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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Interfacemodul.
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Aus dem Stand der Technik sind elektrische Interfacemodule bekannt. Diese werden häufig in größeren elektrischen Anlagen verbaut.
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Elektrische Interfacemodule werden im Zusammenhang mit dieser Erfindung im Allgemeinen als elektronische Komponenten der Automatisierungstechnik verstanden, die beispielsweise in Schaltschränken von industriellen Anlagen verwendet werden. Beispielhafte elektrische Interfacemodule sind elektronische Schaltgeräte, Motorsteuerungen, (Ethernet-) Netzwerkelemente, Feldbus-Komponenten und -Systeme, I/O-Geräte, Relais- und Schutzgeräte, Geräte der industriellen Kommunikationstechnik, Geräte der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, sowie Geräte zum Monitoring und Geräte zur Signalisierung.
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Dabei ergibt sich das Problem, dass diese Komponenten zum einen in Stromlaufplänen verzeichnet werden müssen, zum anderen auch bezeichnet werden müssen und auch in Bezug auf den Anschluss bzw. den Einbau umfassend mit Montageanweisungen versehen sein müssen. Auch ist einzelnen Komponenten ein Prüfprotokoll oder dergleichen beizufügen.
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Die Aufzeichnung einzelner Komponenten als auch die Anordnung von Bezeichnern ist aufwändig. Zudem ist in größeren Schaltanlagen bei vergleichsweise geringem Bauraum kaum noch Platz, um eine individuelle Bezeichnung anzubringen.
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Im Installations- als auch Wartungsfall sind wegen des fehlenden Bauraums in aller Regel keine typspezifischen Montageanweisungen in Reichweite, so dass diese jeweils explizit mitgeführt werden müssen.
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Die zunehmende Bauraumbeschränkung führt weiterhin dazu, dass auf Anzeigen weitestgehend verzichtet wird, da diese kostbaren Bauraum verwenden.
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Gleichzeitig wäre es wünschenswert weitere Daten der Komponenten zu erhalten, um so einen Austausch bereits im Vorfeld planen oder einen bald bevorstehenden Ausfall auf Grund von tatsächlichen Alterungserscheinungen im Vorfeld zu erkennen und die betroffene Komponenten auszutauschen.
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Zudem wäre es wünschenswert den Fehlerfall von Komponenten einfach auffinden zu können. Weiterhin wäre es wünschenswert die Konfiguration von Ersatzkomponenten einfach und schnell gestalten zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes elektrisches Interfacemodul zur Verfügung zu stellen, das einen Nachteil oder mehrere Nachteile aus dem Stand der Technik in erfinderischer Weise umgeht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen angegeben.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigt
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1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Interfacemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine explosionsartige schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Interfacemoduls gemäß der Erfindung,
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3 eine explosionsartige schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines elektrischen Interfacemoduls gemäß der Erfindung, und
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4 eine explosionsartige schematische Darstellung einer Vielzahl von elektrischen Interfacemodulen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf einen Aspekt der Erfindung.
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Die 1 zeigt ein elektrisches Interfacemodul IM gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Das elektrische Interfacemodul IM verfügt über eine Speichereinrichtung MEM zur Speicherung von Daten. Hierbei kann jede geeignete Form des Speichers verwendet werden. Beispielsweise kann als Speicher ein Flash-Speicher oder ein NAND-Speicher verwendet werden, da diese die Daten auch ohne Spannung halten können. Dies ist besonders hilfreich, wenn die entsprechende Komponente stromlos ist und keine Spannungsversorgung vorhanden ist.
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Weiterhin weist das elektrische Interfacemodul IM auch eine integrierte Schnittstelle IO auf, welche Daten an ein externes Lesegerät, bzw. Schreib- und Lesegerät RW bereitstellt. Zudem werden die Erfordernisse an eine galvanische Trennung leichter erreichbar.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schnittstelle IO eine drahtlose NFC-Schnittstelle IO, jedoch ist die Erfindung nicht auf drahtlose Schnittstellen IO beschränkt, sondern kann auch mit leitungsgebundenen Schnittstellen realisiert werden, z.B. mit T-Kopplerabzweigen in die Module hinein) oder auf CAN-Basis, insbesondere Multimaster-fähigen Systemen.
