DE19726826A1 - Modulares Gerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein modulares Gerät mit einem anwendungsneutralen Teil, Ankoppler, und zumindest einem an­ wendungsspezifischen Teil, Anwendungsmodul. Ein derartiges Gerät kann in einem System aus informationstechnisch ver­ knüpften Teilnehmerstationen als Systemeinheit dienen.

Ein derartiges modulares Gerät eignet sich auch, als Teilneh­ merstation in einem Bussystem der European Installation Bus Association, EIBA, eingesetzt zu werden. Um Teilnehmerstatio­ nen einfach in Betrieb nehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein Arbeitsmittel, "Tool", die Art des Anwendungsmoduls am Bus angeschlossener Geräte erkennen kann. Man möchte also die Art eines an der Teilnehmerstation angeschlossenen Gerä­ tetypes erkennen, indem man den sogenannten Typ des Anwen­ dungsmoduls auslesen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein modulares Gerät bereit zustellen, das in einem Systemverbund an Teilnehmersta­ tionen angeschlossene Geräte hinsichtlich ihrer Anwendungs­ funktionen auslesen und einer Systemeinheit mitteilen kann.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch ein modu­ lares Gerät nach Anspruch 1. Das Anwendungsmodul ist hierbei mit einer Identifizierungsschaltung, Kennschaltung, versehen, die über nicht flüchtige aus lesbare Identifizierungsmittel und Eingabemittel und/oder Ausgabemittel verfügt. Die Kenn­ schaltung ist dafür eingerichtet, mit dem Ankoppler über eine Leitung Informationen, auch einen Identifizierungskode, aus­ zutauschen.

Es gibt Kommunikationssysteme, die eine serielle Gerätenummer oder serielle Kommunikations-Chipnummer gespeichert haben. Diese serielle Nummer wird dazu verwendet, um bei der Inbe­ triebnahme neue an das Bussystem angeschlossene Geräte ein­ deutig unterscheiden zu können. Bei einem anderen heute zur Verfügung stehenden System wird durch einen sogenannten Typ­ widerstand die Anwendungsklasse in ihren Funktionen definiert und erkannt. An der Anwendungsschnittstelle, AST, zwischen Ankoppler und Anwendungsmodul werden die Kommunikationseigen­ schaften eines anzuschließenden Anwendungsgeräts hierbei durch den Typwiderstand beschrieben. Andererseits werden da­ durch auch allgemeine Eigenschaften des Anwendungsmoduls selbst beschrieben. So sind beispielsweise für einen Vier­ facheingang, einen Vierfachausgang, einen Zweifachein- und - ausgang, für serielle synchrone Schnittstelle und für seriel­ le asynchrone Schnittstelle bestimmte Widerstandswerte für den Typwiderstand vorgesehen. Der Typ kann von der Sy­ stemsoftware des Ankopplers, in einem Bussystem Busankoppler genannt, ausgewertet werden. Hierdurch vermeidet man u. a., daß an Ausgänge des Anwendungsmoduls ein Ankopplerausgang ge­ legt werden kann, was sonst zu Systemstörungen oder Kurz­ schlüssen führen könnte.

Die beiden geschilderten Identifizierungsverfahren beinhalten direkt keine detaillierte Aussage zum Typ eines am Anwen­ dungsmodul anzuschließenden Anwendungsgeräts. Ein derartiges Anwendungsgerät kann beispielsweise ein Zweipunktraumtempera­ turregler, ein Vierfachlichtschalter mit Vorwahl, ein Zwei­ fachlastaktor bis 16A, usw. sein.

