ES2616302T3 - Sistema de bus y procedimiento de operación de un sistema de bus - Google Patents

Sistema de bus y procedimiento de operación de un sistema de bus Download PDF

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Abstract

Sistema de bus (1) para la vigilancia y/o el control de componentes de una instalación de alarma contra incendios y/o de extinción de incendios, en que el sistema de bus (1) incluye lo siguiente: - una unidad de control (2) con al menos dos interfaces de comunicación de datos (2.1, 2.2), que están diseñadas respectivamente para enviar y recibir datos; y - al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) en forma de un componente de una instalación de alarma contra incendios, de extinción de incendios y/o de reducción de oxígeno, en que el nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) tiene un acoplador de bus (11) con al menos dos interfaces de comunicación de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), que están diseñadas respectivamente para enviar y recibir datos, en que la unidad de control (2) y el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) están unidos entre sí respectivamente a través de sus interfaces de comunicación de datos (2.1, 2.2; 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) y correspondientes uniones de dos puntos (8) formando una topología de anillo, y en que el acoplador de bus (11) del al menos un nodo de bus (3.1, 3,2, 3.3) está conformado para enviar y con ello retransmitir datos, que son recibidos por una de sus al menos dos interfaces de comunicación de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), directamente a través de otra de sus al menos dos interfaces de comunicación de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), en que la unidad de control (2) está conformada para enviar, antes de la detección de una perturbación, a través de sólo una de las al menos dos interfaces de comunicación de datos (2.1, 2.2) datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3), en que el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) está conformado de modo que, en reacción a datos dirigidos al nodo de bus y recibidos anteriormente desde la unidad de control (2), envía - a través de sus al menos dos interfaces de comunicación de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) en direcciones opuestas de la topología de anillo - datos a la unidad de control (2), y en que la unidad de control (2) está conformada para enviar, tras el reconocimiento de una perturbación en una unión de dos puntos (8) de la topología de anillo, a través de sus al menos dos interfaces de comunicación de datos (2.1, 2.2) y en direcciones de envío opuestas todos los datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3).

Description

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DESCRIPCION
Sistema de bus y procedimiento de operacion de un sistema de bus
La presente invencion se refiere a un sistema de bus, en particular para la vigilancia y/o el control de componentes de una instalacion de alarma contra incendios, de extincion de incendios y/o de reduccion de oxigeno. La invencion se refiere ademas a un procedimiento de operacion de un sistema de bus asi.
Constituye la tarea de una instalacion de alarma contra incendios detectar un incendio en el momento mas temprano posible y activar senales y avisos para que puedan ser introducidas medidas adecuadas. Es esencial aqui que la instalacion de alarma contra incendios funcione de forma fiable, para garantizar que en caso de incendio pueda producirse a tiempo una senalizacion correspondiente.
A menudo, una instalacion de alarma contra incendios no esta disenada solo para avisar de un riesgo de incendio, sino tambien para reconocer este y dado el caso tomar medidas adecuadas. En este sentido, una instalacion de alarma contra incendios consta por regla general de un numero de componentes ligados entre si, tales como alarmas contra incendios automaticas, pulsadores manuales de alarma contra incendios, emisores acusticos u opticos de senales, o componentes de una instalacion de extincion. Estos componentes estan conectados a una central de alarma contra incendios a traves de una o varias via(s) de transmision.
Para ello, en el ambito de la proteccion contra incendios es conocido emplear un sistema de bus en anillo para enlazar los componentes de la instalacion de alarma contra incendios a la central de alarma contra incendios o respectivamente a la disposicion de control. La ventaja de un sistema de bus en anillo hay que verla en que tambien en caso de un cortocircuito o de una interrupcion de linea, todos los nodos del bus enlazados siguen siendo accesibles como antes desde la disposicion de control.
En este contexto se hace referencia por ejemplo al documento EP 1 363 261 A1, en el cual se da a conocer un sistema de bus en anillo de una instalacion detectora de peligros.
El documento EP 2 282 452 da a conocer un sistema de bus con una unidad de control, que tiene dos interfaces de comunicacion de datos. Las interfaces de comunicacion de datos estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos de varios nodos del bus. Los nodos del bus tiene un acoplador de bus con igualmente dos interfaces de comunicacion de datos, que estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos. El acoplador de bus de los nodos de bus esta conformado para enviar datos, que son recibidos por una de las interfaces de comunicacion de datos, directamente a traves de la otra interfaz de comunicacion de datos, y con ello retransmitirlos.
Los sistemas de bus en anillo conocidos a partir del estado de la tecnica en el ambito de la proteccion frente a incendios tienen durante su uso practico sin embargo desventajas, que resultan de la anchura de banda limitada de los sistemas de bus. La anchura de banda limitada conduce a que los tiempos de consulta tipicos, tales como por ejemplo una consulta de estado (estado de alarma o respectivamente perturbado), de todos los componentes conectados al sistema de bus sean de varios segundos. Tiempos tipicos para volver a poner en funcionamiento el sistema de bus en anillo tras un fallo de linea estan en el intervalo de uno a cinco minutos.
Aunque estos tiempos de reaccion son suficientes segun la norma EN 54-13 (estado: agosto de 2005) desde luego para un empleo en una instalacion de alarma contra incendios, los tiempos de reaccion no son apropiados para captar, con una resolucion y un muestreo suficientes, valores analogicos de sensores conectados al sistema de bus, por ejemplo sensores de gas de una instalacion de reduccion de oxigeno. Los tiempos de reaccion de los sistemas de bus en anillo conocidos a partir del estado de la tecnica tampoco satisfacen los requisitos de tiempo de una disposicion electrica de retardo y control (EST) para instalaciones de extincion de incendios, por ejemplo segun las normas EN 12094-1 o respectivamente VdS 2496.
Sobre la base de estos problemas, la presente invencion se plantea la tarea de perfeccionar un sistema de bus del tipo previamente descrito y conocido a partir del estado de la tecnica en el sentido de que el tiempo de reaccion del sistema de bus pueda ser mejorado, mientras que se garantiza al mismo tiempo que tambien en caso de una interrupcion de linea todos los nodos del bus puedan seguir siendo alcanzables como antes. Ademas, debe proporcionarse un procedimiento correspondiente de operacion de un sistema de bus asi.
En lo que respecta al sistema de bus, esta tarea es resuelta mediante el objeto de la reivindicacion 1 independiente y en lo que respecta al procedimiento es resuelta mediante el objeto de la reivindicacion 7 del mismo nivel. Perfeccionamientos ventajosos de la solucion conforme a la invencion estan indicados en las reivindicaciones dependientes.
Conforme a ello, se propone en particular un sistema de bus que tiene una unidad de control (en ingles: “loop controller”, controlador de bucle) asi como al menos uno y preferentemente una multiplicidad de dispositivos perifericos, que estan conectados como nodos de bus en el sistema de bus. En cuanto a estos dispositivos perifericos (nodos de bus) se trata de componentes de una instalacion de alarma contra incendios. Aqui entran en
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consideracion en particular alarmas contra incendios, medios de alarma (por ejemplo segun una norma de la serie EN 54), valvulas para activar una instalacion de extincion de incendios, componentes para la retroalimentacion de posicion de componentes de instalaciones de extincion (por ejemplo segun una norma de la serie EN 12094), pero tambien por ejemplo sensores, en particular sensores de gas de una instalacion de reduccion de oxigeno, tales como por ejemplo sensores de oxigeno.
