DE19710137B4 - Method and device for expanding the spatial extent in sensor-actuator bus systems - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Aktuator-Sensor-Interface-(ASI)-Bussystemen, unter Verwendung von miteinander mittels eines ASI-Bussystems vernetzten ASI-Slaves mit analogen und/oder binären Sensoren und/oder Aktuatoren, wobei die Bedienung des ASI-Bussystems von wenigstens einem ASI-Master, bestehend aus wenigstens einem Analogteil zum Senden und Empfangen der ASI-Pegel sowie einem logisch getrennten Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel, und die Verarbeitung der ASI-Daten von wenigstens einem Verarbeitungsrechner durchgeführt wird, wobei mehrere Analogteile (13, 14, 15) vorhanden sind und mit nur einem Digitalteil (20) gekoppelt einen räumlich aufgeteilten ASI-Master bilden, wobei die Analogteile des räumlich aufgeteilten ASI-Masters jeweils ein eigenes Bus-Segment (7, 8, 9) bilden, und wobei von allen Analogteilen des räumlich aufgeteilten ASI-Masters ein gleiches Master-Telegramm gesendet wird aber nur ein Analogteil die Antwort eines Slaves empfängt.Method for expanding the spatial extent in actuator-sensor-interface (ASI) bus systems, using ASI slaves networked together by means of an ASI bus system with analog and / or binary sensors and / or actuators, wherein the operation of the ASI Bus system of at least one ASI master, comprising at least one analog part for transmitting and receiving the ASI level and a logically separated digital part for transmitting and receiving the digital level, and the processing of ASI data is performed by at least one host computer, wherein a plurality Analog parts (13, 14, 15) are present and coupled with only one digital part (20) form a spatially split ASI master, the analog parts of the spatially split ASI master each form a separate bus segment (7, 8, 9) , and of all the analog parts of the spatially split ASI master a same master telegram is sent but only one analog part of the answer s slaves receives.

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Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Bussystemen, insbesondere Sensor-Aktuator-Bussystemen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for expanding the spatial Expansion in bus systems, in particular sensor-actuator bus systems, according to the preamble of claim 1 and an apparatus for carrying out the Process.

Stand der Technik:State of the art:

Durch hochintegrierte Technologien können heute bei Feldbussystemen binäre Sensoren oder Aktuatoren direkt busfähig gemacht werden sowie neben dem Schaltzustand noch weitere Funktionen liefern, die Einstell- und Diagnosemöglichkeiten der Sensoren oder Aktuatoren bieten; diese Funktionen mußten bisher durch zusätzliche Leitungen und damit zusätzlichem Verdrahtungsaufwand realisiert werden. Um diese Nachteile zu beheben, wurde der Aktuator-Sensor-Interface-Standard, ASI-Standard genannt, geschaffen, der ein Feldbuskonzept darstellt, mit dem binäre Aktuatoren und Sensoren mit der untersten bzw. ersten Steuerungsebene verknüpft werden, um sie kommunikationsfähig zu machen. Das Aktuator-Sensor-Interface ersetzt Kabelbaum, Verteilerschränke, Klemmleisten usw. durch ein einfaches Zweileiter-Flachbandkabel, über das ASI-Daten mit den Peripherie-Elementen ausgetauscht werden und das diese zugleich mit Energie versorgt. Mit einem sogenannten separaten ASI-Anschluß in Form eines standardisierten Moduls, der Teil der Busstruktur ist, macht ASI zunächst einmal die meisten konventionellen Peripherie-Elemente busanschlußfähig. Beim integrierten ASI-Anschluß befindet sich hingegen in einem Gerät ein sogenannter Slave-Baustein, der dadurch selbst busfähig ist (ASI-Verein in: Sonderdruck aus Feldbussysteme für die Investitionsgüterindustrie, Herausgeber VDMA, Frankfurt 1992, Stand 3.12.1992 sowie Druckschrift: Fabrikautomation VariNet-A Aktuator-Sensor-Interface Katalog Sensorsysteme 5, Ausgabe 1994, Herausgeber: Pepperl + Fuchs GmbH, 68301 Mannheim; sowie Druckschrift: ASI: Das Aktuator-Sensor-Interface für die Automation, herausgegeben von Werner Kriesel und Otto Madelung, Hanser-Verlag 1994).By Highly integrated technologies can today in fieldbus systems binary Sensors or actuators are made directly busable as well as next to provide additional functions to the switching state, the setting and diagnostic options provide sensors or actuators; these functions had to be so far by additional Lines and thus additional Wiring effort can be realized. To fix these disadvantages, has been called the actuator sensor interface standard, ASI standard, created, which represents a fieldbus concept, with the binary actuators and sensors are linked to the lowest or first control level, to be able to communicate close. The actuator-sensor interface replaces the wiring harness, distribution cabinets, terminal strips etc. through a simple two-wire ribbon cable, over the ASI data be exchanged with the peripheral elements and this at the same time energized. With a so-called separate ASI connection in the form a standardized module that is part of the bus structure makes ASI first once most conventional peripheral elements are bus-connectable. At the integrated ASI connector is located however, in a device a so-called slave block, which is self-bus capable by itself (ASI Association in: Special edition from fieldbus systems for the capital goods industry, Publisher VDMA, Frankfurt 1992, as of 3.12.1992 and publication: Factory Automation VariNet-A Actuator Sensor Interface Catalog Sensor Systems 5, Edition 1994, publisher: Pepperl + Fuchs GmbH, 68301 Mannheim; as well as publication: ASI: The actuator-sensor interface for automation, issued by Werner Kriesel and Otto Madelung, Hanser-Verlag 1994).

