EP1360746B1 - Steckvorrichtung mit integrierter diagnose-/auswerteschaltung, anzeige und schaltbaren abschlusswiderständen - Google Patents

Steckvorrichtung mit integrierter diagnose-/auswerteschaltung, anzeige und schaltbaren abschlusswiderständen Download PDF

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EP1360746B1
EP1360746B1 EP02719821A EP02719821A EP1360746B1 EP 1360746 B1 EP1360746 B1 EP 1360746B1 EP 02719821 A EP02719821 A EP 02719821A EP 02719821 A EP02719821 A EP 02719821A EP 1360746 B1 EP1360746 B1 EP 1360746B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
diagnostic
socket device
socket
connector
Prior art date
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Application number
EP02719821A
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English (en)
French (fr)
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EP1360746A1 (de
Inventor
Wolfgang Seel
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Profichip GmbH
Original Assignee
Profichip GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1360746B1 publication Critical patent/EP1360746B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6658—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit on printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/301—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member having means for preventing complete unscrewing of screw or nut

Definitions

  • the invention relates, according to claim 1, primarily a plug-in device.
  • a plug for diagnostic connections is provided, which is intended to be coupled to a diagnostic junction box.
  • the diagnostic junction box contains in an insulator body-like electrical contact organs, which are connected to devices to be tested.
  • the connector has a series of connector pins cooperating with the contactors of the junction box and connected to electrical meters.
  • the plug has an inner lower housing containing a number of second female electrical contact members, which are connected to said electrical measuring devices.
  • the connector pins are mounted in a module and extended on the side opposite the side intended for cooperation with the junction box so as to engage the second female electrical contact members of the sub-housing.
  • means are provided to releasably fix the module at the corresponding end of the plug.
  • a method for condition-based maintenance of circuit breakers using a measuring and process computer, which is connected via a diagnostic connector with the control of the circuit-breaker to be tested is from the DE 198 53 511 A1 known.
  • the measurement and process computer has interfaces for measuring devices, which are attached to the circuit breaker for testing purposes, and is connected to a computer having a data memory and input and output devices. Archived status data of the circuit-breaker to be tested and a maintenance program are loaded from the computer into the measuring and process computer.
  • the measuring and process computer controls and monitors the processing of the specified maintenance program and records manually entered data, measured values of the measuring devices as well as signals of the control supplied via the diagnostic connector via the computer.
  • the measurement and process computer evaluates by comparison with the loaded archived state data and supplies the measured values and / or variables derived therefrom by an evaluation routine to the computer.
  • These are stored as a maintenance log and archived as new status data, whereby the maintenance program on the input and output devices is interactively processed in dialogue with the user and the user receives information about activities to be performed as well as prompts.
  • switchable test loops For digital transmission systems with digital connections to the subscriber equipment, various switchable test loops have been proposed by international committees (ITU, ETSI) or telecommunications administrations, thereby enabling location of fault locations in the digital transmission system. As a rule, it can therefore be determined whether the error lies inside or outside the exchange, but not whether the subscriber line or the subscriber equipment is defective. From the WO 97/25806 A method and a network termination device for fault location by means of switchable loopbacks in a digital transmission system for voice and data is known, wherein at the output of the network termination device the loopback loop is closed. For detecting the control signals arriving from the exchange, the network termination device contains a detector, controllable switches and a network termination resistor for this purpose.
  • the exchange is then checked by the switch in accordance with the command and measurement sequence to determine if the section is in order or disturbed up to the user's area of responsibility.
  • the housing of the network termination device is filled with potting compound, so that only the connection terminals are accessible.
  • a tester for the subscriber line is known, which is inserted between subscriber line and subscriber device.
  • a switch By manual operation of a switch, a light-emitting diode can be looped between the a-wire and b-wire of the subscriber line, whereby the presence and / or polarity of the signal and call signal voltage can be displayed.
  • plug-and-socket devices for measuring and diagnostic purposes as well as - in the field of telecommunication technology - fault locating devices arranged in the exchange or a current-voltage tester which can be looped into the subscriber line are known.
  • the main disadvantage of the above-described plug-in devices is that the plug-in device only produces the mechanical and electrical connection. For diagnostic purposes, therefore, an additional socket must be provided for the connection of the corresponding diagnostic device.
  • the invention is compared to the known plug-in devices, the task of designing them so that an automatic diagnosis is made when connecting.
  • the plug-in device has the advantage that in a surprisingly simple way continuous monitoring of the connected electronic modules or devices and the Bus communication can be made in a bus system.
  • the error is displayed directly on the respective plug-in device, so that a quick troubleshooting can be ensured.
  • Even the cause of the fault itself can be read directly on the display device of the plug-in device, so that also largely untrained operating personnel a rapid fault location and fault elimination is possible.
  • the contact closure when plugging itself can be displayed, so that reliably such sources of interference can be turned off.
  • the additional effort for the integrated in the plug-in device diagnosis and evaluation is low and is compensated by the otherwise required effort for a separate diagnostic device and diagnostic socket / plug
  • the advantage of switchability or adjustability by means of diagnostic and evaluation is in the possibility of remote control or the Programmability and automatic sequence to see.