La unidad de control, unida preferentemente a una central de alarma contra incendios, del sistema de bus conforme a la invencion tiene al menos dos interfaces de comunicacion de datos realizadas de forma independiente entre si (a continuacion denominadas tambien “puertos”), en que estas al menos dos interfaces de comunicacion de datos estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos.
Cada dispositivo periferico (nodo de bus) tiene un asi denominado acoplador de bus, a traves del que esta conectado al sistema de bus el dispositivo periferico (nodo de bus). Para ello, cada acoplador de bus tiene al menos dos interfaces de comunicacion de datos (puertos) realizadas de forma independiente entre si, que, - como tambien las interfaces de comunicacion de datos de la unidad de control - estan disenadas igualmente para enviar y recibir.
En el sistema de bus conforme a la invencion, la unidad de control y los acopladores de bus, conectados al sistema de bus, de los dispositivos perifericos individuales estan unidos entre si respectivamente a traves de sus interfaces de comunicacion de datos y correspondientes uniones de dos puntos, formando una topologia de anillo. En cuanto a las uniones de dos puntos individuales se trata de segmentos de bus independientes, que pueden estar conformados al menos por partes como canales de transmision de datos por cable y/u opticos.
Por el termino “topologia de anillo”, aqui empleado, hay que entender una red o respectivamente una estructura de enlace en la cual respectivamente dos nodos estan unidos entre si a traves de uniones de dos puntos, de modo que se genera un anillo cerrado. Los datos (informacion) a transmitir por ejemplo por la unidad de control son retransmitidos en la topologia de anillo de nodo a nodo, hasta que llegan a su lugar de destino. Cada nodo de bus puede actuar aqui al mismo tiempo como asi denominado “repetidor”, de modo que asi pueden ser superadas grandes distancias.
En la solucion conforme a la invencion esta previsto que cada acoplador de bus de cada uno de los nodos de bus (dispositivos perifericos) este conformado de tal modo que envie datos, que son enviados por la unidad de control y son recibidos por una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos, directamente y sin retardo a traves de otra de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos, y con ello los retransmita. En otras palabras, cada nodo de bus retransmite los datos recibidos sin retardo a los otros nodos de bus.
En la solucion conforme a la invencion esta previsto que el acoplador de bus de cada uno de los nodos de bus (dispositivos perifericos) este conformado de tal modo que - en reaccion a los datos o comandos dirigidos al nodo de bus y previamente recibidos desde la unidad de control - envie por principio a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos y en direcciones opuestas de la topologia de anillo datos a la unidad de control. En otras palabras, cuando la unidad de control del sistema de bus envia datos, en particular datos con una solicitud de retroalimentacion/respuesta, a un determinado nodo de bus, la retroalimentacion o respectivamente la respuesta de este nodo de bus es enviada a la unidad de control por ambas direcciones de la topologia de anillo.
Las ventajas conseguibles con la solucion conforme a la invencion hay que verlas en particular en el hecho de que - en comparacion con las soluciones conocidas a partir del estado de la tecnica - los tiempos de reaccion conseguibles con el sistema de bus son mejorados tanto en operacion activa como al volver a conectar el sistema. Al mismo tiempo se garantiza que tambien en caso de una interrupcion de linea, todos los nodos de bus sigan siendo alcanzables desde la unidad de control como antes.
Para este fin, conforme a un aspecto de la presente invencion esta previsto que el acoplador de bus de cada uno de los nodos de bus tenga una unidad de conmutacion de envio/recepcion, que esta disenada para reconocer el comienzo de una recepcion de datos por al menos una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de bus preferentemente de forma automatica, y en caso de reconocimiento del comienzo de una recepcion de datos por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de bus, unir preferentemente de forma automatica una linea de recepcion de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos a una linea de envio de la otra interfaz de comunicacion de datos.
De este modo se garantiza una retransmision de datos sin retardo y una comunicacion de reaccion rapida entre la unidad de control y los dispositivos perifericos.
En una realizacion preferida de los perfeccionamientos, citados en ultimo lugar, del sistema de bus conforme a la invencion esta previsto que la unidad de conmutacion de envio/recepcion tenga preferentemente un modulo logico y/o un microcontrolador.
Conforme a otro aspecto de la invencion, la ya citada unidad de conmutacion de envio/recepcion del acoplador de bus o respectivamente de la unidad de control esta disenada para reconocer preferentemente de forma automatica
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el final de una recepcion de datos por al menos una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos, y en caso de reconocimiento del final de la recepcion de datos, cortar la union de la linea de recepcion de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos a la linea de envio de la correspondientemente otra interfaz de comunicacion de datos.
Para poder garantizar no solo una retransmision de datos sin retardo, sino tambien una comunicacion directa con uno de los nodos de bus del sistema de bus, conforme a otro aspecto de la presente invencion esta previsto que el al menos un nodo de bus tenga una unidad de procesamiento fuera del acoplador, que esta formada por un modulo logico y/o un microcontrolador. Ademas, la unidad de conmutacion de envio/recepcion del acoplador de bus esta conformada de tal modo que, en caso de reconocimiento del comienzo de una recepcion de datos por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de bus, la linea de recepcion de esta interfaz de comunicacion de datos sea unida preferentemente de forma automatica a la linea de recepcion de la unidad de procesamiento.
Para hacer posible la comunicacion de datos, descrita al principio, a traves del sistema de bus conforme a la invencion, segun un perfeccionamiento de las formas de realizacion anteriormente descritas, la unidad de procesamiento del acoplador de bus esta conformada para controlar la unidad de conmutacion de envio/recepcion del acoplador de bus de tal modo que la linea de envio de la unidad de procesamiento sea unida a la linea de envio de una primera y/o segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus.
Conforme a otro aspecto de la invencion, la unidad de procesamiento del nodo de bus esta conformada para controlar la unidad de conmutacion de envio/recepcion del acoplador de bus de tal modo que se impida la union automatica de la linea de recepcion de una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de bus a la linea de envio de otra de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de bus.
Conforme a la invencion, la unidad de control del sistema de bus envia datos, a traves de solo una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos, al correspondiente nodo de bus, en particular datos o comandos dirigidos al nodo de bus. Cada nodo de bus, por el contrario, envia datos a la unidad de control por principio a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos, en que esto se produce en direcciones opuestas de la topologia de anillo. Aqui, el nodo de datos envia los datos a la unidad de control en reaccion a datos o comandos correspondientemente dirigidos y recibidos previamente desde la unidad de control.
Conforme a un aspecto de la presente invencion esta previsto que la unidad de control del sistema de bus, para la inicializacion automatica, identifique primeramente los nodos respectivos conectados al sistema de bus y a continuacion asigne a los nodos identificados una direccion especifica, en particular una ID (identificacion) de bus.
