DE29617686U1 - Feldbusanordnung - Google Patents

Feldbusanordnung

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Description

G 17 673 - rets
23.09. 1996
Festo KG, 73734 Essiingen FeIdbusanordnung
Die Erfindung betrifft eine Feldbusanordnung mit wenigstens einer an einen seriellen Feldbus anschließbaren
Feldbusstation und mit wenigstens einem über einen Steuerausgang der Feldbusstation gesteuerten Verbraucher.
Feldbusanordnungen zur seriellen Steuerung von räumlich entfernten Verbrauchern und Verbraucheranordnungen über Feldbusstationen von einer Steuerzentrale aus sind in
vielfältigen Ausführungen und Variationen bekannt, beispielsweise aus der DE-A-42 26 682, der DE-A-36 31 477, der GB-B-21 23 589 oder aus der Zeitschrift Elektronik 11, 3.6.1983, "Das lokale SP-Netzwerk", S. 7 3"- 78. Bei den bekannten Anordnungen sind jeweils mehrere Feldbusstationen
(Feldbusknoten) an den üblicherweise aus zwei oder drei Leitungen bestehenden Feldbus angeschlossen und werden über eine Steuerzentrale gesteuert. Diese sendet serielle Datentelegramme auf den Feldbus und spricht über eine im Datentelegramm enthaltene Adresse die dieser
Adresse zugeordnete Feldbusstation an. Entsprechend den empfangenen Steuerbefehlen steuert dann diese Feldbus-
station über Steuerausgänge direkt einen oder mehrere der angeschlossenen Verbraucher an. über den Feldbus erfolgt die übertragung sowohl der Steuersignale als auch der erforderlichen elektrischen Energie zur Versorgung der Feldbusstationen und zur direkten Steuerung der Verbraucher. Hierdurch werden zum einen aufwendige und kostspielige Feldbusstationen benötigt, und zum anderen besteht die Gefahr von Fehlauslösungen von Verbrauchern durch fehlerhafte Datentelegramme im Feldbus, was für manche Anwendungen, die hohe Anforderungen an den Sicherheitsstandard stellen, nicht akzeptabel ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, FeIdbusanordnungen mit einfacheren und kostengünstigeren Feldbusstationen zu schaffen, bei denen die Möglichkeit der völligen Entkopplung der Spannungskreise besteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der wenigstens eine Verbraucher über einen steuerbaren Schalter mit einer zusätzlich zu den Leitungen des Feldbusses vorgesehenen Spannungsversorgungsleitung verbunden ist und daß der steuerbare Schalter durch den Steuerausgang der Feldbusstation betätigbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung dienen die Leitungen des
Feldbusses ausschließlich zur Datenübertragung, und in der Feldbusstation selbst ist keine Entkupplungsvorrichtung von Versorgungsspannung und Dateninformationen erforderlich. Dies führt zu den gewünschten einfachen und kostengünstigen Feldbusstationen. Dabei ist es für die Feldbusstation selbst unerheblich, wie groß der Strom- oder Spannungsbedarf des Verbrauchers ist. Die Spannungskreise sind vollständig entkoppelt, das heißt beispielsweise, der Verbraucher kann sowohl über die Feldbusstation selbst als auch durch Abschalten der Spannungsversorgungsleitung abgeschaltet werden. Hierdurch kann eine billige und zuverlässige Lösung erreicht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß verschiedene Verbraucher an jeweils eigene Spannungsversorgungsleitungen angeschlossen sein und dennoch über eine gemeinsame Feldbusstation gesteuert werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Feldbusanordnung möglich.
Vorzugsweise sind mehrere Verbraucher über eine entsprechende Anzahl von steuerbaren Schaltern über eine entsprechende Anzahl von Steuerausgängen der Feldbusstation steuerbar, dabei sind insbesondere mehrere, unabhängig voneinander mit einer Spannung beaufschlagbare Spannungs-
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versorgungsleitungen mit den steuerbaren Schaltern verbunden. Dadurch wird eine vollständige Entkopplung der Verbraucher untereinander und zur Feldbusstation hin erreicht. Die Spannungsversorgung kann unabhängig von der Feldbusstation abgeschaltet werden, wobei in vorteilhafter Weise auch mehrere Spannungsversorgungsleitungen unabhängig voneinander abschaltbar sind, so daß beispielsweise ein Verbraucher durch Abschalten der entsprechenden Spannungsversorgungsleitung auch bei einem Fehlsignal der Feldbusstation nicht eingeschaltet werden kann. Die Feldbusstruktur ist vollständig von der Spannungsversorgungsse i te für die Verbraucher getrennt bzw. isoliert. Dies hat auch den Vorteil, daß mehrere Verbraucher, die unterschiedliche Versorgungsspannungen benötigen, durch eine Feldbusstation gesteuert werden können.
Die wenigstens eine Spannungsversorgungsleitung ist zweckmäßigerweise über eine lösbare Steckverbindung zu den Verbrauchern geführt, so daß auch dadurch eine einfache Unterbrechung, z.B. eine Sicherheitsunterbrechung, der Versorgungsspannung erreicht werden kann, um die Verbraucher mit besonders hoher Sicherheit abzuschalten.
