DE19615093C2 - Automatisierungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Automatisierungsgerät mit einem Gehäuse und mit Ein­ gängen und Ausgängen zum Anschließen von Komponenten eines Prozessors sowie mit ei­ nem Anschluß für einen Bus.

Ein Automatisierungsgerät der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt (DE 44 10 171 C1). Das Automatisierungsgerät weist eine Baugruppe mit wenigstens einer mit Bauelementen bestückten Leiterplatte auf. Für die Ein- und/oder Ausgabe von Signalen und/oder Betriebs­ spannungen von oder zu Aktoren enthält die Leiterplatte drei Steckverbinderleisten in Ab­ ständen parallel und mit gleichem Aufbau fluchtend zueinander.

Jeweils drei Kontaktelemente je aus einer Steckverbinderleiste sind längs einer geraden Linie angeordnet und jeweils für die Signaleingabe, die Signalausgabe oder für Betriebsspannungen vorgesehen. Die Leiterplatte ist in einem zweiteiligen Gehäuse angeordnet, von dem der rückwärtige Teil auf eine Tragschiene aufschnappbar ist und der vordere Teil mit Ausnehmun­ gen einerseits für den Zugang zu den Steckverbinderleisten und andererseits als Fenster für auf der Leiterplatte angeordnete optische Anzeigeelemente versehen ist, die jeweils längs der Linie im Abstand von den Kontaktelementen der Steckverbinderleisten angeordnet sind. Auf den Steckverbindern sind Gegensteckverbinderleisten befestigbar, an deren Kotaktelementen die Enden der von außen herangeführten Leitungen befestigt sind. Nahe an den oberen Ecken der Leiterplatte sind zwei Steckverbinder angeordnet, die ein Stück über Aussparungen in der Oberseite des Gehäuses hinausragen. Die Steckverbinder sind für den Anschluß an Busleitu­ gen bestimmt und stellen eine Verbindung zwischen auf der Leiterplatte angeordneten Leiter­ bahnen eines Busses her.

Bekannt ist auch eine programmierbare Steuerung mit Field Programmable Gate Arrays. Die­ se Steuerung hat eine Schnittstele als Interbus-S-Teilnehmer (Elektronic 9/1993, S. 32-35).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Automatisierungsgerät zu entwickeln, das wahlweise schnell und einfach an einen beliebigen Feldbus angeschlossen werden kann.

Das Problem bei einem Automatisierungsgerät der eingangs beschriebenen Art wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß eine einheitliche serielle Schnittstelle für Feldbusse mit ei­ nem Steckverbinder vorgesehen ist, daß für den jeweiligen Feldbuss ein Kommunikationsadapter mit einer Anpaßschaltung vorgesehen ist, die die Bussignale in die Signale der ein­ heitlichen Schnittstelle umsetzt und umgekehrt, und daß der Kommunikationsadapter als steckbare Einheit auf den Steckverbinder der seriellen, einheitlichen Schnittstelle eines Auto­ matisierungsgrundgeräts aufsteckbar ist. Das Prinzip der Erfindung besteht darin, für die un­ terschiedlichen Feldbusse jeweils einen geeigneten Kommunikationsadapter vorzusehen, der für die Umsetzung der Bussignale in die Signale der einheitlichen Schnittstelle und umgekehrt sorgt. Die Busanpassung muß daher nicht mehr bei jedem einzelnen Automatisierungsgerät vorgesehen sein. Das Automatisierungsgerät ist als Modul universell einsetzbar, da es an ei­ nen beliebigen Feldbus über einen entsprechenden Kommunikationsadapter angeschlossen werden kann. Im Zusammenhang damit ergeben sich auch höhere Stückzahlen, so daß Auto­ matisierungsgeräte der oben beschriebenen Art wirtschaftlicher hergestellt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die einheitliche Schnittstelle für die Ein- und Ausgabe von Daten wenigstens einen Anschluß für die serielle Eingabe von Daten zum Kommunikationsadapter und einen Anschluß für die serielle Ausgabe von Daten vom Kom­ munikationsadapter, einen Anschluß für die Übertragung von Taktsignalen aus dem Kom­ munikationsadapter, einen Anschluß für die Eingabe von Identifizierungssignalen des Auto­ matisierungsgrundgeräts zum Kommunikationsadapter und je einen Anschluß zur Steuerung der Ein- oder Ausgabedaten eines Automatisierungsgrundgerätes. Das Automatisierungs­ grundgerät und die Kommunikationsadapter sind für die serielle Datenübertragung über die Schnittstelle ausgebildet, wodurch die Anzahl der Schnittstellenleitungen und die Anzahl der Steckverbinderkontakte reduziert werden. Eine weitere Reduzierung der Schnittstellenleitun­ gen ergibt sich durch die geringe Zahl der Festlegungen unterschiedlicher ausgetauschter Si­ gnale, d. h. nicht nur durch die Festlegung auf serielle Kanäle für die Ein- und Ausgabedaten, die sich auf die Elemente des gesteuerten Prozesses beziehen, sondern auch auf die Be­ schränkung auf die Taktsignalübertragung und auf wenige Steuersignale.