Una ventaja esencial conseguible con la solucion conforme a la invencion hay que verla en particular en que por parte del sistema puede ser reconocida automaticamente una perturbacion, en particular una interrupcion, en una union de dos puntos (segmento de bus) de la topologia de anillo. Esto se produce por ejemplo cuando un nodo de bus envia a traves del sistema de bus datos a la unidad de control y estos datos son recibidos solo por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos de la unidad de control.
Alternativa o adicionalmente a ello, el sistema puede deducir que existe una perturbacion de un nodo de bus cuando la unidad de control envia datos con solicitud de retroalimentacion/respuesta a un nodo de bus solo a traves de una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos, y la unidad de control, a pesar de la solicitud de retroalimentacion/respuesta, no recibe ningun dato desde el nodo de bus en cuestion a traves de al menos una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos.
Hay que llevar a cabo una inicializacion del sistema de bus por ejemplo en caso de una puesta en operacion por primera vez del sistema o en caso de una sustitucion de o una adicion a los dispositivos perifericos conectados al sistema de bus. Esta inicializacion se produce preferentemente de forma automatica, y a saber mediante el recurso de que la unidad de control manda datos de configuracion al primer nodo de bus a traves de una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos. En cuanto a los datos de configuracion, puede tratarse por ejemplo de un correspondiente paquete de datos. Mediante la recepcion de los datos de configuracion se asigna al primer nodo de bus una direccion univoca (ID de bus).
Tras la asignacion de una direccion univoca al primer nodo de bus, la unidad de control envia un segundo conjunto de datos de configuracion, y a saber igualmente a traves de la misma de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos. Este segundo conjunto de configuracion de datos no es tenido en cuenta por el primer nodo de bus, ya que el conjunto de datos de configuracion no esta dirigido a el. En vez de ello, el primer nodo de bus retransmite (conservando la direccion de envio) el conjunto de datos de configuracion directamente al siguiente nodo de bus. En otras palabras, cuando el nodo de bus recibe por uno de sus dos puertos un conjunto de datos de configuracion no dirigido a el, lo retransmite por su otro puerto al siguiente nodo de bus. De este modo se asigna secuencialmente a cada nodo de bus una ID de bus.
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La unidad de control reconoce el final del proceso de inicializacion mediante el recurso de que datos enviados por la unidad de control son recibidos nuevamente por la otra interfaz de comunicacion de datos (puerto) de la unidad de control. Este es el caso cuando a cada nodo de bus se le ha asignado una ID de bus univoca.
Conforme a un aspecto de la invencion, la unidad de control puede dirigirse directamente a nodos de bus individuales. Para ello, emplea la ID de bus del respectivo nodo de bus. Aqui esta previsto que un nodo de bus envie, en reaccion a un comando o respectivamente a una solicitud de retroalimentacion/respuesta de la unidad de control, una respuesta correspondiente por sus dos puertos (interfaz de comunicacion de datos). Esto significa que la unidad de control recibe la respuesta del nodo de bus por sus dos puertos.
Una solicitud de retroalimentacion/respuesta dirigida a un nodo de bus determinado es respondida por el nodo de bus correspondiente siempre por sus dos puertos. Tras la inicializacion, todos los datos son retransmitidos por el nodo de bus, inmediatamente y conservando la direccion de envio, al siguiente nodo de bus. Esto se produce sin retardo, en particular sin una comprobacion previa de la direccion.
En particular, la comunicacion entre la unidad de control y el nodo de bus puede ser una comunicacion basada en el principio maestro-esclavo. En este caso, la unidad de control sirve como unidad maestra y los distintos nodos de bus como unidades esclavas. Los nodos de bus solo enviaran datos cuando reciban desde la unidad de control un comando correspondiente dirigido al nodo de bus. En reaccion a ello, el correspondiente nodo de bus envia una respuesta a la unidad de control.
Es imaginable alternativamente que el nodo de bus y la unidad de control se comuniquen entre si conforme a una comunicacion entre pares. En este caso, los nodos de bus pueden enviar datos a la unidad de control sin que tenga que existir para ello una solicitud correspondiente, dirigida al nodo de bus, de la unidad de control. Una comunicacion entre pares es ventajosa por ejemplo cuando uno o varios nodos de bus estan realizados como alarmas contra incendios activables manualmente. En caso de activacion manual de un nodo de bus asi, este puede enviar, como reaccion autonoma en el marco de una comunicacion entre pares, datos correspondientes a la unidad de control.
Para crear un sistema redundante y minimizar adicionalmente las posibles fuentes de fallos, esta prevista conforme a otro aspecto de la invencion una unidad de control adicional, que esta conectada en paralelo a la unidad de control. En caso de fallo de la unidad de control (principal), la unidad de control adicional asume la tarea realizada hasta entonces por la unidad de control que ha fallado.
A continuacion son descritos mas detalladamente ejemplos de realizacion de la invencion con referencia a los dibujos.
Muestran:
la figura 1
la figura 2
la figura 3
la figura 4
la figura 5
la figura 6
la figura 7
la figura 8
una representacion esquematica para la explicacion de un proceso de inicializacion en un ejemplo de realizacion del sistema de bus conforme a la invencion;
una representacion esquematica para la explicacion del modo de funcionamiento de un sistema de bus intacto conforme a la invencion tras su inicializacion;
una representacion esquematica para la explicacion de la deteccion de un fallo de linea por parte de la unidad de control en un sistema de bus conforme a la presente invencion;
una representacion esquematica para la explicacion del modo de proceder tras la deteccion de una perturbacion o respectivamente de un fallo de linea en el sistema de bus conforme a la figura 3;
un diagrama de bloques esquematico de un nodo de bus a modo de ejemplo, que esta acoplado a la linea de bus del sistema de bus;
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el nodo de bus recibe datos a traves de la primera interfaz de comunicacion de datos del acoplador de datos;
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el nodo de bus recibe datos a traves de la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de datos;
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el nodo de bus envia datos a traves de la primera interfaz de comunicacion de datos del acoplador de datos;
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un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el nodo de bus envia datos a traves de la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de datos;
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el nodo de bus envia datos a traves de las dos interfaces de comunicacion de datos del acoplador de datos;
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el anillo esta cerrado en la unidad de conmutacion de envio/recepcion del acoplador de bus, y datos recibidos por la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus son retransmitidos a la primera interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus; y
un diagrama de bloques esquematico del nodo de bus a modo de ejemplo conforme a la figura 5 en un estado, en el que el anillo esta cerrado en la unidad de conmutacion de envio/recepcion del
acoplador de bus, y datos recibidos por la primera interfaz de comunicacion de datos del
acoplador de bus son retransmitidos a la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus.
Las formas de realizacion a modo de ejemplo, representadas esquematicamente en los dibujos, del sistema de bus 1 conforme a la invencion son apropiadas en particular para la vigilancia y/o el control de componentes de una instalacion de alarma contra incendios, de extincion de incendios y/o de reduccion de oxigeno. Estos componentes estan integrados respectivamente como nodos de bus 3.1, 3.2, 3.3 en el sistema de bus 1 y pueden comunicarse con una unidad de control 2, realizada como controlador de bucle (“loop controller”) y perteneciente al sistema de bus 1.
