DE19633745A1 - Mehrere Netzwerke zur Signalverarbeitung in einem elektrischen Antriebssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von mehre­ ren, insbesondere einer Vielzahl von Achsen oder sonstigen bewegbaren Funkti­ onsteilen von Geräten und Maschinen, insbesondere von Zylindern oder Walzen von Druckmaschinen, in ihrer Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung, mit mehreren Elektromotoren, die mit einem jeweils zugeordneten Funktionsteil ver­ bunden sind, mit mehreren Leistungselektronikteilen, die ausgangsseitig mit je einem Elektromotor zu dessen Ansteuerung verbunden sind, mit mehreren Si­ gnalverarbeitungseinheiten, die zur Aufnahme von Leit-, Steuer-, Soll- und/oder Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignalen von etwaigen Leit­ rechnern oder Lagegebern an den Funktionsteilen oder Läufern der Elektromoto­ ren ausgebildet und mit den jeweiligen Leistungselektronikteilen zu deren steue­ rungs- oder regelungstechnischen Kontrolle verbunden sind, und mit mehreren separaten Netzwerken, auf die zumindest teilweise verteilt die Signalverarbei­ tungseinheiten als deren Knoten angeordnet und innerhalb eines Netzwerks durch Kommunikationskanäle und/oder ein Kommunikationssystem miteinander verbun­ den sind.

Bei komplexen und umfangreichen Maschinen wie zum Beispiel Druckmaschinen mit einer Vielzahl anzutreibender Teile, beispielsweise Achsen von Druckwalzen, ist es allgemein bekannt, elektrische Einzelantriebstechnik zu verwenden: mög­ lichst jeder einzelnen Antriebsachse wird ein Elektromotor zugeordnet, der über sein Leistungselektronikteil von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit kontrol­ liert ist. In dieser kann eine Software zur Mehrachsregelung und entkoppelten Motorführung implementiert sein. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die DE-OS 43 22 744 sowie die ältere DE-Patentanmeldung 195 29 430.0 und den Katalog der Firma BAUMÜLLER NÜRNBERG GMBH "Regelbare Antriebssyste­ me, Steuerungen, Dienstleistungen 1995" verwiesen. Bei solchen Systemen ist es zweckmäßig, die Vielzahl von anzutreibenden Teilen oder Achsen in inhaltlich zu­ sammenhängende Gruppen bzw. Sektionen zu untergliedern, und diesen für die Antriebsregelung jeweils ein Netzwerk mit einer Mehrzahl von digitalen Signalver­ arbeitungseinheiten zuzuordnen. Aufgrund der daraus resultierenden Dezentrali­ sierung der Sollwertgenerierungs- und sonstigen Regelungs- und Steuerungsauf­ gaben auf eine Mehrzahl von Multi-Signalprozessornetzen, die nach dem Ma­ ster/Slave-Prinzip organisiert sind, lassen sich vielfach vereinfachte Software- Strukturen, ein erhöhter Durchsatz bzw. eine Leistungssteigerung sowie eine hö­ here Gesamtverfügbarkeit erzielen. Selbst wenn ein Master-Prozessor in einem Multi-Prozessornetzwerk ausfällt, lassen sich mit Hilfe übergeordneter Leitrechner die sonstigen Multi-Prozessornetze weiterbetreiben oder zumindest schnell und gezielt herunterfahren, um die Maschine anzuhalten und still zu setzen. Ein weite­ rer Vorteil besteht darin, daß innerhalb eines Multi-Signalprozessornetzes, vor allem wenn dessen Prozessorknoten mittels geeigneter Kommunikationsschnitt­ stellen ringförmig miteinander verbunden sind (vgl. "SERCOS interface - Digitale Schnittstelle zur Kommunikation zwischen Steuerungen und Antriebe in nume­ risch gesteuerten Maschinen" DE 1000/07.92 von Fördergemeinschaft SERCOS interface e.V., Pelzstraße 5, D-5305 Alfter/Bonn; E. Kiel, O. Schierenberg" Ein­ chip-Controller für das SERCOS-interface", Elektronik 1992, Seite 50 ff. ), die notwendige Synchronisation für die Slave-Prozessoren bzw. Antriebsregler ohne weiteres durch den Master-Prozessor herbeigeführt werden kann, der dazu sein Master-Synchrontelegramm zur ringartigen Weitergabe an die einzelnen Achs- Signalverarbeitungseinheiten ausgibt. Damit ist der Synchronlauf der zu einer Gruppe bzw. Sektion zusammengefaßten und dem Multiprozessornetzwerk zuge­ ordneten Achsen untereinander gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem elektrischen Antriebssystem mit mehreren Signalverarbeitungsnetzwerken, die jeweils einer Gruppe bzw. Sek­ tion von anzutreibenden Maschinenachsen oder sonstigen Maschinenfunktionstei­ len zugeordnet sind, eine Abstimmung oder Einstellung in der Lage, Geschwindig­ keit oder in der Beschleunigung von Maschinenachsen oder sonstigen Maschinen­ funktionsteilen relativ zueinander auch dann zu ermöglichen, wenn diese steue­ rungs- oder regelungstechnisch unterschiedlichen Gruppen bzw. Sektionen ange­ hören und damit von verschiedenen Signalverarbeitungsnetzwerken kontrolliert sind. Zur Lösung wird bei einem elektrischen Antriebssystem mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß wenigstens ein Knoten eines Signalverarbeitungsnetzwerks mit einem Knoten eines anderen Si­ gnalverarbeitungsnetzwerks oder gegebenenfalls mit einer anderen, einzelnen Signalverarbeitungseinheit gekoppelt ist. Damit können von einem Netzwerk zum anderen Steuerungssignale und -informationen ausgetauscht werden, welche Pa­ rameter für Relativbewegungen und sonstige Relationen mehrerer Funktionsteile untereinander betreffen, die von unterschiedlichen Signalverarbeitungsnetzwerken aus angetrieben sind.