Der wenigstens eine steuerbare Schalter ist vorzugsweise als Relais, insbesondere als Reed-Relais, oder als Optokoppler-Schalter ausgebildet.
Durch Integration des wenigstens einen steuerbaren Schalters im Gehäuse der Feldbusstation wird der Platzbedarf sehr gering. Dennoch ist eine sehr variable Anpassung an Kundenwlmsche möglich.
Die erfindungsgemäße Feldbusanordnung eignet sich besonders zur Steuerung einer Mehrzahl von Pneumatikventilen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt im Blockschaltbild eine an einen Feldbus angeschlossene Feldbusstation zur Steuerung von drei Verbrauchern.
Das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel einer Feldbusanordnung zeigt eine Feldbusstation 1O5 auch Feldbusknoten genannt, die an einen aus zwei Leitungen bestehenden Feldbus 11 angeschlossen ist. Schematisch durch Linien ist die Möglichkeit des Anschlusses weiterer Feldbusstationen dargestellt. Ein solcher Feldbus 11 wird auch gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik in an sich bekannter Weise durch eine nicht dargestellte Zentralstation gesteuert. Prinzipiell möglich ist es auch, daß anstelle einer Zentralstation eine oder mehrere Feldbusstationen den anderen übergeordnet sind und Steuer-
funktionen gegenüber diesen anderen ausüben. Die Zahl der Leitungen des Feldbusses ist in bestimmten Grenzen variabel, so können beispielsweise auch drei Feldbusleitungen vorgesehen sein.
Ausgangsseitig steuert die Feldbusstation eine Relaisanordnung 12, die drei Relais enthält. Entsprechend steuern drei Relaisspulen 13 - 15 drei Relaisschalter 16 18. Diese Relaisschalter 16 - 18 sind in Spannungsversorgungsleitungen 19 - 21 geschaltet, die zu drei schematisch dargestellten Verbrauchern 22 - 24 führen, wobei es sich bei diesen Verbrauchern 22 - 24 beispielsweise um elektrisch gesteuerte Pneumatikventile handeln kann. Diese sind mit ihrem jeweils zweiten Anschluß an Masse bzw. an den jeweils anderen Pol der Versorgungsspannung angeschlossen. Andererseits führen die Spannungsversorgungsleitungen 19 - 21 über eine Steckverbindung 25 zu drei Versorgungsspannungsquel1 en 26 - 28, wo sie mit"dem jeweils positiven Pol verbunden sind. Die Versorgungsspannungsquel 1 en 26 - 28 können auch vollständig voneinander entkoppelt werden, das heißt, der negative bzw. der masseseitige Anschluß der Verbraucher 22 - 24 kann auch separat zur zugeordneten Versorgungsspannungsquelle rückgeführt sein.
In einer einfacheren Ausführung kann selbstverständlich
auch eine einzige Versorgungsspannungsquelle vorgesehen sein, an die alle Spannungsversorgungsleitungen 19 - 21 angeschlossen sind. Dies wird dann realisiert, wenn eine vollständige Entkopplung nicht erforderlich ist und alle Verbraucher dieselbe Versorgungsspannung benötigen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die Versorgungsspannungsquellen 26 - 28 verschiedene Versorgungsspannungen aufweisen.
Zur Steuerung der Feldbusstat ionen sendet die nicht dargestellte Zentralstation Da te &eegr; te 1 egramme über den Feldbus 11. Diese enthalten jeweils eine Adresse, die einer bestimmten FeIdbusstation 10 zugeordnet ist. Diese Feldbusstation empfängt dann das Datentelegramm und führt die darin enthaltenen Befehle aus. Diese können darin bestehen, über die Steuerausgänge eine oder mehrere Relaisspulen 13 - 15 der Relaisanordnung 12 zu betätigen, um die entsprechenden ReIa fs schalter 16 - 18 zu schließen. Bei eingeschalteten Versorgungsspannungsquellen 26 - 28 führt ein solches Schließen dann zum Einschalten des jeweiligen Verbrauchers 22 - 24. Zum Abschalten von eingeschalteten Verbrauchern ist dann ein weiterer Steuerbefehl über den Feldbus 11 erforderlich, oder aber die Feldbusstation 10 enthält eine Zeitsteueranordnung, und der Einschaltbefehl enthält auch eine Information über die Einschaltdauer.
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Die Zahl der Relais in der Relaisanordnung 12 ist selbstverständlich variabel, und zur Erzielung einer kompakten Kleinbauweise kann die Relaisanordnung 12 auch im Gehäuse der Feldbusstation 10 integriert sein.
Die Relais der Relaisanordnung 12 können beispielsweise als Reed-Relais ausgebildet sein, oder anstelle der Relaisanordnung 12 tritt eine andere Anordnung von steuerbaren Schaltern, beispielsweise Optokoppler-Schalter.
Durch Trennen der Steckverbindung 25 ist eine sichere Abschaltung aller Verbraucher möglich, unabhängig von den in der Feldbusstation 10 erhaltenen Steuerbefehlen. Weiterhin kann eine Sicherheitsabschaltung auch durch eine externe Spannungsverriegelung erfolgen, z.B. durch Abschalten einer oder mehrerer der Versorgungsspannungsquellen 26 - 28.

