DE102016117385B4 - Device and method for the identification of electronic assemblies - Google Patents
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Abstract
Eine Einrichtung und ein Verfahren dienen zur Identifikation von auswechselbaren Baugruppen (10, 12, 14). Eine Steuerbaugruppe (18) wertet Identifikations-Signale der auswechselbaren Baugruppen (10, 12, 14) aus und führt einen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleich zur Identifikation durch.A device and a method are used to identify interchangeable assemblies (10, 12, 14). A control module (18) evaluates identification signals of the interchangeable modules (10, 12, 14) and performs a target value / actual value comparison for identification.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Identifikation von elektronischen Baugruppen mit mindestens einer zu identifizierenden, auswechselbaren Baugruppe und mit mindestens einer Steuer-Baugruppe. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Identifikation von elektronischen Baugruppen und der Erkennung von Vertauschungen von Steckverbindungsteilen.The invention relates to a device for the identification of electronic modules with at least one interchangeable module to be identified and with at least one control module. Furthermore, the invention relates to a method for the identification of electronic components and the detection of permutations of connector parts.
In komplexen elektronischen Geräten bzw. elektronischen Systemen, wie z.B. Druckern oder Kopierern, sind mehrere elektronische Baugruppen enthalten, die auch als bestückte Leiterplatten, PCBA (printed circuit board assembly) oder Einschubmodule bezeichnet werden. Diese Baugruppen können typgleich sein, sich jedoch in der elektronischen Signalverarbeitung unterscheiden und/oder gleiche Abmessungen haben und/oder über gleiche Steckverbindungen verfügen. Im Normalfall erfolgt die Kommunikation mit auswechselbaren Baugruppen über eine übergeordnete Steuer-Baugruppe, die eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und/oder einen Prozessor und zugehörige Software umfasst. Bei der Montage einer auswechselbaren Baugruppe oder im Servicefall kann es zu Fehlern kommen, d.h. eine falsche Baugruppe wird montiert und/oder eine Baugruppe wird nicht am korrekten Einbauplatz gesteckt und/oder zwei gleichartig aussehende Baugruppen oder Stecker werden vertauscht. Häufig sind die Schnittstellen zwischen den Baugruppen aus wirtschaftlichen Gründen und aus Gründen der Standardisierung gleich ausgeführt, d.h. es werden gleiche Steckverbinder verwendet. Auch hier kann es zu einer Vertauschung kommen. Derartige Fehler können zu erheblichen Schäden am gesamten Gerät führen, und es wird die Fehlersuche erheblich erschwert.In complex electronic devices or electronic systems, e.g. Printers or copiers, several electronic assemblies are included, which are also referred to as printed circuit boards, PCBA (printed circuit board assembly) or plug-in modules. These modules may be of the same type, but differ in electronic signal processing and / or have the same dimensions and / or have the same connectors. Normally, communication with interchangeable modules takes place via a higher-level control module, which comprises a programmable logic controller (PLC) and / or a processor and associated software. When mounting a replaceable assembly or servicing, errors may occur, i. an incorrect module is mounted and / or one module is not plugged into the correct slot and / or two similar-looking modules or connectors are reversed. Frequently, the interfaces between the assemblies are the same for economic reasons and for the sake of standardization, i. the same connectors are used. Again, there may be an exchange. Such errors can lead to significant damage to the entire device, and it is much more difficult to troubleshoot.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Baugruppen mit mechanischen Elementen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zu versehen, so dass nur an einem bestimmten Einbauplatz die zugehörige Baugruppe gesteckt werden kann. Auch können Codierstecker und Codierbuchsen verwendet werden, die mechanisch eindeutig die Steckverbindung definieren. Weiterhin können auch Verbindungsleitungen zwischen den Baugruppen in der jeweiligen Länge so limitiert werden, dass fehlerhaftes Stecken nicht möglich ist. Diese jeweils individualisierte Hardwarelösung ist technisch und wirtschaftlich aufwendig.In the prior art, it is known to provide assemblies with mechanical elements according to the key-lock principle, so that only at a specific slot the associated assembly can be plugged. Also Codierstecker and Codierbuchsen can be used, which define the connector mechanically unique. Furthermore, connecting lines between the modules in the respective length can be limited so that incorrect plugging is not possible. This individualized hardware solution is technically and economically complex.
