DE19516938C1 - Multiple sensors and actuators with bus system arrangement - Google Patents

Multiple sensors and actuators with bus system arrangement

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DE19516938C1
DE19516938C1 DE19516938A DE19516938A DE19516938C1 DE 19516938 C1 DE19516938 C1 DE 19516938C1 DE 19516938 A DE19516938 A DE 19516938A DE 19516938 A DE19516938 A DE 19516938A DE 19516938 C1 DE19516938 C1 DE 19516938C1
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Abstract

The structure of a bus system (1) interconnects the sensors (2) and the actuators, working according to the master-slave principle. The master is the control unit (3) for the bus system. This can be a personal computer (PC) or some programmed control (SPS). The slaves are the packages (6), each with N sensors and N actuators, totalling M. A typical maximum value of M is 31. These are all connected to the bus line (4). The data exchange between the master and the slaves is carried out by the call unit (5). Each package has an interface package (7). The call unit and the interface package can be produced as an integrated circuit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Sensoren und/oder Aktoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement of sensors and / or actuators according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE 38 04 073 C2 bekannt. Dort sind je­ weils mehrere Sensoren an einen als Seriell-Seriell-Wandler oder als Seriell-Pa­ rallel-Wandler ausgebildeten Gruppenbaustein angeschlossen. Die Gruppenbau­ steine wiederum sind an eine Steuereinheit angeschlossen. Diese Anordnung er­ möglicht den Anschluß einer Vielzahl von Sensoren an eine Steuereinheit.Such an arrangement is known from DE 38 04 073 C2. There are ever because several sensors to one as a serial-to-serial converter or as a serial-Pa parallel converter trained group block connected. The group building stones are connected to a control unit. This arrangement he enables a large number of sensors to be connected to one control unit.

Durch den Einsatz der Gruppenbausteine entsteht ein kaskadiertes Bussystem. Die Gruppenbausteine haben dabei die Aufgabe, die Informationen der Sensoren zu sammeln und an die Steuereinheit weiterzugeben. Dabei wird eine Schnittstel­ lenanpassung vorgenommen, wodurch das Zeitverhalten zur Informationsüber­ tragung geändert wird.The use of the group blocks creates a cascaded bus system. The group modules have the task of providing information from the sensors to collect and pass on to the control unit. This is an interface len adaption made, whereby the time behavior for information about is changed.

Die DE 43 22 249 A1 beschreibt ein Bussystem mit einem Busmaster-Gerät, an welches mehrere Sensormodule über Busleitungen angeschlossen sind. Das Busmastergerät ist von einem Steuergerät gebildet, welches die Signalüber­ tragung im Bussystem steuert. Ein oder mehrere dieser Bussysteme sind an einen übergeordneten Hauptbus angeschlossen, wobei die Kopplung des übergeord­ neten Hauptbusses mit dem Bussystem über das jeweilige Busmastergerät erfolgt.DE 43 22 249 A1 describes a bus system with a bus master device which several sensor modules are connected via bus lines. The The bus master device is formed by a control device which transmits the signals controls in the bus system. One or more of these bus systems are connected to one parent main bus connected, the coupling of the parent Main bus with the bus system via the respective bus master device he follows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bussystem der eingangs genann­ ten Art so auszubilden, daß eine Vielzahl von Sensoren oder Aktoren ohne Schnittstellenanpassungen an die Steuereinheit anschließbar ist.The invention has for its object a bus system of the beginning ten kind so that a variety of sensors or actuators without Interface adaptations can be connected to the control unit.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Ansprüchen 2-9 vorgesehen.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin  tion are provided in claims 2-9.