Bei Geräten, die beim Kunden nicht getrennt als Busankoppler und Anwendungsmodul zur Verfügung stehen, besteht grundsätz­ lich die Möglichkeit, bei der Fertigung eine anwendungsbezo­ gene Identifizierung in den Speicher, EEPROM des Busankopp­ lers zu laden. Solange dieser Speicher nicht durch ein Anwen­ dungsprogramm später überschrieben wird, ist eine derartige Lösung möglich. Bei Geräten, die aus einem separat vertriebe­ nen Busankoppler und einem Anwendungsmodul als Einheit aus dem hier geschilderten Anwendungsmodul und einem Anwendungs­ gerät bestehen, beispielsweise ein Lichtschalter, ist bei der Fertigung des Busankopplers noch nicht abzusehen, welches An­ wendungsmodul auf dem Busankoppler später bei der Installati­ on aufgesetzt wird.

Alle diese geschilderten Probleme werden durch das hier ge­ schilderte modulare Gerät nach der Erfindung gelöst bzw. ver­ mieden. Durch ein Tool oder durch ein anderes Gerät kann über Bus die Identifizierung des Anwendungstyps ausgelesen werden. Ein derartiges modulares Gerät hat weiter den wesentlichen Vorteil, daß es in Systemen mit Typwiderstand auch in ge­ mischtem Betrieb arbeiten kann und andererseits kann es der­ artige Systeme vorteilhaft ersetzen.

Ein modulares Gerät in Gestalt einer Teilnehmerstation eines Bussystems, mit Busankoppler und Anwendungsmodul und mit Ken­ nung für anwenderspezifische Gegebenheiten kann nach einer Weiterbildung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3 aufgebaut sein. Die Kennschaltung verfügt hierbei über einen gesonder­ ten Anschluß für Bordnetz und einen Anschluß für einen Typwi­ derstand. Ein derartiges modulares Gerät kann mit oder ohne Typwiderstand arbeiten und ermöglicht weitergehende Kennungen für anwenderspezifische Eigenschaften. Für gemischten Betrieb ist ein modulares Gerät nach Anspruch 3 besonders vorteil­ haft. Hierbei kann bei Durchschaltung vom Übertragungsweg 6 zum gesonderten Anschluß 8 mit Typwiderstand gearbeitet wer­ den oder bei geöffneter Durchschaltung mit der Kennschaltung gearbeitet werden. Die Kennschaltung kann ein der Identifi­ zierung dienender Chip sein oder eine funktionaläquivalente Schaltung bzw. ein Funktionsblock. Die Kennung kann folgende Eigenschaften und Möglichkeiten eröffnen:

Eindraht-Übertragung über einen Anschluß, gewöhnlich als "Transceive" bezeichnet; einen Eingang für einen Typwider­ stand bzw. Adreßwiderstand. Der Typ oder, wenn dieser nicht benötigt wird, eine Adresse kann als Spannung ausgegeben wer­ den. Statt mit Spannung zu arbeiten kann auch ein Adreßselek­ tor nach Anspruch 10 bzw. Fig. 5 eingesetzt werden. Der Typwi­ derstand bzw. Adreßwiderstand kann also in eine Typ- bzw. Adreßausgangsspannung umgesetzt werden, die hochohmig und schaltbar mit dem Anschluß "Transceive" verbunden ist. Die Typ- bzw. Adreßausgangsspannung kann abgeschaltet werden, wenn am Ausgang "Transceive" eine andere Spannung als die Typ- bzw. Adreßausgangsspannung von außen eingeprägt wird. Alternativ kann abgeschaltet werden, wenn über den Ausgang "Transceive" ein Eingangsstrom größer als ein gewisser Schwellwert fließt. Alternativ kann auch abgeschaltet werden, wenn über Protokollmittel ein Abschaltauftrag für den Ausgang "Transceive" vorgegeben wird. Alternativ kann der Typ bzw. die Adresse in Form digitaler Daten ausgegeben werden. Wenn keine Kompatibilität mit Geräten mit Typwiderstand gefordert wird, kann der Typ bzw. die Adresse in Form digitaler Daten unter Verwendung zusätzlicher Protokoll-, Auswerte- und Steu­ ermittel erfolgen. Ein nicht flüchtiger Speicher bietet sich zur Speicherung des Typs des Anwendungsmoduls an. Dieser Typ kann als eindeutige Bestellnummer, als beschreibender Text oder als eine beliebige andere Kodierung wiedergegeben wer­ den. Logische Mittel und Zeitmittel zum Auslesen und Be­ schreiben des nicht flüchtigen Speichers und zum Übertragen von Daten können über eine Eindraht-Verbindung miteinander verknüpft sein.

