DE202008012029U1

DE202008012029U1 - bus system

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Publication number: DE202008012029U1
Application number: DE202008012029U
Authority: DE
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta GmbH
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2018-09-11

Abstract

Bussystem umfassend ein Steuergerät (1), eine vom Steuergerät (1) ausgehende Signalübertragungseinrichtung (2) und wenigstens zwei, eine Reihenanordnung bildende, über Busankopplungspunkte (11, 12) mit der Signalübertragungseinrichtung (2) verbundene Busteilnehmer (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass jedem Busteilnehmer (3, 4) eine von diesem steuerbare Bustrenneinrichtung (5, 6) zugeordnet ist, die im aktivierten Zustand eine Trennung der Signalübertragungseinrichtung (2) nach dem Busankopplungspunkt (11, 12) des jeweiligen Busteilnehmers (3, 4) vornimmt.bus system comprising a control unit (1), one from the control unit (1) outgoing signal transmission device (2) and at least two, forming a series arrangement, via bus coupling points (11, 12) bus subscribers connected to the signal transmission device (2) (3, 4), characterized in that each bus subscriber (3, 4) associated with this controllable bus separation device (5, 6) is, in the activated state, a separation of the signal transmission device (2) after the Busankopplungspunkt (11, 12) of the respective bus station (3, 4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bussystem umfassend ein Steuergerät, eine vom Steuergerät ausgehende Signalübertragungseinrichtung und wenigstens zwei, eine Reihenanordnung bildende, über Busankopplungspunkte mit der Signalübertragungseinrichtung verbundene Busteilnehmer.The The invention relates to a bus system comprising a control unit, an outgoing from the control unit signal transmission device and at least two, forming a series arrangement, via bus coupling points Bus subscribers connected to the signal transmission device.

Bussysteme zur Kommunikation räumlich verteilter Systemkomponenten, etwa Aktoren, Sensoren und Steuergeräte sind bekannt. Verwendung finden Bussysteme beispielsweise in Fahrzeugen, in Systemen für die Bürokommunikation und im Bereich der Automatisierungstechnik. Zur Automatisierung der Gebäudetechnik werden Installationsbusse eingesetzt, wobei mittels eines Bussystems Haushaltsgeräte, Komponenten einer Alarmanlage und die Geräte zur Gebäudeheizung bzw. Klimatisierung zentral gesteuert und fernbedient werden können.bus systems for the communication of spatially distributed system components, about actuators, sensors and control devices are known. Find use Bus systems, for example in vehicles, in systems for office communication and automation technology. For the automation of the building technology installation busses used, whereby by means of a bus system household appliances, Components of an alarm system and the devices for heating buildings or air conditioning can be controlled centrally and remotely controlled.

Die Steuerung lichttechnischer Geräte mittels eines Bussystems ermöglicht einem Benutzer, beispielsweise eine Vielzahl von Leuchtmitteln gleichzeitig zu steuern und mittels einer einzigen Schalterbedienung beispielsweise eine programmierte Beleuchtungsszene auszuwählen, für die für eine Vielzahl von Lampen eine vorbestimmte Helligkeit eingestellt wird, die einer typischen Nutzungssituation entspricht. Eine solche Beleuchtungssteuerung kann auch automatisiert vorgenommen werden, indem mit Helligkeitssensoren bestückte Busteilnehmer Sensordaten an das Steuergerät zurückliefern, das dann entsprechend seiner Programmierung die Gebäudebeleuchtung automatisch anpasst.The Control of lighting devices by means of a bus system allows a user, for example, a variety control of bulbs simultaneously and by means of a single switch operation for example, to select a programmed lighting scene, for a predetermined for a variety of lamps Brightness is set, which is a typical usage situation equivalent. Such lighting control can also be automated be made by equipped with brightness sensors Bus subscriber sensor data return to the control unit, the then, according to its programming, the building lighting automatically adjusts.

Beispiele für Bussysteme zur Steuerung von lichttechnischen Geräten sind das Steuerprotokoll DALI (Digital Addressable Lighting Interface), das vorzugsweise für die Bühnenbeleuchtung eingesetzte Steuerprotokoll DMX (Digital Multiplex) und der auf dem europäischen Installationsbus (EIB) aufbauende KNX-Standard. Jedes an einem solchen Bussystem angeschlossene lichttechnische Gerät umfasst neben dem eigentlichen Leuchtmittel bzw. dem lichttechnischen Sensor ein Betriebsmittel mit einem Busankoppler, durch den das jeweilige lichttechnische Gerät den Datenaustausch mit der Signalübertragungseinrichtung des Bussystems rea lisiert und das zugehörige digitale Protokoll ausführt.Examples for bus systems for controlling lighting equipment are the control protocol DALI (Digital Addressable Lighting Interface), preferably used for the stage lighting Control protocol DMX (Digital Multiplex) and that on the European Installation bus (EIB) based KNX standard. Each one on such Bus system connected lighting device includes in addition to the actual light source or the photometric sensor a resource with a bus coupler, through which the respective Photometric device the data exchange with the signal transmission device of the bus system and the associated digital protocol performs.

Nachfolgend wird für die unterschiedlichen an den Bus angeschlossenen Geräte der Ausdruck „Busteilnehmer" verwendet, vorzugsweise sind dieses busfähige lichttechnische Geräte. Für einen solchen Busteilnehmer liegt eine Trennung der Stromversorgung und der Gerätesteuerung vor, sodass der Betriebszustand, etwa der Ein-/Aus-Zustand oder eine Dimmerstellung, für jeden Busteilnehmer individuell gesetzt werden kann.following is for the different ones connected to the bus Device uses the term "bus participant", Preferably, these are bus-compatible lighting devices. For such a bus subscriber is a separation of Power supply and the device control so that the operating state, such as the on / off state or a dimmer position, for each bus participant can be set individually.

