DE29701136U1

DE29701136U1 - Busankoppler

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Publication number: DE29701136U1
Application number: DE29701136U
Authority: DE
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG; Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta Elektro De GmbH
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2007-01-24

Description

INSTA ELEKTRO GmbH & Co, KG₁ 58511 Lüdenscüeid Seite 1

Phoenix Contact GmbH & Co, 32825 Blomberg

Busankoppler

Die Neuerung betrifft einen Busankoppler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Automatisierungsindustrie und in der Gebäudeleittechnik werden heute sogenannte Feldbussysteme eingesetzt. Der Anwendungsbereich für Feidbussysteme stellt vorrangig die SensorVAktorebene dar, in der die Steuerung von Produktionsprozessen abgewickelt wird. In dieser SensorVAktorebene werden Daten über Druck, Temperatur, Durchfluß, Endschalterabfragen usw. erfaßt und in der Regel von Steuerungsrechnern weiterverarbeitet. Beispielsweise ist der INTERBUS ein weitverbreiteten Feldbus, in dem ein Busmaster die Steuerung und den Buszugriff übernimmt. Er wird nicht nur zur Automatisierung von Produktionsprozessen, sondern auch zur Steuerung von Gebäudeeinrichtungen benutzt. Als Gebäudeeinrichtungen seien beispielhaft Heizungen, Lüftungen, Klimasteuerungen oder Lichtsteuerungen genannt. Die Bedienung der Busteilnehmer erfolgt hierbei meistens mit Ein- und Ausgabemodulen, die in Verteilerschränken untergebracht sind und mit Tasten- oder Schaiterfeldern bedient werden. Diese Schaltfelder unterscheiden sich häufig wesentlich von den Installationsmaterialien, die sonst üblich bei Gebäudeeinrichtungen im gleichen Raum benutzt werden. Zum Beispiel Steckdosen des 230-V-Netzes, Telekommunikationssteckdosen für Telefone und Datennetze, Lichtschalter usw. zählen zu diesen Installationsmaterialien. Sie werden in verschiedenen Farben und Formen angeboten. Bedienelemente für Feldbussysteme sind jedoch nicht in diesen Farben und Formen erhältlich.

In der Gebäudesystemtechnik und der Verwendung des European Installationbus
(EIB) werden Bedienelemente eingesetzt, die auf einen Unterputz-Busankoppler auf-

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steckbar sind. Sie werden somit als Anwendungsmodule bezeichnet. Diese Gebäudesystemtechnik stellt ein dezentrales System dar, in dem die Steuerung und der Buszugriff in jeden Busankoppler integriert ist. Die aufsteckbaren Bedienelemente sind so ausgeführt, daß sie in Farbe und Form zu dem auf dem Markt erhältlichen Installationsmaterial passen und damit farblich passend zum einheitlichen Installationsmaterial in einem Raum verwendet werden kann.

Der vorliegenden Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen universellen Busankoppler zu entwickeln, der

1. an unterschiedliche Feldbussysteme, insbesondere an das Feldbussystem INTERBUS anschließbar ist,

2. in die genormte Unterputzdose mit 58 mm Durchmesser einsetzbar ist,

3. Bedienelemente aufnehmen kann, die in der gleichen Ausführung auch im EIB verwendet werden,

4. die Daten einer Bedienung so aufbereitet, daß sie in unterschiedlichen Feldbussystemen, vorzugsweise dem Feldbussystem INTERBUS, verarbeitet werden kann,

5. Anwender- und montagefreundlich konstruiert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine neue erfindungsgemäße Baugruppe, einem sogenannten Busankoppler, zur Aufnahme eines Bedienteiles mit den über das Bedienteil geleiteten Bediendaten, zur Verarbeitung bzw. Umsetzung dieser Daten in ein Datentelegramm und durch eine mit dem Feldbussystem über elektrische und/oder optische Leitungen verbundene elektronische Baugruppe gelöst. Die

