DE19600997C2

DE19600997C2 - Bus system

Info

Publication number: DE19600997C2
Application number: DE1996100997
Authority: DE
Inventors: Christoph Leifer
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2016-01-13
Also published as: DE19600997A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bussystem zum Übertragen von Daten zwischen Busteilnehmern der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.The invention relates to a bus system for transmission of data between bus participants in the generic term of Claim 1 specified Art.

Ein solches Bussystem dient der Vernetzung von Baueinheiten für die Signalverarbeitung, hierzu gehören Logikeinheiten, Signaleinheiten, Zähleinheiten, Relaiseinheiten, Kleinsteue rungen, Einheiten zur Signaltrennung, -wandlung und -be arbeitung oder dergleichen. Diese als Busteilnehmer zu be zeichnenden Baueinheiten werden in der Regel in Schaltschrän ken oder Klemmenkästen nach Art von Klemmen auf einer Trag schiene aneinandergereiht. Über das Bussystem kann jeder der mit einer individuellen Adresse versehenen Busteilnehmer angesteuert werden und Quittungssignale übermitteln, auch können die Busteilnehmer untereinander über das Bussystem kommunizieren. In jedem Falle ist es erforderlich, die Bu steilnehmer über das Bussystem mit einer zentralen Steuerein heit und untereinander zur Signalübermittlung zu verbinden, was in bekannter Ausführung über elektrische Signale ge schieht, für die eine entsprechende Kontaktierung vorgesehen werden muß, vergleiche EP 0 364 618 A1. Die einzelnen Bu steilnehmer haben dazu mehr oder weniger komplizierte Kontaktverbindungen, meist in Gestalt von Kontaktsätzen, die nicht nur der Stromzufuhr der einzelnen Einheiten oder Module sondern auch dem Datentransfer zugeordnet sind. Zum einen ist eine elektrische Kontaktverbindung mit der üblichen Störan fälligkeit infolge Korrosion, Verschmutzung oder dergleichen behaftet, zum anderen macht es die elektrische Kontaktverbin dung erforderlich, im Innern der Busteilnehmer die Arbeits kreise und die Datenübertragung galvanisch voneinander zu trennen, wozu unter anderem Optokoppler verwendet werden.Such a bus system is used to network units for signal processing, this includes logic units, Signal units, counting units, relay units, small taxes structures, units for signal separation, conversion and processing work or the like. These as bus participants Drawing units are usually in control cabinets ken or terminal boxes like clamps on a support rail strung together. Anyone can use the bus system bus participants provided with an individual address are controlled and transmit acknowledgment signals, too the bus participants can communicate with each other via the bus system communicate. In any case, the Bu participants via the bus system with a central control unit unit and interconnect for signal transmission, what ge in known design about electrical signals for which appropriate contacting is provided must be, see EP 0 364 618 A1. The individual bu Participants have more or less complicated contact connections, mostly in the form of contact sentences that not just the power supply of the individual units or modules but are also assigned to data transfer. For one thing an electrical contact connection with the usual Störan due due to corrosion, contamination or the like afflicted, on the other hand it makes the electrical contact required to work inside the bus participants circles and the data transmission galvanically from each other separate, for which purpose optocouplers are used.

