DE2823708C2 - Arrangement for time-multiplexed data transmission with a bus system - Google Patents
Arrangement for time-multiplexed data transmission with a bus systemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit einem Bus-System nach Patent 27 50 818.The invention relates to an arrangement for time-multiplexed data transmission with a bus system according to patent 27 50 818.
Nach dem Hauptpatent ist auch eine Maßnahme dagegen getroffen, daß bei Kurzschluß in einer oder mehreren Sendeausgangsstufen der Teilnehmer genügend Signalhub an der Busleitung entsteht, der von den als Empfänger wirkenden Teilnehmern ausgewertet werden kann. Zu diesem Zweck sind die Sendeausgangsstufen der Teilnehmer über je einen Widerstand an die Busleitung angeschlossen. Entsprechend diesem Vorschlag ist jedoch das Bus-System nur in speziellen Kurzschlußfällen, nämlich bei Kurzschlüssen in den Sendeausgangsstufen gegen einen Zusammenbruch geschützt.According to the main patent, a measure has also been taken to ensure that, in the event of a short circuit in one or more of the participants' transmitting output stages, there is sufficient signal swing on the bus line that can be evaluated by the participants acting as receivers. For this purpose, the participants' transmitting output stages are each connected to the bus line via a resistor. According to this proposal, however, the bus system is only protected against breakdown in special short-circuit cases, namely in the event of short circuits in the transmitting output stages.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Weiterbildung des Hauptpatents eine Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit einem Bus-System zu schaffen, das in einem erweiterten Umfang sicher gegen Kurzschlüsse geschützt ist, so daß beim Auftreten eines Kurzschlusses nicht das gesamte Bus-System zusammenbricht.The present invention is based on the object of creating, in a further development of the main patent, an arrangement for time-multiplexed data transmission with a bus system which is reliably protected against short circuits to an extended extent, so that the entire bus system does not collapse if a short circuit occurs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einer Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit einem Bus- System der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß zur Absicherung der Busleitung diese in einzelne Abschnitte unterteilt ist und daß die einzelnen Abschnitte der Busleitung sowie Teilnehmer mit der Busleitung über strombegrenzende Bauelemente verbunden sind, die bei Auftreten eines Kurzschlusses den betroffenen Leitungsabschnitt oder Teilnehmer stillegen.This object is achieved according to the invention on the basis of an arrangement for time-multiplexed data transmission with a bus system of the type mentioned at the outset in that the bus line is divided into individual sections to protect it and that the individual sections of the bus line and participants are connected to the bus line via current-limiting components which shut down the affected line section or participant if a short circuit occurs.
Damit können in vorteilhafter Weise die Leitungsabschnitte, die selbst durch einen Kurzschluß gestört sind, oder die mit Teilnehmern verbunden sind, in denen ein Kurzschluß an beliebiger Stelle auftritt, von dem Bus-System entkoppelt werden, so daß das restliche Bus-System nach wie vor funktionsfähig bleibt. Es wird nur der Abschnitt der Busleitung mit dem angeschlossenen Teilnehmer funktionslos, in dem eine Störung, ein Kurzschluß, auftritt.This makes it possible to decouple the line sections that are themselves affected by a short circuit, or that are connected to participants in which a short circuit occurs at any point, from the bus system, so that the rest of the bus system remains functional. Only the section of the bus line with the connected participant in which a fault, a short circuit, occurs becomes inoperable.
Eine besonders zweckmäßige, da einfache, Realisierung der Einrichtung zur Absicherung der Busleitung besteht darin, daß als strombegrenzendes Bauelement ein Widerstand vorgesehen ist.A particularly practical, since simple, implementation of the device for protecting the bus line consists in providing a resistor as a current-limiting component.
Der Widerstand dient zur Strombegrenzung als Schutzwiderstand im Kurzschlußfall, wobei eine weitgehende Entkoppelung des kurzgeschlossenen Teilnehmers oder der kurzgeschlossenen Abschnitte der Busleitung selbsttätig eintritt, da der Kurzschluß automatisch einen höheren Kurzschluß-Strom und damit Spannungsabfall in dem Widerstand hervorruft. Dadurch sinkt zwar der Pegel der Signale auf der Datenleitung, jedoch ist das restliche Bus-System noch voll funktionsfähig, solange nicht zu viele Kurzschlüsse gleichzeitig eintreten.The resistor serves to limit the current as a protective resistor in the event of a short circuit, whereby a large-scale decoupling of the short-circuited device or the short-circuited sections of the bus line occurs automatically, since the short circuit automatically causes a higher short-circuit current and thus a voltage drop in the resistor. This reduces the level of the signals on the data line, but the rest of the bus system is still fully functional. as long as not too many short circuits occur at the same time.
