DE19844185A1 - Busleitungssystem - Google Patents
BusleitungssystemInfo
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Abstract
Es wird ein Busleitungssystem (1) angegeben, insbesondere zur Steuerung von hydraulischen Kompaktantrieben als Teilnehmer, mit einer elektrischen Ringleitung (2), an der mehrere Teilnehmer (LPU) angeschlossen sind, und mit mindestens einer Steuereinrichtung (5), an der mindestens ein Teilnehmer (6) angeschlossen ist und die zwischen zwei Teilen der Ringleitung (2) angeordnet ist. DOLLAR A Man möchte ein derartiges System auch für schwierige Einsatzbedingungen geeignet machen. DOLLAR A Hierzu weist die Steuereinrichtung (5) einen herausgeführten Anschluß (7) für den angeschlossenen Teilnehmer (6) auf, der die gleiche Charakteristik wie die Ringleitung (2) aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Busleitungssystem, insbeson
dere zur Steuerung von hydraulischen Kompaktantrieben
als Teilnehmer, mit einer elektrischen Ringleitung, an
der mehrere Teilnehmer angeschlossen sind, und mit min
destens einer Steuereinrichtung, an der mindestens ein
Teilnehmer angeschlossen ist und die zwischen zwei Tei
len der Ringleitung angeordnet ist.
Ein derartiges Busleitungssystem ist aus WO 98/30961
bekannt. Die Ringleitung weist hierbei zwei Signallei
tungen und eine Energieversorgungsleitung auf. Die
Teilnehmer sind teilweise als "ungesicherte Teilnehmer"
und teilweise als gesteuerte Teilnehmer angeschlossen.
Die gesteuerten Teilnehmer weisen eine Steuereinrich
tung auf, die entweder die beiden Teile der Ringlei
tung, mit denen die Steuereinrichtung verbunden ist,
miteinander verbindet, also durchschleift, oder den
Teilnehmer mit dem einen oder mit dem anderen Teil oder
Ast der Steuereinrichtung verbindet. Für den Fall, daß
die Leitungen nicht durchgeschleift werden, sind in der
Steuereinrichtung Abschlußwiderstände vorgesehen, die
notwendig sind, damit bei den Signalleitungen keine Re
flexionen auftreten.
Der bevorzugte Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen
Busleitungssystems liegt in der Ansteuerung von soge
nannten Kompaktantrieben. Derartige Kompaktantriebe,
die auch als "Powerpack" bezeichnet werden, weisen eine
hydraulisch betätigbare Armatur auf, die von einem hy
draulischen Stellmotor angetrieben wird. Zur Versorgung
des Stellmotors mit Hydraulikflüssigkeit unter entspre
chendem Druck ist in dem Antrieb eine Pumpe vorgesehen,
die von einem Antriebsmotor angetrieben wird. Derartige
Kompaktantriebe haben den Vorteil, daß sie zwar mit der
Stabilität und Steifheit eines hydraulischen Systems
arbeiten, aber keine hydraulischen Versorgungsleitungen
erfordern. Die Steuerung und die Energiezufuhr können
vielmehr über rein elektrisch geführte Leitungen erfol
gen.
Derartige Kompaktantriebe werden in der Regel in rela
tiv stark belasteten Umgebungen eingesetzt, beispiels
weise auf Schiffen, in Prozeßanlagen der chemischen In
dustrie, im Bergbau oder im Kraftwerksbereich. Bei der
artig aggressiven oder stark beanspruchenden Umgebungen
läßt sich das bekannte Busleitungssystem nicht mit der
gewünschten Zuverlässigkeit betreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Buslei
tungssystem für schwierige Einsatzbedingungen geeignet
zu machen.
Diese Aufgabe wird bei einem Busleitungssystem der ein
gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Steuerein
richtung einen herausgeführten Anschluß für den ange
schlossenen Teilnehmer aufweist, der die gleiche Cha
rakteristik wie die Ringleitung aufweist.