Es sind anderweitige Bussysteme bekannt, bei denen die Bu steilnehmer nicht nach Art von Klemmen ausgebildet sind, jedoch zwischen den Busteilnehmern die Datenübertragung op tisch erfolgt. So beschreibt die DE 40 17 997 A1 ein opti sches Datenübertragungssystem mit nebeneinander angeordneten Busteilnehmern, die Kupplungsein- und -ausgänge für die Da tenübertragung an den Außenseiten aufweisen. Die Datenüber tragung erfolgt dort mittels Lichtleiter. Ein ähnliches Da tenübertragungssystem zeigt die GB 2 168 214 A, hier erfolgt die optische Datenübertragung zwischen den einander benach barten Busteilnehmern durch den freien Raum.Other bus systems are known in which the Bu participants are not designed in the manner of clamps, however, between the bus participants the data transmission op table is done. DE 40 17 997 A1 describes an opti cal data transmission system arranged side by side Bus participants, the clutch inputs and outputs for the Da have transmission on the outside. The data about Carrying takes place there by means of light guides. A similar da GB 2 168 214 A shows the transmission system, which takes place here the optical data transmission between the neighbors barted bus participants through the free space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bussystem der gattungsgemäßen Art zu verbessern, indem zwischen den als Klemmen ausgebildeten Busteilnehmern eine mehrkanalige Daten übertragung ermöglicht wird.The invention has for its object a bus system generic type to improve by between as Terminals trained bus participants a multi-channel data transmission is made possible.

Diese Aufgabe wird bei einem Bussystem der gattungsbildenden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This task is the generic type in a bus system Art according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved.

Für die Erfindung ist die optische Verbindung der für den Datentransfer vorgesehenen Kopplungseingänge und -ausgänge der als Klemmen ausgebildeten Busteilnehmer wesentlich, womit zugleich unmittelbar an der Peripherie der Busteilnehmer eine galvanische Trennung von den Arbeitskreisen erfolgt, womit hierfür im Innern der Busteilnehmer nicht noch zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen. Das optische Datenübertra gungssystem, welches nicht nur die seitlich an den klemmenar tigen Busteilnehmern angeordneten optischen Sender und opti schen Empfänger umfaßt, sondern auch die in den Bodenplatten der Busteilnehmer vorgesehenen optischen Kupplungseingänge und/oder -ausgänge, die mit der lichtleitenden Schiene in der Tragschiene für die Busteilnehmer zusammenwirken, ermöglichen eine mehrkanalige Datenübertragung.For the invention, the optical connection is for the Coupling inputs and outputs provided for data transfer of the bus participants designed as terminals, with which at the same time directly on the periphery of the bus participants Galvanic isolation from the working groups takes place with what not additional for this inside the bus participants Components must be provided. The optical data transfer system that not only connects to the side of the clamp term bus participants arranged optical transmitter and opti rule includes receivers, but also those in the base plates of the bus participants provided optical coupling inputs and / or outputs that are connected to the light-guiding rail in the Allow mounting rail for bus participants to work together a multi-channel data transmission.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the drawing on a Embodiment explained in more detail. Show:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anzahl von Busteilnehmern eines Bussystems und Fig. 1 is a schematic plan view of a number of bus users of a bus system and

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von mehreren nach Art von Klemmen auf einer Tragschiene angeordne ten Busteilnehmern. Fig. 2 is a perspective view of several in the manner of terminals arranged on a mounting rail th bus participants.

In der Prinzipdarstellung von Fig. 1 erkennt man nebeneinan der auf einer Tragschiene 2 aufgereihte Busteilnehmer 1, bei denen es sich um Baueinheiten oder Module für die Signalver arbeitung handelt und die miteinander über ein Bussystem vernetzt sind. Dafür gibt es ein Bus-Ankopplungsmodul 3, welches die betreffenden Signale an die Busteilnehmer 1 wei tergibt, wobei diese Signale entweder für einen oder mehrere oder für alle der Busteilnehmer 1 bestimmt sind. Die Signa lerkennung erfolgt in jedem der Busteilnehmer 1, die jeweils eine individuelle Adressierung haben. Die Adressierung kann auch durch die physikalische Folge der einzelnen Busteilneh mer 1 bestimmt sein, wie beim Interbus S nach DIN 19258. Es ist möglich, die von einem Busteilnehmer 1 zum nächsten wei tergereichten Signal von demjenigen Busteilnehmer 1 sperren zu lassen, hinter dem sich nur noch solche Busteilnehmer 1 befinden, für die das empfangene Signal nicht mehr bestimmt ist.In the schematic diagram of Fig. 1 can be seen next to each other on the mounting rail 2 bus device 1 , which are units or modules for signal processing and which are networked with each other via a bus system. There is a bus coupling module 3 which transmits the relevant signals to the bus subscribers 1 , these signals being intended either for one or more or for all of the bus subscribers 1 . The signal recognition takes place in each of the bus subscribers 1 , each of which has an individual addressing. The addressing can also be determined by the physical sequence of the individual bus subscribers 1 , as with the Interbus S according to DIN 19258. It is possible to block the signal passed from one bus subscriber 1 to the next by the bus subscriber 1 behind whom only are still those bus nodes 1 for which the received signal is no longer intended.