Cada nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 tiene un acoplador de bus 11, a traves del cual el respectivo nodo de bus 3.1, 3.2,
3.3 esta acoplado a la linea de bus del sistema de bus 1. Cada acoplador de bus 11 tiene al menos dos (en los
ejemplos de realizacion representados exactamente dos) interfaces de comunicacion de datos 3.11,3.12; 3.21,3.22;
3.31, 3.32, que estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos. Tambien la unidad de control 2, realizada como controlador de bucle (“loop controller”) esta dotada de dos interfaces de comunicacion de datos 2.1,
2.2, que estan disenadas igualmente para enviar y recibir datos.
Aqui hay que hacer referencia al hecho de que en las representaciones conforme a las figuras 1 a 4 solo se muestran las interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 de los acopladores de bus 11. Un diagrama de bloques esquematico de un nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 a modo de ejemplo con un acoplador de bus 11, a traves del cual el nodo de bus 3.1,3.2, 3.3 esta acoplado a la linea de bus del sistema de bus 1, se muestra en la figura 5. El modo de funcionamiento del acoplador de bus 11 se pone de manifiesto con ayuda de las representaciones de las figuras 6 a 12.
Los distintos componentes del sistema de bus 1, es decir la unidad de control 2 y los respectivos nodos de bus 3.1,
3.2, 3.3 estan unidos entre si a traves de distintos segmentos de bus, en que cada segmento de bus forma una union de dos puntos 8 entre dos componentes contiguos (unidad de control y nodos de bus) del sistema de bus 1. De este modo, se forma una topologia de anillo, de modo que en cuanto al sistema de bus 1 se trata de un sistema de bus en anillo.
Los segmentos de bus que forman las uniones de dos puntos 8 pueden estar conformados al menos por partes como canales de transmision de datos por cable y/u opticos, en particular como uniones de fibra de vidrio con guias de ondas opticas.
En el sistema de bus 1 conforme a la invencion esta previsto que cada nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 del sistema de bus 1 envie los datos, recibidos desde la unidad de control 2 por una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32, sin retardo a traves de su otra interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32. Asi, los datos a transmitir desde la unidad de control son retransmitidos de nodo de bus a nodo de bus. Como se describe a continuacion aun mas detalladamente, esta retransmision se produce sin una comprobacion previa de la direccion, para evitar cualquier retardo.
En el sistema de bus 1 conforme a la invencion esta previsto que cada nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 del sistema de bus, cuando debe/desea enviar datos a la unidad de control 2, envia la informacion (datos) de identico contenido tanto a traves de su primera como a traves de su segunda interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31,
3.32, de modo que los datos son transmitidos a traves de dos canales de transmision de datos diferentes, de sentido opuesto desde el punto de vista de la topologia de anillo, a la unidad de control 2.
Cuando la transmision de datos realizada en el sistema de bus 1 se basa en el principio maestro-esclavo, el nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 en cuestion envia los datos en reaccion a una solicitud recibida previamente desde la unidad de
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control 2. Es imaginable sin embargo tambien una transmision de datos basada en el principio entre pares - en un caso asf, la transmision de datos puede producirse desde el nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 a la unidad de control 2 tambien sin una solicitud correspondiente por parte de la unidad de control 2.
Conforme a la invencion, la unidad de control 2 envfa, cuando el bus opera “normalmente”, es decir antes del reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos 8 de la topologfa de anillo, por principio todos los datos al nodo o respectivamente a los nodos 3.1, 3.2, 3.3 solo a traves de una de sus dos interfaces de comunicacion de datos 2.1,2.2.
Cuando por el contrario se ha reconocido una perturbacion en una union de dos puntos 8 de la topologfa de anillo, la unidad de control 2 modifica su modo de transmision y envfa entonces la informacion (datos) de identico contenido a traves de sus dos interfaces de comunicacion de datos 2.1,2.2 al nodo 3.1,3.2, 3.3 en cuestion o respectivamente a los nodos 3.1, 3.2, 3.3 en cuestion. Entonces los datos de identico contenido son enviados a traves de dos canales de transmision de datos separados con direcciones de envfo opuestas desde el punto de vista de la topologfa de anillo. El modo en el que el sistema puede reconocer automaticamente una perturbacion en una union de dos puntos 8 de la topologfa de anillo, es descrito a continuacion mas detalladamente con referencia a la representacion esquematica de la figura 3.
En la figura 1 esta representada de modo esquematico una primera forma de realizacion a modo de ejemplo del sistema de bus 1 conforme a la invencion. En el sistema de bus 1 conforme a la figura 1 estan representados esquematicamente tres nodos de bus 3.1, 3.2, 3.3. Hay que hacer notar sin embargo que el numero de nodos de bus puede ser arbitrario, en particular pueden estar integrados claramente mas que solo tres nodos de bus en el sistema de bus 1. El sistema de bus 1 tambien serfa apropiado - al menos en cuanto al principio - con solo un unico nodo de bus.
En funcion de la respectiva aplicacion, sin embargo tambien una transmision de datos por cable puede ser ventajosa. En un caso asf, como segmentos de bus habrfa que prever uniones de dos puntos 8 por cable. En particular puede tratarse aquf de cables de dos o cuatro conductores, cuyos cables estan apantallados preferentemente de forma correspondiente frente a perturbaciones electromagneticas. Este caso se presta por ejemplo a emplear para los segmentos de bus respectivamente un cable de par trenzado o tipos de cable similares, en los cuales los conductores estan trenzados por pares entre sf. Aquf se aprovecha la observacion de que pares de conductores con un trenzado de diferente intensidad (paso de cableado) y diferente sentido de giro pueden estar enrollados en un cable, en que pares de conductores trenzados ofrecen mejor proteccion, frente a campos magneticos alternos exteriores y frente a influencias electrostaticas, que conductores que solo estan guiados paralelamente.
Antes de que el sistema de bus 1 pueda ser puesto en operacion, este debe ser primeramente inicializado. Esto es necesario en la puesta en operacion por primera vez del sistema, pero tambien en caso de una nueva puesta en operacion, a saber cuando ha cambiado la configuracion de los nodos de bus integrados en el sistema de bus 1, tal como por ejemplo despues de que hayan sido anadidos nodos de bus adicionales al sistema de bus.
Antes de que el sistema de bus 1 sea inicializado, por ejemplo en un nuevo inicio del sistema o en una puesta en operacion por primera vez, todos los nodos de bus 3.1, 3.2, 3.3 se encuentran en un estado neutral, que es denominado aquf tambien “estado de reposo”. Como se indica en la figura 1 con flechas discontinuas, la unidad de control 2 envfa, para la inicializacion del sistema, solo a traves de su (primera) interfaz de transmision de datos 2.1 datos de configuracion 4.1 correspondientes al “primer” nodo de bus 3.1 inmediatamente contiguo, en la topologfa de anillo, a la unidad de control 2, para asignar a este nodo una direccion correspondiente (ID de bus).