Mit der Erfindung ist die weitere Ausbildung eröffnet, daß der oder die Kopplungs­ knoten zwischen zwei Netzwerken mit Mitteln zur zeitlichen Koordination bzw. Synchronisierung der gekoppelten Netzwerke versehen sind. Damit läßt sich bei­ spielsweise in einer Offset-Druckmaschine eine einer ersten Sektion angehörende Druckeinheit mit einer Druckeinheit aus einer anderen, zweiten Sektion in der Winkellage, -geschwindigkeit und -beschleunigung synchronisieren, obgleich die jeweils mehreren Druckeinheiten der beiden Sektionen von unterschiedlichen Multi-Prozessor-Sektionsnetzwerken aus gesteuert und angetrieben sind. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Synchronisierungsmittel mit Übertragungs- oder Sen­ de- und Empfangseinrichtungen für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbe­ sondere -telegramme, zwischen den Netzwerken und/oder Mittel zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes aus erhaltenen Synchronisations­ signalen oder -zeichen aufweisen. Synchronisationsverfahren dazu sind an sich bekannt (vgl. eingangs genannte Fundstellen zu "SERCOS interface").

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Übertragungs- oder Sen­ demittel für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbesondere Synchronisati­ onstelegramme, nebst einer Einrichtung zu deren Generierung in einem der Si­ gnalverarbeitungsnetzwerke angeordnet. Die anderen, auf dieses zu synchronisie­ renden Signalverarbeitungsnetzwerke sind dann zweckmäßig mit komplementä­ ren Mitteln zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes für die ein­ zelnen Netzwerkknoten aus den Synchronisationssignalen oder -zeichen ausge­ stattet, die von dem erstgenannten Synchronisierungsnetzwerk erhalten werden.

Mit besonderem Vorteil ist das Synchronisierungssignale, -zeichen oder -telegramme erzeugende und/oder weitergebende (Synchronisierungs-)Netzwerk mit einem speziellen Übertragungs- oder Kopplungsknoten versehen, der auf ei­ ner Seite mit der Kommunikationsstruktur des synchronisierenden Netzwerks ver­ bunden ist. Seine andere Seite läßt sich mit den zu synchronisierenden Netzwerk koppeln. Eine praktikable Realisierungsmöglichkeit dazu besteht in an sich be­ kannten, synchronen Kommunikationsschnittstellen, insbesondere dem Einchip- Controller SERCON410A (vgl. Elektronik aaO Seite 57) auf der Basis der Norm "IEC 1491 SERCOS interface".