Damit wird der Teilnehmer, beispielsweise der Kom
paktantrieb, so gestellt, als wäre er direkt in die
Ringleitung eingebunden. Allerdings bleiben für diesen
Teilnehmer die bekannten Sicherheitsaspekte erhalten,
d. h. mit Hilfe der Steuereinrichtung ist es nach wie
vor möglich, den Teilnehmer auch in einem Fehlerfall
mit dem ungestörten Ast, Zweig oder Teil der Ringlei
tung zu verbinden, so daß dieser Teilnehmer auf jeden
Fall mit den notwendigen Signalen und der notwendigen
elektrischen Energie versorgt werden kann. Hierbei ist
es nun aber möglich, den Teilnehmer von der Steuerein
richtung räumlich zu trennen. Diese räumliche Trennung
hat den Vorteil, daß die Steuereinrichtung beispiels
weise in einer anderen Umgebung untergebracht sein
kann. Es reicht aber in vielen Fällen auch aus, wenn
die Steuereinrichtung in einem eigenen Gehäuse unterge
bracht ist, das von dem des Kompaktantriebs schwin
gungsmäßig entkoppelt ist. Insbesondere dann, wenn die
Steuereinrichtung zum Schalten mechanische Schalter,
wie elektromagnetische Relais, aufweist, führen die
Schläge und Schwingungen, die der Kompaktantrieb er
zeugt oder denen er ausgesetzt ist, vielfach zu Fehl
funktionen der Schaltstrecken. Mit Hilfe der Entkopp
lung kann diese Erscheinung vermieden oder zumindest
verringert werden.
Vorzugsweise ist der Anschluß so dimensioniert, daß
mehr als ein Teilnehmer versorgbar ist. Man kann nun
die Steuereinrichtung als "Sicherheitseinrichtung" ver
wenden und an den Ausgang die Teilnehmer anschließen,
die im Fehlerfall auf jeden Fall weiterarbeiten müssen.
Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß
man einzelne Stichstrecken aus der Ringleitung heraus
führen kann, die es beispielsweise erlauben, den Auf
wand für die Leitungsführung zu verringern. Man muß
keine doppelten Leitungen zu einzelnen Teilnehmern füh
ren, wenn man mit einer Stichleitung auskommen kann.
Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung eine mit bei
den angeschlossenen Teilen der Ringleitung verbundene
Überwachungseinrichtung auf. Damit ist die Steuerein
richtung autonom in der Lage festzustellen, ob auf ei
nem Teil der Ringleitung ein Fehler aufgetreten ist
oder nicht. Es ist also nicht unbedingt notwendig, daß
die Steuereinrichtung mit benachbarten Einrichtungen
kommuniziert. Die Überwachungseinrichtung kann auch le
diglich aufgrund eines auf der Ringleitung herrschenden
Zustands, beispielsweise einer anliegenden Spannung,
entscheiden, ob Normalbetrieb vorliegt oder ein Fehler
aufgetreten ist.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Überwachungs
einrichtung für jeden Ringleitungsteil einen Aufnehmer
aufweist, der einen von der Ringleitung galvanisch ent
koppelten Ausgang aufweist. Die galvanische Entkopplung
vermeidet, daß beispielsweise Fehler, wie Kurzschlüsse
oder Überspannungen, auf die Überwachungseinrichtung
und die daran angeschlossenen Elemente durchschlagen.
Man vermeidet also die Fortpflanzung von Fehlern bei
einer Beibehaltung der gewünschten Information.
Hierbei wirkt der Aufnehmer mit einem Teil der Ringlei
tung zusammen, der als Energieübertrager ausgebildet
ist. Die Ringleitung hat hierbei zwei Aufgaben. Zum ei
nen muß sie Signale übertragen, die den einzelnen Teil
nehmern anzeigen, welche Funktion sie durchführen sol
len. Hierbei kann jeder Information beispielsweise eine
Codierung vorgeschaltet sein, so daß der einzelne Teil
nehmer "weiß", ob das entsprechende Signal für ihn be
stimmt ist oder nicht. Zum anderen überträgt die
Ringleitung auch die elektrische Energie zur Versorgung
der Teilnehmer, beispielsweise um einen Motor anzutrei
ben. Wenn man diesen Teil der Ringleitung überwacht,
kann man einen Großteil der möglichen Fehler feststel
len. Ein Fehler in der Ringleitung äußert sich nämlich
in der Regel in einer Leitungsunterbrechung oder in ei
nem Kurzschluß. Beide Zustände lassen sich auf einfache
Art und Weise feststellen.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Aufnehmer als Optokopp
ler oder als Übertrager ausgebildet ist. Beide Bauele
mente sind in der Lage, eine galvanische Entkopplung
zwischen der Energieübertragungsleitung und der Überwa
chungseinrichtung zu bewirken, ohne einen Informations
verlust zur Folge zu haben.
