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Die Erfindung betrifft ein Ansteuerungssystem zur Verwendung in einem Automatisierungssystem und ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikation zwischen einer Verarbeitungseinrichtung und einem Sensor, die ein Ansteuerungssystem bilden.
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Ein derartiges Ansteuerungssystem kann beispielsweise als Servoantriebsregler zur geregelten Ansteuerung eines Elektromotors ausgebildet sein. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Ansteuerungssystem zur Umsetzung von Bewegungsbefehlen, die von einer übergeordneten Steuerung, insbesondere einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), bereitgestellt werden, in eine Bereitstellung von elektrischer Energie für einen Elektromotor und damit in einer Bewegung des Elektromotors ausgebildet ist. Hierbei ist das Ansteuerungssystem für eine Kommunikation mit wenigstens einem Sensor, der dem Elektromotor zugeordnet ist, ausgebildet, um anhand der Sensorsignale des wenigstens einen Sensors eine geschlossene Rückkopplungsschleife zur Regelung des Betriebs des Elektromotors bilden zu können (closed loop Betrieb).
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Bei einem bekannten, druckschriftlich nicht niedergelegten Ansteuerungssystem ist vorgesehen, dass vor einer Inbetriebnahme des Ansteuerungssystems eine Parametrierung einer dem Ansteuerungssystem zugehörigen Verarbeitungseinrichtung auf einen mit der Verarbeitungseinrichtung verbundenen Sensor vorgenommen werden muss, um eine ordnungsgemäße Kommunikation zwischen der Sensor und der Verarbeitungseinrichtung zu gewährleisten. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass ein Benutzer zunächst ermitteln muss, welcher Sensor an der Verarbeitungseinrichtung angeschlossen ist, um anschließend unter Verwendung einer Parametriereinrichtung, beispielsweise einem Computer, einen auf den entsprechenden Sensor zugeschnittenen, insbesondere in einer externen Datenbank gespeicherten, Parametersatz an die Verarbeitungseinrichtung bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ansteuerungssystem und ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikation zwischen einer Verarbeitungseinrichtung eines Ansteuerungssystems und einem Sensor bereitzustellen, die eine vereinfachte Inbetriebnahme des Ansteuerungssystems gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird für ein Ansteuerungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Ansteuerungssystem eine Verarbeitungseinrichtung umfasst, die einen Kommunikationsanschluss für eine Kommunikation mit einem Sensor und für einen Empfang von Sensorsignalen und einen Steueranschluss zur Bereitstellung von Steuersignalen aufweist, und dass das Ansteuerungssystem eine Versorgungseinrichtung umfasst, die mit dem Steueranschluss verbunden ist und die zur Bereitstellung einer variablen elektrischen Versorgungsspannung, insbesondere von wenigstens zwei von Null verschiedenen Versorgungsspannungsniveaus, an einem Versorgungsanschluss in Abhängigkeit von einem Steuersignalpegel des Steuersignals ausgebildet ist, wobei der Kommunikationsanschluss und der Versorgungsanschluss mit einer Schnittstelle verbunden sind, die für eine elektrische Verbindung mit einem Sensor ausgebildet ist, und dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen am Kommunikationsanschluss und für eine Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen Steuersignalpegeln am Steueranschluss ausgebildet ist. Der Begriff Steuersignalpegel ist dabei als ein von anderen Zuständen unterscheidbarer Zustand eines Steuersignals zu verstehen. Sofern es sich beim Steuersignal beispielsweise um eine analoge Spannung handelt, ist unter dem Steuersignalpegel der Betrag dieser Spannung zu verstehen. Sofern es sich beim Steuersignal beispielsweise um ein digitales Signal handelt, ist unter dem Steuersignalpegel der Wert des digitalen Signals zu verstehen.
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Bei der Verarbeitungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor, auf dem ein Computerprogramm abläuft, mit dem das Sensorsignal des mit der Verarbeitungseinrichtung verbundenen Sensors erfasst und verarbeitet werden kann.
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Der Sensor dient dazu, eine physikalische Größe, beispielsweise aus der Gruppe: Drehzahl, Beschleunigung, Schalldruck, Temperatur, zu erfassen und in ein elektrisches Sensorsignal umzusetzen. Bei dem Sensorsignal kann es sich um ein analoges Sensorsignal, um ein digitales Sensorsignal oder um eine Kombination eines analogen und eines digitalen Sensorsignals handeln. Das Sensorsignal wird vom Sensor an einer Schnittstelle des Automatisierungssystems bereitgestellt und von dort an einen Eingangsanschluss der Verarbeitungseinrichtung weitergeleitet.
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Die Verarbeitungseinrichtung ist für eine wahlweise Kommunikation mit wenigstens zwei unterschiedlichen Sensoren ausgebildet und muss daher in der Lage sein, an einem Kommunikationsanschluss, der für eine Kommunikation mit dem Sensor ausgebildet ist und der elektrisch mit der Schnittstelle verbunden ist, wenigstens zwei unterschiedliche Kommunikationsprotokolle zur Verfügung zu stellen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Verarbeitungseinrichtung durch eine entsprechende Parametrierung in die Lage versetzt wird, mit einem ersten Sensor zu kommunizieren, grundsätzlich jedoch in der Lage ist, durch eine andere Parametrierung alternativ mit einem zweiten Sensor, der eine andere Parametrierung erfordert, zu kommunizieren. Die Verarbeitungseinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, mehrere unterschiedlich ausgeführte Sensoren, die an unterschiedlichen Schnittstellen der Verarbeitungseinrichtung angeschlossen sind, nach Durchführung einer geeigneten Parametrierung mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen anzusprechen und deren Sensorsignale zu verarbeiten.
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Bei den unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen kann es sich beispielsweise um analoge Signale oder Signalfolgen oder um digitale Signale oder Signalfolgen handeln, die auf den an der Schnittstelle der Verarbeitungseinrichtung angeschlossenen Sensor angepasst sind und die zusammen mit einer geeigneten, von der Verarbeitungseinrichtung unter Zwischenschaltung der Versorgungseinrichtung an den Sensor bereitgestellten Versorgungsspannung dazu führen, dass der angeschlossene Sensor das Sensorsignal zur Verfügung stellt.
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Eine Kommunikation zwischen Verarbeitungseinrichtung und Sensor kann in Abhängigkeit von dem erforderlichen Kommunikationsprotokoll mittels eines dauerhaft bereitgestellten elektrischen Signals mit zeitlich konstantem oder zeitlich variablem Signalpegel von der Verarbeitungseinrichtung und somit als analoge oder digitale Signalfolge ausgegeben werden.