Aus dieser Norm ist es bekannt, digitale Signalverarbeitungseinheiten über Licht­ wellenleiter ringförmig miteinander zu verbinden. Der Ring startet bei einer Signal­ verarbeitungseinheit als Busmaster, geht über die anderen Signalverarbeitungs­ einheiten oder sonstige Komponenten als Bus-Slaves, bis er wieder beim Master endet. Der Master gibt in festen Abständen den Takt vor, auf den sich die Slaves und mit ihm die entsprechenden Antriebe synchronisieren. Gestartet wird ein Übertragungszyklus durch das sogenannte "Mastersynchrontelegramm", das vom Master gesendet und von allen Slaves empfangen wird. Das Ende dieses Tele­ gramms startet bei allen Ringbusteilnehmern die Uhr für die Übertragungszeit­ punkte neu (vgl. Elektronik aaO, Seite 55). In diesem Zusammenhang bietet das erfindungsgemäße Konzept die Möglichkeit, daß untereinander nicht synchroni­ sierte Busmaster unterschiedlicher Master-Slave-Netzwerke miteinander syn­ chronisiert Mehrachs-Antriebe betreiben können, indem einem Netzwerk ein zu­ sätzlicher Slave-Knoten in Form der genannten, synchronen Kommunikations­ schnittstelle hinzugefügt wird. Dadurch lassen sich Synchronisationszeichen oder -telegramme auf das weitere, anzukoppelnde Signalverarbeitungsnetzwerk über­ tragen, so daß dessen (weiterer) Master sich mit dem Master des erstgenannten Netzwerks synchronisieren und seine Slave-Knoten entsprechend koordinieren kann. Damit ist es möglich, daß Druckwalzen unterschiedlicher Druckmaschinen- Sektionen winkelsynchron angetrieben werden.

Das Anordnen eines speziellen Kopplungsknotens in einem Signalverarbeitungs­ netzwerk, insbesondere in der Form der synchronen Kommunikationsschnittstelle (SERCON410A - siehe oben), eröffnet die Möglichkeit zu vielfältigen Multi- Netzwerk/Multi-Masterarchitekturen: Die Kopplungsknoten können als verbinden­ de Zwischenglieder eingesetzt werden, um mehrere Signalverarbeitungsnetzwer­ ke gleichsam wie Glieder einer Kette hintereinander zu kaskadieren. Bei jeweiliger Master/Slave-Struktur ist in diesem Sinne für den zweiten, dritten, vierten usw. Netzwerk-Master je ein Synchronisations-Slaveknoten vorzusehen.

Jedoch ist die Erfindung nicht auf Ketten- oder Kaskaden-Strukturen von Multi- Netzwerksystemen beschränkt. Alternativ oder zusätzlich können über die ge­ nannten Synchronisations-Zwischenglieder die Netzwerke nach einer Baumstruk­ tur angeordnet sein. Daneben liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß ein Signalverarbeitungsnetzwerk einerseits und eine Einzel-Signal- Verarbeitungseinheit andererseits sich über einen Kopplungsknoten aus dem Netzwerk miteinander synchronisieren.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfin­ dung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen sowie der nachfolgen­ den Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in jeweils schematischer Darstellung

Fig. 1 das blockartige Strukturbild des erfindungsgemäßen Multi-Master- Systems,

Fig. 2 in detaillierter Darstellung die Integration eines abgewandelten Multi- Master-Systems in eine Offset-Druckmaschine, wobei das Struktur­ bild um gerätetechnische Einzelheiten ergänzt ist.