Zum Ansprechen eines einzelnen Busteilnehmers ist es notwendig, diesem bei der Initialisierung eine eindeutige Adresse zuzuweisen. Im einfachsten Fall erfolgt dies durch die Einstellung von Codierschaltern am jeweiligen Teilnehmer. Dieser Vorgang kann aus Gründen der Zugänglichkeit der Codierschalter bzw. deren kleinen Baugröße aufwendig sein. Darüber hinaus stellt das Setzen von Codierschaltern eine mögliche Fehlerquelle bei der Systeminitialisierung dar.To the It is necessary to address this to a single bus user to assign a unique address during initialization. In the simplest In case this is done by the setting of coding switches at the respective Attendees. This process may be for reasons of accessibility the coding switch or their small size be expensive. It also sets the setting of coding switches a possible source of error during system initialization represents.

Alternativ kann mit vorbestimmten Seriennummern oder Zufallsadressen gearbeitet werden, die der Busteilnehmer im Falle eines bidirektionalen Bussystems bei der Initialisierung an das Steuergerät melden kann. Ist diese Möglichkeit nicht gegeben, so muss eine Adresseingabe unmittelbar am Steuergerät vorgenommen werden, wodurch wiederum die Gefahr einer Falscheingabe besteht. Als Alternative zur Initialisierung wird in DE 199 09 646 A1 eine individuelle Adresszuweisung für einen Installationsbus zur Beleuchtungssteuerung offenbart. Dabei umfasst jeder an den Installationsbus angeschlossene Busteilnehmer ein Betriebsmittel und ein Leuchtmittel. Nach dem Anschluss an den (Installationsbus wird der Kontakt zwischen Leuchtmittel und Betriebsmittel kurzzeitig getrennt. Durch diese Maßnahme wird der Busteilnehmer für das Steuergerät erkennbar ausgewählt, da bei einem nicht angeschlossenem Leuchtmittel das Betriebsmittel eine Nachricht über den Bus an das Steuergerät sendet. Während der Initialisierungsphase reagiert das Steuergerät daraufhin mit einer Adresszuweisung. Das voranstehend beschriebene Verfahren ist insbesondere bei der Inbetriebnahme größerer, örtlich verteilter Beleuchtungsinstallationen aufwendig.Alternatively, it is possible to work with predetermined serial numbers or random addresses which, in the case of a bidirectional bus system, the bus subscriber can report to the control unit during initialization. If this option is not given, then an address input must be made directly on the control unit, which in turn creates the risk of incorrect input. As an alternative to initialization is in DE 199 09 646 A1 discloses an individual address assignment for a lighting control installation bus. In this case, each bus subscriber connected to the installation bus comprises a resource and a light source. After the connection to the (installation bus, the contact between the lamp and the equipment is temporarily disconnected.This measure recognizes the bus user for the control unit, since with a non-connected lamp, the equipment sends a message to the control unit via the bus During the initialization phase The above-described method is particularly complicated when commissioning larger, locally distributed lighting installations.

Ein weiteres initialisierungsverfahren wird durch die DE 44 22 215 A1 of fenbart. Zu Beginn der Initialisierung weisen alle Busteilnehmer Ursprungsadressen auf, die keine Information bezüglich ihrer Anordnung oder Gruppierung umfassen. Diese Ursprungsadressen werden zunächst an das Steuergerät im Bussystem übermittelt. Daraufhin aktiviert das Steuergerät jedes der Busteilnehmer einzeln mit seiner Ursprungsadresse. Diese Aktivierung kann beispielsweise im Fall eines im Busteilnehmer vorgesehenen Leuchtmittels eine Änderung der Beleuchtungsstärke sein. An einem ausgewählten Busteilnehmer wird eine Überwachungsvorrichtung installiert, die im Fall einer Aktivierung eine Rückmeldung an das Steuergerät liefert. Für diesen Fall wird die Ursprungsadresse durch eine Betriebsadresse ersetzt, aus der sich die räumliche Anordnung bzw. die Eingruppierung des Busteilnehmers ablesen lässt. Diese Prozedur wird dann für jeden der anderen Busteilnehmer wiederholt, d. h. die Überwachungsvorrichtung wird dann jedes Mal neu platziert. Demnach ist auch dieses Initialisierungsverfahren insbesondere für räumlich ausgedehnte Installationsbussysteme in der Durchführung aufwendig.Another initialization process is through the DE 44 22 215 A1 disclosed. At the beginning of initialization, all bus subscribers have originating addresses that do not include information regarding their arrangement or grouping. These source addresses are first transmitted to the control unit in the bus system. The controller then activates each of the bus users individually with its source address. In the case of a light source provided in the bus subscriber, this activation may be a change in the illuminance, for example. At a selected bus subscriber, a monitoring device is installed which, in the event of activation, provides feedback to the control unit. In this case, the source address is replaced by an operating address from which the spatial arrangement or the classification of the bus user can be read. This procedure is then repeated for each of the other bus subscribers, ie the supervisor is then re-placed each time. Accordingly, this initialization method is particularly suitable for spatially extended installation bus systems in the implementation consuming.