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Für die Kommunikation mit dem Sensor können rein exemplarisch Kommunikationsprotokolle aus der Gruppe: EnDat22; EnDat21; Nikon A-Format; Hiperface; Inkremental und/oder weitere Kommunikationsprotokolle verwendet werden. Für jedes der Kommunikationsprotokolle ist typischerweise eine Versorgungsspannung oder ein Versorgungsspannungsintervall definiert, mit dem der Sensor für eine Kommunikation mit der Verarbeitungseinrichtung versorgt werden muss. Dementsprechend muss genau die Versorgungsspannung oder eine frei wählbare Spannung aus dem Versorgungsspannungsintervall bereitgestellt werden, um die ordnungsgemäße Kommunikation zwischen Verarbeitungseinrichtung und Sensor zu gewährleisten. Somit ist davon auszugehen, dass ein Sensor, der für ein vorgegebenes Kommunikationsprotokoll sowie für eine vorgegebene Versorgungsspannung konfiguriert ist, nur dann ein Sensorsignal ausgibt, wenn sowohl die Kommunikation mit der Verarbeitungseinrichtung über das vorgegebene Kommunikationsprotokoll als auch eine Versorgung des Sensors mit der vorgegebenen Versorgungsspannung bzw. innerhalb des vorgegebenen Versorgungsspannungsintervalls gewährleistet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung einen als Kommunikationsanschluss bezeichneten kombinierten Ausgangs- und Eingangsanschluss aufweist, an dem in geeigneter zeitlicher Abfolge entweder Kommunikationssignale für den Sensor bereitgestellt werden oder eintreffende Sensorsignale verarbeitet werden können. Alternativ sind sind ein Ausgangsanschluss für die Kommunikation mit dem Sensor, der auch als erster Kommunikationsanschluss bezeichnet weredn kann, und ein Eingangsanschluss für den Empfang von Sensorsignalen, der auch als zweiter Kommunikationsanschluss bezeichnet weredn kann, als diskrete Anschlüsse an der Verarbeitungseinrichtung ausgebildet.
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Bei der Versorgungseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen einstellbaren Spannungsregler handeln, der mit einer außerhalb des Ansteuerungssystems ausgebildeten elektrischen Energiequelle verbunden ist und der in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Verarbeitungseinrichtung, das an einem Steueranschluss der Verarbeitungseinrichtung bereitgestellt wird, eine elektrische Versorgung des Sensors über die Schnittstelle mit der geeigneten Versorgungsspannung ermöglicht. Die Versorgungseinrichtung kann als diskreter elektronischer Baustein ausgebildet sein, der auf einer gedruckten Schaltung (Leiterplatte, Flexleiter) zusammen mit der Verarbeitungseinrichtung angeordnet ist. Alternativ kann die Versorgungseinrichtung als Schaltkreisanordnung in die typischerweise als integrierte Schaltung in der Art eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers ausgebildete Verarbeitungseinrichtung mit integriert sein. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Versorgungseinrichtung zur Bereitstellung der elektrischen Versorgungsspannung am Versorgungsanschluss in einer proportionalen Abhängigkeit von einem Steuersignalpegel des Steuersignals ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die von der Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellten wenigstens zwei unterschiedlichen Steuersignalpegel unterschiedliche Signalpegelbeträge aufweisen und dass ein niedrigerer Signalpegelbetrag zu einer Bereitstellung einer geringeren Versorgungsspannung im Vergleich zu einer Versorgungsspannung, die bei einem höheren Signalpegelbetrag ausgegeben wird, führt. Dabei sind die Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellten wenigstens zwei unterschiedlichen Steuersignalpegel derart gewählt, dass die von der Versorgungseinrichtung bereitgestellte elektrische Versorgungsspannung am Versorgungsanschluss während der Bereitstellung der wenigstens zwei unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle stets einen Betrag größer Null aufweist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Verarbeitungseinrichtung einen Leistungsausgang aufweist und wenn eine mit dem Leistungsausgang und mit der Schnittstelle verbundene elektrische Endstufe zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die Schnittstelle in Abhängigkeit von einem Leistungssignal am Leistungsausgang ausgebildet ist. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die elektrische Endstufe dazu ausgebildet ist, von einer elektrischen Spannungsquelle bereitgestellte elektrische Energie in Abhängigkeit von dem Leistungssignal, das von der Verarbeitungseinrichtung am Leistungsausgang bereitgestellt werden kann, an die Schnittstelle auszugeben. Dementsprechend kann an die Schnittstelle zusätzlich zum Sensor ein elektrischer Verbraucher angeschlossen werden, der einen elektrischen Energieverbrauch aufweist, der erheblich höher als der Energieverbrauch des Sensors ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass es sich bei dem elektrischen Verbraucher um einen Aktor, insbesondere um einen Elektromotor, handelt. Der elektrische Verbraucher wird mit Hilfe des Ansteuerungssystems unter Verwendung der Sensorsignale des Sensors in einem geregelten Betrieb (closed loop) mit elektrischer Energie versorgt, um eine Bewegung bereitzustellen, die beispielsweise zur Durchführung oder Unterstützung eines Arbeitsablaufs in einer Bearbeitungsmaschine genutzt werden kann und die insbesondere durch einen Bewegungsbefehl einer übergeordneten Steuerung vorgegeben wird.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Schnittstelle ein Sensor angeschlossen ist, der für eine Kommunikation mit der Verarbeitungseinrichtung gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll und bei einer vorgegebenen elektrischen Versorgungsspannung ausgebildet ist und dass an der Schnittstelle ein elektrischer Verbraucher angeschlossen ist, der mit der elektrischen Endstufe verbunden ist, wobei der Sensor für eine Erfassung einer physikalischen Größe des elektrischen Verbrauchers ausgebildet ist und wobei der elektrische Verbraucher zur Bereitstellung einer Bewegung ausgebildet ist.
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Bei dem Ansteuerungssystem handelt es sich beispielsweise um einen Servoantriebsregler oder einen Motorcontroller, wie er zur Bereitstellung von elektrischer Energie an einen Elektromotor in einem Automatisierungssystem eingesetzt wird.