Claims (11)

G 17 673 - rets 23.09.1996 Festo KG, 73734 Essiingen FeIdbusanordnung Ansprüche
1. Feldbusanordnung mit wenigstens einer an einen seriellen Feldbus anschließbaren Feldbusstation und mit wenigstens einem über einen Steuerausgang der Feldbusstation gesteuerten Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verbraucher {22 - 24) über einen steuerbaren Schalter (16 - 18) mit einer zusätzlich zu den Leitungen des Feldbusses (11) vorgesehenen Spannungsversorgungsleitung (19 - 21) verbunden ist und daß der steuerbare Schalter (16 - 18) durch den Steuerausgang der Feldbusstat ion (10) betätigbar ist.
2. Feldbusanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verbraucher (22 - 24) über eine entsprechende Anzahl von steuerbaren Schaltern (16 - 18) über eine entsprechende Anzahl von Steuerausgängen der Feldbusstation (10) steuerbar sind.
3. Feldbusanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-
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zeichnet, daß mehrere, unabhängig voneinander mit einer Spannung beaufschlagbare Spannungsversorgungsleitungen (19 - 21) mit den steuerbaren Schaltern (16 - 18) verbunden
4. FeI dbusanorclnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spannungsversorgungsleitung (19 - 21) unabhänig von der Feldbusstation (10) einschaltbar und abschaltbar ist.
5. Feldbusanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spannungsversorgungsleitungen (19 21) unabhängig voneinander schaltbar sind.
6. FeI dbusanorclnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spannungsversorgungsleitung (19 - 21) über eine lösbare Steckverbindung (25) zu den Verbrauchern (22 - 24) geführt ist.
7. Feldbusanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Schalter (16 - 18) als Schaltrelais ausgebildet ist.
8. Feldbusanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrelais ein Reed-Relais ist.
9. Feldbusanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,, daß der wenigstens eine elektrische Schalter als Optokoppler-Schalter ausgebildet ist.
10. Feldbusanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Schalter (16 - 18) im Gehäuse der Feldbusstation (10) integriert ist.
11. Feldbusanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeordneten Verbraucher (22 - 24) eine Mehrzahl von Pneumatikventilen sind.
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