Erfindungsgemäß weisen die Gruppenbausteine sowie die Sensoren und Aktoren jeweils identische Schnittstellenbausteine auf. Jeder Sensor oder Aktor liefert über den Schnittstellenbaustein in Form von Datenworten Sensorsignale an den jeweils übergeordneten Gruppenbaustein. Insgesamt empfängt ein Gruppenbau­ stein die Signale von insgesamt N Sensoren oder Aktoren, die an diesen Grup­ penbaustein angeschlossen sind. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Tech­ nik bekannten Gruppenbaustein erfolgt dort keine bloße Sammlung und Weiter­ gabe von Informationen sondern eine Verarbeitung der Signale in einer Signal­ verarbeitungseinheit. Dort wird aus den von den Sensoren oder Aktoren empfangenen Eingangssignalen ein Ausgangssignal gewonnen, welches dasselbe Format wie das Ausgangssignal eines Sensors oder Aktors aufweist. Somit kann dieses Ausgangssignal über denselben Schnittstellenbaustein wie bei einem Sensor oder Aktor vom Gruppenbaustein an die Steuereinheit gesendet werden.According to the invention, the group modules and the sensors and actuators identical interface modules. Every sensor or actuator delivers via the interface module in the form of data words sensor signals to the higher-level group module. Overall, a group building receives stone the signals from a total of N sensors or actuators connected to this group pen module are connected. In contrast to the state of the art nik known group building block there is no mere collection and further Giving information but processing the signals in one signal processing unit. There is from the sensors or actuators received input signals an output signal obtained, which is the same Format as the output signal of a sensor or actuator has. So can this output signal via the same interface module as for a Sensor or actuator are sent from the group module to the control unit.

Die Signalverarbeitung kann beispielsweise bei der Überwachung von Steue­ rungsprozessen darin bestehen, festzustellen, ob ein Sensor oder Aktor innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls durch einen Objekteingriff Signaländerungen aufweist. Bei derartigen Überwachungsprozessen werden typischerweise durch Objekteingriffe die Sensoren und Aktoren nicht gleichzeitig aktiviert, sondern einzeln hintereinander.Signal processing can be used, for example, when monitoring tax Processes consist of determining whether a sensor or actuator is inside a specific time interval due to an object intervention signal changes having. In such monitoring processes, typically Object interventions do not activate the sensors and actuators at the same time, but one after the other.

In dem Gruppenbaustein werden dann nur die sich ändernden Informationen als Ausgangssignale über den Schnittstellenbaustein an die Steuereinheit weitergege­ ben, wobei die Ausgabe der Informationen über denselben Schnittstellenbaustein wie bei einem Sensor oder Aktor erfolgt.Only the changing information is then stored in the group block Output signals passed on to the control unit via the interface module ben, with the output of the information via the same interface module as with a sensor or actuator.

Somit verhält sich der Gruppenbaustein innerhalb des Bussystems der übergeord­ neten Einheit gegenüber wie ein Sensor oder Aktor. Andererseits weist jeder Gruppenbaustein ebenso wie die Steuereinheit eine Abfrageeinheit auf. Mittels der Abfrageeinheit werden die an den Gruppenbaustein angeschlossenen Senso­ ren oder Aktoren zyklisch abgefragt. Somit bilden ein Gruppenbaustein und die daran angeschlossenen Sensoren oder Aktoren ein eigenes Bussystem, welches mit der übergeordneten Steuereinheit kommuniziert. Auf diese Weise entsteht ein kaskadiertes Bussystem, wobei die von den Schnittstellenbausteinen an die Abfrageeinheiten der jeweils übergeordneten Einheiten übertragenen Datenworte in ihren Formaten übereinstimmen.The group block thus behaves within the bus system of the higher level opposite unit like a sensor or actuator. On the other hand, everyone knows Group module as well as the control unit a query unit. Means  The Senso connected to the group module becomes the query unit polled cyclically. Thus form a group building block and the sensors or actuators connected to it have their own bus system, which communicates with the higher-level control unit. In this way it is created a cascaded bus system, whereby the data from the interface modules to the Interrogation units of the respective higher-level units of transmitted data words match in their formats.