Gemäß Fig. 1 ist das automatisierte Mehrfach-Antriebssystem in hierarchisch ab­ gestufte Steuerungsbereiche gegliedert: Die oberste Ebene bildet der Leitbereich 1, der von im Beispiel drei Leitrechnern SPS, zum Beispiel speicherprogrammier­ bare Steuerungen, getragen wird. Den Steuerbereich nächster Stufe bildet ein Master-Bereich 2, der von im Beispiel zwei Master-Signalverarbeitungseinheiten Ma und einer Einzelsignalverarbeitungseinheit DSP gebildet ist. Die gemäß Fig. 1 hierarchisch am niedrigsten angesiedelte Steuerungsebene besteht im Slave- Bereich 3, der im wesentlichen auf fünf Slave-Signalverarbeitungseinheiten Sl basiert, von denen drei dem in der Zeichnung linken Master Ma und die restlichen zwei dem in der Zeichnung rechts daneben angeordneten Master Ma zugeordnet sind. Als universelle Standardbausteine für Master- oder Slave- Signalverarbeitungseinheiten eignen sich an sich bekannte, digitale Signalprozes­ soren (vgl. eingangs genannten BAUMÜLLER-Katalog, insbesondere Produkt DSP-C30).

Der Kommunikation der Leit-, Master- und Slave-Rechner SPS, Ma, Sl unterein­ ander dienen synchron-serielle Kommunikationsschnittstellen SSK, die beispiels­ weise mit dem oben erwähnten Einchip-Controller SERCON410A realisiert sein können. Diese zeichnen sich jeweils durch zwei Ports aus, von denen eines zur Ankopplung an ein paralleles Bussystem und ein anderes zur synchron-seriellen Datenübertragung ausgebildet ist. Die Leitrechner SPS übermitteln ihre Leitwerte jeweils über eine solche, eigens angeschlossene Kommunikationsschnittstelle SSK in den Master-Bereich 2 mittels synchron-serieller Datenübertragung. Sowohl die Leitrechner SPS als auch die Master-Rechner Ma wie auch die Slave-Rechner Sl sind jeweils mit dem als paralleles Businterface ausgebildeten Port der seriell­ synchronen Kommunikationsschnittstelle SSK direkt verbunden. Dazu dienen je­ weilige, lokale Parallelbusse L, woran die Signalverarbeitungsknoten Ma, Sl sowie die Leitrechnerknoten SPS und die seriell-synchronen Kommunikationsschnittstel­ len jeweils mit dem parallelen Businterface angekoppelt sind. Die Kommunikation der Leit-, Master- und Slave-Rechner untereinander erfolgt jeweils ringförmig über die seriellen Ports der Kommunikationsschnittstellen SSK. So bildet der in Fig. 1 linke Leitrechner SPS mit der ihm zugeordneten Master- Signalverarbeitungseinheit Ma (in Fig. 1 ganz links) des Master-Steuerbereichs 2 einen Kommunikationsring mit lediglich zwei Knoten, wobei der Leitrechner den Busmaster bildet. In gleichartiger Weise kontrolliert der in Fig. 1 mittlere Leitrech­ ner SPS einen seriellen Kommunikationsring, bei dem über seriell-ringartige Da­ tenübertragung die beiden Master-Signalverarbeitungseinheiten zwei weitere von insgesamt drei Rechnerknoten (mittlerer Leitrechner SPS, linke, erste Master- Signalverarbeitungseinheit Ma, rechte, zweite Master-Signalverarbeitungseinheit Ma) sind. Auch der rechte Leitrechner SPS beherrscht einen Kommunikationsring aus drei Knoten, die von ihm, der zweiten, rechten Master- Signalverarbeitungseinheit Ma und der (in Fig. 1 ganz recht gezeichneten) Einzel- Signalverarbeitungseinheit DSP gebildet sind. Auch letztere greift über einen loka­ len Parallelbus L auf das parallele Businterface in der ihr zugeordneten seriell­ synchronen Kommunikationsschnittstelle SSK zu. Den Busmaster bildet auch hier der Leitrechner SPS mit entsprechender Einstellung bzw. Programmierung seiner direkt an ihn angeschlossenen Kommunikationsschnittstelle SSK.

