EP1198736A1 - Verfahren zum konfigurieren eines feldbus-teilnehmers - Google Patents

Verfahren zum konfigurieren eines feldbus-teilnehmers

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EP1198736A1
EP1198736A1 EP00947953A EP00947953A EP1198736A1 EP 1198736 A1 EP1198736 A1 EP 1198736A1 EP 00947953 A EP00947953 A EP 00947953A EP 00947953 A EP00947953 A EP 00947953A EP 1198736 A1 EP1198736 A1 EP 1198736A1
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EP
European Patent Office
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bus
bus subscriber
address
subscriber
physical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00947953A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Heckel
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Pilz GmbH and Co KG
Original Assignee
Pilz GmbH and Co KG
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Pilz GmbH and Co KG filed Critical Pilz GmbH and Co KG
Publication of EP1198736A1 publication Critical patent/EP1198736A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L2012/40221—Profibus
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    • H04L2101/622—Layer-2 addresses, e.g. medium access control [MAC] addresses
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S370/00—Multiplex communications
    • Y10S370/908—Local area network
    • Y10S370/909—Token ring

Definitions

  • the present invention relates to a method for configuring a bus subscriber connected to a fieldbus, in which a logical address is assigned to the bus subscriber.
  • the invention also relates to a bus subscriber for connection to a field bus, with means for receiving and evaluating a bus telegram and with a memory for storing a logical address assigned to the bus subscriber.
  • a method of the aforementioned type and a corresponding bus subscriber are known due to their use in fieldbuses used in practice.
  • a fieldbus is a communication system that is used in particular in industrial automation technology to connect spatially distributed sensors and actuators with higher-level controls and computers. It is characteristic of a fieldbus that the individual units connected to the fieldbus are connected to one another via a bus line, which at least in principle allows any units to communicate with one another via the fieldbus without being individually wired to one another.
  • the units connected to the fieldbus are generally referred to below as bus participants.
  • each bus subscriber is assigned an individual address.
  • the sending bus participant supplements the data telegram with the message to be transmitted in accordance with the selected protocol with the address of the receiving bus participant.
  • the data telegram provided with the address is then sent via the bus and the receiving bus subscriber can recognize from the address assigned to him that the message is intended for him.
  • Every bus participant must know the address assigned to it.
  • the assignment of the address to the bus subscribers is usually carried out with the aid of coding switches which each bus subscriber must have and on which the address assigned to the bus subscriber is set.
  • An example of a fieldbus with a message-oriented transmission method is the so-called CAN bus.
  • bus master In contrast to this, with an I / O-oriented transmission method, it is not necessary per se to assign an individual address to the individual bus users.
  • the communication between the bus participants takes place here rather that only a superordinate bus participant, the so-called bus master, is able to initiate data traffic.
  • the structure of the bus, in particular the sequence of the bus subscribers connected to the bus, is exactly known to the bus master.
  • the bus master sends a precisely specified data frame that has as many data fields as there are bus users connected to the fieldbus. The data fields of the data frame are passed on from one bus participant to the next and ultimately back to the bus master.
  • the bus master As soon as the bus master recognizes that the start word of the data frame initiated by it has once completely circulated in the ring structure of the bus subscribers, it generates a signal which assigns all the bus subscribers the message which is present at the time of the signal.
  • the distribution of the data to be sent to the individual bus subscribers takes place solely in that the bus master suitably "fills" the data fields of the data frame initiated by it on the basis of the bus structure known to it.
  • An example of a The so-called Interbus is a fieldbus with such a transmission method.
  • coding switches for assigning logical addresses has disadvantages.
  • a disadvantage is that coding switches generally require mechanically adjustable elements in some form.
  • mechanical components are comparatively complex to manufacture and therefore expensive in mass production compared to purely electronic components.
  • mechanical components are fundamentally subject to wear, which prevents the use of the simplest components, especially in safety-critical applications.
  • Another disadvantage of using coding switches is that they must be arranged in the area of the individual bus subscriber. In complex process controls in the industrial sector, however, the individual bus users connected to the fieldbus can be separated by up to several hundred meters. Since the use of coding switches in this case assigns the logical address at the location of the bus subscriber, long routes may be required, which make the setup and configuration complex and cumbersome. After all, with decentralized configuration measures in such expanses, it is easily possible to lose track of what, in particular when exchanging a defective bus device can lead to errors in the address assignment.
  • the logical address is transmitted to the bus subscriber as a data value. This can be done via a communication connection specially connected to the bus device for this purpose. However, as will be explained in more detail below, it is also possible to send the bus subscriber the logical address as a data value via the fieldbus itself. In any case, however, this eliminates the need to use mechanically adjustable coding switches. Rather, the logical address can be defined in a simple and known manner using software in the address assignment unit. In the simplest case, the address assignment unit contains a commercially available computer with which the bus subscriber can be accessed using suitable software.
  • the address assignment unit in the sense of the present invention can also include an adapter unit with which the logical address defined by the computer is converted into a data word which can be transmitted via the fieldbus.
  • the CMD tool is connected to the bus master, for example, via a V.24 interface, so that in this case the address assignment unit also contains the bus master and possibly a control unit connected to it, in addition to the computer mentioned.
  • the bus master is not necessarily included in the address allocation unit.
  • the transmitted logical address can be stored, for example, in a so-called EEPROM, which is to be understood as an electronically writable permanent memory.
  • EEPROM electrically writable permanent memory
  • the measures mentioned have the advantage that the use of mechanical coding switches can be dispensed with. This eliminates the associated disadvantages described above.
  • the bus subscriber according to the invention can therefore be manufactured more cost-effectively without accepting losses in terms of error security.
  • the logical and the physical address are transmitted to the bus subscriber via the fieldbus.
  • This measure has the advantage that the configuration of the bus subscriber can be carried out from a central location, even if the corresponding bus subscriber is located spatially far from the central location, which is often the case, in particular, with field buses in the industrial sector.
  • the configuration of the bus subscriber is therefore made considerably easier on the basis of the measure mentioned.
  • no additional wiring of the bus subscriber is required to carry out the method according to the invention.
  • This also helps to simplify the configuration.
  • the transfer of the two addresses mentioned via the fieldbus can basically take place in the context of a special configuration mode both in message-oriented and in I / O-oriented bus systems. However, it is particularly easy to implement in the latter bus systems, since these do not require any addresses that have already been defined for the transmission of data.
  • the measure mentioned is particularly advantageous for buses with I / O-oriented transmission methods.
  • the logical address and the physical address are transmitted to the bus subscriber in a common data telegram.
  • This measure has the advantage that, due to the approximately simultaneous transmission, the error security is increased again.
  • a falsified logical address is transmitted to the bus subscriber in combination with a correct physical address, without the bus subscriber being able to determine this.
  • this prevents changes in the bus system from being made between the transmission of the logical address and the transmission of the physical address, which in turn can result in incorrect assignment of addresses.