Eine Alternative zur Vergabe individueller Adressen bei der Initialisierung besteht dann, wenn ein Busteilnehmer ausschließlich durch seine physikalische Positionierung im Bussystem adressiert werden kann. Dies ist für den Sonderfall eines Bussystems in Daisy-Chain-Anordnung gegeben, bei dem die Signalübertragungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die Busteilnehmer in einer Reihenanordnung geschaltet sind. Hierunter wird eine spezielle Bustopologie verstanden, für die jeder Busteilnehmer einen Empfänger und einen Sender umfasst. Der Empfänger nimmt den Datenstrom der Signalübertragungseinrichtung auf, verarbeitet diesen, eventuell werden die Datenpakete modifiziert oder umgruppiert, bevor sie wiederum über den Sender an den nachfolgenden Busteilnehmer weitergeleitet werden. Demnach durchläuft der Datenstrom sukzessiv jeden Busteilnehmer in der Reihenanordnung. Daher ist es möglich, jeden einzelnen Busteilnehmer aufgrund seiner Position innerhalb der Reihenanordnung eindeutig zu identifizieren und zu selektieren. Ein Bussystem mit der voranstehend beschriebenen Reihenanordnung ist beispielsweise in EP 1 530 108 B1 offenbart. Nachteilig an einem Bussystem mit Daisy-Chain-Anordnung ist, dass bei Ausfall eines einzelnen Busteilnehmers die in der Reihenanordnung nachfolgenden Busteilnehmer aufgrund der Trennung im Bus mangels Ansteuerbarkeit ausfallen.An alternative to the assignment of individual addresses during initialization is when a bus station can only be addressed by its physical positioning in the bus system. This is given for the special case of a bus system in daisy-chain arrangement, in which the signal transmission device is designed so that the bus users are connected in a series arrangement. This is understood to mean a special bus topology for which each bus subscriber comprises a receiver and a transmitter. The receiver receives the data stream of the signal transmission device, processes it, possibly the data packets are modified or regrouped before they are in turn forwarded via the transmitter to the subsequent bus subscriber. Accordingly, the data stream passes through each bus subscriber in the series arrangement successively. Therefore, it is possible to uniquely identify and select each individual bus subscriber based on its position within the series arrangement. A bus system with the above-described series arrangement is, for example, in EP 1 530 108 B1 disclosed. A disadvantage of a bus system with daisy-chain arrangement is that in the event of failure of a single bus subscriber, the bus subscribers following in the series arrangement fail due to the separation in the bus for lack of controllability.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Bussystem vorzuschlagen, mit dem eine automatische Adressvergabe, die die physikalische Anordnung der Busteilnehmer widerspiegelt, durchführbar ist. Für den Normalbetrieb soll beim Auftreten eines Fehlers in einem der Busteilnehmer die Kommunikation über den Bus mit den verbleibenden Teilnehmern nicht gestört sein.Of the The invention is therefore based on the object to propose bus system, with the automatic address assignment, the physical arrangement the bus participant reflects, is feasible. For Normal operation should occur when an error occurs in one of the Bus participants communicate via the bus with the remaining ones Participants should not be disturbed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bussystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a bus system solved with the features of claim 1.

Das Verfahren zur Adressvergabe an die Busteilnehmer bei der Initialisierung basiert auf dem Grundgedanken, dass alle zunächst physikalisch mit der Signalübertragungseinrichtung des Bussystems verbundenen Busteilnehmer im ersten Verfahrensschritt bis auf dem dem Steuergerät in der Anordnung am nächsten befindlichen Busteilnehmer vom Datenfluss auf dem Bus abgetrennt werden, indem wenigstens nach dem dem Steuergerät am nächsten angeordneten Busteilnehmer eine Trennung der Signalübertragungseinrichtung vorgenommen wird. Dieser Busteilnehmer erhält dann eine erste Adresse zugewiesen. Anschließend erfolgt die Zuschaltung des in der Anordnung der Reihe zweiten Busteilnehmers und eine Adressvergabe für diesen, wobei sich die sukzessive Zuschaltung der Busteilnehmer und die jeweilige Adresszuweisung bis zur vollständigen Initialisierung fortsetzt.The Method for assigning addresses to the bus participants during initialization is based on the idea that all initially physical connected to the signal transmission device of the bus system Bus participants in the first step up to the control unit in the arrangement closest bus subscriber be separated from the data flow on the bus by at least the bus device closest to the controller a separation of the signal transmission device made becomes. This bus participant then receives a first address assigned. Subsequently, the connection of the in the Arrangement of the row second bus subscriber and an address assignment for this, whereby the successive connection of the bus participants and the respective address assignment until complete Initialization continues.

Zur Festlegung einer Abfolge der Busteilnehmer ist von einer linienförmigen Bustopologie auszugehen. Komplizierter aufgebaute, insbesondere verzweigte Bustopologien, können entsprechend initialisiert werden, indem die Adressverteilung jeweils strangweise erfolgt und bei einer Verzweigung jeweils mit einem die Verzweigung kennzeichnenden Zusatz die Adressenfolge generiert wird oder bei fortlaufender Nummerierung die vorausgehend behandelten Teilzweige mittels eines Versatzes berücksichtigt werden. Die einzelnen Strange werden zu diesem Zweck über Relais voneinander getrennt bzw. zugeschaltet.to Determining a sequence of bus subscribers is of a linear form Bus topology. More complex, in particular branched bus topologies, can be initialized accordingly become, by the address distribution in each case strandwise takes place and at a branch each with an addition characterizing the branching the address sequence is generated or consecutively numbered the previously treated sub-branches by means of an offset be taken into account. The individual strands become too separated or switched on relay by means of this purpose.

Zur Ausführung der Initialisierung wird bevorzugt jedem Busteilnehmer eine Bustrenneinrichtung zugeordnet, die von diesem Teilnehmer aus steuerbar ist und die eine Trennung, d. h. einen Abschluss der Signalübertragungseinrichtung nachfolgend zum Busankopplungspunkt des jeweiligen Busteilnehmers ermöglicht. Dabei wird unter dem Ausdruck „nachfolgend" verstanden, dass bei einer ausgeführten Trennung mittels einer Bustrenneinrichtung der diese steuernde Busteilnehmer weiterhin mit dem Steuergerät des Bussystems über die Signalübertragungseinrichtung kommunizieren kann, während der in der physikalischen Anordnung unmittelbar nachfolgende Busteilnehmer von der Kommunikation auf dem Bus abgeschnitten ist.to Execution of the initialization is preferred for each bus subscriber associated with a bus disconnect device controllable by that subscriber is and the one separation, d. H. a conclusion of the signal transmission device below to the bus connection point of the respective bus participant allows. Here, under the expression "following" understood that at an executed separation means a bus device of the controlling this bus subscribers continue with the control unit of the bus system via the signal transmission device can communicate while in the physical arrangement immediately following bus subscribers from the communication on the Bus is cut off.