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Soweit nachfolgend sich keine Hinweise auf eine besondere Eigenschaft der drahtlosen Kommunikation abzuleiten ist, gelten die Ausführungen sowohl für drahtgebundene als auch für drahtlose Schnittstellen IO.
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Die NFC-Schnittstelle IO kann aktiv oder passiv ausgestaltet sein. Bei einer passiven Ausgestaltung der NFC Schnittstelle IO bedarf diese keiner eigenen Spannungsversorgung, sondern die NFC-Schnittstelle IO wird aus der Funkenergie eines Lesegerätes oder Schreibgerätes bezogen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die entsprechende Komponente stromlos ist und keine Spannungsversorgung vorhanden ist. Zudem werden die Erfordernisse an eine galvanische Trennung leichter erreichbar.
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Die Daten, welche an das externe Lesegerät RW bereitgestellt werden, sind ausgewählt aus einer Gruppe, welche aufweist: Produktdaten, insbesondere eine Seriennummer und/oder Chargennummer und/oder ein Herstellungsdatum und/oder eine Herstelleridentifikation und/oder einen Herstellungsort, eine Bedienungsanleitung, Prüfdaten, insbesondere Daten der Fertigungsendprüfung, Zustandsdaten, insbesondere Fehlerstatus, Degradation, Konfigurationsdaten, insbesondere Parametrierungsdaten.
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Hiermit wird einem Verwender des erfindungsgemäßen elektrische Interfacemoduls IM eine Vielzahl von produktspezifischen Daten zur Verfügung gestellt, die es ihm erlauben einen gezielten Einsatz vorzusehen. Insbesondere wird die Inbetriebnahme einer Anlage deutlich vereinfacht, da nun nicht mehr Montagepläne vorgehalten werden müssen.
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Weiterhin werden dem Verwender wichtige Zugangsdaten des elektrischen Interfacemoduls IM bereitgestellt, wie z.B. Fehlerstatus, Degradation, Konfigurationsdaten, insbesondere Parametrierungsdaten, die mit herkömmlichen Anzeigen nur schwer darstellbar sind, insbesondere unter der Randbedingung eines kleinen Bauraums.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Daten, welche an das externe Lesegerät RW bereitgestellt werden, ausgewählt aus einer Gruppe, welche aufweist: Daten einer Inbetriebnahme, Kennzeichnung eines Installationsortes, Daten einer Intervallprüfung, Statusanzeige, Auslesen über ein externes Lesegerät RW, Typ des verwendeten externen Lesegerätes RW, Klimadaten am Einbauort, insbesondere Temperatur und/oder Luftfeuchte, Netzspannungsfehler, Funktionsumfang, Parameterdaten, Ortskennung.
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Diese Daten vereinfachen eine Überprüfung einer bestehenden Anlage. Weiterhin besteht die Möglichkeit zu unterscheiden, ob mittels eines besonderen Lesegerätes RW, wie z.B. mittels des in 1 unten stilisierten Laptops, oder mit einer Smartphone-Anwendung, wie z.B. mittels des in 1 oben bzw. in 2 und 3 stilisierten Mobiltelefons 8, Daten ein oder ausgelesen werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sondern andere Ausführungsformen können z.B. einen Tablet-PC als Lesegerät 8 betreffen. Dabei kann die mögliche Orientierung des Lesegerätes RW, wie in 2 und 3 in Bezug auf die jeweilige (planare) Antenne 7 gezeigt, unterschiedlich sein, wobei dies von der Ausgestaltung des jeweiligen Lesegerätes RW respektive des Mobiltelefons 8 und der jeweiligen elektrischen Interfacemodule IM abhängig sein kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die integrierten Schnittstelle IO so ausgestaltet, dass Daten von einem externen Schreibgerät RW bereitstellt und in der Speichereinrichtung MEM abgespeichert werden.