Mit Vorteil weist die Übertragungseinrichtung einen Si
gnaldetektor auf, der mit einem Signalteil der Ringlei
tung zusammenwirkt und das Vorhandensein von Signalen
erfaßt. Auch die Abwesenheit von Signalen ist ein Zei
chen für die Störung der Ringleitung. Wenn also auf ei
nem Teil der Ringleitung kein Signal ankommt, dann be
steht eine gewisse Wahrscheinlichkeit für einen Fehler.
Die Steuereinrichtung kann dann auf den anderen Teil
der Ringleitung umschalten. Diese Maßnahme kann sowohl
alleine vorgesehen sein als auch im Zusammenhang mit
der Überwachung der Energieversorgung.
Mit Vorteil weist der Signaldetektor eine Schutzbe
schaltung auf. Diese Schutzbeschaltung sichert den Si
gnaldetektor gegen Beschädigungen durch Überspannungen,
zu hohe Ströme und gegebenenfalls auch gegen Kurz
schlüsse. Sie hat zwei Vorteile. Zum einen wird die
Montage weniger gefährlich, d. h. eine Verpolung, bei
der versehentlich Signalanschlüsse mit Energieübertra
gungsleitungen verbunden werden, führen nicht sofort zu
einer Zerstörung des Signaldetektors. Zum anderen ist
aber auch eine Sicherheit für den Fall gegeben, daß bei
einer Leitungsstörung die Signalleitung beziehungsweise
der entsprechende Teil der Busleitung mit Energieüber
tragungsleitungen kurzgeschlossen werden.
Vorteilhafterweise ist eine Stromversorgungseinrichtung
mit beiden Teilen der Ringleitung verbunden. Die Strom
versorgungseinrichtung stellt die Energieversorgung der
Steuereinrichtung sicher. Da sie mit beiden Teilen der
Ring- oder Busleitung verbunden ist, wird die Stromver
sorgung also auch für den Fehlerfall sichergestellt.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß zwischen der
Stromversorgungseinrichtung und jedem Teil der Ringlei
tung eine in Richtung der Ringleitung sperrende Diode
angeordnet ist. Man sichert sich damit dagegen, daß im
Fall eines Kurzschlusses in einem Teil der Ringleitung
der Strom einfach zu diesem Teil der Ringleitung ab
fließt. Dieser Stromfluß wird vielmehr durch die Diode
unterbunden. Andererseits läßt die Diode natürlich den
entsprechenden Strom in Richtung auf die Stromversor
gungseinrichtung durch, so daß die Versorgung gesichert
bleibt.
Mit Vorteil ist die Ringleitung mit einer Zentralein
heit verbunden, die in einem zur Ringleitung führenden
Pfad eine schnellauslösende Sicherung aufweist. Insbe
sondere bei aggressiven oder stark belastenden Umgebun
gen kann es vorkommen, daß die Schaltstrecken, die in
der Steuereinrichtung vorgesehen sind, "hängen", also
nicht mit der gewünschten Charakteristik arbeiten. In
diesem Fall kann ein hoher Stromfluß auftreten, der zu
einem Verschweißen der Kontakte der Schaltstrecken
führt. Dieser Fehler kann auch dann auftreten, wenn
beispielsweise ein Teilnehmer in einen Fehlerzustand
geht. Die schnellauslösende Sicherung ist nun so dimen
sioniert, daß sie den Stromfluß unterbricht, bevor eine
dauerhafte Beschädigung der Schaltkontakte oder Schalt
strecke auftreten kann. Der kurzfristige Ausfall des
kompletten Busleitungssystems ist in der Regel leichter
zu verkraften als die Beschädigung der Steuereinrich
tung. Die Sicherung kann nämlich beispielsweise in ei
ner zentralen Position angeordnet sein, wo sie leicht
zugänglich ist. Die Teilnehmer werden aber vielfach an
Positionen angeordnet sein, die dem direkten Zugriff
entzogen sind.
Mit Vorteil ist in Reihe mit der Sicherung eine Paral
lelschaltung aus einem Strombegrenzer und einem Schal
ter angeordnet. Wenn die Sicherung ausgelöst hat, muß
man in der Regel eine Diagnose des gesamten Buslei
tungssystems durchführen. In diesem Fall öffnet man den
Schalter, der den Strombegrenzer ansonsten überbrückt.