  • the control device of the diagnostic and evaluation circuit can be shared.
  • the power supply of the diagnostic and evaluation circuit via the cable and / or via the terminal and the display device is configured as a display or as a touch-sensitive display, which serves in addition to the display at the same time for command input for the diagnostic and evaluation
  • a battery or an accumulator in the plug-in device is usually not required for proper operation; For particularly high requirements, a redundant power supply can be provided. In the case of the alternative power supply either over the cable or over the connection can then. As a rule, even in the event of a failure with power failure, buffering is dispensed with.
  • the plug-in device has an upper part and a lower part, the terminating resistor is arranged in the upper part of the plug-in device and is manually or electrically switchable.
  • This development of the invention has the advantage that an adaptation to the characteristic impedance of the cable or a suitably adapted termination depending on the application can be made.
  • the manual design by means of (double-sided actuated) slide switch is inexpensive to produce and has a lockable slide switch on a high operating safety.
  • the plug-in device has a transparent cover of the cutting, screw or spring terminals.
  • the display device at least one arranged in the lower part of the plug on the circuit board LED and at least one light emitting diode associated with this light guide.
  • connection of the cable or in the lower part of the connector and offset by 90 ° on the front in the upper part of the connector is a plug or a socket for connecting the electronic module and on the opposite back a device socket or a device plug for connecting a programming or diagnostic device provided with advanced features.
  • This embodiment of the invention has the advantage that an unmistakable handling (plug and socket on the opposite side or vice versa) is made possible and that a good visual recognition is ensured even in the case of operation.
  • a programming or diagnostic device to the plug-in device according to the invention, without the current bus communication or the current operation is interrupted.
  • connection mechanical Steckercodier shame or with the diagnostic and evaluation circuit related according to the type-specific assembly and / or in accordance with the application automatically engaging coding on.
  • This embodiment of the invention has the advantage that the connection of non-conforming modules can be reliably prevented: Especially when using automatically engaging (also called self-coding) coding is a high operational reliability achieved. It is also possible to check and ensure the corresponding assignment between cable and cable to the module.
  • FIG. 1 . FIG. 2 . Fig. 3 and FIG. 4 show a preferred embodiment of the plug-in device ST according to the invention for the connection of 2-core shielded fieldbus lines, and serves to loop through a cable in each case via a cable access and cable outlet (shown is a 90 ° cable outlet).
  • the plug-in device ST is designed such that it can be easily connected under field conditions, for example to a PROFIBUS bus line, while allowing, for example, a transmission rate between 9.6 Kbaud to 12 Mbaud.
  • the concept according to the invention is suitable for many applications, the field of application ranging from networks of data and telecommunications technology up to and including computer and automation systems (for example connection of a PC or laptop or operator terminal or visualization via a standard COM / MPI interface).
  • computer and automation systems for example connection of a PC or laptop or operator terminal or visualization via a standard COM / MPI interface.
  • the ribs are transparent, whereby the further possibility is given to make the neat fit or the insulation displacement of the cable or K directly visible.
  • a switchable terminating resistor W is arranged in the plug housing or on the printed circuit board.
  • the terminating resistor W is preferably arranged in the upper part OT of the plug-in device ST and can be actuated manually by means of a slide switch S (see FIG. 2 and FIG. 4 with the various resistors 390 ohms and 220 ohms; for a CAN bus system, for example resistance 120 ohms and transmission rate 10 kbit / s to 1 Mbit / s).
  • terminating resistor W can be switched and / or adjusted by the diagnostic and evaluation circuit D (see FIG. 3 ).
  • the slide switch S is in the representation according to FIG.
  • the connector housing is made of metallic material, such as zinc die-cast, the shield of the cable K is in communication with the connector housing (stripping the shield to 8 mm and direct contact). Another advantage is the electro-mechanical indestructibility.
  • terminal B mechanical Steckercodierimplantation or with the diagnostic and evaluation circuit D related can be provided, according to the type-specific module and / or in accordance with the application self-coding coding.
  • a distinctive assignment can be made, which can also be largely automated.
  • At least one switching contact SK can be provided, the actuating element of which can be actuated by the module to be connected or the cable K.
  • the actuating element can be actuated by the module to be connected or the cable K.
  • a check of connected and / or connected devices and / or the contact can be performed immediately after plugging.
  • Further switching contacts can be provided for switching through different supply voltages or the respective power supply or the like.
  • the actuating element can have either an axially displaceable or radially pivotable spring contact or a plurality of spring contacts.
  • the bus connector B is plugged directly into the CAN bus interface (SUB-D socket, 9-pin) of the CAN bus station and the CAN bus line (at A) is connected via pole screw terminals (for wires or flexible wires up to 1.0 mm 2 ).
  • the plug-in device ST does not require a separate diagnostic device and none Diagnostic socket / plug.
  • the plug-in device ST provides easy access to the "integrated primer / diagnostic socket" and it is not necessary to install an additional network node. Due to the constant visual display in case of failure, this can be quickly resolved and also allows the permanent control of proper operation with surprisingly little effort.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft, gemäß Patentanspruch 1, in erster Linie eine Steckvorrichtung.