Bedarfsweise ist ein weiterer Anschluß für die Übertragung von Daten über Fehler, von und zum Automatisierungsgrundgerät, und für die Eingabe eines Zurücksetzsignals in das Auto­ matisierungsgrundgerät vorgesehen.

Das Automatisierungsgrundgerät verhält sich in Bezug auf die Datenübertragung von und zum Kommunikationsadapter wie ein synchrones Schieberegister je für die Ein- und Ausgabe der Daten. Damit ist es zunächst einmal besonders gut für das Zusammenwirken mit dem Interbus-S ausgebildet.

Insbesondere weist der für die Datenübertragung auf dem Interbus-S vorgesehene Kommuni­ kationsadapter eine Schaltung für die Identifizierung des jeweiligen Automatisierungsgrundgeräts und die Initialisierung der auf die Identifizierung folgenden Interbus-S-Prozedur auf. Die Identifizierdaten beziehen sich auf die Art des Grundgeräts, z. B. Ein- und/oder Ausgabe, Wechsel- oder Gleichspannungssignale in Bezug auf die Prozeßperipherie usw., die Gruppe zu der das Automatisierungsgrundgerät gehört, und die Anzahl der Status- und Paramenter­ wörter.

Vorzugsweise sind Status- und Parameterdaten in ein einem Rahmen enthalten, der zyklisch über die einheitliche serielle Schnittstelle zwischen Kommunikationsadapter und Automatisie­ rungsgrundgerät übertragen wird.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform weist das jeweilige Automatisierungsgrund­ gerät ein Schieberegister für die Aufnahme von Eingabedaten aus einem technischen Prozeß und/oder ein Schieberegister für die Ausgabe von Daten zum technischen Prozeß auf, wobei die Takteingänge der Schieberegister an den Schnittstellenanschluß für Taktsignale, die Ein­ gänge der Schieberegister für Serieneingabe von Daten an die Schnittstellenanschlüsse für die serielle Datenübertragung und die Steuereingänge der Schieberegister für die parallele Ein- und/oder Ausgabe an die Schnittstellenanschlüsse für die Steuerdaten gelegt sind. Diese Ausführungsform stellt ein Automatisierungsgerät für die Ein- und Ausgabe von Daten, d. h. ein Ein-, Ausgabebaugruppe dar, die mit einem äußerst geringen schaltungstechnischen Auf­ wand auskommt, da sie nur Schieberegister enthält, die insbesondere in HCMOS-Technik ausgebildet sein können.