A continuacion, la unidad de control 2 envfa igualmente a traves de su (primera) interfaz de transmision 2.1 datos de configuracion 4.2 adicionales. Como al primer nodo de bus 3.1 ya se le ha asignado una direccion umvoca y los datos de configuracion 4.2 adicionales no estan dirigidos a la direccion asignada al primer nodo de bus 3.1, el primer nodo de bus 3.1 ignora estos datos de configuracion 4.2 adicionales. “Ignorar” significa en este contexto que el primer nodo de bus 3.1 reconoce que los datos de configuracion 4.2 adicionales no estan dirigidos a el. Por ello, estos datos de configuracion 4.2 adicionales son retransmitidos directamente al siguiente nodo de bus 3.2, y a saber conservando la direccion de envfo en la topologfa de anillo (en la figura 1 en el sentido de las agujas del reloj). Como este nodo de bus 3.2 se encuentra hasta entonces aun en su estado de reposo, al segundo nodo de bus 3.2 se le asigna igualmente una direccion univoca con los datos de configuracion 4.2 retransmitidos.
Este proceso de inicializacion es continuado hasta el momento en que a cada nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 se le haya asignado una direccion umvoca.
El hecho de que el proceso de inicializacion se ha terminado es reconocido en el momento en que un conjunto de datos de configuracion, enviado por la unidad de control 2 a traves de su primera interfaz de comunicacion de datos 2.1, es recibido nuevamente por la unidad de control 2, y a saber a traves de su segunda interfaz de comunicacion de datos 2.2.
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En la figura 2, el sistema de bus 1 conforme a la figura 1 esta mostrado en una representacion esquematica tras su inicializacion. Conforme a ello, la unidad de control 2 puede dirigirse entonces directamente a nodos de bus individuales, tales como por ejemplo al “primer” nodo de bus 3.1, en particular a traves de un comando 5 dirigido al nodo de bus. Igualmente, la unidad de control 2 puede recibir respuestas correspondientes de nodos de bus individuales.
Un proceso de transmision de datos a modo de ejemplo esta representado en la figura 2 con ayuda de las flechas discontinuas ahi empleadas. En detalle, en el estado representado esquematicamente en la figura 2, la unidad de control 2 envia un comando 5 al primer nodo de bus 3.1. Este comando 5 es recibido en un puerto 3.11 del nodo de bus 3.1 correspondiente. A raiz de ello, el nodo de bus 3.1 envia una respuesta correspondiente de vuelta a la unidad de control 2.
En detalle, esto se produce mediante el recurso de informaciones (datos) de identico contenido son enviados de vuelta a la unidad de control 2 respectivamente a traves de las dos interfaces de transmision de datos 3.11, 3.12 del nodo de bus 3.1, y a saber en direcciones de transmision opuestas - desde el punto de vista de la topologia de anillo -. Esto esta indicado esquematicamente en la figura 2 con las flechas discontinuas 6.1,6.2.
Las respuestas (datos) enviadas a traves de las vias de transmision 6.1 y 6.2 llegan con ello a los dos puertos 2.1 y 2.2 de la unidad de control 2, ya que recorren el sistema de bus en direcciones opuestas. Con ello, la unidad de control 2 puede reconocer que el sistema de bus 2 funciona correctamente, ya que por parte de la unidad de control 2 se determina que los datos 6.1,6.2 del nodo de bus 3.1 han llegado a sus dos puertos 2.1 y 2.2.
En la figura 3 se muestra a modo de ejemplo una situacion en la cual ha aparecido un fallo de linea F en un segmento de bus 8 del sistema de bus 1. A continuacion se ensena, con referencia a la representacion esquematica de la figura 3, el modo en el que el sistema de bus 1 conforme a la invencion reconoce una perturbacion en la transmision de datos en un segmento de bus 8 del sistema de bus 1.
Como se indica en la figura 3, un primer conjunto de datos 5 de la unidad de control 2 llega sin perturbaciones al primer nodo de bus 3.1, ya que en la situacion, representada a modo de ejemplo en la figura 3, el fallo de linea F - desde el punto de vista de la direccion de transmision, escogida por la unidad de control, en la topologia de anillo - esta situado corriente abajo del primer nodo de bus 3.1. El nodo de bus 3.1 envia correspondientemente a ello respuestas 6.1 y 6.2 de vuelta a la unidad de control 2. Debido al fallo de linea F, el mensaje 6.2 no puede llegar a la unidad de control 2. Solo la respuesta 6.1 llega a la unidad de control 2 por el puerto 2.1. Como la unidad de control 2 no recibe las respuestas del nodo de bus 3.1 por los dos puertos 2.1, 2.1, se deduce en este caso que existe un fallo de linea.
En la figura 4 esta representado esquematicamente el modo de procedimiento tras la deteccion de una perturbacion o respectivamente de un fallo de linea F en el sistema de bus 1 conforme a la figura 3. Inmediatamente tras la deteccion de un fallo de linea F, por parte de la unidad de control 2 son enviados todos los datos a los nodos de bus 3.1, 3.2, 3.3 a traves de los dos puertos 2.1, 2.2 de la unidad de control 2. A modo de ejemplo esta representado en la figura 4 como diferentes nodos de bus 3.1, 3.2 reciben desde la unidad de control 2 comandos enviados por la unidad de control 2, cuyos nodos se encuentran a diferentes lados del fallo de linea F.
En el caso en el que un nodo de bus, por ejemplo el primer nodo de bus 3.1, se encuentra por el lado corriente arriba, segun el sentido de las agujas del reloj de la topologia de anillo, del fallo de linea F, el comando designado con el numero de referencia “5.2” llega al nodo de bus 3.1, mientras que el comando designado por el numero de referencia “5.3” no llega por el contrario al primer nodo de bus 3.1, ya que es bloqueado por el fallo de linea F. El primer nodo de bus 3.1 envia de todos modos sus respuestas 7.1 y 7.2 a traves de sus dos puertos 3.11 y 3.12. En este caso, con ello solo una respuesta (la respuesta 7.1) llega a la unidad de control 2, y a saber por su puerto 2.1. La transmision de la otra respuesta 7.2 esta bloqueada por el fallo de linea F.
En el caso del segundo nodo de bus 3.2, que se encuentra por el lado corriente abajo, segun el sentido de las agujas del reloj de la topologia de anillo, del fallo de linea F, un conjunto de datos/comando, designado en la figura 4 por el numero de referencia “5.5”, de la unidad de control 2 llega a traves del segundo puerto 2.2 de la unidad de control 2 al segundo nodo de bus 3.2. El conjunto de datos/comando, designado por el numero de referencia “5.5”, de la unidad de control 2, que ha sido enviado por la unidad de control 2 a traves de su primer puerto 2.1, no llega al segundo nodo de bus debido al fallo de linea F. El segundo nodo de bus 3.2 envia entonces a traves de sus dos puertos 3.21 y 3.22 nuevamente comandos 7.3 y 7.4 a la unidad de control 2. En este caso, el conjunto de datos/comando designado por el numero de referencia “5.5” llega a traves del segundo puerto 2.2 a la unidad de control, y el conjunto de datos/comando designado por el numero de referencia “5.5” no llega a la unidad de control 2 debido al fallo de linea F.