Wahlweise können zusätzliche Eingänge für Adressierung-, Be­ dien- oder Anzeigemittel des Anwendungsmoduls vorgesehen sein. Diese Ein- und Ausgänge können analoge oder binäre Ein- und Ausgänge sein.

Wahlweise können der Anschluß für den Typwiderstand der Ein­ gabe- und Anzeigemittel unter Einsatz zusätzlicher Auswerte­ mittel, für die Erkennung einer Eingabe, und Umschaltmittel für die Ansteuerung der Anzeige eingesetzt werden. Mehrere Anwendungsmodule, die mit einer Kennung versehen sind, können parallel an eine Leitung angeschlossen werden und durch zu­ sätzliche Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel kann der Identifizierungskode der einzelnen Module sequentiell abge­ fragt werden.

Auf Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen beziehen sich die modularen Geräte nach den Ansprüchen 2 bis 14.

Die Erfindung soll nun anhand von den in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher er­ läutert werden:

In Fig. 1 ist das Prinzip eines modularen Gerätes veranschau­ licht.

In Fig. 2 ist ein heute übliches Gerät mit Typwiderstand wie­ dergegeben. Diese Figur bezieht sich also auf Stand Technik.

In Fig. 3 ist das Blockschaltbild für eine Kennungsschaltung dargestellt.

In Fig. 4 ist eine Kennschaltung veranschaulicht, bei der der Eingang für den Typwiderstand mit einem Adreßselektor verbun­ den ist.

In Fig. 5 ist eine Kennschaltung veranschaulicht, bei der die Adreßselektion digital ohne Wandlung in eine Ausgangsspannung erfolgt. Diese Ausführung könnte auch in Kombination mit ei­ ner Wandlung in Ausgangsspannung realisiert werden.

In Fig. 6 ist eine Kennschaltung für kombinierte Identifizie­ rung, Anzeige- und Bedienung in digitaler Ausführung und ohne Mischung von Ausgangsspannung und Daten am Ausgang A veran­ schaulicht.

In Fig. 7 ist eine Parallelschaltung mehrerer Kennungsschal­ tungen von Anwendungsmodulen, jeweils mit Kennungsschaltung, veranschaulicht. Man kann beispielsweise Reiheneinbaugeräte als modulare Geräte mit entsprechenden Eingabemodulen bestüc­ ken.

Das modulare Gerät nach Fig. 1 besteht aus einem anwendungs­ neutralen Teil, Ankoppler 1, und aus einem anwendungsspezifi­ schen Teil, Anwendungsmodul 2. Die Geräteteile sind an einer sogenannten Anwenderschnittstelle, AST, miteinander verbun­ den. Das Anwendungsmodul weist eine Kennschaltung 3 auf, die über nicht flüchtige auslesbare Speichermittel 4 nach Fig. 3 und Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel, auch kurz Steuer­ mittel genannt, 5 verfügt.

Die Kennschaltung 3 ist dafür eingerichtet, mit dem Ankoppler 1 über eine Leitung 6 Informationen, auch einen Identifizie­ rungskode, auszutauschen. Die Kennschaltung nach den Fig. 1 und 3 weist einen Anschluß 7 für Bordnetzversorgung und ei­ nen gesonderten Anschluß 8 für einen Typwiderstand 9 auf. Ei­ ne Einheit 10 kann als Spannungserzeuger ausgeführt sein und als Typspannungserzeuger verstanden werden. Ein Zeitsteuer­ mittel 11 arbeitet mit dem Steuermittel 5 zusammen. Eine Bordnetzspannung ist mit Vcc und Erde mit GND bezeichnet. Die Leitung 6 für Typerkennung bzw. Datenaustausch führe zu einer Anschlußstelle A.