Gemäß Fig. 1 kommuniziert der Master-Steuerbereich 2 mit dem Slave- Steuerbereich 3 ebenfalls nach der von dem synchron-seriellen Kommunikations­ schnittstellen SSK vorgegebenen Ringstrukturen. Dabei ergeben sich gemäß Fig. 1 zwei Master/Slave-Netzwerke 4, 5 mit jeweils einer Master- Signalverarbeitungseinheit Ma im Steuerbereich 2 und drei bzw. zwei Slave- Signalverarbeitungseinheiten Sl im Slave-Steuerungsbereich 3. Als weiterer Kommunikationsknoten ist in den Master-Slave-Ringnetzwerken jeweils eine (punktiert gezeichnete) synchron-serielle Kommunikations- und Kopplungs­ schnittstelle SSKK eingefügt, so daß sich für das erste Master/Slave-Netzwerk 4 fünf und für das zweite Master/Slave-Netzwerk 5 vier Knoten im Kommunikations­ ring ergeben. Dabei bildet die jeweilige Master-Signalverarbeitungseinheit den Busmaster, der Mastersynchrontelegramme aussendet, die von den Slaves nacheinander empfangen und weitergegeben werden, bis sich mit Ankunft dieses Synchrontelegramms der Kommunikationsring bzw. die Informationsschleife schließt (vgl. Elektronik aaO Seite 55). Solche Synchronisationssignale oder -telegramme, erzeugt im in Fig. 1 linken Master/Slave-Netzwerk 4, durchlaufen auch den als seriell-synchrone Kopplungsschnittstelle ausgeführten Knoten SSKK, der zweckmäßig ebenfalls mit dem oben genannten Einchip-Controller SERCON410A ausgeführt ist. Auf dessen paralleles Businterface hat die in Fig. 1 rechte Master-Signalverarbeitungseinheit Ma des zweiten, rechten Master/Slave- Netzwerks 5 über ihren lokalen Parallelbus L Zugriff. Zudem sind im zweiten, rechten Master/Slave-Netzwerk 5, vorzugsweise im Busmaster Ma, Mittel zur Ab­ leitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes angelegt oder implementiert, die das (Master-)Synchrontelegramm für das zweite, rechte Master/Slave- Netzwerk 5 in zeitlicher Abstimmung mit dem Master-Synchrontelegramm generie­ ren können, das aus dem Zugriff über den Lokalbus L auf die seriell-synchrone Kopplungsschnittstelle SSKK im ersten, linken Master/Slave-Ringnetzwerk ge­ wonnen wurde. Damit läßt sich der Busmaster des zweiten Master/Slave- Netzwerks 5 auf den Busmaster Ma des ersten Master/Slave-Netzwerks 4 syn­ chronisieren. Entsprechend kann sich über die weitere, in das rechte Ma­ ster/Slave-Netzwerk ebenfalls als eigener Knoten eingefügte seriell-synchrone Kommunikations- und Kopplungsschnittstelle SSKK auch die Einzel- Signalverarbeitungseinheit DSP auf den Busmaster bzw. die Master- Signalverarbeitungseinheit des rechten Netzwerks 5 und damit indirekt auf den Busmaster bzw. die linke Signalverarbeitungseinheit Ma des linken Netzwerks 4 synchronisieren, indem die Einzel-Signalverarbeitungseinheit DSP über ihren loka­ len Parallelbus L auf Synchronisationszeichen oder -telegramme zugreift, die im Kommunikationsring des rechten Master/Slave-Netzwerks 5 die genannte Kopp­ lungsschnittstelle SSKK durchlaufen. Diese kommuniziert über ihr serielles Port (ebenso wie im rechten Netzwerk 4) mit ihren benachbarten Netzwerkknoten Sl, SSKbzw. Ma, SSK.