Ausgehend von der voranstehend beschriebenen Vorrichtung ist folgender Verfahrensablauf für die Adressvergabe bei der Initialisierung des Bussystems möglich:
Vor der Initialisierung mit der Vergabe der individuelle Adressen ist die Installation der Komponenten des Bussystems einschließlich des Steuergeräts, der hiervon ausgehenden Signalübertragungseinrichtung und der an dieser angekoppelten Busteilnehmer auszuführen.Starting from the device described above, the following method sequence for the address assignment during the initialization of the bus system is possible:
Before the initialization with the assignment of the individual addresses, the installation of the components of the bus system, including the control unit, the signal transmission device emanating therefrom and the bus subscriber coupled thereto, are to be executed.

Im ersten Verfahrensschritt der Initialisierung erfolgt die Verkürzung des Bussystems auf lediglich einen Busteilnehmer, nämlich auf jenen Teilnehmer, der entlang des Strangs der Signalübertragungseinrichtung einen Busankopplungspunkt aufweist, der dem Steuergerät am nächsten liegt. Diese Beschränkung des Bussystems wird dadurch bewirkt, dass wenigstens der dem Steuergerät am nächsten angeordnete Busteilnehmer seine Bustrenneinrichtung aktiviert und damit ein Abschluss der Signalübertragungseinrichtung vor dem Busankopplungspunkt des darauffolgenden Busteilnehmers bewirkt. Im einfachsten Fall gelingt dies dadurch, dass die Bustrenneinrichtung aller Busteilnehmer aktiviert wird. Hierzu gibt es unterschiedliche Ausführungsformen:
Die aktivierte Bustrenneinrichtung kann als Installationsstellung voreingestellt werden und beispielsweise mittels eines Resets aktiviert werden. Für diesen Fall ist die Signalübertragungseinrichtung von Anfang an nach jedem Busteilnehmer unterbrochen. Eine Ausgestaltungsalternative besteht darin, für die Erstmontage jedem Busteilnehmer die gleiche Standardadresse zu vergeben. Für das Initialisieren wird dann das Steuergerät mittels der Standardadresse alle Busteilnehmer ansprechen und an diese den Befehl zur Aktivierung der Bustrenneinrichtung übermitteln. Als Folge entsteht die für den zweiten Verfahrensschritt vorausgesetzte Trennung der Signalübertragungseinrichtung wenigstens nach dem dem Steuergerät nächstliegenden Busteilnehmer.In the first method step of the initialization, the shortening of the bus system to only one bus subscriber takes place, namely to those subscriber who has along the line of the signal transmission device a bus connection point which is closest to the control unit. This limitation of the bus system is brought about by the fact that at least the bus subscriber closest to the control unit activates its bus disconnection device and thus effects termination of the signal transmission device before the bus connection point of the subsequent bus subscriber. In the simplest case, this is achieved by activating the bus disconnection device of all bus subscribers. There are different embodiments for this:
The activated bus disconnect device can be installed as an installati preset and activated, for example, by means of a reset. In this case, the signal transmission device is interrupted from the beginning to each bus subscriber. A design alternative is to assign the same standard address to each bus user for the initial installation. For initialization, the control unit will then address all bus subscribers by means of the standard address and transmit to them the command for activating the bus disconnect device. As a consequence, the separation of the signal transmission device presupposed for the second method step arises at least after the bus subscriber closest to the control unit.

In einem zweiten Verfahrensschritt der Initialisierung wird dem einzigen über die Signalübertragungseinrichtung ansprechbaren Busteilnehmer eine individuelle Adresse übermittelt. Da es sich bezüglich des Busankopplungspunkts um den dem Steuergerät nächstliegenden Busteilnehmer handelt, kann als Adresse eine Codierung verwendet werden, die die physikalische Abfolge wiederspiegelt. Demnach kann für den dem Steuergerät nächstliegenden Busteilnehmer eine Adresse vergeben werden, die die Positionsnummer 1 verarbeitet. Die Positionsnummer 0 kann dann für bidirektionale Bussysteme zum Ansprechen des Steuergeräts vorgesehen sein.In a second step of the initialization becomes the only one the signal transmission device addressable bus subscribers an individual address transmitted. Since it is in terms of Bus coupling point to the closest to the control unit Bus subscriber acts, can be used as an address encoding which reflects the physical sequence. Accordingly, can for the closest to the control unit Bus subscribers will be assigned an address containing the item number 1 processed. The position number 0 can then be bidirectional Be provided bus systems for addressing the controller.

In einem dritten, nachfolgenden Verfahrensschritt wird der neu adressierte Busteilnehmer angewiesen, die ihm zugeordnete Bustrennvonrichtung zu deaktivieren. Damit verlängert sich die Signalübertragungseinrichtung bis zum nachfolgenden Busteilnehmer, dessen Bustrenneinrichtung wiederum aktiv ist oder aktiv gesetzt wird, sodass dieses dann den neuen Abschlusspunkt der Signalübertragungseinrichtung festlegt.In a third, subsequent process step is the newly addressed Bus participants instructed him assigned Bustrennvonrichtung to disable. This prolongs the signal transmission device to the next bus subscriber, whose bus disconnection device is active again or is set active, so that then the new termination point of the signal transmission device sets.