Bei komplexeren Automatisierungsgrundgeräten sind vorzugsweise an die Schnittstellen zum Kommunikationsadapter Schieberegister angeschlossen, deren Ein- und Ausgänge für die parallele Datenübertragung je an Busse angeschlossen sind, mit denen ein Prozessor verbun­ den ist, der über Ein-, Ausgabeschaltungen mit Elementen eines technischen Prozesses ver­ bunden ist. Bei Autommatisierungsgrundgeräten mit Prozessorleistung kann die Verbindung zwischen dem Schieberegister und den anderen Schaltungsteilen durch eine weitere Schnitt­ stelle vereinheitlicht werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile erge­ ben.,

Es zeigen:

Fig. 1 ein Automatisierungsgerät in perspektivischer Ansicht, teilweise in Explosivdarstel­ lung,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Automatisierungsgerät mit Geräteteilen, die eine Funkti­ onserweiterung ermöglichen, in Explosivdarstellung,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild des Aufbaus eines Automatisierungsgeräts mit einem Kommuni­ kationsadapter,

Fig. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Kommunikationsadapters,

Fig. 5 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform eines Automatisierungsgrundgeräts.

Ein Automatisierungsgerät 1 enthält ein Gehäuse 2, in dem sich eine nicht näher bezeichnete Leiterplatte, auf der sich nicht näher dargestellte elektrische bzw. elektronische Bauelemente einer Schaltungsanordnung befinden, die wenigstens Eingabe-, Ausgabeelemente aufweist, die Signale für Anlagenteile eines technischen Prozesses empfangen oder ausgeben.

Der hintere Teil 3 des Gehäuses 2 ist für die Befestigung an einer nicht dargestellten Trag­ schiene ausgebildet, die z. B. genormt ist. Die Tragschiene ist beispielsweise an der hinteren Wand eines Gehäuses gefestigt, wie es im industriellen Einsatz in Fabriken bzw. Gebäuden vielfach benutzt wird, wenn eine höhere Schutzart gefordert ist.

Das Gehäuse 2 hat im wesentlichen einen ersten Abschnitt, der sich in der Einbaulage des Gehäuses 2 unten befindet, und einen zweiten Abschnitt, der in der Einbaulage des Gehäuses 2 oben angeordnet ist.

Auf der nicht näher bezeichneten Leiterplatte sind im Bereich des unteren Abschnitts Steck­ verbinderleisten 4, 5 im Abstand parallel zueinander angeordnet, Die Steckverbinderleisten 4, 5 sind Messerleisten und werden im folgenden auch als solche bezeichnet. Es können aber auch Federleisten vorgesehen sein. Die Messerleisten 4, 5 haben Stifte 6 für die Verbindung mit Federleisten, an die periphere Leitungen angeschlossen sind, die zu Elementen bzw. Komponenten eines technischen Prozesses verlegt sind. Derartige Elemente können Relais, Schütze, Sensoren, Anzeigeelemente, akustische Melder, Endschalter usw. sein. Die Stifte 6 gehören somit zu Prozeßein- bzw. Prozeßausgängen, über die Melde- bzw. Steuer- oder Re­ gelsignale des technischen Prozesses verlaufen. Die oben beschriebenen Merkmale beziehen sich insbesondere auf die Eigenschaften des Automatisierungsgeräts 1 als Eingabe-, Ausga­ bebaugruppe, wobei sie als solche mit wenigstens einem weiteren Automatisierungsgerät zu­ sammenarbeitet, das z. B. Ein-, Ausgabebaugruppen steuert. Für den Datenaustausch zwi­ schen mehreren, verteilten Automatisierungsgeräten ist ein Feldbus vorgesehen.

Eine Besonderheit des Automatisierungsgeräts 1 ist die Möglichkeit der Verbindung mit un­ terschiedlichen Feldbussen, ohne daß die Bauteile, die sich im Gehäuse 2 befinden hardware­ mäßig geändert werden müssen. Das Automatisierungsgerät 1 setzt sich deshalb aus einem Automatisierungsgrundgerät 7 und einem Kommunikationsadapter 9 zusammen, der mittels eines oder mehrerer Steckverbinder an das Automatisierungsgrundgerät 7 anschließbar ist. Der Kommunikationsadapter 9 weist ein eigenes, für sich handhabbares Gehäuse 8 auf, das auf einfache Weise, z. B. mit einer Rastverbindung, von der in Fig. 1 nur die Rasthaken 10 gezeigt sind, am Gehäuse 2 befestigbar ist. Am Gehäuse 2 ist am oberen Abschnitt eine Ver­ tiefung 11 vorhanden, die an den Seiten in einem äußeren Rahmen 12 endet, der die Oberseite des Gehäuses 2 überragt., In die Vertiefung 11 ist das Gehäuse 8 mit dem unteren Teil ein­ fügbar.