Der Widerstand, der die Stillegung bzw. Entkopplung des gestörten Teilnehmers oder des gestörten Abschnitts der Busleitung bewirkt, kann in einer Variante zweckmäßig als diskreter Widerstand ausgebildet sein. In diesem Fall bleibt der Aufbau des Bus-Systems, insbesonders der Busleitung, praktisch unverändert und wird lediglich an der angegebenen Stelle mit dem diskreten Widerstand erweitert.The resistor that shuts down or decouples the faulty participant or the faulty section of the bus line can, in one variant, be designed as a discrete resistor. In this case, the structure of the bus system, in particular the bus line, remains practically unchanged and is only extended at the specified point with the discrete resistor.
In einer zweiten Variante können aber auch in zweckmäßiger Weise einzelne Abschnitte der Busleitung selbst aus Widerstandsdraht bestehen. In diesem Fall erübrigt sich der Anschluß diskreter Widerstände, da in den Abschnitten der Busleitung selbst die Spannungsabfälle zur Entkopplung der gestörten Abschnitte bzw. Teilnehmer im Kurzschlußfall entstehen.In a second variant, individual sections of the bus line itself can also be made of resistance wire. In this case, the connection of discrete resistors is not necessary, since the voltage drops for decoupling the faulty sections or participants in the event of a short circuit occur in the sections of the bus line themselves.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann der Widerstand einen mit wachsendem Strom wachsenden Widerstandswert aufweisen.In a practical further development, the resistor can have a resistance value that increases with increasing current.
Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise der Kurzschluß-Strom verringert werden, so daß die sendenden Teilnehmer nicht stark belastet werden. Allerdings kann bei dieser Weiterbildung der Nachteil auftreten, daß der minimal zulässige Signalpegel auf der Busleitung, nämlich auf der Datenleitung, eher erreicht wird als bei Widerständen mit konstantem Widerstandswert und daß ein Kurzschluß zu einer Energieleitung der Busleitung unter Umständen nicht abgesichert werden kann.This measure can advantageously reduce the short-circuit current so that the transmitting participants are not subjected to a great deal of strain. However, this development can have the disadvantage that the minimum permissible signal level on the bus line, namely on the data line, is reached sooner than with resistors with a constant resistance value and that a short circuit to a power line on the bus line may not be protected.
Bei einer sternförmigen Struktur der an die Busleitung angeschlossenen Leitungsabschnitte, mit denen Teilnehmer verbunden sind, empiehlt es sich, die Widerstände in der Nähe des Sternpunktes anzuordnen.In the case of a star-shaped structure of the line sections connected to the bus line to which participants are connected, it is recommended to arrange the resistors near the star point.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit den Merkmalen, daß zur Absicherung der Busleitung Mittel zum Erfassen von Kurzschlüssen und zum Stillegen einzelner Abschnitte der Busleitung vorgesehen sind, hat die Merkmale, daß ein Pegelsensor zur Erfassung von Pegelschwankungen auf einer Datenleitung der Busleitung als Teilnehmer an das Bus-System angeschlossen ist und daß jeder stillzulegende Leitungsabschnitt über je einen als Teilnehmer ausgebildeten Überstromschalter mit einer Steuerschaltungsanordnung zentral durch den Pegelsensor in einem beliebigen Datenübertragungszyklus abschaltbar und nach Maßgabe eines von dem Pegelsensor in einem folgenden Datenübertragungszyklus ausgesendeten Einschaltbefehls sowie in der Steuerschaltungsanordnung ausgewerteter elektrischer Größen des jeweiligen Leitungsabschnitts einschaltbar ist.A particularly advantageous embodiment of the invention with the features that means for detecting short circuits and for shutting down individual sections of the bus line are provided to protect the bus line, has the features that a level sensor for detecting level fluctuations on a data line of the bus line is connected to the bus system as a participant and that each line section to be shut down can be switched off centrally by the level sensor in any data transmission cycle via an overcurrent switch designed as a participant with a control circuit arrangement and can be switched on in accordance with a switch-on command sent by the level sensor in a subsequent data transmission cycle and electrical variables of the respective line section evaluated in the control circuit arrangement.
Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft in einem Bus-System, das ein geschütztes Rumpfsystem mit nicht abschaltbaren Teilnehmern und verhältnismäßig crashgefährdete weitere Leitungsabschnitte aufweist. Der Pegelsensor zur Erfassung von Pegelschwankungen ist in diesem Fall vorteilhaft in dem Rumpfsystem an die Datenleitung der Busleitung angeschlossen. Sowohl der Pegelsensor als auch die Überstromabschalter sind in dem vorliegenden Fall Teilnehmer des Bus-Systems, in dem Daten in aufeinanderfolgenden Datenübertragungszyklen übertragen werden. In dem Falle, in dem eine Pegeländerung über ein vorgegebenes zulässiges Maß hinausgeht, von dem Pegelsensor festgestellt wird, werden sofort sämtliche Überstromabschalter durch bevorzugte Befehlsübertragung zum Abschalten der zugeordneten Leitungsabschnitte veranlaßt. Dies geschieht unabhängig davon, ob der jeweilige Leitungsabschnitt, der durch den Übertromabschalter abschaltbar ist, gestört ist oder nicht. In dem darauffolgenden Datenübertragungszyklus gibt der Pegelsensor einen Einschaltbefehl an sämtliche Überstromabschalter, da er den Signalpegel der Busleitung in dem Rumpfsystem als störungsfrei erkennt. Es schalten jedoch nur diejenigen Überstromabschalter wieder die zugehörigen Leitungsabschnitte ein, die nach Maßgabe in der Steuerschaltungsanordnung des Überstromabschalters ausgewerteter elektrischer Größen, die Aufschluß über einen Kurzschluß in dem jeweiligen Leitungsabschnitt geben, diesen Leitungsabschnitt wieder ein. Durch die Abschaltung aller crashgefährdeter Leitungsabschnitte wird mit Sicherheit auch der tatsächlich gestörte Leitungsabschnitt erfaßt. Die mit dem Rumpfsystem des Bus-Systems gekoppelten Teilnehmer, die nicht über einen Überstromabschalter angeschlossen sind, bleiben stets in Funktion. Die Überstromabschalter, welche die Teilnehmer zum Rumpfsystem absichern, können sowohl kurzgeschlossene Maschen als auch Stränge vom Rumpfsystem abkuppeln. Für eine Masche, die mit zwei Enden an das Bus-System angeschlossen ist, wird an jedem Ende der Masche je ein Überstromabschalter benötigt, während für einen Strang, der nur mit einem Ende an das Bus-System angeschlossen ist, nur ein Überstromabschalter erforderlich ist.This arrangement is particularly advantageous in a bus system that has a protected main system with participants that cannot be switched off and other line sections that are relatively at risk of crashing. The level sensor for detecting level fluctuations is in this case advantageously connected in the main system to the data line of the bus line. In this case, both the level sensor and the overcurrent cut-off switches are participants in the bus system in which data is transmitted in successive data transmission cycles. In the event that a level change exceeds a predetermined permissible level and is detected by the level sensor, all overcurrent cut-off switches are immediately caused to switch off the associated line sections by preferential command transmission. This happens regardless of whether the respective line section that can be switched off by the overcurrent cut-off switch is faulty or not. In the subsequent data transmission cycle, the level sensor issues a switch-on command to all overcurrent cut-off switches because it recognizes the signal level of the bus line in the main system as being fault-free. However, only those overcurrent switches that switch the corresponding line sections back on again according to the electrical values evaluated in the control circuit arrangement of the overcurrent switch that provide information about a short circuit in the respective line section. By switching off all line sections at risk of a crash, the line section that is actually faulty is also detected with certainty. The participants coupled to the main system of the bus system that are not connected via an overcurrent switch always remain functional. The overcurrent switches that protect the participants in the main system can disconnect both short-circuited meshes and strands from the main system. For a mesh that is connected to the bus system at two ends, an overcurrent switch is required at each end of the mesh, while for a strand that is only connected to the bus system at one end, only one overcurrent switch is required.
Dieses Sicherungssystem beseitigt weitgehend die Auswirkungen von Kurzschlüssen auf der Datenleitung der Busleitung, da nur die Teilnehmer ausfallen, die an kurzgeschlossenen Leitungsabschnitten angeschlossen sind. Auch beliebig viele Kurzschlüsse in den abschaltbaren Leitungsabschnitten führen nicht zum Ausfall des gesamten Bus-Systems. Die Signalspannungspegel auf dem restlichen Bus-System werden durch Kurzschlüsse in beliebigen abschaltbaren Leitungsabschnitten nicht beeinflußt. Vor allem können alle Teilnehmer des Signalbus-Systems, die besonders geschützt sein müssen, wie der Pegelsensor, ein Teilnehmer für eine Lenkhilfe und ein Teilnehmer für eine Servobremse, in dem Rumpfsystem voll funktionsfähig bleiben.This safety system largely eliminates the effects of short circuits on the data line of the bus line, since only the participants that are connected to short-circuited line sections fail. Even any number of short circuits in the switchable line sections do not lead to the failure of the entire bus system. The signal voltage levels on the rest of the bus system are not affected by short circuits in any switchable line sections. Above all, all participants in the signal bus system that need special protection, such as the level sensor, a participant for a steering aid and a participant for a servo brake, can remain fully functional in the fuselage system.
