegrammfehlerfunktion Zykluszeiten, das heißt die Zeiträume die zum Aufrufen aller A-Slaveeinheiten 22 oder B-Slaveeinheiten 22 benötigt werden, zu erfassen und insbesondere mehrere aufeinanderfolgende Zykluszeiten zu erfassen, um beispielsweise durch Bildung eines Mittelwerts der Zykluszeiten Abweichungen einzelner Zykluszeiten von dem Mittelwert festzustellen und somit festzustellen, ob oder in welchem Maße das Bussystem stabil arbeitet.
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Eine andere Funktion ist die Peripheriefehlerfunktion 176, die es erlaubt, Fehler in der Peripherie der Slaveeinheiten 22, also beispielsweise bei den Sensoren und/oder Aktoren und/oder anderen Peripherieeinheiten, zu erkennen und gegebenenfalls im Zusammenhang mit der jeweiligen Slaveeinheit 22 auf der Anzeigeeinheit 84 anzuzeigen.
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Eine weitere vorteilhafte Betriebsart im Monitormodus 160 sieht die Datenerkennung 182 vor, bei welcher die Datenverarbeitungseinheit 80 in der Lage ist, entweder Daten zu erkennen, die von der Mastereinheit 20 der jeweiligen Slaveeinheit 22 mit dem Masteraufruf 28 übermittelt werden, oder Daten zu erkennen, die von der jeweiligen Slaveeinheit 22 der Mastereinheit 20 mit der Slaveantwort 34 übermittelt werden.
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Darüber hinaus besteht auch noch die Möglichkeit, in der Betriebsart Konfigurationserkennung 192 Konfigurationsfehler des Bussystems 10, also beispielsweise unrichtige Zykluskonfigurationen für den Aufruf der Slaveeinheiten 22, zu erkennen.
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Die erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinheit 80 ist neben dem Monitormodus 1600 auch in einem Kommunikationsmodus 200 betreibbar, im Rahmen von welchem ebenfalls die unterschiedlichsten Funktionen realisierbar sind (9).
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Da jedoch ein Anschluss der erfindungsgemäßen Wartungseinheit 140 nicht in der Betriebskonfiguration des Bussystems 10 vorgesehen ist, ist es erforderlich, dass die Wartungseinheit 140 zunächst im Kommunikationsmodus 200 eine Kommunikation mit der Mastereinheit 20 aufbaut.
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Die Kommunikation mit der Mastereinheit 20 kann dabei in unterschiedlichster Art und Weise erfolgen.
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Beispielsweise ist es denkbar, beim Aufbau der Mastereinheit 20 bereits eine spezifische Adresse für die Kommunikation mit der Wartungseinheit 140 vorzusehen.
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Dies würde jedoch bei den vorhandenen und bereits etablierten Bussystemen 10 Probleme bereiten.
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Aus diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Kommunikationsmodus 200 die Datenverarbeitungseinheit 150 in die Betriebsart Kommunikationsaufbau 202 übergeht und im Rahmen der Betriebsart Kommunikationsaufbau 202 das Bussystem 10 dahingehend überprüft, ob eine freie Adresse für eine Slaveeinheit 22 vorhanden ist, die nicht durch eine Slaveeinheit 22 genutzt wird, jedoch von der Mastereinheit 20 zum möglichen Einsatz einer Slaveeinheit 22 vorgesehen und aktivierbar ist.
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Wird eine derartige freie Adresse in der Betriebsart Kommunikationsaufbau 202 gefunden, wird eine Kommunikation zwischen der Wartungseinheit 140 und der Mastereinheit 20 aufgebaut, wobei die Wartungseinheit 140 in dem jeweiligen Zyklus, in dem die freie Adresse vorhanden ist, von der Mastereinheit 20 durch einen Masteraufruf 28 aufgerufen wird und die Wartungseinheit 140 hierbei mit einer einer Slaveantwort 34 entsprechenden Antwort antwortet.