  • the bus subscriber currently determines its actual physical position in relation to the fieldbus by means of a position determination unit.
  • a corresponding bus subscriber is characterized in that the said means include a position determination unit for determining an actual physical position of the bus subscriber in relation to the fieldbus.
  • This measure has the advantage that a current determination of the physical position of the bus subscriber further improves the reliability when assigning an address.
  • a current determination by means of a position determination unit ensures that even unwanted changes in the structure of the fieldbus are determined, so that errors in the assignment of the addresses are recognized without a doubt.
  • the fieldbus has a circulating telegram traffic and the bus participant determines its actual physical position by counting cyclical events of the circulating telegram traffic.
  • the position determination unit of the bus subscriber in this embodiment contains a counter for counting cyclical events of the circulating telegram traffic.
  • the measure mentioned has the advantage that the determination of the actual physical position is very simple and nevertheless reliably possible in this way.
  • the reason for this is that in the case of circulating telegram traffic, the individual data packets are passed on in sequence from one bus subscriber to the next.
  • the result of this is that in this case the waiting time that elapses before a bus subscriber receives the start word of the telegram traffic corresponds to its position in the order of the bus subscribers.
  • the waiting time can be determined technically very simply by counting the cyclical events. In particular, clock pulses with which the data traffic on the fieldbus is synchronized can be considered as cyclical events.
  • the fieldbus is an Interbus and the bus subscriber counts cyclical events during a so-called ID cycle of the interbus until a start word of the circulating telegram traffic reaches it.
  • This measure has the advantage that the so-called ID cycle is precisely defined for an Interbus and can also be initiated by any bus subscriber at any time with an error message.
  • the measure mentioned is therefore particularly advantageous with an Interbus, since the determination of the actual position of the bus subscriber, with the exception of a counter in the bus subscriber, no complex hardware or software measures are required.
  • the measure mentioned is completely within the scope of the specifications approved for the Interbus, so that even selected bus participants can be assigned an address based on the invention without disturbing the flow of the entire bus traffic and without interfering with the basic specifications of the Interbus ,
  • the bus subscriber uses an ID cycle to determine the position, which is initiated by another bus subscriber, in particular a bus master.
  • This measure has the advantage that the bus subscriber can determine his actual physical position without influencing the events on the Interbus himself. The verification can therefore be carried out without influencing the other participants connected to the bus. It is particularly advantageous if the bus subscriber determines his position during each ID cycle that occurs, since changes on the bus can be quickly noticed in this way. By default, an ID cycle takes place at least after the bus has been commissioned.
  • the bus subscriber uses an ID cycle for position determination, which he triggers himself after receiving the physical address.
  • This measure has the advantage that the bus subscriber receives the physical address immediately after receipt can verify, whereby errors due to an interim change in the bus structure are avoided.
  • the measure mentioned thus has the advantage that the reliability is further improved.
  • the physical address is selected as the logical address.
  • This measure has the advantage that only a single data value has to be transmitted to carry out the method according to the invention, which the bus subscriber can verify on the basis of its actual physical position and which he can then use as a logical address.
  • the data width of the bus subscriber can accordingly be chosen to be small.
  • the logical address is selected independently of the physical address.
  • This measure has the advantage that the logical address can be selected according to freely definable criteria, so that overall a much larger range of variation is available. Furthermore, due to the measure mentioned, there is no need to reassign addresses within the fieldbus system when new bus subscribers are connected to or disconnected from the fieldbus.
  • the invention is not limited to use with I / O-oriented field buses, but can be used with all bus users to whom an address is to be assigned.
  • FIG. 1 shows a fieldbus system in which the inventive method for configuring a bus subscriber is carried out
  • Fig. 2 is a schematic representation of a bus subscriber according to the invention using the example of the interbus.
  • a field bus with bus subscribers connected to it is designated in its entirety by reference number 10.
  • the fieldbus 10 is an Interbus here.
  • a control unit 12 with a bus master module 14 and three bus subscribers 16, 18 and 19 are connected to the Interbus 10 by way of example.
  • the control unit 12 also includes means, not shown here, with which it can monitor and control processes.
  • the control unit 12 receives data from the bus subscribers 16, 18, 19, which in turn are connected to sensors and actuators, not shown here.
  • the bus master module 14 can also be connected to the Interbus 10 separately from the fail-safe control unit 12.
  • the bus master module 14 is a so-called USC / 4, which has been widely used in the field of Interbus applications.
  • the bus master module 14 is connected in a ring shape to the bus users 16, 18, 19 via an incoming data line 20 and a returning data line 22.
  • the data on the data lines 22, 22 are each passed on from one bus subscriber to the next.
  • control unit 12 also serves, among other things, to control safety-critical processes, such as, for example, monitoring an emergency stop switch.
  • a monitoring signal from the emergency stop switch (not shown here) is accordingly fed to the bus subscriber 18.
  • safety-related devices 24, 26 are known for monitoring and controlling safety-critical processes and include, for example, diverse, redundant systems which check one another when processing data.
  • the reference number 28 denotes a commercially available personal computer which is connected to the control unit 12 via a data line 30.
  • the connection is implemented here via a standard V.24 interface.
  • a data telegram 32 is generated via a known Interbus management software (for example, CMD tool from Phoenix), the content of which essentially includes the instruction in executing the method according to the invention to give the bus subscriber the physical address "2" the logical address " xy ".
  • the physical address "2" corresponds to the position of the addressed bus subscriber within the ring structure of the interbus 10. In the present case, this is the bus subscriber 18, which results when the units connected to the Interbus 10 are started from zero in the control unit 12 by one.
  • the reference number 34 denotes a data telegram which is transmitted from the bus master module 14 in the direction of the arrow 36 to the bus subscriber 16 via the data line 20.
  • the data telegram 34 is part of a data frame generated by the bus master module 14, which contains all the data telegrams circulating in the Interbus 10 at a time.
  • Reference numeral 38 denotes a further data telegram, which is transmitted in the direction of arrow 40 from bus subscriber 16 to bus subscriber 18.
  • the data telegram 38 transports a physical address 42 and a logical address 44 which, according to the method according to the invention, are transmitted from the computer 28 to the bus subscriber 18 via the security-related device 24.
  • the data frame revolving in the Interbus 10 further contains data telegrams 46, which are transmitted circumferentially in the direction of the arrows 40, 48 in the Interbus 10.
  • Another data telegram belonging to the named data frame is designated by the reference number 50.
  • the data telegram 50 contains a start word for the Interbus, which is usually referred to as "Loop Back Word" (LBW).
  • LLBW Loop Back Word
  • the data telegram 50 is transmitted in the direction of arrow 52 from the bus subscriber 16 back to the bus master module 14.
  • the bus master module 14 generates a signal as soon as it receives the data telegram 50 it originally generated with the start word. For him, this is the sign that the entire data frame has once completely circulated in the Interbus 10.
  • the bus subscribers 16, 18, 19 connected to the Interbus 10 recognize that the data telegram last received is intended for them. In this case, the bus subscriber 18 thus receives the message with the physical address 42 and the logical address 44.
