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Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung zur Verbindung von elektrischen Systemen mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung; mit einem Funktionsmodul, das zur Bereitstellung von elektrischen Signalen an elektrische Systeme und/oder zum Empfang von elektrischen Signalen von elektrischen Systemen ausgebildet ist, mit einem Buskoppler, der für eine Kommunikation mit dem Funktionsmodul gemäß einem internen Kommunikationsprotokoll sowie für eine Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung gemäß einem vorgebbaren Buskommunikationsprotokoll ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung von austauschbaren elektrischen Systemen.
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Kopplungseinrichtungen für die Verbindung von elektrischen Systemen wie Aktoren, Ventilen, Sensoren und Kombinationen davon mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung, insbesondere einer speicherprogrammierbaren Steuerung, sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden von der Anmelderin beispielsweise unter der Bezeichnung „modulares elektrisches Terminal CPX” vertrieben. Eine derartige Kopplungseinrichtung dient dazu, von der übergeordneten Steuerungseinrichtung gemäß einem Buskommunikationsprotokoll bereitgestellte Steuersignale in geeignete elektrische Signale für die angeschlossenen Systeme umzusetzen und Signale von den elektrischen Systemen an die übergeordnete Steuerungseinrichtung zu übertragen. Die bekannte Kopplungseinrichtung ist derart eingerichtet, dass ein Anschließen der gewünschten elektrischen Systeme bei abgeschalteter Kopplungseinrichtung vorgenommen wird und anschließend während eines Einschaltvorgangs für die Kopplungsvorrichtung automatisch eine Ermittlung der Eigenschaften der angeschlossenen elektrischen Systeme vorgenommen wird. Die ermittelten Eigenschaften werden dann über einen der Kopplungseinrichtung zugehörigen Buskoppler, der für die Kommunikation mit der übergeordneten Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, an die übergeordnete Steuerungseinrichtung übertragen. Diese kann dann anhand der zur Verfügung gestellten Informationen eine auf die Eigenschaften, insbesondere auf die Anzahl und den Typ, der angeschlossenen Systeme abgestimmte Kommunikation mit der Kopplungseinrichtung vornehmen.
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Die
DE 10 2005 036 032 A1 offenbart eine Busanschalteinheit zur datentechnischen Verbindung mit einem Bussystem, die eine erste Anschlussmöglichkeit zum Anschluss der Busanschalteinheit an das Bussystem, ein Speicherelement zum Ein- und Auslesen von Speicherdaten und eine zweite Anschlussmöglichkeit zum Anschluss eines Busteilnehmers umfasst, wobei über die zweite Anschlussmöglichkeit eine Datenverbindung zwischen dem Busteilnehmer und dem Bussystem und zugleich eine davon unabhängige Datenverbindung zwischen dem Busteilnehmer und dem Speicherelement ermöglicht wird.
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Aus der
DE 198 44 797 A1 ist eine Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung zum Fertigen und/oder Montieren eines Werkstücks bekannt. Diese umfasst ein Vorrichtungsgestell mit einer Bewegungseinrichtung, an der mehrere Werkstückträger angeordnet sind, die bezüglich feststehend am Vorrichtungsgestell angeordneter Arbeitsmodule und Zubringeinrichtungen getaktet bewegbar sind, wobei die Arbeitsmodule und/oder die Zubringeinrichtungen lösbar befestigbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass jedem Arbeitsmodul und/oder jeder Zubringeinrichtung wenigstens eine lösbare Steckverbindung umfassend einen mit dem Arbeitsmodul und/oder der Zubringeinrichtung bewegbaren Stecker und einen am Vorrichtungsgestell fest angebrachten Gegenstecker zugeordnet ist, dass für die Arbeitsmodule und/oder die Zubringeinrichtungen jeweils ein separater Feldbus vorgesehen ist, über welchen von einer zentralen Steuerung gegebene Steuersignale über die Steckverbindung an die Arbeitsmodule und/oder Zubringeinrichtungen gebbar sind, und dass elektrische Identifikationsmittel zum Erfassen der Identität eines eingesetzten Arbeitsmoduls und/oder einer eingesetzten Zubringeinrichtung vorgesehen sind, deren Identifikationssignal über den Feldbus an die zentrale Steuerung gebbar sind, wobei seitens der Steuerung nach Erfassen der Identifikation eines Arbeitsmoduls und/oder einer Zubringeinheit automatisch das spezifische Steuerungsprogramm abarbeitbar ist.
