DE19506261A1 - Bussystem für eine Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bussystem für eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Bogenoffsetdruckmaschinen ist es, wie schon seit langem bei großen Rollenrotations­ druckmaschinen bekannt, in den einzelnen Einheiten Stationen in Form vom Rechnern an­ zuordnen und diese mittels einem Bus miteinander zu verbinden.

So ist beispielsweise aus der EP 0 543 281 A1 eine Steuerung für Rotationsdruckmaschinen bekannt, bei welcher jedem Anlagenteil ein oder mehrere Rechner-Einheiten zugeordnet sind und diese Einhei­ ten über einen Koax- bzw. verdrillten Zweidrahtleiter-Bus miteinander verbunden sind. So ist es möglich, daß beispielsweise von einer Master-Station, über welche die gesamte Steuerung der Druckmaschine erfolgt, Kommandos in Form von Bussignalen an die einzel­ nen Rechner-Einheiten in den jeweiligen Aggregaten gesendet werden. Die einzelnen Ein­ heiten, welche beispielsweise mit Sensoren oder sonstigen Erfassungseinrichtungen ver­ bunden sind, können ebenfalls Signale an die Master-Station zurücksenden. Ebenfalls kann vorgesehen sein, daß keiner der Rechner-Einheiten einen Master darstellt, sondern daß sämtliche Rechner-Einheiten autark und gleichberechtigt nötige Information in Form von Signalen senden und empfangen können.

Aus der DE-Z der Polygraph, 9/86, Seite 1103 und 11 ist es ferner bekannt, die in den einzelnen Druckwerken angeordneten Mikroprozessoren über ein Verbundnetz aus Glas­ faserkabeln untereinander und mit dem Fernsteuerpult der Druckmaschine zu verbinden. Der Vorteil der Glasfasertechnik als Bussystem liegt dabei darin, daß eine größtmögliche Datenübertragungsrate bei völliger Immunität gegenüber elektrischen Störeinflüssen gege­ ben ist.

Bei Installations- und insbesondere Servicearbeiten kommt es aber immer wieder vor, daß die Verbindungen der einzelnen Stationen mit dem Bus gelöst bzw. wieder hergestellt wer­ den müssen. Dabei kann es passieren, daß elektrische und/oder optische Verbindungen (Steckverbindungen) nicht ordnungsgemäß hergestellt werden. Bei elektrischen Steckver­ bindungen kann beispielsweise ein nicht vollständiges Aufstecken oder das Einbringen von Verunreinigungen in den Steckverbinder dazu führen, daß die derartig mit dem Bus ver­ bundene Station keine ordnungsgemäße Signalankopplung an den Bus erfährt. Für eine be­ stimmte Zeit kann dabei trotzdem noch ein Signaltransfer zwischen Bus und jeweiliger Sta­ tion stattfinden, es liegt dann aber eine potentielle Fehlerquelle vor, welche auch durch üb­ liche und bekannte Bustests mittels Signalroutinen und dgl. zu nicht vorhersehbaren plötz­ lichen Ausfällen führen kann.

Bei Installations- und Servicearbeiten werden die das Bussystem darstellenden Leitungen oftmals in nicht vorschriftsgemäßer Weise belastet. So kann es vorkommen, daß das Kabel eines Lichtwellenleiters oder eines Koax-Leiters zu stark gekrümmt bzw. geknickt wird. Auch kann es durch Ziehen von Kabeln, insbesondere durch enge, scharfkantige Öffnungen zu einer Beschädigung der Isolations- bzw. Schutzummantelungen kommen. Derartigen Schadensmöglichkeiten sind dabei auch verdrillte Zweitdrahtleiterbusse ausgesetzt.

Die oben beschriebenen Beschädigungs- oder Fehlbehandlungsmöglichkeiten stellen eben­ falls eine potentielle Fehlerquelle dar. Auch hier ist bei bekannten Bussytemen ein plötzli­ cher Signalausfall nicht vorhersehbar.

Neben unsachgemäßen Handhabungen an dem Busleitungssystem können ferner gerade bei Koax- bzw. verdrillten Zweidrahtleiterbussen Störfelder zu einer Herabsetzung der Über­ tragungskapazität, wenn nicht gar zum totalen Übertragungsausfall des jeweiligen Bussy­ stems führen. Hier seien beispielsweise magnetische oder kapazitive Einkopplungen von Starkstromleitungen, Überkopplung benachbarter Leitungen und Ströme in Abschirmungs­ leitungen genannt. Derartige Störungen stellen ebenfalls eine starke Beeinträchtigung des Bussystemes dar, wozu es insbesondere dann kommt, wenn Leitungen insbesondere bei Serviceleitungen nicht ordnungsgemäß verlegt und in zu enge Nachbarschaft mit anderen Leitungssystemen gelangen. Auch Alterungen in Bauteilen, insbesondere bei optoelektroni­ scher Signalübertragung, stellt eine potentielle Fehlerquelle dar.