Das Automatisierungsgrundgerät 7 ist unabhängig davon, an welchem Feldbus es angeschlos­ sen ist, gleich ausgebildet. Die Anpassung des Automatisierungsgeräts an den jeweiligen Feldbus geschieht durch einen entsprechenden Kommunikationsadapter 9.

Der Austausch von Daten und Steuersignalen zwischen dem Automatisierungsgrundgerät 7 und dem jeweils angeschlossenen Kommunikationsadapter 9 erfolgt über eine einheitliche serielle Schnittstelle, die in Fig. 3 mit 13 bezeichnet ist.

Die Schnittstelle 13 hat einen ersten Anschluß 14, über den seriell Daten vom Kommunikati­ onsadapter 9 zum Automatisierungsgrundgerät 7 übertragen werden. Ein weiterer Anschluß 15 der Schnittstelle 13 ist für die Übertragung von Daten aus dem Automatisierungsgrundge­ rät 7 zum Kommunikationsadapter 9 bestimmt. Weiterhin ist ein Anschluß 16 zur Übertra­ gung von Taktsignalen aus dem Kommunikationsadapter zum Automatisierungsgrundgerät 7 vorhanden. Über einen Anschluß 17 wird die z. B. parallele Eingabe von Daten aus dem technischen Prozeß in Speicher des Automatisierungsgrundgeräts 7 gesteuert. Zusätzlich ent­ hält die Schnittstelle 13 einen Anschluß 18, über den die z. B. parallele Ausgabe von Daten aus Speichern des Automatisierungsgrundgeräts an den technischen Prozeß gesteuert wird. Ein besonderer Anschluß 19 der Schnittstelle 13 ist für die Übertragung einer Identifizie­ rungsinformation vom Automatisierungsgrundgerät 7 zum Kommunikationsadapter 9 vorge­ sehen.

Die Schnittstelle 13 enthält zwei weitere Anschlüsse 20, 21. Der Anschluß 20 ist für die Übertragung von Rücksetzsignalen vom Kommunikationsadapter 9 zum Automatisierungs­ grundgerät 7 und der Anschluß 21 zur Übertragung von Fehler- oder Störinformationen be­ stimmt.

Das Automatisierungsgrundgerät 7 enthält auf der Leiterplatte ein Schieberegister 22, dessen Eingang für serielle Daten mit dem Anschluß 14 verbunden ist, während der Takteingang vom Anschluß 16 gespeist wird. Das Schieberegister 22 kann aus mehreren, in Reihe geschal­ teten integrierten Bausteinen mit jeweils einem Schieberegister bestehen.

Der serielle Ausgag des Schieberegisters 22 ist an den Anschluß 15 gelegt. Das Schieberegi­ ster 22 enthält Eingänge für die parallele Eingabe von binären Werten. Diese Eingänge, die in Fig. 3 schematisch mit 23 bezeichnet sind, sind gegebenenfalls über Signalformer- und Ver­ stärkerschaltungen mit den Stiften 6 der Messerleisten 4, 5 verbunden. Die parallele Eingabe von Daten und die Sperrung des Schieberegisters 22 für die weitere Dateneingabe geschieht über Signale des Anschlusses 17.

Weiterhin ist auf der Leiterplatte ein zusätzliches Schieberegister 24 vorhanden, das ebenso wie das Schieberegister 22 aus einzelnen, in Reihe geschalteten integrierten Schieberister­ schaltungen bestehen kann. Der Eingang für serielle Daten des Schieberegisters 24 ist mit dem Anschluß 14 verbunden, während der Takteingang an den Anschluß 16 gelegt ist. Das Schieberegister 24 hat parallele Ausgänge, die in Fig. 3 mit 26 bezeichnet sind. Das Schiebe­ register 24 enthält einen Teil 27 der das Registerende bildet und den Identifizierungscode enthält. Dieser Teil 27 weist den Ausgang für serielle Daten auf, der mit dem Anschluß 19 verbunden ist. Die Ausgänge 26 sind gegebenenfalls über Verstärker- und Pegelumsetzschal­ tungen mit Stiften 6 verbunden.