Der Datenaustausch in den einzelnen Subsystemen ist insoweit identisch. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Abfrageeinheiten der Steuereinheit sowie der Gruppenbausteine sogar identisch. In diesem Fall arbeiten die einzelnen Subsysteme identisch.In this respect, the data exchange in the individual subsystems is identical. In An advantageous embodiment of the invention are the query units of the Control unit and the group blocks even identical. In this case, work the individual subsystems are identical.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß eine große Anzahl von Sensoren oder Ak­ toren an ein Bussystem anschließbar ist. Ist das Bussystem auf eine Teilnehmer­ anzahl von M Teilnehmern begrenzt, so kann durch die Verwendung der Grup­ penbausteine, an welche jeweils N Sensoren oder Aktoren anschließbar sind, die maximale Anzahl der anzuschließenden Sensoren oder Aktoren auf M·N gesteigert werden. Typischerweise ist bei Sensor-Aktor-Bussystemen die Anzahl der Busteilnehmer M = N = 31.This has the advantage that a large number of sensors or Ak gates can be connected to a bus system. Is the bus system on one participant limited number of M participants, the use of the group pen modules, to each of which N sensors or actuators can be connected maximum number of sensors or actuators to be connected to M · N be increased. The number is typical in sensor-actuator bus systems the bus subscriber M = N = 31.

Ein weiterer Vorteil dieses Bussystems besteht darin, daß die Zykluszeit des Bussystems bei Hinzufügen der Gruppenbausteine unverändert bleibt. Lediglich die Reaktionszeit des Bussystems wird verdoppelt, da die Sensoren und Aktoren innerhalb eines Zyklus die Sensorsignale an die Gruppenbausteine liefern und innerhalb eines zweiten Zyklus die verarbeiteten Signale vom Gruppenbaustein an die Steuereinheit weitergeben werden.Another advantage of this bus system is that the cycle time of the Bus system remains unchanged when adding the group blocks. Only the response time of the bus system is doubled because of the sensors and actuators deliver the sensor signals to the group components within one cycle and the processed signals from the group block within a second cycle be passed on to the control unit.

Ferner ist vorteilhaft, daß in den Gruppenbausteinen keine Schnittstellenanpas­ sung durchgeführt werden muß. Die Struktur des Bussystems ist somit einheit­ lich. Der Betreiber des Bussystems kann ohne Anpassungen vorzunehmen Grup­ penbausteine, Sensoren oder Aktoren an die Steuereinheit anschließen.It is also advantageous that there are no interface adaptations in the group modules solution must be carried out. The structure of the bus system is therefore unified  Lich. The operator of the bus system can make Grup Connect the pen modules, sensors or actuators to the control unit.

Schließlich ist vorteilhaft, daß bei dem erfindungsgemäßen Bussystem die Steu­ ereinheit beträchtlich entlastet wird. Durch die Signalverarbeitungseinheit in den Gruppenbausteinen gelangen nur die für die Funktion des Bussystems notwendi­ gen Informationen zur Steuereinheit. Sämtliche überflüssigen Informationen wer­ den bereits in den Gruppenbausteinen ausgefiltert.Finally, it is advantageous that the tax in the bus system according to the invention unity is considerably relieved. By the signal processing unit in the Group blocks only get those necessary for the bus system to function information about the control unit. All superfluous information who already filtered out in the group modules.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert:The invention is explained below with reference to the drawings:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Bussystems, Fig. 1 is a block diagram of the bus system according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Gruppenbausteins. Fig. 2 is a block diagram of a group block.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines Bussystems 1 für Sensoren 2 und Aktoren 2 dar­ gestellt. Das Bussystem 1 arbeitet nach dem Master-Slave-Prinzip. Der Master ist von einer Steuereinheit 3 gebildet, welche die zentrale Steuerung des Bus­ systems 1 übernimmt. Die Steuereinheit 3 kann von einem Personalcomputer (PC), einer speicherprogrammierbaren (SPS) Steuerung oder dergleichen gebildet sein. An die Steuereinheit 3 können insgesamt M Slaves über Busleitungen 4 an­ geschlossen sein. Typischerweise beträgt die maximale Anzahl der Slaves M = 31.In Fig. 1, the structure of a bus system 1 for sensors 2 and actuators 2 is shown. Bus system 1 works according to the master-slave principle. The master is formed by a control unit 3 , which takes over the central control of the bus system 1 . The control unit 3 can be formed by a personal computer (PC), a programmable logic controller (PLC) or the like. A total of M slaves can be connected to the control unit 3 via bus lines 4 . The maximum number of slaves is typically M = 31.