Der Master, ASI-Master genannt, übernimmt alle Aufgaben, die für die Abwicklung des Busbetriebs der Slaves notwendig sind einschließlich von Aufgaben der Initialisierung und der Diagnose. Über den ASI-Master ist an den Feldbus ein übergeordneter Verarbeitungsrechner, wie speicherprogram-mierbare Steuerung oder Bus-Rechner oder PC oder VME-Busrechner, ange-schlossen, dem sämtliche Signale aller ASI-Slaves zugeführt werden, wobei der ASI-Master gewährleistet, daß die Signale dem Verarbeitungsrechner in einem festen Zeitrahmen zur Verfügung gestellt werden und umgekehrt die Steuerungsbefehle des Verarbeitungsrechners den ASI-Slaves aufgegeben werden. Der ASI- Master stellt außerdem sicher, daß hinzugekommene Slaves erkannt und ausgefallene Slaves an den Verarbeitungsrechner gemeldet werden; der ASI-Master paßt somit die ASI-Funktionen der Slaves an das externe Verarbeitungssystem des Verarbeitungsrechners an. Der ASI-Master besitzt für die Bearbeitung dieser Aufgaben normalerweise einen Controller, der ein enges Zeitraster einhalten muß. Die Bitzeit bei ASI beträgt 6 μsec (Mikrosekunden), wobei der Controller zyklisch alle 150 μsec ein komplettes ASI-Telegramm auswerten muß. Zu jedem Zeitpunkt kann eine Situation auftreten, bei der der ASI-Master den ASI-Kreis in einen sicheren Zustand versetzen muß. Die Verbindung zwischen Verarbeitungsrechner und ASI-Master kann zum Beispiel ein Rückwandbus, eine serielle Schnittstelle oder ein beliebiger Feldbus o. ä. sein. Der Geräteaufwand begrenzt in physikalischer Hinsicht die Einsatzfähigkeit eines ASI-Masters, da zusätzlich der Verarbeitungsrechner mit dem ASI-Master verbunden sein muß.Of the Master, called ASI master, takes over all Tasks for the handling of the slave's bus operation is necessary, including tasks the initialization and the diagnosis. About the ASI Master is at the Fieldbus a parent Host computer, such as programmable logic controller or Bus computer or PC or VME bus computer, connected to which all signals supplied to all ASI slaves where the ASI master ensures that that the Signals are made available to the host computer in a fixed time frame and vice versa the control commands of the host computer the ASI slaves are abandoned. The ASI Master also ensures that added Slaves detected and failed slaves to the host computer be reported; the ASI master thus fits the ASI functions of the slaves to the external processing system of the host computer. Of the ASI-Master owns for processing these tasks normally a controller, who has to keep a tight time schedule. The bit time at ASI is 6 μsec (microseconds), whereby the controller cyclically evaluates a complete ASI telegram every 150 μsec got to. To At any time, a situation may occur where the ASI master must put the ASI circuit in a safe state. The connection between host computer and ASI master can, for example, a Backplane bus, one serial interface or any fieldbus or the like. The equipment costs physically limited the usability of an ASI master, there in addition the host computer must be connected to the ASI master.

Zur Verringerung des Verdrahtungs- und Steuerungsaufwands bei der Realisierung des Hostrechners und des ASI-Masters schlägt die DE 44 33 013 A1 vor, den Hostrechner als autarken Rechner im ASI-Master zu integrieren.To reduce the wiring and control effort in the realization of the host computer and the ASI master proposes the DE 44 33 013 A1 to integrate the host computer as a self-sufficient computer in the ASI master.

Bei Bussystemen ist immer ein Kompromiß zwischen Leitungslänge, Datenübertragungsrate und Qualität der Leitung zu finden. Bei gegebener Spezifikation der Verkabelung und fester Datenübertragungsrate existiert also eine maximale Leitungslänge, die insbesondere durch die Verzerrungen des Kabels und Reflexionen gegeben ist.at Bus systems is always a compromise between line length, data transfer rate and quality to find the line. For a given specification of the wiring and fixed data transfer rate So there is a maximum line length, in particular by the distortions of the cable and reflections is given.