  • the bus subscriber 18 is shown schematically with its components essential to the invention.
  • the bus subscriber 18 has a protocol chip 60 which is known per se and which realizes the actual connection to the Interbus 10.
  • the protocol chip 60 is a standard module that is well known for the implementation of Interbus applications. It largely independently implements the protocol required for data communication in accordance with the specifications for the Interbus and is therefore connected to the data lines 20, 22 in a manner known per se.
  • the protocol chip 60 essentially has a shift register through which the individual data telegrams are pushed until the bus master module 14 receives the data telegram 50 with the start word back. The one in this Data contained in the shift register at the moment are provided for the bus subscriber 18 due to the structure of the interbus 10.
  • Reference number 62 denotes a position determination unit, with the aid of which the bus subscriber 18 can determine its actual physical position in relation to the Interbus 10.
  • the position determination unit 62 has a counter 64, which is controlled via a logic unit 66.
  • the logic unit 66 receives clock pulses 68 which are generated by the protocol chip 60 as standard and which are used to synchronize the data traffic in the Interbus 10.
  • the logic unit 66 receives the signals at the output ToExRl of the protocol chip 60 in order to be able to recognize when the data message 50 with the start word LBW has arrived in the protocol chip 60.
  • the reference numerals 70, 72 and 74 designate memories in which the currently determined physical position of the bus subscriber 18, the received logical address 44 and the received physical address 42 can be stored.
  • reference number 76 denotes a comparison unit with which the bus subscriber 18 can compare the received physical address 42 with the currently determined position from the memory 70.
  • the received logical address 44 is only permanently stored in the memory 72 when the physical address 42 in the memory 74 and the currently determined position of the bus subscriber 18 from the memory 70 match.
  • the logical address 44 for the bus subscriber 18 is selected in the computer 28 with the aid of the management software.
  • the physical address 42 of the bus subscriber 18 can also be selected as the logical address 44. In the present exemplary embodiment, however, the logical address 44 is selected independently of the physical address 42, which is indicated in FIG. 1 by the letter combination "xy".
  • the assignment of the logical address "xy" for the bus subscriber 18 is then transmitted to the control unit 12 via the data line 30.
  • the bus master module 14 embeds the logical address 44 and the physical address 42 in the data telegram 38 and initiates the circulating data traffic of the interbus 10. In this way, the two addresses 42, 44 are transmitted to the bus subscriber 18. The latter then verifies the physical address 42 in accordance with the following method and possibly stores the logical address 44 as the address assigned to it.
  • the bus subscriber 18 In order to determine its actual physical position, the bus subscriber 18 here enforces a so-called ID cycle after receiving the data telegram 38, which triggers a precisely defined sequence.
  • the bus master module 14 In this sequence, the bus master module 14 generates a data frame in which a data telegram with a width of 16 bits is provided for each known bus subscriber 16, 18, 19.
  • the data frame begins, as usual, with the start word LBW.
  • the start word LBW is passed on from one bus subscriber 16, 18, 19 to the next.
  • the number of clock pulses 68 that elapse before the time at which the bus subscriber 18 receives the start word LBW is a measure of how many bus subscribers 16 are connected to the Interbus 10 between the bus master module 14 and the bus subscriber 18.
  • the logic unit 66 in the bus subscriber 18 counts only those clock pulses 68 which are required for the transmission of the 16-bit data telegrams.
  • a division by 16 is thus sufficient to currently determine the position of the bus subscriber 18 in relation to the Interbus 10. This position is then stored in the memory 70 and compared with the received physical address 42 in the memory 74.
  • the bus subscriber 18 can also use any other ID cycle that is triggered in the Interbus to determine its actual position.
  • the bus master module 14 in particular initiates an ID cycle after the interbus 10 has been started up. ID cycles are also carried out when another bus subscriber 16, 19 reports an error.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Control By Computers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Konfigurieren eines an einen Feldbus (10) angeschlossenen Busteilnehmers (16, 18, 19), bei dem dem Busteilnehmer (18) eine logische Adresse (44) zugeordnet wird. Erfindungsgemäss weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: Übermitteln der logischen Adresse (44) von einer Adressvergabeeinheit (28) an den Busteilnehmer (18), Übermitteln einer physikalischen Adresse (42) von der Adressvergabeeinheit (28) an den Busteilnehmer (18), wobei die physikalische Adresse (42) mit einer angenommenen physikalischen Position des Busteilnehmers (18) bezogen auf den Feldbus (10) korrespondiert, Verifizieren der dem Busteilnehmer (18) übermittelten physikalischen Adresse (42) anhand einer tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers (18) bezogen auf den Feldbus (10) und Abspeichern der übermittelten logischen Adresse (44) in einem Speicher des Busteilnehmers (18) in Abhängigkeit von der Verifikation der physikalischen Adresse (42). Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch einen Busteilnehmer (18), bei dem das erfindungsgemässe Verfahren anwendbar ist.

Description

VERFAHREN ZUM KONFIGURIEREN EINES FELDBUS-TEILNEHMERS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren eines an einen Feldbus angeschlossenen Busteilnehmers, bei dem dem Busteilnehmer eine logische Adresse zugeordnet wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Busteilnehmer zum Anschluß an einen Feldbus, mit Mitteln zum Aufnehmen und Auswerten eines Bustelegramms sowie mit einem Speicher zum Speichern einer dem Busteilnehmer zugeordneten logischen Adresse. Ein Verfahren der zuvor genannten Art sowie ein entsprechender Busteilnehmer sind aufgrund Ihrer Verwendung bei praktisch eingesetzten Feldbussen bekannt.
Ein Feldbus ist ein Kommunikationssystem, das insbesondere in der industriellen Automatisierungstechnik verwendet wird, um räumlich verteilte Sensoren und Aktoren mit übergeordneten Steuerungen und Rechnern zu verbinden. Charakteristisch an einem Feldbus ist dabei, daß die einzelnen an den Feldbus angeschlossenen Einheiten über eine Sammelleitung miteinander verbunden sind, die es zumindest grundsätzlich erlaubt, daß beliebige Einheiten über den Feldbus miteinander kommunizieren können, ohne individuell miteinander verkabelt zu sein. Die an den Feldbus angeschlossenen Einheiten werden nachfolgend ganz allgemein als Busteilnehmer bezeichnet.