In einer Initialisierungsphase werden den Slaves vom Master Adressen zugewie­ sen. Während des Betriebs des Bussystems 1 werden die Slaves vom Master in­ nerhalb einer vorgegebenen Zykluszeit zyklisch unter den zugewiesenen Adres­ sen aufgerufen und abgefragt, worauf die Slaves Daten an den Master senden. Die Zykluszeit beträgt typischerweise 5 ms. In an initialization phase, the slaves are assigned addresses by the master. During the operation of bus system 1 , the slaves are called and queried cyclically from the assigned addresses within a specified cycle time, after which the slaves send data to the master. The cycle time is typically 5 ms.

Der Datenaustausch mit den Slaves wird im Master in einer Abfrageeinheit 5 durchgeführt. Von der Abfrageeinheit 5, welche die Schnittstelle zu den ange­ schlossenen Slaves bildet, werden Datenworte in einem vorgegebenen Format ausgesandt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Wortbreite eines Datenwortes 4 Bit.The data exchange with the slaves is carried out in a query unit 5 in the master. The interrogation unit 5 , which forms the interface to the connected slaves, sends out data words in a predetermined format. In the present exemplary embodiment, the word width of a data word is 4 bits.

Erfindungsgemäß sind die über die Busleitungen 4 an die Steuereinheit 3 ange­ schlossenen Slaves von Gruppenbausteinen 6 gebildet.According to the invention, the slaves connected to the control unit 3 via the bus lines 4 are formed by group modules 6 .

An die Gruppenbausteine 6 sind jeweils N Sensoren 2 oder Aktoren 2 ange­ schlossen, wobei N wiederum maximal 31 betragen kann. Im folgenden wird ein reines Sensorbussystem betrachtet, wobei die Sensoren 2 vorzugsweise von opto­ elektronischen binären Sensoren 2, insbesondere Lichtschranken gebildet sind.N sensors 2 or actuators 2 are respectively connected to the group modules 6 , with N again being a maximum of 31. In the following a pure sensor bus system is considered, the sensors 2 preferably being formed by opto-electronic binary sensors 2 , in particular light barriers.

Die Sensoren 2 haben innerhalb des Bussystems 1 die Funktion von Slaves, wo­ bei der zugehörige Master von dem jeweils übergeordneten Gruppenbaustein 6 gebildet ist. Die Busleitungen 4 sind vom Gruppenbaustein 6 auf einen Schnitt­ stellenbaustein 7 im Sensor 2 geführt. Über diesen Schnittstellenbaustein 7 wer­ den die Datenworte vom Gruppenbaustein 6 in den Sensor 2 eingelesen, worauf der Sensor 2 als Antwort ein Datenwort an den Gruppenbaustein 6 sendet.The sensors 2 have the function of slaves within the bus system 1 , where the associated master is formed by the respective higher-level group module 6 . The bus lines 4 are routed from the group module 6 to an interface module 7 in the sensor 2 . About this interface module 7 who read the data words from the group module 6 in the sensor 2, after which the sensor 2 in response sends a data word to the group module. 6

Die Gruppenbausteine 6 nehmen innerhalb des Bussystems 1 eine Doppelfunkti­ on wahr. Bezüglich der Steuereinheit 3 arbeiten die Gruppenbausteine 6 als Slaves. Hierzu weist jeder Gruppenbaustein 6 einen Schnittstellenbaustein 7 auf, der mit den Schnittstellenbausteinen 7 der Sensoren 2 identisch ist.The group modules 6 perform a double function within the bus system 1 . With regard to the control unit 3 , the group modules 6 work as slaves. For this purpose, each group module 6 has an interface module 7 , which is identical to the interface modules 7 of the sensors 2 .

