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Die
Erfindung betrifft ein Feldbussystem, umfassend mindestens ein Feldbusmodul
und eine Netzwerk-Anschlusseinrichtung zum Anschluss an ein Netzwerk
und mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für Feldgeräte, insbesondere Sensoren und/oder Aktoren,
mindestens einer Steckereinrichtung zum Anschließen an die Netzwerk-Anschlusseinrichtung und/oder
zur Energieversorgung des mindestens einen Feldbusmoduls und mindestens
ein Abschlusswiderstandselement zum Anschließen an die Netzwerk-Anschlusseinrichtung
des mindestens einen Feldbusmoduls.
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Ein
Feldbus ist ein industrielles Kommunikationssystem, das eine Mehrzahl
von Feldgeräten (insbesondere
Sensoren und/oder Aktoren) mit der Kontrolleinrichtung als übergeordnetes
Steuergerät verbindet.
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Die
Feldbusmodule sind Verteilervorrichtungen (Verteilerboxen), welche
für die
direkte Kommunikation mit der Kontrolleinrichtung sorgen und Daten und
Signale von Feldgeräten
bzw. an Feldgeräte
verteilen.
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Ein
Abschlusswiderstandselement wird insbesondere am Anfang und/oder
am Ende des Netzwerks angeordnet, um für eine sichere Datenübertragung
zu sorgen. Beispielsweise werden bei einem Feldbussystem, welches
auf Profibus basiert, Daten auf der Basis einer RS485-Schnittstelle
ausgetauscht. Der Bus (das Netzwerk) muss gemäß entsprechenden Spezifikationen
abgeschlossen werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feldbussystem der eingangs
genannten Art bereitzustellen, welches für einen Anwender auf einfache
Weise installierbar ist.
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Diese
wird bei dem eingangs genannten Feldbussystem erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass
das mindestens eine Abschlusswiderstandselement eine Fixierungseinrichtung
umfasst, über
welche es an der mindestens einen Steckereinrichtung fixiert oder
fixierbar ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung ist
ein entsprechendes Abschlusswiderstandselement auf verliersichere
Weise an der dem entsprechenden Feldbusmodul zugeordneten Steckereinrichtung
gehalten. Auch bei Austausch eines Feldbusmoduls bleibt das Abschlusswiderstandselement
an dem entsprechenden Ort. Es ist stets vorhanden. Weiterhin ergibt
sich eine einfache Handhabung.
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Darüber hinaus
ist das entsprechende Abschlusswiderstandselement unverwechselbar
an der dem Feldbusmodul zugeordneten Steckereinrichtung gehalten,
so dass eine eindeutige Zuordnung gewährleistet ist.
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Insbesondere
ist das mindestens eine Abschlusswiderstandselement an der Steckereinrichtung
fixiert, welche für
den Anschluss des entsprechenden Feldbusmoduls an das Netzwerk sorgt.
Es ist auch möglich,
dass das Abschlusswiderstandselement an einer Steckereinrichtung
der Energieversorgung fixiert ist.
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Günstig ist
es, wenn das mindestens eine Abschlusswiderstandselement an der
mindestens einen Steckereinrichtung fixiert ist, welche dem mindestens
einen Feldbusmodul zugeordnet ist, an welchem der Abschlusswiderstand
angeschlossen oder anzuschließen
ist. Dadurch ergibt sich eine eindeutige Zuordnung eines Abschlusswiderstandselements zu
einem Feldbusmodul, so dass beispielsweise beim Austausch eines
Feldbusmoduls ein Anwender auf einfache Weise eine erneute fehlerfreie
Installation durchführen
kann.
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Insbesondere
umfasst die Steckereinrichtung mindestens ein Steckverbindungselement
und ein Kabel. Vorzugsweise sind zwei Steckverbindungs elemente über ein
Kabel verbunden. Dadurch lassen sich benachbarte Feldbusmodule miteinander verbinden,
um ein Netzwerk zu realisieren.
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Günstig ist
es, wenn das Abschlusswiderstandselement an einem Kabel fixiert
ist oder zur Fixierung an einem Kabel vorgesehen ist. Dadurch lässt sich
dieses auf einfache Weise an dem Feldbussystem halten mit eindeutiger
Zuordnung.
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Günstig ist
es, wenn die Fixierungseinrichtung einen Fixierungsteil zur Fixierung
an der Steckereinrichtung und einen Verlängerungsteil, welcher das Abschlusswiderstandselement
hält, umfasst.
Dadurch ergibt sich für
einen Anwender eine einfache Anwendbarkeit.