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Die
DE 10 2006 010 748 A1 offenbart ein Verfahren zur Aufzeichnung von Eingangssignaländerungen, insbesondere von im explosionsgefährdeten Bereich angeordneten Feldgeräten, die an einem Eingang wenigstens einer Eingabe-/Ausgabeeinrichtung auftreten. Die Eingabe-/Ausgabeeinrichtung ist über eine lokale Verbindungsleitung mit einer Kommunikationseinheit verbunden, die wiederum mittels einer externen Verbindungsleitung mit einem Automatisierungssystem verbunden ist. Ein solches Automatisierungssystem ist ein programmierbares Prozessleitsystem, eine speicherprogrammierbare Steuerung oder auch ein Personalcomputer. Um ein zeitliches Auftreten einer solchen Eingangssignaländerung beziehungsweise eine Folge von Eingangssignaländerungen in einfacher Weise festlegen zu können, wird jeder Eingangssignaländerung eine Zeitmarke zugeordnet. Die Eingangssignaländerung und die zugeordnete Zeitmarke werden anschließend als Abrufdaten insbesondere in der Kommunikationseinheit abgespeichert. Zu vorbestimmten Zeiten oder zyklisch erfolgt ein Abrufen der Abrufdaten vom Automatisierungssystem über die externe Verbindungsleitung.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kopplungseinrichtung bereitzustellen, die einen vereinfachten Austausch von angeschlossenen elektrischen Systemen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für eine Kopplungseinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierbei ist vorgesehen, dass zwischen den Buskoppler und das Funktionsmodul eine Umschalteinrichtung eingeschleift ist, die zur Beeinflussung der Kommunikation zwischen dem Funktionsmodul und der übergeordneten Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Dazu ist wahlweise ein erster Kommunikationszustand, bei dem ein dynamisches Eigenschaftsabbild der an das Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme durch die Kopplungseinrichtung ermittelt wird und eine Bereitstellung des ermittelten Eigenschaftsabbilds an den Buskoppler und eine Übertragung des dynamischen Eigenschaftsabbilds an die übergeordnete Steuerungseinrichtung erfolgt, oder ein zweiter Kommunikationszustand, bei dem eine Bereitstellung eines vorgebbaren statischen Eigenschaftsabbilds der an das Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme durch die Kopplungseinrichtung an den Buskoppler und eine Übertragung des statischen Eigenschaftsabbilds an die übergeordnete Steuerungseinrichtung erfolgt, für die Kommunikation zwischen dem Funktionsmodul und der übergeordneten Steuerungseinrichtung einstellbar.
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Der mittels der Umschalteinrichtung einstellbare erste Kommunikationszustand entspricht der Kommunikationsweise der bekannten Kopplungseinrichtung und erfordert vor dem Austausch, dem Hinzufügen oder dem Entfernen von elektrischen Systemen ein Herunterfahren der Kopplungseinrichtung, wodurch diese zeitweilig funktionslos ist. Ferner muss nach dem Austausch, dem Hinzufügen oder dem Entfernen von elektrischen Systemen ein Neustart der Kopplungseinrichtung vorgenommen werden.