Dem nachfolgenden Busteilnehmer ist daraufhin als nächstes eine individuelle Adresse zu vergeben. Auf einfache Weise kann dieses erreicht werden, wenn die Busteilnehmer vor der Adresszuweisung zunächst eine einprogrammierte Standardadresse aufweisen. Eine mit dieser Standardadresse als Signaladresse versehene Nachricht wird dann ausschließlich vom bisher noch nicht individuell adressierten Busteilnehmer empfangen, da den vorausgehenden Busteilnehmern bereits von der Standardadresse abweichende individuelle Adressen zugeteilt wurden. Diese Nachricht enthält dann wiederum die individuelle Adresse, bevorzugt eine von der Initialisierungsreihenfolge abhängige Adresse. Der voranstehend dargelegt dritte Verfahrensschritt wird dann sukzessiv so lange wiederholt, bis der letzte Busteilnehmer von der Signalübertragungseinrichtung eine individuelle Adresse erhalten hat, d. h. der feste Terminationspunkt der strangförmigen Signalübertragungseinrichtung erreicht ist.the the following bus subscriber is next to assign an individual address. This can easily be done can be achieved if the bus users before the address assignment initially have a programmed default address. A message provided with this default address as a signal address is then exclusively from the previously not individually addressed Bus participants receive, as the previous bus participants already allocated from the default address different individual addresses were. This message then contains the individual Address, preferably one dependent on the initialization order Address. The third method step set out above then becomes successively repeated until the last bus participant of the signal transmission device an individual address received, d. H. the fixed termination point of the strand-shaped signal transmission device is reached.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bussystem bidirektional gestaltet. Hierdurch ist es möglich, eine Quittierung vom Busteilnehmer an das Steuergerät zurückzusenden, für den Fall, dass der Befehl zum Setzen einer bestimmten individuellen Adresse oder zum Öffnen der zugeordneten Bustrenneinrichtung empfangen wird. Liegt für ein Bussystem eine solche Multimasterfähigkeit nicht vor, so wird bevorzugt, die bei der Initialisierung verwendeten Befehle mehrfach und damit redundant über den Bus zu übermitteln.According to one advantageous embodiment, the bus system is bidirectional. This makes it possible to acknowledge the bus subscriber to return to the controller, for the case that the command to set a particular individual Address or to open the associated bus separator Will be received. Is such a multimaster capability for a bus system not present, it is preferred that used at initialization Send commands repeatedly and thus redundantly over the bus.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende 1 beschrieben. 1 zeigt schematisiert vereinfacht ein erfindungsgemäßes Bussystem, umfassend ein Steuergerät 1, eine Signalübertragungseinrichtung 2, einen ersten Busteilnehmer 3 mit einem Busankopplungspunkt 11 an der Signalübertragungseinrichtung 2 und einen zweiten Busteilnehmer mit einem zweiten Busankopplungspunkt 12. Entsprechend der Darstellung liegt der erste Busankopplungspunkt 11 für den ersten Busteilnehmer 3 bezüglich des Steuergeräts 1 vor dem zweiten Busankopplungspunkt 12 für den zweiten Busteilnehmer 4. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel ist der erste Busteilnehmer 3 der dem Steuergerät 1 nächstliegendere Busteilnehmer und der zweite Busteilnehmer 4 folgt diesem unmittelbar nach und bildet demnach den zweitnächstliegenden Busteilnehmer.The invention will be described below with reference to an embodiment with reference to the attached 1 described. 1 shows schematically simplified a bus system according to the invention, comprising a control unit 1 , a signal transmission device 2 , a first bus participant 3 with a bus connection point 11 at the signal transmission device 2 and a second bus subscriber having a second bus docking point 12 , As shown, the first bus connection point is located 11 for the first bus participant 3 with respect to the controller 1 before the second bus connection point 12 for the second bus participant 4 , For the present embodiment, the first bus subscriber 3 the control unit 1 nearest bus subscribers and the second bus subscriber 4 Follows this immediately after and thus forms the second closest bus subscribers.

Ferner wurde für die schematisch vereinfachte Darstellung in 1 auf die Wiedergabe von Versorgungsleitungen zur Zuführung der Betriebsspannung zu den Busteilnehmer 3, 4 verzichtet.Furthermore, for the schematically simplified illustration in FIG 1 on the reproduction of supply lines for supplying the operating voltage to the bus subscriber 3 . 4 waived.

Dem ersten Busteilnehmer 3 ist eine erste Bustrenneinrichtung 5 zugeordnet, die mittels einer ersten Betätigungseinrichtung 7 aktiviert und deaktiviert werden kann. Im aktivierten Zustand durchtrennt die erste Bustrenneinrichtung 5 den Bus nach dem ersten Busankopplungspunkt 11 des ersten Busteilnehmers 3, wobei diese Abtrennung vor dem Busankopplungspunkt des in der Anordnung nachfolgenden Busteilnehmers 4 erfolgt, in 1 ist dies der zweite Busankopplungspunkt 12 für den zweiten Busteilnehmer 4.The first bus participant 3 is a first bus separator 5 assigned by means of a first actuating device 7 can be activated and deactivated. When activated, the first bus disconnect device cuts through 5 the bus after the first bus connection point 11 of the first bus participant 3 , wherein this separation before the Busankopplungspunkt of the subsequent bus device in the arrangement 4 done, in 1 this is the second bus connection point 12 for the second bus participant 4 ,

Gemäß einer ersten Ausgestaltung umfasst eine Bustrenneinrichtung ein monostabiles Relais, wobei bevorzugt ein elastisches Element dafür verwendet wird, dass bei einem Spannungsabfall an der zugeordneten Betätigungseinrichtung das Relais auf eine Stellung zurückfällt, bei der die Signalübertragungseinrichtung freigegeben wird, d. h. im Fehlerfall ist sichergestellt, dass die Bustrenneinrichtung deaktiviert ist, um beim Ausfall eines Busteilnehmers keine unerwünschte Unterbrechung der Signalübertragungseinrichtung auszulösen. Alternativ umfasst die Bustrenneinrichtung elektronische Schalter.According to one In the first embodiment, a bus separation device comprises a monostable one Relay, preferably using an elastic element for it is that at a voltage drop at the associated actuator the relay falls back to a position at the signal transmission device is released, d. H. in case of error, it is ensured that the bus separation device is deactivated in order to avoid unwanted problems in the event of a bus node failure To interrupt the signal transmission device. Alternatively, the bus isolation device comprises electronic switches.