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Vorzugsweise erfolgt die Bereitstellung der elektrischen Energie in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eines Sensors, und das Ansteuerungssystem weist für diese Bereitstellung der elektrischen Energie einen Regelalgorithmus auf, der vorzugsweise als Bestandteil des Computerprogramms, das auf der Verarbeitungseinrichtung abläuft, durchgeführt wird und mit dem eine Verarbeitung des Sensorsignals des Sensors und eine darauf abgestimmte Freigabe von elektrischer Energie an den elektrischen Verbraucher vorgenommen wird.
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Für einen Betrieb des elektrischen Verbrauchers ist es hierbei erforderlich, dass zunächst eine Kommunikation zwischen der Verarbeitungseinrichtung und dem Sensor, der dem elektrischen Verbraucher zugeordnet ist, aufgebaut wird. Sobald diese Kommunikationsverbindung besteht, kann die Verarbeitungseinrichtung unter Verwendung des vom Sensor bereitgestellten Sensorsignals und eines fest vorgegebenen oder zeitlich variablen Bewegungsbefehls, der insbesondere von einer übergeordneten Steuerung bereitgestellt werden kann oder der aus einer in der Verarbeitungseinrichtung gespeicherten Abfolge von Bewegungsbefehlen hervorgeht, eine Abweichung zwischen einem durch den Bewegungsbefehl vorgegebenen Sollwert und dem anhand des Sensorsignals ermittelten Istwert für den Betrieb des elektrischen Verbrauchers ermitteln. Auf Basis dieser Abweichung kann dann eine Ausgabe des Leistungssignals am Leistungsausgang der Verarbeitungseinrichtung vorgenommen werden. Durch diese Bereitstellung des Leistungssignals wird die Endstufe des Ansteuerungssystems in die Lage versetzt, elektrische Energie an die Schnittstelle bereitzustellen, mit der der elektrische Verbraucher betrieben werden kann. Beispielhaft umfasst die elektrische Endstufe einen oder mehrere Halbleiterbausteine, die dazu ausgebildet sind, elektrische Energie einer, insbesondere externen, Energiequelle in Abhängigkeit von dem Leistungssignal freizugeben und an die Schnittstelle bereitzustellen.
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In Abhängigkeit von der Art des elektrischen Verbrauchers, bei dem es sich beispielsweise um einen Synchronmotor oder einen Asynchronmotor handeln kann, ist die elektrische Endstufe dazu ausgebildet, eine Gleichspannung bzw. eine oder mehrere Wechselspannungen an der Schnittstelle bereitzustellen. Dementsprechend kann die elektrische Endstufe eine oder mehrere Treiberschaltungen umfassen, die zur Freigabe der jeweils erforderlichen elektrischen Energiemenge ausgebildet ist bzw. sind. Durch die Bereitstellung von elektrischer Energie an den elektrischen Verbraucher kann beispielsweise eine Änderung eines Bewegungszustands für den elektrischen Verbraucher bewirkt werden, die ihrerseits zu einer Veränderung des Sensorsignals des Sensors führt, womit die gewünschte Regelschleife in der Verarbeitungseinrichtung geschlossen wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie für einen Kommunikationsaufbau mit einem Sensor für eine sequentielle Durchführung eines ersten Kommunikationszyklus und eines zweiten Kommunikationszyklus ausgebildet ist, wobei der erste Kommunikationszyklus eine Bereitstellung einer ersten Kommunikationsprotokollabfolge bei einem ersten Steuersignalpegel umfasst, wobei der zweite Kommunikationszyklus eine Bereitstellung einer zweiten Kommunikationsprotokollabfolge bei einem zweiten Steuersignalpegel umfasst und wobei der zweite Steuersignalpegel derart gewählt ist, dass ein Betrag der Versorgungsspannung größer als beim ersten Steuersignalpegel ist.
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Durch diese Ausgestaltung der Verarbeitungseinrichtung, die insbesondere im Rahmen des auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufenden Computerprogramms verwirklicht werden kann, wird eine automatisierte Erkennung eines an der Schnittstelle angeschlossenen Sensors und damit eine zumindest weitgehend ohne Einflussnahme eines Bedieners ablaufende Inbetriebnahme des Ansteuerungssystems ermöglicht.
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Für den Aufbau der Kommunikationsverbindung zwischen Verarbeitungseinrichtung und Sensor ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung so lange unterschiedliche Kommunikationsprotokolle bei einer ersten Versorgungsspannung und anschließend bei wenigstens einer zweiten Versorgungsspannung an den Sensor bereitstellt, bis entweder alle Kommunikationsprotokolle und alle Versorgungsspannungen bereitgestellt wurden und kein Sensorsignal empfangen wurde oder bis bei einer bestimmten Kombination eines Kommunikationsprotokolls und einer Versorgungsspannung ein Sensorsignal empfangen wird.
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Hierbei wird davon ausgegangen, dass bestimmte Kommunikationsprotokolle bereits bei Bereitstellung der ersten Versorgungsspannung zu einem Sensorsignal führen können, sofern der Sensor für eine Kommunikation über eines dieser Kommunikationsprotokolle ausgebildet ist. Dementsprechend werden diejenigen Kommunikationsprotokolle, die für eine Kommunikation mit dem Sensor bei der ersten Versorgungsspannung vorgesehen sind, in einem ersten Kommunikationszyklus zusammengefasst. Beispielhaft ist der erste Kommunikationszyklus derart aufgebaut, dass die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle in einer festen Abfolge und mit einem festen zeitlichen Abstand zueinander am Kommunikationsanschluss der Verarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden.
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Bevorzugt sind die unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle des ersten Kommunikationszyklus in einer zeitlichen Abfolge angeordnet, dass diejenigen Kommunikationsprotokolle, die mit höherer Wahrscheinlichkeit zu einer Kommunikation mit dem Sensor führen können, zeitlich vorgelagert zu denjenigen Kommunikationsprotokollen innerhalb des ersten Kommunikationszyklus angeordnet sind, die mit geringer Wahrscheinlichkeit zu einer Kommunikation mit den Sensor führen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Aneinanderreihung der unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle des ersten Kommunikationszyklus in Abhängigkeit von der individuellen Dauer erfolgt, mit der für das jeweilige Kommunikationsprotokoll die Kommunikationsfähigkeit mit dem Sensor geprüft werden kann. Beispielhaft ist vorgesehen, dass diejenigen Kommunikationsprotokolle, mit denen eine besonders rasche Prüfung der Kommunikationsfähigkeit mit dem Sensor gewährleistet ist, denjenigen Kommunikationsprotokollen, die zu einer langsameren Prüfung der Kommunikationsfähigkeit führen, zeitlich vorangestellt sind. In gleicher Weise können die Kommunikationsprotokolle, die bei der zweiten Versorgungsspannung geprüft werden sollen, den zweiten Kommunikationszyklus bilden und werden hierzu innerhalb des zweiten Kommunikationszyklus angeordnet.
