DE102017213365A1

DE102017213365A1 - Kommunikationsvorrichtung, System und Verfahren

Info

Publication number: DE102017213365A1
Application number: DE102017213365.1A
Authority: DE
Inventors: Evgeniy Mytnik; Holger Bohm
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-08-03
Also published as: DE102017213365B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung (1) für die Industrieautomatisierung zur Anbindung einer Mehrzahl von Feldebene-Geräten (2, 3), insbesondere Sensoren, Aktoren und/oder Eingabe/Ausgabe-Geräten, an eine übergeordnete Steuerung (4), wobei die Kommunikationsvorrichtung (1) über eine Mehrzahl von Feldebene-Anschlüssen (5, 6) zum Anschließen der Feldebene-Geräte (2, 3), einen Steuerungs-Anschluss (7) zum Anschließen der übergeordneten Steuerung (4) und eine Steuereinheit (8) verfügt, und ausgebildet ist, in einem ersten Modus einen über die Steuereinheit (8) verlaufenden, ersten Kommunikationspfad zwischen den Feldebene-Anschlüssen (5, 6) und dem Steuerungs-Anschluss (7) bereitzustellen. Die Kommunikationsvorrichtung (1) ist ausgebildet, wahlweise in den ersten oder einen zweiten Modus versetzt zu werden, und in dem zweiten Modus einen die Steuereinheit (8) umgehenden, zweiten Kommunikationspfad zwischen einem der Feldebene-Anschlüssen (5, 6) und dem Steuerungs-Anschluss (7) bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung für die Industrieautomatisierung zur Anbindung einer Mehrzahl von Feldebene-Geräten, insbesondere Sensoren, Aktoren und/oder Eingabe/Ausgabe-Geräten, an eine übergeordnete Steuerung, wobei die Kommunikationsvorrichtung über eine Mehrzahl von Feldebene-Anschlüssen zum Anschließen der Feldebene-Geräte, einen Steuerungs-Anschluss zum Anschließen der übergeordneten Steuerung und eine Steuereinheit verfügt, und ausgebildet ist, in einem ersten Modus einen über die Steuereinheit verlaufenden, ersten Kommunikationspfad zwischen den Feldebene-Anschlüssen und dem Steuerungs-Anschluss bereitzustellen.
Die Kommunikationsvorrichtung kann als Kommunikationsknoten zwischen Feldebene-Geräten und einer übergeordneten Steuerung dienen. Kommunikationsinformationen, die von den Feldebene-Geräten zu der übergeordneten Steuerung oder von der übergeordneten Steuerung zu den Feldebene-Geräten übertragen werden, durchlaufen die Kommunikationsvorrichtung. Die Kommunikationsinformationen durchlaufen dabei insbesondere die Steuereinheit der Kommunikationsvorrichtung. In der Steuereinheit kann eine Verarbeitung der Kommunikationsinformationen erfolgen. Beispielsweise kann in der Steuereinheit eine Umsetzung der Kommunikationsinformationen von einem ersten Kommunikationsprotokoll in ein zweites Kommunikationsprotokoll durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und den Feldebene-Geräten jeweils für jedes Feldebene-Gerät über eine eigene Punkt-zu-Punkt-Verbindung erfolgen, und die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und der übergeordneten Steuerung kann über eine gemeinsam genutzte Verbindung, beispielsweise einen Bus erfolgen. In der Steuereinheit können dementsprechend die über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung empfangenen Kommunikationsinformationen in eine digitale Kommunikationsnachricht, beispielsweise ein Datenframe, gepackt werden, die dann über die gemeinsam genutzte Verbindung an die übergeordnete Steuerung übertragen wird. Ferner können in der Steuereinheit in einer von der übergeordneten Steuerung empfangenen digitalen Kommunikationsnachricht enthaltene Kommunikationsinformationen extrahiert werden, um diese über die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen an die Feldebene-Geräte zu übertragen.
Bei den Feldebene-Geräten handelt es sich insbesondere um Geräte, die sich ganz oder teilweise in der Feldebene befinden und/oder direkt mit einem Produktionsprozess interagieren. Insbesondere handelt es sich bei den Feldebene-Geräten um Feldgeräte, Aktoren, Aktor-Antriebe und/oder um Sensoren. Ferner kann es sich bei den Feldebene-Geräten auch um solche Geräte handeln, die direkt mit der Feldebene interagieren, beispielsweise Geräte, die zwischen der Feldebene und der Steuerebene angeordnet sind. Beispielsweise handelt es sich bei den Feldebene-Geräten auch um Ein-/Ausgabe-Geräte.
In der EP 2 211 523 A1 wird ein Umsetzemodul mit einem Umsetzmittel zur Umsetzung eines ersten Protokolls einer übergeordneten Ebene in ein zweites Protokoll einer untergeordneten Ebene beschrieben.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kommunikationsvorrichtung der eingangs genannten Art so zu modifizieren, dass das Zusammenspiel zwischen der übergeordneten Steuerung und den Feldebene-Geräten verbessert werden kann.
Die Aufgabe wird für die eingangs genannte Kommunikationsvorrichtung anhand der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist die Kommunikationsvorrichtung ausgebildet, wahlweise in den ersten oder einen zweiten Modus versetzt zu werden und in dem zweiten Modus einen die Steuereinheit umgehenden, zweiten Kommunikationspfad zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse und dem Steuerungs-Anschluss bereitzustellen.