  • Schnittstellen für den Anschluss von Messgeräten sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 196 06 505 A1 ein Stecker für Diagnoseanschlüsse bekannt, der dazu vorgesehen ist, mit einer Diagnose-Anschlussdose gekuppelt zu werden. Die Diagnose-Anschlussdose enthält in einem Isolierkörper buchsenartige elektrische Kontaktorgane, die mit zu überprüfenden Geräten verbunden sind. Der Stecker besitzt eine Reihe von mit den Kontaktorganen der Anschlussdose zusammenwirkenden Steckerstiften, die mit elektrischen Messgeräten verbunden sind. Im einzelnen ist vorgesehen, dass der Stecker ein inneres Untergehäuse aufweist, das eine Reihe zweiter buchsenartiger elektrischer Kontaktorgane enthält, die mit den genannten elektrischen Messgeräten verbunden sind. Die Steckerstifte sind in einem Modul gelagert und auf der Seite, die der zur Zusammenwirkung mit der Anschlussdose bestimmten Seite entgegengesetzt ist, verlängert, so dass sie in die zweiten buchsenartigen elektrischen Kontaktorgane des Untergehäuses eingreifen. Schließlich sind Mittel vorgesehen, um das Modul am entsprechenden Ende des Steckers lösbar festzulegen.
  • Weiterhin ist aus dem DE 295 11 592 Ul ein Diagnosegerät für SCSI - Schnittstellen bekannt, mit dem die Signale aller relevanten Leitungen angezeigt werden können. Im einzelnen ist vorgesehen, dass durch Überwachung der relevanten Signalleitungen und Auswertung der entsprechenden Signale diese sowohl in Real-Time (Echtzeit) angezeigt werden, sowie auch zur leichteren Erkennung von sehr schnellen Signalen, diese zusätzlich gespeichert und angezeigt werden. Durch verschiedene erhältliche Adapter ist dieses Gerät für fast alle Computer geeignet, die eine SCSI-Schnittstelle verwenden.
  • Ein Verfahren zur zustandsorientierten Instandhaltung von Leistungsschaltern unter Verwendung eines Mess- und Prozessrechners, der über einen Diagnosestecker mit der Steuerung des zu prüfenden Leistungsschalters verbunden wird, ist aus der DE 198 53 511 A1 bekannt. Der Mess- und Prozessrechner weist Schnittstellen für Messeinrichtungen auf, die zu Prüfzwecken an dem Leistungsschalter angebracht werden, und ist an einen Rechner, der einen Datenspeicher sowie Ein- und Ausgabevorrichtungen aufweist, angeschlossen. Archivierte Zustandsdaten des zu prüfenden Leistungsschalters und ein Instandhaltungsprogramm werden von dem Rechner in den Mess- und Prozessrechner geladen. Der Mess- und Prozessrechner steuert und überwacht die Bearbeitung des vorgegebenen Instandhaltungsprogramms und nimmt über den Rechner manuell eingegebene Daten, Messwerte der Messeinrichtungen sowie über den Diagnosestecker zugeführte Signale der Steuerung auf. Weiterhin wertet der Mess- und Prozessrechner durch Vergleich mit den geladenen archivierten Zustandsdaten aus und führt die Messwerte und/oder daraus durch eine Auswerteroutine abgeleitete Größen dem Rechner zu. Diese werden als Instandhaltungsprotokoll abgespeichert und als neue Zustandsdaten archiviert, wobei das Instandhaltungsprogramm an den Ein- und Ausgabegeräten interaktiv im Dialog mit dem Benutzer abgearbeitet wird und der Benutzer Informationen über durchzuführende Tätigkeiten sowie Eingabeaufforderungen erhält.
  • Schließlich ist aus der DE 42 29 566 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Erkennung eines über eine Stecker-Buchsenverbindung an ein Versorgungsgerät angeschlossenen Anschlussgerätes in Form eines Zwischengerätes, Endgerätes oder dgl. bekannt. Im einzelnen ist vorgesehen, dass über eine sowohl am Stecker als auch an der Buchse angeordnete Datenübertragungseinrichtung gerätespezifische Daten, die am Stecker und/oder an der Buchse gespeichert sind, zu einer Auswerteeinheit übertragen werden. In der Auswerteeinheit wird ein Vergleich der empfangenen Daten mit gespeicherten Daten zur Erkennung des Anschlussgerätes durchgeführt, wobei die gerätespezifischen Daten zwischen den am Stecker und der Buchse angeordneten Datenübertragungseinrichtungen berührungslos übertragen werden.