Aus
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Identifikation von elektronischen Baugruppen anzugeben, welche einfach aufgebaut ist bzw. welches einfach arbeitet und zuverlässig eine Identifikation der auswechselbaren Baugruppe ermöglicht, bevor ein Schaden entstehen kann.It is an object of the invention to provide a device and a method for the identification of electronic modules, which is simple in construction and which works easily and reliably allows identification of the interchangeable module before damage can occur.
Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved for a device by the combination of the features of
Durch die Verwendung eines Frequenz-Signals als Identifikations-Signal kann dieses Identifikations-Signal auch über weite Strecken übertragen werden, beispielsweise sind auch Leitungslängen für die Steckverbindung von mehreren Metern problemlos und zuverlässig möglich. Durch die Verwendung unterschiedlicher Frequenzen auf der auswechselbaren Baugruppe kann eine Vielzahl von verschiedenen Baugruppen unterschieden werden. In der übergeordneten Steuer-Baugruppe wird das Identifikations-Signal analysiert und die jeweilige auswechselbare Baugruppe durch einen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleich identifiziert, wobei die Steuer-Baugruppe auf intelligente Baueinheiten, wie SPS oder Prozessoren mit zugehöriger Software zugreift. Die entsprechenden Soll-Werte sind in der zugehörigen Software in Form von Listen hinterlegt.By using a frequency signal as an identification signal of this identification signal can also be transmitted over long distances, for example, cable lengths for the connector of several meters are easily and reliably possible. By using different frequencies on the interchangeable module a variety of different modules can be distinguished. In the higher-level control module, the identification signal is analyzed and the respective replaceable module identified by a target value / actual-value comparison, the control module accessing intelligent units, such as PLCs or processors with associated software. The corresponding target values are stored in the associated software in the form of lists.
Vorteilhaft ist es, dass die auswechselbare Baugruppe einen Teiler-Baustein und einen Multiplex-Baustein enthält, wobei der Teiler-Baustein aus einem vom Frequenz-Baustein erzeugten Basis-Frequenz-Signal mehrere Frequenz-Signale erzeugt und diese dem Multiplex-Baustein zuführt. Der Multiplex-Baustein schaltet abhängig von einem Auswahl-Signal, vorzugsweise in Form eines binären Adress-Signals, eines der Frequenz-Signale durch, welches als Identifikations-Signal verwendet wird. Vorzugsweise erfolgt eine ganzzahlige Division des Basis-Frequenz-Signals, welches typischerweise mittels eines Quarz-Schwingkreises auf der jeweiligen Baugruppe erzeugt wird. Wenn mehrere auswechselbare Baugruppen zu identifizieren sind, ist darauf zu achten, dass alle sich ergebenden Teiler-Frequenzen eindeutig sind, so dass die gleiche Frequenz am Ausgang des Multiplex-Bausteins nicht zweimal im gesamten Baugruppen-System vorkommt. Auch sollten keine Frequenz-Überschneidungen vorhanden sein.It is advantageous that the replaceable module contains a divider component and a multiplex component, wherein the divider component generates a plurality of frequency signals from a base frequency signal generated by the frequency component and feeds this to the multiplex component. Depending on a selection signal, preferably in the form of a binary address signal, the multiplex component switches through one of the frequency signals which is used as the identification signal. Preferably, an integer division of the base frequency signal, which is typically generated by means of a quartz resonant circuit on the respective module. If multiple interchangeable modules are to be identified, it must be ensured that all resulting divider frequencies are unique, so that the same frequency at the output of the multiplex module does not occur twice in the entire module system. Also, no frequency overlaps should be present.