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Hierdurch ist die Verfügbarkeit der an die Kopplungseinrichtung angeschlossenen elektrischen Systeme begrenzt. Der Vorteil des ersten Kommunikationszustands ist darin zu sehen, dass die Kommunikation zwischen übergeordneter Steuerungseinrichtung und Kopplungseinrichtung exakt auf den Bedarf der angeschlossenen elektrischen Systeme angepasst ist und damit eine hohe Effizienz aufweist, sofern das Steuerungssystem aus übergeordneter Steuerungseinrichtung, Kopplungseinrichtung und angeschlossenen elektrischen Systemen beibehalten wird.
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Sofern eines oder mehrere der elektrischen Systeme häufiger ausgetauscht, hinzugefügt oder entfernt werden, ermöglicht die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung eine Umstellung in den zweiten Kommunikationszustand. Im zweiten Kommunikationszustand werden der übergeordneten Steuerungseinrichtung unabhängig von den Eigenschaften der an die Kopplungseinrichtung angeschlossenen elektrischen Systeme stets die gleichen Eigenschaften übermittelt. Somit sind unabhängig von einer Auswechslung, Hinzufügung oder Entfernung von elektrischen Systemen stets die gleichen Kommunikationsbedingungen für die Buskommunikation zwischen übergeordneter Steuerungseinrichtung und Kopplungseinrichtung zu Grunde zu legen. Dadurch wird eine Auswechslung, Hinzufügung oder Entfernung von elektrischen Systemen während des laufenden Betriebs der Kopplungseinrichtung ermöglicht. Dies ist beispielsweise bei Bearbeitungs- und/oder Montagelinien mit hohem Automatisierungsrad von Vorteil, bei denen einem Werkstückträger ein oder mehrere elektrische Systeme zugeordnet sind, die an vorgebbaren Arbeitsstationen mit der Kopplungseinrichtung elektrisch gekoppelt werden, um an dieser Arbeitsstation einen oder mehrere Arbeitsschritte durchführen zu können und anschließend von der Kopplungseinrichtung entfernt und zusammen mit dem Werkstückträger an eine nachgelagerte Arbeitsstation transportiert werden.
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Durch die Möglichkeit, die Kopplungseinrichtung in den zweiten Kommunikationszustand zu bringen, stellt sich die Kommunikation zwischen Kopplungseinrichtung und übergeordneter Steuerungseinrichtung stets gleich dar, unabhängig davon, ob zu einem bestimmten Zeitpunkt ein oder mehrere elektrische Systeme an die Kopplungseinrichtung angeschlossen sind oder nicht. Hierbei wird zwar die Effizienz der Kommunikation zwischen übergeordneter Steuerungseinrichtung und Kopplungseinrichtung verglichen mit dem ersten Kommunikationszustand reduziert. Jedoch wird durch den Entfall des Herunterfahrens und Neustartens der Kopplungseinrichtung für jeden Wechsel eines elektrischen Systems ein Zeitgewinn erzielt, der zumindest bei häufigerem Wechsel einer oder mehrerer elektrischer Systeme zu einer höheren Verfügbarkeit der Kopplungseinrichtung führt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Umschalteinrichtung für eine Auswahl zwischen mehreren, vorgebbaren statischen Eigenschaftsabbildern ausgebildet ist. Diese Eigenschaftsabbilder stellen vorgebbare Eigenschaftskombinationen dar, die an die übergeordnete Steuerungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Die Eigenschaftsabbilder können sich beispielsweise im Hinblick auf die Art der elektrischen Systeme, die beispielsweise als Eingangsmodule, insbesondere zur Verarbeitung von Sensorsignalen, als Ausgangsmodule, insbesondere zur Weiterleitung von Steuersignalen an Aktoren oder Ventile, oder als Ein-/Ausgangsmodule, insbesondere zur Ansteuerung von Aktoren und Ventilen und zur Verarbeitung von Sensorsignalen, ausgebildet sein können, unterscheiden. Ferner kann vorgesehen werden, dass sich die Eigenschaftsabbilder im Hinblick auf Datenbreite der zwischen übergeordneter Steuerungseinrichtung und Kopplungseinrichtung zu übertragenden Daten unterscheiden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Datenbreite von zwei oder vier oder sechs oder acht Bit durch entsprechende Eigenschaftsabbilder vorgegeben wird.