  • Für digitale Übertragungssysteme mit digitalen Verbindungen bis zur Teilnehmereinrichtung sind von internationalen Gremien (ITU, ETSI) oder Fernmeldeverwaltungen verschiedene schaltbare Test- oder Prüfschleifen vorgeschlagen worden, wodurch eine Ortung von Fehlerstellen im digitalen Übertragungssystem ermöglicht wird. In der Regel kann demnach festgestellt werden, ob der Fehler innerhalb oder außerhalb der Vermittlungsstelle liegt, nicht jedoch, ob nun die Teilnehmeranschlussleitung oder die Teilnehmereinrichtung schadhaft ist. Aus der WO 97/25806 ist ein Verfahren und eine Netzabschlusseinrichtung zur Fehlerortung mittels schaltbarer Prüfschleifen in einem digitalen Übertragungssystem für Sprache und Daten bekannt, wobei am Ausgang der Netzabschlusseinrichtung die Prüfschleife geschlossen wird. Zur Detektion der von der Vermittlungsstelle aus ankommenden Steuersignale enthält die Netzabschlusseinrichtung hierzu einen Detektor, steuerbare Schalter und einen Netzabschlusswiderstand. Im Falle von Störungen wird dann von der Vermittlungsstelle aus die Prüfung entsprechend der Befehls- und Mess-Sequenz bewirkt, um festzustellen, ob der Abschnitt bis zum Zuständigkeitsbereich des Nutzers in Ordnung oder gestört ist. Um eine Manipulation zu verhindern, ist das Gehäuse der Netzabschlusseinrichtung mit Vergussmasse aufgefüllt, so dass nur die Anschlussklemmen zugänglich sind.
  • Aus der US 4 626 633-A ist ein Tester für die Teilnehmeranschlussleitung bekannt, welcher zwischen Teilnehmeranschlussleitung und Teilnehmereinrichtung eingefügt wird. Durch Handbetätigung eines Schalters kann zwischen a-Ader und b-Ader der Teilnehmeranschlussleitung eine Leuchtdiode eingeschleift werden, wodurch die Anwesenheit und/oder Polarität der Signal- und Ruf-Signalspannung anzeigbar ist.
  • Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind Steckvorrichtungen für Mess- und Diagnosezwecke sowie - auf dem Gebiet der Telekommunikationstechnik - in der Vermittlungsstelle angeordnete Fehlerortungseinrichtungen oder ein in die Teilnehmeranschlussleitung einschleifbarer Strom-Spannungstester bekannt. Der wesentliche Nachteil der oben stehend beschriebenen Steckvorrichtungen liegt darin, dass die Steckvorrichtung nur die mechanische und elektrische Verbindung herstellt. Zu Diagnosezwecken muss demzufolge eine zusätzliche Buchse für den Anschluss des entsprechenden Diagnosegeräts vorgesehen werden. Mittels schaltbarer Prüfschleifen in einem digitalen Übertragungssystem ist zwar häufig von der Vermittlungsstelle aus feststellbar, ob der Abschnitt bis zum Zuständigkeitsbereich des Nutzers in Ordnung oder gestört ist. Grundsätzlich ergeben sich jedoch Probleme hierbei, weil die Schnittstelle zum Nutzer nicht rückwirkungsfrei ist, und weil zwischen Schleifenschalter und Nutzerklemmen zwangsläufig Schaltelemente liegen. Es kann einerseits dazu kommen, dass durch eine Störung beim Nutzer die Befehlsübermittlung verhindert wird, und andererseits dass die Diagnose fehlerfrei lautet, obwohl an den Nutzerklemmen eine von der Netzabschlusseinrichtung verursachte Störung vorliegt. Mittels eines in die Teilnehmeranschlussleitung zwischengeschalteten, handbetätigbaren Testers lässt sich dagegen vor Ort nur eine eingeschränkte Funktionsprüfung auf der Teilnehmeranschlussleitung vornehmen.
  • Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten Steckvorrichtungen die Aufgabe zugrunde, diese derart auszugestalten, dass eine automatische Diagnose beim Anschluss erfolgt.
  • Diese Aufgabe wird, gemäß Patentanspruch 1, durch eine Steckvorrichtung mit
    • mindestens einem Kabelanschluss in Form von Schneid-, Schraub- oder Federklemmen für den Anschluss mindestens eines Kabels,
    • mindestens einem Anschluss für eine elektronische Baugruppe,
    • einer im Steckergehäuse der Steckvorrichtung angeordneten Leiterplatte, auf der eine Diagnose- und Auswerteschaltung und mindestens ein schaltbarer Abschlusswiderstand angeordnet sind,
    • eine der Diagnose- und Auswerteschaltung zugeordnete Steuereinrichtung (Controller) und
    • eine mit der Diagnose- und Auswerteschaltung verbundene Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Ergebnisse der Auswertung,
    • wobei der Abschlusswiderstand mittels eines Schiebeschalters betätigbar ist oder durch die Diagnose-.und Auswerteschaltung schaltbar und/oder einstellbar ist
    gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise eine laufende Überwachung der angeschlossenen elektronischen Baugruppen bzw. Geräte und der Buskommunikation bei einem Bussystem vorgenommen werden kann. Im Störungsfall wird der Fehler unmittelbar an der jeweiligen Steckvorrichtung angezeigt, so dass eine rasche Fehlerbehebung sichergestellt werden kann. Auch die Störungsursache selbst kann unmittelbar an der Anzeigeeinrichtung der Steckvorrichtung abgelesen werden, so dass auch weitgehend ungeschultem Bedienpersonal eine rasche Störungslokalisierung und Störungsbeseitigung ermöglicht wird. Beispielsweise kann auch der Kontaktschluss beim Stecken selbst angezeigt werden, so dass zuverlässig solche Störungsquellen ausgeschaltet werden können. Der zusätzliche Aufwand für die in der Steckvorrichtung integrierte Diagnose und Auswerteschaltung ist gering und wird durch den sonst erforderlichen Aufwand für ein separates Diagnosegerät und Diagnosebuchse/Stecker kompensiert Der Vorteil der Schaltbarkeit oder Einstellbarkeit mittels Diagnose- und Auswerteschaltung ist in der Möglichkeit der Fernsteuerung bzw. der Programmierbarkeit und automatischem Ablauf zu sehen. Hierfür kann die Steuereinrichtung der Diagnose- und Auswerteschaltung mitbenutzt werden.