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In dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, wenn die bereitgestellten Daten, welche von dem externe Lesegerät RW bereitgestellt werden, ausgewählt sind aus einer Gruppe, welche aufweist: Produktdaten, insbesondere eine Seriennummer und/oder Chargennummer und/oder ein Herstellungsdatum und/oder eine Herstelleridentifikation und/oder einen Herstellungsort, eine Bedienungsanleitung, eine Montageanleitung, ein Verweis auf eine Internetseite, Prüfdaten, insbesondere Daten der Fertigungsendprüfung, Daten zur Nachbestellung beim Hersteller. Durch die Bereitstellung eines Einschreibens von Daten wird es ermöglicht alle relevanten Produktionsdaten, insbesondere Prüfdaten und Seriennummern nach Produktion des elektrischen Interfacemoduls IM abzulegen, ohne dass es eines physikalisch kontaktbehafteten Zugangs zum Speicher MEM bedarf.
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In dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenfalls bevorzugt, wenn die Daten, welche von dem externen Lesegerät RW bereitgestellt werden, ausgewählt sind aus einer Gruppe, welche aufweist: Daten einer Inbetriebnahme, Kennzeichnung eines Installationsortes, Daten einer Intervallprüfung, Auslesen über ein externes Lesegerät RW, Typ des verwendeten externen Lesegerätes RW. Diese Daten vereinfachen eine Überprüfung einer bestehenden Anlage.
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In dieser weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenfalls bevorzugt, wenn die Daten, welche von dem externen Lesegerät RW bereitgestellt werden, Konfigurationsdaten für die Betriebsweise des elektrischen Interfacemoduls IM enthalten. So können beispielsweise die Konfigurationsdaten verschiedene Temperaturkennlinien, Spannungs- oder Strombereiche oder andere kundenspezifische Einstellungen beinhalten. Hierdurch kann das elektrische Interfacemodul IM mit Hilfe der Schnittstelle IO personalisiert oder konfiguriert bzw. parametriert werden.
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Dies ist insbesondere für den passiven Betriebsmodus der NFC-Schnittstelle IO vorteilhaft, da individuelle Konfigurationsdaten im Vorfeld, z.B. auch im verpackten Zustand des elektrischen Interfacemoduls IM, kontaktlos in den Speicher MEM geschrieben werden können und bei Inbetriebnahme für das Interfacemodul IM zur Verfügung stehen können.
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Ohne weiteres kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Daten, welche produktspezifisch sind, schreibgeschützt oder passwortgeschützt hinterlegt werden. Auch zumindest ein Teil der anlagenspezifischen Daten können schreibgeschützt oder passwortgeschützt hinterlegt werden. Dabei können unterschiedliche Schutzmechanismen und/oder Passwörter vorgesehen sein.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass der Datenbereich von Betriebsdaten bei Verwendung einer NFC-Schnittstelle nur ausgelesen werden können.
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Obwohl das Schreibgerät als auch das Lesegerät als getrennte Geräte beschrieben sind, kann die Funktionalität auch in einem Gerät vereinigt verfügbar sein.
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Mittels der erfindungsgemäßen elektrischen Interfacemodule IM können die Komponenten durch Datenübernahme zum einen einfach in Stromlaufplänen verzeichnet werden, zum anderen können aber auch die elektrischen Interfacemodule IM gemäß der Stromlaufpläne bezeichnet werden. Zudem lassen sich mittels des erfindungsgemäßen elektrischen Interfacemoduls IM auch Montageanleitungen in Bezug auf den Anschluss bzw. den Einbau bereitstellen, so dass diese stets am Ort des Einbaus vorhanden sind. Hierdurch wird eine getrennte Lagerung bzw. Bevorratung der Montageanweisungen unnötig. Zudem können den erfindungsgemäßen elektrischen Interfacemodulen IM jeweils ein Prüfprotokoll oder dergleichen beigefügt werden.
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Insbesondere in größeren Schaltanlagen, in denen wenig Platz zur Verfügung steht, wird durch die Erfindung die Bezeichnung deutlich vereinfacht bzw. sinnvoll ermöglicht.
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Zudem lassen sich mittels der erfindungsgemäßen elektrischen Interfacemodule IM auch weitergehende Anzeigen realisieren, die ansonsten auf Grund von Bauraumvorgaben nicht möglich wären. Insbesondere wird es durch die Erfindung ermöglicht weitere Daten des elektrischen Interfacemoduls IM zu erhalten, um so einen Austausch bereits im Vorfeld planen oder einen bald bevorstehenden Ausfall auf Grund von tatsächlichen Alterungserscheinungen im Vorfeld zu erkennen und die betroffene Komponenten auszutauschen.
