DE19915429A1 - Anschlußeinheit zur Verwendung beim PROFIBUS - Google Patents

Abstract

Es sollen aktive PROFIBUS-Teilnehmer während des laufenden Busbetriebes, bei denen alle Systeme hochgelaufen sind und unter Spannung stehen, angeschlossen werden. Dies war störungsfrei bisher nur mit spezieller Software möglich. Bei der erfindungsgemäßen Anschlußeinheit sind Mittel für eine zeitlich begrenzte galvanische Trennung des anzuschließenden aktiven Busteilnehmers vorhanden. Dadurch wird ein direktes Aufeinandertreffen einzelner Tokenringe vermieden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlußeinheit zur Verwendung beim PROFIBUS, insbesondere zum Anschließen von Teilnehmern an das System während des laufenden Busbetriebes.

Das Anschließen von betriebsbereiten aktiven PROFIBUS-Teil­ nehmern (Master) an ein laufendes Bussystem kann problema­ tisch sein. In diesem Fall stehen alle Systeme unter Spannung und sind an sich betriebsbereit. Dabei soll das Kontaktieren des entsprechenden Busteilnehmers beispielsweise über einen Busanschlußstecker an das Bussystem ohne Störung der Kommuni­ kation bzw. des Token-Managements am PROFIBUS möglich sein.

Zur Lösung letzteren Problems kommt bisher eine aufwendige lokale Softwarelösung "soft-entry" zum Einsatz, die jedoch nicht für alle aktiven Busteilnehmer realisierbar ist. Der Begriff "soft-entry" beschreibt die Funktion/Eigenschaft eines aktiven PROFIBUS-Teilnehmers, sich im Grundzustand ("System betriebsbereit") am Bus passiv zu verhalten. In der Praxis heißt dies, der Teilnehmer stellt sich nach dem Starten der Funktion mit Hilfe einer Bus-Scan-Funktion (sog. mithöhren) auf das aktuelle Busgeschehen ein und meldet sich erst danach bereit für die Aufnahme in den Tokenring.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zu schaffen, mit der das Anschließen von aktiven, insbesondere PROFIBUS-Teilnehmern, unabhängig von einer lokalen, auf­ wendigen Softwarelösung "soft-entry" während des laufenden Busbetriebes möglich ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine zeitlich begrenzte galvanische Trennung des anzuschlie­ ßenden aktiven Busteilnehmers bei der Buskontaktierung ein direktes Aufeinandertreffen von einzelnen, unabhängig von­ einander laufenden Tokenringe vermieden wird. Dafür ist bei­ spielsweise ein Stecker vorgesehen, in dem die entsprechende Verdrahtung realisiert ist. Eine geeignete Verdrahtung kann aber auch in den diesbezüglichen Betriebsgeräten integriert sein.

Mit der Anschlußeinheit gemäß der Erfindung wird ein zeitlich begrenzter Kurzschluß an der lokalen RS485-Schnittstelle des anzuschließenden Teilnehmers erreicht. Dieser wird dann in einen Zustand gebracht, indem er sich passiv am Bus verhält. Dieser "Wartezustand" bleibt so lange erhalten, bis der Teil­ nehmer durch die bereits vorhandenen Busteilnehmer in den Tokenring aufgenommen wird.

Mit der Erfindung wird also eine einfache Hardwarelösung für das Problem der in der Praxis bekannten, sogenannten Token­ kollision beim Anschließen von aktiven Busteilnehmern, im laufenden Betrieb am PROFIBUS realisiert. Insbesondere für die Vielzahl von Busteilnehmern, bei denen eine Software­ lösung über "soft-entry" nicht realisiert bzw. nicht möglich ist, ergeben sich dadurch erhebliche Vereinfachungen.

Weitere Einzelheiten und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt die Verdrahtung und Beschaltung in der neuen Anschlußeinheit.