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Gegebenenfalls kann ein Kommunikationsprotokoll, das bereits im ersten Kommunikationszyklus enthalten ist, auch im zweiten Kommunikationszyklus enthalten sein, somit kann die Kommunikationsfähigkeit des Sensors mit der Verarbeitungseinrichtung im Rahmen dieses Kommunikationsprotokolls bei zwei unterschiedlichen Versorgungsspannungen geprüft werden.
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Der zweite Steuersignalpegel ist hierbei derart gewählt, dass er größer als der erste Steuersignalpegel ist. Dies kann bedeuten, dass ein Betrag, beispielsweise eine elektrische Spannung oder Stromstärke, des ersten Steuersignalpagels kleiner als ein Betrag des zweiten Steuersignalpegels ist. Die kann auch bedeuten, dass der erste Steuersignalpegel digital codiert ist und zur Bereitstellung einer geringeren Versorgungsspannung durch die Versorgungseinrichtung führt, als dies bei dem zweiten Steuersignalpegel der Fall ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Eintreffen eines Sensorsignals am Kommunikationsanschluss die Durchführung des jeweiligen Kommunikationszyklus beendet und das Kommunikationsprotokoll und den Steuersignalpegel beibehält, mit denen das Sensorsignal ausgelöst wurde. Durch diese Maßnahme wird die Kombination zwischen Kommunikationsprotokoll und Steuersignalpegel für die weitere Kommunikation zwischen der Verarbeitungseinrichtung und dem Sensor festgehalten, mit der eine Kommunikation des Sensors mit der Verarbeitungseinrichtung stattfinden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Verarbeitungseinrichtung für eine Bereitstellung eines Lesesignals zum Auslesen eines elektronischen Typenschilds des Sensors an den Kommunikationsanschluss sowie zur Anpassung einer Verarbeitung der Sensorsignale in Abhängigkeit von Informationen aus dem elektronischen Typenschild ausgebildet ist. Das elektronische Typenschild dient dazu, sensorspezifische Informationen, insbesondere Parameter, aus dem Sensor auszulesen und der Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, so dass eine vorteilhafte Anpassung der Kommunikation zwischen Verarbeitungseinrichtung und Sensor durchgeführt werden kann. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das elektronische Typenschild neben einer individuellen Identifikationsnummer und/oder einer Typenbezeichnung des Sensors auch Kommunikationsinformationen und/oder Kommunikationsparameter enthält, die für eine spezifische Anpassung des ermittelten Kommunikationsprotokolls auf den Sensor genutzt werden können. Beispielsweise kann das elektronische Typenschild einen oder mehrere Parameter enthalten, mit denen eine Parametrierung des Kommunikationsprotokolls auf die spezifischen Anforderungen des Sensors hin vorgenommen werden kann, um eine besonders vorteilhafte Kommunikation zwischen Sensor und Verarbeitungseinrichtung zu gewährleisten.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Durchführung eines Regelalgorithmus ausgebildet ist, mit dem das Leistungssignal in Abhängigkeit von dem Sensorsignal oder in Abhängigkeit von dem Sensorsignal und einer, insbesondere zeitlich veränderlichen, Leistungsanforderung variiert werden kann. Dabei kann die Leistungsanforderung von dem auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufenden Computerprogramm oder auf Basis eines externen Bewegungsbefehls, wie er beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung bereitgestellt werden kann, vorgegeben und unter Zuhilfenahme des Regelalgorithmus und der Sensorsignalen des Sensors in eine entsprechende Leistungsabgabe des elektrischen Verbrauchers umgesetzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung einen Messanschluss aufweist, der mit der Schnittstelle verbunden ist und dass die Verarbeitungseinrichtung für eine Auswertung eines am Messanschluss bereitgestellten Messsignalpegels ausgebildet ist. Mit dem Messanschluss kann geprüft werden, ob die von der Verarbeitungseinrichtung an der Schnittstelle bereitgestellte Versorgungsspannung auch tatsächlich am Sensor eintrifft oder ob durch äußere Einflüsse wie beispielsweise einen schlechten elektrischen Kontakt und/oder einer großen Leitungslänge zwischen der Schnittstelle der Verarbeitungseinrichtung und dem Sensor eine Beeinträchtigung der elektrischen Versorgung des Sensors vorliegt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikation zwischen einer Verarbeitungseinrichtung und einem Sensor, die ein Ansteuerungssystem bilden, gelöst. Hierbei ist die Verarbeitungseinrichtung für eine Verarbeitung von Sensorsignalen des Sensors ausgebildet und der mit der Verarbeitungseinrichtung verbundene Sensor ist zur Erfassung einer physikalischen Größe und zur Bereitstellung eines von der erfassten physikalischen Größe abhängigen Sensorsignals ausgebildet. Der Sensor ist hierbei für eine Kommunikation mit der Verarbeitungseinrichtung gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll bei Bereitstellung einer vorgegebenen Versorgungsspannung von der Verarbeitungseinrichtung ausgebildet. Das Verfahren umfasst die Schritte: sequentielle Durchführung eines ersten Kommunikationszyklus, der eine Bereitstellung einer ersten Kommunikationsprotokollabfolge bei einem ersten Steuersignalpegel umfasst und eines zweiten Kommunikationszyklus, der eine Bereitstellung einer zweiten Kommunikationsprotokollabfolge bei einem zweiten Steuersignalpegel umfasst, wobei die Versorgungsspannung bei Bereitstellung des zweiten Steuersignalpegels größer als bei Bereitstellung des ersten Steuersignalpegels ist und wobei eine Beendigung des jeweiligen Kommunikationszyklus erfolgt, sobald ein Sensorsignal vom Sensor bereitgestellt wird.
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Jede der Kommunikationsprotokollabfolge kann eines oder mehrere Kommunikationsprotokolle umfassen. Der erste und der zweite Steuersignalpegel sind derart bemessen, dass eine von der Versorgungseinrichtung bereitgestellte erste Versorgungsspannung, die vom ersten Steuersignalpegel bestimmt wird, eine geringere Potentialdifferenz als eine zweite Versorgungsspannung aufweist, die vom zweiten Steuersignalpegel bestimmt wird.