Die Kennschaltung kann mit einem digitalen Identifizierungs­ kode arbeiten und Ein- und/oder Ausgabemittel 19, auch kurz Ausgabemittelgenannt, können für analogen Betrieb ausgelegt sein, wobei die Kennschaltung 3 über Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel 5, auch Zeitsteuermittel, verfügen kann, wo­ bei die gesonderte Leitung am Anschluß 8 sowohl für Analog­ werte als auch für Digitalübertragung genutzt werden kann.

Eine herkömmliche Schaltung unter Verwendung eines Typwider­ stands 9 ist in Fig. 2 veranschaulicht. Der Typwiderstand 9 ist je nach Anwendungsfall beispielsweise variabel von 0 Ω bis 1 MΩ ausgelegt. Die vom System verwendete Spannung als Typspannung steht zwischen dem Anschlußpunkt A und Erde, GND, an. Das bekannte System arbeitet mit einem Analogeingang 13.

Im Ausführungsbeispiel für eine Kennschaltung 3 nach Fig. 4 wird mit einem Adreßselektor 14 gearbeitet. Es können auch Eingabe- und Ausgabemittel 19 dafür ausgelegt sein, ohne Be­ reitstellen einer Spannung, beispielsweise digital, zu arbei­ ten, wie in Fig. 5 veranschaulicht. Bei den Ausgabemitteln kann man mit einem Impedanzwandler arbeiten. Der Identifizie­ rungskode der Kennschaltung 3 kann in einem anwendungsneutra­ len Teil dafür ausgelegt sein, dem Anwendungsmodul eine ge­ sonderte Hardware- und/oder Softwarefunktion zuzuordnen. Die Kennschaltung 3 kann den Identifizierungskode und/oder Ausga­ bewerte mittels der Steuermittel 5 fernauslesbar bereitstel­ len. Dadurch kann man einer zentralen Steuerungseinrichtung oder einem Softwarewerkzeug, Tool, es ermöglichen, eine ge­ eignete Software mit passender Funktion in das Gerät zu la­ den. Ausgabemittel 19 können dafür ausgelegt sein, mehrere Geräte logisch miteinander zu verbinden, wie es in Fig. 7 ver­ anschaulicht ist.

Am Eingang 8 für einen Typwiderstand 9, beispielsweise nach Fig. 3, kann allgemein ein Adreßselektor 14 angeschlossen sein, wodurch der Eingang 8 für den Typwiderstand zur Adreß­ selektion genutzt werden kann, wenn ein System einen Typwi­ derstand nicht benötigt. Die Kennschaltung kann mit einem di­ gitalen Identifizierungskode arbeiten und die Ausgabemittel 19 können gleichfalls für digitalen Betrieb ausgelegt sein. Die Kennschaltung 3 kann hierbei vorteilhaft wieder über Steuermittel 5, insbesondere auch Zeitsteuermittel 11, verfü­ gen. Die Steuermittel können einem Ausgabemittel 19 zugeord­ net sein oder auch in einer Einheit dort untergebracht sein. Hierbei kann allgemein gesprochen eine Ausgangsspannungsum­ wandlung durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, oh­ ne eine Spannungsumwandlung für die Kodierung zu arbeiten, also beispielsweise digital. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist eine Kombination zur Identifizierung und Adreßselektion ohne Wandlung in eine Ausgangsspannung veranschaulicht. Die Schaltung arbeitet mit einer Einheit 15 für erweiterte Proto­ kollmittel, Auswerte- und Steuermittel. Sie arbeitet auf ei­ nen digitalen Adreßselektor 16.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist eine Kombination zur Identifizierung und für Anzeige und Bedienung veranschau­ licht, die digital arbeitet und an der Anschlußstelle A keine Mischung aus Ausgangsspannung und Daten bereitstellt. Wenn der Taster 17 - beispielsweise mit der Funktion eines Lernta­ sters - geschlossen wird, werden von einem Sender 18 optische Signale abgegeben.