Zur Überbrückung größerer Entfernungen werden herkömmlich sogenannte Repeater eingesetzt, welche die Signale des einen Kabels empfangen, das Signal regenerieren und es an das andere Kabel weitergeben, was bidirektional funktioniert. Ein Repeater besteht aus zwei Sendern, zwei Empfängern sowie einer Steuer- und Regenerierungslogik und ist somit ein komplexes und teures Gerät, insbesondere, wenn Sender und Empfänger diskret aufgebaut werden müssen. Ein solches ASI-Bussystem, das mehrere Subsysteme aufweist, ist in DE 195 39 452 C1 beschrieben. Die Busleitungen zweier Subsysteme sind über einen Repeater miteinander verbunden.To bridge larger distances conventionally called repeaters are used, which receive the signals of one cable, regenerate the signal and pass it on to the other cable, which works bidirectionally. A repeater consists of two transmitters, two receivers and a control and regeneration logic, making it a complex and expensive device, especially if the sender and receiver need to be set up discretely. Such an ASI bus system, which has several subsystems, is in DE 195 39 452 C1 described. The bus lines of two subsystems are connected to each other via a repeater.

Technische Aufgabe:Technical task:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, insbesondere für Sensor-Aktuator-Bussysteme, mit dem größere Gesamtleitungslängen, beispielsweise bei Sensor-Aktuator-Bussystemen größer als 100 m, möglich sein sollen, ohne daß damit die Nachteile eines Repeaters verbunden sind, so daß ein schnellerer und sicherer Busbetrieb gewährleistet und die Kosten für das Gesamtsystem reduziert werden können.The invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, in particular for sensor-actuator bus systems, with the larger total line lengths, for example, in sensor-actuator bus systems greater than 100 m, should be possible without that the disadvantages of a repeater are connected, so that a faster and safer bus operation ensures and the cost of the entire system can be reduced.

Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:Disclosure of the invention and its advantages:

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Aktuator-Sensor-Interface-(ASI)-Bussystemen, unter Verwendung von miteinander mittels eines ASI-Bussystems vernetzten ASI-Slaves mit analogen und/oder binären Sensoren und/oder Aktuatoren, wobei die Bedienung des ASI-Bussystems von wenigstens einem ASI-Master, bestehend aus wenigstens einem Analogteil zum Senden und Empfangen der ASI-Pegel sowie einem logisch getrennten Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel, und die Verarbeitung der ASI-Daten von wenigstens einem Verarbeitungsrechner durchgeführt wird, wobei mehrere Analogteile (13, 14, 15) vorhanden sind und mit nur einem Digitalteil (20) gekoppelt einen räumlich aufgeteilten ASI-Master bilden, wobei die Analogteile des räumlich aufgeteilten ASI-Masters jeweils ein eigenes Bus-Segment (7, 8, 9) bilden, und wobei von allen Analogteilen des räumlich aufgeteilten ASI-Masters ein gleiches Master-Telegramm gesendet wird aber nur ein Analogteil die Antwort eines Slaves empfängt.The solution to the problem consists in a method for expanding the spatial extent in actuator-sensor interface (ASI) bus systems, using ASI bus networked with each other by means of an ASI bus with analog and / or binary sensors and / or actuators wherein the operation of the ASI bus system of at least one ASI master, comprising at least one analog part for transmitting and receiving the ASI level and a logically separated digital part for transmitting and receiving the digital level, and the processing of the ASI data of at least a host computer, with multiple analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and with only one digital part ( 20 ) coupled form a spatially split ASI master, wherein the analog parts of the spatially split ASI master each have their own bus segment ( 7 . 8th . 9 ), and wherein of all the analog parts of the spatially split ASI master, a same master telegram is sent but only one analog part receives the response of a slave.

Vorteilhafterweise sind die Analogteile und der Digitalteil räumlich getrennt und über eine größere Distanz durch eine digitale Übertragungsphysik miteinander verbunden, wobei die digitale Übertragungsphysik einen dominanten und einen rezessiven Pegel benutzt und der Ruhezustand rezessiv ist. Eine Spannungsunterbrechung in einem Analogteil kann vorzugsweise durch einen dominanten Pegel auf der digitalen Übertragungsphysik gekennzeichnet werden. Vorteilhaft wird als digitale Übertragungsphysik ein CAN-Transceiver verwendet. Hinter den Empfängern der digitalen Übertragungsphysik kann eine Signalregeneration erfolgen. Der Anschluß der Analogteile durch die digitale Übertragungsphysik an den Digitalteil erfolgt insbesondere parallel.advantageously, the analog parts and the digital part are spatially separated and over one greater distance through a digital transmission physics together connected, the digital transmission physics used a dominant and a recessive level and the idle state is recessive. A power interruption in an analog part may preferably characterized by a dominant level on digital transmission physics become. Advantageous as digital transmission physics is a CAN transceiver used. Behind the receivers of digital transmission physics a signal regeneration can take place. The connection of analog parts through digital transmission physics in particular, the digital part is parallel.

Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß damit Bussysteme, insbesondere Sensor-Aktuator-Bussysteme, aufgebaut werden können, die größere Gesamtleitungslängen, beispielsweise bei Sensor-Aktuator-Bussystemen größer als 100 m, aufweisen. Trotzdem wird auf den verlängerten Busleitungen ein schnellerer und sicherer Busbetrieb gewährleistet, als es bis jetzt beim Stand der Technik der Fall ist.This Method has the advantage that so bus systems, in particular Sensor actuator bus systems, can be built the larger total line lengths, for example in sensor-actuator bus systems greater than 100 m, have. Nevertheless is extended to the Bus lines ensures faster and safer bus operation, as is the case so far in the prior art.

Der ASI-Master wird somit – neben der bisher schon erfolgten logischen Aufteilung – auch räumlich aufgeteilt in wenigstens einen Analogteil zum Senden und Empfangen des ASI-Pegels und in ein Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel; Analogteil oder Analogteile werden mit dem Digitalteil parallel durch eine digitale, weitreichende Übertragungsphysik miteinander verbunden. Damit ist errreicht, daß ein größerer Abstand zwischen dem Digitalteil und den Analogteilen möglich wird, vorzugsweise über 100 m, aber die Ausdehnung des ASI-Netzes trotzdem auf zum Beispiel 110 m beschränkt bleibt.Of the ASI Master will thus - in addition the already made logical division - also spatially divided into at least an analogue part for sending and receiving the ASI level and in Digital part for transmitting and receiving the digital levels; analog circuits or analog parts are connected to the digital part in parallel by a digital, far-reaching transmission physics connected with each other. This is achieved that a greater distance between the Digital part and the analog parts is possible, preferably over 100 m, but the extension of the ASI network anyway on, for example 110 m limited remains.

Eine Vorrichtung zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Aktuator-Sensor-Interface-(ASI)-Bussystemen, besteht aus miteinander mittels eines ASI-Bussystems vernetzten ASI-Slaves mit analogen und/oder binären Sensoren und/oder Aktuatoren, wobei die Bedienung des ASI-Bussystems von wenigstens einem ASI-Master, bestehend aus wenigstem einem Analogteil zum Senden und Empfangen der ASI-Pegel sowie einem logisch getrennten Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel, und die Verarbeitung der ASI-Daten von wenigstens einem Verarbeitungsrechner durchgeführt wird, wobei mehrere Analogteile (13, 14, 15) vorhanden sind und mit nur einem Digitalteil (20) gekoppelt einen räumlich aufgeteilten ASI-Master bilden, wobei die Analogteile des räumlich aufgeteilten ASI-Masters jeweils ein eigenes Bus-Segment (7, 8, 9) bilden und wobei der räumlich aufgeteilte ASI-Master von allen Analogteilen aus ein gleiches Master-Telegramm sendet aber nur von einem Analogteil her die Antwort eines Slaves empfängt. Die Analogteile und der Digitalteil können räumlich getrennt sein und über eine größere Distanz durch eine digitale Übertragungsphysik miteinander verbunden sein, wobei die digitale Übertragungsphysik einen dominanten und einen rezessiven Pegel benutzt und der Ruhezustand rezessiv ist. Vorzugsweise ist die digitale Übertragungsphysik ein CAN-Transceiver.A device for expanding the spatial extent in actuator-sensor interface (ASI) bus systems, consists of interconnected by means of an ASI bus ASI slave with analog and / or binary sensors and / or actuators, the operation of the ASI Bus system of at least one ASI master, comprising at least one analog part for transmitting and receiving the ASI level and a logically separated digital part for transmitting and receiving the digital level, and the processing of the ASI data is performed by at least one host computer, wherein a plurality Analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and with only one digital part ( 20 ) coupled form a spatially split ASI master, wherein the analog parts of the spatially split ASI master each have their own bus segment ( 7 . 8th . 9 ) and wherein the spatially divided ASI master sends an identical master telegram from all analog parts but only receives the response of a slave from an analog part. The analog parts and the digital part may be spatially separated and interconnected over a greater distance by a digital transmission physics, the digital transmission physics using a dominant and a recessive level, and the idle state being recessive. Preferably, the digital transmission physics is a CAN transceiver.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:Brief description of the drawing in which demonstrate:

1 einen ASI-Master gemäß der Erfindung 1 an ASI master according to the invention

2 einen herkömmlichen Repeater zum Verständnis der Erfindung und 2 a conventional repeater for understanding the invention and