Eine bevorzugte Ausführungsform der voranstehenden Anordnung ist mit den Merkmalen ausgestattet, daß in dem Überstromabschalter eine Steuerschaltungsanordnung zur Widerstandsmessung zwischen der Datenleitung und einer Masseleitung zur Bildung eines Steuersignals vorgesehen ist und daß das Steuersignal sowie der Einschaltbefehl zu einem den Leitungsabschnitt einschaltbaren Einschaltsignal in einer Logikschaltungsanordnung verknüpfbar ist.A preferred embodiment of the above arrangement is equipped with the features that a control circuit arrangement for measuring the resistance between the data line and a ground line is provided in the overcurrent switch to form a control signal and that the control signal and the switch-on command can be linked to a switch-on signal that can switch on the line section in a logic circuit arrangement.
In vorteilhafter Weise wird also nur dann ein Einschaltsignal zum Einschalten eines bei einer von dem Pegelsensor erfaßten Pegelschwankung abgegeben, wenn dieser Pegelsensor wieder einen Einschaltbefehl abgibt und wenn die Steuerschaltungsanordnung durch die Widerstandsmessung in dem abschaltbaren Leitungsabschnitt keinen Kurzschluß festgestellt hat. Es wird also ein Massekurzschluß zur Schaltentscheidung des Überstromabschalters erfaßt.Advantageously, a switch-on signal for switching on a level fluctuation detected by the level sensor is only emitted when this level sensor again issues a switch-on command and when the control circuit arrangement has not detected a short circuit by measuring the resistance in the line section that can be switched off. A ground short circuit is therefore detected for the switching decision of the overcurrent switch.
In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Anordnung ist vorgesehen, daß die Steuerschaltungsanordnung des Überstromabschalters zusätzlich zur Auswertung der Polarität der Spannung auf der Datenleitung des Leitungsabschnitts, der durch den Überstromabschalter abschaltbar ist, bezüglich einer Energieleitung und zur Erzeugung eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Polarität ausgebildet ist, das mit dem Einschaltbefehl des Pegelsensors in der Logikschaltungsanordnung zur Bildung eines Einschaltsignals verknüpfbar ist.In a particularly expedient development of the arrangement, it is provided that the control circuit arrangement of the overcurrent switch is designed, in addition to evaluating the polarity of the voltage on the data line of the line section that can be switched off by the overcurrent switch, with respect to a power line and to generate a control signal depending on the polarity, which can be linked to the switch-on command of the level sensor in the logic circuit arrangement to form a switch-on signal. is.
Bei dieser Weiterbildung wird in vorteilhafter Weise ausgenutzt, daß der Signalspannungspegel auf der Datenleitung der Busleitung normalerweise immer kleiner als das positive Batteriepotential ist, das auf einer Energieleitung der Busleitung herrscht. Die Polarität der Spannung zwischen der Datenleitung und der Energieleitung an dem Überstromabschalter ist in diesem Fall ein Kriterium für einen Kurzschluß zu der Energieleitung und führt durch logische Verknüpfung des von dem Pegelsensor abgegebenen Einschaltbefehls ebenfalls zu einer Schaltentscheidung des Überstromabschalters. Nur wenn die Spannung eine Polarität hat, die den normalen Betriebszustand anzeigt, wird ein Einschaltsignal an die Schalter des Überstromabschalters abgegeben.This development advantageously exploits the fact that the signal voltage level on the data line of the bus line is normally always lower than the positive battery potential that prevails on a power line of the bus line. The polarity of the voltage between the data line and the power line on the overcurrent switch is in this case a criterion for a short circuit to the power line and also leads to a switching decision of the overcurrent switch by logically linking the switch-on command issued by the level sensor. A switch-on signal is only issued to the switches of the overcurrent switch if the voltage has a polarity that indicates the normal operating state.
Bei einem Massekurzschluß hat die Spannung zwischen der Datenleitung und der Energieleitung eine umgekehrte Polarität, und in diesem Fall wird, wie oben beschrieben, der Widerstand zwischen der Datenleitung gegen Masse zur Bildung der Schaltentscheidung in Verbindung mit dem von dem Pegelsensor abgegebenen Einschaltbefehl ausgewertet. Die Steuerschaltungsanordnung mit den Mitteln zur Auswertung der Polarität erlaubt also auch eine Erkennung von Kurzschlüssen der Datenleitung zur Stromversorgungsleitung und zu einer Sicherung des Bus-Systems in diesem Störungsfall.In the event of a ground short circuit, the voltage between the data line and the power line has a reversed polarity, and in this case, as described above, the resistance between the data line and ground is evaluated to form the switching decision in conjunction with the switch-on command issued by the level sensor. The control circuit arrangement with the means for evaluating the polarity also allows detection of short circuits between the data line and the power supply line and to protect the bus system in this fault event.