Der Strombegrenzer kann im einfachsten Fall als ohm
scher Widerstand ausgebildet sein. Die Busleitung wird
dann mit einer verminderten Spannung betrieben, die so
klein ist, daß auch im Fehlerfall keine Ströme auftre
ten, die zu dauerhaften Beschädigungen führen. Man kann
nämlich beobachten, daß ein derartiger Fehlerfall
manchmal nur auf mechanische Belastungen zurückzuführen
ist, die zur Folge haben, daß die Schaltkontakte auch
ohne die entsprechende Antriebsleistung durch einen
Elektromagneten in Kontakt kommen. Wenn die entspre
chende mechanische Belastung wegfällt, dann entfällt
auch der Störungsfall.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich
nung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Busleitungs
anordnung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Steuer
einrichtung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Zen
traleinheit an ihrem Ausgang.
Fig. 1 zeigt ein Busleitungssystem 1 mit einer Ringlei
tung 2, die von einer Zentraleinheit 3 ausgeht
(Anschluß A) und zu ihr zurückkehrt (Anschluß B). Über
beide Anschlüsse A, B können sowohl Signale als auch
elektrische Leistungen abgegeben werden. Für die nach
folgende Erläuterung wird der mit dem Anschluß A ver
bundene Teil der Ringleitung mit A-Bus bezeichnet, wäh
rend der mit dem Anschluß B verbundene Teil mit B-Bus
bezeichnet wird.
Die Ringleitung enthält vier Adern, nämlich zwei zur
Energieübertragung und zwei zur Signalübertragung. Man
kann als Protokoll beispielsweise das CAN- oder RS485-
Protokoll verwenden.
An der Ringleitung 2 sind viele Verbraucher oder Teil
nehmer LPU angeordnet. Diese Verbraucher erhalten von
der Zentraleinheit 3 Steuerbefehle, in deren Abhängig
keit sie bestimmte Aktionen bewirken oder durchführen,
und elektrische Energie in Form von Strom und Spannung.
Beispielsweise handelt es sich bei den Teilnehmern um
hydraulische Kompaktantriebe, bei denen auf ein Signal
hin ein Elektromotor in Betrieb gesetzt wird, der eine
hydraulische Pumpe antreibt. Die hydraulische Pumpe
fördert Hydraulikflüssigkeit unter einem gewissen Druck
in einen Stellmotor, der seinerseits das Verstellen ei
ner angeschlossenen Armatur bewirken kann. Ein derarti
ges System findet man beispielsweise auf Schiffen, ins
besondere Tankschiffen, wo eine Vielzahl von Ventilen,
Klappen oder Weichen betätigt werden muß. Andere Anwen
dungsgebiete sind Prozeßanlagen der chemischen oder
pharmazeutischen Industrie, Bergwerke oder Kraftwerke.
Es läßt sich nun manchmal nicht vermeiden, daß in der
Ringleitung 2 eine Störung auftritt. Ein Beispiel für
eine Störstelle 4 ist durch ein Kreuz in dem rechten
Ast der Ringleitung 2 dargestellt. Wenn es sich hierbei
um eine Leitungsunterbrechung handelt, ist eine Versor
gung der Verbraucher LPU, die sich unterhalb und links
der Störstelle (bezogen auf Fig. 1) befinden, über der
Anschluß A nicht mehr möglich. Aufgrund der Ringstruk
tur ist eine Versorgung allenfalls über den B-Bus mög
lich.
Um eine derartige Störung 4 beherrschen zu können, sind
nun mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei
Steuereinrichtungen 5 vorgesehen, die in die Ringlei
tung 2 geschaltet sind. An die rechte Steuereinrichtung
5 ist ein weiterer Verbraucher 6 angeschlossen, der im
übrigen genauso aufgebaut sein kann wie die übrigen
Teilnehmer oder Verbraucher LPU. Durch einen Leitungs
ast 7 ist dargestellt, daß noch weitere Verbraucher an
geschlossen werden können. Eine Steuereinrichtung 5
kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel bis zu fünf
Verbraucher 6 versorgen.
Die Steuereinrichtung 5 stellt sicher, daß der Verbrau
cher 6 und die am Leitungsast 7 angeschlossenen weite
ren Verbraucher immer mit dem Bus, also dem A-Bus oder
dem B-Bus, verbunden werden, der nicht gestört ist. Man
kann also an die Steuereinrichtung 5 die sogenannten
"sicheren" Verbraucher anschließen, also solche Ver
braucher, deren Funktion auch im Fehlerfall sicherge
stellt werden muß.