Andererseits nimmt jeder Gruppenbaustein 6 bezüglich der an diesen Gruppen­ baustein 6 angeschlossenen Sensoren 2 die Funktion eines Masters wahr. Hierzu weist der Gruppenbaustein 6 ebenso wie die Steuereinheit 3 eine Abfrageeinheit 5 auf. Die Abfrageeinheit 5 des Gruppenbausteins 6 ist mit der Abfrageeinheit der Steuereinheit 5 zumindest insoweit identisch, daß beide Abfrageeinheiten 5 von jeweils identischen Schnittstellenbausteinen 7 Datenworte mit identischen Datenformat empfangen bzw. an die Schnittstellenbausteine 7 aussenden. Die Telegrammfolge, d. h. die zeitliche Folge, mit der die Datenworte an die einzel­ nen Slaves ausgesendet wird, kann applikationsabhängig variieren und für die einzelnen Abfrageeinheiten 5 unterschiedlich gewählt werden.On the other hand, each group module 6 with respect to the block 6 connected to these groups sensors 2, the function of a master true. For this purpose, the group module 6 , like the control unit 3, has an interrogation unit 5 . The interrogation unit 5 of the group module 6 is at least identical to the interrogation unit of the control unit 5 to the extent that both interrogation units 5 receive 7 data words from identical interface modules 7 with identical data format or send them out to the interface modules 7 . The telegram sequence, ie the chronological sequence with which the data words are sent to the individual slaves, can vary depending on the application and can be selected differently for the individual query units 5 .

Vorteilhafterweise sind die Abfrageeinheiten 5 der Steuereinheit 3 und der Grup­ penbausteine 5 vollkommen identisch ausgebildet, d. h. die Abfrageeinheiten 5 stimmen im Hardwareaufbau völlig überein und arbeiten insbesondere auch hinsichtlich der Telegrammfolgen bei der Datenübertragung identisch.Advantageously, the interrogation units 5, the control unit 3 and the Grup penbausteine 5 is formed completely identical, that is, the interrogation units 5 coincide completely in hardware construction and the telegram sequences work particularly with respect to in the data transmission identical.

Der Schnittstellenbaustein 7 und die Abfrageeinheit 5 können als integrierte Schaltkreise (IC) aufweisen. Die Abfrageeinheit 5 kann dabei in Form einer Ein­ schubkarte für die als SPS-Steuerung oder den PC ausgebildet sein. Die Schnitt­ stellenbausteine können als ASICS in den Gruppenbausteinen 6 sowie den Sensoren 2 und Aktoren 2 integriert sein.The interface module 7 and the interrogation unit 5 can have integrated circuits (IC). The interrogation unit 5 can be in the form of a plug-in card for the PLC control or the PC. The interface modules can be integrated as ASICS in the group modules 6 and the sensors 2 and actuators 2 .

Das gesamte Bussystem 1 weist eine kaskadierte Struktur auf, welches ein von der Steuereinheit 3 gesteuertes übergeordnetes Bussystem aufweist, sowie mehre­ re von den Gruppenbausteinen 6 gesteuerte Sub-Bussysteme, deren Struktur mit dem übergeordneten Bussystem identisch ist.The entire bus system 1 has a cascaded structure, which has a higher-level bus system controlled by the control unit 3 , and several sub-bus systems controlled by the group modules 6 , the structure of which is identical to the higher-level bus system.

Der Aufbau eines Gruppenbausteins 6 ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt.The structure of a group module 6 is shown in more detail in FIG. 2.

Der Gruppenbaustein 6 weist eine Entkopplungsschaltung 8 zur Stromversorgung auf. Mittels dieser Entkopplungsschaltung 8 erfolgt die Stromversorgung des Gruppenbausteins 6 und des zugehörigen Sub-Bussystems direkt aus dem über­ geordneten Bussystem.The group module 6 has a decoupling circuit 8 for the power supply. By means of this decoupling circuit 8 , the power supply of the group module 6 and the associated sub-bus system takes place directly from the higher-level bus system.

Alternativ kann die Stromversorgung des Gruppenbausteins 6 über eine externe Spannungsquelle erfolgen.Alternatively, the group module 6 can be supplied with power via an external voltage source.

Ferner weist der Gruppenbaustein 6 eine Signalverarbeitungseinheit 9 auf. Die Signalverarbeitungseinheit 9 kann von einem Microcontroller oder dergleichen gebildet sein.The group module 6 also has a signal processing unit 9 . The signal processing unit 9 can be formed by a microcontroller or the like.