3 einen weiteren ASI-Master gemäß der Erfindung mit einem ASI-Entkopplungsnetzwerk oder einem ASI-Netzteil, welche jeweils teilweise oder ganz innerhalb des ASI-Analogteils angeordnet sind. 3 another ASI master according to the invention with an ASI decoupling network or an ASI power supply, which are each partially or completely arranged within the ASI analog part.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei in 2 ein klassischer Repeater kurz erläutert, der aus zwei Leitungssegmenten 1 und 2 mit daran angekoppelten Slaves 6 besteht. Ein Repeater, der an beide Leitungssegmente 1 und 2 angeschlossen ist, umfaßt eine Steuer- und Regenerierungslogik 3 sowie für beide Leitungssegmente je einen Empfänger 4 und einen Sender 5 für das Leitungssegment 1 sowie einen Empfänger 4' und einen Sender 5' für das Leitungssegment 2. Der Repeater empfängt somit die Signale des Leitungssegments 1, regeneriert das Signal und gibt diese an das Leitungssegment 2 aus und umgekehrt.For a better understanding of the invention is in 2 a classic repeater briefly explained, consisting of two line segments 1 and 2 with slaves attached to it 6 consists. A repeater connected to both line segments 1 and 2 is connected, includes a control and regeneration logic 3 such as for both line segments one receiver each 4 and a transmitter 5 for the line segment 1 as well as a receiver 4 ' and a transmitter 5 ' for the line segment 2 , The repeater thus receives the signals of the line segment 1 , regenerates the signal and gives it to the line segment 2 off and vice versa.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit erfindungsgemäßem ASI-Master gezeigt, die gemäß dem beschriebenen Verfahren arbeitet. Die Vorrichtung besteht aus drei ASI-Segmenten 7, 8, 9, an die jeweils ASI-Slaves 10, 10', 10'', 11, 11', 11'' sowie 12, 12', 12'' angeschlossen sind. Ebenso ist jeweils an jedes ASI-Segment 7, 8, 9 ein ASI-Analogteil 13, 14, 15 angeschlossen. Jedes ASI-Analogteil 13, 14, 15 umfaßt, jeweils in Richtung zum jeweiligen ASI-Segment 7, 8, 9 gesehen, einen ASI-Empfänger 17 und einen ASI-Sender 18, die jeweils an eine Steuerlogik und Signalregenerierung 16, 16', 16'' angeschlossen sind, an deren Ausgänge wiederum je ein Sender 18' einer digitalen Übertragungsphysik 19 und ein Empfänger 17' der digitalen Übertragungsphysik 19 angeschlossen sind. Die digitale Übertragungsphysik führt zu einem ASI-Digitalteil 20, wobei sämtliche ASI-Analogteile 13, 14, 15 parallel an diese digitale Übertragungsphysik 19 angeschlossen sind. Das ASI-Digitalteil 20 weist ebenfalls einen Sender 20' der digitalen Übertragungsphysik 19 und einen Empfänger 20'' der digitalen Übertragungsphysik 19 auf.In 1 a device according to the invention with inventive ASI master is shown, which operates according to the described method. The device consists of three ASI segments 7 . 8th . 9 , to the respective ASI slaves 10 . 10 ' . 10 '' . 11 . 11 ' . 11 '' such as 12 . 12 ' . 12 '' are connected. Similarly, each of each ASI segment 7 . 8th . 9 an ASI analog part 13 . 14 . 15 connected. Each ASI analog part 13 . 14 . 15 in each case in the direction of the respective ASI segment 7 . 8th . 9 seen an ASI receiver 17 and an ASI transmitter 18 , each to a control logic and signal regeneration 16 . 16 ' . 16 '' are connected, at whose outputs in turn a transmitter 18 ' a digital transmission physics 19 and a receiver 17 ' of digital transmission physics 19 are connected. Digital transmission physics leads to an ASI digital part 20 , where all ASI analog parts 13 . 14 . 15 parallel to this digital transmission physics 19 are connected. The ASI digital part 20 also has a transmitter 20 ' of digital transmission physics 19 and a receiver 20 '' of digital transmission physics 19 on.

Somit ist der ASI-Digitalteil 20 sämtlichen ASI-Analogteilen 13, 14, 15 zugeordnet dergestalt, daß aus der Sicht des ASI-Digitalteils 20 die Analogteile gemeinsam die gleichen Eigenschaften wie ein einzelnes Analogteil haben. Als digitale Übertragungsphysik wird vorzugsweise ein CAN-Transceiver verwendet.Thus, the ASI digital part 20 all ASI analog parts 13 . 14 . 15 assigned in such a way that from the perspective of the ASI digital part 20 the analog parts share the same characteristics as a single analog part. As digital transmission physics, a CAN transceiver is preferably used.