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Die Verwendung von Schnittstellen erweist sich zudem als vorteilhaft, da eine größere Datenmenge bereitgestellt werden kann. Insbesondere können die Daten als xml-Daten hinterlegt sein.
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Die vorgestellte Bauweise erlaubt es insbesondere flache elektrische Interfacemodule IM herzustellen, wodurch der Platzbedarf minimiert wird und zugleich neue Funktionalität bereitgestellt werden kann. Insbesondere erlaubt die vorgestellte Bauweise elektrische Interfacemodule IM bereitzustellen, die eine Breite von weniger als 36 mm, insbesondere weniger als 23 mm, insbesondere weniger als 18 mm, insbesondere weniger als 13 mm aufweist, und besonders bevorzugt von weniger als 7 mm aufweisen.
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Beispielsweise in der Ausführungsform mit 7 mm erlaubt die Bauweise einen zumindest einseitig SMD-bestückten Träger 2, beispielsweise eine Platine, der die NFC-Schnittstelle IO als auch die eigentlichen Interfaceelemente aufweist. Ohne weiteres kann dieser Träger 2 dann in einem schmalen Gehäuse angeordnet werden. Weiterhin sind auf dem Träger unterschiedliche Bereiche 3a, 3b, 3c gekennzeichnet, die z.B. für unterschiedliche Aufgaben des elektrischen Interfacemoduls bzw. der hierfür benötigten Komponenten zur Verfügung stehen. Alternativ oder zusätzlich können die unterschiedlichen Bereiche 3a, 3b und 3c auch unterschiedliche Potentialgruppen kennzeichnen, die beispielsweise galvanisch voneinander getrennt sind und mit Hilfe von Koppelelementen gekoppelt werden können. Eine solche beispielhafte Anordnung ist in den 2 und 3 gezeigt.
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Alternative oder zusätzlich kann auch ein drahtgebundenes Bussystem vorgesehen sein. Insbesondere kann auch ein beispielhaftes Bussystem vorgesehen sein, dass in der Montageschiene 11 befindlich ist und das von den einzelnen elektrischen Interfacemodulen IM beim Aufsetzen auf die Montageschiene 11 kontaktiert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger 2 eine planare Antenne 7 für die integrierten NFC-Schnittstelle IO aufweist. Hierdurch wird zum einen ein verbesserter Austausch zwischen den einzelnen elektrischen Interfacemodulen IM ermöglicht und zum anderen flache elektrische Interfacemodule IM bereitgestellt.
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Die integrierte NFC-Schnittstelle kann z.B., wie in den 2 und 3 schematisch gezeigt, aufgebaut sein. Dabei kann die NFC-Schnittstelle IO neben der eigentlichen Sende- und Empfangseinheit, welche z.B. in einem Chip 6 präsent ist, auch eine planare Antenne 7 aufweisen. Ohne weiteres kann der Chip 6 in einigen Ausführungsformen auch die Antenne 7 bereits integriert aufweisen oder eine Antenne kann als Komponente, beispielsweise als Spule, hinzugefügt werden. Offensichtlich kann solch eine Spule, die als Antenne 7 wirkt, auch als SMD-bestückbares Bauteil oder als Antenne im Kunststoffgehäuse oder mittels einer Folie an der Gehäusewand geklebt ausgeführt sein. Eine planare Antenne kann zudem auch als ein eigenständiges Bauteil ausgeführt sein, anderenfalls kann die planare Antenne 7 aber auch aus Leiterbahnen auf dem Träger 2 hergestellt sein. Zudem besteht mittels einer geeigneten Verbindung auch mit anderen Teilen auf dem elektrischen Interfacemodul IM Verbindung. Beispielhaft ist in den 2 und 3 eine Verbindung über eine weitere Schnittstelle 5 zu einem Controller 4 gezeigt. Beispielhafte Schnittstellen können neben einem 1-Wire Bus auch andere serielle oder parallele Schnittstellen oder andere Schnittstellen, wie z.B. einen I2C-Bus, aufweisen. Der Controller kann ein Mikrocontroller oder aber jede andere Logikschaltung sein.