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Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in der ersten Kommunikationsprotokollabfolge mehrere, insbesondere ausschließlich diejenigen, Kommunikationsprotokolle bereitgestellt werden, die für eine Kommunikation mit dem Sensor bei Vorliegen einer ersten elektrischen Versorgungsspannung ausgebildet sind und dass in der zweiten Kommunikationsprotokollabfolge mehrere, insbesondere ausschließlich diejenigen, Kommunikationsprotokolle bereitgestellt werden, die für eine Kommunikation mit dem Sensor bei Vorliegen einer zweiten elektrischen Versorgungsspannung ausgebildet sind.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine streng schematische Darstellung eines Ansteuerungssystems,
- 2 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Kommunikationsaufbau zwischen einer Verarbeitungseinrichtung und einem Sensor, und
- 3 eine schematische Darstellung von zwei Kommunikationsprotokollabfolgen.
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Ein in der 1 rein schematisch dargestelltes Ansteuerungssystem 1 ist zur Verwendung in einem nicht dargestellten Automatisierungssystem ausgebildet. Bei dem Automatisierungssystem kann es sich beispielsweise um eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken oder eine Verarbeitungsmaschine zur Durchführung eines verfahrenstechnischen Prozesses handeln.
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Rein exemplarisch umfasst das Ansteuerungssystem 1 einen Sensor 2 sowie einen als elektrischen Antriebsmotor 3 ausgebildeten elektrischen Verbraucher und eine Steuereinheit 4.
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Der Sensor 2 ist zur Erfassung einer physikalischen Größe wie beispielsweise eines Drehwinkels einer Antriebswelle 40 des Antriebsmotors 3 gegenüber einem Motorgehäuse 41 des Antriebs 3 sowie zur Bereitstellung eines elektrischen Sensorsignals, das den Betrag der erfassten physikalischen Größe repräsentiert, ausgebildet.
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Der Antriebsmotor 3 ist rein exemplarisch als Synchronmotor ausgebildet und stellt bei geeigneter Ansteuerung durch die Steuereinheit 4 eine Rotationsbewegung an der Antriebswelle 40 bereit, die drehbar im Motorgehäuse 41 gelagert ist, um beispielsweise eine Komponente wie beispielsweise ein Zahnrad oder Lüfterrad des nicht dargestellten Automatisierungssystems anzutreiben.
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Die Steuereinheit 4 weist eine Verarbeitungseinrichtung 5, eine Versorgungseinrichtung 6 und eine elektrische Endstufe 7 auf. Die Steuereinheit 4 ist mit einer Klemmenleiste 8 ausgerüstet, die zur elektrischen Verbindung der Steuereinheit 4 mit Komponenten des nicht dargestellten Automatisierungssystems wie beispielsweise einer als speicherprogrammierbaren Steuerung ausgebildeten übergeordneten Steuerung und einer elektrischen Spannungsquelle dient. Rein exemplarisch umfasst die Klemmenleiste 8 einen Kommunikationsanschluss 9, der für eine Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung, beispielsweise über ein Feldbusprotokoll ausgebildet ist. Ferner umfasst die Klemmenleiste 8 einen Masseanschluss 10 und einen Spannungsanschluss 11, die beide zur elektrischen Kopplung der Steuereinheit 4 mit der nicht dargestellten elektrischen Spannungsquelle ausgebildet sind.
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Wie der Darstellung der 1 entnommen werden kann, sind der Kommunikationsanschluss 9, der Masseanschluss 10 und der Spannungsanschluss 11 mit der Verarbeitungseinrichtung 5 elektrisch verbunden, wobei die Verarbeitungseinrichtung 5 beispielhaft als Computer, insbesondere als Mikroprozessor, ausgebildet ist und zur Verarbeitung eines fest oder veränderlich in der Verarbeitungseinrichtung 5 gespeicherten Computerprogramms ausgebildet ist.
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Die Verarbeitungseinrichtung 5 ist zur elektrischen Ansteuerung des Sensors 2 sowie zur Verarbeitung eines elektrischen Sensorsignals, das vom Sensor 2 in Abhängigkeit von einer vom Sensor 2 erfassten physikalischen Größe bereitgestellt wird, ausgebildet. Für die Ansteuerung des Sensors 2 ist die Bereitstellung einer elektrischen Versorgungsspannung, die insbesondere über die Klemmenleiste 8 an das Ansteuerungssystem 1 bereitgestellt wird, erforderlich. Für die Ansteuerung des Sensors 2 ist es ferner erforderlich, eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Ansteuerungssystem 1 und dem Sensor 2 aufzubauen. Für eine Kommunikation zwischen dem Ansteuerungssystem 1 und dem Sensor 2 muss hierbei eine vom Sensor 2 vorgegebene Kombination einer korrekt gewählten elektrischen Versorgungsspannung sowie eines korrekt gewählten Kommunikationsprotokolls gewährleistet sein.
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Für die Ansteuerung und die Kommunikation mit dem Sensor 2 weist die Verarbeitungseinrichtung 5 einen Ausgangsanschluss 15 für eine Kommunikation mit dem Sensor 2, einen Eingangsanschluss 16 für einen Empfang von Sensorsignalen des Sensors 2 und einen Steueranschluss 17 zur Bereitstellung von Steuersignalen auf. Ferner umfasst die Verarbeitungseinrichtung 5 einen Messanschluss 18, der zur Erfassung eines elektrischen Spannungspegels ausgebildet ist und mit dem beispielsweise überprüft werden kann, ob eine von der Steuereinheit 4 an den Sensor 2 bereitgestellte elektrische Spannung auch tatsächlich über eine zugeordnete Leitung bis zum Sensor 2 übertragen wird.
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Bei einer Variante des Ansteuerungssystems 1 entfallen der Eingangsanschluss 16, die zugeordnete Eingangsleitung 21, die Eingangsklemme 26, die zweite Verbindungsleitung und die zweite Klemme 56. In diesem Fall dient der Ausgangsanschluss 15 als bidirektionaler Kommunikationsanschluss und über die zugeordnete Ausgangsleitung 20, die Ausgangsklemme 25, die erste Verbindungsleitung 58 und die erste Klemme 55 erfolgt eine bidirektionale Kommunikation zwischen der Verarbeitungseinrichtung 5 und dem Sensor 2. Da die Variante des Ansteuerungssystems 1 ansonsten keine weiteren Unterschiede gegenüber dem in der 1 gezeigten Ansteuerungssystem 1 aufweist, wird auf eine separate zeichnerische Darstellung verzichtet.