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Vorzugsweise ist die Umschalteinrichtung manuell zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationszustand umschaltbar. Somit kann bereits beim Aufbau eines Steuerungssystems, das wenigstens eine Kopplungseinrichtung mit derartiger Umschalteinrichtung umfasst, eine Auswahl des gewünschten Kommunikationszustands erfolgen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Umschalteinrichtung für eine Umschaltung über einen im Buskommunikationsprotokoll enthaltenen Umschaltbefehl ausgebildet ist. Hierdurch kann die Umschaltung durch ein entsprechendes Steuersignal der übergeordneten Steuerungseinrichtung durchgeführt werden.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Umschalteinrichtung ein Einstellmittel für eine Einstellung eines Funktionsumfangs der an das Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme und/oder für eine Einstellung einer Datenbreite für einen Datenaustausch zwischen dem Funktionsmodul und der übergeordneten Steuerungseinrichtung. Mit dem Einstellmittel kann individuell Einfluss auf das Eigenschaftsabbild genommen werden, das an die übergeordnete Steuerungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass das Einstellmittel eine Auswahl ermöglicht, ob die am Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme als Eingangsmodule, als Ausgangsmodule oder als Eingangs-/Ausgangsmodule ausgebildet sind. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Einstellmittel eine Auswahl der Datenbreite, vorzugweise unabhängig von der der Funktionsauswahl, ermöglicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Umschalteinrichtung ein Diagnosemittel, das für eine Diagnose der am Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme ausgebildet ist und das zwischen mehreren Diagnosefunktionen umschaltbar ausgebildet ist. Das Diagnosemittel ist für eine Abtastung der an den Schnittstellen des Funktionsmoduls angeschlossenen elektrischen Systeme ausgebildet und erlaubt zumindest eine grundlegende Diagnose dieser elektrischen Systeme. Das Ergebnis dieser Diagnose kann beispielsweise darin bestehen, dass erkannt wird, dass an einer oder mehreren der Schnittstellen der Funktionsmodule keine elektrischen Systeme angeschlossen sind oder dass die angeschlossenen elektrischen Systeme mit dem gewählten Eigenschaftsabbild, das der übergeordneten Steuerungseinrichtung zur Verfügung gestellt wurde, nicht ansteuerbar sind. Dementsprechend kann die übergeordnete Steuerungseinrichtung auf den jeweils erfassten Diagnosezustand reagieren und gegebenenfalls eine Änderung des Eigenschaftsabbilds anfordern oder eine Fehlermeldung ausgeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Ansteuerung von austauschbaren elektrischen Systemen mittels einer übergeordneten Steuereinrichtung und einer Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit den folgenden Schritten vorgesehen: Betreiben der Kopplungseinrichtung in einem ersten Kommunikationszustand, in dem Eigenschaften von angeschlossenen elektrischen Systemen ermittelt und ein von den ermittelten Eigenschaften bestimmtes dynamisches Eigenschaftsabbild an die Steuereinrichtung übertragen wird sowie Umschalten der Kopplungseinrichtung in einen zweiten Kommunikationszustand, in dem unabhängig von den tatsächlich angeschlossenen elektrischen Systemen ein vorgebbares, statisches Eigenschaftsabbild an die Steuereinrichtung übertragen wird, um einen Austausch von elektrischen Systemen während des laufenden Betriebs der Steuereinrichtung und der Kopplungseinrichtung vornehmen zu können.
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Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass im zweiten Kommunikationszustand das statische Eigenschaftabbild durch Einstellung eines Funktionsumfangs der elektrischen Systeme bestimmt wird.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass im zweiten Kommunikationszustand das statische Eigenschaftabbild durch Einstellung einer Datenbreite für einen Datenaustausch zwischen dem Funktionsmodul und der übergeordneten Steuerungseinrichtung bestimmt wird.