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In den 2 und 3 und 4 sind verschiedene Ausführungsformen in verschiedenen Ansichten gezeigt. Dabei ist das elektrische Interfacemodul IM zur Montage auf einer Montageschiene 11 geeignet. Eine beispielhafte Montageschiene 11 kann z.B. eine Hutschiene sein.
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In der Ausführungsform, welche in 2 gezeigt ist, ist die (planare) Antenne 7 im Nachbarbereich des Montagebereichs für die Montageschiene 11 angeordnet. Hierdurch verbleibt für die eigentlichen Interfacebausteine und die Anschlüsse bzw. Anzeigen im gegenüberliegenden Bereich mehr Bauraum.
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In der Ausführungsform, welche in der 3 gezeigt ist, ist die (planare) Antenne 7 in einem Bereich angeordnet, der dem Montagebereiche für die Montageschiene 11 gegenüberliegt. Hierdurch wird die Kommunikation mit einem externen Lesegerät RW erleichtert, so dass dieses bereits aus größerer Entfernung mit dem elektrischen Interfacemodul IM kommunizieren, d.h. Daten austauschen, kann.
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Ohne weiteres ist für den Fachmann ersichtlich, dass auch andere Positionen zwischen diesen beiden Positionen für die (planare) Antenne 7 bzw. den Chip 6 vorgesehen sein können, um so von den jeweiligen Vorteilen zumindest teilweise zu profitieren.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn benachbarte elektrische Interfacemodule IM so angeordnet sind, dass diese mit weiteren in der Nachbarschaft befindlichen elektrischen Interfacemodulen IM über die jeweils integrierte NFC-Schnittstelle IO Daten und/oder Energie austauschen können. Eine beispielhafte Anordnung hierzu ist in 4 gezeigt, wobei hier der wünschenswerte – aber nicht notwendige Fall – der gleichartigen Anordnung der NFC-Schnittstellen zumindest in Bezug auf die jeweiligen (planaren) Antennen 7 gezeigt ist. Beispielhaft sind in 4 aneinandergereihte elektrische Interfacemodule IM gezeigt, die jeweils ein eigenes Gehäuse 1a, 1b, 1c, ... aufweisen. Innerhalb des Gehäuses ist zumindest ein Träger 2 angeordnet, auf dem sich wiederum eine (planare) Antenne 7 befindet. Zur vereinfachten Darstellung sind nun jeweils beispielhafte magnetische Feldlinien dargestellt, wie sie sich beim Daten- und/oder Energieaustausch zwischen den einzelnen elektrischen Interfacemodulen IM ausbilden könnten. Z.B könnte sich von dem ersten Interfacemodul IM, welches in einem Gehäuse 1a befindlich ist, die Feldlinien 10a – dargestellte mittels gestichelter Linien – ausbilden. Diese Feldlinien 10a können z.B. in den Bereich der (planaren) Antenne 7 des zweiten, zum ersten direkt benachbarten, Interfacemoduls eingreifen, so dass mittels des Feldes Energie und / oder Daten zwischen den benachbarten Interfacemodulen ausgetauscht werden können. In gleicher Weise ist dies auch für das zweite Interfacemodul möglich, wobei hier zur Unterscheidung die magnetischen Feldlinien 10b mittels strich-punktierter Linien dargestellt sind. Ohne weiteres können die Feldlinien natürlich auch dergestalt sein, dass sie über ein benachbartes Interfacemodul hinaus auch Energie- und Daten übertragen können. So können z.B. Lücken und/oder fehlerhafte Module überbrückt werden, und / oder, wie später noch beschrieben werden wird, sogar als fehlerhaft erkannt und / oder neu konfiguriert werden.