In der Figur bedeuten 1 ein Anschluß für einen Busteilnehmer eines bekannten PROFIBUS(Process Field Bus)-Systems, das im einzelnen nicht dargestellt ist. Hierfür ist beispielsweise ein bekannter Vielpolstecker mit den in der Norm EN50170 für PROFIBUS festgelegten PIN-Belegung vorgesehen. Im einzelnen ist von den Anschlüssen F3 und F8 mit den Datenleitungen sowie F5 mit Masse und F6 mit 5 Volt verbunden. Dabei beinhaltet F8 die Datenleitung A und F3 die Datenleitung B. Die übrigen Anschlüsse sind nicht belegt.

Mit 10 ist ein Mikrokontroller bezeichnet, der zur Generie­ rung einer Zeitverzögerung dient und dem ein Schaltrelais 20 nachgeschaltet ist. Mit 30 ist ein spezifischer Schalter gemäß der WO 98 59 397 A1 bezeichnet, mit dem gewährleistet wird, daß beim An- oder Abschalten des Busabschlusses beide Leitungen des Systems synchron zu- bzw. abgeschaltet werden. 40 kennzeichnet den Busausgang mit Busleitungen 41 bis 44.

Die in der Figur dargestellte Anordnung ist mit Widerständen R1 bis R8, Dioden V1 bis V3, einer Kapazität C1 und Induk­ tivitäten L1 bis L4 beschaltet und bildet so die vorgesehene Schaltung zur zeitlich begrenzten galvanischen Trennung eines bei der Buskontaktierung anzuschließenden PROFIBUS-Teil­ nehmers.

Die so beschriebene Schaltung beinhaltet im einzelnen fol­ gende Funktionsschritte: Beim Anschließen des Schalters, schließt ein Relais 20 den lokalen Busanschluß kurz und sorgt gleichzeitig für eine galvanische Trennung des angeschlos­ senen Teilnehmers vom Bus. Im Mikrokontroller 10 wird eine vorgebbare interne Wartezeit gestartet, die beispielsweise 5 sec sein kann. Nach der Wartezeit wird das Relais 20 an­ geschaltet. Der Kurzschluß wird aufgehoben und der Teilnehmer wird mit dem Bus verbunden.

Mit dieser Funktion wird erreicht, daß ein unkontrolliertes direktes Aufeinandertreffen von Token- und/oder Datentele­ grammen und damit Buskollisionen wirksam verhindert wird. Die spezifische Wartezeit ist am Mikrokontroller 10 in geeigneter Länge vorgebbar.

Die beschriebene Anschlußeinheit kann als kompakter Stecker für jeden Busteilnehmer unter Einschluß der Steckerfunktion gemäß der WO 98 59 397 A1 ausgebildet oder interner Teil eines Gesamtgerätes sein. Insbesondere die Steckerfunktion nach der WO 98 59 397 A1 ist dabei nicht zwingend vorhanden.

Claims (7)

1. Anschlußeinheit zur Verwendung beim PROFIBUS, insbesondere zum Anschließen von Teilnehmern an das System während des laufenden Busbetriebes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel zur zeitlich begrenzten galvanischen Trennung des anzuschließenden Teilnehmers bei der Buskontaktierung vorhanden sind.

2. Anschlußeinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Buskontaktierung ein direktes Aufeinandertreffen einzelner Tokenringe vermieden ist.

3. Anschlußeinheit nach Anspruch 1 und Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß durch einen zeitlich begrenzten Kurzschluß einer lokalen RS485-Schnitt­ stelle der anzuschließende Teilnehmer in einen Wartezustand gebracht ist.

4. Anschlußeinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Mikrokontroller (10) zur Vorgabe geeigneter Wartezeiten vorgesehen ist.

5. Anschlußeinheit nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Mikrokontroller (10) ein Relais (20) nachgeschaltet ist.

6. Anschlußeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet in der Realisierung als Stecker, insbesondere zum Anschließen einzelner aktiver PROFIBUS-Teilnehmer.

7. Anschlußeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet in der Realisierung als interne Geräteeinheit, insbesondere zum Anschließen einzelner aktiver PROFIBUS-Teilnehmer.