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Vorzugsweise
ist der Verbindungsteil so ausgebildet, dass der Abstand zwischen
dem Abschlusswiderstandselement und dem Fixierungsteil variabel ist.
Dadurch ist die Anwendung vereinfacht. Beispielsweise ist es dadurch
auch möglich,
ein Abschlusswiderstandselement einzuschrauben.
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Insbesondere
ist der Verlängerungsteil
biegeelastisch. Der Verlängerungsteil
ist beispielsweise über
eine Kette, ein Band oder dergleichen gebildet.
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Vorzugsweise
ist der Fixierungsteil so ausgebildet, dass er mindestens abschnittsweise
um ein Kabel legbar ist. Beispielsweise ist der Fixierungsteil durch
eine Schlaufe gebildet oder umfasst eine Schlaufe, welche um ein
Kabel legbar ist und verriegelbar ist.
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Vorzugsweise
umfasst das Abschlusswiderstandselement mindestens einen ohmschen
Widerstand, um für
einen entsprechenden Netzwerkabschluss zu sorgen.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, dass ohmsche Widerstände zwischen Anschlüssen angeordnet
sind. Beispielsweise sind ohmsche Widerstände zwischen Versorgungsanschlüssen und
Datenanschlüssen
angeordnet.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Abschlusswiderstandselement
als steckbare oder schraubbare Einheit ausgebildet ist. Dadurch
lässt es
sich auf einfache Weise an dem zugeordneten Feldbusmodul fixieren.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das mindestens eine Abschlusswiderstandselement eine
optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung umfasst, welche
anzeigt, ob das Abschlusswiderstandselement angeschlossen ist oder
nicht. Dadurch kann ein Anwender auf einfache Weise erkennen, ob
ein oder mehrere Abschlusswiderstandselemente korrekt installiert
sind oder nicht. Feldbussysteme können an ausgedehnten Maschinen
oder Anlagen angeordnet sein. Eine Kontrolle kann durch die entsprechende Ausdehnung
erschwert sein. Die optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung
erleichtert die Prüfung,
wobei ein Anwender grundsätzlich
keine Messvorrichtung verwenden muss.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist das mindestens eine Abschlusswiderstandselement ein mindestens
teilweise lichtdurchlässiges
Gehäuse auf,
innerhalb welchem die optische Anzeigeeinrichtung angeordnet ist.
Eine entsprechende Lichtquelle wie beispielsweise eine Leuchtdiode
ist dadurch geschützt
angeordnet, wobei ein Anwender eine korrekte Installation auf einfache
Weise erkennen kann.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Gehäuse
mindestens abschnittsweise über
seinen gesamten Umfang lichtdurchlässig ist. Dadurch kann Licht
nach allen Seiten abgestrahlt werden und die Installationsposition
eines Abschlusswiderstandselements an einem entsprechenden Feldbusmodul
hat keinen Einfluss auf die Sichtbarkeit der optischen Anzeige.
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Günstig ist
es, wenn die Anzeigeeinrichtung ihre elektrische Energie über das
Feldbusmodul, an dem diese installiert ist, erhält. Dadurch lässt sich
das Abschlusswiderstandselement auf einfache Weise aufbauen. Es
lässt sich
dadurch auf einfache Weise erreichen, dass nur dann ein Signal abgegeben
wird, wenn ein Abschlusswiderstandselement korrekt installiert ist.
Insbesondere ist mindestens eine Leuchtdiode zwischen einem Massenanschluss
und einem Spannungsanschluss angeordnet. Wenn das Abschlusswiderstandselement
richtig angeschlossen ist, dann lässt sich dadurch die Leuchtdiode
auf einfache Weise mit elektrischer Energie versorgen.
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Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang
mit den Zeichnungen der näheren
Erläuterung
der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Feldbussystems;
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2 eine
Teildarstellung eines Feldbusmoduls, welchem ein Abschlusswiderstandselement
zugeordnet ist;
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3 eine
Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Abschlusswiderstandselements; und
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4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines Abschlusswiderstandselements.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Feldbussystems,
welches in 1 schematisch gezeigt und dort
mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Kontrolleinrichtung 12,
welche an ein Netzwerk (Feldbus) 14 angeschlossen ist.
Der Feldbus 14 ist ein Netzwerk, über welches Feldgeräte 16 mit
der Kontrolleinrichtung 12 signalwirksam verbunden sind.
Die Kontrolleinrichtung 12 kann dadurch die Feldgeräte 16 ansteuern
oder Signale, welche von Feldgeräten 16 bereitgestellt
sind, empfangen und beispielsweise auswerten. Der Feldbus 14 ist
ein Kommunikationssystem, welches die Feldgeräte 16 mit der Kontrolleinrichtung 12 signalwirksam
verbindet.