Darüber hinaus ist die Bustrenneinrichtung entsprechend zur Ausgestaltung der Signalübertragungseinrichtung 2 ausgebildet, für die in 1 gezeigte 2-Draht-Anordnung sind entsprechend zwei Schaltkontakte für die einzelnen Drähte vorgesehen. Für eine Vielzahl von Drähten, insbesondere bei einem parallelen Bussystem, werden diesen eine entsprechende Anzahl von Schaltern zugeordnet sowie eventuell weitere Oberwachungseinrichtungen, die sicherstellen, dass für einen deaktivierten Zustand alle Signalkanäle der Signalübertragungseinrichtung ein Signal übertragen können und entsprechend beim aktivierten Zustand alle Kanäle sperren.In addition, the bus separation device is corresponding to the design of the signal transmission device 2 trained for the in 1 2-wire arrangement shown are provided according to two switching contacts for the individual wires. For a large number of wires, in particular in the case of a parallel bus system, these are assigned a corresponding number of switches and possibly further monitoring devices which ensure that for a deactivated state all signal channels of the signal transmission device can transmit a signal and correspondingly disable all channels in the activated state.

Bevorzugt ist die Bustrenneinrichtung Teil der im Einzelnen nicht dargestellten Busankoppler und damit Teil des Betriebsmittels für den jeweiligen Busteilnehmer. Diese umfassen ferner ein Terminierungs-Netzwerk. Entsprechend ist in 1 ein erstes Terminierungs-Netzwerk 9 für die erste Bustrenneinrichtung 5 und ein zweites Terminierungs-Netzwerk 10 für die zweite Bustrenneinrichtung 6 dargestellt. Diese Terminierungs-Netzwerke dienen dem störsicheren zeitweiligen Abschluss der Signalübertragungseinrichtung 2 im Falle einer aktivierten Bustrenneinrichtung während der Initialisierung und damit zur Absicherung der Datenübertragung über den Bus. Im einfachsten Fall wird für den in 1 skizzierten 2-Draht-Bus als Terminierungs-Netzwerk ein geeigneter Abschlusswiderstand verwendet.Preferably, the bus separation device is part of the bus coupling unit, not shown in detail, and thus part of the equipment for the respective bus subscriber. These also include a termination network. Accordingly, in 1 a first termination network 9 for the first bus separation device 5 and a second termination network 10 for the second bus device 6 shown. These termination networks are used for interference-proof temporary termination of the signal transmission device 2 in the case of an activated bus separation device during the initialization and thus to secure the data transfer via the bus. In the simplest case, for the in 1 sketched 2-wire bus used as a termination network a suitable termination resistor.

Die Signalübertragungseinrichtung 2 kann unterschiedlich ausgestaltet sein, wobei die Ausführung grundsätzlich davon abhängt, ob das Bussystem als paralleler Bus oder als serieller Bus ausgelegt ist. Von der Erfin dung werden beide Bus-Varianten erfasst, wobei im ersten Fall die Signalübertragungseinrichtung 2 eine Vielzahl von Einzelleitungen aufweist, die als Datenleitungen, Adressleitungen oder Steuerleitungen dienen. Für ein serielles Bussystem, das die Nachrichten bitseriell über ein gemeinsames Übertragungsmedium überträgt, kann die Leitungsanzahl entsprechend reduziert sein.The signal transmission device 2 can be configured differently, the execution basically depends on whether the bus system is designed as a parallel bus or as a serial bus. From the inven tion both bus variants are detected, in the first case, the signal transmission device 2 has a plurality of individual lines, which serve as data lines, address lines or control lines. For a serial bus system, which transmits the messages bit-serially over a common transmission medium, the number of lines can be correspondingly reduced.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird beispielhaft eine 2-Draht-Technik verwendet, mit dieser lässt sich ein RS485-Bus mit Duplex-Fähigkeit, das heißt der Fähigkeit zum bidirektionalen Betrieb, realisieren. Aufgrund der 2-Draht-Technik ist der RS485-Bus nur halbduplexfähig, sodass nur das Steuergerät oder nur eines der Busteilnehmer in einem Zeitfenster senden kann. Die RS485-Norm verwendet ein Kabelpaar, das meist als Twisted-Pair-Kabel ausgebildet ist, wobei eine nicht-invertierte Signalleitung A und eine invertierte Signalleitung B seriell Daten ohne zwingenden Massebezug überträgt und von einem empfangenen Busgerät die Spannungsdifferenz der beiden Leitungen als Signal ausgewertet wird. Selbstverständlich sind auch anderweitige Ausgestaltungen des Bussystems und damit der Signalübertragungseinrichtung 2 zur Ausführung der Erfindung denkbar.Im in 1 In the embodiment shown, a 2-wire technique is used by way of example, with which an RS485 bus with duplex capability, that is to say the capability for bidirectional operation, can be realized. Due to the 2-wire technology, the RS485 bus is only half duplex capable, so that only the control unit or only one of the bus users can send in one time window. The RS485 standard uses a cable pair, which is usually designed as a twisted pair cable, a non-inverted signal line A and an inverted signal line B serially transmits data without mandatory ground reference and evaluated by a received bus device, the voltage difference of the two lines as a signal becomes. Of course, other embodiments of the bus system and thus the signal transmission device 2 conceivable for carrying out the invention.