Este esquema puede ser facilmente generalizado para un numero arbitrario de nodos de bus, y puede deducirse inmediatamente que con un sistema de bus 1 o respectivamente con el procedimiento de operacion del sistema de bus 1 pueden ser alcanzados todos los nodos de bus desde la unidad de control 2, incluso cuando hay un fallo de linea F. Ademas de ello no es necesario que algunos nodos de bus o todos ellos tengan que ser iniciados de nuevo
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o respectivamente inicializados de nuevo. El retardo que se produce tras la aparicion del fallo de linea F, se limita con ello al intervalo de tiempo de deteccion del fallo de linea F. Inmediatamente tras la deteccion del fallo de linea F son enviados comandos desde la unidad de control 2 por ambos puertos 2.1 y 2.2 de la unidad de control 2, y con ello pueden llegar a todos los nodos de bus.
A traves del hecho de que los nodos de bus envian a su vez respuestas a los comandos de la unidad de control 2 por ambos puertos, puede garantizarse con ello que en cada instante en caso de un fallo de linea F todos los comandos de la unidad de control 2 pueden ser recibidos por todos los nodos de bus y todas las respuestas de los nodos de bus pueden ser recibidas por la unidad de control 2.
A continuacion, con referencia a las representaciones de las figuras 5 a 12, es descrita la estructura y el modo de funcionamiento de un acoplador de bus 11, el cual encuentra aplicacion, en una forma de realizacion a modo de ejemplo del sistema de bus 1 conforme a la invencion, para acoplar un nodo de bus 3.1,3.2, 3.3 a la linea de bus del sistema de bus 1.
Conforme al diagrama de bloques esquematico, mostrado en la figura 5, la forma de realizacion a modo de ejemplo del acoplador de bus 11 tiene una unidad de conmutacion de envio/recepcion 9. Ademas, forman parte del acoplador de bus 11 las al menos dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 del correspondiente nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3. Como ya se ha citado, en los ejemplos de realizacion representados en los dibujos cada nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 tiene exactamente dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32, de modo que en lo que sigue se habla de la primera y la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus 11.
Como se indica en la figura 5 con las correspondientes flechas T1, T2, R1 y R2, la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 del acoplador de bus esta en comunicacion bidireccional con las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 pertenecientes al acoplador de bus 11. En detalle esta previsto que a traves de la linea de envio T1 puedan ser enviados datos desde la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 a la primera interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.21, 3.31, mientras que a traves de la linea de envio T2 puedan ser enviados datos desde la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 a la segunda interfaz de comunicacion de datos 3.12, 3.22, 3.32. Las lineas de recepcion R1 y R2 sirven para que lleguen datos, que son recibidos a traves de la primera o respectivamente la segunda interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 del acoplador de bus, a la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9.
Aqui hay que tener en cuenta que en cuanto a la representacion de la figura 5 solo se trata de una representacion esquematica. En particular las flechas T1, T2, R1 y R2 ahi mostradas deben mostrar principalmente solo el flujo de datos y la direccion de flujo de datos. Es con ello imaginable en particular que la linea de envio T1 y la linea de recepcion R1 o respectivamente la linea de envio T2 y la linea de recepcion r2 sean fisicamente identicas.
El acoplador de bus 11 tiene ademas una interfaz T, R, S, a traves de la que la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 esta unida a un microcontrolador 10 del nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3. El microcontrolador 10, que es denominado en ocasiones tambien “controlador de aplicacion”, representa la funcionalidad del dispositivo periferico realizado como nodo de bus 3.1, 3,2, 3.3. El controlador de aplicacion tiene entre otras cosas la tarea de leer datos de sensor y/o de controlar actuadores. En las formas de realizacion a modo de ejemplo, representadas en los dibujos, el microcontrolador 10 no forma parte del acoplador 11.
Conforme a una forma de realizacion preferida del acoplamiento de bus indicado esquematicamente en la figura 5, la interfaz de comunicacion de datos tiene entre la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 y el microcontrolador 10 por un lado una union de datos en serie bidireccional, a traves de la que la corriente de datos del bus en anillo es transferida por la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 al microcontrolador 10, y varias lineas de control S, a traves de las que es controlado el comportamiento de la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 en el acoplador 11. En la figura 5 esta indicada la comunicacion de datos entre la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 y el microcontrolador 10 esquematicamente con las flechas “R” y “T”. Aqui, la flecha “R” debe simbolizar una corriente de datos recibida (linea de recepcion) - desde el punto de vista del dispositivo periferico -, y la flecha “T” debe simbolizar una corriente de datos saliente hacia el sistema de bus 1 (linea de envio) - desde el punto de vista del dispositivo periferico -.
Segun sea la orientacion del control por parte del controlador de aplicacion (microcontrolador 10), el acoplador de bus o bien transfiere los datos en el bus de anillo, mediante el recurso de que los datos son intercambiados directamente entre las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 del acoplador de bus, o bien bloquea la transferencia. Si los datos son transferidos por el acoplador de bus, se dice que el anillo esta cerrado. En otro caso, el anillo esta abierto. En cualquier caso, datos presentes en una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 del acoplador de bus son sin embargo traspasados a la interfaz de comunicacion de datos entre la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 y el microcontrolador 10.
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Adicionalmente pueden ser enviados datos desde la interfaz de comunicacion de datos entre la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 y el microcontrolador 10 a la primera y/o la segunda interfaz de comunicacion de datos 3.11,3.12; 3.21, 3.22; 3.31,3.32 del acoplador de bus.
Como se describe mas detalladamente a continuacion con referencia a las representaciones de las figuras 6 a 12, la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 del acoplador de bus 11 representado esquematicamente en la figura 5 esta disenada para reconocer el comienzo de la recepcion de datos por al menos una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11,3.12; 3.21, 3.22; 3.31,3.32 del acoplador de bus, y para unir, al reconocer el comienzo de una recepcion de datos por una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11,3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32, automaticamente la linea de recepcion R1, R2 de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32 a una linea de envio T1, T2 de la otra interfaz de comunicacion de datos 3.11,3.12; 3.21,3.22; 3.31, 3.32 (vease la figura 11 y la figura 12). De este modo pueden ser transferidos datos sin retardo a traves del acoplador de bus 11.
Ademas, la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 del acoplador de bus 11 representado esquematicamente en la figura 5 esta disenada para unir, al reconocer el comienzo de una recepcion de datos por una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 del acoplador de bus, automaticamente la linea de recepcion R1, R2 de esta interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 a la linea de recepcion R del microcontrolador 10 (vease la figura 6, la figura 7, la figura 11 y la figura 12).
Ademas de ello, en el ejemplo de realizacion representado esquematicamente en la figura 5, el microcontrolador 10 del al menos un nodo de bus 3.1, 3.2, 3.3 esta conformado para controlar la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 del acoplador de bus de tal modo que la linea de envio T del microcontrolador 10 es unida a la linea de envio T1 de la primera y/o la segunda interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.21, 3.31; 3.12; 3.22, 3.32 del acoplador de bus (vease la figura 8, la figura 9 y la figura 10).
Finalmente, la unidad de conmutacion de envio/recepcion 9 del acoplador de bus representado esquematicamente en la figura 5 esta disenada para reconocer automaticamente el final de una recepcion de datos por al menos una de las dos interfaces de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31,3.32 del acoplador de bus, y para cortar, al reconocer el final de la recepcion de datos, la union de la linea de recepcion R1, R2 de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32 a la linea de envio T1, T2 de la correspondientemente otra interfaz de comunicacion de datos 3.11, 3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32.