Da die digitale Übertragungsphysik durch heute verfügbare integrierte Schaltungen (Transceiver) preiswert ist, sind verteilte Analogteile preiswerter als Repeater, der mindestens zwei ASI-Sender und zwei ASI-Empfänger umfaßt. Ein verteilter Analogteil besteht hingegen nur aus einem ASI-Sender, einem ASI-Empfänger und einem digitalen Transceiver. Verbindet man n Analogteile mit einem Digitalteil, so kann man n ASI-Segmente mit einer Gesamtlänge von n × 100 m aufbauen, die von nur einem Master-Digitalteil gesteuert werden können. Durch die Parallelschaltung der n Analogteile wird auf jedem ASI-Segment das gleiche Master-Telegramm gesendet. Beim Empfang jedoch wird nur ein Analogteil die Antwort eines Slaves empfangen, da jede Slave-Adresse in den n ASI-Segmenten einmalig sein muß. Es ist deshalb nur dafür zu sorgen, daß die Antwort des einen Analogteils mit dem angesprochenen Slave den Ruhepegel der n – 1 Analogteile überstimmt. Außerdem ist dafür zu sorgen, daß ein Spannungausfall in einem Segment so behandelt wird, wie ein Spannungsausfall in einem konventionellen ASI-System. Das läßt sich vorzugsweise durch digitale Übertragungsphysik mit einem dominanten und einem rezessiven Pegel lösen. Der Ruhepegel ist rezessiv, empfangene Telegramme wechseln zwischen den beiden Pegeln, wohingegen ein Spannungsausfall zu einem dominanten Pegel führt. Ein möglicher technischer Weg für die Realisierung der digitalen Übertragungsphysik ist z. B. die Verwendung von CAN-Transceiver, wobei unter einem Transceiver ein kombinierter Sender-Empfänger verstanden wird, da diese einen dominanten und einen rezessiven Pegel benützen.There the digital transmission physics available today integrated circuits (transceivers) are distributed Analog parts cheaper than repeaters, the at least two ASI transmitters and two ASI receivers includes. In contrast, a distributed analog part consists of only one ASI transmitter, one ASI receiver and a digital transceiver. If you connect n analog parts with a digital part, you can n ASI segments with a total length of n × 100 m that can be controlled by only one master digital part. By the parallel connection of the n analog parts is performed on each ASI segment sent the same master telegram. At the reception, however, will only one analog part will receive the response of a slave, since each slave address must be unique in the n ASI segments. It is therefore only necessary to that the Response of the one analog part with the addressed slave the idle level the n - 1 Analog parts overruled. Furthermore is for that to take care of that Voltage failure in a segment is treated as a power failure in a conventional ASI system. This is preferably through digital transmission physics solve with a dominant and a recessive level. Of the Quiescent level is recessive, received telegrams change between the two levels, whereas a power failure becomes a dominant one Level leads. A possible technical Way for the realization of digital transmission physics is z. B. the use of CAN transceiver, wherein under one Transceiver a combined transceiver is understood as this use a dominant and a recessive level.

Da das Timing eines ASI-Kreises sehr empfindlich ist, ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren notwendig, das Zeitverhalten der Signale zu regenerieren, vorteilhafterweise durch Abtasten in der Bit-Mitte hinter den Empfängern der digitalen Übertragungsstrecke.There the timing of an ASI circuit is very sensitive, it is necessary in the method according to the invention, to regenerate the timing of the signals, advantageously by sampling in the bit center behind the receivers of the digital transmission link.

Gemäß 3 besteht eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung aus zum Beispiel drei ASI-Segmenten 28, 29, 30 mit drei, vorzugsweise gleichen, ASI-Analogteilen 32, welche jeweils aus einem ASI-Empfänger 21, einem ASI-Sender 22, einer Steuer- und Signalregenerierung 23, einem Sender 24 der digitalen Übertragungsphysik sowie einem Empfänger 25 der digitalen Übertragungsphysik besteht, an die das ASI-Digitalteil 31 wiederum über einen Empfänger 25 der digitalen Übertragungsphysik und einen Sender 24 der digitalen Übertragungsphysik angeschlossen ist. An die ASI-Segmente 28, 29, 30 sind ASI-Slaves 27, 27', 27'' angeschlossen.According to 3 There is a further device according to the invention from, for example, three ASI segments 28 . 29 . 30 with three, preferably the same, ASI analog parts 32 , each from an ASI receiver 21 , an ASI transmitter 22 , a control and signal regeneration 23 , a transmitter 24 digital transmission physics and a receiver 25 digital transmission physics, to which the ASI digital part 31 again via a receiver 25 digital transmission physics and a transmitter 24 the digital transmission physics is connected. To the ASI segments 28 . 29 . 30 are ASI slaves 27 . 27 ' . 27 '' connected.