Der nähere Aufbau einer Steuereinrichtung 5 ergibt sich
aus Fig. 2, die eine schematische Darstellung der elek
trisch Beschaltung der Steuereinrichtung 5 zeigt.
An einer Klemmenleiste 8 ist der A-Bus angeschlossen.
An einer Klemmenleiste 9 ist der B-Bus angeschlossen.
Die beiden Klemmenleisten 8, 9 haben jeweils zwei An
schlüsse V zur Spannungsversorgung und zwei Anschlüsse
S zur Signalversorgung. Die beiden Anschlüsse V sind
dementsprechend mit einem Energieübertragungsteil der
Ringleitung 2 verbunden, beispielsweise zwei Adern, die
220 V Wechselstrom führen. Die beiden Anschlüsse S sind
mit einem Signalteil der Ringleitung 2 verbunden, die
beispielsweise aus zwei Adern bestehen kann, die ein
4 . . . 20 mA-Signal führen. In vielen Fällen wird es aber
günstiger sein, ein digitales Signal über die Leitung
zu übertragen.
Die Klemmen V der beiden Klemmleisten 8, 9 sind über
ein Relais R1 jeweils mit den entsprechenden Klemmen V
der anderen Klemmleiste 9, 8 verbunden. Entsprechend
sind die Klemmen S über ein Relais R2 miteinander ver
bunden. Die Relais R1, R2 können die Verbindung schal
ten und unterbrechen.
Die Signalklemmen S beider Klemmenleisten 8, 9 sind zu
Schaltstrecken eines dritten Relais R3 geführt, das
entweder die Signalklemmen S der Klemmenleiste 8 mit
einem Signaldetektor 10 verbindet oder die Signalklem
men S der Klemmenleiste 9. Der Signaldetektor 10 meldet
an eine Verarbeitungseinrichtung 11, beispielsweise ei
ne CPU, ob ein Signal auf dem Signalteil der Ringlei
tung des A-Bus anliegt oder nicht. Der Eingang des Si
gnaldetektors 10 ist durch eine Schutzschaltung 12 ge
schützt, die in jedem Eingangspfad einen PTC-Widerstand
13 und einen ohmschen Widerstand 14 aufweist. Ferner
sind die beiden Eingangsleitungen des Signaldetektors
10 über eine Anordnung von gegeneinander geschalteten
Zenerdioden 15 miteinander verbunden. Falls eine Über
spannung auftritt, dann wird diese über die Zenerdioden
15 abgefangen. Ein zu hoher Strom wird durch die PTC-
Widerstände 13 verhindert. Sollte also bei der Montage
ein Fehlanschluß auftreten, bei dem die 220 V führenden
Leitungen mit den Signalklemmen S verbunden werden,
wird der Signaldetektor 10 nicht beschädigt.
Die Ausgänge des dritten Relais R3 sind mit einer wei
teren Klemmenleiste 16 verbunden, und zwar dort mit
entsprechenden Signalklemmen S. Mit Hilfe von zwei zu
sätzlichen, nicht näher dargestellten Relais ist es
möglich, auch die Klemmenleiste 16 abzutrennen, um bei
spielsweise bei einer Fehlerdiagnose den Zweig 7 ab
schalten zu können.
Die Klemmen V der Klemmenleiste 8 und die Klemmen V der
Klemmenleiste 9 sind mit einem vierten Relais R4 ver
bunden, dessen Ausgänge mit den Klemmen V der Klemmen
leiste 16 verbunden sind. An diese Klemmenleiste 16
läßt sich dementsprechend eine Leitung 7 mit den glei
chen Eigenschaften anschließen wie die Ringleitung 2
auch. Der Verbraucher 6 kann an diese Klemmenleiste 16
angeschlossen werden. Er muß also keine Baueinheit mehr
mit der Steuereinrichtung 5 bilden.
Die Klemmen V der Klemmenleiste 8 sind über eine
Gleichrichteranordnung 17 mit einem Optokoppler OPT A
verbunden. Die Klemmen V der Klemmenleiste 9 sind über
eine Gleichrichteranordnung 18 mit einem Optokoppler
OPT B verbunden. Solange eine Spannung an den Klemmen V
anliegt, meldet der jeweilige Optokoppler OPT A, OPT B
diese Tatsache an die Verarbeitungseinrichtung 11, wo
bei die Verarbeitungseinrichtung 11 galvanisch von den
Klemmen V der Klemmenleiste 8, 9 und 16 entkoppelt ist.