Die parallele Ausgabe der Daten des Schieberegisters 24 und die Sperrung des Schieberegi­ sters 24 geben die Aufnahme weiterer Daten geschieht über den Anschluß 18.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung des Automatisierungsgrundgeräts werden kosten­ günstige in HCMOS-Technik aufgebaute Schieberegister 22, 24 eingesetzt. Die Baugruppe gemäß Fig. 3 enthält Schieberegister für die Eingabe- und Ausgabe von Daten. Es sind aber auch Baugruppen möglich, die nur Schieberegister für die Eingabe von Daten aus dem Pro­ zeß oder nur Schieberegister für die Ausgabe von Daten zum Prozeß aufzeigen. In den letzte­ ren Fällen sind nicht alle Anschlüsse der Schnittstelle 13 mit Bauteilen im Automatisierungs­ grundgerät verbunden.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ist für den Datenaustausch als Teilnehmer am Interbus-S optimiert. Die synchronen Schieberegister 22, 24 entsprechen der Registerarbeitsweise des Intersus-S. Günstig wirkt sich dies auf den Aufwand im Kommunikationsadapter 9 für den Interbus-S aus.

Die Anpassund des Automatisierungsgeräts an einen speziellen Feldbus geschieht durch den jeweiligen Kommunikationsadapter.

Die Fig. 4 zeigt den schaltungstechnischen Aufbau dieses Kommunikationsadapters 9 für die Umsetzug der Informationen auf den Kanälen bzw. Leitungen 28 des Interbus-S auf die von der seriellen Schnittstelle 13 benötigten Daten. Der Kommunikationsadapter 9 enthält ein handelsübliches Interbus-S ASIC (S, PI) 29, das mit den Busleitungen 28 verbunden ist. Ein Eingang des ASIC 29 ist mit dem Anschluß 14 der Schnittstelle 13 verbunden. Ein weiterer Eigang des ASIC 29 ist mit dem Anschluß 21 der Schnittstelle 13 verbunden. Zwischen dem ASIC 29 und den Snschlüssen 15, 16, 17, 18, 19 und 20 der Schnittstelle 13 befindet sich ein weiteres ASIC 30, das auch eine Verbindung zum Anschluß 15 der Schnittstelle 13 hat. Mit dem ASIC 30 wird der Identifiziercode des Automatisierungsgrundgeräts 7 erfasst und das ASIC 29 konfiguriert. Wenn das ASIC 30 die Identifizierung und Konfigurierung ausgeführt hat, wird es transparent und die Signale des ASIC 29 werden zur Schnittstelle 13 geleitet. Der Kommunikationsadapter 9 ermöglicht die maximale Übertragungsrate auf den Interbus- S, da die Schieberegister im Automatisierungsgrundgerät 7 angeordnet sind.

Auch ein Parameterkommunikationsprotokoll ist mit dem Kommunikationsadapter 9 möglich, wenn die Prozedur von einem Controller durchgeführt wird, der im Automatisierungsgrund­ gerät 7 angeordnet sein kann. Beide ASIC 30, 29 werden von einem 16 MHz-Generator 31 mit Taktsignalen versorgt.

Status und Parameterdaten werden in einem Rahmen angeordnet, der zyklisch zwischen dem Kommunikationsadapter 9 und dem Automatisierungsgrundgerät 7 übertragen wird.

Kommunikationsadapter für andere Feldbusse, z. B. der in Fig. 3 dargestellte Kommunikati­ onsadapter 32 für den PROFIBUS arbeiten als Brücke zwischen dem Bus und der Schnittstel­ le 13 und fügen die Status- und Parameterdaten, die über dem PROFIBUS in verschiedenen Telegrammen übertragen werden, in einem Rahmen, der zyklisch über die Schnittstelle 13 übertragen wird. Der Kommunikationsadapter 32 enthält ein an die Leitungen 33 bzw. Kanä­ le des PROFIBUS angeschlossenes spezielles ASIC 34, das kommerziell erhältlich ist.