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Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Diagnosemittel im zweiten Kommunikationszustand eine Diagnose der am Funktionsmodul angeschlossenen elektrischen Systeme vornimmt und Diagnosemeldungen in Abhängigkeit von einem eingestellten Diagnoseumfang an den Buskoppler überträgt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems mit einer Steuerungseinrichtung und einer Kopplungseinrichtung zur Ansteuerung mehrerer an einem Werkstückträger angebrachter elektrischer Systeme.
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In der einzigen 1 ist ein Steuerungssystem 1 dargestellt, das eine Steuerungseinrichtung 2 und eine Kopplungseinrichtung 3 umfasst. Bei der Steuerungseinrichtung 2 handelt es sich exemplarisch um eine speicherprogrammierbare Steuerung. Die Kopplungseinrichtung 3 kann in ihrer Grundbauform exemplarisch in der Art eines von der Anmelderin vertriebenen modularen elektrischen Terminals „CPX” ausgebildet sein.
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Die Kopplungseinrichtung 3 umfasst einen Buskoppler 4, eine Umschalteinrichtung 5, ein Einstellmittel 6 und ein Funktionsmodul 7. Zwischen dem Buskoppler 4 und der Umschalteinrichtung 5 sind fakultativ mehrere nicht näher dargestellte Komponenten einreihbar.
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Der Buskoppler 4 dient für eine Umsetzung von Steuerungssignalen der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 an die Umschalteinrichtung 5, das Einstellmittel 6 und das Funktionsmodul 7 sowie die nicht dargestellten, fakultativ vorgesehenen weiteren Komponenten und in entgegengesetzter Richtung für eine Weiterleitung und Umsetzung von Signalen dieser Komponenten an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 2.
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Zwischen dem Buskoppler 4 und der Umschalteinrichtung 5 sowie dem nachfolgend an die Umschalteinrichtung 5 angereihten Einstellmittel 6 und dem Funktionsmodul 7 ist ein internes Kommunikationssystem 8 ausgebildet, das eine bidirektionale Kommunikation zwischen diesen und gegebenenfalls weiteren Komponenten der Kopplungseinrichtung 3 gemäß einem internen Kommunikationsprotokoll ermöglicht. Exemplarisch ist das interne Kommunikationssystem 8 als Multipolverbindung, insbesondere in Z-Verkettung, oder als internes Bussystem ausgebildet.
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Für eine Kommunikation zwischen der Kopplungseinrichtung 3 und der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 ist ein exemplarisch als Feldbussystem ausgebildetes externes Kommunikationssystem 9 vorgesehen, an dem eine Vielzahl von nicht näher dargestellten Busteilnehmern angeschlossen werden kann. Das externe Kommunikationssystem 9 ermöglicht exemplarisch eine bidirektionale Datenübertragung zwischen der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 und der Kopplungseinrichtung 3. Die Kommunikation über das externe Kommunikationssystem 9 erfolgt gemäß den Vorgaben eines vorgebbaren Buskommunikationsprotokolls.
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Das Funktionsmodul 7 weist exemplarisch vier als Steckbuchsen ausgebildete Schnittstellen 10 auf, an die unterschiedliche elektrische Systeme 11, 12, 15 angeschlossen werden können. Bei den elektrischen Systemen kann es sich beispielsweise um Sensoransteuerungen 11, 15 oder um eine elektrofluidische Ventilgruppe 12 handeln.