Mehrere Anwendungsmodule, jeweils mit Kennschaltung 3, können in einem System parallel geschaltet und beispielsweise nach Fig. 7 angeordnet sein. Der Identifizierungskode der jeweili­ gen Kennschaltung 3 kann hierbei sequentiell abgefragt wer­ den.

Claims (14)

1. Modulares Gerät mit einem anwendungsneutralen Teil, An­ koppler (1), und zumindest einem anwendungsspezifischen Teil, Anwendungsmodul (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Anwendungsmodul (2) mit einer Identifizierungsschal­ tung, Kennschaltung (3), versehen ist, die über nicht flüch­ tige auslesbare Speichermittel (4) und Eingabemittel und/oder Ausgabemittel, Ausgabemittel (19), verfügt und daß die Kenn­ schaltung (3) dafür eingerichtet ist, mit dem Ankoppler (1) über einen Übertragungsweg (6) Informationen, auch einen Identifizierungskode, auszutauschen.

2. Modulares Gerät nach Anspruch 1 in Gestalt einer Teilneh­ merstation eines Bussystems, mit Busankoppler und Anwendungs­ modul (2) und mit Kennung für anwenderspezifische Gegebenhei­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) über einen Anschluß (7) für Bord­ netzversorgung und einen gesonderten Anschluß (8) für einen Typwiderstand (9) verfügt.

3. Modulares Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) über Durchschaltmittel zum Verbin­ den des Übertragungswegs (6) mit dem gesonderten Anschluß (8) verfügt.

4. Modulares Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) mit einem digitalen Identifizie­ rungskode arbeitet und daß die Ausgabemittel (19) für analo­ gen Betrieb ausgelegt sind, wobei die Kennschaltung (3) über Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel (5), insbesondere Zeitsteuermittel (11), verfügt.

5. Modulares Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabemittel (19) einen Impedanzwandler aufweisen.

6. Modulares Gerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifizierungskode der Kennschaltung (3) in einem anwendungsneutralen Teil dafür ausgelegt ist, dem Anwendungs­ modul eine geeignete Hardware- und/oder Softwarefunktion zu­ zuordnen.

7. Modulares Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) den Identifizierungskode und/oder Ausgabewerte den Ausgabemitteln (19) mittels der Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel fernauslesbar bereitstellt.

8. Gerät nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennschaltung (3) Ausgabemittel (19) vorgeschaltet sind, die dafür ausgelegt sind, eine Adreßselektion auszufüh­ ren.

9. Gerät nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennschaltung (3) Ausgabemittel (19) vorgeschaltet sind, die mit optischer Anzeige und Lerntaste versehen sind.

10. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) am gesonderten Anschluß (8) einen Spannungserzeuger (10) aufweist, der durch eine Einheit für Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel (5) angesteuert ist, wobei diese und der Spannungserzeuger (10) parallel an einem Informationsanschluß (A) angeschlossen sind und die Einheit mit einem nicht flüchtigen Speicher sowie mit einem Steuer­ mittel, insbesondere einem Zeitsteuermittel (11), in Verbin­ dung steht.

11. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am gesonderten Anschluß (8) für einen Typwiderstand (9) ein Adreßselektor (14) angeschlossen ist.

12. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennschaltung (3) mit einem digitalen Identifizie­ rungskode arbeitet und daß die Ausgabemittel (19) für digita­ len Betrieb ausgelegt sind, wobei die Kennschaltung (3) über Protokoll-, Auswerte- und Steuermittel, insbesondere Zeit­ steuermittel (11), verfügt, wobei ein digitaler Adreßselektor (16) vorgeschaltet ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Anwendungsmodule (2), jeweils mit Kennschaltung (3) versehen, in einem System parallel geschaltet angeordnet sind.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Anwendungsmodulen (2) in einem System der Identifizierungskode der jeweiligen Kennschaltung (3) sequen­ tiell abgefragt ist.