DE19915429C2 - Anschlußeinheit für ein Bussystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschlusseinheit für ein Bussystem, insbesondere zum Anschließen von Teilnehmern an das System während des laufenden Busbetriebes, wobei Mittel zur zeitlich begrenzten galvanischen Trennung des anzuschlie­ ßenden Teilnehmers bei der Buskontaktierung vorhanden sind. Eine derartige Anschlusseinheit ist beispielsweise durch die DE 196 47 668 A1 bekannt.

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 Busanschluss-Stecker an das Bussystem ohne Störung der Kommu­ nikation 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 Star­ ten der Funktion mit Hilfe einer Bus-Scan-Funktion (so ge­ nanntes "Mithören") auf das aktuelle Busgeschehen ein und meldet sich erst danach bereit für die Aufnahme in den Token­ ring.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zu schaffen, mit der das Anschließen von aktiven, insbesondere PROFIBUS-Teilnehmern, unabhängig von einer lokalen, aufwendi­ gen Softwarelösung "soft-entry", während des laufenden Bus­ betriebes 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, wobei der anzu­ schließende Teilnehmer durch einen zeitlich begrenzten Kurz­ schluss bei einer Schnittstelle vor seiner Buskontaktierung in einen Wartezustand gebracht ist. Dafür ist beispielsweise 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 zeit­ lich begrenzter Kurzschluss an der lokalen RS485-Schnitt­ stelle 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 Teilnehmer 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, so genannten Token­ kollision beim Anschließen von aktiven Busteilnehmern, im laufenden Betrieb am PROFIBUS realisiert. Insbesondere für die Vielzahl von Busteilnehmern, bei denen eine Softwarelö­ sung 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 An­ schlusseinheit.

In der Figur bedeutet 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 EN50170 (Norm) für PROFIBUS festgelegten PIN-Belegung vorgesehen. Im Einzelnen ist von den Anschlüssen und F3 und F8 mit den Datenleitungen so­ wie F5 mit Masse und F6 mit 5 Volt verbunden. Dabei beinhal­ tet F8 die Datenleitung A und F3 die Datenleitung B. Die üb­ rigen 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 ge­ mäß 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 Indukti­ vitäten L1 bis L4 beschaltet und bildet so die vorgesehene Schaltung zur zeitlich begrenzten galvanischen Trennung eines bei der Buskontaktierung anzuschließenden PROFIBUS-Teilneh­ mers.

Die so beschriebene Schaltung beinhaltet im Einzelnen fol­ gende Funktionsschritte: Beim Schließen des Schalters 30 schließt das Relais 20 den lokalen Busanschluss kurz und sorgt gleichzeitig für eine galvanische Trennung des ange­ schlossenen Teilnehmers vom Bus. Im Mikrokontroller 10 wird eine vorgebbare interne Wartezeit gestartet, die beispiels­ weise 5 sec sein kann. Nach der Wartezeit wird das Relais 20 angeschaltet. Der Kurzschluss wird aufgehoben und der Teil­ nehmer 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 ei­ nes Gesamtgerätes sein. Insbesondere die Steckerfunktion nach der WO 98 59 397 ist dabei nicht zwingend vorhanden.

Claims (7)

1. Anschlusseinheit für ein Bussystem, insbesondere zum An­ schließen von Teilnehmern an das System während des laufenden Busbetriebes, wobei Mittel zur zeitlich begrenzten galvani­ schen Trennung des anzuschließenden Teilnehmers bei der Bus­ kontaktierung vorhanden sind, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der anzuschließende Teilneh­ mer durch einen zeitlich begrenzten Kurzschluss bei einer Schnittstelle vor seiner Buskontaktierung in einen Wartezu­ stand gebracht ist.

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 der zeitlich begrenzte Kurzschluss bei einer lokalen RS485-Schnittstelle vornehmbar 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 Ste­ cker, 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.