In vorteilhafter Weise kann auch die Energieleitung selbst durch den Überstromabschalter abgesichert werden, indem ein Schaltkontakt in der Energieleitung angeordnet ist, der durch das Einschaltsignal betätigbar ist. Mit dem Auslösen der Kurzschluß-Sicherung durch den Überstromabschalter wird in diesem Fall auch die Stromzuführung zu dem Teilnehmer des abgeschalteten Leitungsabschnitts unterbrochen. Der Teilnehmer ist dabei zweckmäßig so eingerichtet, daß er bei Energiemangel in die Aus- Position geht.The power line itself can also be protected by the overcurrent switch in an advantageous manner by arranging a switching contact in the power line that can be activated by the switch-on signal. When the short-circuit fuse is triggered by the overcurrent switch, the power supply to the subscriber of the switched-off line section is also interrupted. The subscriber is suitably set up so that it goes into the off position in the event of a power shortage.
Im einzelnen ist die Anordnung, welche eine Abschaltung gestörter Leitungsabschnitte in den vorangehend genannten Störungsfällen ermöglicht, zweckmäßig mit den Merkmalen ausgebildet, daß in dem Überstromabschalter je ein Schalter in der Energieleitung und in der Datenleitung angeordnet ist, daß eine Verbindung von einem mit der Energiequelle in Verbindung stehenden Anschluß des Schalters in der Energieleitung zur Steuerschaltungsanordnung führt und daß je eine Verbindung von einem mit dem Pegelsensor in Verbindung stehenden Anschluß sowie einem mit dem abschaltbaren Leitungsabschnitt in Verbindung stehenden Anschluß des Schalters in der Datenleitung zur Steuerschaltungsanordnung führt.In detail, the arrangement which enables faulty line sections to be switched off in the above-mentioned fault cases is expediently designed with the features that a switch is arranged in the power line and in the data line in the overcurrent switch, that a connection from a connection of the switch in the power line connected to the energy source leads to the control circuit arrangement and that a connection from a connection connected to the level sensor and a connection of the switch in the data line connected to the switchable line section leads to the control circuit arrangement.
Damit diese Anordnung auch bei Kurzschlüssen der Energieleitung nach Masse funktionsfähig bleibt, zeichnet sie sich weiter zweckmäßig aus durch eine Sicherung in der Energieleitung auf der mit der Energiequelle verbundenen Seite des Überstromabschalters.To ensure that this arrangement remains functional even in the event of a short circuit in the power line to ground, it is further characterized by a fuse in the power line on the side of the overcurrent switch connected to the power source.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with reference to a drawing with three figures. It shows
Fig. 1 eine Anordnung zur partiellen Absicherung mit Widerständen, Fig. 1 an arrangement for partial protection with resistors,
Fig. 2 eine Anordnung zur partiellen Absicherung besonders gefährdeter Teilnehmer mit Überstromabschalter und einem Pegelsensor und Fig. 2 an arrangement for partial protection of particularly vulnerable participants with overcurrent switch and a level sensor and
Fig. 3 eine Anordnung eines Überstromabschalters in einer Busleitung. Fig. 3 an arrangement of an overcurrent switch in a bus line.
In Fig. 1 sind mit 1 bis 5 Teilnehmer eines Bus-Systems bezeichnet, die in crashgefährdeten Zonen angeordnet sind. Jeder Teilnehmer 1, 2, 3 und die Teilnehmer 4 und 5 gemeinsam sind über je einen Leitungsabschnitt 6, 7, 8, 9 einer Busleitung an eine in einem nicht crashgefährteten Rumpfsystem angeordnete zentrale Busleitung 10 angeschlossen.In Fig. 1, 1 to 5 indicate participants of a bus system that are located in crash-prone zones. Each participant 1, 2, 3 and participants 4 and 5 together are connected via a line section 6, 7, 8, 9 of a bus line to a central bus line 10 located in a non-crash-prone fuselage system.