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In einer beispielhaften Ausführung sind die benachbarten Interfacemodule IM so ausgestaltet, dass benachbarte elektrische Interfacemodule IM einen logischen Datenbus über die integrierten Schnittstellen IO bilden, der mittels mindestens eines Kopfmoduls oder eines Mastermoduls mit einer höheren Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung angesprochen und/oder gesteuert werden kann. Beispielsweise kann eines der Interfacemodule zu der Funktion eines Mastermoduls bestimmt sein, oder aber, ein spezielles Kopfmodul, welches als Master fungiert, wird an einer Seite von benachbarten elektrischen Interfacemodulen IM oder zwischen benachbarte elektrische Interfacemodule IM eingebracht.
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In einer Ausführungsform ist z.B. vorgesehen, dass benachbarte elektrische Interfacemodule IM ein Ad-Hoc-Netzwerk bilden, wobei eines der benachbarten elektrischen Interfacemodule IM eine Masterfunktion übernimmt und die anderen hierzu benachbarten elektrischen Interfacemodule IM eine Slavefunktion übernehmen. Beispielsweise kann in der 4 das mittlere elektrischen Interfacemodul IM, welches durch das Gehäuse 1b stilisiert ist, oder aber eines der äußeren elektrischen Interfacemodule IM, welche durch eines der Gehäuse 1a oder 1c stilisiert sind, die Rolle des Masters übernehmen, während die jeweils verbleibenden gegenüber diesem elektrischen Interfacemodul als Slave funktionieren.
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Die Auswahl des Masters kann z.B. auf Basis eines vorgegebenen Ablaufs bestimmt werden. Beispielsweise kann die Auswahl auf einem oder mehreren der nachfolgenden Kriterien basieren:
- • Produktdaten
- • Konfigurationsdaten
- • erstes betriebsfähiges Interfacemodul
- • Priorität
- • Zeitablauf.
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Dabei ist anzumerken, dass natürlich auch das Schreib- und / oder Lesegerät RW die Masterfunktion übernehmen kann, insbesondere im Fall der drahtlosen Schnittstellen IO.
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Darüber hinaus könnte das Schreib- und/oder Lesegerät RW auch mit dem letzten Teilnehmer verbunden werden oder auch mit einem Kopfmodul.
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Beispielhaft soll an Hand einer drahtgebunden Schnittstelle IO eine Möglichkeit der Masterauswahl kurz aufgezeigt werden.
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Dabei wird im Folgenden eine CAN-Basis für die Schnittstelle IO als ein Beispiel für ein Multimaster-System angenommen. Bei einer CAN-Basis für die Schnittstelle IO kann jeder Teilnehmer Master werden, d.h. das System ist ein sogenanntes Multimaster-System. Dabei senden die Teilnehmer des Multimaster-Systems, d.h. unter anderem die elektrischen Interfacemodule IM, Daten mit einer bestimmten ID, die die jeweils anderen Teilnehmer auswerten können.
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Mit CAN lässt sich beispielsweise die Master-Funktion schnell festlegen, weil nur der den Buszugriff erhält, der bei gleichzeitigem Senden die höchste Priorität aufweist. Dies kann z.B. über die Adresse bestimmt sein, wobei beispielsweise die niedrigste Adresse der Busmaster ist. In diesem Fall können sich die anderen Teilnehmer zurückziehen.
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Um dies zu realisieren kann in einer höheren Protokollschicht, z.B. auf der Anwendungsebene bzw. der Schicht 7 sichergestellt sein, dass die anderen Teilnehmer, d.h. beispielsweise weitere elektrische Interfacemodule IM nur dann selbst senden, wenn sie der jeweilige Master zum Senden auffordert. Für den Fall, dass der jeweilige Master ausfällt, kann dann vorgesehen sein, dass ein anderes elektrisches Interfacemodul IM diese Master-Funktion übernimmt.
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Dies wäre z.B. dann vorteilhaft, wenn der Master bei einem Ausfall durch Zufall bestimmt würde, denn in diesem Fall, und, wenn das Mastermodul seine Übertragung nicht beenden kann, weil ein höherpriores Telegramm (z. B. CAN) festgestellt wurde, müssten die anderen Teilnehmer, d.h. beispielsweise die elektrischen Interfacemodule IM, warten, bis sie von dem neuen Master, der wiederum in gleicher Weise wie zuvor bestimmt worden sein kann, z.B. an Hand der höchsten Priorität, eine Aufforderung zur Übertragung oder dergleichen erhalten.