Die eigentliche Datenübertragung erfolgt bei einem Feldbus anhand von festgelegten Regeln, den sogenannten Protokollen. Bezüglich dieser Protokolle lassen sich zwei grundsätzliche Arten von Feldbussen unterscheiden, nämlich einerseits Feldbusse mit einem sogenannten nachrichtenorientierten Übertragungsverfahren und andererseits Feldbusse mit einem sogenannten E/A-orientier- ten Übertragungsverfahren. Bei dem erstgenannten Übertragungsverfahren ist jedem Busteilnehmer eine individuelle Adresse zugeordnet. Zur Datenübertragung von einem Busteilnehmer zu einem anderen ergänzt der sendende Busteilnehmer das Datentelegramm mit der zu übertragenden Nachricht dem gewählten Protokoll entsprechend mit der Adresse des empfangenden Busteilnehmers. Anschließend wird das mit der Adresse versehene Datentelegramm über die Sammelleitung verschickt und der empfangende Busteilnehmer kann anhand der ihm zugeordneten Adresse erkennen, daß die Nachricht für ihn bestimmt ist. Es versteht sich, daß bei diesen nachrichtenorientierten Übertragungsverfahren jeder Busteilnehmer die ihm zugeordnete Adresse kennen muß. Die Zuordnung der Adresse an die Busteilnehmer erfolgt dabei üblicherweise mit Hilfe von Kodierschaltern, die jeder Busteilnehmer besitzen muß und an denen die dem Busteilnehmer zugeordnete Adresse eingestellt wird. Ein Beispiel für einen Feldbus mit einem nachrichtenorientierten Übertragungsverfahren ist der sogenannte CAN-Bus.
Im Unterschied dazu ist es bei einem E/A-orientierten Übertragungsverfahren an sich nicht notwendig, den einzelnen Busteilnehmern eine individuelle Adresse zuzuordnen. Die Kommunikation zwischen den Busteilnehmern erfolgt hier vielmehr dadurch, daß allein ein übergeordneter Busteilnehmer, der sogenannte Busmaster, in der Lage ist, einen Datenverkehr zu initiieren. Dem Busmaster ist die Struktur des Busses, insbesondere die Reihenfolge der an den Bus angeschlossenen Busteilnehmer genau bekannt. Der Busmaster versendet einen genau spezifizierten Datenrahmen, der so viele Datenfelder aufweist, wie Busteilnehmer an den Feldbus angeschlossen sind. Die Datenfelder des Datenrahmens werden umlaufend von einem Busteilnehmer zum nächsten und letztendlich wieder zurück zum Busmaster weitergegeben wird. Sobald der Busmaster erkennt, daß das Startwort des von ihm initiierten Datenrahmens einmal vollständig in der Ringstruktur der Busteilnehmer umgelaufen ist, erzeugt er ein Signal, das sämtlichen Busteilnehmern die im Zeitpunkt des Signals bei ihnen befindliche Nachricht zuordnet. Die Verteilung der zu versendenden Daten an die einzelnen Busteilnehmer erfolgt hierbei also allein dadurch, daß der Busmaster aufgrund der ihm bekannten Busstruktur die Datenfelder des von ihm initiierten Datenrahmens geeignet "befüllt". Ein Beispiel für ei- nen Feldbus mit einem derartigen Übertragungsverfahren ist der sogenannte Interbus.
Eine ausführlichere Beschreibung des Interbus findet sich beispielsweise in dem Buch "Interbus - Grundlagen und Praxis" von Baginski et. al., erschienen im Hüthig-Verlag, 1998. In diesem Buch wird die Tatsache, daß beim Interbus keine individuellen Adressen benötigt werden als besonders vorteilhaft herausgestellt, da infolge dessen auch die Notwendigkeit entfällt, die einzelnen Busteilnehmer mit Kodierschaltern oder ähnlichem auszurüsten.
Bei sicherheitskritischen Prozessen, wie etwa der Überwachung eines Notaus-Schalters einer hydraulischen Presse, wurden in der Vergangenheit bisher keine Feldbus-Systeme eingesetzt, da hier aufgrund ihrer offen zugänglichen Struktur eine im Idealfall 100%-ige Fehlersicherheit nicht gewährleistet werden konnte. Erst in jüngster Zeit wurde versucht, durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen wie insbesondere zusätzliche, der Fehlersicherheit dienende Protokolle, Feldbus-Systeme auch für sicherheitskritische Anwendungen einzusetzen. Im Rahmen dieser Sicherheitsprotokolle werden auch bei einem Interbus zumindest den Busteilnehmern, die an sicherheitkritischen Prozessen beteiligt sind, Adressen zugeordnet, mit deren Hilfe der Busteilnehmer überprüfen kann, ob eine ihm übermittelte Nachricht tatsächlich für ihn bestimmt ist. Fehler könnten sich beispielsweise dann ergeben, wenn in der Reihenfolge oder in der Art der am Interbus aktiv angeschlossenen Busteilnehmer eine Änderung erfolgt, die dem Busmaster nicht schnell genug bekannt wird. Dies kann beispielsweise durch ein Versehen beim Austausch eines Busteilnehmers passieren. Zur Realisierung eines fehlersicheren Interbusses ist es daher notwendig, zumindest den fehlersicheren Busteilnehmern auf fehlersichere Art und Weise Adressen zuzuordnen. Hierzu werden die Busteilnehmer bisher mit einem Kodierschalter versehen, durch dessen geeignete Einstellung dem Busteilnehmer die individuelle Adresse zugeordnet wird. Diese Adresse wird nachfolgend als logische Adresse bezeichnet, da sie grundsätzlich von der physikalischen Struktur des Feldbusses, d.h. insbesondere der Reihenfolge der angeschlossenen Busteilnehmer, unabhängig sein kann.