Dadurch, dass die Kommunikationsvorrichtung in den zweiten Modus versetzt werden kann, in dem der die Steuereinheit umgehende zweite Kommunikationspfad bereitgestellt wird, kann das Zusammenspiel zwischen den Feldebene-Geräten und der übergeordneten Steuerung verbessert werden. Kommunikationsinformationen, die über den zweiten Kommunikationspfad zwischen den Feldebene-Geräten und der übergeordneten Steuerung ausgetauscht werden, durchlaufen nicht die Steuereinheit. Dadurch kann die Kommunikation zwischen den Feldebene-Geräten und der übergeordneten Steuerung schneller - d.h. mit weniger Verzögerungen - erfolgen. Insbesondere ist es möglich, Timing-Erfordernisse einzuhalten, die beispielsweise bei bestimmten Kommunikationsprotokollen, z.B. IO-Link, und insbesondere bei der Konfigurierung und/oder Parametrierung bestimmter Feldebene-Geräte gegeben sind. Folglich wird es möglich, zeitkritische Operationen über die Kommunikationsvorrichtung vorzunehmen, so dass das Zusammenspiel zwischen der übergeordneten Steuerung und den Feldebene-Geräten verbessert werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise ist die Kommunikationsvorrichtung, insbesondere die Steuereinheit, ausgebildet, im ersten und/oder zweiten Modus über den Steuerungs-Anschluss und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse empfangene Kommunikationsinformationen zu überwachen. Insbesondere ist die Kommunikationsvorrichtung ausgebildet, auf Basis der überwachten Kommunikationsinformationen den ersten oder den zweiten Modus einzunehmen. Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit ausgebildet, die Kommunikationsvorrichtung auf Basis der überwachten Kommunikationsinformationen in den ersten oder den zweiten Modus zu versetzen. Auf diese Weise kann die Kommunikationsvorrichtung automatisch den in Hinblick auf die empfangenen Kommunikationsinformationen optimalen Kommunikationspfad wählen.
Vorzugsweise verfügt die Kommunikationsvorrichtung über einen Mehrfach-Umschalter, über den der zweite Kommunikationspfad verläuft. Der Mehrfach-Umschalter ist insbesondere als Multiplexer ausgebildet. Zweckmäßigerweise verfügt der Mehrfach-Umschalter über mehrere Umschalter-Anschlüsse, die jeweils mit einem jeweiligen Feldebene-Anschluss gekoppelt sind. Mit dem Begriff „gekoppelt“ soll nachstehend insbesondere eine kommunikative Kopplung gemeint sein. Unter Verwendung des Mehrfach-Umschalters kann die Kommunikationsvorrichtung den zweiten Kommunikationspfad zwischen verschiedenen Feldebene-Anschlüssen umschalten, und so den zweiten Kommunikationspfad selektiv zu einem bestimmten bzw. ausgewählten Feldebene-Gerät bereitstellen.
Vorzugsweise ist der Mehrfach-Umschalter ausgebildet, den zweiten Kommunikationspfad zu einem durch ein Steuersignal vorgegebenen Feldebene-Anschluss bereitzustellen. Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit ausgebildet, das Steuersignal bereitzustellen. Die Steuereinheit ist insbesondere ausgebildet, das Steuersignal in Ansprechen auf Kommunikationsinformationen bereitzustellen, die über den Steuerungs-Anschluss und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse empfangen werden. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit der empfangenen Kommunikationsinformationen der passende Feldebene-Anschluss ausgewählt und der Mehrfach-Umschalter entsprechend eingestellt werden.
Vorzugsweise ist die Kommunikationsvorrichtung ausgebildet, in dem zweiten Modus als den zweiten Kommunikationspfad eine galvanische Verbindung zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse und dem Steuerungsanschluss bereitzustellen. Indem die galvanische Verbindung zum Austausch von Kommunikationsinformationen zwischen der übergeordneten Steuerung und den Feldebene-Geräten verwendet wird, können in sehr einfacher Weise Timing-Erfordernisse eingehalten werden, da bei der Übertragung über die galvanische Verbindung (im Vergleich zu einer Übertragung über die Steuereinheit) nahezu keine bzw. weniger Zeit verloren geht.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, in dem ersten Modus über den Steuerungs-Anschluss, insbesondere über eine gemeinsame Steuerungs-Anschluss-Leitung, Kommunikationsinformationen, die an mehrere Feldebene-Geräte gerichtet sind, zu empfangen und/oder Kommunikationsinformationen, die von mehreren Feldebene-Geräten stammen, bereitzustellen. Folglich kann der Austausch dieser Kommunikationsinformationen zwischen der Steuereinheit und der übergeordneten Steuerung über einen einzigen Anschluss bzw. eine einzige Leitung erfolgen.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, die Kommunikationsinformationen in einer gemeinsamen digitalen Kommunikationsnachricht, insbesondere einem Datenframe, zu empfangen und/oder bereitzustellen. Insbesondere können Kommunikationsinformationen an/von mehreren Feldebene-Geräten in dieselbe digitale Kommunikationsnachricht gepackt werden, so dass die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und der übergeordneten Steuerung mit hoher Effizienz erfolgen kann.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit mit jedem der Feldebene-Anschlüsse über eine eigene Feldebene-Anschluss-Leitung verbunden und ausgebildet, Kommunikationsinformationen über die Feldebene-Anschluss-Leitungen zu empfangen und/oder bereitzustellen. Folglich kann die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und den Feldebene-Geräten über jeweilige Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erfolgen.
Vorzugsweise verfügt die Steuereinheit über wenigstens einen mit dem Steuerungs-Anschluss gekoppelten ersten Anschluss und über wenigstens einen mit einem Feldebene-Anschluss gekoppelten zweiten Anschluss. Zweckmäßigerweise ist der zweite Kommunikationspfad mit dem wenigstens einen ersten Anschluss und/oder dem wenigstens einen zweiten Anschluss gekoppelt. Folglich ist die Steuereinheit auch mit dem zweiten Kommunikationspfad gekoppelt, so dass die Steuereinheit beispielsweise die über den zweiten Kommunikationspfad ablaufende Kommunikation überwachen kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein System umfassend eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer der vorstehend diskutierten Ausgestaltungen, mehrere Feldebene-Geräte, wobei jedes Feldebene-Gerät an einem jeweiligen Feldebene-Anschluss angeschlossen ist, und eine übergeordnete Steuerung, die an dem Steuerungs-Anschluss angeschlossen ist.
Vorzugsweise ist die übergeordnete Steuerung ausgebildet, über den zweiten Kommunikationspfad eine digitale Kommunikationsnachricht, insbesondere einen Datenframe, mit wenigstens einem der Feldebene-Geräte auszutauschen. Zweckmäßigerweise erfolgt der Austausch, um das wenigstens eine Feldebene-Gerät zu konfigurieren und/oder zu parametrieren.