Es ist vorteilhaft, wenn das abgesetzte ASI-Analogteil 32 mit dem Entkopplungsnetzwerk des ASI-Netzteils oder mit dem kompletten ASI-Netzteil kombiniert ist. Dazu können zu jedem ASI-Segment 28, 29, 30 ein Entkopplungsnetzwerk 26 oder ein ASI-Netzteil 26 gehören, welches konventionellerweise ein separates Gerät sein kann. Ist das Bauteil 26 das Entkopplungsnetzwerk 26, so kann es entweder teilweise oder vollständig in den ASI-Analogteil 32 integriert sein. Ist das Bauteil 26 in 3 ein ASI-Netzteil 26, so kann es auch jeweils vollständig in den ASI-Analogteil 32 integriert sein.It is advantageous if the remote ASI analog part 32 is combined with the decoupling network of the ASI power supply or with the complete ASI power supply. This can be done to any ASI segment 28 . 29 . 30 a decoupling network 26 or an ASI power supply 26 which conventionally may be a separate device. Is that part 26 the decoupling network 26 So it may be either partial or complete in the ASI analog part 32 be integrated. Is that part 26 in 3 an ASI power supply 26 so it can also completely into the ASI analog part 32 be integrated.

Gewerbliche Anwendbarkeit:Industrial Applicability:

Der Gegenstand der Erfindung ist insbesondere für Verfahren zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung von Bussystemen, insbesondere Sensor-Aktuator-Bussysteme, geeignet. Die Nützlichkeit der Erfindung liegt insbesondere darin, daß ein größerer Abstand zwischen Digitalteil und Analogteil ermöglicht wird, auch über 100 m hinaus. Des weiteren ist die erfindungsgemäße Ausführung preiswerter als der Einsatz von mehreren ASI-Mastern.Of the The invention is particularly for methods of extension the spatial extent of bus systems, in particular sensor-actuator bus systems suitable. The usefulness of Invention is in particular that a greater distance between digital part and analog part allows will, too, over 100 m out. Furthermore, the inventive design is cheaper than the use of several ASI masters.

Claims (12)