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Die Versorgungseinrichtung 6 ist beispielsweise als einstellbarer Spannungsregler ausgebildet und steht über eine Steuerleitung 30 mit dem Steueranschluss 17 sowie über eine Speiseleitung 31 mit dem Spannungsanschluss 11 der Klemmenleiste 8 elektrisch in Verbindung. Die Versorgungseinrichtung 6 ist derart konfiguriert, dass sie in Abhängigkeit von einem am Steueranschluss 17 bereitgestellten elektrischen Steuersignal eine korrespondierende Versorgungsspannung an einem Versorgungsanschluss 19 bereitstellen kann, der über eine Versorgungsleitung 22 elektrisch mit einer Versorgungsklemme 27 einer Schnittstelle 24 verbunden ist. Beispielhaft ist die Schnittstelle 24 in der Art eines Mehrfachsteckers ausgebildet und außen an der Steuereinheit 4 angeordnet. Die Schnittstelle 24 umfasst ferner eine Ausgangsklemme 25, die über eine Ausgangsleitung 20 mit dem Ausgangsanschluss 15 verbunden ist, sowie eine Eingangsklemme 26, die über eine Eingangsleitung 21 mit dem Eingangsanschluss 16 verbunden ist, und eine Messklemme 28, die über eine Messleitung 23 mit dem Messanschluss 18 verbunden ist.
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Die rein exemplarisch in die Steuereinheit 4 integrierte elektrische Endstufe 7 ist über eine Signalleitung 34 mit einem Leistungsausgang 33 der Verarbeitungseinrichtung 5 verbunden. Ferner ist die elektrische Endstufe 7 über eine Speiseleitung 35 mit dem Spannungsanschluss 11 der Klemmenleiste 8 verbunden. Die elektrische Endstufe 7 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einem über die Signalleitung 34 von der Verarbeitungseinrichtung 5 am Leistungsausgang 33 bereitgestellten Leistungssignal elektrische Energie an eine rein exemplarisch in die Schnittstelle 24 integrierte Leistungsklemme 29 bereitzustellen. Hierbei ist vorgesehen, dass die Leistungsklemme 29 über eine Leistungsleitung 36 mit einem Endstufenanschluss 37 der elektrischen Endstufe 7 verbunden ist. Die Leistungsklemme 29 ist über eine fünfte Verbindungsleitung 62 mit einem Verbraucheranschluss 42 verbunden.
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In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die vorstehend beschriebenen Anschlüsse, Leitungen und Klemmen jeweils eine oder mehrere elektrische Leitungen beinhalten können, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Leistungsklemme 29 mehrere Einzelanschlüsse umfasst, die über nicht dargestellte Einzelleitungen der Leistungsleitung mit der elektrischen Endstufe 7 verbunden sind und über die insbesondere eine Bereitstellung von mehreren elektrischen Wechselströmen an den Antriebsmotor 3 vorgenommen werden kann.
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Der Sensor 2 umfasst eine Sensorschnittstelle 54, die rein exemplarisch eine erste Klemme 55, eine zweite Klemme 56 sowie eine dritte Klemme 57 umfasst. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die erste Klemme 55 zum Empfang von Signalen ausgebildet ist und über eine erste Verbindungsleitung 58 mit der Ausgangsklemme 25 elektrisch verbunden ist. Ferner ist die zweite Klemme 56 zur Bereitstellung von Sensorsignalen ausgebildet und ist über eine zweite Verbindungsleitung 59 mit der Eingangsklemme 26 elektrisch verbunden. Die dritte Klemme 57 ist zur Einspeisung von elektrischer Energie in den Sensor 2 ausgebildet und steht über eine dritte Verbindungsleitung 60 in elektrischer Verbindung mit der Versorgungsklemme 27. Um eine Überprüfung der elektrischen Versorgung zwischen der Versorgungsklemme 27 und der dritten Klemme 57 des Sensors 2 zu ermöglichen, ist eine vierte Verbindungsleitung 61 vorgesehen, die sich ausgehend von der Messklemme 28 bis kurz vor die dritte Klemme 57 erstreckt und dort mit der dritten Verbindungsleitung 60 elektrisch verbunden ist. Über diese vierte Verbindungsleitung 61, die auch als Messleitung bezeichnet werden kann, wird die Verarbeitungseinrichtung 5 in die Lage versetzt, einen Spannungspegel in der dritten Verbindungsleitung 60 unmittelbar vor der dritten Klemme 57 zu ermitteln.
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Die Verarbeitungseinrichtung 5 ist für einen Aufbau einer Kommunikation mit dem Sensor 2 zur Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen am Ausgangsanschluss 15 und für eine Bereitstellung von wenigstens zwei unterschiedlichen Steuersignalpegeln am Steueranschluss 17 ausgebildet. Hierdurch wird eine automatisierte Durchführung des Kommunikationsaufbaus zwischen der Verarbeitungseinrichtung 5 und dem Sensor 2 ermöglicht.
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Für diesen automatisierten Kommunikationsaufbau ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung 5 zunächst bei einem ersten, niedrigen Steuersignalpegel eine Bereitstellung wenigstens eines für diesen ersten, niedrigen Steuersignalpegel ausgelegten Kommunikationsprotokolls am Ausgangsanschluss 15 und damit auch an der Ausgangsklemme 25 durchführt. Aufgrund der Bereitstellung des ersten, niedrigen Steuersignalpegels an die Versorgungseinrichtung 6 stellt diese an der Versorgungsklemme 27 eine erste, niedrige Versorgungsspannung zur Verfügung. Sofern der Sensor 2 für eine Kommunikation mit dem von der Verarbeitungseinrichtung 5 bereitgestellten ersten Kommunikationsprotokoll bei der ebenfalls von der Verarbeitungseinrichtung 5 unter Zwischenschaltung der Versorgungseinrichtung 6 bereitgestellten ersten, niedrigen Versorgungsspannung ausgebildet ist, kann der Sensor 2 ein Sensorsignal an der Eingangsklemme 26 bereitstellen, das über die Einsatzleitung 21 an den Eingangsanschluss 16 bereitgestellt wird.