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Datenübertragung wird einesteils von dem jeweilig verwendeten Feldbussystem und deren Datentelegramme beispielsweise über mehradrige Adernpaare elektrischer Leitungen oder elektrischer und optischer Leitungen auf einen Busankoppier geleitet, der die Anwendungsmodule unter Zuhilfenahme von Bauteilen nach den Merkmalen des Anspruchs 1 mit Befehlen zur Reaktion versorgt bzw. Betätigungen an den Anwendungsmodulen in Datenbefehle für das jeweilige Feldbussystem umsetzt. In weiteren Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Busankopplers angegeben. Anhand der Zeichnungsfiguren 1 bis 3 werden die Neuerungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ausführlich beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Busankopplers der Gebäudesystemtechnik,

Fig. 2 ein Feldbussystem mit Steuerung/Busmaster und mehreren Anwendungsmodulen und deren Busankoppier,
Fig. 3 einen Busankoppier in einer Unterputzdose herkömmlicher Bauart montiert.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Busankopplers 1 zum Anschluß von Anwendungsmodulen 19, 21, 23 der Gebäudesystemtechnik über dessen Schnittstelle 15, die vorzugsweise als Steckbuchse 28 ausgeführt sein kann, dargestellt. Auf der Feldbussystemseite der Gebäudeleittechnik ist der Busankoppier 1 über elektrischen Leitungen 2 und 3 an dem Feldbus angeschlossen, wobei Fig. 1 vorzugsweise den Anschluß an das Feldbussystem INTERBUS mit elektrischen Verbindungsleitungen zeigt, bei dem jeweils über zwei Adempaare 4, 4' und 5, 5' in Leitung 2 und Adempaare 6, 6' und 7, T in Leitung 3 Daten und Energie zum Busankoppier 1 geführt werden. Die Adempaare 4, 4' und 6, 6' sind die

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Datenleitungen des Feidbussystems. Dabei ist das Adernpaar 4, 4' der Leitung 2 an
die Dateneingangsklemmen 8 und das Adernpaar 6, 6' der Leitung 3 an die
Datenausgangsklemmen 9 angeschlossen.

Der Busankoppler 1 wird durch das Adernpaar 5, 5' der Leitung 2 und durch das Adernpaar 7, 7' der Leitung 3 mit den Klemmen 10 der zentralen Spannungsversorgung des Bussystems 17 verbunden und versorgt damit das Anwendungsmodul 19, 21, 23, über den Busankoppier 1, 18, 20, 22 mit elektrischer Energie. Die Datentelegramme des jeweiligen Feldbus gelangen über die Dateneingangsklemmen 8 an eine Anpassung 11, welche die elektrischen Pegel für den Ankoppelbaustein 12 für das jeweilig verwendete Feldbussystem bereitstellt. Diese Anpassung 11 kann dabei auch als elektro-optischer Koppler ausgeführt sein. Der Ankoppelbaustein 12 stellt sicher, daß die Daten vom Feldbus richtig übernommen werden und im richtigen Format gesendet werden. Der Ankoppelbaustein 12 ist in Form eines Microprozessors, vorzugsweise bei einer INTERBUS-Anbindung als ASIC (Application specific integrated circuit - einer anwendungsspezifischen integrierte Schaltung) ausgebildet und an einen Mikrocontroller 13, der Gerätesteuerung für das Anwendungsmodul 19, 21, 23 angeschlossen. Dieser Mikrocontroller 13 verarbeitet die Daten, die von dem jeweiligen Anwendungsmodul 19, 21, 23 über die Steckverbindung 28 des Busankopplers 1 an das Feldbussystem weitergegeben werden sollen. Dazu enthält der Mikrocontroller 13 Funktionen für den Datenaustausch mit dem Ankoppelbaustein 12 des jeweiligen Feldbussystems und für den Austausch mit unterschiedlichen Anwendungsmodulen 19, 21, 23, die in der Gebäudesystemtechnik benutzt werden, wie z.B. Tastsensoren, Raumtemperaturregler, Chipkartenleser, Infrarot- oder Funkumsetzer, Anzeigeeinheiten und dergleichen. Diese Anwendungs-