Die Verwendung von Kodierschaltern zum Zuordnen von logischen Adressen besitzt jedoch Nachteile. Ein Nachteil ist, daß Kodierschalter grundsätzlich in irgendeiner Form mechanisch einstellbare Elemente benötigen. Mechanische Komponenten sind jedoch vergleichsweise aufwendig in der Fertigung und somit bei einer Massenfertigung im Vergleich zu rein elektronischen Komponenten teuer. Hinzu kommt, daß mechanische Komponenten grundsätzlich einem Verschleiß unterliegen, der es vor allem bei sicherheitkritischen Anwendungen verhindert, einfachste Komponenten zu verwenden. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Kodierschaltern ist, daß diese jeweils im Bereich des einzelnen Busteilnehmers angeordnet sein müssen. Bei komplexen Prozeßsteuerungen im industriellen Bereich können die einzelnen an den Feldbus angeschlossenen Busteilnehmer jedoch bis zu mehreren hundert Metern auseinander liegen. Da bei der Verwendung von Kodierschaltern in diesem Fall die Zuordnung der logischen Adresse am Ort des Busteilnehmers erfolgt, sind unter Umständen große Laufwege erforderlich, die das Einrichten und Konfigurieren aufwendig und umständlich machen. Schließlich ist es bei dezentralen Konfigurationsmaßnahmen in solchen Ausdehnungen leicht möglich, den Überblick zu verlieren, was insbesondere beim Austausch eines defekten Busteilnehmers zu Fehlern bei der Adresszuordnung führen kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem einem Busteilnehmer auf fehlersichere Art und Weise eine logische Adresse zugeordnet werden kann, ohne daß mechanisch betätigbare Kodierschalter erforderlich sind. Es ist darüber hinaus Aufgabe der Erfindung, einen Busteilnehmer der eingangs genannten Art anzugeben, der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens konfigurierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das folgende Schritte aufweist:
Übermitteln der logischen Adresse von einer Adreßvergabe- einheit an den Busteilnehmer,
Übermitteln einer physikalischen Adresse von der Adreßver- gabeeinheit an den Busteilnehmer, wobei die physikalische Adresse mit einer angenommenen physikalischen Position des Busteilnehmers bezogen auf den Feldbus korrespondiert,
Verifizieren der dem Busteilnehmer übermittelten physikalischen Adresse anhand einer tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers bezogen auf den Feldbus, und
Abspeichern der übermittelten logischen Adresse in einem Speicher des Busteilnehmers in Abhängigkeit von der Verifikation der physikalischen Adresse. Die Aufgabe wird des weiteren durch einen Busteilnehmer der eingangs genannten Art gelöst, der Mittel zum Verifizieren einer ihm übermittelten physikalischen Adresse aufweist, wobei die genannten Mittel auf den Speicher zum Speicher der logischen Adresse einwirken.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die logische Adresse dem Busteilnehmer als Datenwert übermittelt. Dies kann über eine extra zu diesem Zweck an den Busteilnehmer angeschlossene Kommunikationsverbindung geschehen. Es ist jedoch auch möglich, wie nachfolgend noch näher ausgeführt wird, dem Busteilnehmer die logische Adresse als Datenwert über den Feldbus selbst zu senden. In jedem Fall entfällt jedoch hierdurch die Notwendigkeit, mechanisch verstellbare Kodierschalter zu verwenden. Die logische Adresse kann vielmehr auf einfache und an sich bekannte Weise über eine Software in der Adreßvergabeeinheit definiert werden. Die Adreßvergabeeinheit beinhaltet im einfachsten Fall einen handelsüblicher Computer, mit dem über eine geeignete Software auf den Busteilnehmer zugegriffen werden kann. Für den Interbus ist eine solche Software beispielsweise das sogenannte CMD-Tool (Configuration Management Diagnosis) der Firma Phoenix Contakt GmbH & Co. in Blomberg, Deutschland. Die Adreßvergabeeinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung kann jedoch zusätzlich zu dem handelsüblichen Computer auch eine Adaptereinheit beinhalten, mit der die vom Computer definierte logische Adresse in ein über den Feldbus übertragbares Datenwort umgesetzt wird. Beim Interbus wird das CMD-Tool beispielsweise über eine V.24-Schnittstelle an den Busmaster angeschlossen, so daß in diesem Fall die Adreßvergabeeinheit neben dem genannten Computer auch den Busmaster und eventuell eine mit diesem verbundene Steuereinheit beinhaltet. Bei einer direkten Ankopplung beispielsweise eines handelsüblichen Computers an einem Bus- teilnehmer ist der Busmaster jedoch in die Adreßvergabeeinheit nicht unbedingt einbezogen.
Aufgrund der Tatsache, daß zusätzlich zu der logischen Adresse auch eine physikalische Adresse an den Busteilnehmer übermittelt wird, die der tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers bezogen auf den Feldbus entspricht (z.B. die Position "2" im Feldbus), ist eine fehlerhafte Zuordnung der logischen Adresse an einem falschen Busteilnehmer (der z.B. die Position "3" innehat) ausgeschlossen. Hierdurch wird die Fehlersicherheit für sicherheitskritische Prozesse erreicht.
Das Abspeichern der übermittelten logischen Adresse in Abhängigkeit von der Verifikation der physikalischen Adresse kann beispielsweise in einem sogenannten EEPROM erfolgen, worunter ein elektronisch beschreibbarer Permanentspeicher zu verstehen ist. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren weist der erfindungsgemäße Busteilnehmer somit einen solchen Speicher auf, der in Abhängigkeit eines Verifikationsergebnisses beschreibbar ist.
Die genannten Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß auf die Verwendung mechanischer Kodierschalter verzichtet werden kann. Hierdurch entfallen die eingangs beschriebenen, damit verbundenen Nachteile. Der erfindungsgemäße Busteilnehmer kann daher kostengünstiger hergestellt werden, ohne Einbußen bezüglich der Fehlersicherheit hinzunehmen.
Die genannte Aufgabe ist somit vollständig gelöst. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die logische und die physikalische Adresse dem Busteilnehmer über den Feldbus übermittelt.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Konfiguration des Busteilnehmers von einer zentralen Stelle aus vorgenommen werden kann, auch wenn der entsprechende Busteilnehmer räumlich weit von der zentralen Stelle entfernt angeordnet ist, was insbesondere bei Feldbussen im industriellen Bereich häufig der Fall ist. Aufgrund der genannten Maßnahme wird daher die Konfiguration des Busteilnehmers wesentlich erleichtert. Hinzu kommt, daß für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine zusätzliche Verkabelung des Busteilnehmers benötigt wird. Auch dies trägt zur Vereinfachung der Konfiguration bei. Die Übertragung der beiden genannten Adressen über den Feldbus kann im Rahmen eines speziellen Konfigurationsmodus grundsätzlich sowohl bei nachrichtenorientierten wie auch bei E/A- orientierten Bussystemen erfolgen. Sie ist jedoch bei den letztgenannten Bussystemen besonders einfach realisierbar, da diese zur Übertragung von Daten keine bereits definierten Adressen benötigen. Insofern ist die genannte Maßnahme besonders vorteilhaft bei Bussen mit E/A-orientierten Übertragungsverfahren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die logische Adresse und die physikalische Adresse dem Busteilnehmer in einem gemeinsamen Datentelegramm übermittelt.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß aufgrund der annähernd gleichzeitigen Übertragung die Fehlersicherheit nochmals erhöht ist. Bei Verwendung an sich bekannter Prüfverf hren zur Über- prüfung eines Datentelegramms ist hierdurch ausgeschlossen, daß eine verfälschte logische Adresse dem Busteilnehmer in Kombination mit einer korrekten physikalischen Adresse übertragen wird, ohne daß der Busteilnehmer dieses feststellen kann. Des weiteren ist hierdurch ausgeschlossen, daß zwischen der Übertragung der logischen Adresse und der Übertragung der physikalischen Adresse Veränderungen am Bussystem vorgenommen werden, die sich wiederum in einer falschen Zuordnung von Adressen auswirken können.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt der Busteilnehmer seine tatsächliche physikalische Position bezogen auf den Feldbus mittels einer Positionsermittlungseinheit aktuell. Ein entsprechender Busteilnehmer ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel eine Positionsermittlungseinheit zum Bestimmen einer tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers bezogen auf den Feldbus beinhalten.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß durch eine aktuelle Bestimmung der physikalischen Position des Busteilnehmers die Fehlersicherheit bei der Zuordnung einer Adresse nochmals verbessert ist. Alternativ hierzu wäre es beispielsweise möglich, dem Busteilnehmer die für ihn vorgesehene physikalische Position bezogen auf den Feldbus auf einem anderen Weg mitzuteilen. Eine aktuelle Bestimmung mittels einer Positionsermittlungseinheit gewährleistet jedoch, daß auch ungewollte Veränderungen in der Struktur des Feldbusses festgestellt werden, so daß Fehler bei der Zuordnung der Adressen zweifelsfrei erkannt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen weist der Feldbus einen umlaufenden Telegrammverkehr auf und der Busteilnehmer bestimmt seine tatsächliche physikalische Position durch Mitzählen von zyklischen Ereignissen des umlaufenden Telegrammverkehrs. Dementsprechend beinhaltet die Positionsermittlungseinheit des Busteilnehmers in dieser Ausgestaltung einen Zähler zum Mitzählen von zyklischen Ereignissen des umlaufenden Telegrammverkehrs.