Vorteilhafte Wirkungen des Systems nach Fig. 1 sind insbesondere wie folgt: Im Gegensatz zu einem System mit einem einzigen Master, wo die Anzahl der an­ sprechbaren Achsen durch Laufzeiten durch den Kommunikationsring begrenzt sind, lassen sich vorliegend über die seriell-synchronen Kommunikations- und Kopplungsschnittstellen SSKK beliebig viele Master/Slave-Netzwerke für die Ma­ ster- und Slave-Steuerungsbereiche 2, 3 aneinanderreihen. Die einzelnen Netz­ werke können für sich genommen bzw. gruppenweise in Betrieb genommen wer­ den. Das System läßt sich auch nach Auslieferung und Inbetriebnahme einfach erweitern, indem durch Einfügen der Kopplungsschnittstellen SSKK der Erweite­ rungsteil angeschlossen und dann für sich während laufender Gesamtanlage in Betrieb genommen wird. Ein Nutzdatenaustausch zwischen den Busmastern der einzelnen Master/Slave-Netzwerke 4, 5 ist nicht notwendig. Während bei einem Single-Mastersystem bei späteren Erweiterungen ein immer neuer Softwareauf­ wand in der Master-Signalverarbeitungseinheit bzw. dem Busmaster angesetzt werden muß, kann vorliegend in den mehreren, auf gleicher Steuerungsebene 2 arbeitenden Busmastern der Softwareaufwand niedrig gehalten werden. Schließ­ lich können die Leitrechner SPS Sollwerte über die jeweiligen Busmaster Ma der Master/Slave-Netzwerke 4, 5 in die niedrigeren Steuerebenen 2, 3 übergeben und dabei die Signalverarbeitungseinheiten Sl aller anzutreibenden Achsen direkt adressieren. In einem Synchrontakt lassen sich also alle Achsantriebsregler vom Leitbereich 1 ansprechen. Daneben ist es auch denkbar, den Datenaustausch zwischen Leitbereich 1 und untergeordneten Steuerbereichen 2, 3 gemultiplext durchzuführen, das heißt bei jedem Synchrontakt kommuniziert ein Leitrechner SPS mit einem jeweils anderen, einer anzutreibenden Achse zugeordneten Slave- Rechner über dessen Busmaster im seriellen Kommunikationsring.

Diese Gesichtspunkte sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Integration eines erfindungsgemäßen Multi-Mastersystems in eine Offset-Druckmaschine gemäß Fig. 2 weiter veranschaulicht: Es sind ebenfalls eine Leitebene 1 für Leit­ rechner SPS 1, SPS 2 und SPS 3 vorgesehen, die allerdings - im Unterschied zu Fig. 1 - an einen seriellen Bus 6 nach dem Standard RS 485 angeschlossen sind. Jeder Leitrechner SPS 1, SPS 2, SPS 3, . . . ist einer Druckmaschinensektion S1, S2 und S3 zugeordnet, die jeweils aus einer Falzeinheit FE1, FE2, FE3 und meh­ reren Druckeinheiten DE1, DE2, DE3, . . . zusammengesetzt sind. Jede Druckein­ heit weist vier Druckwerke DW1, DW2, DW3, DW4 mit jeweils vier Druckzylindern Z auf. Diese werden in jedem Druckwerk von einem gemeinsamen Elektromotor 7 angetrieben. Jedem dieser vier Elektromotoren 7 pro Druckeinheit DE1, DE2, DE6 sowie dem Elektromotor der jeweiligen Falzeinheit FE1 . . . FE3 ist über eine Leistungselektronik und Antriebsregelung 8 eine Signalverarbeitungseinheit Ma1, Ma2, Ma3, Sl1-Sl6 zur regelungs- und steuerungstechnischen Kontrolle zuge­ ordnet. Wegen der Einzelheiten der Leistungselektronik und Antriebsregelung 8 wird auf die eingangs genannten, ältere Patentanmeldungen und den eingangs genannten BAUMÜLLER-Prospekt verwiesen. Die digitalen Signalverarbeitungs­ einheiten Ma1-Ma3, Sl1-Sl6 sind in dem in Fig. 2 gezeigten Ausschnitt auf zwei Master/Slave-Netzwerke Ma1, Sl1, Sl2, Sl3 und Ma3, Sl4, Sl5, Sl6 verteilt, deren Kommunikationsstrukturen denen in Fig. 1 entsprechen. Dabei ist der jeweilige Busmaster Ma1-Ma3 über die Leistungs- und Antriebsregelungskomponenten 8 mit dem Elektromotor 7 der jeweiligen Falzeinheit FE1, FE2, FE3 verbunden. Der Busmaster Ma1, der zu dem Master/Slave-Netzwerk Ma1, Sl1, Sl2, Sl3 der ersten Druckmaschinensektion 1 gehört, gibt über seine Master- Synchronisationstelegramme nicht nur seinen Slaves Sl1-Sl3, sondern über die als zusätzlicher Netzwerkknoten eingefügte synchron-serielle Kommunikations- und Kopplungsschnittstelle SSKK dem benachbarten Master/Slave-Netzwerk Ma2, Sl4, Sl5, Sl6 für die Druckmaschinensektion S2 den Synchrontakt vor. Die­ ser kann über die analog eingefügte Kopplungsschnittstelle SSKK dieses Netz­ werks der Sektion S2 an den Busmaster Ma3 eines weiteren, nicht näher ge­ zeichneten Master/Slave-Netzwerks übertragen werden. Damit ist die antrieb­ stechnische Notwendigkeit gewährleistet, daß alle Busmaster Ma1, Ma2, Ma3, synchron laufen können, mit der Folge, daß beispielsweise aus der ersten Druck­ maschinensektion S1 die Druckeinheit DE2 mit ihren Druckwerken zur Druckein­ heit DE5 oder DE6 und zur Falzeinheit FE2 der zweiten Sektion S2 winkelsyn­ chron laufen kann. Auf eine Master-Signalverarbeitungseinheit Ma1 der beispiels­ weise ersten Druckmaschinensektion S1 können sich also die weiteren Master- Signalverarbeitungseinheiten Ma2, Ma3, . .q. der weiteren Druckmaschinensektio­ nen S2, S3, . . . aufgrund der zusätzlich in die Master-Ringnetzwerke eingefügten seriell-synchronen Kopplungsknoten SSKK synchronisieren. Wegen weiterer Ein­ zelheiten kann auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen werden. Lediglich zur Kopplung und Kommunikation zwischen der Leitebene 1 und der Masterebene 2 sind - im Unterschied zur Fig. 1 - RS-485-Bustreiber eingesetzt (vgl. Elektronik aaO Seite 57, Bild 5).