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Dabei kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass in der höheren Protokollschicht auch sichergestellt wird, dass die auf Grund des Fehlers des vorherigen Masters nicht zum Zuge gekommenen elektrischen Interfacemodule IM mit Slave-Funktion nun erneut zum Senden aufgefordert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die benachbarten elektrischen Interfacemodule IM Daten mittels der Schnittstellen IO mittels eines höheren Netzwerkprotokolls austauschen, d.h. dass die Schnittstelle IO im ISO/OSI-Schichtenmodell lediglich eine oder mehrere der tieferen Schichten, z.B. den physical layer, zur Verfügung stellen, während die obere Schicht oder die oberen Schichten durch ein anderes Protokoll zur Verfügung gestellt werden. Beispielhafte höhere Netzwerkprotokolle sind z.B. Interbus, I2C-Bus, RS232, ASI, ..., wobei die physikalische Schicht dieser Netzwerkprotokolle beispielsweise durch die physikalische Schicht einer NFC-Schnittstelle IO bereitgestellt wird.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass das elektrische Interfacemodule IM zumindest Teile von Konfigurationsdaten zumindest eines direkt benachbarten elektrischen Interfacemoduls IM speichert und die Verfügbarkeit dieses direkt benachbarten elektrischen Interfacemoduls überwacht wird. In 4 kann z.B. das elektrische Interfacemodul, das durch das Gehäuse 1b stilisiert ist, das direkt benachbarte elektrische Interfacemodule IM, welches durch das Gehäuse 1c stilisiert ist, überwachen bzw. zumindest einen Teil der Konfigurationsdaten hiervon speichern. Eine Überwachung kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden, z.B. durch Überwachung, ob Kommunikation vorhanden ist, oder aber durch eine gezielte Abfrage. Obwohl im vorgezeichneten Beispiel lediglich eine Überwachung und Speicherung in eine Richtung erläutert wurde, kann natürlich auch vorgesehen sein, dass eine Überwachung auch des anderen benachbarten elektrischen Interfacemoduls IO/1a realisiert wird. Weiterhin kann diese Überwachung auch so ausgestaltet sein, dass sie nicht nur die direkt benachbarten elektrischen Interfacemodule sondern auch weiter entfernte elektrische Interfacemodule erfasst. Z.B. könnte es vorgesehen sein, dass das erste Interfacemodule IM/1a in 4 auch noch das elektrische Interfacemodul IM/1c überwacht.
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Wird nun festgestellt, dass das benachbarte elektrische Interfacemodul IM defekt ist, so kann der Fehler an weitere Interfacemodule weitergegeben werden. Insbesondere kann ein Fehler an ein Mastermodul und/oder ein Kopfmodul weitergegeben und zur Anzeige gebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Fehler an weitere Einrichtungen z.B. eine Überwachungseinrichtung weitergeleitet wird.
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Wird nun das betroffene elektrische Interfacemodul ausgetauscht, so kann vorgesehen sein, dass das speichernde elektrische Interfacemodul IM/1b nun dieses ersatzweise eingefügte elektrische Interfacemodul IM/1c optional auf Eignung in Bezug auf die gespeicherten Konfigurationsdaten überprüft mittels Kommunikation über die Schnittstelle.
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Falls eine solche Prüfung vorgesehen und erfolgreich war, kann nun vorgesehen sein, dass die gespeicherten Konfigurationsdaten an das ausgetauschte elektrische Interfacemodul übertragen werden. Natürlich kann dieser Schritt auch unabhängig von einer Prüfung vorgesehen sein.