In der Signalverarbeitungseinheit 9 werden die von den Sensoren 2 über die Ab­ frageeinheit 5 eingelesenen Daten so verarbeitet, daß ein Ausgangssignal gewon­ nen wird, welches das Format des Datenwortes aufweist, das über den Schnitt­ stellenbaustein 7 des Gruppenbausteins 6 ausgegeben wird.In the signal processing unit 9 , the data read in by the sensors 2 via the query unit 5 are processed such that an output signal is obtained which has the format of the data word which is output via the interface module 7 of the group module 6 .

Die von den Sensoren 2 eingelesenen N Datenworte mit einer jeweiligen Wort­ breite von 4 Bit sowie die Adressen der Sensoren 2 müssen in der Signalverar­ beitungseinheit somit auf ein Datenwort der Wortbreite 4 Bit reduziert werden.The N data words read in by the sensors 2 with a respective word width of 4 bits and the addresses of the sensors 2 must therefore be reduced in the signal processing unit to a data word with the word width 4 bits.

Die Art der Datenreduktion bestimmt sich aus der jeweiligen Problemstellung, für die die Sensoren 2 eingesetzt werden.The type of data reduction is determined from the particular problem for which the sensors 2 are used.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Anwendungsfall wird die Bewegung eines Ob­ jektes 10 durch eine Anzahl von Sensoren 2 überwacht.In the application shown in Fig. 1, the movement of an object 10 is monitored by a number of sensors 2 .

Die Sensoren 2 sind hierzu in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung ange­ bracht und entsprechend dieses Anordnung numeriert. Die Nummern der einzel­ nen Sensoren 2 sind als Adressen in den Sensoren 2 selbst hinterlegt. Im vorlie­ genden Fall wird das Objekt 10 längs einer Geraden bewegt. Die Bewegungs­ richtung des Objekts 10 ist in Fig. 1 mit einem Pfeil gekennzeichnet. Die Senso­ ren 2 sind dabei in Bewegungsrichtung des Objektes 10 angeordnet. Die Senso­ ren 2 können von Lichtschranken oder Lichttastern oder dergleichen gebildet sein.The sensors 2 are brought to this in a predetermined spatial arrangement and numbered according to this arrangement. The numbers of the individual NEN sensors 2 are stored as addresses in the sensors 2 themselves. In the present case, the object 10 is moved along a straight line. The direction of movement of the object 10 is marked with an arrow in FIG. 1. The sensors 2 are arranged in the direction of movement of the object 10 . The sensors 2 can be formed by light barriers or light buttons or the like.

Sobald das Objekt 10 in den Strahlengang eines Sensors 2 tritt, bewirkt dies eine Signaländerung im Sensor 2. Bei einem Lichttaster oder einer Lichtschranke wird beispielsweise das vom Sensor 2 emittierte Sendelicht vom Objekt 10 zum Sensor 2 zurückreflektiert oder zurückstreut, so daß dessen Ausgangssignal von "aus" auf "ein" wechselt.As soon as the object 10 enters the beam path of a sensor 2 , this causes a signal change in the sensor 2 . In the case of a light scanner or a light barrier, for example, the transmitted light emitted by sensor 2 is reflected or scattered back from object 10 to sensor 2 , so that its output signal changes from "off" to "on".

Die Abstände der Sensoren 2 zueinander sind so gewählt, daß jeweils nur ein Sensor 2 durch einen Objekteingriff beeinflußt wird. Die Sensoren 2 sind dabei äquidistant zueinander angeordnet.The distances between the sensors 2 are selected so that only one sensor 2 is influenced by an object intervention. The sensors 2 are arranged equidistant from one another.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration meldet der zweite Sensor 2, der dem ersten Gruppenbaustein 6 zugeordnet ist, das Ausgangssignal "ein". Alle an­ deren Sensoren 2 melden den Signalzustand "aus" an den übergeordneten Grup­ penbaustein 6.In the configuration shown in FIG. 1, the second sensor 2 , which is assigned to the first group module 6 , reports the output signal "on". All of their sensors 2 report the signal state "off" to the higher-level group module 6 .