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module 19, 21, 23 verwenden unterschiedliche Arten von Schnittstellen 15, wie Parallel-, Seriell- oder Analogschnittstellen, die von dem Mikrocontroller 13 mittels einer elektrische Anpassung 14 unterstützt werden. Das Feldbussystem hat üblicherweise eine eigene Spannungsversorgung, mit der alle benötigten Busankoppler 1, 18, 20, gespeist werden können. Über die Spannungsversorgungsklemmen 10 wird die Spannung jedem Busankoppler 1 zugeführt. Da die im Feldbussystem zur Verfugung stehende Spannung häufig 24 Volt beträgt, muß sie auf eine Höhe von 5 V mittels einer Spannungswandlung 16 reduziert werden, da die Anpassung 11, der Ankoppelbaustein 12, der Mikrocontroller 13 und die Schnittstellenanpassung 14 nur mit dieser Spannung arbeiten können. Die vorzugshalber als Steckbuchse ausgebildete Anwendungsschnittstelle 15 erhält ebenfalls die auf 5 V reduzierte Spannung.

Fig. 2 zeigt ein Feldbussystem mit einer Mehrzahl über einen Busankoppler 18, 20, 22 angeschlossener Anwendungsmodule 19, 21, 23. Dabei erfolgt die Steuerung des Feldbussystems durch eine Zentrale oder einen sogenannten Busmaster 18, die mittels der Busleitung 24 mit dem Busankoppler 18 verbunden ist, wobei dieser wiederum über die Busleitung 24 mit den Busankopplern 20 und 22 verbunden ist. Dabei ist am Busankoppler 18 ein Anwendungsmodul 19, am Busankoppler 20 ein gleiches oder anderes Anwendungsmodul 21 und am Busankoppler 22 ein ebenfalls anders geartetes Anwendungsmodu! 23 aufgesteckt.

Auf die Busankoppler können unterschiedliche Arten von Anwendungsmodulen 19, 21, 23 je nach Erfordernis der Gebäudeinstallationstechnik gesteckt werden. Durch die elektronische Bestückung des Busankopplers 1 mit unterschiedlichen Ankoppelbausteinen 12 ist somit ein Anschluß eines beliebigen Feldbussystems

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möglich geworden. In einer Weiterbildung ist der gesamte Busankoppler 1 als Steckmodul vorgesehen, so daß vorteilhaft im Schadensfall ein Busankoppler 1 schnell und ohne großen Montageaufwand ausgetauscht werden kann.

Schließlich ist in Fig. 3 noch die Einrichtung gezeigt, wonach jeder der dargestellten Busankoppler in eine herkömmliche Unterputzinstaiiationsdose 26 einsetzbar ist und mit einem Installationsrahmen 25 kombinierbar ist. Dabei ist der Busankoppler 1 über die Anwendungsschnittstelle 15 mit dem Anwendungsmodul 19, 21, 23 durch seine Steckerstifte 27 verbunden. Das Adempaar 4, 4' der Leitung 2 für die Dateneingänge 8, das Adempaar 6, 6' der Leitung 3 für die Datenausgänge 9 und das Adempaar 5, 5' von Leitung 2 und das Adempaar 7, T der Leitung 3 des Feldbussystems für die Spannungsversorgung des Busankopplers 1 sind auf seine Spannungsversorgungsklemmen 10 gelegt. Wie im Blockschaltbild gemäß Fig. 1 bereits gezeigt, sind die erforderlichen Bausteine nämlich die Anpassung 11, der Ankoppelbaustein 12, der Mikrocontroller 13, die Schnittstellenanpassung 14 sowie die Spannungswandlung 16 allesamt im Busankoppler 1 untergebracht, wobei in einer Weiterbildung des Busankopplers 1 der Zusammenschluß des Ankoppelbausteins 12 des Mikrocontrollers 13 und der Schnittstellenanpassung 14 in einem Mikroprozessor vorgesehen ist.