  • Vorzugsweise erfolgt, gemäß Patentanspruch 2, die Stromversorgung der Diagnose- und Auswerteschaltung über das Kabel und/oder über den Anschluss und die Anzeigeeinrichtung ist als Display oder als berührungssensitives Display ausgestaltet, welches neben der Anzeige gleichzeitig zur Befehlseingabe für die Diagnose- und Auswerteschaltung dient
  • Durch die externe Stromversorgung ist für den ordnungsgemäßen Betrieb im Regelfall eine Batterie oder ein Akkumulator in der Steckvorrichtung nicht erforderlich; für besonders hohe Anforderungen kann eine redundante Stromversorgung vorgesehen werden. Für den Fall der alternativen Stromversorgung entweder über das Kabel oder über den Anschluss kann dann. in der Regel auch im Störungsfall mit Stromausfall auf eine Pufferung verzichtet werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch 3, die Steckvorrichtung einen oberen Teil und einen unteren Teil auf, der Abschlusswiderstand ist im oberen Teil der Steckvorrichtung angeordnet und ist manuell oder elektrisch schaltbar.
  • Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine Anpassung an den Wellenwiderstand des Kabels bzw. eine entsprechend angepasste Terminierung in Abhängigkeit vom Einsatzfall vorgenommen werden kann. Die manuelle Ausgestaltung mittels (beidseitig betätigbaren) Schiebeschalter ist kostengünstig herstellbar und weist bei einem verrastbaren Schiebeschalter eine hohe Bedienungssicherheit auf.
  • Vorzugsweise weist, gemäß Patentanspruch 4, zur visuellen Anschlusskontrolle, die Steckvorrichtung eine Klarsicht-Abdeckung der Schneid-, Schraub- oder Federklemmen auf. In Weiterbildung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch 5, die Anzeigeeinrichtung mindestens eine im unteren Teil des Steckers auf der Leiterplatte angeordnete Leuchtdiode und mindestens einen dieser Leuchtdiode zugeordneten Lichtleiter auf.
  • Diese Weiterbildungen der Erfindung weisen den Vorteil auf, dass die Leuchtdioden/Lichtleiteranordnung eine Anzeige hoher Lichtstärke ermöglichen und auch für den Einsatz in rauher Umgebung (Verschmutzung) geeignet ist. Durch die Beleuchtung in Verbindung mit der Klarsicht-Abdeckung ist jederzeit eine optische Kontrolle der Steckvorrichtung möglich.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt, gemäß Patentanspruch 6, der Anschluss des oder der Kabel im unteren Teil der Steckvorrichtung und um 90° versetzt auf der Frontseite im oberen Teil der Steckvorrichtung ist ein Stecker oder eine Buchse zum Anschluss der elektronischen Baugruppe und auf der gegenüberliegenden Rückseite eine Gerätebuchse oder ein Gerätestecker zum Anschluss eines Programmier- bzw. Diagnosegerätes mit erweiterten Funktionen vorgesehen.
  • Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine unverwechselbare Handhabung (Stecker und auf der gegenüberliegenden Seite Buchse bzw. umgekehrt) ermöglicht wird und dass auch im Betriebsfall eine gute optische Erkennbarkeit gewährleistet ist. Zudem besteht die Möglichkeit ein Programmier- bzw. Diagnosegerät an der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung anzuschließen, ohne dass die laufende Buskommunikation bzw. der laufende Betrieb unterbrochen wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch 8, der Anschluss mechanische Steckercodierelemente oder mit der Diagnose- und Auswerteschaltung in Verbindung stehende, nach Maßgabe der typspezifischen Baugruppe und/oder nach Maßgabe der Anwendung selbsttätig eingreifende Codierelemente auf.
  • Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass der Anschluss von nicht systemkonformen Baugruppen zuverlässig verhindert werden kann: Insbesondere bei der Anwendung selbsttätig eingreifender (auch selbstcodierend genannt) Codierelemente wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht. Zudem besteht die Möglichkeit die entsprechende Zuordnung zwischen Kabel und Leitung zur Baugruppe zu Prüfen und sicherzustellen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
    • FIG. 1
    das Steckergehäuse in perspektivischer Seitenansicht,
    FIG. 3
    zwei Seitenansichten des Steckergehäuses,
    FIG. 3
    das Blockschaltbild und
    FIG. 4
    das Anschlussbild der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung.