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Sollte der Sensor 2 hingegen nicht für eine Kommunikation mit dem ersten Kommunikationsprotokoll bei der ersten Versorgungsspannung ausgelegt sein, so kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinrichtung 5 ein zweites Kommunikationsprotokoll an der Ausgangsklemme 25 bereitstellt, ohne die erste, niedrige Versorgungsspannung zu verändern. Die Bereitstellung wenigstens eines Kommunikationsprotokolls, insbesondere mehrerer Kommunikationsprotokolle, bei der ersten, niedrigen Versorgungsspannung wird auch als erste Kommunikationsprotokollabfolge bezeichnet. Die Kombination der ersten Kommunikationsprotokollabfolge mit der ersten, niedrigen Versorgungsspannung wird auch als erster Kommunikationszyklus bezeichnet.
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Sofern die erste Kommunikationsprotokollabfolge genau ein Kommunikationsprotokoll umfasst und dieses nicht zur Erfassung eines Sensorsignals des Sensors 2 geführt hat, ist weiterhin vorgesehen, dass die Verarbeitungseinrichtung 5 bei einem zweiten, höheren Steuersignalpegel eine Bereitstellung wenigstens eines für diesen zweiten, höheren Steuersignalpegel ausgelegten Kommunikationsprotokolls am Ausgangsanschluss 15 und damit auch an der Ausgangsklemme 25 durchführt. Aufgrund der Bereitstellung des zweiten, höheren Steuersignalpegels an die Versorgungseinrichtung 6 stellt diese an der Versorgungsklemme 27 eine zweite, höhere Versorgungsspannung zur Verfügung. Sofern der Sensor 2 für eine Kommunikation mit dem von der Verarbeitungseinrichtung 5 bereitgestellten ersten Kommunikationsprotokoll bei der ebenfalls von der Verarbeitungseinrichtung 5 unter Zwischenschaltung der Versorgungseinrichtung 6 bereitgestellten zweiten, höheren Versorgungsspannung ausgebildet ist, kann der Sensor 2 ein Sensorsignal an der Eingangsklemme 26 bereitstellen, das über die Einsatzleitung 21 an den Eingangsanschluss 16 bereitgestellt wird.
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Sollte der Sensor 2 hingegen nicht für eine Kommunikation mit dem ersten Kommunikationsprotokoll bei der zweiten Versorgungsspannung ausgelegt sein, so kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinrichtung 5 ein zweites Kommunikationsprotokoll an der Ausgangsklemme 25 bereitstellt, ohne die zweite, höhere Versorgungsspannung zu verändern. Die Bereitstellung wenigstens eines Kommunikationsprotokolls, insbesondere mehrerer Kommunikationsprotokolle, durch die Verarbeitungseinrichtung 5 bei der zweiten, höheren Versorgungsspannung wird auch als zweite Kommunikationsprotokollabfolge bezeichnet. Die Kombination der zweiten Kommunikationsprotokollabfolge mit der zweiten, höheren Versorgungsspannung wird auch als zweiter Kommunikationszyklus bezeichnet.
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Dabei kann das erste Kommunikationsprotokoll, das von der Verarbeitungseinrichtung 5 in Kombination mit der ersten, niedrigen Versorgungsspannung bereitgestellt wird, entweder identisch mit dem ersten Kommunikationsprotokoll sein, das von der Verarbeitungseinrichtung 5 in Kombination mit der zweiten, höheren Versorgungsspannung bereitgestellt wird, oder unterschiedlich zu diesem ersten Kommunikationsprotokoll bei der zweiten, höheren Versorgungsspannung sein.
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Die zeitliche Abfolge der Kommunikationsprotokolle, die in der jeweiligen Kommunikationsprotokollabfolge von der Versorgungseinrichtung 5 bereitgestellt werden, kann nach unterschiedlichen Kriterien vorgenommen werden. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Kommunikationsprotokollabfolge zunächst diejenigen Kommunikationsprotokolle angeordnet sind, die mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Kommunikation mit dem Sensor 2 ermöglichen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Kommunikationsprotokollabfolge zunächst diejenigen Kommunikationsprotokolle angeordnet sind, die besonders schnell zu einer Signalantwort des Sensors 2 führen.
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Um eine eindeutige Zuordnung zwischen dem jeweiligen Kommunikationszyklus und einem eintreffenden Sensorsignal des Sensors 2 zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass nach Beendigung eines vorausgehenden Kommunikationszyklus und vor Durchführung des nachfolgenden Kommunikationszyklus zunächst eine vollständige Abschaltung der Versorgungsspannung vorgenommen wird. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen werden, dass auch zwischen der Bereitstellung einzelner Kommunikationsprotokolle während der Durchführung eines Kommunikationszyklus eine vollständige Abschaltung der Versorgungsspannung vorgenommen wird, insbesondere um einen Reset/ein Zurücksetzen des Sensors 2 für den Fall zu bewirken, dass der Sensor durch ein für ihn ungeeignetes Versorgungsspannungsniveau und/oder ein für ihn ungeeignetes Kommunikationsprotokoll in einen undefinierten Zustand versetzt wurde.
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Die 2 zeigt ein Flussdiagramm, in dem rein schematisch und rein exemplarisch ein Verfahren zum Kommunikationsaufbau zwischen der Verarbeitungseinrichtung 5 und dem Sensor 2 dargestellt ist, wobei dieses Verfahren insbesondere als Computerprogramm in der Verarbeitungseinrichtung 5 implementiert ist.
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Zu Beginn des Kommunikationsaufbaus wird in einem ersten Schritt ein Zähler „n“ für die Anzahl der von der Verarbeitungseinrichtung 5 bereitzustellenden Kommunikationszyklen auf den Wert 0 gesetzt. In einem nachfolgenden Schritt wird der Betrag 1 zum Zähler „n“ addiert, so dass dessen Betrag nunmehr 1 beträgt. Anschließend wird unter Verwendung des Zählers „n“ ein von der Verarbeitungseinrichtung 5 bereitzustellender Steuersignalpegel Us mit einer vorgegebenen, insbesondere in der Verarbeitungseinrichtung 5 gespeicherten, Steuerspannung U1 gleichgesetzt. Die Verarbeitungseinrichtung 5 stellt die Steuerspannung Us=U1 an die Versorgungseinrichtung 6 zur Verfügung, die eine zur Steuerspannung Us=U1 korrespondierende Versorgungsspannung Uv1 an der Versorgungsklemme 27 gemäß der 1 bereitstellt.