Claims (14)

1. Elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von mehreren, insbesondere einer Vielzahl von Achsen oder sonstigen bewegbaren Funktionsteilen von Geräten und Maschinen, insbesondere von Zylindern (Z) oder Walzen von Druckmaschinen, in ihrer Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung, mit mehreren Elektromotoren (7), die mit einem jeweils zugeordneten Funkti­ onsteil verbunden sind, mit mehreren Leistungselektronikteilen (8), die aus­ gangsseitig mit je einem Elektromotor (7) zu dessen Ansteuerung verbun­ den sind, mit mehreren Signalverarbeitungseinheiten (Ma, Sl, DSP), die zur Aufnahme von Leit-, Steuer-, Soll- und/oder Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungungssignalen von etwaigen Leitrechnern (SPS) oder Lagegebern (G) an den Funktionsteilen oder Läufern der Elektromoto­ ren (7) ausgebildet und mit den jeweiligen Leistungselektronikteilen (8) zu deren steuerungs- oder regelungstechnischen Kontrolle verbunden sind, und mit mehreren separaten Netzwerken (4, 5), auf die zumindest teilweise verteilt die Signalverarbeitungseinheiten als deren Knoten angeordnet und innerhalb eines Netzwerks (4, 5) durch Kommunikationskanäle und/oder ein Kommunikationssystem miteinander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Knoten (SSKK) eines Signalverarbeitungs­ netzwerks (4, 5) mit einem Knoten (Ma) eines anderen Signalverarbeitungs­ netzwerks (4, 5) oder mit einer anderen Signalverarbeitungseinheit (DSP) gekoppelt ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopp­ lungsmittel des oder der Knoten (Ma, SSKK), die der Kopplung des einen Signalverarbeitungsnetzwerks (4) mit dem anderen Signalverarbeitungs­ netzwerk (5) beziehungsweise der anderen Signalverarbeitungseinheit (DSP) dienen, mit Mitteln zur zeitlichen Koordination beziehungsweise Syn­ chronisierung der gekoppelten Netzwerke (4, 5) versehen sind.