  • Die FIG. 1, FIG. 2, Fig. 3 und FIG. 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung ST für den Anschluss von 2-adrig geschirmten Feldbusleitungen, und dient dazu jeweils über einen Kabelzugang und Kabelabgang (gezeigt ist ein 90° Kabelabgang) eine Leitung durchzuschleifen. Die Steckvorrichtung ST ist derartig ausgestaltet, dass diese sich problemlos unter Feldbedingungen, beispielsweise an eine PROFIBUS-Busleitung, anschließen lässt und dabei beispielsweise eine Übertragungsrate zwischen 9,6 Kbaud bis 12 Mbaud erlaubt. Prinzipiell ist das erfindungsgemäße Konzept für viele Anwendungsfälle geeignet, wobei das Einsatzgebiet von Netzwerken der Daten- und Telekommunikationstechnik bis einschließlich Rechner- und Automatisierungssystemen reicht (beispielsweise Anschluss eines PC oder Laptops oder Bedienterminal oder Visualisierung über eine Standard COM-/MPI- Schnittstelle).
  • Der elektrische Anschluss des Kabels K erfolgt durch Schneid-, Schraub- oder Federklemmen A. Bei der in FIG. 1 und FIG. 2 dargestellten Ausführungsform kommt eine Schneidklemm-Technik in Verbindung mit einem Ein-Schrauben-Montage-System zum Einsatz. Hierbei wird die äußere Kabelisolierung beispielsweise auf 21 mm bis hin auf das Abschirmgeflecht entfernt und dann das Abschirmgeflecht bis auf 8 mm Länge gekürzt. Das Einschraub-Montageloch bzw. die Schraube ist mit S bezeichnet. Die Schraube wird mit einem Sicherungsring auch im geöffneten Zustand gesichert gehalten, so dass alle Teile des Ein-Schrauben-Montage-System verliersicher sind.
  • Die mechanische Klemmung und Führung des oder der Kabel K erfolgt über Rippen, in denen die beiden Adern des jeweiligen Kabels K den Schneidklemmen A zugeführt werden, wodurch ein punktgenaues und sicheres Durchstechen der Isolierung sichergestellt ist. Vorzugsweise sind die Rippen transparent, wodurch die weitere Möglichkeit gegeben ist, den ordentlichen Sitz bzw. die Schneidklemmung des oder der Kabel K direkt sichtbar zu machen.
  • Die Steckvorrichtung ST weist einen unteren und oberen Teil UT, OT auf, wobei der Anschluss des oder der Kabel K im unteren Teil UT erfolgt. Um 90° versetzt ist auf der Frontseite im oberen Teil OT der Steckvorrichtung ST ein Stecker B (alternativ eine Buchse) zum Anschluss am Gerät und auf der gegenüberliegenden Rückseite eine Gerätebuchse GB (alternativ dann ein Stecker) zum Anschluss eines Programmier- bzw. Diagnosegerätes mit erweiterten Funktionen vorgesehen.
  • Im Steckergehäuse der Steckvorrichtung ST ist eine Leiterplatte angeordnet, auf der sich eine Diagnose- und Auswerteschaltung D befindet. Die Steuereinrichtung (Controller) der Diagnose- und Auswerteschaltung D arbeitet beispielsweise bis zu einer Taktrate von 12 Mbaud. Die Stromversorgung der Diagnose- und Auswerteschaltung D erfolgt über das Kabel K und/oder über den Anschluss B. Dabei ist die Eigenstromaufnahme der Steckvorrichtung ST sehr gering, so dass der Busteilnehmer (Gerät) nicht unnötig belastet wird.
  • Weiterhin ist im Steckergehäuse oder auf der Leiterplatte ein schaltbarer Abschlusswiderstand W angeordnet. Der Abschlusswiderstand W ist vorzugsweise im oberen Teil OT der Steckvorrichtung ST angeordnet und kann mittels eines Schiebeschalters S manuell betätigt werden (siehe FIG. 2 und FIG. 4 mit den verschiedenen Widerständen 390 Ohm und 220 Ohm; für ein CAN-Bussystem beispielsweise Widerstand 120 Ohm und Übertragungsrate 10 kbit/s bis 1Mbit/s). Weiterhin kann Abschlusswiderstand W durch die Diagnose- und Auswerteschaltung D schaltbar und/oder einstellbar sein (siehe FIG. 3). Der Schiebeschalter S befindet sich bei der Darstellung gemäß FIG. 4 in der Schaltstellung OFF, so dass die Leitung 1A direkt mit Leitung 2A und die Leitung 1B direkt mit Leitung 2B verbunden ist. Wird der Schiebeschalter S in die Schaltposition ON gebracht, so ist ein Widerstand von 220 Ohm zwischen den Leitungskontakt 1A und 2A eingeschleift und die Verbindung zwischen Leitung 1B und Leitung 2B ist unterbrochen. Bei der Anwendung bei einem Bussystem wird die Schaltstellung OFF gewählt, wenn die Baugruppe zwischen benachbarten Baugruppen angeordnet ist und die Schaltstellung ON gewählt wenn die Baugruppe die letzte in der Kette von nebeneinander angeordneten Baugruppen ist und das Bussystem terminiert. Über den Schiebeschalter S, welcher auch als von beiden Seiten zugänglicher Umschalter ausgestaltet werden kann, kann eingestellt werden, ob die Steckvorrichtung ST als Knoten oder Segmentende im Übertragungssystem eingesetzt werden soll.