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In einem nachfolgenden Schritt wird von der Verarbeitungseinrichtung 5 geprüft, ob am Messanschluss 18 ein vorgegebener elektrischer Spannungspegel Um1 vorliegt. Dieser Spannungspegel Um1 wird gemäß der Darstellung der 1 unmittelbar vor der dritten Klemme 57 an der dritten Verbindungsleitung 60 abgegriffen und über die vierte Verbindungsleitung 61 an die Messklemme 28 bereitgestellt. Sofern kein von Null abweichender Spannungspegel Um1 am Messanschluss 18 ermittelt werden kann, muss davon ausgegangen werden, dass eine Störung vorliegt, in diesem Fall wird der Verbindungsaufbau abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben.
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Sofern ein von Null abweichender Spannungspegel Um1 am Messanschluss 18 ermittelt werden kann, wird in einem nachfolgenden Schritt geprüft, ob der ermittelte Spannungspegel Um1 zumindest im Wesentlichen zur Versorgungsspannung Uv1 entspricht, insbesondere identisch mit der Versorgungsspannung Uv1 ist, dies wird durch das Gleichzeichen repräsentiert. Sofern der ermittelte Spannungspegel Um1 nicht innerhalb eines vorgebbaren Intervalls um die Versorgungsspannung Uv1 liegt, muss davon ausgegangen werden, dass eine Störung vorliegt, in diesem Fall wird der Verbindungsaufbau abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben. Sofern der ermittelte Spannungspegel Um1 innerhalb eines vorgebbaren Intervalls um die Versorgungsspannung Uv1 liegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Sensor 2 mit der gewünschten Versorgungsspannung Uv1 versorgt wird.
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In einem weiteren Schritt wird ein Zähler „x“ auf den Wert 0 gesetzt und in einem nachfolgenden Schritt der Betrag 1 zum Zähler „x“ addiert, so dass dessen Betrag nunmehr 1 beträgt. Anschließend wird unter Verwendung des Zählers „n“ und des Zähler „x“ ein von der Verarbeitungseinrichtung 5 an der Ausgangsklemme 25 bereitzustellendes Kommunikationsprotokoll KP11 entsprechend dem Betrag 1 des Zählers „n“ und dem Betrag 1 des Zählers „x“ bereitgestellt.
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Sofern mit der nunmehr bereitgestellten Versorgungsspannung Uv1 und dem Kommunikationsprotokoll KP11 ein Sensorsignal Ue11 des Sensors 2 am Eingangsanschluss 16 der Verarbeitungseinrichtung 5 empfangen werden kann, wurde die Kommunikationsverbindung mit dem Sensor 2 erfolgreich aufgebaut und der Ablauf zum Aufbau der Kommunikationsverbindung gemäß der 2 kann unter Beibehaltung der Versorgungsspannung Uv1 und des Kommunikationsprotokolls KP11 verlassen werden.
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Wird hingegen kein Sensorsignal vom Sensor 2 empfangen, so wird in einem nachfolgenden Schritt geprüft, ob der Zähler „x“ für das Kommunikationsprotokoll innerhalb der ersten Kommunikationsprotokollabfolge bereits einen vorgegebenen Maximalwert „y“ erreicht hat oder ob dies nicht der Fall ist. Sofern dies nicht der Fall ist, wird der Betrag des Zählers „x“ erneut um 1 erhöht und dementsprechend das innerhalb der ersten Kommunikationsprotokollabfolge nächste Kommunikationsprotokoll KP12 an dem Sensor 2 bereitgestellt.
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Ist hingegen der Maximalwert „y“ erreicht, so wird in einem nachfolgenden Schritt geprüft, ob der Zähler „n“ für die Anzahl der von der Verarbeitungseinrichtung bereitzustellenden Kommunikationszyklen bereits einen vorgegebenen Maximalwert „z“ erreicht hat oder ob dies nicht der Fall ist. Sofern dies nicht der Fall ist, wird der Betrag des Zählers „n“ um 1 erhöht und dementsprechend ein neuer, beispielhaft ein zweiter, Kommunikationszyklus mit einer höheren Steuerspannung U2 begonnen. Ist hingegen der Maximalwert „z“ erreicht, wird der Kommunikationsaufbau abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben.
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In der Darstellung der 3 sind beispielhaft zwei Kommunikationszyklen 44, 45 gezeigt, wobei rein exemplarisch beide Kommunikationssignalen 44, 45 jeweils eine Kommunikationsprotokollabfolge aufweisen, die vier Kommunikationsprotokolle KP11 bis KP14 bzw. KP21 bis KP24 umfasst. In der Praxis können die unterschiedlichen Kommunikationszyklen auch unterschiedliche Anzahlen von Kommunikationsprotokollen umfassen. Ferner kann der Fall auftreten, dass ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll sowohl in einem ersten Kommunikationszyklus als auch in einem zweiten Kommunikationszyklus enthalten ist. Darüber hinaus können auch mehr als zwei Kommunikationszyklen, gegebenenfalls auch mit Schnittmengen hinsichtlich zumindest eines Teils der Kommunikationsprotokolle, vorgesehen sein.
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Die Darstellung der 3 zeigt für jeden der beiden Kommunikationszyklen 44 und 45 die innere Wiederholungsschleife der 2, bei der der Zähler „x“ immer dann um den Betrag 1 erhöht wird, wenn kein Sensorsignal ermittelt werden konnte und wenn zusätzlich der vorgegebene Maximalwert „y“ noch nicht erreicht ist. Ferner zeigt die Darstellung der 3 die äußere Wiederholungsschleife der 2, bei der der Zähler „n“ immer dann um den Betrag 1 erhöht wird, wenn der Zähler „x“ den vorgegebenen Maximalwert „y“ erreicht hat und dementsprechend der jeweilige Kommunikationszyklus 44, 45 beendet ist. Hierbei ist der 3 in Zusammenhang mit dem ersten Kommunikationszyklus 44 zu entnehmen, dass für den Fall, dass kein Sensorsignal ermittelt werden konnte, der Zielpunkt „B“ erreicht wird und dass dieser Zielpunkt „B“ dem Anfangspunkt „B“ für den zweiten Kommunikationszyklus 45 entspricht, der anschließend durchlaufen wird und der gegebenenfalls am Zielpunkt „C“ zu einem weiteren, nicht dargestellten Kommunikationszyklus übergehen kann.