Die genannte Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Bestimmung der tatsächlichen physikalischen Position auf diese Weise sehr einfach und trotzdem zuverlässig möglich ist. Grund hierfür ist, daß bei einem umlaufenden Telegrammverkehr die einzelnen Datenpakete der Reihe nach von einem Busteilnehmer zum nächsten weitergereicht werden. Dies hat zur Folge, daß in diesem Fall die Wartezeit, die vergeht, bis ein Busteilnehmer das Startwort des Telegrammverkehrs erhält, seiner Position in der Reihenfolge der Busteilnehmer entspricht. Die Wartezeit läßt sich technisch sehr einfach durch das Mitzählen der zyklischen Ereignisse bestimmen. Als zyklische Ereignisse kommen hier insbesondere Taktimpulse in Frage, mit denen der Datenverkehr auf dem Feldbus synchronisiert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme ist der Feldbus ein Interbus und der Busteilnehmer zählt zyklische Ereignisse während eines sogenannten ID-Zyklus des Inter- busses solange, bis ein Startwort des umlaufenden Telegrammverkehrs ihn erreicht.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß der sogenannte ID- Zyklus bei einem Interbus exakt definiert ist und zudem von jedem Busteilnehmer jederzeit durch eine Fehlermeldung initiiert werden kann. Die genannte Maßnahme ist somit bei einem Interbus besonders vorteilhaft, da die Bestimmung der tatsäch- liehen Position des Busteilnehmers mit Ausnahme eines Zählers im Busteilnehmer keine aufwendigen Hardware- oder Softwaremaßnahmen benötigt. Darüber hinaus bewegt sich die genannte Maßnahme vollständig im Rahmen der für den Interbus zugelassenen Spezifikationen, so daß auch einzelnen, ausgewählten Busteilnehmern aufgrund der Erfindung eine Adresse zugeordnet werden kann, ohne den Ablauf des gesamten Busverkehrs zu stören und ohne in die grundlegenden Spezifikationen des Interbusses einzugreifen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen verwendet der Busteilnehmer zur Positionsbestimmung einen ID-Zyklus, der von einem anderen Busteilnehmer, insbesondere einem Busmaster, eingeleitet wird.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß der Busteilnehmer seine tatsächliche physikalische Position bestimmen kann, ohne selbst das Geschehen am Interbus zu beeinflussen. Die Verifikation kann daher durchgeführt werden, ohne daß die übrigen an den Bus angeschlossenen Teilnehmer beeinflußt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Busteilnehmer seine Position während jedes auftretenden ID-Zyklus bestimmt, da auf diese Weise Veränderungen am Bus schnell bemerkt werden können. Standardmäßig findet ein ID-Zyklus zumindest nach dem Inbetriebnehmen des Busses statt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verwendet der Busteilnehmer zur Positionsbestimmung einen ID-Zyklus, den er nach Erhalt der physikalischen Adresse selbst auslöst.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß der Busteilnehmer die erhaltene physikalische Adresse unmittelbar nach dem Empfang verifizieren kann, wodurch Fehler aufgrund einer zwischenzeitlichen Veränderung der Busstruktur vermieden sind. Die genannte Maßnahme besitzt somit den Vorteil, daß die Fehlersicherheit nochmals verbessert ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als logische Adresse die physikalische Adresse gewählt.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur ein einzelner Datenwert übertragen werden muß, den der Busteilnehmer anhand seiner tatsächlichen physikalischen Position verifizieren kann und den er anschließend als logische Adresse verwenden kann. Die Datenbreite des Busteilnehmers kann dementsprechend klein gewählt sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme wird die logische Adresse unabhängig von der physikalischen Adresse gewählt.
Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die logische Adresse nach frei definierbaren Kriterien gewählt werden kann, so daß insgesamt eine sehr viel größere Variationsbreite zur Verfügung steht. Des weiteren entfällt aufgrund der genannten Maßnahme die Notwendigkeit, Adressen innerhalb des Feldbussystems neu zu vergeben, wenn neue Busteilnehmer an den Feldbus angeschlossen werden oder von diesem getrennt werden.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf eine Anwendung bei E/A-orientierten Feldbussen beschränkt, sondern kann bei allen Busteilnehmern verwendet werden, denen eine Adresse zugeordnet werden soll.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Feldbussystem, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Konfigurieren eines Busteilnehmers durchgeführt wird und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Busteilnehmers am Beispiel des Interbusses.
In Fig. 1 ist ein Feldbus mit daran angeschlossenen Busteilnehmern in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Der Feldbus 10 ist hier ein Interbus.
An den Interbus 10 sind beispielhaft eine Steuereinheit 12 mit einem Busmaster-Baustein 14 sowie drei Busteilnehmer 16, 18 und 19 angeschlossen. Die Steuereinheit 12 beinhaltet zudem hier nicht näher dargestellte Mittel, mit denen sie Prozesse überwachen und steuern kann. Hierzu erhält die Steuereinheit 12 Daten von den Busteilnehmern 16, 18, 19, die ihrerseits mit hier nicht dargestellten Sensoren und Aktoren verbunden sind. Ein derartiges System ist an sich bekannt und deshalb hier nicht ausführlicher dargestellt. Alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel kann der Busmaster- Baustein 14 jedoch auch getrennt von der fehlersicheren Steuereinheit 12 an den Interbus 10 angeschlossen sein.
Der Busmaster-Baustein 14 ist im vorliegenden Fall ein sogenannter USC/4, der im Bereich von Interbus-Anwendungen weite Verbreitung gefunden hat. Der Busmaster-Baustein 14 ist über eine hinlaufende Datenleitung 20 und eine rücklaufende Datenleitung 22 ringförmig mit den Busteilnehmern 16, 18, 19 verbunden. Dabei werden die Daten auf den Datenleitungen 22, 22 jeweils von einem Busteilnehmer zum nächsten weitergegeben.