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Die
Feldgeräte 16 sind
insbesondere Sensoren und/oder Aktoren.
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Das
Feldbussystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Feldbusmodulen 18.
In 1 sind drei Feldbusmodule 18a, 18b, 18c gezeigt.
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Ein
Feldbusmodul 18 ist ein Zwischengerät zwischen den Feldgeräten 16 und
der Kontrolleinrichtung 12. Ein Feldbusmodul 18 ist
eine Verteilerbox, welche Daten der jeweils angeschlossenen Feldgeräte 16 sammelt
und an die Kontrolleinrichtung 12 weiterleitet (insbesondere
wenn die Feldgeräte 16 Sensoren
sind) oder Daten wie Steuerdaten der Kontrolleinrichtung 12 sammelt
und an die Feldgeräte 16 weiterleitet
(insbesondere wenn die Feldgeräte 16 Aktoren
sind).
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Ein
Feldbusmodul 18 umfasst eine Mehrzahl von Anschlüssen 20,
an welche Feldgeräte 16 anschließbar sind.
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Ein
Feldbusmodul 18 ist ferner über eine Netzwerk-Anschlusseinrichtung 22 an
das Netzwerk 14 anschließbar. Insbesondere umfasst
die Anschlusseinrichtung 22 einen ersten Anschluss 24 zur Verbindung
mit einem benachbarten Feldbusmodul, und einen zweiten Anschluss 26 zur
Verbindung mit einem weiteren benachbarten Feldbusmodul.
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Als
Verbindungselemente sind Steckereinrichtungen 28 vorgesehen, über welche
Feldbusmodule 18 verbindbar sind und dabei das Netzwerk 14 bereitgestellt
ist.
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Alle
Feldbusmodule 18a, 18b, 18c sind über die
entsprechenden ersten Anschlüsse 24 und
zweiten Anschlüsse 26 mit
dem Netzwerk 14 und dadurch mit der Kontrolleinrichtung 12 signalwirksam
verbunden.
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Das
Feldbussystem 10 umfasst (mindestens) ein Abschlusswiderstandselement 32,
welches in den zweiten Anschluss 26 beispielsweise des
letzten Feldbusmoduls 18 (in 1 ist dieses
Feldbusmodul 18a) eingesetzt ist. Ein angeschlossenes Abschlusswiderstandselement 32 garantiert
in dem Netzwerk 14 eine sichere Datenübertragung.
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Die
Feldbusmodule 18 sind an einem geeigneten Ort einer Anwendung 34 fixiert.
Die Anwendung 34 ist beispielsweise eine Maschine wie eine Werkzeugmaschine
oder dergleichen. Die Positionen der Feldbusmodule 18 sind
so gewählt,
dass die daran angeschlossenen Feldgeräte 16 vorzugsweise unter
Minimierung des Kabelwegs die ihnen zugeordneten Aufgaben (wie Sensoraufgaben
oder Aktorenaufgaben) übernehmen
können.
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Die
Feldbusmodule 18 werden über eine Energieversorgungseinrichtung 36 mit
elektrischer Energie versorgt. Die Feldbusmodule 18 weisen
dazu entsprechende Energieversorgungsanschlüsse 38a, 38b auf.
Diese sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass sich ein Energieversorgungsbus 40 realisieren
lässt.
Ein Feldmodul (in 1 das Feldmodul 18c)
ist direkt an die Energieversorgungseinrichtung 36 angeschlossen.
Weitere Feldbusmodule 18 können dann ihre elektrische
Energie von direkt oder indirekt an die Energieversorgungseinrichtung 36 angeschlossenen
Feldbusmodulen erhalten. Beispielsweise erhält das Feldbusmodul 18b gemäß 1 seine
elektrische Energie über
das Feldbusmodul 18c. Die Feldbusmodule 18 sind
dabei über
Steckereinrichtungen 42 verbunden.
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Die
Steckereinrichtung 28 umfasst jeweils ein erstes Steckverbindungselement 44a und
ein zweites Steckverbindungselement 44b, welche über ein
Kabel 46 verbunden sind. Das zweite Steckverbindungselement 44b ist
so ausgebildet, dass es an einen zweiten Anschluss 26 der
Netzwerk-Anschlusseinrichtung 22 anschließbar ist.
Das erste Steckverbindungselement 44a ist so ausgebildet,
dass es an den ersten Anschluss 24 der Netzwerk-Anschlusseinrichtung 22 anschließbar ist.