En una forma de realizacion a modo de ejemplo del sistema de bus 1 conforme a la invencion, este se basa en el estandar RS-485 y los datos a transmitir a traves del sistema de bus son transmitidos diferencialmente. Tras la recepcion de los datos por parte de, por ejemplo, un nodo de bus (transceptor RS485), los datos estan presentes como corriente de datos en serie referida a tierra (GND, del ingles “ground”).
En esta realizacion a modo de ejemplo, los datos constan basicamente de un bit de inicio, ocho bits de datos, un bit de paridad y un bit de parada; en conjunto por lo tanto 11 bits. La duracion de un bit depende de la tasa de baudios. Cuanto mayor sea la tasa de baudios, tanto menor sera la duracion de un bit y cuanto menor sea la tasa de baudios, tanto mayor sera la duracion de bit. Para una tasa de baudios de por ejemplo 115200 baudios resulta una duracion de bit de 8,68 ps. Para la transmision de 11 bits son necesarios segun ello aproximadamente 100 ps (95,48 ps).
Los niveles logicos descritos a continuacion se refieren todos a la corriente de datos en serie referida a GND, a la salida del transceptor RS485. Preferentemente, el bit de inicio comienza siempre con un flanco descendente, y es por lo tanto siempre un nivel bajo, y el bit de parada es siempre un nivel alto. Todo lo que esta entremedias no es predecible.
A un mensaje pertenecen habitualmente varios bytes. Un mensaje consta por lo tanto siempre de multiplos de 11 bits. Preferentemente, los bytes de un mensaje son enviados de forma muy proxima uno tras otro como trama de datos. La distancia temporal de los bytes entre si (dentro de un mensaje) no deberia superar aqui un tiempo de 1,5 duraciones de byte. En el caso de 115200 baudios, dos bytes de un mensaje no deben ser enviados por lo tanto uno despues de otro con una separacion mayor de 150 ps.
Entre dos mensajes diferentes debe pasar preferentemente un tiempo de al menos 3,5 duraciones de byte. En el caso de 115200 baudios, debe pasar por lo tanto al menos un tiempo de aproximadamente 350 ps, hasta que pueda ser enviado un nuevo mensaje por el bus.
Para un mensaje puede decirse en general por lo tanto, conforme al ejemplo de realizacion anteriormente expuesto, que un mensaje empieza siempre con el flanco descendente de un primer bit de inicio, y que un mensaje termina siempre cuando durante un tiempo de al menos 150 ps no se envia ningun otro byte (en el caso de 115200 baudios). De este modo es posible el reconocimiento automatico del comienzo y del final de un mensaje.
La conmutacion del acoplador de bus en anillo reacciona con ello a flancos descendentes en la primera y la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus. Si en una interfaz de comunicacion de datos del acoplador
de bus se encuentra un flanco descendente, esta interfaz de comunicacion de datos es liberada por conmutacion como puerto de recepcion para la transmision de datos, y en la otra interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus es bloqueado el reconocimiento de flancos descendentes.
Cuando el sistema de bus todavfa no esta inicializado, el anillo esta abierto, de modo que los datos del puerto de 5 recepcion del acoplador de bus 11 solo son transmitidos a la interfaz de comunicacion de datos entre la unidad de conmutacion de envfo/recepcion 9 y el microcontrolador 10. Cuando se ha terminado la inicializacion del sistema de bus, el anillo esta cerrado, de modo que los datos del puerto de recepcion del acoplador de bus 11 son transmitidos tanto a la interfaz de comunicacion de datos entre la unidad de conmutacion de envfo/recepcion 9 y el microcontrolador 10 como a la otra interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus 11, que es distinta a a la 10 interfaz de comunicacion de datos que sirve como puerto de recepcion.
Preferentemente, se mantiene el puerto de recepcion una vez establecido, y a saber independientemente de cuantos bytes, con que separacion temporal, etc. sean recibidos. Aquf se prefiere que el acoplador de bus asuma la funcion del reconocimiento de un final del mensaje o de un cambio de direccion de la transferencia de datos. Para ello, el acoplador de bus 11 tiene un sistema logico de control correspondiente, preferentemente como circuito integrado 15 para aplicaciones especfficas o como modulo programable (PLA (del ingles “programmable logic array”, matriz de logica programable), FPGA (del ingles “field programmable gate array”, matriz de puertas programables por el usuario), CPLD (del ingles “Complex Programmable Logic Device”, dispositivo de logica programable compleja), etc.), dado el caso en combinacion con un microcontrolador. Cuando por parte del acoplador de bus 11 se reconoce que desde al menos 150 gs no se ha recibido ningun byte mas, este corta la union anteriormente establecida. El 20 siguiente flanco descendente en la primera o la segunda interfaz de comunicacion de datos del acoplador de bus puede establecer entonces una nueva union.
La invencion no esta limitada a las formas de realizacion a modo de ejemplo representadas en los dibujos, sino que resulta de una vision conjunta de todas las caracterfsticas dadas a conocer aquf.
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Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de bus (1) para la vigilancia y/o el control de componentes de una instalacion de alarma contra incendios y/o de extincion de incendios, en que el sistema de bus (1) incluye lo siguiente:
    - una unidad de control (2) con al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2), que estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos; y
    - al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) en forma de un componente de una instalacion de alarma contra incendios, de extincion de incendios y/o de reduccion de oxigeno, en que el nodo de bus (3.1,3.2, 3.3) tiene un acoplador de bus (11) con al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31,3.32), que estan disenadas respectivamente para enviar y recibir datos,
    en que la unidad de control (2) y el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) estan unidos entre si respectivamente a traves de sus interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2; 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) y correspondientes uniones de dos puntos (8) formando una topologia de anillo, y
    en que el acoplador de bus (11) del al menos un nodo de bus (3.1, 3,2, 3.3) esta conformado para enviar y con ello retransmitir datos, que son recibidos por una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), directamente a traves de otra de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), en que la unidad de control (2) esta conformada para enviar, antes de la deteccion de una perturbacion, a traves de solo una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) datos al por lo menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3.3),
    en que el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) esta conformado de modo que, en reaccion a datos dirigidos al nodo de bus y recibidos anteriormente desde la unidad de control (2), envia - a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) en direcciones opuestas de la topologia de anillo - datos a la unidad de control (2), y
    en que la unidad de control (2) esta conformada para enviar, tras el reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1,2.2) y en direcciones de envio opuestas todos los datos al por lo menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3.3).
  2. 2. Sistema de bus (1) segun la reivindicacion 1,
    en que el acoplador de bus (11) del al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) tiene una unidad de conmutacion de envio/recepcion (9), que esta disenada para reconocer el comienzo de una recepcion de datos por al menos una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) del acoplador de bus (11), y en caso de reconocimiento del comienzo de una recepcion de datos por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) del acoplador de bus (11), unir una linea de recepcion (R1, R2) de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) a una linea de envio (T1, T2) de la otra interfaz de comunicacion de datos (3.11,3.12; 3.21,3.22; 3.31, 3.32).