Für jeden Teil des Bussystems, für den mit dem Verfahren bei der Initialisierung eine automatische individuelle Adresszuordnung erfolgt, muss eine linien- bzw. strangförmige Bustopologie vorliegen, sodass eine sukzessive Abfolge der Busteilnehmer entlang der Signalübertragungseinrichtung 2 vorliegt und damit eine Reihenfolge-Bestimmung der Busankopplungspunkte der Busteilnehmer ausführbar ist. Allerdings besteht die Möglichkeit, mit dem Verfahren auch eine andere Bustopologie zu initialisieren, indem das Initialisierungsverfahren Strang für Strang durchgeführt wird, demnach können die einzelnen Finger bei einer sternförmigen Bustopologie nacheinander abgearbeitet werden oder im Fall von Verzweigungspunkten zunächst ein erster Ast und dann ein zweiter Ast usw. abgearbeitet werden. Die einzelnen Strange werden zu diesem Zweck mittels Relais zu- bzw. abgeschaltet. Im Fall multipler Verzweigungen kann durch die Festlegung eines Abarbeitungsalgorithmus die gesamte Verzweigungsstruktur sukzessiv initialisiert werden, indem einzelne von einer bestimmten Verzweigung ausgehenden Äste nacheinander durchlaufen werden und jeweils ein Strukturzähler verwendet wird, der den Zählerstand aus einem vorausgehenden bearbeiteten Verzweigungsast für einen nachfolgend bearbeiteten berücksichtigt.For each part of the bus system for which an automatic individual address assignment takes place with the method during the initialization, there must be a line-shaped or strand-shaped bus topology, so that a successive sequence of the bus users along the signal transmission device 2 is present and thus an order determination of the bus coupling points of the bus subscriber is executable. However, with the method it is also possible to initialize another bus topology by performing the initialization method string by string; accordingly, the individual fingers can be processed sequentially in a star-shaped bus topology or, in the case of branching points, first a first branch and then a second branch etc. are processed. The individual strings are switched on or off for this purpose by means of relays. In the case of multiple branches, the establishment of an execution algorithm may successively initialize the entire branch structure by successively traversing individual branches originating from a particular branch and using a structural counter that takes into account the count from a previously processed branch branch for a subsequently processed one.

Nachfolgend wird eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens anhand einer von einem einzelnen Steuergerät 1 ausgehenden linienförmig angelegten Signalübertragungseinrichtung 2 entsprechend zu 1 dargelegt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird von einer bidirektionalen Übertragung ausgegangen, sodass das Bussystem Multimaster-fähig ist und damit die einzelnen Busteilnehmer eine Rückmeldung an das Steuergerät 1 senden können.Hereinafter, an advantageous embodiment of the method based on a single control unit 1 outgoing line-shaped signal transmission device 2 accordingly 1 explained. According to an advantageous embodiment, a bidirectional transmission is assumed, so that the bus system is multi-master capable and thus the individual bus users feedback to the control unit 1 can send.

Zunächst wird für jeden Busteilnehmer 3, 4 die Bustrenneinrichtung 5, 6 aktiviert und somit nach jedem der zugeordneten Busankopplungspunkte 11, 12 eine Trennung am Bus, d. h. eine Unterbrechung der Signalübertragungseinrichtung 2, vorgenommen. Bevorzugt wird eine Grundeinstellung, die beispielsweise nach einem Reset vorliegt, für die die Betätigungseinrichtung an der Bustrenneinrichtung eine Aktiv-Stellung erzeugt und damit vor der Vergabe individueller Adressen die Signalübertragungseinrichtung standardgemäß nach jedem einzelnen Busteilnehmer abgetrennt ist.First, for each bus participant 3 . 4 the bus separation device 5 . 6 activated and thus after each of the assigned bus coupling points 11 . 12 a disconnection on the bus, ie an interruption of the signal transmission device 2 , performed. Preference is given to a basic setting, which is present for example after a reset, for which the actuating device generates an active position on the bus separation device and thus the signal transmission device is separated according to standard after each individual bus subscriber before the assignment of individual addresses.

Ferner sind die einzelnen Busteilnehmer zu Beginn der Initialisierungsprozedur auf die gleiche Standardadresse eingestellt. Dieses kann im Auslieferungszustand eingestellt sein oder über einen Befehl an alle Busteilnehmer nachträglich erfolgen. Außerdem sendet das Steuergerät zunächst auf die Standardadresse wenigstens einmal und bevorzugt mehrfach einen Befehl zur Aktivierung der Bustrenneinrichtung, um das Vorliegen nicht aktivierter Bustrenneinrichtungen sicher auszuschließen. Danach liegt die Situation vor, dass vom Steuergerät 1 über die Signalübertragungseinrichtung 2 nur der erste Busteilnehmer 3 angesprochen werden kann. Entsprechend wird mit der Standardadresse als Zieladresse eine individuelle Adresse übermittelt und in dieser der Strukturzählerwert 1 eingebaut. Der Empfang der individuellen Adresse wird vom ersten Busteilnehmer 3 durch eine Rückmeldung an das Steuergerät 1 quittiert. Steht diese Quittierung aus, wird die Adressierungsnachricht seitens des Steuergeräts 1 nochmals versandt. Die Quittierung des jeweiligen Busteilnehmers kann durch Senden gerätespezifischer Daten erfolgen. Dieses kann auch zu einem späteren Zeitpunkt vorgenommen werden. Anschließend wird der Strukturzähler inkrementiert. Auf diese Weise erfolgt nicht nur eine selbsttätig und automatische Adressvergabe für die einzelnen Busteilnehmer sondern steuergeräteseitig auch eine automatische Erkennung der Anzahl und der Art der an die Signalübertragungseinrichtung angeschlossenen Geräte.Furthermore, the individual bus subscribers are set to the same default address at the beginning of the initialization procedure. This can be set in the delivery state or can be done later via a command to all bus users. AUSS In addition, the controller first sends to the default address at least once, and preferably repeatedly requests a command to activate the bus disconnect device to safely exclude the presence of inactivated bus disconnect devices. After that, the situation is that of the control unit 1 via the signal transmission device 2 only the first bus participant 3 can be addressed. Accordingly, an individual address is transmitted as the destination address with the standard address and the structure counter value in this 1 built-in. The reception of the individual address is made by the first bus user 3 by a feedback to the control unit 1 acknowledged. If this acknowledgment is outstanding, the addressing message is sent by the control unit 1 sent again. The acknowledgment of the respective bus user can be done by sending device-specific data. This can also be done later. Subsequently, the structure counter is incremented. In this way, not only an automatic and automatic address assignment for the individual bus participants but also the control unit side, an automatic detection of the number and type of devices connected to the signal transmission device.