Der Signaltransfer von dem Ankopplungsmodul 3 zum ersten Busteilnehmer 1 und von diesem zu den weiteren nacheinander angereihten Busteilnehmern 1 erfolgt kontaktlos. Dafür haben die Busteilnehmer 1 Kopplungseingänge 4 und Kopplungsausgänge 5 in Gestalt von drahtlos miteinander in Verbindung stehenden Empfängern und Sendern, wobei in konkreter Ausführung beim Datentransfer unmittelbar zwischen zwei benachbarten Busteil nehmern 1 mittels modulierter Lichtsignale an der einen Seite des Busteilnehmers 1 ein Fototransistor als Kopplungseingang bzw. Empfänger 4 und an der anderen Seite eine Leuchtdiode als Kopplungsausgang bzw. Sender 5 angeordnet ist. Bei je weils benachbarten Busteilnehmern 1 liegen der optische Sen der und der optische Empfänger deckungsgleich, zweckmäßig fluchten sämtliche Kopplungseingänge 4 und Kopplungsausgänge 5 der Busteilnehmer 1 in Längsrichtung der Tragschiene 2 gesehen miteinander. Auf diese Weise ist zwischen jedem der Busteilnehmer 1 und dem ihm benachbart liegenden Busteilneh mer 1 ein Optokoppler vorhanden, ein solcher ist entsprechend auch zwischen dem Ankopplungsmodul 3 und dem ersten Busteil nehmer 1 vorgesehen. The signal transfer from the coupling module 3 to the first bus subscriber 1 and from this to the other bus subscribers 1 arranged one after the other takes place without contact. For this purpose, the bus subscribers 1 have coupling inputs 4 and coupling outputs 5 in the form of receivers and transmitters which are wirelessly connected to one another, with a specific embodiment during data transfer directly between two adjacent bus subscribers 1 using modulated light signals on one side of the bus subscriber 1 to have a photo transistor as a coupling input or Receiver 4 and on the other side a light emitting diode is arranged as a coupling output or transmitter 5 . In each case neighboring bus participants 1 , the optical sensor and the optical receiver are congruent, expediently all coupling inputs 4 and coupling outputs 5 of the bus participants 1 are seen in the longitudinal direction of the mounting rail 2 with one another. In this way, between each of the bus subscriber 1 and the adjacent thereto lying Busteilneh mer 1, an optocoupler is present, such is also provided corresponding coupling between the module 3 and the first bus member participants. 1