  • Ferner weist die Steckvorrichtung ST eine mit der Diagnose- und Auswerteschaltung D verbundene Anzeigeeinrichtung AE zur Anzeige der Ergebnisse dieser Auswertung auf. Vorzugsweise umfasst die Anzeigeeinrichtung AE mindestens eine im unteren Teil UT der Steckvorrichtung ST auf der Leiterplatte angeordnete Leuchtdiode und mindestens einen dieser Leuchtdiode zugeordneten Lichtleiter. Damit sind diese ebenfalls von beiden Seiten (Rück- und Frontseite) über die integrierten Lichtleiter sichtbar, welche bei transparenten Rippen entsprechend zu integrieren sind.
  • Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und Anwendung bei einem Bussystem mit Statusanzeige über 4 LEDs für Bustestfunktionen hat diese Anzeige beispielsweise folgende Bedeutung:
    Erstes LED: grün = Spannungsversorgung für die Baugruppe in Ordnung
    Zweites LED: gelb = Baugruppe aktiv am Bus (blinkend)
    Drittes LED: rot = keine Terminierung/Abschlusswiderstand (aus)
    = Terminierung/Abschlusswiderstand eingeschaltet (an)
    = Falscher Wellenwiderstand (blinkt langsam)
    = Falscher Abschlusswiderstand (blinkt schnell)
    Viertes LED: gelb = Baudrate (in Verbindung mit weiteren LEDs)
  • Weiterhin kann die Statusanzeige auch bedeuten (LED blinkt z.B. mit 5Hz):
    Erstes LED: gelb = keine Spannungsversorgung (aus)
    = Selbsttest durchgeführt/Spannungsversorgung für
    = Controller/Baugruppe/Gerät OK (an)
    = Profibus-Master ausgefallen/Leitungskurzschluss (blinkt)
    Zweites LED: grün = keine Busaktivität (aus)
    = Baugruppe/Gerät aktiv am Bus (blinkt)
    Drittes LED: gelb = kein(e) Terminierung/Abschlusswiderstand (aus)
    = Terminierung/Abschlusswiderstand eingeschaltet (an)
    = Terminierung/Abschlusswiderstand ohne Spannung/defekt
    (blinkt)
    Viertes LED: rot = Busstatus OK (aus)
    = keine Terminierung oder offen (an)
    = falscher Spannungspegel (blinkt)
  • Zur Abschirmung ist das Steckergehäuse aus metallischem Material, beispielsweise Zink-Druckguss hergestellt, wobei die Abschirmung des Kabels K mit dem Steckergehäuse in Verbindung steht (Abisolierung des Schirms auf 8 mm und direkter Kontakt). Ein weiterer Vorteil ist die elektro-mechanische Unverwüstbarkeit.
  • Weiterhin kann vorgesehen werden, dass der Anschluss B mechanische Steckercodierelemente oder mit der Diagnose- und Auswerteschaltung D in Verbindung stehende, nach Maßgabe der typspezifischen Baugruppe und/oder nach Maßgabe der Anwendung selbstcodierende Codierelemente aufweist. Hierdurch kann eine unverwechselbare Zuordnung erfolgen, welche auch weitgehend automatisiert werden kann.
  • Schließlich kann mindestens ein Schaltkontakt SK vorgesehen werden, dessen Betätigungselement von der anzuschließenden Baugruppe oder dem Kabel K betätigbar ist. Dadurch kann unmittelbar nach dem Stecken eine Überprüfung von anzuschließenden und/oder angeschlossenen Geräten und/oder der Kontaktgabe durchgeführt werden. Weitere Schaltkontakte können zur Durchschaltung unterschiedlicher Versorgungsspannungen bzw. der jeweiligen Stromversorgung oder dergleichen vorgesehen werden. Das Betätigungselement kann entweder einen axial verschiebbaren oder radial verschwenkbaren Federkontakt bzw. mehrere Federkontakte aufweisen. Beispielsweise wird in einem CAN-Bussystem der Busanschlussstecker B direkt auf die CAN-Bus-Schnittstelle (SUB-D Buchse, 9-polig) des CAN-Bus-Teilnehmers gesteckt und der Anschluss der CAN-Busleitung (bei A) erfolgt über 6-polige Schraubklemmen (für Drähte oder flexible Adern bis 1,0 mm2).
  • Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik erfordert die erfindungsgemäße Steckvorrichtung ST kein separates Diagnosegerät und keine Diagnosebuchse/Stecker. Die Steckvorrichtung ST bietet einen einfachen Zugang zur "integrierten Prütgerät-/Diagnose-Buchse" und es ist nicht notwendig, einen zusätzlichen Netzknoten zu installieren. Durch die ständige optische Anzeige kann im Störungsfall dieser rasch behoben werden und erlaubt zudem die permanente Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs mit überraschend geringem Aufwand.