Es ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel angenommen, daß die Steuereinheit 12 unter anderem auch zur Steuerung von sicherheitskritischen Prozessen dient, wie beispielsweise der Überwachung eines Notaus-Schalters. Ein Überwachungssignal des Notaus-Schalters (hier nicht dargestellt) ist dementsprechend dem Busteilnehmer 18 zugeführt. Da es sich bei diesem Prozeß um einen sicherheitkritischen Prozeß handelt, sind sowohl die Steuereinheit 12 als auch der Busteilnehmer 18 mit sicherheitsbezo- genen Einrichtungen 24, 26 versehen, mit denen es möglich ist, unter Verwendung des an sich nicht-fehlersicheren Interbusses eine fehlersichere Datenkommunikation zu ermöglichen. Derartige sicherheitsbezogene Einrichtungen 24, 26 sind bei der Überwachung und Steuerung von sicherheitskritischen Prozessen bekannt und beinhalten beispielsweise diversitäre, redundante Systeme, die sich gegenseitig bei der Verarbeitung von Daten überprüfen.
Mit der Bezugsziffer 28 ist ein handelsüblicher Personal Computer bezeichnet, der über eine Datenleitung 30 mit der Steuereinheit 12 verbunden ist. Die Verbindung ist hier über eine handelsübliche V.24-Schnittstelle realisiert. Mit dem Computer 28 wird über eine bekannte Interbus-Verwaltungssoftware (beispielsweise CMD-Tool der Firma Phoenix) ein Datentelegramm 32 erzeugt, dessen Inhalt bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hier im wesentlichen die Anweisung beinhaltet, dem Busteilnehmer mit der physikalischen Adresse "2" die logische Adresse "xy" zuzuordnen. Die physikalische Adresse " 2 " korrespondiert dabei mit der Position des angesprochenen Busteilnehmers innerhalb der Ringstruktur des Interbusses 10. Im vorliegenden Fall ist dies der Busteilnehmer 18, was sich ergibt, wenn man die am Interbus 10 angeschlossenen Einheiten beginnend bei der Steuereinheit 12 von null an durchzählt.
Mit der Bezugsziffer 34 ist ein Datentelegramm bezeichnet, das vom Busmaster-Baustein 14 in Richtung des Pfeils 36 über die Datenleitung 20 an den Busteilnehmer 16 übermittelt wird. Das Datentelegramm 34 ist Bestandteil eines vom Busmaster-Baustein 14 erzeugten Datenrahmens, der sämtliche zu einem Zeitpunkt im Interbus 10 umlaufenden Datentelegramme beinhaltet.
Mit der Bezugsziffer 38 ist ein weiteres Datentelegramm bezeichnet, das in Richtung des Pfeils 40 vom Busteilnehmer 16 zum Busteilnehmer 18 übertragen wird. Das Datentelegramm 38 transportiert dabei eine physikalische Adresse 42 sowie eine logische Adresse 44, die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend von dem Computer 28 über die sicherheitsbezogene Einrichtung 24 zum Busteilnehmer 18 übertragen werden.
Der im Interbus 10 umlaufende Datenrahmen beinhaltet des weiteren Datentelegramme 46, die in Richtung der Pfeile 40, 48 im Interbus 10 umlaufend übertragen werden. Ein weiteres zu dem genannten Datenrahmen gehörendes Datentelegramm ist mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet. Das Datentelegramm 50 beinhaltet ein für den Interbus fest definiertes Startwort, das üblicherweise als "Loop Back Word" (LBW) bezeichnet wird. Das Datentelegramm 50 wird in der in Fig. 1 dargestellten Situation in Richtung des Pfeils 52 vom Busteilnehmer 16 zurück zum Busmaster- Baustein 14 übertragen.
Bekanntermaßen erzeugt der Busmaster-Baustein 14 ein Signal, sobald er das ursprünglich von ihm generierte Datentelegramm 50 mit dem Startwort zurückerhält. Dies ist für ihn das Zeichen, daß der gesamte Datenrahmen einmal vollständig im Interbus 10 umgelaufen ist. Anhand des erzeugten Signals (hier nicht dargestellt) erkennen die am Interbus 10 angeschlossenen Busteilnehmer 16, 18, 19, daß das jeweils zuletzt empfangene Datentelegramm für sie bestimmt ist. Somit erhält der Busteilnehmer 18 in diesem Fall die Nachricht mit der physikalischen Adresse 42 und der logischen Adresse 44.
In Fig. 2 ist der Busteilnehmer 18 mit seinen erfindungswesentlichen Bestandteilen schematisch dargestellt.
Der Busteilnehmer 18 besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen an sich bekannten Protokollchip 60, der den eigentlichen Anschluß an den Interbus 10 realisiert. Der Protokollchip 60 ist ein Standardbaustein, der zur Realisierung von Interbus-Anwendungen hinreichend bekannt ist. Er realisiert weitgehend selbstständig das zur Datenkommunikation erforderliche Protokoll gemäß den Spezifikationen für den Interbus und ist daher in an sich bekannter Weise mit den Datenleitungen 20, 22 verbunden. Der Protokollchip 60 besitzt im wesentlichen ein Schieberegister, durch das die einzelnen Datentelegramme solange hindurch geschoben werden, bis der Busmaster-Baustein 14 das Datentelegramm 50 mit dem Startwort zurückerhält. Die in diesem Moment im Schieberegister enthaltenen Daten sind aufgrund der Struktur des Interbusses 10 für den Busteilnehmer 18 vorgesehen.
Mit der Bezugsziffer 62 ist eine Positionsermittlungseinheit bezeichnet, mit deren Hilfe der Busteilnehmer 18 seine tatsächliche physikalische Position bezogen auf den Interbus 10 ermitteln kann. Die Positionsermittlungseinheit 62 weist hierzu einen Zähler 64 auf, der über eine Logikeinheit 66 angesteuert wird. Die Logikeinheit 66 erhält ihrerseits Taktimpulse 68, die standardmäßig von dem Protokollchip 60 erzeugt werden und die zur Synchronisierung des Datenverkehrs im Interbus 10 verwendet werden. Des weiteren erhält die Logikeinheit 66 die Signale am Ausgang ToExRl des Protokollchips 60, um erkennen zu können, wann das Datentelegramm 50 mit dem Startwort LBW im Protokollchip 60 angekommen ist.
Mit den Bezugsziffern 70, 72 und 74 sind Speicher bezeichnet, in denen die aktuell ermittelte physikalische Position des Busteilnehmers 18, die empfangene logische Adresse 44 sowie die empfangene physikalische Adresse 42 abgelegt werden können.