Zwischen dem gemeinsamen Anschlußpunkt 11 und dem Leitungsabschnitt 6 bzw. zwischen dem Anschlußpunkt 11 und dem Leitungsabschnitt 7 ist in der Nähe des Anschlußpunktes je ein Widerstand 13 bzw. 14 angeordnet. Desgleichen ist zwischen dem zentralen Anschlußpunkt 12 und dem Leitungs abschnitt 8 ein Widerstand 15 und zwischen dem Anschlußpunkt 12 und dem Leitungsabschnitt 9 ein Widerstand 16 angeordnet. Jeder Widerstand ist in der Nähe des Anschlußpunktes angeschlossen, so daß ein möglichst großer Teil der Leitungsabschnitte 6, 7, 8, 9 im Kurzschlußfall erfaßt werden.Between the common connection point 11 and the line section 6 or between the connection point 11 and the line section 7 , a resistor 13 or 14 is arranged in the vicinity of the connection point. Likewise, a resistor 15 is arranged between the central connection point 12 and the line section 8 and a resistor 16 is arranged between the connection point 12 and the line section 9. Each resistor is connected in the vicinity of the connection point so that as large a proportion of the line sections 6, 7, 8, 9 as possible are covered in the event of a short circuit.
Tritt an einer Stelle 17 ein Massekurzschluß des Leitungsabschnitts 6 ein, so entsteht an dem Widerstand 13 ein Spannungsabfall, der annähernd gleich der auf der zentralen Busleitung 10 herrschenden Spannung ist. Der durch den Massekurzschluß an der Stelle 17 hervorgerufene Kurzschluß-Strom wird dabei durch den Widerstand 13 begrenzt, so daß zwar der Spannungspegel auf der zentralen Busleitung 10 absinkt, jedoch nicht so tief, daß die Teilnehmer 2, 3, 4, 5 nicht mehr funktionsfähig wären. Es wird also lediglich der Teilnehmer 1 funktionsunfähig. Insbesondere können in der Zeichnung nicht dargestellte Teilnehmer, welche unmittelbar an die zentrale Busleitug 10 angeschlossen sind, in dieser Weise funktionsfähig bleiben.If a ground short circuit occurs at a point 17 in line section 6 , a voltage drop occurs at resistor 13 that is approximately equal to the voltage on central bus line 10. The short circuit current caused by the ground short circuit at point 17 is limited by resistor 13 , so that the voltage level on central bus line 10 drops, but not so low that participants 2, 3, 4, 5 are no longer functional. Only participant 1 is therefore inoperable. In particular, participants not shown in the drawing that are directly connected to central bus line 10 can remain functional in this way.
Das gesamte in Fig. 1 dargestellte Bus-System kann auch dann bei niedrigerem Spannungspegel auf der Busleitung 10 funktionieren, wenn noch an einer zweiten oder weiteren Stelle 18, 19, 20 eines möglichen Massekurzschlusses ein solcher Massekurzschluß eintritt.The entire bus system shown in Fig. 1 can function even at a lower voltage level on the bus line 10 if such a ground short circuit occurs at a second or further point 18, 19, 20 of a possible ground short circuit.
In Fig. 1 ist mit den unterbrochen gezeichneten Widerständen 21, 22 angedeutet, daß auch die zentrale Busleitung 10 in sich durch strombegrenzende Widerstände abschnittsweise abgesichert werden kann.In Fig. 1, the broken resistors 21, 22 indicate that the central bus line 10 can also be protected in sections by current-limiting resistors.
Anstelle der in Fig. 1 dargestellten diskreten Widerstände können auch einzelne Leiterabschnitte aus Widerstandsdraht ausgeführt sein.Instead of the discrete resistors shown in Fig. 1, individual conductor sections can also be made of resistance wire.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Leitung ist die Datenleitung des Bus-Systems.The line shown schematically in Fig. 1 is the data line of the bus system.
Das Bus-System nach Fig. 2 entspricht weitgehend demjenigen nach Fig. 1 mit den Teilnehmern 1, 2, 3, 4, 5, die über Leitungsabschnitte 6, 7, 8, 9 an eine zentrale Busleitung 10 angeschlossen sind. Zusätzlich in Fig. 1 steht noch ein Teilnehmer 23 mit dem Leitungsabschnitt 8 in Verbindung, ferner ist ein weiterer Teilnehmer 24 direkt an die zentrale Busleitung 10 angeschlossen. Der Teilnehmer 24 und die zentrale Busleitung 10 liegen in einem crashgeschützten Rumpfsystem 25, das durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist.The bus system according to Fig. 2 largely corresponds to that according to Fig. 1 with the participants 1, 2, 3, 4, 5 , which are connected to a central bus line 10 via line sections 6, 7, 8, 9. In addition, in Fig. 1, a participant 23 is connected to the line section 8 , and a further participant 24 is connected directly to the central bus line 10. The participant 24 and the central bus line 10 are located in a crash-protected fuselage system 25 , which is indicated by a dot-dash line.