Mit dem ASIC 34 ist ein Prozessor 35 verbunden, z. B. ein Prozessor des Typs INTEL 8051 oder 8052, der ein UART 36 enthält, das direkt mit dem Anschlüssen 14 und 16 der Schnitt­ stelle 13 verbunden ist. Die Eingabe-, Ausgabe- Ports des Prozessors 35 sind jeweils mit den Anschlüssen 17, 18, 20, 21 der Schnittstelle 13 verbunden.

Ein Mulitplexer 37 im Kommunikationsadapter 32 ist je mit Eingängen an die Anschlüsse 15, 19 der Schnittstelle 13 gelegt. Der Ausgang des Multiplexers 37 ist über einen Verstärker 38 mit dem UART 36 verbunden. Der Verstärker 38 ist von einem Eingabe-, Ausgabe-Port des Prozessors 35 ein- und ausschaltbar. Der UART 36 ist auf die Schieberegisterbetriebsart ein­ gestellt.

Im Automatisierungsgrundgerät 7 ist ein Steckverbinder 40 vorgesehen, mit dem die Leitun­ gen der Schnittstelle 13 über einen entsprechendes Gegenstück im Kommunikationsadapter 7 miteinander verbunden werden, wenn das Gehäuse 8 und das Gehäuse 2 miteinander verbun­ den werden.

An die Schnittstelle 13 sind auch komplexere Automatisierungsgrundgeräte als das in Fig. 1 und 3 dargestellte anschließbar. Ein solches Automatisierungsgrundgerät 39 ist im Block­ schaltbild in Fig. 5 dargestellt. Das Automatisierungsgrundgerät 39 ist mit der Schnittstelle 13, die die Anschlüsse 14 bis 19 aufweist, verbunden. Das Automatisierungsgrundgerät 39 enthält ein mit dem Anschluß 14 verbundendes erstes Schieberegister 41 und ein mit dem Anschluß 14 verbundenes zweites Schieberegister 42. Die Takteingänge beider Schieberegi­ ster 41, 42 sind an den Anschluß 16 gelegt. Das Schieberegister 41 ist mit dem Anschluß 17 und das Schieberegister 42 mit dem Anschluß 18 verbunden.

Der serielle Ausgang des Schieberegisters 41 ist mit dem Anschluß 15 verbunden. Das Schiebregister 41 enthält ein Teil 43, der das Registerende bildet und mit seinem seriellen Ausgang an den Anschluß 19 gelegt ist. Der Teil 43 enthält den Identifiziercode.

Die parallelen Eingänge des Schieberegisters 41 sind an einen Prallelbus 44 und die parallelen Ausgänge des Schieberegisters 42 an einen Parallelbus 45 angeschlossen. Der Teil 43 hat parallele Eingänge, die mit dem Parallelbus 44 verbunden sind. Die Parallelbusse 44, 45 sind über Verstärker 46, 47 für die Busleitungen an einen Datenbus 48 angeschlossen, der mit Ein-, Ausgängen eines Prozessors 49 verbunden ist, dem eine Ein-, Ausgabeschaltung 50 für Signale von einem Prozeß und für den Prozeß nachgeschaltet ist. Der Prozessor 49 ist noch mit einem nicht näher bezeichneten Adreßdecoder und mit einer ebenfalls nicht bezeichneten Interruptlogik verbunden. Zweckmaßigerweise sind die Schieberegister 41, 42, der Teil 43 und die Prallelbusse 44, 45 sowie die Verstärker 46, 47 der Adreßdecoder und die Interrupt­ logik Bestandteile eines weiteren ASIC 51, das eine Schnittstelle zum Prozessor 49 aufweist. Der Prozessor 49 kann einen A/D-Wandler aufweisen und analoge Prozeßsignale verarbeiten.