Bei Glasfaserkabeln und Lichtwellenleitern ist es bekannt, deren Funktionssicherheit hin­ sichtlich der Signalübertragung über die Messung der optischen Dämpfung zu erfassen.

Dazu ist es aber nötig, die zusammenhängenden Enden in der Leitung von der jeweiligen Station zu lösen und an ein spezielles Meß- und Diagnosegerät anzuschließen. Bei dem nachfolgenden Anschließen der zusammenhängenden Enden einer Leitung an die Einheiten kann es dabei wegen der nötigen Handhabungen ebenfalls zu potentiellen Fehlerquellen führen, wenn insbesondere die optische Ankoppelung zwischen Leiterende und der dazu­ gehörigen Optoelektronik nicht vollständig und einwandfrei hergestellt wird. Weist die Op­ toelektronik einer Station dabei mehrere und auch freie Eingänge auf, so ist ferner auch ein Fehlstecken bei der Wiederherstellung der Lichtwellenleiterverbindung möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bussystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß bei einfacher Ausgestaltung die oben ge­ nannten Nachteile vermieden und Veränderungen in der Übertragungskapazität des Bussy­ stems frühestmöglich erkannt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Begriff Bus bzw. Bussystem wird hierbei auch für Übertragungsleitungen verwendet, bei denen eine Daten­ übertragung jeweils zwischen benachbarten Stationen nach Art einer Loop erfolgt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens eine der an das Bussystem angekoppel­ ten Stationen einen Buskoppler aufweist, der von Zeit zu Zeit bzw. bei jedem Einschalten des Bussystems (Power-On) eine Signalfolge zwecks Aufbau einer Verbindung mit der oder den anderen Stationen auf das Bussystem sendet, wobei diese Signalabgabe durch den Buskoppler in einer Weise erfolgt, daß wenigstens eine physikalische Größe des dem Bus­ system zugrunde liegenden Leitungsprotokolls außerhalb eines vorgesehenen Rahmens liegt. Dies kann insbesondere bei Lichtwellenleitern in einer Weise erfolgen, daß z. B. eine Master-Station bei einem Power-On, also dem Einschalten der Druckmaschine nebst Steuerung, über das Bussystem mit den anderen Stationen eine Verbindung mit geringer Sendeleistung aufzubauen versucht. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die eine Station diese Verbindungsaufnahme mit sukzessiv steigender Sendeleistung wiederholt. Erst wenn sämtliche angesprochenen Stationen den Verbindungsaufbau ordnungsgemäß quittieren - die Quittierung erfolgt in zweckmäßiger Weise auf dem gemäß Leitungsproto­ koll vorgesehenem Sendeleistungsniveau -, schaltet der Buskoppler der vorgesehenen Station auf die vorgesehene Sendeleistung um und es erfolgt im fehlerfreien Fall der nor­ male Sendebetrieb. Durch das sukzessive Erhöhen der Sendeleistung beim Versuch Ver­ bindungen zu den übrigen Stationen aufzubauen ist es möglich, festzustellen, welche mini­ male Sendeleistung die Busleitung benötigt um eine ordnungsgemäße Datenübertragung gerade noch zu ermöglichen. Es ist somit die Differenz zwischen der normalen Sendelei­ stung gemäß Leitungsprotokoll und der derartig ermittelten Minimalsendeleistung bildbar, woraus ein Maß für die Systemreserve abgeleitet werden kann.

Eine wie eingangs beschrieben zustandegekommene Fehlerquelle wird aber in der Regel bewirken, daß die Differenz zwischen der normalerweise vorgesehenen Sendeleistung und der gerade noch zum Zustandekommen eines Verbindungsaufbaues minimal benötigten Sendeleistung deutlich geringer wird. Durch den erfindungsgemäß gestalteten Buskoppler ist dies feststellbar und kann beispielsweise zur Anzeige eines entsprechenden Warnhinwei­ ses oder gar zum Auslösen eines Systemabbruchs mit einem Sperren des Druckmaschinen­ antriebs gegen ein Anlaufen genutzt werden.