Das Abschlusswiderstandselement 32 ist so ausgebildet,
dass es an den zweiten Anschluss 26 der Netzwerk-Anschlusseinrichtung 22 anschließbar ist.
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Es
ist dabei grundsätzlich
möglich,
dass eine entsprechende Steckereinrichtung 28 zur Verbindung
zwischen der Kontrolleinrichtung 12 und dem ersten Feldbusmodul
(18c in 1) verwendet wird, oder dass
ein entsprechendes Kabel direkt an die Kontrolleinrichtung 12 angeschlossen
ist.
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Auf ähnliche
Weise sind die Steckereinrichtungen 42 aufgebaut. Sie umfassen
ein erstes Steckverbindungselement 48a und ein zweites
Steckverbindungselement 48b, welche durch ein Kabel 50 verbunden
sind.
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Das
Abschlusswiderstandselement 32 weist einen Fixierungsbereich 52 auf, über welchen
es an dem entsprechenden zweiten Anschluss 26 eines Feldbusmoduls 18 fixierbar
ist. Das Abschlusswiderstandselement 32 ist insbesondere
einschraubbar oder einsteckbar.
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Das
Abschlusswiderstandselement 32 weist eine Fixierungseinrichtung 54 auf, über welche
es an der Steckereinrichtung 28 oder der Steckereinrichtung 42 gehalten
ist. Bevorzugterweise ist das Abschlusswiderstandselement 32 an
der Steckereinrichtung 28 gehalten, welche zu dem ersten
Anschluss 24 des Feldbusmoduls 18a führt, welcher
mit dem Abschlusswiderstandselement 32 versehen ist bzw.
versehen werden soll.
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Die
Fixierungseinrichtung 54 umfasst einen Verlängerungsteil 56 und
einen Fixierungsteil 58. Über den Fixierungsteil 58 ist
der Verlängerungsteil 56 an
der Steckereinrichtung 28 (oder 42) fixierbar und
insbesondere an dem entsprechenden Kabel 46 (bzw. 50)
dieser Steckereinrichtung 28 (bzw. 42) fixierbar.
Das Fixierungsteil 58 weist vorzugsweise einen Abschnitt
auf, welcher um das Kabel 46 legbar ist und über welchen
eine Fixierung beispielsweise durch Klemmung möglich ist.
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Der
Verlängerungsteil 56 ist
so ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Fixierungsteil 58 und
dem Abschlusswiderstandselement 32 variierbar ist. Insbesondere
ist der Verlängerungsteil 56 biegeelastisch
ausgebildet.
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Der
Verlängerungsteil 56 ist
beispielsweise durch eine Kette oder ein Band oder dergleichen gebildet.
Die Variabilität
ist insbesondere derart, dass, wenn das Abschlusswiderstandselement 32 einschraubbar
ist, eine Einschraubung ermöglicht
ist.
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Der
Verlängerungsteil 56 ist
an einem Gehäuse 60 des
Abschlusswiderstandselements 32 beispielsweise in einer Öse oder
dergleichen gehalten.
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An
dem Fixierungsbereich 52 des Abschlusswiderstandselements 32 ist
eine Mehrzahl von Anschlüssen 62a, 62b, 62c, 62d angeordnet (4),
welche zu der elektrischen Verbindung mit dem Feldbusmodul 18 dienen.
Der Anschluss 62a beispielsweise ist ein Spannungsanschluss.
Der Anschluss 62d ist ein Massenanschluss. Die Anschlüsse 62b und 62c sind
Datenaderanschlüsse
für das Netzwerk 14.
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Das
Abschlusswiderstandselement 32 umfasst eine Mehrzahl von
ohmschen Widerständen 64a, 64b, 64c,
welche in dem Gehäuse 60 angeordnet
sind. Es sind dabei jeweils ohmsche Widerstände zwischen benachbarten Anschlüssen angeordnet. Beispielsweise
ist der ohmsche Widerstand 64a zwischen den Anschlüssen 62a und 62b angeordnet. Der
ohmsche Widerstand 64b ist zwischen den Anschlüssen 62b und 62c angeordnet.
Der ohmsche Widerstand 64c ist zwischen den Anschlüssen 62c und 62d angeordnet.
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Bei
einem konkreten Ausführungsbeispiel beträgt die Größe der ohmschen
Widerstände 64a und 64c 390 Ω und der
Widerstand 64b beträgt
220 Ω.