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Weiterhin kann zudem vorgesehen sein, dass erst wenn die Konfiguration abgeschlossen ist und die nun erfolgte Konfiguration an die jeweiligen speichernden benachbarten elektrischen Interfacemodule übertragen wurde, dass diese nun die erhaltene Konfiguration mit der noch gespeicherten Konfiguration vergleichen und nur bei einer erfolgreichen gleichartigen Konfiguration eine Betriebsfreigabe des ausgetauschten Interfacemoduls ermöglichen, z.B. durch entsprechende Signalisierung mittels der Schnittstelle IO. Ein derartiges Verfahren könnte z.B. für sichere (Sub-) Systeme mit einem vorbestimmten – Safety Integrity Level – z.B. SIL nach IEC 61508 vorteilhaft sein. Zudem wird der Austausch von defekten Modulen erheblich erleichtert, da nun keine weitere Einflussnahme von außen notwendig ist und so der Aufwand für eine sonst nötige erneute Konfiguration entfällt.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird auch die Ermittlung eines Fehlerortes eines ausgefallenen elektrischen Interfacemoduls IM innerhalb einer Vielzahl von benachbarten elektrischen Interfacemodulen IM ermöglicht.
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Eine Möglichkeit zur Bestimmung des Fehlerortes ist, dass benachbarte elektrische Interfacemodule IM eine logische Kette bilden. Dann kann z.B. das erste elektrische Interfacemodul oder ein Kopfmodul oder ein Mastermodul die Länge der Kette dadurch bestimmen, dass ein Weitergabesignal in der Kette solange von einem elektrischen Interfacemodul IM zum nächsten logischen elektrischen Interfacemodul IM weitergegeben wird bis entweder das Ende der Kette erreicht ist oder aber bis die Weitergabe ohne Rückmeldung bleibt. Z.B. kann das Weitergabesignal einen Zähler beinhalten, der jeweils bei erfolgreicher Weitergabe inkrementiert oder dekrementiert wird. Das logisch letzte Glied, das dann noch erreichbar ist, gibt seinen Platz in der logischen Kette wieder zurück, sodass das jeweilige erste elektrische Interfacemodul oder das Mastermodul oder das Kopfmodul nun an Hand der vorbekannten Länge der logischen Kette vergleichen kann, ob diese mit der bestimmten Länge der Kette übereinstimmt, und falls nicht an Hand des zurückgemeldeten letzten Platzes nun der Ort des Fehlers als unmittelbar nachfolgend zu dem letzten antwortenden Glied in der Kette identifizierbar ist.
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In anderen alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltungen kann auch vorgesehen sein, dass die unmittelbar benachbarten elektrischen Interfacemodule IM den Zustand eines elektrischen Interfacemoduls IM wie bereits beschrieben überwachen und im Falle einer Fehlfunktion, den Fehler an das erste elektrische Interfacemodul oder das Mastermodul oder das Kopfmodul weitermelden.
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Im Falle, dass das Mastermodul ausfällt kann vorgesehen sein, dass das benachbarte oder auch ein anderes elektrisches Interfacemodul diese Funktion übernimmt. Es könnte auch sein, dass bei einem Fehler innerhalb der Station, die Station in zwei bzw. n autarke Teilsysteme aufgeteilt und die lokale Bearbeitung z. B. mit Ausnahme des ausgefallenen Gerätes fortgesetzt wird.
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Soweit vorstehend auf eine NFC-Schnittstelle Bezug genommen wurde, ist die Erfindung nicht auf NFC beschränkt, sondern lediglich ein Beispiel für eine Nahfeldübertragungstechnik. Eine andere beispielhafte Nahfeldübertragungstechnik ist beispielsweise RFID, die als eine Alternative zu NFC verwendet werden kann.
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Weiterhin ist die Erfindung auch nicht auf die Nahfeldübertragungstechnik begrenzt. Die Erfindung erlaubt auch leitungsgebundene Bussysteme mittels derer die elektrischen Interfacemodule vernetzt sind, wobei z.B. CAN oder dergleichen als Busprotokoll verwendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- IM
- Elektrisches Interfacemodul
- MEM
- Speicher
- IO
- Schnittstelle, NFC-/RFID-Schnittstelle
- RW
- Schreibgerät, Lesegerät
- 1; 1a, 1b, 1c
- Gehäuse
- 2
- Träger
- 3a, 3b, 3c
- Komponentenbereiche
- 4
- Controller
- 5
- Schnittstelle
- 6
- Schnittstellen-Chip
- 7
- Antenne (planar)
- 8
- Mobiltelefon, Smartphone, Tablet-PC
- 10a, 10b, 10c
- (magnetische) Feldlinien
- 11
- Montageschiene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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