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Exemplarisch sind die elektrischen Systeme 11, 12, 15 an einem Werkstückträger 16 angeordnet, der beispielsweise in einer nicht näher dargestellten Montagelinie zum Festlegen und Transportieren eines schematisch eingezeichneten Werkstücks 17 vorgesehen ist. Der Werkstückträger 16 kann beispielsweise längs eines Förderwegs in der Montagelinie an mehrere Arbeitsstationen transportiert werden, an denen das Werkstück 17 unterschiedlichen Bearbeitungsvorgängen ausgesetzt wird und denen jeweils eine Kopplungseinrichtung 3 zugeordnet ist.
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Um sowohl während des Transports des Werkstücks 17 zwischen den Arbeitsstationen als auch bei einer Bearbeitung des Werkstücks an der Arbeitsstation eine korrekte Positionierung des Werkstücks 17 zu gewährleisten, kann exemplarisch ein pneumatisch betreibbarer Aktor 18 vorgesehen sein. Dieser Aktor 18 kann derart eingerichtet sein, dass er in einem drucklosen Zustand das Werkstück 17 spannt und bei Druckbeaufschlagung das Werkstück 17 freigibt. Eine Druckbeaufschlagung des Aktors 18 erfolgt über das exemplarisch als Ventilgruppe 12 ausgebildete elektrische System bei Vorliegen eines entsprechenden, von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 an die Kopplungseinrichtung 3 bereitgestellten Ansteuersignals. Eine Überwachung einer Anwesenheit eines Werkstücks 17 und eines korrekten Einspannzustands für das Werkstück 17 erfolgt mit Hilfe der Sensoransteuerungen 11, 15 und jeweils zugeordneten Näherungssensoren 25, 26.
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Um nunmehr bei Eintreffen eines entsprechend konfigurierten Werkstückträgers 16 an einer Arbeitsstation, die eine Kopplungseinrichtung 3 umfasst, eine Kommunikation zwischen den elektrischen Systemen 11, 12 und 15 und der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 zu gewährleisten, wird zunächst eine elektrische Verbindung zwischen einem dem Werkstückträger 16 zugeordneten Steckverbinder 19 und dem Funktionsmodul 7 hergestellt. Hierdurch können elektrische Versorgungsspannungen und Steuersignale von der Kopplungseinrichtung 3 an die elektrischen Systeme 11, 12, 15 bereitgestellt werden.
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Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Umschalteinrichtung 5 durch entsprechende Einstellung eines Schalters 20, der exemplarisch als manuell bedienbarer elektromechanischer oder elektronischer Schalter ausgebildet ist, in einen Kommunikationszustand gebracht ist, der ein Anschließen und späteres Entfernen von elektrischen Systemen 11, 12, 15 ohne Herunterfahren und nachfolgenden Neustart der Kopplungseinrichtung 3 ermöglicht und der als zweiter Kommunikationszustand bezeichnet wird.
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Bei dem am Werkstückträger 16 angebrachten elektrischen System 12 handelt es sich im Falle der Ventilgruppe 12 um ein Ausgangssystem, das mittels wenigstens eines von der Kopplungseinrichtung 3 bereitgestellten elektrischen Signals angesteuert wird. Bei den als Sensoren 11, 15 ausgebildeten elektrischen Systemen handelt es sich um Eingangssysteme, die jeweils zur Bereitstellung eines Sensorsignals an die Kopplungseinrichtung 3 ausgebildet sind und die gegebenenfalls mit einer Versorgungsspannung von der Kopplungseinrichtung 3 versorgt werden.
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Mit Hilfe der Einstellmittel 6, die exemplarisch zwei Zweiergruppen von Schaltern 21 bis 24 umfassen, kann eine Anpassung des gegenüber der externen Steuerungseinrichtung 2 zu vermittelnden statischen Abbildes der Eigenschaften der angeschlossenen elektrischen Systeme 11, 12, 15 vorgenommen werden. Beispielhaft wird mit den Schaltern 21 und 22 der Funktionsumfang der am Funktionsmodul 7 angeschlossenen elektrischen Systeme 11, 12, 15 festgelegt. Da im Falle des Werkstückträgers 16 exemplarisch sowohl Eingangs- als auch Ausgangsmodule am Funktionsmodul 7 angeschlossen sind, werden die beiden Schalter 21 und 22 so geschaltet, dass das Abbild für die übergeordnete Steuerungseinrichtung 2 sowohl Eingangs- als auch Ausgangsmodule aufweist.