Die Leitungsabschnitt 6, 7, 8, 9 sind über Übertromabschalter 26, 27, 28, 29 mit der zentralen Busleitung 10 gekoppelt. Diese Überstromabschalter bilden Teilnehmer des Bus-Systems. Innerhalb des Rumpfsystems 25 ist ferner ein Pegelsensor 30 an die zentrale Busleitung 10 angeschlossen; auch der Pegelsensor ist Teilnehmer des Bus-Systems.The line sections 6, 7, 8, 9 are coupled to the central bus line 10 via overcurrent switches 26, 27, 28, 29. These overcurrent switches form participants in the bus system. Within the main system 25, a level sensor 30 is also connected to the central bus line 10 ; the level sensor is also a participant in the bus system.
Die crashgefährdeten, mit dicker Linie gezeichneten, Leitungsabschnitte 6, 7, 8, 9 sind über die Überstromabschalter zu dem Rumpfsystem hin abgesichert. Die Absicherung erfolgt in der Weise, daß alle Überstromabschalter ihre zugehörigen Leitungsabschnitte vom Rumpfsystem abschalten, wenn der Signalpegel auf der zentralen Busleitung 10 unter einen festgelegten Minimalwert - im Extremfall Kurzschluß - absinkt, was durch den Pegelsensor erfaßt wird. Der Pegelsensor gibt zum sofortigen Abschalten der Leitungsabschnitte einen Abschaltbefehl mit bevorzugter Befehlsübertragung ab.The line sections 6, 7, 8, 9, which are at risk of crashes and are shown with a thick line, are protected by the overcurrent cut-off switches to the fuselage system. The protection is provided in such a way that all overcurrent cut-off switches switch off their associated line sections from the fuselage system when the signal level on the central bus line 10 falls below a specified minimum value - in extreme cases a short circuit - which is detected by the level sensor. The level sensor issues a switch-off command with priority command transmission to immediately switch off the line sections.
In dem auf die Abschaltung folgenden Datenübertragungszyklus erzeugt der Pegelsensor einen Einschaltbefehl, der jedoch nur zur Einschaltung derjenigen abgeschalteten Leitungsabschnitte führt, die nicht gestört bzw. kurzgeschlossen sind. Hierzu werden in den Überstromabschaltern außer dem Einschaltbefehl die elektrischen Größen der zugehörigen abgeschalteten Leitungsabschnitte, nämlich der Widerstandswert der Datenleitung bezüglich einer Masseleitung sowie die Polarität der Spannung auf der Datenleitung zu einer Energieleitung ausgewertet und mit dem Einschaltbefehl verknüpft. Es werden dann nur die ungestörten Leitungsabschnitte wieder eingeschaltet, während die gestörten Leitungsabschnitte ausgeschaltet bleiben und während das zentrale Rumpfsystem mit dem Pegelsensor 30 und dem Teilnehmer 24 immer in Betrieb bleibt.In the data transmission cycle following the shutdown, the level sensor generates a switch-on command, which, however, only leads to the switching on of those switched-off line sections that are not faulty or short-circuited. To this end, in addition to the switch-on command, the electrical variables of the associated switched-off line sections, namely the resistance value of the data line with respect to a ground line and the polarity of the voltage on the data line with respect to a power line, are evaluated in the overcurrent circuit breakers and linked to the switch-on command. Only the undisturbed line sections are then switched back on, while the faulty line sections remain switched off and while the central core system with the level sensor 30 and the subscriber 24 always remains in operation.
Eine Anordnung eines Überstromabschalters in einer aus einer Datenleitung 31, einer Masseleitung 32 und einer Energieleitung 33 bestehenden Busleitung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Überstromabschalter 34 ist innerhalb einer strichpunktierten Linie gezeigt. Er umfaßt eine Steuerschaltungsanordnung 35 mit einer Logikschaltungsanordnung, sowie je einen Schalter 36 in der Datenleitung und einen Schalter 37 in der Energieleitung, die auf der linken Seite mit einer nicht dargestellten Batterie verbunden ist. Auf der linken Seite in Fig. 3 befindet sich auch die nicht dargestellte zentrale Busleitung, von der die Datenleitung 31 abgezweigt ist.An arrangement of an overcurrent switch in a bus line consisting of a data line 31 , a ground line 32 and a power line 33 is shown in Fig. 3. The overcurrent switch 34 is shown within a dot-dash line. It comprises a control circuit arrangement 35 with a logic circuit arrangement, as well as a switch 36 in the data line and a switch 37 in the power line, which is connected on the left side to a battery (not shown). Also on the left side in Fig. 3 is the central bus line (not shown), from which the data line 31 is branched off.