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Bezugszeichenliste

1 -	Busankoppler	21 -	Anwendungsmodul
2 -	Leitung	22 -	Busankoppler
3 -	Leitung	23 -	Anwendungsmodul
4 -	Adernpaar für Dateneingang	24 -	Busleitung
5 -	Adernpaar mit Versorgungsspannung	25 -	Installationsrahmen
6 -	Adernpaar für Datenausgang	26 -	Unterputzinstallationsdose
7 -	Adernpaar mit Versorgungsspannung	27 -	Steckerstifte
8 -	Dateneingangskiemmen	28 -	Steckbuchse
9 -	Datenausgangsklemmen
10 -	Spannungsversorgungsklemmen
11 -	Anpassung
12 -	Ankoppelbaustein
13 -	Mikrocontrolier
14 -	Schnittstellenanpassung
15 -	Anwendungsschnittsteile
16 -	Spannungswandlung
17 -	Zentrale/Busmaster
18 -	Busankoppler
19 -	Anwendungsmodul
20 -	Busankoppler

Claims

INSTA ELEKTRO GmbH & Co, KG, 58511 Lüdenscheid Seite Phoenix Contact GmbH & Co, 32825 Blomberg Schutzansprüche

1.) Busankoppler (1) zum Anschluß von Anwendungsmodulen (19, 21, 23) der Gebäudesystemtechnik an einen Feldbus über mehrpaarige Adern von elektrischen und optischen Leitungen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Busankoppler (1, 18, 20, 22) mittels einer Schnittstellenanpassung (14) die unterschiedlichen Typen der Anwendungsmodule (19, 21, 23) über seine als Steckbuchse ausgebildete Anwendungsschnittstelle (15) aufnehmen kann, wobei der jeweilige Mikrocontroller (13) des Busankopplers (1,18, 20, 22) die Steuerung der Daten zwischen dem ihm jeweils an seiner Anwendungsschnittstelle (15) zugeordneten Anwendungsmodul (19, 21, 23) und den Adempaaren (4, 4', 6, 6') der Leitungen (2, 3) des Feldbussystems übernimmt.

2.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Busankoppler (1,18, 20, 22) aus einer Spannungswandlung (16), einer Anwendungsschnittstelle (15), einer Schnittstellenanpassung (14), einem Mikrocontroller (13), einem Ankoppelbaustein (12), einer Anpassung (11), sowie Dateneingangsklemmen (8), Datenausgangsklemmen (9) und Spannungs-Versorgungsklemmen (19) besteht.

3.) Busankoppler (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellenanpassung (14), der Mikrocontroller (13), und der Ankoppelbaustein (12) in einem Mikroprozessor vereinigt sind.

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4.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Busankoppler (18, 20, 22) die Daten aus einem zugeordneten Feldbus über Glasfaser- oder Hybridleitungen oder aus Kombinationen zwischen elektrischen und optischen Leitungen über eine dafür vorbereitete Schnittstelle (11) zugeführt werden.

5.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Busankoppler (1) unterschiedliche Anwendungsschnittstellen (15) in Form von Steckbuchsen (28) und/oder Steckerstiften (27) besitzt.

6.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Busankoppler (1) die unterschiedlichen Anwendungsmodule (19, 21, 23) und deren Steckbuchsenbelegung (27, 28) über eine Schnittstellenanpassung (14) beim Einstecken des Anwendungsmoduls (19, 21, 23) automatisch erkennt und den Mikrocontroller (13) voreinstellt.

7.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller (13) des Busankopplers (1) die Daten der unterschiedlichen Anwendungsmodule (19, 21, 23) mit Hilfe des Ankoppelbausteins (12) zu einem Datentelegramm des Feldbus verarbeitet und rückwirkend ein Datentelegramm des Feldbus in einen Befehl für das angeschlossene Anwendungsmodul (19, 21, 23) konvertiert.

8.) Busankoppler (1) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Busankoppler (1,18, 20, 22) unabhängig vom angeschlossenen Feldbussystem in eine Unterputzinstallationsdose (26) montierbar ist.

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9) Busankoppler (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Unterputzinstallationsdose (26) mit einem auf das Anwendungsmodul (19, 21, 23) abgestimmten Installationsrahmen (25) kombinierbar ist.

10) Busankoppier (1) nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Busankoppler (1) in der Installationsdose (26) mit dem FeJdbussystem steckbar und dadurch im Störungsfaii leicht austauschbar ausgeführt ist.