Zur Vermeidung der Aussendung von Störsignalen (EMV) infolge der Übertragung des ggf. hochfrequenten Identifikationssignals kann eine elektronische Verrieglung erfolgen, wobei die Identifikationsphase gesteuert durch die Steuer-Baugruppe freigegeben wird. To avoid the emission of interfering signals (EMC) as a result of the transmission of the possibly high-frequency identification signal, an electronic locking can take place, wherein the identification phase is controlled by the control module released.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Auswahl-Signal für den Multiplex-Baustein durch eine vorzugsweise fest verdrahtete Hardware auf der auswechselbaren Baugruppe erzeugt wird, die ein weiteres Identifikations-Merkmal für diese Baugruppe definiert. Das Auswahl-Signal kann beispielsweise durch eine fest verdrahtete Brücke als binäres Adress-Signal oder durch einen Schalter-Baustein erzeugt werden. Vorzugsweise legt ein solches Auswahl-Signal den Einbauplatz der jeweiligen Baugruppe fest. Die Steuer-Baugruppe kann anhand des Identifikations-Signals beispielsweise den Typ der auswechselbaren Baugruppe und den Einbauplatz erkennen. Stimmt dann der Ist-Wert mit dem zuvor hinterlegten Soll-Wert überein, so wird die betreffende auswechselbare Baugruppe freigegeben und das zugehörige Interface aktiviert. Andernfalls erfolgt eine Fehlermeldung.Furthermore, it is advantageous if the selection signal for the multiplex component is generated by preferably hard-wired hardware on the replaceable module, which defines a further identification feature for this module. The selection signal can be generated for example by a hardwired bridge as a binary address signal or by a switch module. Preferably, such a selection signal determines the slot of the respective module. The control module can recognize, for example, the type of interchangeable module and the slot based on the identification signal. If the actual value then coincides with the previously stored desired value, then the relevant replaceable module is released and the associated interface is activated. Otherwise, an error message occurs.
Eine andere Lösung sieht eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 vor. Hier sind auf der auswechselbaren Baugruppe am Interface zwei Anschlüsse der Steckverbindung durch eine Brücke elektrisch brückbar. Die beiden Anschlüsse sind vorher genau festgelegt. Die Steuer-Baugruppe sendet über einen dieser Anschlüsse ein Erkennungs-Signal aus, vorzugsweise ein getaktetes Signal, das bei geschlossener Steckverbindung über die Brücke und den anderen Anschluss an die Steuer-Baugruppe zurückgeleitet wird. Die Steuer-Baugruppe wertet das Erkennungs-Signal aus und wenn der Ist-Wert mit dem Soll-Wert übereinstimmt, ist die jeweilige Steckverbindung als richtig identifiziert.Another solution provides a device with the features of claim 3. Here are on the interchangeable module on the interface two connections of the connector electrically bridged by a bridge. The two connections are previously specified. The control module transmits a detection signal via one of these connections, preferably a clocked signal, which is fed back to the control module via the bridge and the other connection when the plug connection is closed. The control module evaluates the detection signal and if the actual value coincides with the desired value, the respective connector is identified as correct.
Vorteilhaft ist es, wenn die Brücke zwischen den beiden Anschlüssen einen elektronischen Baustein enthält, der durch ein Enable-Signal in einen leitenden Zustand und durch ein von der Steuer-Baugruppe ausgesendetes Disable-Signal in einen hochohmigen Zustand schaltbar ist. Während der Identifikationsphase, die von der Steuer-Baugruppe durchgeführt wird, können auf den beiden Anschlüssen der Steckverbindung keine anderen Informations-Signale übertragen werden. Wenn die Identifikationsphase abgeschlossen ist, so wird der elektronische Baustein, beispielsweise ein Tristate-Puffer-Baustein, initiiert durch die Steuer-Baugruppe aus dem leitenden Zustand in den hochohmigen Zustand geschaltet, so dass die Brücke zwischen den beiden Anschlüssen wirkungslos ist. Diese Anschlüsse können dann für weitere Informations-Signale und den Austausch von Informationen zwischen der jeweiligen auswechselbaren Baugruppe und der Steuer-Baugruppe genutzt werden.It is advantageous if the bridge between the two terminals includes an electronic component, which is switchable by an enable signal in a conductive state and by a sent out by the control module Disable signal in a high-impedance state. During the identification phase, which is performed by the control module, no other information signals can be transmitted on the two terminals of the connector. When the identification phase is completed, the electronic component, for example a tri-state buffer component, is switched from the conducting state to the high-resistance state by the control assembly, so that the bridge between the two terminals is ineffective. These ports can then be used for other information signals and the exchange of information between the respective interchangeable board and the control board.