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Das
Abschlusswiderstandselement 32 umfasst eine optische und/oder
akustische Anzeigeeinrichtung 66, durch die anzeigbar ist,
ob das Abschlusswiderstandselement 32 wirksam an das entsprechende
Feldbusmodul 18 angeschlossen ist oder nicht. Insbesondere
wird ein entsprechendes Signal und insbesondere optisches Signal
abgegeben, wenn ein wirksamer Anschluss vorliegt.
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Bei
dem in Figur gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Anzeigeeinrichtung 66 eine optische Anzeigeeinrichtung,
welche eine Leuchtdiode 68 umfasst. Im Bereich 70 der
Leuchtdiode 68 ist das Gehäuse 60 lichtdurchlässig ausgebildet.
Beispielsweise ist in diesem Bereich die Anzeigeeinrichtung 66 transluzent
umspritzt.
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Bevorzugterweise
ist der durchlässige
Bereich 70 ein Bereich, welcher über den gesamten Umfang 60 des
Gehäuses
verläuft,
so dass die Orientierung eines angeschlossenen Abschlusswiderstandselements 32 für die Sichtbarkeit
eines optischen Signals der Anzeigeeinrichtung 66 unwesentlich
ist.
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Das
Feldbussystem 10 benötigt
grundsätzlich
mindestens ein Abschlusswiderstandselement 32. Abschlusswiderstandselemente 32 in
dem Netzwerk 14 sorgen für eine sichere Datenübertragung. Abschlusswiderstandselemente
sollten insbesondere am Anfang und/oder am Ende des Netzwerks 14 installiert
werden. Sie werden auf den entsprechenden freien Port 38b des
jeweiligen (Anfangs- oder End-)Feldbusmoduls 18 installiert.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung ist
das Abschlusswiderstandselement 32 direkt mit dem Buskabel,
nämlich
der Steckereinrichtung 28, verbunden, welches zu dem Feldbusmodul 18 führt, welches
mit dem Abschlusswiderstandselement 32 zu versehen ist.
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Man
erhält
dadurch eine ”Funktionscodierung”. Das Feldbussystem 10 lässt sich
modular aufbauen. Das Abschlusswiderstandselement 32 ist
unverwechselbar dem entsprechenden Feldbusmodul 18 zugeordnet,
da es unverwechselbar mit der Steckereinrichtung 28 für dieses
Feldbusmodul 18 verbunden ist. Die Zuordnung ist eindeutig.
Alternativ kann das Abschlusswiderstandselement 32 an der entsprechenden
Steckereinrichtung 42 für
die Energieversorgung fixiert sein.
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Für einen
Anwender ergibt sich eine einfache Handhabung. Das Abschlusswiderstandselement 32 ist
gewissermaßen
immer vorhanden und verliersicher gehalten.
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Die
Fixierungseinrichtung 54 lässt sich auf einfache Weise
ausbilden. Der Fixierungsteil kann beispielsweise mittels einer
Schlaufe gebildet sein, welche fest mit der Steckereinrichtung 28 (oder 42) verbunden
ist. Beispielsweise ist diese um das entsprechende Kabel 46 (oder 50)
geschlungen und es wird für
eine entsprechende Verriegelung gesorgt.
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Das
Abschlusswiderstandselement 32 weist eine Anzeigeeinrichtung 66 auf.
In einem ausgedehnten Netzwerk 14 beispielsweise an einer
Maschine oder einer Anlage, können
Abschlusswiderstandselemente 32 zwingend für das Funktionieren des
Netzwerks 14 erforderlich sein, da es sonst zu Störungen kommen
kann. Aufgrund einer großen räumlichen
Ausdehnung ist es unter Umständen schwierig
zu erkennen, ob ein Abstandswiderstandselement 32 installiert
ist oder nicht bzw. richtig installiert ist oder nicht. Über eine
optische Anzeigeeinrichtung 66 kann ein Anwender auf einfache
Weise die Zuverlässigkeit
der Installation erkennen. Eine Überprüfung der
Netzwerkinstallation lässt
sich dadurch zeitsparend durchführen.
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Insbesondere
ist die Anzeigeeinrichtung 66 so ausgebildet, dass bei
korrekter Installation ein entsprechendes optisches und/oder akustisches
Signal abgegeben wird. Dadurch kann die Anzeigeeinrichtung 66 die
für die
Anzeige notwendige elektrische Energie aus dem zugeordneten Feldbusmodul 18 ziehen.
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Für die richtige
Installation, d. h. den richtigen Leitungsabschluss, muss ein Anwender
keine Messgeräte
verwenden, da die optische Anzeige unmittelbar eine ordnungsgemäße Installation
anzeigt. Durch eine optische Anzeige ist die ordnungsgemäße Installation
auch in einem großen
Raumbereich sichtbar.