Vorzugsweise ist die übergeordnete Steuerung ausgebildet, über den zweiten Kommunikationspfad mittels eines Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsprotokolls, insbesondere mittels IO-Link, mit einem der Feldebene-Geräte zu kommunizieren.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Systems mit einer Kommunikationsvorrichtung und wenigstens einem Feldebene-Gerät. Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen, über einen Steuerungs-Anschluss der Kommunikationsvorrichtung einer an das Feldebene-Gerät gerichteten ersten Kommunikationsinformation, Übertragen der Kommunikationsinformation über einen über eine Steuereinheit der Kommunikationsvorrichtung verlaufenden ersten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät, Empfangen, über den Steuerungs-Anschluss, einer an das Feldebene-Gerät gerichteten zweiten Kommunikationsinformation, Übertragen der zweiten Kommunikationsinformation über einen über die Kommunikationsvorrichtung verlaufenden, die Steuereinheit umgehenden, zweiten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Kommunikationsvorrichtung um eine Kommunikationsvorrichtung gemäß einer vorstehend diskutierten Ausgestaltung. Insbesondere handelt es sich bei dem System um ein System gemäß einer vorstehend diskutierten Ausgestaltung.
Nachstehend wird eine exemplarische Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Kommunikationsvorrichtung, Feldebene-Geräten und einer übergeordneten Steuerung und
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Systems.

Das in der 1 gezeigte System 10 soll dazu dienen, einen typischen Anwendungsfall bzw. einen typischen Anwendungskontext einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung 1 zu illustrieren.
Das System 10 umfasst die Kommunikationsvorrichtung 1, Feldebene-Geräte 2, 3 und eine übergeordnete Steuerung 4.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist für die Industrieautomatisierung ausgebildet und dient dazu, die Feldebene-Geräte 2, 3 an die übergeordnete Steuerung 4 anzubinden. Insbesondere dient die Kommunikationsvorrichtung 1 dazu, den Austausch von Kommunikationsinformationen zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 zu ermöglichen. Mit „Kommunikationsinformationen“ sind hierbei Informationen gemeint, die zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 kommuniziert werden.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 verfügt über die beiden Feldebene-Anschlüsse 5, 6, an die exemplarisch die Feldebene-Geräte 2, 3 angeschlossen sind. Zweckmäßigerweise kann die Kommunikationsvorrichtung 1 über weitere Feldebene-Anschlüsse verfügen. Die Kommunikationsvorrichtung 1 verfügt ferner über einen Steuerungs-Anschluss 7, an den exemplarisch die übergeordnete Steuerung 4 angeschlossen ist. Zudem verfügt die Kommunikationsvorrichtung 1 über eine Steuereinheit 8.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 kann wahlweise in einen ersten oder einen zweiten Modus versetzt werden. Insbesondere kann die Kommunikationsvorrichtung 1 entweder in den ersten oder den zweiten Modus versetzt werden. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist ausgebildet, in dem ersten Modus einen ersten Kommunikationspfad zwischen den Feldebene-Anschlüssen 5, 6 und dem Steuerungs-Anschluss 7 bereitzustellen. Der erste Kommunikationspfad verläuft über die Steuereinheit 8. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist ferner ausgebildet, in dem zweiten Modus einen zweiten Kommunikationspfad zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 und dem Steuerungs-Anschluss 7 bereitzustellen. Der zweite Kommunikationspfad umgeht die Steuereinheit 8; d.h., der zweite Kommunikationspfad verläuft nicht über die Steuereinheit 8.
Da der zweite Kommunikationspfad nicht über die Steuereinheit 8 verläuft, müssen Kommunikationsinformationen, die in dem zweiten Modus zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 und dem Steuerungs-Anschluss 7 ausgetauscht werden, nicht die Steuereinheit 8 passieren. Dadurch wird es grundsätzlich möglich, die Kommunikation zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 und dem Steuerungs-Anschluss 7 zu beschleunigen. Insbesondere wird es dadurch möglich, strikte Zeitvorgaben einzuhalten, die insbesondere bei bestimmten Kommunikationsprotokollen, beispielsweise IO-Link, und/oder bestimmten Kommunikationsvorgängen, wie beispielsweise einer Konfiguration oder einer Parametrierung, gegeben sein können. Insgesamt kann durch die Bereitstellung des zweiten Kommunikationspfads das Zusammenspiel zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 verbessert werden.
Nachstehend werden exemplarische Ausgestaltungen der Kommunikationsvorrichtung 1, des Systems 10, sowie deren Komponenten im Detail erläutert.
Bei der Kommunikationsvorrichtung 1 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein einzelnes Gerät oder Modul. Die Kommunikationsvorrichtung 1 verfügt vorzugsweise über ein Gehäuse in dem bzw. an dem die diskutierten Merkmale der Kommunikationsvorrichtung 1 vorgesehen sind. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist für die Industrieautomatisierung, insbesondere die Prozessautomatisierung und/oder Fabrikautomatisierung ausgebildet. Beispielsweise ist die Kommunikationsvorrichtung 1 ausgebildet, über ein in der Industrieautomatisierung übliches Kommunikationsprotokoll, beispielsweise IO-Link, zu kommunizieren.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise als Busknoten, insbesondere als Feldbusknoten, Buskoppler, Sensorsammler und/oder Hub ausgebildet. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise als IO-Link-Wandler ausgebildet. Exemplarisch dient die Kommunikationsvorrichtung 1 dazu, Sensorsignale von den Feldebene-Geräten 2, 3 zu sammeln und der übergeordneten Steuerung 4 bereitzustellen. Durch den zweiten Modus wird die Möglichkeit geschaffen, einen direkten IO-Link-Kommunikationskanal zur Geräte-Ebene (d.h. den Feldebene-Geräten 2, 3) hinter einer solchen Kommunikationsvorrichtung 1 herzustellen. Der direkte IO-Link-Kommunikationskanal ist vorzugsweise per IO-Link steuerbar.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist mit ihrem Steuerungs-Anschluss 7 über eine Leitung 27 mit der übergeordneten Steuerung 4 verbunden. Ferner ist die Kommunikationsvorrichtung 1 mit ihren Feldebene-Anschlüssen 5 und 6 über Leitungen 28, 29 mit den Feldebene-Geräten 2, 3 verbunden. Bei den Leitungen 27, 28, 29 handelt es sich beispielsweise jeweils um 2-Leiter oder 3-Leiter. Exemplarisch findet die Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung 4 über eine einzelne Leitung - der Leitung 27 - statt, während für die Kommunikation mit den Feldebene-Geräten 2, 3 exemplarisch für jedes Feldebene-Gerät 2, 3 eine jeweilige Leitung - die Leitungen 28, 29 - vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 8 und der übergeordneten Steuerung 4 sowie die über den zweiten Kommunikationspfad durchgeführte Kommunikation zwischen wenigstens einem der Feldebene-Geräte 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 über das gleiche Kommunikationsprotokoll, insbesondere über IO-Link. Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 8 und den Feldebene-Geräten 2, 3 erfolgt vorzugsweise über eine andere Kommunikationsart, insbesondere nicht über IO-Link. Beispielsweise erfolgt die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 8 und den Feldebene-Geräten 2, 3 über Schaltsignale und/oder analoge Signale.