Beide Gleichrichteranordnungen 17, 18 können, wie dies
bekannt ist, durch eine entsprechende Diodenbrücke ge
bildet werden.
Der Ausgang der Gleichrichteranordnungen 17, 18 ist
über je eine Diode DA, DB mit einer Stromversorgungs
einrichtung 19 verbunden. Die Stromversorgungseinrich
tung 19 liefert eine Versorgungsspannung +12 V Gleich
strom an die Verarbeitungseinrichtung 11, und ggf. auch
noch, wie dies mit einer strichelten Linie dargestellt
ist, eine Versorgungsspannung von +5 V. Es kann sich
hierbei um eine "Topswitch"-Schaltung der Firma Inte
grations, Inc. handeln. Diese macht es möglich, mit ei
nem sehr kleinen Transformator auszukommen, um die Re
lais zu aktivieren. Dies ist vor allem vorteilhaft bei
der Verwendung in Schiffen, wo Vibrationen unvermeid
lich sind.
Fig. 3 zeigt den Ausgang der Zentraleinheit 3, genauer
gesagt den Ausgang des Versorgungsanteils für die
Ringleitung 2.
Eine nur schematisch dargestellte Spannungsquelle 20
ist über ein schnellauslösende Sicherung 21 mit einer
Parallelschaltung aus einem als Strombegrenzer arbei
tenden Widerstand 22 und einem Schalter 23 mit den bei
den Teilen A, B des Anschlusses für die Ringleitung 2
verbunden. Es können auch noch zusätzliche Schalter 24,
25 vorgesehen sein, mit denen sowohl der A-Bus als auch
der B-Bus getrennt von der Energieversorgung abgeschal
tet werden können.
Die Steuereinrichtung 5 arbeitet wie folgt:
Im Normalfall, also im ungestörten Zustand, sind die Relais R3, R4 so geschaltet, wie dies in Fig. 2 darge stellt ist. Dies hat zur Folge, daß die Klemmenleiste 8 mit der Klemmenleiste 16 verbunden ist, d. h. die Lei tung 7 ist mit dem A-Bus verbunden. Alle Signale, die auf dem A-Bus ankommen, werden an die Leitung 7 über tragen, ohne daß sie weiter gestört werden.
Im Normalfall, also im ungestörten Zustand, sind die Relais R3, R4 so geschaltet, wie dies in Fig. 2 darge stellt ist. Dies hat zur Folge, daß die Klemmenleiste 8 mit der Klemmenleiste 16 verbunden ist, d. h. die Lei tung 7 ist mit dem A-Bus verbunden. Alle Signale, die auf dem A-Bus ankommen, werden an die Leitung 7 über tragen, ohne daß sie weiter gestört werden.
Solange eine Spannung an den Klemmen V der Klemmenlei
ste 8 anliegt, signalisiert der Optokoppler OPTA der
Verarbeitungseinrichtung 11, daß von der Versorgungs
seite her alles in Ordnung ist. Der Signaldetektor 10
signalisiert, daß auf den Signalklemmen S der Klemmen
leiste 8 eine entsprechende Signalspannung anliegt.
Beispielsweise erfaßt er, ob bei einem 4 . . . 20 mA Signal
der Mindeststrom fließt oder ein digitales Signal oder
Signalmuster, etwa nach dem RS485-Protokoll, anliegt.
Gleichzeitig wird die Stromversorgungseinrichtung 19 in
die Lage versetzt, die für den Betrieb sämtlicher Ein
richtungen notwendigen Spannungen zu liefern.
Die Schaltstrecken der Relais R1, R2 können, wie darge
stellt, geöffnet sein. Wenn man auch die an der Klem
menleiste 9 anliegenden Teile der Ringleitung 2 über
den A-Bus versorgen möchte, also nicht über den B-Bus,
kann man diese Schaltstrecken auch schließen.
Wenn nun die Verarbeitungseinrichtung 11 feststellt,
daß ein Fehler aufgetreten ist, beispielsweise der Op
tokoppler OPTA kein Ausgangssignal mehr liefert oder
der Signaldetektor 10 feststellt, daß keine Signale
vorhanden sind, dann schaltet die Verarbeitungseinrich
tung 11 über ihren Ausgang T die Relais R3, R4 um, so
daß die Versorgung der Klemmenleiste 16 nunmehr unmit
telbar über den B-Bus erfolgt.