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Nach dem Kommunikationsaufbau 202 besteht die Möglichkeit, beispielsweise mit der Datenverarbeitungseinheit 150 in eine Betriebsart Slavesimulation 204 überzugehen, in welcher diese eine Slaveeinheit simuliert, um beispielsweise verschiedene Funktionen des Bussystems 10 zu testen.
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Eine derartige Slavesimulation ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2008 022 286 A1 offenbart, auf welche hiermit im Zusammenhang mit einer Slavesimulation vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Möglichkeit sieht jedoch vor, dass der Kommunikationsmodus 200 die Betriebsart Masterfunktionskommunikation 206 umfasst, welche es erlaubt, zwischen der Mastereinheit 20 und der Wartungseinheit 140 masterfunktionsrelevante Daten auszutauschen.
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Eine derartige Masterfunktionskommunikation 206 setzt jedoch voraus, dass die Mastereinheit 20 die Wartungseinheit 140 als solche, beispielsweise an ihrem Kommunikationsprofil, erkennt und/oder dass vorab ein Passwort zwischen der Wartungseinheit 70 und der Mastereinheit 20 ausgetauscht wird, um sicher zu sein, dass die Masterfunktionskommunikation 206 über eine erlaubte Verbindung erfolgt.
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Erkennt die Mastereinheit 20 die Wartungseinheit 140 nicht als Teilnehmer des Bussystems 10 und kommt keine Masterfunktionskommunikation zustande, so besteht die Möglichkeit, dass in diesem Fall die Wartungseinheit 140 entweder in der Betriebsart Slavesimulation verbleibt oder in den Monitormodus 160 übergeht.
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Vorzugsweise ist die Mastereinheit 20 so konzipiert, dass diese die Masterfunktionskommunikation sowohl im geschützten Modus als auch im Projektiermodus zulässt.
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Im Rahmen einer derartigen Masterfunktionskommunikation 206 besteht die Möglichkeit, masterfunktionsrelevante Daten der Mastereinheit 20, beispielsweise Daten aus den Speichereinheiten 82 und 102 der Mastereinheit 20, von dieser auf die Wartungseinheit 140 zu übertragen.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, entsprechende masterfunktionsrelevante Daten von der Wartungseinheit 140 auf die Mastereinheit 20 zu übertragen.
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Beispielsweise besteht die Möglichkeit, masterfunktionsrelevante Daten mittels der Datenverarbeitungseinheit 150 der Mastereinheit 20 vorzugeben oder in dieser zu ändern.
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Derartige masterfunktionsrelevante Daten können beispielsweise Slaveadressen sein, so dass die Möglichkeit besteht, die Adressen der Slaveeinheiten 22 zu ändern und somit auch beispielsweise den Zyklus, in welchem die einzelnen Slaveeinheiten 22 aufgerufen werden, zu verändern.
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Masterfunktionsrelevante Daten können auch Slaveparameter sein, die im Rahmen der Masterfunktionskommunikation mittels der Wartungseinheit 140 geprüft und/oder geändert werden können.
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Masterfunktionsrelevante Daten können aber auch Zyklusdaten sein, die den Datenaustausch zwischen der Mastereinheit 20 und den Slaveeinheiten 22 bestimmen.
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Weitere derartige masterfunktionsrelevante Daten sind Programmdaten und/oder Steuerungsdaten für die der Mastereinheit 20 zugeordnete speicherprogrammierbare Steuerung 100.
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Schließlich umfassen die masterfunktionsrelevanten Daten auch Daten, die Schnittstellenparameter zu einer Schnittstelle 110 zwischen der Mastereinheit 20 und einem übergeordneten Feldbussystem 120 vorgeben.
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Masterfunktionsrelevante Daten können auch Diagnosedaten sein, die die SPS-Steuerung 100 ermittelt und in der Speichereinheit 102 gespeichert hat.