In der 1 ist ein exemplarischer Aufbau der Kommunikationsvorrichtung 1 gezeigt. Die Kommunikationsvorrichtung 1 verfügt, zusätzlich zu den vorstehend bereits erwähnten Merkmalen, über einen Mehrfach-Umschalter 9, sowie, rein optional, über Schutzschaltungen 31, 33 und Pegelanpasser 32. Die Schutzschaltungen 31, 33 dienen zum Schutz vor Störungen, insbesondere zur Strom- und/oder Spannungsbegrenzung. Die Pegelanpasser 32 dienen dazu, den Pegel digitaler Signale anzupassen, beispielsweise von 5,3 V auf 24 V und/oder umgekehrt. Insbesondere sind die Pegelanpasser 32 ausgebildet, Spannungspegel der von den Feldebene-Geräten 2, 3 kommenden Signale auf eine für die Steuereinheit 8 geeignete Spannung zu setzen und/oder Spannungspegel der von der Steuereinheit 8 kommenden Signale auf eine für die Feldebene-Geräte 2, 3 geeignete Spannung zu setzen. Jeder der Pegelanpasser 32 kann grundsätzlich auch weggelassen werden oder durch ein anderes Bauteil ergänzt oder ersetzt werden, beispielsweise durch einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digital-Analog-Wandler. Optional können die Pegelanpasser 32 ausgebildet sein, die zweiten Anschlüsse 15, 16 der Steuereinheit 8 von den Feldebene-Anschlüssen 5, 6 galvanisch zu trennen.
Der Steuerungs-Anschluss 7 ist mit einem ersten Anschluss 14 der Steuereinheit 7 gekoppelt. Exemplarisch ist der Steuerungs-Anschluss 7 über die optional vorgesehene Schutzschaltung 31 und eine Steuerungs-Anschluss-Leitung 11 mit dem ersten Anschluss 14 verbunden. Der Steuerungs-Anschluss 7 ist ferner mit einem ersten Anschluss 17 des Mehrfach-Umschalters 9 gekoppelt. Exemplarisch ist der Steuerungs-Anschluss 7 über die optional vorgesehene Schutzschaltung 31, die Steuerungs-Anschluss-Leitung 11 und eine erste Umschalter-Leitung 21 mit dem ersten Anschluss 17 verbunden.
Jeder der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 ist mit einem jeweiligen zweiten Anschluss 15, 16 der Steuereinheit 7 gekoppelt. Exemplarisch ist jeder der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 über eine jeweilige Schutzschaltung 33, eine jeweilige Feldebene-Anschluss-Leitung 12, 13 und einen jeweiligen Pegelanpasser 32 mit einem jeweiligen zweiten Anschluss 15, 16 verbunden. Ferner ist jeder der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 mit einem jeweiligen zweiten Anschluss 18, 19 des Mehrfach-Umschalters 9 gekoppelt. Exemplarisch ist jeder der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 über eine jeweilige Schutzschaltung 33, eine jeweilige Feldebene-Anschluss-Leitung 12, 13 und eine jeweilige zweite Umschalter-Leitung 22, 23 mit einem jeweiligen zweiten Anschluss 18, 19 des Mehrfach-Umschalters 9 verbunden.
Die Steuereinheit 8 und der Mehrfach-Umschalter 9 sind miteinander gekoppelt, so dass die Steuereinheit 8 den Mehrfach-Umschalter 9 ansteuern kann. Exemplarisch ist der Mehrfach-Umschalter 9 über eine dritte Umschalter-Leitung 24 mit der Steuereinheit 8 verbunden.
Die Steuereinheit 8 umfasst exemplarisch eine Rechnereinheit 25, die beispielsweise als Mikrocontroller, FPGA oder ASIC ausgebildet ist und an der die zweiten Anschlüsse 15, 16 vorgesehen sind. Optional verfügt die Steuereinheit 8 ferner über einen Transceiver 26, der mit der Rechnereinheit 25 verbunden ist und an dem der erste Anschluss 14 vorgesehen ist. Der Transceiver 26 kann auch weggelassen werden; in diesem Fall kann der erste Anschluss 14 an der Rechnereinheit 25 vorgesehen sein. Ferner ist es in diesem Fall möglich, dass die Rechnereinheit 25 sämtliche Aufgaben des Transceivers übernimmt.
Der Transceiver 26 bildet zweckmäßigerweise einen Endpunkt der Kommunikationsstrecke zwischen der Steuereinheit 8 und der übergeordneten Steuerung 4. Der Transceiver 26 ist beispielsweise als Slave-Device, insbesondere als IO-Link-Slave ausgebildet.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 verfügt, wie vorstehend bereits erwähnt, über den ersten Modus und den zweiten Modus.
Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist vorzugsweise ausgebildet, von dem ersten Modus in den zweiten Modus und/oder von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln. Insbesondere ist die Kommunikationsvorrichtung 1 ausgebildet, den Wechsel zwischen den Modi basierend auf Kommunikationsinformationen von den Feldebene-Geräten 2, 3 und/oder der übergeordneten Steuerung 4 durchzuführen. Exemplarisch ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, im ersten und/oder zweiten Modus über den Steuerungs-Anschluss 7 und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 empfangene Kommunikationsinformationen zu überwachen und auf Basis der überwachten Kommunikationsinformationen die Kommunikationsvorrichtung 1 in den ersten oder den zweiten Modus zu versetzen.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch der Mehrfach-Umschalter 9 ausgebildet sein, im ersten und/oder zweiten Modus über den Steuerungs-Anschluss 7 und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 empfangene Kommunikationsinformationen zu überwachen und auf Basis der überwachten Kommunikationsinformationen die Kommunikationsvorrichtung 1 in den ersten oder den zweiten Modus zu versetzen. Insbesondere ist der Mehrfach-Umschalter 9 ausgebildet, auf Basis der überwachten Kommunikationsinformation wahlweise den zweiten Kommunikationspfad bereitzustellen oder nicht bereitzustellen.
Damit die Kommunikationsvorrichtung 1 auch im zweiten Modus die zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 ausgetauschten Informationen überwachen kann, ist zweckmäßigerweise der erste Anschluss 14 und/oder wenigstens einer der zweiten Anschlüsse 15, 16 mit dem zweiten Kommunikationspfad gekoppelt.
Zur Durchführung des Wechsels zwischen den beiden Modi kann das System 10 beispielsweise wie folgt ausgebildet sein: Die Steuereinheit 8 kann ausgebildet sein, im ersten Modus von der übergeordneten Steuerung 4, insbesondere per IO-Link, einen Steuerungsbefehl zu erhalten und gemäß dem Steuerungsbefehl den Mehrfach-Umschalter 9 anzusteuern, um den zweiten Kommunikationspfad zu einem bestimmten Feldebene-Geräte bereitzustellen. Ferner kann die Steuereinheit 8 ausgebildet sein, die Kommunikation, insbesondere eine IO-Link-Kommunikation, mit der übergeordneten Steuerung 4 abzubrechen. Dies kann insbesondere nach einer Rückbestätigung, beispielsweise von der Steuereinheit 8 an die übergeordnete Steuerung 4, erfolgen. Die übergeordnete Steuerung 4 kann ausgebildet sein, zu versuchen, die Kommunikation, insbesondere die IO-Kommunikation, erneut aufzubauen und sich dabei mit dem Feldebene-Gerät, zu dem der zweite Kommunikationspfad bereitgestellt wird, zu verbinden. Die Steuereinheit 8 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, die Kommunikation, die über den zweiten Kommunikationspfad erfolgt, zu überwachen, um im Fehlerfall, beispielsweise wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine Rückantwort bzw. keine Kommunikation erfolgt, bei Verbindungsabbruch und/oder bei Steuerbefehlen reagieren zu können. Als Reaktion kann die Steuereinheit 8 beispielsweise einen Wechsel zurück in den ersten Modus durchführen.
Im Folgenden werden weitere exemplarische Details des ersten Modus diskutiert. Der erste Modus kann auch als „Normalbetrieb“ der Kommunikationsvorrichtung 1 angesehen werden. Beispielsweise werden im ersten Modus Ausgabesignale von als Sensoren ausgebildeten Feldebene-Geräten an die übergeordnete Steuerung 4 übertragen und Ansteuersignale von der übergeordneten Steuerung 4 an als Aktoren ausgebildete Feldebene-Geräte übertragen.
Im ersten Modus findet die Kommunikation zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 über den ersten Kommunikationspfad statt, der über die Steuereinheit 8 verläuft. Kommunikationsinformationen, die zwischen den Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 ausgetauscht werden, passieren die Steuereinheit 8. Insbesondere werden die Kommunikationsinformationen dabei von der Steuereinheit 8 verarbeitet, beispielsweise werden die Kommunikationsinformationen von einem ersten Kommunikationsprotokoll oder einer ersten Kommunikationsart in ein zweites Kommunikationsprotokoll umgesetzt. Zweckmäßigerweise ist die Kommunikationsvorrichtung 1 ausgebildet, im ersten Modus gleichzeitig mit mehreren Feldebene-Geräten 2, 3 zu kommunizieren.
Zweckmäßigerweise wird im ersten Modus der zweite Kommunikationspfad nicht bereitgestellt.
Exemplarisch verläuft der erste Kommunikationspfad über die Leitung 27, den Steuerungs-Anschluss 7, die Schutzschaltung 31, den ersten Anschluss 14, die Steuereinheit 8, dabei insbesondere die Rechnereinheit 25, die zweiten Anschlüsse 15, 16, die Pegelanpasser 32, die Feldebene-Anschluss-Leitungen 12, 13, die Schutzschaltungen 33, die Feldebene-Anschlüsse 5, 6 und die Leitungen 28, 29.
Zwischen der Steuereinheit 8 und der übergeordneten Steuerung 4 verläuft der erste Kommunikationspfad somit über eine einzige Leitung - die Steuerungs-Anschluss-Leitung 11. Kommunikationsinformationen von/an das erste Feldebene-Gerät 2 und Kommunikationsinformationen von/an das zweite Feldebene-Gerät werden beide über die Steuerungs-Anschluss-Leitung 11 übertragen. Dementsprechend ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, über den Steuerungs-Anschluss 7, insbesondere über die Steuerungs-Anschluss-Leitung 11, Kommunikationsinformationen, die an die Feldebene-Geräte 2, 3 gerichtet sind, zu empfangen und/oder Kommunikationsinformationen, die von den Feldebene-Geräten 2, 3 stammen, bereitzustellen. Die Steuereinheit 8, insbesondere der Transceiver 26, ist ausgebildet, die Kommunikationsinformationen in einer gemeinsamen digitalen Kommunikationsnachricht, insbesondere einem Datenframe, von der übergeordneten Steuerung 4 zu empfangen und/oder der übergeordneten Steuerung 4 bereitzustellen.
Bei der Kommunikation zwischen der Steuereinheit 8 und der übergeordneten Steuerung im ersten Modus handelt es sich insbesondere um eine bidirektionale, asynchrone Punkt-zu-Punkt-Verbindung, z.B. um IO-Link.