Im ersten Gruppenbaustein 6 wird in der Signalverarbeitungseinheit 9 der "ein"- Zustand des zweiten Sensors 2 registriert. Als Ausgangssignal wird die Adresse des zweiten Sensors 2 an die Steuereinheit 3 weitergegeben. Die restlichen Gruppenbausteine 6 melden keinen Objekteingriff und geben als Datenwort den Zahlenwert Null an die Steuereinheit 3 weiter.In the first group module 6 , the "on" state of the second sensor 2 is registered in the signal processing unit 9 . The address of the second sensor 2 is passed on to the control unit 3 as the output signal. The remaining group modules 6 do not report any object intervention and pass the numerical value zero to the control unit 3 as a data word.

Auf diese Weise wird nur die für den Überwachungsprozeß notwendige Informa­ tion, nämlich welcher der Sensoren 2 einen Objekteingriff gesendet hat, an die Steuereinheit 3 weitergegeben. Durch die Signalverarbeitung in den Gruppenbau­ steinen 6 wir die Steuereinheit 3 des Bussystems 1 demzufolge beträchtlich ent­ lastet.In this way, only the information necessary for the monitoring process, namely which of the sensors 2 has sent an object intervention, is passed on to the control unit 3 . Due to the signal processing in the group building blocks 6, the control unit 3 of the bus system 1 is consequently considerably relieved.

Ein weiterer Anwendungsfall ist die Längenbestimmung von Objekten 10 mittels einer definierten räumlichen Anordnung von Sensoren 2. Die Konfiguration der Sensoren 2 kann beispielsweise wie in Fig. 1 beschrieben gewählt werden.Another application is the length determination of objects 10 by means of a defined spatial arrangement of sensors 2 . The configuration of the sensors 2 can be selected, for example, as described in FIG. 1.

Das Objekt ist in diesem Fall von einem länglichen, nicht dargestellten Gegen­ stand gebildet, der von den Sensoren 2 quer zu deren Strahlachsen angeordnet ist. Je nach Länge des Gegenstandes registriert eine bestimmte Anzahl von Sen­ soren 2 den Gegenstand. Die Anzahl der vom Gegenstand beeinflußten Sensoren 2 gibt ein Maß für die Länge des Gegenstands.The object is in this case formed by an elongated, not shown object, which is arranged transversely to the beam axes of the sensors 2 . Depending on the length of the object, a certain number of sensors 2 registers the object. The number of sensors 2 affected by the object gives a measure of the length of the object.

In diesem Fall wird in den Signalverarbeitungseinheiten 9 die Anzahl der Senso­ ren 2 ermittelt, deren Signalzustand auf "ein" geschaltet hat und an die Steuer­ einheit 3 weitergegeben. Dort können die einzelnen Zahlen addiert werden, wo­ durch die Gesamtlänge des Gegenstands ermittelt werden kann.In this case, the number of sensors 2 whose signal state has switched to "on" and is passed on to the control unit 3 is determined in the signal processing units 9 . The individual numbers can be added there, where the total length of the object can be used to determine.

Dabei können die Gruppenbausteine 6 die Daten zyklisch an die Steuereinheit 3 weitergeben. Um eventuelle Störungen durch ungewollte Bewegungen des Ge­ genstands zu eliminieren, können die Sensordaten auch in der Signalverarbei­ tungseinheit 9 auch über mehrere Zyklen gemittelt und erst dann an die Steuer­ einheit 3 weitergegeben werden.The group modules 6 can pass the data cyclically to the control unit 3 . In order to eliminate any disturbances caused by unwanted movements of the object, the sensor data can also be averaged over several cycles in the signal processing unit 9 and only then passed on to the control unit 3 .

Claims (9)