  • Beispielsweise kann anstelle einer Anzeigeeinrichtung AE mit LED-/Lichtleiterkombination ein Display (insbesondere für die Anzeige der Baudrate) oder ein berührungssensitives Display vorgesehen werden, welches neben der Anzeige gleichzeitig zur Befehlseingabe für die Diagnose- und Auswerteschaltung D dient; die Kontaktierung (Adern und Schirm) kann auch ohne Abisolierung des Kabels durch die Schneidklemmen direkt erfolgen; zur visuellen Anschlusskontrolle (Verpolung, Lage von Schirm und Kabel) kann eine Klarsicht-Abdeckung der Schneid-, Schraub- oder Federklemmen vorgesehen werden, durch die die korrekte Zuordnung der Buslitzenpaare zu sehen ist; alle Teile der Steckvorrichtung können als verliersicheres Ein-Schrauben-Montage-System ausgeführt werden; die Steckvorrichtung kann auch mit axialem Kabelabgang (anstelle des 90°-Kabelabgangs, siehe bei B) ausgestaltet und/oder dort die Anzeigeeinrichtung angeordnet werden u.a.

Claims (10)

  1. Steckvorrichtung (ST) mit
    • mindestens einem Kabelanschluss in Form von Schneid-, Schraub- oder Federklemmen (A) für den Anschluss mindestens eines Kabels (K),
    • mindestens einem Anschluss (B) für eine elektronische Baugruppe,
    • einer im Steckergehäuse der Steckvorrichtung (ST) angeordneten
    • Leiterplatte, auf der eine Diagnose- und Auswerteschaltung (D) und mindestens ein schaltbarer Abschlusswiderstand (W) angeordnet sind,
    • eine der Diagnose- und Auswerteschaltung (D) zugeordnete Steuereinrichtung (Controller) und
    • eine mit der Diagnose- und Auswerteschaltung (D) verbundene Anzeigeeinrichtung (AE) zur Anzeige der Ergebnisse der Auswertung,
    • wobei der Abschlusswiderstand (W) mittels eines Schiebeschalters (S) betätigbar ist oder durch die Diagnose- und Auswerteschaltung (D) schaltbar und/oder einstellbar ist.
  2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die. Stromversorgung der Diagnose- und Auswerteschaltung (D) über das Kabel (K) und/oder über den Anschluss (B) erfolgt und dass die Anzeigeeinrichtung (AE) als Display oder als berührungssensitives Display ausgestaltet ist, welches neben der Anzeige gleichzeitig zur Befehlseingabe für die Diagnose- und Auswerteschaltung (D) dient.
  3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckvorrichtung (ST) einen oberen Teil (OT) und einen unteren Teil (UT) aufweist und dass der Abschlusswiderstand (W) im oberen Teil (OT) der Steckvorrichtung (ST) angeordnet und manuell oder elektrisch schaltbar ist.
  4. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur visuellen Anschlusskontrolle, die Steckvorrichtung (ST) eine Klarsicht-Abdeckung der Schneid-, Schraub- oder Federklemmen (A) aufweist.
  5. Steckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (AE) mindestens eine im unteren Teil (UT) des Steckers (ST) auf der Leiterplatte angeordnete Leuchtdiode und mindestens einen dieser Leuchtdiode zugeordneten Lichtleiter aufweist.
  6. Steckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss des oder der Kabel (K) im unteren Teil (UT) der Steckvorrichtung (ST) erfolgt und dass um 90° versetzt auf der Frontseite im oberen Teil (OT) der Steckvorrichtung (ST) eine Buchse (B) zum Anschluss der elektronischen Baugruppe und auf der gegenüberliegenden Rückseite eine Gerätebuchse (GB) zum Anschluss eines Programmier- bzw. Diagnosegerätes mit erweiterten Funktionen vorgesehen ist.
  7. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Klemmung und Führung der Kabel (K) für die Schneidklemmen (A) über Rippen erfolgt, dass die Rippen transparent sind, dass zur Abschirmung das Steckergehäuse aus metallischem Material hergestellt ist und dass die Abschirmung des Kabels (K) mit dem Steckergehäuse in Verbindung steht.
  8. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (B) mechanische Steckercodierelemente oder mit der Diagnose- und Auswerteschaltung (D) in Verbindung stehende, nach Maßgabe der typspezifischen Baugruppe und/oder nach Maßgabe der Anwendung selbsttätig eingreifende Codierelemente aufweist.
  9. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem Bussystem, wobei an der Anzeigeeinrichtung (AE) eine Statusanzeige von Bustestfunktionen erfolgt und dass mindestens ein Schaltkontakt (SK) vorgesehen ist, dessen Betätigungselement von der anzuschließenden Baugruppe oder dem Kabel (K) betätigbar ist.
  10. Steckvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement mindestens einen axial verschiebbaren oder radial verschwenkbaren Federkontakt aufweist.
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