Das erfindungsgemäße Prinzip ist dabei nicht nur zur Verwendung bei Bussystemen be­ schränkt, welche Glasfaserkabel bzw. Lichtwellenleiter aufweisen. Auch muß nicht die Sendeleistung, mit der eine Station den Verbindungsaufbau zu anderen Stationen versucht, variiert werden, sondern es können auch andere physikalische Größen im vom Leitungs­ protokoll abweichender Weise verwendet werden. Erfindungsgemäß können potentielle Busfehlerquellen auch dadurch ermittelt werden, indem der Verbindungsaufbau mit abwei­ chender Sendefrequenz, mit einer anderen als vorgesehenen Bandbreite, unter bewußter Hinzumischung von Neben- oder Störfrequenzen und dgl. durchgeführt werden. Auch hier ist das Kriterium zur Ermittlung der Systemreserve das Variieren einer physikalischen Sen­ degröße, also bei welchem Wert der Wert der variierten physikalischen Größe ein ord­ nungsgemäßer Verbindungsaufbau zwischen den Stationen zustande kommt.

Sind die Übertragungsleitungen des Bussystems als sogenante Loop ausgebildet, bei der die Daten von einer Station zu jeweils einer benachbarten Station weitergeleitet werden, so weist jede Station einen erfindungsgemäßen Buskoppler auf. Geprüft werden dann die Übertragungsleitungen zwischen benachbarten Stationen.

In einer als Bus im eigentlichen Sinne ausgebildeten Übertragungsleitung reicht es, daß le­ diglich eine Station einen entsprechend steuerbaren Buskoppler zur Variation wenigstens einer physikalischen Sendegröße aufweist.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 prinzipiell ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bussystem,

Fig. 2 + 3 Zeitdiagramme zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Wirkprinzips.

Fig. 1 zeigt die Druckwerke einer Bogenoffsetdruckmaschine. Den einzelnen Druckwerken sind als Rechner ausgebildete Stationen 1.1 bis 1.5 zugeordnet, welche über einen gemein­ samen und als Lichtwellenleiter ausgebildeten Bus 2 in Signalverbindung miteinander stehen.

Eine Station 1.1 weist, wie die übrigen Stationen 1.2 bis 1.5 (dort nicht dargestellt), einen Buskoppler 3 auf, der aus einem Sende- 3.1 und Empfangsteil 3.2 besteht. Über den Sen­ de- 3.1 und Empfangsteil 3.2 erfolgt das Senden und Empfangen von Signalen des Busses 2 an und von den übrigen Stationen 1.2 bis 1.5.

Der Sendeteil 3.1 des Buskopplers 3 der Station 1.1 steht mit einer Steuer- und Auswerte­ einheit 4 in Wirkverbindung, so daß auf dem Bus 2 über die Optoelektronik des Buskopp­ lers 3 Sendesignale mit unterschiedlicher Signalleistung abgegeben werden können. Der Sendeteil 3.1 weist dazu einen in der Lichtleistung steuerbaren Lichtsender auf. Über die Steuer- und Auswerteeinheit 4 erfolgt die Festlegung, mit welcher Leistung der Lichtsen­ der die optischen Signale in den Lichtwellenleiter einspeist.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß bei einem Power-On - dazu steht die Steuer- und Auswerteeinheit 4 mit einer nicht dargestellten Spannungsversorgung der Druckma­ schine in Wirkverbindung - über den Sendeteil 3.1 des Buskopplers 3, gesteuert durch die Steuer- und Auswerteeinheit 4, ein Signal zur Verbindungsaufnahme mit ein oder mehreren der übrigen Stationen 1.2 bis 1.5 mit verminderter und danach steigender Sendeleistung wiederholt abgegeben wird.

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm, nach welchem die Steuer- und Auswerteeinheit 4 über den Sendeteil 3.1 des Buskopplers 3 die Sendeleistung zur Aufnahme einer Verbindung mit den übrigen Stationen 1.2 bis 1.5 schrittweise erhöht. Im Zeitdiagramm der Fig. 2 ist dabei mit Pn die Sendeleistung des normalen Signalaustausches gekennzeichnet. In diesem Beispiel sendet der Sendeteil 3.1 des Buskopplers 3 insgesamt drei mal Signale zur Verbindungs­ aufnahme mit einer Sendeleistung P, welche jeweils kleiner ist als die normalerweise vorge­ sehene Sendeleistung Pn. Unter der Signalabgabe zum Aufbau einer Verbindung mit den übrigen Stationen 1.2 bis 1.5 ist bei dem Lichtwellenleiter des Busses 2 als seriellen Bus ei­ ne bestimmte Bit-Folge zu verstehen. Die Erhöhung der Sendeleistung P wird dabei von Signalabgabe zu Signalabgabe schrittweise bis auf den vorgesehenen Sendeleistungswert Pn erhöht.