Zur Übertragung des Einschaltbefehls auf die Steuerschaltungsanordnung ist diese mit einem mit dem Pegelsensor in Verbindung stehenden Anschluß 38 mit der Datenleitung verbunden. Zum Auswerten der elektrischen Größen des ab- und einzuschaltenden Leitungsabschnitts auf der rechten Seite in Fig. 1 steht die Steuerschaltungsanordnung mit einem Anschluß 39 an der Datenleitug des abschaltbaren Leitungsabschnitts in Verbindung. Außerdem besteht eine Verbindung zwischen der Steuerschaltungsanordnung und einem Anschluß 40 an die Energieleitung 33 auf der der Batterie zugewandten Seite des Schalters 37.To transmit the switch-on command to the control circuit arrangement, the latter is connected to the data line via a connection 38 connected to the level sensor. To evaluate the electrical variables of the line section to be switched on and off on the right-hand side in Fig. 1, the control circuit arrangement is connected to a connection 39 on the data line of the line section that can be switched off. There is also a connection between the control circuit arrangement and a connection 40 on the power line 33 on the side of the switch 37 facing the battery.
Bei einem Kurzschluß der Datenleitung 31 zur Masseleitung 32 oder zur Energieleitung 33 empfängt die Steuerschaltungsanordnung über die Datenleitung 31 von dem Pegelsensor einen Abschaltbefehl, der das Öffnen der bisher geschlossenen Schalter 36 und 37 veranlaßt. Beim Auftreten eines Einschaltbefehls in dem darauffolgenden Datenübertragungszyklus über die Datenleitung 31 und den Anschluß 38 schließt die Steuerschaltungsanordnung nicht ohne weiteres die Schalter 36 und 37, sondern wertet zunächst die elektrischen Größen des abgeschalteten Leitungsabschnitts aus. Hierzu wird der Widerstand zwischen dem Anschluß 39 und einem Anschluß 41 an der Masseleitung ausgewertet, der nur beimÜberschreiten eines bestimmten Widerstandswerts ein Steuersignal zum Wiedereinschalten in Verbindung mit dem Einschaltbefehl bildet. Außerdem wird die Bedingung ausgenutzt, daß im ungestörten Betrieb das Potential auf der Energieleitung stets positiver als das Potential auf der Datenleitung ist. Wird eine solche Spannung zwischen dem Anschluß 40 und der Datenleitung nicht festgestellt, so bildet die Steuerschaltungsanordnung kein Steuersignal, das in Verbindung mit dem Einschaltbefehl, der mit dem Steuersignal in einer Logikschaltung verknüpft wird, ein Einschaltsignal für die Schalter 36 und 37 bildet. Die Steuerschaltungsanordnung darf also keine Störung weder durch einen Kurzschluß zur Masseleitung noch zur Energieleitung erfassen, um den abgeschalteten Leitungsabschnitt wieder einzuschalten. - Im Unterschied zu der Anordnung nach Fig. 1 wird mit der Anordnung nach Fig. 3 auch die Energieleitung gegen Kurzschluß geschützt, indem sie mit dem Schalter 37 abschaltbar ist. Soll eine Sicherung 42 in der Energieleitung zur weiteren Absicherung angeordnet sein, so ist diese Sicherung zwischen dem Überstromabschalter 34und der nicht dargestellten Batterie anzuordnen, damit der Überstromabschalter auch bei Kurzschluß der Energieleitung nach Masse funktionsfähig bleibt.If there is a short circuit between the data line 31 and the ground line 32 or the power line 33, the control circuit arrangement receives a switch-off command from the level sensor via the data line 31 , which causes the previously closed switches 36 and 37 to open. If a switch-on command occurs in the subsequent data transmission cycle via the data line 31 and the connection 38, the control circuit arrangement does not simply close the switches 36 and 37 , but first evaluates the electrical variables of the switched-off line section. For this purpose, the resistance between the connection 39 and a connection 41 on the ground line is evaluated, which only forms a control signal for switching on again in conjunction with the switch-on command when a certain resistance value is exceeded. In addition, the condition is exploited that in undisturbed operation the potential on the power line is always more positive than the potential on the data line. If such a voltage is not detected between the connection 40 and the data line, the control circuit arrangement does not generate a control signal which, in conjunction with the switch-on command, which is linked to the control signal in a logic circuit, forms a switch-on signal for the switches 36 and 37. The control circuit arrangement must therefore not detect a fault, either due to a short circuit to the ground line or to the power line, in order to switch the switched-off line section back on. - In contrast to the arrangement according to Fig. 1, the arrangement according to Fig. 3 also protects the power line against short circuits by being able to switch it off with the switch 37. If a fuse 42 is to be arranged in the power line for additional protection, this fuse is to be arranged between the overcurrent switch 34 and the battery (not shown) so that the overcurrent switch remains functional even if the power line is short-circuited to ground.
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