Verfahren zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Aktuator-Sensor-Interface-(ASI)-Bussystemen, unter Verwendung von miteinander mittels eines ASI-Bussystems vernetzten ASI-Slaves mit analogen und/oder binären Sensoren und/oder Aktuatoren, wobei die Bedienung des ASI-Bussystems von wenigstens einem ASI-Master, bestehend aus wenigstens einem Analogteil zum Senden und Empfangen der ASI-Pegel sowie einem logisch getrennten Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel, und die Verarbeitung der ASI-Daten von wenigstens einem Verarbeitungsrechner durchgeführt wird, wobei mehrere Analogteile (13, 14, 15) vorhanden sind und mit nur einem Digitalteil (20) gekoppelt einen räumlich aufgeteilten ASI-Master bilden, wobei die Analogteile des räumlich aufgeteilten ASI-Masters jeweils ein eigenes Bus-Segment (7, 8, 9) bilden, und wobei von allen Analogteilen des räumlich aufgeteilten ASI-Masters ein gleiches Master-Telegramm gesendet wird aber nur ein Analogteil die Antwort eines Slaves empfängt.Method for expanding the spatial extent in actuator-sensor-interface (ASI) bus systems, using ASI slaves networked together by means of an ASI bus system with analog and / or binary sensors and / or actuators, wherein the operation of the ASI Bus system of at least one ASI master, comprising at least one analog part for transmitting and receiving the ASI level and a logically separated digital part for transmitting and receiving the digital level, and the processing of ASI data is performed by at least one host computer, wherein a plurality Analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and with only one digital part ( 20 ) coupled form a spatially split ASI master, wherein the analog parts of the spatially split ASI master each have their own bus segment ( 7 . 8th . 9 ), and wherein of all the analog parts of the spatially split ASI master, a same master telegram is sent but only one analog part receives the response of a slave. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogteile (13, 14, 15) und der Digitalteil (20) räumlich getrennt sind und über eine größere Distanz durch eine digitale Übertragungsphysik (19) miteinander verbunden sind.Method according to Claim 1, characterized in that the analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and the digital part ( 20 ) are spatially separated and over a greater distance by a digital transmission physics ( 19 ) are interconnected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogteile (13, 14, 15) durch die digitale Übertragungsphysik (19) parallel zum Digitalteil (20) angeschlossen werden.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the analog parts ( 13 . 14 . 15 ) through digital transmission physics ( 19 ) parallel to the digital part ( 20 ) are connected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Übertragungsphysik (19) einen dominanten und einen rezessiven Pegel benutzt und der Ruhezustand rezessiv ist.Method according to Claim 1 or 2 or 3, characterized in that the digital transmission physics ( 19 ) uses a dominant and a recessive level, and the idle state is recessive. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsunterbrechung in einem der Analogteile (13, 14, 15) durch einen dominanten Pegel auf der digitalen Übertragungsphysik (19) gekennzeichnet wird.Method according to Claim 4, characterized in that a voltage interruption in one of the analog parts ( 13 . 14 . 15 ) by a dominant level on digital transmission physics ( 19 ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als digitale Übertragungsphysik (19) ein CAN-Transceiver (19) verwendet wird.Method according to claim 2, characterized in that as digital transmission physics ( 19 ) a CAN transceiver ( 19 ) is used. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Empfängern der digitalen Übertragungsphysik (19) eine Signalregeneration erfolgt.Method according to Claim 2, characterized in that behind the receivers of digital transmission physics ( 19 ) a signal regeneration takes place. Vorrichtung zur Erweiterung der räumlichen Ausdehnung bei Aktuator-Sensor-Interface-(ASI)-Bussystemen, bestehend aus miteinander mittels eines ASI-Bussystems vernetzten ASI-Slaves mit analogen und/oder binären Sensoren und/oder Aktuatoren, wobei die Bedienung des ASI-Bussystems von wenigstens einem ASI-Master, bestehend aus wenigstem einem Analogteil zum Senden und Empfangen der ASI-Pegel sowie einem logisch getrennten Digitalteil zum Senden und Empfangen der digitalen Pegel, und die Verarbeitung der ASI-Daten von wenigstens einem Verarbeitungsrechner durchgeführt wird, wobei mehrere Analogteile (13, 14, 15) vorhanden sind und mit nur einem Digitalteil (20) gekoppelt einen räumlich aufgeteilten ASI-Master bilden, wobei die Analogteile des räumlich aufgeteilten ASI-Masters jeweils ein eigenes Bus-Segment (7, 8, 9) bilden und wobei der räumlich aufgeteilte ASI-Master von allen Analogteilen aus ein gleiches Master-Telegramm sendet aber nur von einem Analogteil her die Antwort eines Slaves empfängt.Device for expanding the spatial extent in actuator sensor interface (ASI) bus systems, consisting of mutually networked by means of an ASI bus ASI slave with analog and / or binary sensors and / or actuators, the operation of the ASI bus system at least one ASI master, comprising at least one analog part for transmitting and receiving the ASI levels and a logically separated digital part for transmitting and receiving the digital levels, and processing the ASI data is performed by at least one host computer, wherein a plurality of analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and with only one digital part ( 20 ) coupled form a spatially split ASI master, wherein the analog parts of the spatially split ASI master each have their own bus segment ( 7 . 8th . 9 ) and wherein the spatially divided ASI master sends an identical master telegram from all analog parts but only receives the response of a slave from an analog part. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogteile (13, 14, 15) und der Digitalteil (20) räumlich getrennt sind und über eine größere Distanz durch eine digitale Übertragungsphysik (19) miteinander verbunden sind, wobei die digitale Übertragungsphysik (19) einen dominanten und einen rezessiven Pegel benutzt und der Ruhezustand rezessiv ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the analog parts ( 13 . 14 . 15 ) and the digital part ( 20 ) are spatially separated and over a greater distance by a digital transmission physics ( 19 ), whereby digital transmission physics ( 19 ) uses a dominant and a recessive level, and the idle state is recessive. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Übertragungsphysik (19) ein CAN-Transceiver (19) ist.Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the digital transmission physics ( 19 ) a CAN transceiver ( 19 ). Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogteile (13, 14, 15) durch die digitale Übertragungsphysik (19) parallel zum Digitalteil (20) angeschlossen sind. 12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem ASI-Segment (28, 29, 30) bzw. zu jedem Analogteil (32) ein ASI-Entkopplungsnetzwerk (26) des ASI-Netzteils gehört, wobei das ASI-Entkopplungsnetzwerk (26) des ASI-Netzteils in die Vorrichtung bzw. in das ASI-Analogteil (32) integriert ist.Apparatus according to claim 8 or 9 or 10, characterized in that the analog parts ( 13 . 14 . 15 ) through digital transmission physics ( 19 ) parallel to the digital part ( 20 ) are connected. 12 , Device according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that for each ASI segment ( 28 . 29 . 30 ) or to each analog part ( 32 ) an ASI decoupling network ( 26 ) of the ASI power supply, the ASI decoupling network ( 26 ) of the ASI power supply in the device or in the ASI analog part ( 32 ) is integrated. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem ASI-Segment (28, 29, 30) ein ASI-Netzteil (26) gehört, welches ganz in das ASI-Analogteil (32) integriert ist.Device according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that for each ASI segment ( 28 . 29 . 30 ) an ASI power supply ( 26 ) which belongs entirely to the ASI analog part ( 32 ) is integrated.
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