Im unter dem Zeitdiagramm der Fig. 2 dargestellten Zeitdiagramm der Fig. 3 ist wiederge­ geben, daß erst zu einem Zeitpunkt T1 einer der Stationen 1.1 bis 1.5 die Signalfolge zwecks Verbindungsaufbau erkannt und entsprechend mit voller Sendeleistung an die Sen­ destation 1.1 zurückgeschickt hat. In der mit dem Buskoppler 3 in Wirkverbindung stehen­ den Steuer- und Auswerteeinheit 4 ist somit ein Antwortsignal A generierbar, welches hier beispielhaft zu verstehen von 0 auf 1 wechselt, wenn von einer oder mehrerer der Statio­ nen 1.1 bis 1.5 der ordnungsgemäße Verbindungsaufbau quittiert worden ist. Die Stationen 1.2 bis 1.5 müssen zur Quittierung des korrekten Verbindungsaufbaues nicht die mit ver­ minderter Sendeleistung gesendeten Signale wieder an die Station 1.1 zurücksenden, son­ dern es ist auch möglich, daß das Quittieren des korrekten Verbindungsaufbaues durch ei­ ne vorgegebene Signal- bzw. Bit-Folge erfolgt.

Da die mit dem Buskoppler 3 der Station 1.1 in Wirkverbindung stehende Steuer- und Auswerteeinheit 4 schrittweise die Sendeleistung P erhöht hat und ferner durch die Steuer- und Auswerteeinheit 4 über den Empfangsteil 3.2 des Buskopplers 3 feststellbar ist, zu welchem Zeitpunkt also bei welcher Sendeleistung P von einer der Stationen 1.2 bis 1.5 der korrekte Verbindungsaufbau quittiert wurde, ist nun feststellbar, wie groß die Diffe­ renz zwischen normalerweise vorgesehenen Sendeleistung Pn und der minimal nötigen Sendeleistung für einen ordnungsgemäßen Datenverkehr ist. Aus dieser Leistungsdifferenz ist sodann ein Gütewert bildbar, aus dem hervorgeht, wie groß die Leistungsreserve des Bussystems ist. Unterschreitet diese zuvorstehend definierte Leistungsdifferenz einen vor­ gegebenen Grenzwert, so kann vorgesehen sein, einen Warnhinweis anzuzeigen und/oder den Antrieb der Druckmaschine gegen ein Anfahren zu sperren.

Im obigen Ausführungsbeispiel wurde die Erfindung an einem eigentlichen Bus bzw. Bus­ system erläutert. Lediglich eine Station 1.1 weist den erfindungsgemäß ausgebildeten Bus­ koppler 3 auf. Ist der Bus als Loop ausgebildet, so weist jede der vorhandenen Stationen 1.1-1.n den erfindungsgemäßen Buskoppler 3 auf, so daß jeweils eine Überprüfung der Übertragungsleitungen zwischen zwei benachbarten Stationen erfolgt. Der zuvor beschrie­ bene Ablauf ist dabei aber der gleiche.

Bezugszeichenliste

1.1-1.5 Station
2 Bus
3 Buskoppler
3.1 Sendeteil (Buskoppler 3)
3.2 Empfangsteil (Buskoppler 3)
4 Steuer- und Auswerteeinheit

Claims (5)

1. Bussystem für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine, bei welcher mehrere Stationen über einen Bus zwecks Datenaustausch miteinander ver­ bunden sind und dazu die einzelnen Stationen Buskoppler aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Stationen (1.1) einen Sendeteil (3.1) im Buskoppler (3) auf­ weist, vermittels dem Signale zwecks Aufbau einer Verbindung mit den übrigen Sta­ tionen (1.2-1.5) abgebbar sind, wobei der Wert wenigstens einer physikalischen Größe beim Senden dieser Signale von demjenigen Wert der im Leitungsprotokoll vorgesehenen Größe abweicht.

2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabgabe der Station (1.1) über den Sendeteil (3.1) des Buskopplers (3) zwecks Aufbau einer Verbindung mit den übrigen Stationen (1.2-1.5) wiederholt und in stufenweiser Änderung des Wertes der physikalischen Größe erfolgt.

3. Bussystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem als Lichtwellenleiter ausgebildeten Bus (3) über die Station (1.1) ein oder mehrere Versuche zum Verbindungsaufbau mit den Stationen (1.2-1.5) mit ge­ ringerer Sendeleistung erfolgt.

4. Bussystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sendevorgänge zum Aufbau einer Verbindung der Station (1.1) mit den übrigen Stationen (1.2-1.5) bei jedem Power-On erfolgt.

5. Bussystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Verbindung der Stationen (1.1-1.5) mittels Übertragungsleitungen nach Art einer Loop jede Station (1.1-1.5) einen Sendeteil (3.1) im jeweiligen Bus­ koppler (3) aufweist, vermittels dem Signale zwecks Aufbau einer Verbindung mit je­ weils einer benachbarten Station (1.2-1.5) abgebbar sind, wobei der Wert wenig­ stens einer physikalischen Größe beim Senden dieser Signale von demjenigen Wert der im Leitungsprotokoll vorgesehenen Größe abweicht.