Der an die Schnittstelle 13 angeschlossene Kommunikationsadapter arbeitet mit dem ASIC 51, auf die oben in Verbindung mit dem Automatisierungsgrundgerät 7 in Bezug auf die Schieberegister 22, 24 beschriebene Weise zusammen.

Wenn andere Anforderungen an die Anordnung der Stifte 6 bestehen, kann das Automatisie­ rungsgrundgerät 7 auch in einem anderen Gehäuse 52 untergebracht werden, welches für das Zusammensetzen mit einem anderen Kommunikationsadapter 9, 32 oder einem Zwischen­ rahmen 54 die gleichen Eigenschaften bietet wie das Gehäuse 2, das im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 3 bereits beschrieben ist.

Falls für einen Kommunikationsadapter das Gehäuse 8 nicht ausreicht, um alle Schaltungs­ komponenten aufzunehmen oder das Gehäuse 2 nicht ausreicht, um alle notwendigen Kom­ ponenten aufzunehmen, wird mit den standardmäßigen Gehäusen 8 und 2 ein Zwischenrah­ men 54 verbunden, auf dessen Unterseite der Gegensteckverbinder für den Steckverbinder 40 der Schnittstelle 13 angebracht ist. Dieser Zwischenrahmen 54 selbst kann auch Komponen­ ten enthalten, um Zusatzfunktionen zu realisieren wie z. B. einen Busmaster für einen weiteren Feldbus oder eine CPU-Einheit, um ein eigenständig agierendes, an einem Feldbus vernetztes Automatisierungsgerät durch Zusammensetzen erzeugen zu können.

Beim Einschalten der Betriebsspannung identifiziert der jeweilige Kommunikationsadapter 9 bzw. 32 zuerst das jeweils an die Schnittstelle 13 angeschlossene Automatisierungsgrundge­ rät 7 bzw. 39. Der Identifiziercorde enthält Informationen über die Art des Automatisie­ rungsgrundgeräts, z. B. Wechselspannungseingabesignale, Gleichspannungsausgangssignale, und die Gruppe, zu der das Automatisierungsgrundgerät gehört, sowie die Anzahl der Sta­ tuswörter und Parameterwörter, die zyklisch im Rahmen zwischen Kommunikationsadapter und Automatisierungsgrundgerät übertragen wird. Für die Identifikation reicht ein Schiebe­ register entsprechender Länge aus, das den Typ und die Gruppeninformation sowie die Zahl von Status- und Parameter-Bytes enthält. Mit einem Algorithmus wird die Länge der Ein- und Ausgabeschieberegister festgestellt. Die Schieberegisterlänge wird mittels Hindurch­ schieben eines vorbestimmten Werts festgestellt. Aus dem über den Anschluß 19 übertrage­ nen Identifiziercode erzeugt der Kommunikationsadapter den Identifiziercode für den jeweili­ gen Bus.

Nach der Identifizierung des jeweiligen Codes des Automatisierungsgrundgeräts konfiguriert der Kommunikationsadapter seine Feldbusfunktionalität. Danach ist ein Datentransfer über den Feldbus vom und zum Automatisierungsgrundgerät möglich. Der Kommunikationsadap­ ter fügt die Daten und Parameter- sowie Statusinformationen, die auf dem Feldbus in ver­ schiedenen Rahmen übertragen werden, in einen Rahmen ein, der zyklisch über die Schnitt­ stelle 13 zum jeweiligen Automatisierungsgrundgerät übertragen wird. Dieser Rahmen enthält die Status- und Parameterinformationen.

Die Eingabedaten aus dem Prozeß werden zuerst in das Schieberegister 22 eingegeben und darin gespeichert. Dann werden die eingegebenen Daten seriell über das Schieberegister 22 zum Kommunikationsadapter 9 bzw. 32 übertragen.