Mit der Bezugsziffer 76 ist schließlich eine Vergleichseinheit bezeichnet, mit der der Busteilnehmer 18 die empfangene physikalische Adresse 42 mit der aktuell bestimmten Position aus dem Speicher 70 vergleichen kann. Erfindungsgemäß wird die empfangene logische Adresse 44 erst dann fest in dem Speicher 72 abgespeichert, wenn die physikalische Adresse 42 im Speicher 74 und die aktuell ermittelte Position des Busteilnehmers 18 aus dem Speicher 70 übereinstimmen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Computer 28 mit Hilfe der Verwaltungssoftware die logische Adresse 44 für den Busteilnehmer 18 ausgewählt. Als logische Adresse 44 kann dabei auch die physikalische Adresse 42 des Busteilnehmers 18 gewählt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die logische Adresse 44 jedoch unabhängig von der physikalischen Adresse 42 gewählt, was in Fig. 1 durch die Buchstabenkombination "xy" angedeutet ist. Die Zuordnung der logischen Adresse "xy" für den Busteilnehmer 18 wird sodann über die Datenleitung 30 an die Steuereinheit 12 übertragen. Der Busmaster-Baustein 14 bettet die logische Adresse 44 und die physikalische Adresse 42 in das Datentelegramm 38 ein und initiiert den umlaufenden Datenverkehr des Interbusses 10. Auf diese Weise werden die beiden Adressen 42, 44 zum Busteilnehmer 18 übertragen. Dieser verifiziert die physikalische Adresse 42 sodann gemäß dem nachfolgenden Verfahren und speichert gegebenenfalls die logische Adresse 44 als die ihm zugeordnete Adresse ab.
Zur Ermittlung seiner tatsächlichen physikalischen Position erzwingt der Busteilnehmer 18 hier nach Erhalt des Datentelegramms 38 einen sogenannten ID-Zyklus, der einen exakt definierten Ablauf auslöst. Bei diesem Ablauf generiert der Busmaster-Baustein 14 einen Datenrahmen, bei dem für jeden bekannten Busteilnehmer 16, 18, 19 ein Datentelegramm mit einer Breite von 16 Bit vorgesehen ist. Der Datenrahmen beginnt dabei, wie üblich, mit dem Startwort LBW. Dem Übertragungsverfahren des Interbusses 10 entsprechend wird das Startwort LBW von einem Busteilnehmer 16, 18, 19 zum nächsten weitergereicht. Aufgrund der fest definierten Datenbreite von 16 Bit pro anschließendem Datentelegramm ist die Anzahl der Taktimpulse 68, die bis zu dem Zeitpunkt vergehen, an dem der Busteilnehmer 18 das Startwort LBW empfängt, ein Maß dafür, wie viele Busteilnehmer 16 zwischen dem Busmaster-Baustein 14 und dem Busteilnehmer 18 an den Interbus 10 angeschlossen sind. Die Logikeinheit 66 im Busteilnehmer 18 zählt dabei nur diejenigen Taktimpulse 68, die zur Übermittlung der 16 Bit breiten Datentelegramme benötigt werden. Beim Empfang des Startwortes LBW im Busteilnehmer 18 genügt somit eine Division durch 16, um die Position des Busteilnehmers 18 bezogen auf den Interbus 10 aktuell zu ermitteln. Diese Position wird sodann im Speicher 70 abgelegt und mit der empfangenen physikalischen Adresse 42 im Speicher 74 verglichen.
Alternativ oder ergänzend kann der Busteilnehmer 18 zur Bestimmung seiner tatsächlichen Position auch jeden anderen ID-Zyklus verwenden, der im Interbus ausgelöst wird. Beispielsweise leitet insbesondere der Busmaster-Baustein 14 einen ID-Zyklus nach jeder Inbetriebnahme des Interbusses 10 ein. Ebenso werden ID- Zyklen durchgeführt, wenn ein anderer Busteilnehmer 16, 19 einen Fehler meldet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Konfigurieren eines an einen Feldbus (10) angeschlossenen Busteilnehmers (18), bei dem dem Busteilnehmer (18) eine logische Adresse (44) zugeordnet wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
Übermitteln der logischen Adresse (44) von einer Adreßvergabeeinheit (28) an den Busteilnehmer (18),
Übermitteln einer physikalischen Adresse (42) von der Adreßvergabeeinheit (28) an den Busteilnehmer (18), wobei die physikalische Adresse (42) mit einer angenommenen physikalischen Position des Busteilnehmers (18) bezogen auf den Feldbus (10) korrespondiert,
Verifizieren der dem Busteilnehmer (18) übermittelten physikalischen Adresse (42) anhand einer tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers (18) bezogen auf den Feldbus (10) und
Abspeichern der übermittelten logischen Adresse (44) in einem Speicher (72) des Busteilnehmers (18) in Abhängigkeit von der Verifikation der physikalischen Adresse (42 ) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische (42) und die physikalische Adresse (44) dem Busteilnehmer (18) über den Feldbus (10) übermittelt werden.
3. verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Adresse (42) und die physikalische Adresse (44) dem Busteilnehmer (18) in einem gemeinsamen Datentelegramm (38) übermittelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Busteilnehmer (18) seine tatsächliche physikalische Position bezogen auf den Feldbus (10) mittels einer Positionsermittlungseinheit (62) aktuell bestimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldbus (10) einen umlaufenden Telegrammverkehr (34, 38, 46) aufweist und daß der Busteilnehmer (18) seine tatsächliche physikalische Position durch Mitzählen von zyklischen Ereignissen (68) des umlaufenden Telegrammverkehrs (34, 38, 46) bestimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldbus (10) ein Interbus ist und daß der Busteilnehmer (18) zyklische Ereignisse (68) während eines ID-Zyklus des Interbus solange zählt, bis ein Startwort (50) des umlaufenden Telegrammverkehrs (34, 38, 46) ihn erreicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Busteilnehmer (18) zur Positionsbestimmung einen ID-Zyklus verwendet, der von einem anderen Busteilnehmer (14, 16, 19), insbesondere einem Busmaster (14), eingeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Busteilnehmer (18) zur Positionsbestimmung einen ID-Zyklus verwendet, den er nach Erhalt der physikalischen Adresse (42) selbst auslöst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als logische Adresse (44) die physikalische Adresse (42) gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Adresse (44) unabhängig von der physikalischen Adresse (42) gewählt wird.
11. Busteilnehmer zum Anschluß an einen Feldbus (10), mit Mitteln (60) zum Aufnehmen und Auswerten eines Bustelegramms (34, 38, 46) sowie mit einem Speicher (72) zum Speichern einer dem Busteilnehmer (18) zugeordneten logischen Adresse (44), dadurch gekennzeichnet, daß der Busteilnehmer (18) Mittel (62, 64, 66) zum Verifizieren einer ihm übermittelten physikalischen Adresse (42) aufweist und daß die genannten Mittel (62, 64, 66) auf den Speicher (72) zum Speichern der logischen Adresse (44) einwirken.
12. Busteilnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel (62, 64, 66) eine Positionsermittlungseinheit (62) zum Bestimmen einer tatsächlichen physikalischen Position des Busteilnehmers (18) bezogen auf den Feldbus (10) beinhalten.
13. Busteilnehmer nach 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldbus (10) einen umlaufenden Telegrammverkehr (34, 38, 46) aufweist und daß die Positionsermittlungseinheit (62) einen Zähler (64) zum Mitzählen von zyklischen Ereignissen (68) des umlaufenden Telegrammverkehrs (34, 38, 46) beinhaltet.
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