In einer Variante der Erfindung ist über einen weiteren Anschluss der Steckverbindung im gesteckten Zustand ein Codierungs-Signal von der auswechselbaren Baugruppe zur Steuer-Baugruppe als weiteres Identifikations-Signal übertragbar. Beispielsweise wird hierbei ein Low-Signal an einen bestimmten Steckkontakt des jeweiligen Steckverbinders gelegt. Anhand dieses Low-Signals erkennt die Steuer-Baugruppe bei gleichartigen Baugruppentypen das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein der richtigen Steckverbindung.In a variant of the invention, a coding signal from the replaceable module to the control module can be transmitted as a further identification signal via a further connection of the plug connection in the plugged state. For example, in this case a low signal is applied to a specific plug contact of the respective connector. On the basis of this low signal, the control module recognizes the presence or absence of the correct plug connection for similar types of module.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Verfahrensansprüche angegeben, welche die Arbeitsweise der Einrichtungen definieren. Die mit diesen Verfahren erzielbaren technischen Vorteile stimmen mit den weiter vorne erläuterten überein.According to a further aspect of the invention, method claims are specified which define the operation of the devices. The technical advantages that can be achieved with these methods are consistent with those explained above.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Anordnung mit mehreren Baugruppen, -
2 schematisch eine auswechselbare Baugruppe mit Baueinheiten zu ihrer Identifikation, -
3 eine weitere auswechselbare Baugruppe mit Brücken zur Identifikation, und -
4 eine auswechselbare Baugruppe mit einem elektronischen Baustein als Brücke.
-
1 an arrangement with several assemblies, -
2 schematically an interchangeable assembly with units for their identification, -
3 another interchangeable module with bridges for identification, and -
4 a replaceable module with an electronic module as a bridge.
Die Leitungen
Die Funktionsweise ist die folgende. Mit Hilfe des Brücken-Elements
Für den Steckverbinder
Die Baugruppe
Ein weiteres Identifikations-Merkmal kann über einen weiteren Anschluss 10s an die Steuer-Baugruppe
Während der Identifikationsphase befinden sich die Bausteine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10, 12, 1410, 12, 14
- auswechselbare Baugruppeinterchangeable module
- 1616
- Leitungencables
- 1818
- Steuer-BaugruppeControl module
- 2020
- Prozessorprocessor
- 2222
- FPGAFPGA
- 2424
- SteckverbinderConnectors
- 2828
- SteckverbinderConnectors
- 3030
- Frequenz-GeneratorFrequency generator
- 3232
- Leitung für Basis-Frequenz-SignalLine for basic frequency signal
- 3434
- Teiler-BausteinDivider module
- 3636
- Mulitplex-BausteinMultiplex block
- 3838
- Steuereingangcontrol input
- 4040
- Leitung für Auswahl-SignaleLine for selection signals
- 4242
- Brückenelementbridge element
- 4343
- verdrahtete Brückenwired bridges
- 4444
- Brückebridge
- 4646
- Erkennungs-SignalDetecting signal
- 4848
- Brückebridge
- 50, 5250, 52
- Treiber-BausteineDriver Blocks
- 5454
- StromversorgungssteckerPower connector
- 5656
- Brückebridge
- 60,6260.62
- elektronische Bausteineelectronic components
- Ee
- Leitungmanagement
- X1, X2X1, X2
- Steckerverbinderplug connector
- 1s bis 10s1s to 10s
- Stifte/BuchsenPins / sockets
Claims (8)
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