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Alternativ könnte bei anderen Schalterstellungen der Schalter 21 und 22 auch vorgegeben werden, dass am Funktionsmodul 7 nur Eingangsmodule oder nur Ausgangsmodule angeschlossen sind. Ferner könnte mit den Schaltern 21 und 22 in einer weiteren Schalterstellung eine automatische Konfiguration der Kopplungseinrichtung 3 mit einem dynamischen Abbild der angeschlossenen elektrischen Systeme 11, 12, 15 vorgegeben werden, die dann dem ersten Kommunikationszustand entspricht.
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Mit den Schaltern 23 und 24 kann im zweiten Kommunikationszustand exemplarisch die Datenbreite der von dem Funktionsmodul 7 an die elektrischen Systeme 11, 12, 15 und der von den elektrischen Systemen 11, 12, 15 an das Funktionsmodul 7 zu übertragenden Daten für das Abbild, das an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 2 bereitgestellt wird, eingestellt werden. Exemplarisch ist mit Hilfe der Schalter 23 und 24, die jeweils zwei Schaltstellungen aufweisen, eine Einstellung der Datenbreite von 2 Bit bis 8 Bit in 2-Bit-Schritten möglich.
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Exemplarisch ist für eine Kommunikation zwischen dem Funktionsmodul 7 und den daran anschließbaren elektrischen Systemen 11, 12, 15 eine Datenübertragung gemäß dem I/O-Link-Standard vorgesehen.
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Bei der angenommenen Einstellung der Umschalteinrichtung 5 ist die Kopplungseinrichtung 3 in einen Kommunikationszustand gebracht, der ein Anschließen und späteres Entfernen von elektrischen Systemen 11, 12, 15 ohne Herunterfahren und nachfolgenden Neustart der Kopplungseinrichtung 3 ermöglicht. Hierzu wird der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 ein statisches Abbild übermittelt, das von den Einstellungen der Schalter 21 bis 24 der Einstellmittel 6 und unabhängig von den Eigenschaften der tatsächlich an das Funktionsmodul 7 angeschlossenen elektrischen Systeme 11, 12, 15 ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Hinzufügen oder Entfernen eines elektrischen Systems 11, 12, 14 keine Anpassung der Kommunikation zwischen dem Buskoppler 4 und der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 notwendig ist. Vielmehr stellt sich die Situation an der Kopplungseinrichtung 3 für die übergeordnete Steuerungseinrichtung 2 konstant gleichartig dar.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Umschalteinrichtung 5 eine Diagnosefunktion, die es ermöglicht, zwischen unterschiedlichen Diagnosezuständen umzuschalten. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Diagnosezustand keinerlei Rückmeldung von den angeschlossenen elektrischen Systemen an die übergeordnete Steuerungseinrichtung erfolgt. In einem zweiten Diagnosezustand kann vorgesehen werden, dass die Umschalteinrichtung 5 erkennt, wenn an einer der Schnittstellen 10 des Funktionsmoduls 7 kein elektrisches System 11, 12, 15 angeschlossen ist und das in diesem Fall für die betreffende Schnittstelle 10 eine Fehlermeldung an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 2 ausgibt.
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Ferner kann auch die Ausgabe einer Fehlermeldung vorgesehen sein, sofern das an einer der Schnittstellen 10 angeschlossene elektrische System 11, 12, 15 eine gegenüber der eingestellten Datenbreite größere Datenbreite aufweist. In einem dritten Diagnosezustand können einzelne Schnittstellen 10 des Funktionsmoduls 7 deaktiviert werden, so dass diese von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 2 ignoriert werden können.