Die Stromversorgungseinrichtung 19 wird dann über die
Diode DB versorgt. Die Diode DA verhindert, daß der
Strom zum Fehler auf dem A-Bus abfließen kann.
Im Normalbetrieb sind die Schalter 24, 25 und auch der
Schalter 23 (Fig. 3) geschlossen. Wenn nun ein Fehler
auftritt, der zu einem großen Stromfluß führt, der wie
derum zu einem Verschweißen oder einer anderen Beschä
digung der Schaltkontakte der Relais R1-R4 führen könn
te, dann löst die Sicherung 21 aus. Damit ist zwar die
gesamte Ringleitung 2 ohne Energieversorgung. Eine dau
erhafte Beschädigung der Relais-Kontakte (entsprechen
des gilt für Halbleiterstrecken, wenn anstelle der Re
lais Halbleiterschalter verwendet werden) wird jedoch
vermieden.
Wenn man die Sicherung 21 wieder eingeschaltet oder
ausgetauscht hat, ist normalerweise eine Diagnose der
Ringleitung 2 mit den daran angeschlossenen Verbrau
chern erforderlich. Um hierbei zu verhindern, daß so
fort wieder ein Auslösen der Sicherung erfolgt, wird
der Schalter 23 geöffnet. Der Strom wird dann über den
Strombegrenzer 22 auf einen vorbestimmten Maximalwert
begrenzt, der so gewählt ist, daß er eine Beschädigung
nicht verursachen kann. Man kann dann in Ruhe überprü
fen, ob der Fehler beseitigt ist oder wo er sich befin
det. Wenn das System wieder fehlerfrei ist, wird der
Schalter 23 geschlossen. Mit Hilfe cer Schalter 24, 25
kann man gegebenenfalls überprüfen, ob der A-Bus oder
der B-Bus defekt sind. Durch die Verwendung der lokalen
Stromversorgung 19 in den einzelnen Steuereinrichtungen
ist der Diagnosebetrieb auch mit verminderter Spannung
möglich.
Claims (12)
1. Busleitungssystem, insbesondere zur Steuerung von
hydraulischen Kompaktantrieben als Teilnehmer, mit
einer elektrischen Ringleitung, an der mehrere
Teilnehmer angeschlossen sind, und mit mindestens
einer Steuereinrichtung, an der mindestens ein
Teilnehmer angeschlossen ist und die zwischen zwei
Teilen der Ringleitung angeordnet ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) einen
herausgeführten Anschluß (16) für den angeschlosse
nen Teilnehmer (6) aufweist, der die gleiche Cha
rakteristik wie die Ringleitung (2) aufweist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anschluß (16) so dimensioniert ist, daß mehr
als ein Teilnehmer (6) versorgbar ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuereinrichtung (5) eine mit beiden
angeschlossenen Teilen der Ringleitung (2) verbun
dene Überwachungseinrichtung (OPTA, OPTB, 10, 11)
aufweist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Überwachungseinrichtung für jeden Ringleitungs
teil einen Aufnehmer (OPTA, OPTB) aufweist, der ei
nen von der Ringleitung (2) galvanisch entkoppelten
Ausgang aufweist.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Aufnehmer mit einem Teil (V) der Ringleitung
(2) zusammenwirkt, der als Energieübertrager ausge
bildet ist.
6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Aufnehmer (OPTA, OPTB) als Optokoppler
oder als Übertrager ausgebildet ist.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung ei
nen Signaldetektor (10) aufweist, der mit einem Si
gnalteil (S) der Ringleitung (2) zusammenwirkt und
das Vorhandensein von Signalen erfaßt.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Signaldetektor (10) eine Schutzbeschaltung (12)
aufweist.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Stromversorgungseinrich
tung (19) mit beiden Teilen der Ringleitung (2)
verbunden ist.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Stromversorgungseinrichtung (19) und
jedem Teil der Ringleitung (2) eine in Richtung der
Ringleitung sperrende Diode (DA, DB) angeordnet
ist.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringleitung (2) mit einer
Zentraleinheit (3) verbunden ist, die in einem zur
Ringleitung (2) führenden Pfad eine schnellauslö
sende Sicherung (21) aufweist.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe mit der Sicherung (21) eine Parallel
schaltung aus einem Strombegrenzer (22) und einem
Schalter (23) angeordnet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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