1. Anordnung von mehreren Sensoren und/oder Aktoren mit jeweils einem Schnittstellenbaustein zur Weitergabe eines Signals an eine übergeordnete Einheit in einem Bussystem, wobei jeweils N Sensoren oder Aktoren an einen eine erste übergeordnete Einheit bildenden Gruppenbaustein angeschlossen sind und die Gruppenbausteine, deren Anzahl M beträgt, an eine eine zweite übergeordnete Einheit bildende Steuereinheit, welche eine Abfrageeinheit aufweist, angeschlossen sind und von dieser zyklisch abgefragt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gruppenbaustein (6) einen Schnittstellenbaustein (7) aufweist, der identisch mit dem Schnittstel­ lenbaustein (7) eines Sensors (2) oder Aktors (2) ist, daß jeder Gruppen­ baustein (6) eine Abfrageeinheit (5) zur zyklischen Abfrage der ange­ schlossenen Sensoren (2) oder Aktoren (2) aufweist, und daß in dem Grup­ penbaustein (6) eine Signalverarbeitungseinheit (9) zur Wandlung der N Eingangssignale der angeschlossenen Sensoren (2) oder Aktoren (2) in ein dem Ausgangssignal eines Sensors (2) oder Aktors (2) entsprechendes Ausgangssignal vorgesehen ist.1. Arrangement of a plurality of sensors and / or actuators, each with an interface module for forwarding a signal to a higher-level unit in a bus system, N sensors or actuators each being connected to a group module forming a first higher-level unit and the group modules, the number of which is M. , to a control unit forming a second higher-level unit, which has an interrogation unit, is connected and is interrogated cyclically by it, characterized in that each group module ( 6 ) has an interface module ( 7 ) which is identical to the interface module ( 7 ) of one Sensor ( 2 ) or actuator ( 2 ) is that each group module ( 6 ) has an interrogation unit ( 5 ) for cyclical interrogation of the connected sensors ( 2 ) or actuators ( 2 ), and that in the group ( 6 ) Signal processing unit ( 9 ) for converting the N input signals of the connected sensors ( 2 ) or actuators ( 2 ) is provided in an output signal corresponding to the output signal of a sensor ( 2 ) or actuator ( 2 ). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageein­ heit (5) der Steuereinheit (3) identisch mit den Abfrageeinheiten (5) der Gruppenbausteine (6) ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the query unit ( 5 ) of the control unit ( 3 ) is identical to the query units ( 5 ) of the group modules ( 6 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer vorgegebenen räumlichen Anordnung Sensoren (2) und/oder Aktoren (2) besteht, daß die Sensoren (2) und/oder Aktoren (2) entsprechend der räumlichen Anordnung numeriert sind, und daß diese Nummern im jeweils übergeordneten Gruppenbaustein (6) als Adressen hinterlegt sind. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that it consists of a predetermined spatial arrangement sensors ( 2 ) and / or actuators ( 2 ), that the sensors ( 2 ) and / or actuators ( 2 ) are numbered according to the spatial arrangement, and that these numbers are stored as addresses in the respective higher-level group module ( 6 ). 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Aktivierung eines Sensors (2) oder Aktors (2) durch einen Objekt­ eingriff die Nummer des Sensors (2) oder Aktors (2) über den Gruppen­ baustein (6) an die Steuereinheit (3) übertragen wird.4. Arrangement according to one of claims 1-3, characterized in that upon activation of a sensor ( 2 ) or actuator ( 2 ) intervention by an object, the number of the sensor ( 2 ) or actuator ( 2 ) via the group module ( 6 ) is transmitted to the control unit ( 3 ). 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2) oder Aktoren (2) in Bewegungsrichtung eines Objektes (10) zu dessen Positionserfassung angeordnet sind.5. Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the sensors ( 2 ) or actuators ( 2 ) are arranged in the direction of movement of an object ( 10 ) for its position detection. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gruppenbaustein (6) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls die Anzahl der durch Objekteingriff aktivierten Sensoren (2) oder Aktoren (2) erfaßt und als Datenwort über den Schnittstellenbaustein (7) an die Steuereinheit (3) weitergegeben wird.6. Arrangement according to one of claims 1-3, characterized in that the number of sensors ( 2 ) or actuators ( 2 ) activated by object intervention is detected in a group module ( 6 ) within a predetermined time interval and as a data word via the interface module ( 7 ) is passed on to the control unit ( 3 ). 7. Anordnung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall der Zykluszeit des Bussystems (1) entspricht.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the time interval corresponds to the cycle time of the bus system ( 1 ). 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2) als binäre optoelektronische Sensoren (2) ausgebildet sind.8. Arrangement according to one of claims 1-7, characterized in that the sensors ( 2 ) are designed as binary optoelectronic sensors ( 2 ). 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gruppenbaustein (6) eine eigene Stromversorgung aufweist.9. Arrangement according to one of claims 1-8, characterized in that the group module ( 6 ) has its own power supply.
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