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Syn­ chronisierungsmittel Übertragungs- oder Sende- und Empfangseinrichtun­ gen (SSKK, Ma) für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbesondere -telegramme, zwischen den Netzwerken (4, 5) und/oder Mittel (L, Ma) zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes aus erhaltenen Syn­ chronisationssignalen oder -zeichen aufweisen.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Signalverarbeitungsnetzwerk (4) mindestens der der Kopplung mit einem anderen Signalverarbeitungsnetzwerk (5) beziehungsweise der anderen Si­ gnalverarbeitungseinheit (DSP) dienende Knoten (SSKK) mit der Übertra­ gungs- oder Sendeeinrichtung für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbesondere -telegramme versehen ist.

5. Antriebssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der der Kopplung eines Signalverarbeitungsnetzwerks (5) mit einem anderen Signalverarbeitungsnetzwerk (4) beziehungsweise der anderen Signalverarbeitungseinheit (DSP) dienende Knoten (Ma) mit den Mitteln zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes aus erhal­ tenen Synchronisationssignalen oder -zeichen versehen ist.

6. Antriebssystem nach Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem der Signalverarbeitungsnetzwerke (4) ein oder mehrere Knoten (Ma, SSKK) beziehungsweise die eine Signalverarbeitungseinheit (DSP) die Übertragungs- oder Sendeeinrichtung für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbesondere -telegramme sowie Mittel zu deren Erzeugung auf­ weisen, und bei dem oder den sonstigen Signalverarbeitungsnetzwerken (5) ein oder mehrere Knoten (Ma) beziehungsweise die eine Signalverarbei­ tungseinheit (DSP) mit den Mitteln zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes aus erhaltenen Synchronisationssignalen oder -zeichen versehen sind.

7. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens einer der der Kopplung des einen Signal­ verarbeitungsnetzwerks (4, 5) mit dem anderen Signalverarbeitungsnetz­ werk (5) beziehungsweise der anderen Signalverarbeitungseinheit (DSP) dienenden Knoten als synchrone Kommunikationsschnittstelle (SSKK) oder mit einem beziehungsweise einer solchen ausgeführt ist.

8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kom­ munikationsschnittstelle (SSKK) wenigstens zwei Ports zur Ankopplung an Kommunikationssysteme verschiedener Netzwerke (4, 5) insbesondere mit unterschiedlichen Kommunikationsstrukturen (SSK, L) aufweist.

9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Port zur Verbindung mit einem vorzugsweise parallelen Bussystem (L) und ein anderes Port mit Sender und/oder Empfänger zur seriellen Datenübertra­ gung ausgebildet ist.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit mindestens einem Signalverarbeitungsnetzwerk (4, 5), in dem die Knoten (Ma, Sl, SSKK) nach dem Master/Slave-Prinzip angeordnet sind und miteinander kommunizie­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß darin die synchrone Kommunikations­ schnittstelle (SSKK) als untergeordneter Slave-Knoten angeordnet und be­ trieben ist oder zu einem solchen Slave-Knoten gehört.

11. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem Signalverarbeitungsnetzwerk (5), in dem die Knoten (Ma, Sl, SSKK) nach dem Master/Slave-Prinzip angeordnet sind und miteinander kommu­ nizieren, dadurch gekennzeichnet, daß der darin als Kommunikationsma­ ster dominierende Knoten (Ma) zur Kopplung und/oder Synchronisation mit dem oder den anderen Signalverarbeitungsnetzwerken (4) beziehungswei­ se der anderen Signalverarbeitungseinheit (DSP) ausgebildet und einge­ setzt ist.

12. Antriebssystem nach Anspruch 11 und 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommunikationsmaster (Ma), vorzugsweise über ein paralleles Bussystem (L), direkt zum Zugriff auf eines der Ports der synchronen Kommunikationsschnittstelle (SSKK) des anderen Signalverarbeitungs­ netzwerkes (4) ausgebildet und angeordnet ist.

13. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Knoten (Ma, Sl, SSKK) eines oder mehrerer oder aller Signalverarbeitungsnetzwerke (4, 5) in einer Ring- oder geschlossenen Schleifenstruktur verbunden sind und miteinander kommunizieren.

14. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsnetzwerke (4, 5) über die ihrer Kopplung dienenden Knoten (SSKK) in Kette oder Serie aneinandergereiht und/oder entsprechend einer Baumstruktur verbunden sind.