  3. 3. Sistema de bus (1) segun la reivindicacion 2,
    en que la unidad de conmutacion de envio/recepcion (9) del acoplador de bus (11) esta disenada para reconocer el final de una recepcion de datos por al menos una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1,2.2; 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32), y en caso de reconocimiento del final de la recepcion de datos, cortar la union de la linea de recepcion (R1, R2) de la correspondiente interfaz de comunicacion de datos (2.1, 2.2; 3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) a la linea de envio (T1, T2) de la correspondientemente otra interfaz de comunicacion de datos (2.1,2.2; 3.11,3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32).
  4. 4. Sistema de bus (1) segun la reivindicacion 2 o 3,
    en que la unidad de conmutacion de envio/recepcion (9) del acoplador de bus (11) tiene un modulo logico y/o un microcontrolador; y/o en que el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) tiene una unidad de procesamiento (10) fuera del acoplador de bus (11), que esta formada por un modulo logico y/o un microcontrolador, y en que la unidad de conmutacion de envio/recepcion (9) del acoplador de bus (11) esta conformada ademas para, en caso de reconocimiento del comienzo de una recepcion de datos por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) del acoplador de bus (11), unir automaticamente la linea de recepcion (R1, R2) de esta interfaz de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31,3.32) a una linea de recepcion (R) de la unidad de procesamiento (10).
  5. 5. Sistema de bus (1) segun la reivindicacion 4,
    en que la unidad de procesamiento (10) del al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) esta conformada para controlar la unidad de conmutacion de envio/recepcion (9) del acoplador de bus (11) de tal modo que la linea de envio (T) de
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    la unidad de procesamiento (10) es unida a la linea de envfo (T1, T2) de una primera y/o segunda interfaz de comunicacion de datos (3.11,3.21,3.31; 3.12, 3.22, 3.32) del acoplador de bus (11);
    y/o
    en que la unidad de procesamiento (10) del al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3) esta conformada para controlar la unidad de conmutacion de envio/recepcion (9) del acoplador de bus (11) de tal modo que se impide la union automatica de la linea de recepcion (R1, R2) de una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) del acoplador de bus (11) a la linea de envfo (T1, T2) de otra de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11,3.12; 3.21,3.22; 3.31,3.32) del acoplador de bus (11).
  6. 6. Sistema de bus (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 5,
    en que el al menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3.3) esta realizado como alarma contra incendios, como sensor de gas, en particular como sensor de concentracion de oxigeno o de nitrogeno, como disposicion para detectar una magnitud caracteristica de un incendio y/o como actuador controlable;
    y/o
    en que las uniones de dos puntos (8) estan conformadas al menos por partes como canales de transmision de datos por cable y/u opticos;
    y/o
    en que para la mejora de la seguridad frente a fallos del sistema de bus (1), adicionalmente a la unidad de control (2) esta prevista al menos una unidad de control adicional, que esta conformada de forma redundante respecto a la unidad de control (2) y en caso de fallo de la unidad de control (2) asume las tareas de esta; y/o en que la unidad de control (2) incluye un reconocimiento de perturbaciones para reconocer y/o localizar de forma preferentemente automatica una perturbacion, en particular una interrupcion, en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo.
  7. 7. Procedimiento de operacion de un sistema de bus (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 6, para la vigilancia y/o el control de componentes controlables de una instalacion de alarma contra incendios, de extincion de incendios y/o de reduccion de oxigeno, en que el procedimiento incluye los siguientes pasos de procedimiento:
    - la unidad de control (2) envia, a traves de solo una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2), datos, datos o comandos dirigidos a un nodo de bus, al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3); y
    - el al menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3.3) envia, a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (3.11, 3.12; 3.21, 3.22; 3.31, 3.32) y en direcciones opuestas de la topologia de anillo, datos a la unidad de control (2), en reaccion a los datos o comandos dirigidos al nodo de bus, recibidos previamente desde la unidad de control (2).
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7,
    en que el procedimiento incluye ademas el siguiente paso de procedimiento:
    - inicializacion del sistema de bus (1), mediante el recurso de que es asignada automaticamente una direccion al por lo menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3.3) preferentemente por la unidad de control (2).
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8,
    en que estan previstos una multiplicidad de nodos de bus (3.1, 3.2, 3.3), y en que en el paso de procedimiento de inicializacion del sistema de bus (1) son enviados por la unidad de control (2) secuencialmente datos de configuracion a los distintos nodos de bus (3.1, 3.2, 3.3) para la asignacion de direcciones especificas de nodo de bus a los distintos nodos de bus (3.1, 3.2, 3.3), en que tras la asignacion de direccion al nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3), los datos enviados por la unidad de control (2) a traves del sistema de bus (1), que no estan dirigidos al nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3), son retransmitidos sin retardo y conservando la direccion de envfo al siguiente nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3).
  10. 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 9,
    en que la unidad de control (2) reconoce preferentemente de forma automatica una perturbacion, en particular una interrupcion, en la union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, cuando son recibidos, solo por una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) de la unidad de control (2), datos enviados por el al menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3,3) a traves del sistema de bus (1) a la unidad de control (2); y/o en que la unidad de control (2) reconoce preferentemente de forma automatica una perturbacion, en particular una interrupcion, en la
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    union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, cuando la unidad de control (2) envia, solo a traves de una de las al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2), datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3) con solicitud de retroalimentacion/respuesta, y la unidad de control, a pesar de la solicitud de retroalimentacion/respuesta, no recibe ningun dato desde el al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3) a traves de al menos una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1,2.2).
  11. 11. Procedimiento segun la reivindicacion 10,
    en que la unidad de control (2), al menos tras el reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, envia a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) y en direcciones de envio opuestas todos los datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3), de modo que se garantiza que, a pesar de la existencia de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, el al menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3,3) reciba por principio todos los datos enviados por la unidad de control (2) al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3), y que la unidad de control (2) reciba por principio todos los datos enviados por el al menos un nodo de bus (3.1,3.2, 3,3) a la unidad de control (2).
  12. 12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 11,
    en que la unidad de control (2), antes del reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, envia todos los datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3) a traves de solo una de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2), y en que la unidad de control (2), tras el reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, envia a traves de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) y en direcciones de envio opuestas todos los datos al por lo menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3).
  13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 12,
    en que la unidad de control (2), tras el reconocimiento de una perturbacion en una union de dos puntos (8) de la topologia de anillo, localiza preferentemente de forma automatica aquella union de dos puntos (8) de la topologia de anillo en la que existe la perturbacion, en que la unidad de control (2) envia para ello a todos los nodos de bus (3.1, 3.2, 3.3) datos con solicitud de retroalimentacion/respuesta, y evalua a traves de cuales de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) y desde que nodo de bus (3.1, 3.2, 3,3) son recibidos datos de retroalimentacion/respuesta.
  14. 14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 7 a 13,
    en que la unidad de control (2) reconoce preferentemente de forma automatica una perturbacion, en particular un fallo del al menos un nodo de bus (3.1, 3.2, 3.3), cuando la unidad de control (2), a pesar de una solicitud de retroalimentacion/respuesta, no recibe por ninguna de sus al menos dos interfaces de comunicacion de datos (2.1, 2.2) datos de retroalimentacion/respuesta correspondientes desde el nodo de bus (3.1,3.2, 3.3).
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