Im Innern jedes Busteilnehmers 1 findet sich eine Einheit 8 für die Signalauswertung des Datentransfersystems, die mit einer Arbeitsstufe 9 zusammenwirkt, welche separate Anschlüs se 6 und 7 aufweist. Über die Anschlüsse 6 und 7 kann je nach Bedarf auch die Stromversorgung des betreffenden Busteilneh mers 1 vorgenommen werden, entscheidend ist, daß zwischen der inneren Signalverarbeitung jedes Busteilnehmers 1 und dem Signalübertragungssystem eine galvanische Trennung besteht, die durch die kontaktlose Signalübertragung zwischen den Kopplungsausgängen 5 und den Kopplungseingängen 4 jeweils zweier benachbarter Busteilnehmer 1 sichergestellt ist.Inside each bus participant 1 there is a unit 8 for signal evaluation of the data transfer system, which interacts with a work stage 9 , which has separate connections 6 and 7 . Via the connections 6 and 7 , the power supply of the relevant bus subscriber 1 can also be made as required, it is crucial that there is a galvanic separation between the internal signal processing of each bus subscriber 1 and the signal transmission system, which by the contactless signal transmission between the coupling outputs 5 and the coupling inputs 4 of two adjacent bus participants 1 is ensured.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform eines Bussy stems, bei dem die Busteilnehmer 1 nach Art von Klemmen auf der Tragschiene 2 sitzen. Die sehr schmal bauenden Busteil nehmer 1 haben ebene Seitenwände 10, wobei jeweils an der einen Seitenwand 10 der kontaktlos empfangende Kopplungsein gang 4 und an der gegenüberliegenden Seitenwand der ebenso kontaktlose Kopplungsausgang 5 angeordnet ist. Die Anschlüsse 6 und 7 für den Arbeitskreis des jeweiligen Busteilnehmers 1 finden sich an der vorderen Schmalseite. Fig. 2 shows a practical embodiment of a Bussy stems, in which the bus subscribers 1 sit on the mounting rail 2 in the manner of terminals. The very narrow bus participants 1 have flat side walls 10 , each of which is arranged on one side wall 10 of the contactless receiving coupling input 4 and on the opposite side wall of the equally contactless coupling output 5 . The connections 6 and 7 for the working group of the respective bus subscriber 1 are located on the front narrow side.

Die Busteilnehmer 1 haben in ihren Bodenplatten als erste Kopplungseingänge 4 und 5 Signaleingänge, die unmittelbar an einen Lichtleiter 11 angrenzen, der als sogenannter Stern koppler in die Tragschiene 2 eingesetzt ist. Außerdem finden sich an den Seitenwänden der Busteilnehmer 1 weitere kontakt lose Kopplungseingänge 4 und/oder -ausgänge 5, je nachdem ob die Signalübertragung bidirektional vorgesehen ist oder nicht. Auf diese Weise kann eine mehrkanalige Übertragung der Signale vorgesehen werden, beispielsweise können einer oder mehrere der Kanäle ausschließlich für die Adressensignale verwendet werden.The bus participants 1 have in their base plates as first coupling inputs 4 and 5 signal inputs which directly adjoin an optical fiber 11 which is inserted into the mounting rail 2 as a so-called star coupler. In addition, there are further contactless coupling inputs 4 and / or outputs 5 on the side walls of the bus subscribers 1 , depending on whether the signal transmission is provided bidirectionally or not. In this way, a multi-channel transmission of the signals can be provided, for example one or more of the channels can be used exclusively for the address signals.

Claims

1.Bus system for the transmission of data between bus subscribers lined up on a mounting rail in the manner of terminals, each with an assigned addressing and a coupling input as well as a coupling output for data transmission and also with connections for working groups or the like, which are connected by the coupling input and output for data transmission are galvanically isolated, characterized in that
that the coupling inputs ( 4 ) and outputs ( 5 ) of the bus subscribers ( 1 ) are in contactless connection with one another, on the side walls ( 10 ) of the terminal-like bus subscribers ( 1 ) are arranged optical transmitters and optical receivers,
that the bus participants ( 1 ) have further optical coupling inputs ( 4 ) and / or outputs ( 5 ) in their base plates and
that the mounting rail ( 2 ) for the bus participants ( 1 ) has an intermediate conductor ( 11 ) in the form of a light-conducting rail, the further, bottom-side coupling inputs ( 4 ) and / or coupling outputs ( 5 ) of the bus participants ( 1 ) are facing.

2. Bus system according to claim 1, characterized in that the arranged in the mounting rail ( 2 ) Zwischenlei ter ( 11 ) between the coupling inputs ( 4 ) and / or the coupling outputs ( 5 ) of the bus subscriber ( 1 ) is an optical star coupler.