Zwischen der Steuereinheit 8 und den Feldebene-Geräten 2, 3 verläuft der ersten Kommunikationspfad über eine Mehrzahl von parallelen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. So ist die Steuereinheit 8 mit jedem der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 über eine eigene Feldebene-Anschluss-Leitung 12, 13 verbunden und ausgebildet, Kommunikationsinformationen über die Feldebene-Anschluss-Leitungen 12, 13 von den Feldebene-Geräten 2, 3 zu empfangen und/oder den Feldebene-Geräten 2, 3 bereitzustellen. Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit 8 und den Feldebene-Geräten 2, 3 erfolgt zweckmäßigerweise über analoge Signale oder digitale Schaltsignale. Zweckmäßigerweise erfolgt die Kommunikation nicht im IO-Link-Telegrammformat, insbesondere nicht über IO-Link.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Kommunikationsvorrichtung 1 zweckmäßigerweise als IO-Link-Wandler ausgebildet. In diesem Fall ist die Kommunikationsvorrichtung 1 insbesondere ausgebildet, im ersten Modus Eingangssignale von beispielsweise als Sensoren ausgebildeten Feldebene-Geräten einzulesen, diese in einen IO-Link-Frame zu packen und den IO-Link-Frame an die übergeordnete Steuerung 4 zu übergeben. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Kommunikationsvorrichtung ausgebildet, von der übergeordneten Steuerung 4 einen IO-Link-Frame zu empfangen, die in dem IO-Link-Frame enthaltenen Ausgangssignale zu extrahieren und an beispielsweise als Aktoren ausgebildete Feldebene-Geräte auszugeben. Insbesondere wird jedes Ausgangssignal an ein zugeordnetes Feldebene-Geräte 2, 3 ausgegeben.
Zweckmäßigerweise wird der Mehrfach-Umschalter 9 im ersten Modus in einen Zustand versetzt, in dem zwischen keinem der zweiten Anschlüsse 18, 19 und dem ersten Anschluss 17 eine Verbindung bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird im ersten Modus kein zweiter Kommunikationspfad bereitgestellt, der die Steuereinheit 8 umgeht und/oder über den Mehrfach-Umschalter 9 verläuft.
Nachstehend soll auf den zweiten Modus näher eingegangen werden. Zweckmäßigerweise wird im zweiten Modus als zweiter Kommunikationspfad eine direkte Verbindung zwischen der übergeordneten Steuerung 4 und einem auswählbaren Feldebene-Gerät bereitgestellt. Bei der direkten Verbindung handelt es sich insbesondere um eine bi-direktionale, vorzugsweise asynchrone Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Beispielsweise handelt es sich um eine IO-Link-Verbindung. Vorzugsweise wird der zweite Kommunikationspfad zeitweise für ein einziges Feldebene-Gerät reserviert. Über den zweiten Kommunikationspfad erfolgt beispielsweise die Parametrisierung und/oder Diagnose eines Feldebene-Gerätes 2, 3.
Im zweiten Modus wird eine Kommunikation zwischen wenigstens einem der Feldebene-Geräten 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 bereitgestellt, die nicht über die Steuereinheit 8 stattfindet. Zwischen wenigstens einem der Feldebene-Geräte 2, 3 und der übergeordneten Steuerung 4 ausgetauschte Kommunikationsinformationen werden über den vorstehend erwähnten zweiten Kommunikationspfad übertragen, der die Steuereinheit 8, insbesondere die Rechnereinheit 25, umgeht. Vorzugsweise verläuft der zweite Kommunikationspfad über keine digitale Verarbeitungseinheit, insbesondere über keinen Mikroprozessor oder Mikrocontroller. Zweckmäßigerweise kann über den zweiten Kommunikationspfad zeitgleich nur mit einem der Feldebene-Geräte 2, 3 kommuniziert werden; d.h. die Kommunikationsvorrichtung 1 ist ausgebildet, im zweiten Modus eine Kommunikation zwischen der übergeordneten Steuerung 4 und nur einem der Feldebene-Geräte 4 zu ermöglichen.
Exemplarisch verläuft der zweite Kommunikationspfad über die Leitung 27, den Steuerungs-Anschluss 7, die Schutzschaltung 31, die Steuerungs-Anschluss-Leitung 11, die erste Umschalter-Leitung 21, den ersten Anschluss 17, den Mehrfach-Umschalter 9, eine der zweiten Umschalter-Leitungen 22, 23, eine der Feldebene-Anschluss-Leitungen 12, 13, eine der Schutzschaltungen 33, einen der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 und eine der Leitungen 28, 29.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem zweiten Kommunikationspfad um eine bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindung für Signalübertragung und optional auch Energieversorgung. Zweckmäßigerweise handelt es sich um eine asynchrone Punkt-zu-Punkt-Verbindung, insbesondere um IO-Link. Vorzugsweise handelt es sich bei dem zweiten Kommunikationspfad um eine galvanische Verbindung. Befindet sich die Kommunikationsvorrichtung 1 in dem zweiten Modus, so ist vorzugsweise über die gesamte Kommunikationsstrecke von der übergeordneten Steuerung 4 zu einem der Feldebene-Geräte 2, 3 eine galvanische Verbindung gegeben.
Grundsätzlich ist die Kommunikationsvorrichtung 1 ausgebildet, den zweiten Kommunikationspfad selektiv zu einem aus mehreren Feldebene-Anschlüssen 5, 6 bereitzustellen. Zu diesem Zweck verfügt die Kommunikationsvorrichtung 1 exemplarisch über den Mehrfach-Umschalter 9, über den der zweite Kommunikationspfad verläuft. Der Mehrfach-Umschalter 9 verfügt über mehrere zweite Umschalter-Anschlüsse 18, 19, die jeweils mit einem jeweiligen Feldebene-Anschluss 5, 6 gekoppelt sind. Der Mehrfach-Umschalter 9 verfügt ferner über einen ersten Umschalter-Anschluss 17, der mit dem Steuerungs-Anschluss 7 gekoppelt ist. Bei dem Mehrfach-Umschalter 9 handelt es sich beispielsweise um einen Multiplexer. Der Mehrfach-Umschalter 9 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, zwischen dem ersten Anschluss 17 und einem ausgewählten zweiten Anschluss 18 oder 19 eine Verbindung bereitzustellen und zwischen dem ersten Anschluss 17 und einem nicht-ausgewählten zweiten Anschluss 18 oder 19 keine Verbindung bereitzustellen. Zweckmäßigerweise kann der Mehrfach-Umschalter 9 über mehr als zwei zweite Anschlüsse verfügen. In diesem Fall kann der Mehrfach-Umschalter 9 ausgebildet sein, zu sämtlichen nicht-ausgewählten zweiten Anschlüssen keine Verbindung bereitzustellen. Ferner kann der Mehrfach-Umschalter 9 optional einen Zustand einnehmen, in dem zu keinem der zweiten Anschlüsse eine Verbindung bereitgestellt wird.