Nach Eingang der Quittierung erfolgt ein weiteres Steuersignal durch das Steuergerät 1 auf die neu gesetzte individuelle Adresse mit der Aufforderung an den neu adressierten Busteilnehmer, die Bustrenneinrichtung zu deaktivieren. Entsprechend schließt der erste Busteilnehmer 3 die Kommunikationsverbindung auf der Signalübertragungseinrichtung 2, sodass nunmehr der Bus bzw. die Signalübertragungseinrichtung 2 bis zum zweiten Busteilnehmer 4 reicht.After receipt of the acknowledgment, another control signal is issued by the control unit 1 to the newly set individual address with the request to the newly addressed bus subscriber to disable the bus disconnection device. Accordingly, the first bus subscriber closes 3 the communication link on the signal transmission device 2 so that now the bus or the signal transmission device 2 to the second bus participant 4 enough.

Als nächstes wird wiederum aus Sicherheitsgründen an die Standardadresse die Aufforderung zur Aktivierung der Bustrenneinrichtung versandt. Im Fall, dass diese für den zweiten Busteilnehmer 4 noch nicht aktiviert ist, wird eine entsprechende Aktivierung über die zweite Betätigungseinrichtung 8 mit Wirkung auf die zweite Bustrenneinrichtung 6 erfolgen. Mit einem gewissen Zeitversatz wird daraufhin an die Standardadresse als Signaladresse eine individuelle Adresse mit dem Strukturzähler übermittelt. Damit wird nur der zweite Busteilnehmer 4 angesprochen. Entsprechend zur Adresssetzung für den ersten Busteilnehmer 3 wartet daraufhin das Steuergerät 1 die Quittierung dieser Adresssetzung ab.Next, for security reasons, the request to activate the bus disconnect device is sent to the standard address again. In the case that this for the second bus participant 4 is not activated, a corresponding activation via the second actuator 8th with effect on the second bus separator 6 respectively. With a certain time offset, an individual address is then transmitted to the standard address as signal address with the structure counter. This will only be the second bus participant 4 addressed. Corresponding to the address setting for the first bus subscriber 3 then the controller waits 1 the acknowledgment of this address setting.

Daraufhin wird der nunmehr mit der neuen, individuellen Adresse ansprechbare zweite Busteilnehmer 4 aufgefordert, seine ihm zugeordnete zweite Bustrenneinrichtung 6 zu deaktivieren, sodass der nachfolgende dritte Busteilnehmer angesprochen werden kann – dies ist im Einzelnen nicht in 1 dargestellt. Entsprechend wiederholt sich der Initialisierungsprozess der Adresszuweisung sukzessive, bis alle am Bus angeschlossenen Busteilnehmer entsprechend ihrer Abfolge entlang der Signalübertragungseinrichtung 2 individuelle Adressen erhalten haben. Durch Zählen der bei dem Initialisierungsvorgang vergebenen Adressen erfolgt gleichzeitig ein Zählen der am Bussystem beteiligten Busteilnehmer.Thereupon, the second bus subscriber which can now be addressed with the new, individual address will become 4 prompted his assigned second bus stop device 6 to disable, so that the subsequent third bus subscriber can be addressed - this is not in detail 1 shown. Accordingly, the initialization process of the address assignment is repeated successively until all the bus users connected to the bus are corresponding to their sequence along the signal transmission device 2 have received individual addresses. By counting the addresses assigned during the initialization process, the bus subscribers participating in the bus system are simultaneously counted.

11: Steuergerätcontrol unit
22: SignalübertragungseinrichtungSignal transmission means
33: erstes Busgerätfirst bus device
44: zweites Busgerätsecond bus device
55: erste Bustrenneinrichtungfirst Bustrenneinrichtung
66: zweite Bustrenneinrichtungsecond Bustrenneinrichtung
77: erste Betätigungseinrichtungfirst actuator
88th: zweite Betätigungseinrichtungsecond actuator
99: erstes Terminierungs-Netzwerkfirst Termination network
1010: zweites Terminierungs-Netzwerksecond Termination network
AA: nicht-invertierte Signalleitungnon-inverted signal line
BB: invertierte Signalleitunginverted signal line

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19909646 A1 [0007]
- DE 4422215 A1 [0008]
- EP 1530108 B1 [0009]

Claims

Bus system comprising a control unit ( 1 ), one from the control unit ( 1 ) outgoing signal transmission device ( 2 ) and at least two, forming a series arrangement, via bus coupling points ( 11 . 12 ) with the signal transmission device ( 2 ) connected bus subscribers ( 3 . 4 ), characterized in that each bus subscriber ( 3 . 4 ) a controllable by this Bustrenneinrichtung ( 5 . 6 ) is assigned, which in the activated state, a separation of the signal transmission device ( 2 ) after the bus connection point ( 11 . 12 ) of the respective bus subscriber ( 3 . 4 ).

Bus system according to claim 1, characterized in that the bus separation device ( 5 . 6 ) a termination network ( 9 . 10 ), in particular designed as a terminating resistor is assigned.

Bus system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bus separation device ( 5 . 6 ) comprises a relay or an electronic switch.

Bus system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bus separation device ( 5 . 6 ) by means of an actuating device ( 7 . 8th ) is activated and deactivated to the respective bus user ( 3 . 4 ) assigned.

Bus system according to claim 4, characterized in that the actuating device ( 7 . 8th ) an electromagnetic or optical signal for activating and deactivating the bus separation device ( 5 . 6 ) used.