Die an den Prozeß auszugebenden Daten werden vom Kommunikationsadapter 9 bzw. 32 seriell in das Schieberegister 24 eingegeben. Nach dem Abschluß der Dateneingabe werden die Daten im Schieberegister 24 gespeichert und danach ausgegeben an den Prozeß. Da zwei Schieberegister 22, 24 verwendet werden, ist eine Vollduplex-Datenübertragung möglich. Das Automatisierungsgrundgerät 7 bzw. 39 und Kommunikationsadapter 9 bzw. 32 sind für die Lagerung und den Versand in Blisterpackungen eingehüllt, die vor Ort aufgetrennt wer­ den.

Claims (11)

1. Automatisierungsgerät mit einem Gehäuse und mit Eingängen und Ausgängen zum Anschließen von Komponenten eines Prozesses sowie mit einem Anschluß für einen Bus, dadurch gekennzeichnet,
dass eine einheitliche serielle Schnittstelle (13) für Feldbusse (28, 33) mit einem Steckverbinder (40) in einem Automatisierungsgrundgerät (7, 39) vorgesehen ist,
dass für den jeweiligen Feldbus (28, 33) ein Kommunikationsadapter (9, 32) mit ei­ ner Anpaßschaltung vorgesehen ist, die die Bussignale in die Signale für die Schnitt­ stelle (13) umsetzt und umgekehrt, und dass der Kommunikationsadapter (9, 32) als steckbare Einheit auf den Steckverbinder (40) eines Automatisierungsgrundgerätes (7, 39) aufsteckbar ist.

2. Automatisierungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einheitliche Schnittstelle (13) wenigstens einen Anschluss (15) für die seri­ elle Eingabe von Daten in den Kommunikationsadapter (9, 32), einen Anschluss (14) für die serielle Ausgabe von Daten vom Kommunikationsadapter (9, 32), einen An­ schluss (16) für die Übertragung von Taktsignalen aus dem Kommunikationsadapter, einen Anschluss (19) für die Eingabe von Identifizierungsdaten des Automatisie­ rungsgrundgeräts zum Kommunikationsadapter (9, 32) und je einen Anschluss (17, 20) für die Steuerung der Eingabe-, Ausgabedaten im Automatisierungsgrundgerät (7, 39) aufweist.

3. Automatisierungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die serielle Schnittstelle (13) einen weiteren Anschluss für die Meldung von Fehlern aufweist.

4. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatisierungsgrundgerät (7, 39) ein Schieberegister (22, 41) für die Aufnahme von Eingabedaten aus einem technischen Prozeß und/oder ein Schiebere­ gister (24, 42) für die Ausgabe von Daten zum technischen Prozeß aufweist, dass die Takteingänge der Schieberegister (22, 24, 41, 42) an den Anschluss (16) für Taktsi­ gnale der Schnittstelle (13), die Eingänge der Schieberegister (22, 24, 41, 42) für die serielle Dateneingabe mit dem Anschluss (14) für die serielle Datenausgabe der Schnittstelle (13) und die Steuereingänge der Schieberegister (22, 24, 41, 42) für die parallele Ein- bzw. Ausgabe und Sperrung der Datenverschiebung an die entspre­ chenden Anschlüsse (17, 18) der Schnittstelle (13) gelegt sind.

5. Automatisierungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberegister (22, 24, 41, 42) mit HCMOS-Technik ausgeführt sind.

6. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten zwischen Kommunikationsadapter (9, 32) und Automatisierungs­ grundgerät (7, 39) über die Schnittstelle (13) zyklisch übertragen werden.

7. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikationsadapter (9) für den Anschluss an den Interbus-S ausgebil­ det ist.

8. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikationsadapter (32), für den Anschluss an den PROFIBUS ausge­ bildet ist.

9. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (52) des Automatisierungsgrundgerätes (7) in gleicher Weise wie das Gehäuse (2) für die Verbindung mit dem Kommunikationsadapter (9, 32) ausge­ bildet ist.

10. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) des Kommunikationsadapters (9) und/oder das Gehäuse (2) des Automatisierungsgrundgerätes (7) mit einem Zwischenrahmen (54) verbindbar ist.

11. Automatisierungsgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenrahmen (54) die Komponenten einer Zentraleinheit oder eines Busmasters (Bussteuergerät für die Busteilnehmer) angeordnet sind.