Der zweite Anschluss 18, 19, zu dem eine Verbindung bereitgestellt wird, wird zweckmäßigerweise durch ein Steuersignal vorgegeben. Der Mehrfach-Umschalter 9 ist demnach insbesondere ausgebildet, den zweiten Kommunikationspfad zu einem durch das Steuersignal vorgegebenen Feldebene-Anschluss 5, 6 bereitzustellen. Das Steuersignal kann, wie im Folgenden noch näher erläutert, von der Steuereinheit 8 bereitgestellt werden.
Insbesondere ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, das Steuersignal in Ansprechen auf eine Kommunikationsinformation bereitzustellen, die über den Steuerungs-Anschluss 7 und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse 5, 6 empfangen wird.
Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit 8 ausgebildet, aus einer Kommunikationsinformation, die von der übergeordneten Steuerung 4 empfangen wird, dasjenige Feldebene-Gerät zu identifizieren, das die Kommunikationsinformation betrifft, und dem Mehrfach-Umschalter 9 ein Steuersignal bereitzustellen, mit dem bewirkt wird, dass der Mehrfach-Umschalter 9 den zweiten Kommunikationspfad zu dem zuvor identifizierten Feldebene-Gerät bereitstellt.
Die übergeordnete Steuerung 4 kann insbesondere ausgebildet sein, als Kommunikationsinformation einen Steuerbefehl an die Steuereinheit 8 zu übertragen, mit dem bewirkt wird, dass der Mehrfach-Umschalter 9 den zweiten Kommunikationspfad zu einem durch den Steuerbefehl vorgegebenen Feldebene-Gerät bereitstellt. Bei dem Steuerbefehl kann es sich um den vorstehend bereits erwähnten Steuerbefehl handeln, mit dem der zweite Modus eingeleitet wird.
Sofern die Kommunikation über den zweiten Kommunikationspfad mittels IO-Link erfolgt, kann der Mehrfach-Umschalter 9 insbesondere als IO-Link-Multiplexer dienen. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Mehrfach-Umschalter 9 um einen 24V-tauglichen Multiplex.
Bei den Feldebene-Geräten 2, 3 handelt es sich insbesondere um Geräte, die Parameterdaten aufweisen, die beispielsweise von der übergeordneten Steuerung 4 geschrieben und/oder gelesen werden können. Vorzugsweise handelt es sich um Geräte, die von der übergeordneten Steuerung 4 konfiguriert und/oder parametriert werden können. Die Feldebene-Geräte 2, 3 können sowohl Geräte umfassen, die IO-Link unterstützen, wie auch Geräte, die IO-Link nicht unterstützen.
Bei der diskutierten Ausführungsform sind exemplarisch zwei Feldebene-Geräte 2, 3 vorgesehen. In Entsprechung dazu sind die Steuereinheit 8, der Mehrfach-Umschalter 9 und die Verbindungen zu den Feldebene-Geräten exemplarisch so ausgebildet, dass zwei Feldebene-Geräte unterstützt werden können. Die Anzahl an Feldebene-Geräten kann selbstverständlich auch größer als zwei sein. In diesem Fall kann die Kommunikationsvorrichtung 1, insbesondere die Steuereinheit 8, der Mehrfach-Umschalter 9 und die Verbindungen zu den Feldebene-Geräten so ausgebildet sein, um mehr als zwei Feldebene-Geräte zu unterstützen. Insbesondere kann pro unterstütztem Feldebene-Gerät ein zweiter Anschluss der Steuereinheit 8, ein zweiter Anschluss des Mehrfach-Umschalters 9, ein Feldebene-Anschluss, eine Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss des Mehrfach-Umschalters 9 und dem Feldebene-Anschluss und eine Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss der Steuereinheit 8 und dem Feldebene-Anschluss vorhanden sein.
Mit dem Begriff „unterstütztes Feldebene-Gerät“ ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Feldebene-Gerät gemeint, zu dem der zweite Kommunikationspfad bereitgestellt werden kann und das direkt mit der übergeordneten Steuerung 4 kommunizieren kann. Zusätzlich zu den unterstützten Feldebene-Geräten können selbstverständlich auch Feldebene-Geräte vorhanden sein, zu denen der zweite Kommunikationspfad nicht bereitgestellt werden kann oder die nicht direkt mit der übergeordneten Steuerung 4 kommunizieren können. Mit diesen Feldebene-Geräten kann dann beispielsweise nur im ersten Modus kommuniziert werden.
Die übergeordnete Steuerung 4 ist vorzugsweise als speicherprogrammierbare Steuerung, SPS, ausgebildet. Die übergeordnete Steuerung 4 umfasst zweckmäßigerweise einen IO-Link-Master, mit dem die exemplarisch auf IO-Link basierende Kommunikation mit der Steuereinheit 8 durchgeführt wird. Die Kommunikation von/zu der übergeordneten Steuerung 4 (bzw. dem dort exemplarisch vorgesehen IO-Link-Master) erfolgt zweckmäßigerweise zyklisch. Vorzugsweise wird die Kommunikation durch die übergeordnete Steuerung 4 zeitlich gesteuert.
Die 2 zeigt ein Flussdiagram eines exemplarischen Verfahrens zum Betrieb eines Systems, beispielsweise des vorstehend diskutierten Systems 10.
Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen S1, über einen Steuerungs-Anschluss 7 der Kommunikationsvorrichtung 1, einer an das Feldebene-Gerät 2, 3 gerichteten ersten Kommunikationsinformation, Übertragen S2 der Kommunikationsinformation über einen über eine Steuereinheit 8 der Kommunikationsvorrichtung 1 verlaufenden ersten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät 2, 3, Empfangen S3, über den Steuerungs-Anschluss 7, einer an das Feldebene-Gerät 2, 3 gerichteten zweiten Kommunikationsinformation, Übertragen S4 der zweiten Kommunikationsinformation über einen über die Kommunikationsvorrichtung 1 verlaufenden, die Steuereinheit 8 umgehenden, zweiten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät 2, 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2211523 A1 [0004]

Claims

Kommunikationsvorrichtung (1) für die Industrieautomatisierung zur Anbindung einer Mehrzahl von Feldebene-Geräten (2, 3), insbesondere Sensoren, Aktoren und/oder Eingabe/Ausgabe-Geräten, an eine übergeordnete Steuerung (4), wobei die Kommunikationsvorrichtung (1) über eine Mehrzahl von Feldebene-Anschlüssen (5, 6) zum Anschließen der Feldebene-Geräte (2, 3), einen Steuerungs-Anschluss (7) zum Anschließen der übergeordneten Steuerung (4) und eine Steuereinheit (8) verfügt, und ausgebildet ist, in einem ersten Modus einen über die Steuereinheit (8) verlaufenden, ersten Kommunikationspfad zwischen den Feldebene-Anschlüssen (5, 6) und dem Steuerungs-Anschluss (7) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) ausgebildet ist, wahlweise in den ersten oder einen zweiten Modus versetzt zu werden, und in dem zweiten Modus einen die Steuereinheit (8) umgehenden, zweiten Kommunikationspfad zwischen einem der Feldebene-Anschlüssen (5, 6) und dem Steuerungs-Anschluss (7) bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) ausgebildet ist, im ersten und/oder zweiten Modus über den Steuerungs-Anschluss (7) und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse (5, 6) empfangene Kommunikationsinformationen zu überwachen und auf Basis der überwachten Kommunikationsinformationen den ersten oder den zweiten Modus einzunehmen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) über einen Mehrfach-Umschalter (9), insbesondere einen Multiplexer, verfügt, über den der zweite Kommunikationspfad verläuft, wobei der Mehrfach-Umschalter (9) über mehrere Umschalter-Anschlüsse (18, 19) verfügt, die jeweils mit einem jeweiligen Feldebene-Anschluss (5, 6) gekoppelt sind.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfach-Umschalter (9) ausgebildet ist, den zweiten Kommunikationspfad zu einem durch ein Steuersignal vorgegebenen Feldebene-Anschluss (5, 6) bereitzustellen, wobei die Steuereinheit (8) vorzugsweise ausgebildet ist, das Steuersignal insbesondere in Ansprechen auf Kommunikationsinformationen bereitzustellen, die über den Steuerungs-Anschluss (7) und/oder über einen der Feldebene-Anschlüsse (5, 6) empfangen werden.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) ausgebildet ist, in dem zweiten Modus als den zweiten Kommunikationspfad eine galvanische Verbindung zwischen einem der Feldebene-Anschlüsse (5, 6) und dem Steuerungs-Anschluss (7) bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) ausgebildet ist, in dem ersten Modus über den Steuerungs-Anschluss (7), insbesondere über eine gemeinsame Steuerungs-Anschluss-Leitung (11), Kommunikationsinformationen, die an mehrere Feldebene-Geräte (2, 3) gerichtet sind, zu empfangen und/oder Kommunikationsinformationen, die von mehreren Feldebene-Geräten (2, 3) stammen, bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) ausgebildet ist, die Kommunikationsinformationen in einer gemeinsamen digitalen Kommunikationsnachricht, insbesondere einem Datenframe, zu empfangen und/oder bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) mit jedem der Feldebene-Anschlüsse (5, 6) über eine eigene Feldebene-Anschluss-Leitung (12, 13) verbunden ist und ausgebildet ist, Kommunikationsinformationen über die Feldebene-Anschluss-Leitungen (12, 13) zu empfangen und/oder bereitzustellen.
Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinheit (8) über wenigstens einen mit dem Steuerungs-Anschluss (7) gekoppelten ersten Anschluss (14) und über wenigstens einen mit einem Feldebene-Anschluss (5, 6) gekoppelten zweiten Anschluss (15, 16) verfügt und der zweite Kommunikationspfad mit dem wenigstens einen ersten Anschluss (14) und/oder dem wenigstens einen zweiten Anschluss (15, 16) gekoppelt ist.
System (10), umfassend eine Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, mehrere Feldebene-Geräte (2, 3), wobei jedes Feldebene-Gerät (2, 3) an einem jeweiligen Feldebene-Anschluss (5, 6) angeschlossen ist und eine übergeordnete Steuerung (4), die an dem Steuerungs-Anschluss (7) angeschlossen ist.
System (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerung (4) ausgebildet ist, über den zweiten Kommunikationspfad eine digitale Kommunikationsnachricht, insbesondere einen Datenframe, mit wenigstens einem der Feldebene-Geräte (2, 3) auszutauschen, vorzugsweise um das wenigstens eine Feldebene-Gerät (2, 3) zu konfigurieren und/oder zu parametrieren.
System (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerung (4) ausgebildet ist, über den zweiten Kommunikationspfad mittels eines Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsprotokolls, insbesondere mittels IO-Link, mit einem der Feldebene-Geräte (2, 3) zu kommunizieren.
Verfahren zum Betrieb eines Systems (10) mit einer Kommunikationsvorrichtung (1) und wenigstens einem Feldebene-Gerät (2, 3), umfassend die Schritte: Empfangen (S1), über einen Steuerungs-Anschluss (7) der Kommunikationsvorrichtung (1), einer an das Feldebene-Gerät (2, 3) gerichteten ersten Kommunikationsinformation, Übertragen (S2) der Kommunikationsinformation über einen über eine Steuereinheit (8) der Kommunikationsvorrichtung (1) verlaufenden ersten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät (2, 3), Empfangen (S3), über den Steuerungs-Anschluss (7), einer an das Feldebene-Gerät (2, 3) gerichteten zweiten Kommunikationsinformation, Übertragen (S4) der zweiten Kommunikationsinformation über einen über die Kommunikationsvorrichtung (1) verlaufenden, die Steuereinheit (8) umgehenden, zweiten Kommunikationspfad an das Feldebene-Gerät (2, 3).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet ist.