DE102017000359A1

DE102017000359A1 - Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze

Info

Publication number: DE102017000359A1
Application number: DE102017000359.9A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Wiedemann; Jochen Bihl; Christian Kraus
Original assignee: BIHL+WIEDEMANN GmbH
Current assignee: BIHL+WIEDEMANN GmbH
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-03-01

Abstract

Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze zur Auffrischung von AS-Interface Telegrammen, die zwischen Master und Slaves ausgetauscht werden mit einer Kommunikationseinheit, die es ermöglicht Betriebsdaten der einen Seite des Repeaters von der anderen Seite aus auszulesen.

Description

Stand der Technik
AS-Interface ist ein eingeführtes und genormtes¹ Bussystem für Anwendungen mit einfachen Sensoren und Aktuatoren. Jedes AS-Interface System besteht aus einem Master, einer Anzahl von Slaves – den Sensoren und Aktuatoren –, einem Netzgerät und einer Verdrahtung dieser Komponenten in Reihen-, Baum- oder Sternstruktur. In speziellen Fällen werden noch Zusatzgeräte zur Impedanzanpassung verwendet. Für große Netze werden Repeater eingesetzt, die jedes Telegramm des Masters oder eines Slaves empfangen, auffrischen und an den Empfänger weitergeben (1).

(¹IEC 62026-2: Part 2: Actuator Sensor Interface (AS-i), Part 2: Actuator Sensor Interface (AS-i); 2000; oder: Kriesel, W. R., Madelung, O. W. (Hrsg.): AS-Interface Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation; 213 S., 2. deutsche Auflage, Carl Hanser Verlag 1999, ISBN 3-446-21064-4; oder aktualisiert: AS-International Association: Complete Specification Version 3.0 Rev. 2 (2008) und Annex A and B to the Complete AS-Interface Specification; Version 3.0, Revision 2 (2008))

Ein Charakteristikum des Systems ist seine hohe Fehlersicherheit, die vor allem durch zwei Eigenschaften erreicht wird: Erstens wird das System erdfrei und im Rahmen des Möglichen hoch-symmetrisch aufgebaut. Dadurch werden elektromagnetische Einstreuungen auf ein Minimum herabgedrückt. Zweitens untersucht jeder Empfänger jedes empfangene Telegramm auf mögliche Abweichungen von der für AS-Interface vorgeschriebenen Struktur. Wird dabei eine Abweichung festgestellt, so wird das betreffende Telgramm wiederholt. Ist das Telegramm auch nach mehrmaliger Wiederholung nicht korrekt, so wird es verworfen und eine Fehlermeldung im Master erzeugt. Stellt ein Empfänger eines Repeaters ein fehlerhaftes Telegramm fest, so wird das gesendete Telegramm unkenntlich gemacht.
Die Erdfreiheit und die Symmetrie des Systems kann durch entsprechende Messeinrichtungen nachgewiesen werden. Solche Messeinrichtungen sind als Einzelgeräte oder auch integriert in einen AS-i Master am Markt etabliert und liefern entsprechende Diagnoseinformationen.
Durch die systembedingte galvanische Trennung der Teilnetze in A/B durch den Repeater, entstehen zwei Segmente die hinsichtlich der Symmetrie und der Erdfreiheit unterschiedliche Eigenschaften aufzeigen können. Dadurch ist nach Stand der Technik die Überwachung der Erdfreiheit und der Symmetrie beider Teilnetze nur über zwei der beschriebenen Messeinrichtungen möglich.
Ebenfalls können die Spannungen der beiden Teilnetze nur getrennt überwacht, und entsprechend als Diagnoseinformationen zur Verfügung gestellt werden.
Für die Kommunikation zwischen dem AS-Interface Master und den AS-Interface Slaves muss jedem Slave eine eindeutige Adresse zugewiesen werden. Allerdings kann nicht ausgeschlossen werden, dass durch Bedienfehler zwei oder mehr AS-Interface Slaves dieselbe Adresse zugewiesen bekommen. Bei einer doppelt vergeben Adresse kann im schlimmsten Fall die Prozesswerte falsch interpretiert werden. Eine entsprechende Messeinrichtung für das erkennen einer solchen doppelt vergebenen Adresse wird in EP1912991 beschrieben. Ein entsprechend implementierte Messeinrichtung funktioniert allerdings nur wenn die beide Slaves im gleichen Teilnetz angeschlossen sind.
Ein voll-umfassende Diagnose beider Teilnetze zu erhalten ist somit nur mit erhöhtem Aufwand möglich und diese kann nicht zentral aus einem Modul ausgelesen werden.
Für solche Fälle fehlt bisher eine sichere, praktikable und kostengünstige Lösung auf der Basis von AS-Interface.
Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Diagnose-Repeater zu entwickeln, dessen Diagnosedaten für die entsprechenden Teilnetze „A” und „B” aus der Maschinensteuerung heraus online ausgewertet werden können
Dazu wird der Diagnose-Repeater (2), der wie jeder Repeater imstande ist, zwei galvanisch getrennte Teilnetze A und B so zu verbinden, dass die aus dem einen Teilnetz A einlaufenden AS-Interface Telegramme mit geringer Verzögerung analysiert, in das zweite Teilnetz B weitergegeben werden und umgekehrt (1), mit folgenden Komponenten versehen:

• AS-Interface Kommunikationseinheit für das Teilnetz „A” (K)
• Spannungsmonitor für das Teilnetz „A” und „B” (Sa, Sb)
• Messeinrichtung für die Erfassung der Erdfreiheit und der Symmetrie des Teilnetzes „A” und „B” (Ma, Mb)
• Messeinrichtung für die Erfassung einer Doppeladresse für das Teilnetz „A” und „B” (Da, Db)

Die beiden Spannungsmonitore, die Messeinrichtungen für die Erfassung der Erdfreiheit und der Symmetrie sowie die Messeinrichtungen für die Erfassung einer Doppeladresse werden nun so mit der AS-Interface Kommunikationseinheit verbunden, dass die entsprechenden Diagnoseinformationen im Teilnetz „A” ausgelesen werden können (1).
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Diagnose-Repeater auch mit einer AS-i Datenentkopplung kombiniert werden (DE), wodurch ein zusätzlicher Anschluss für eine Spannungsquelle notwendig wird (2).
Vorteile und wirtschaftlicher Wert der Erfindung
Der erfindungsgemäße Repeater kann in jedem AS-Interface oder Safety-at-Work Netz eingesetzt werden. Er ist dann von Vorteil, wenn ein hohes Maß an Diagnoseinformationen zentral erfasst werden sollen. Durch die zusätzlich integrierte AS-i Entkopplung können zusätzliche Kosten eingespart werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1912991 [0006]

Claims

Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze zur Auffrischung von AS-Interface Telegrammen, die zwischen Master und Slaves ausgetauscht werden, mit zwei Seiten „A” und „B” für die Teilnetze „A” und „B” und jeweils zwei Kanälen mit Empfänger und Sender für den bidirektionalen Betrieb vom Master zu den Slaves und zurück dadurch gekennzeichnet, dass an seiner Seite „A” eine AS-Interface Kommunikationseinheit integriert ist, durch die es möglich ist, Betriebsdaten über das Teilnetz „A” und/oder das Teilnetz „B” über AS-Interface auszulesen.
Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsmonitor für das Teilnetz „A” bzw. Teilnetz „B” integriert wird. Dieser Spannungsmonitor generiert Diagnoseinformation, welche durch die Kommunikationseinheit am Teilnetz „A” über AS-Interface zur Verfügung gestellt wird.
Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung für die Erfassung der Erdfreiheit und der Symmetrie für das Teilnetz „A” bzw. Teilnetz „B” integriert wird. Dieser Messeinrichtung generiert Diagnoseinformation, welche durch die Kommunikationseinheit am Teilnetz „A” über AS-Interface zur Verfügung gestellt wird.
Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung für die Erfassung einer Doppeladresse für das Teilnetz „A” bzw. Teilnetz „B” integriert wird. Dieser Messeinrichtung generiert Diagnoseinformation, welche durch die Kommunikationseinheit am Teilnetz „A” über AS-Interface zur Verfügung gestellt wird.
Diagnose-Repeater für AS-Interface Netze nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass an seiner Seite „B” eine Datenentkopplung integriert ist.