Beschreibung
Einrichtung zur Adressvergabe in einem normierten Feldbus-System
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Adressvergabe in einem normierten Feldbus- System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein normiertes Feldbus-System der erfindungsgemäßen Art weist jeweils eine Mehrzahl von Feldbus-Teilnehmern auf, die unter Zwischenschaltung einer jeweiligen Bus- Schnittstelle über den eigentlichen Feldbus (d. h. das elektrische oder optische Übertragungsmedium) miteinander verbunden sind, wobei der gegenseitige Datenaustausch über fest definierte Protokolle erfolgt; mindestens einer der Teilnehmer eines solchen Feldbus-Systems hat dabei eine übergeordnete Funktionalität und wird daher als "Master" bezeichnet, während die in überwiegender Mehrzahl vorhandenen anderen Teilnehmer lediglich eine untergeordnete Funktionalität aufweisen und daher als "Slave" bezeichnet werden. Derartige Feldbus-Systeme finden vor allem in der Fertigungs- und Prozess-Automatisierung, der Verkehrstechnik sowie auch der Energieerzeugung und -Verteilung Anwendung. Demgemäß handelt es sich bei den eingesetzten Master-Teilnehmern häufig um leistungsfähige Prozessrechner, während die meisten Slave-Teilnehmer in der Regel lediglich als vergleichsweise einfache Sensoren oder Aktuatoren ausgebildet sind.
Bei derartigen Feldbus-Systemen ist es zur störungsfreien gegenseitigen Kommunikation der Teilnehmer zwingend erforderlich, dass jeder Teilnehmer eine ihn identi- fizierende, eindeutige Adresse aufweist, d. h. eine Adresse, die in dem jeweils realisierten Feldbus-System nur ein einziges Mal vergeben worden ist. Bei den meisten
derzeit eingesetzten Feldbus-Systemen, wie beispielsweise dem in der Norm EN 50170 bzw. den Normen IEC 61158 und IEC 61784 standardisierten Feldbus mit der Markenbezeichnung "Profibus", der sich mittlerweile als Industrie- Standard etabliert hat, ist bedauerlicherweise jedoch keinerlei Mechanismus vorgesehen, der die Vergabe bzw. Zuteilung der jeweiligen Adressen zu den Teilnehmern unter Vermeidung eines Adressenkonflikts erleichtern oder gar automatisieren würde. Demgemäß ist es beim Entwurf eines solchen Feldbus-Systems von grosser Bedeutung, die Adressvergabe genau zu planen; auch das Einbinden eines neuen Teilnehmers muss mit entsprechender Sorgfalt hinsichtlich der Adresseinstellung durchgeführt werden, zumal die allermeisten als Teilnehmer vorgesehenen Geräte hersteiler- bzw. werkseitig sogar auf ein-* und dieselbe Adresse voreingestellt sind (im Falle des vorgenannten Profibusses ist in der 'Norm hierfür die feste Adresse 125 vorgesehen) . Um zumindest vermeiden zu können, dass ein für die Ädressvergabe zuständiger Service-Techniker die gewünschte neue Adresse durch 'manuelles Betätigen von DlP-Schal- tern oder dergleichen einstellen muss, werden mittlerweile in der Regel selbst einfache Slave-Teilnehmer mit einer Funktionalität ausgestattet, die es diesen Geräten erlaubt, die Ihnen über den Bus übermittelte gewünschte neue Adresse in einem RAM-Speicher oder dergleichen zu speichern und diese dann bei ihrer nächsten Inbetriebnahme als neue Bus-Adresse zu verwenden. Da diese Geräte je- doch, wie erwähnt, werkseitig alle auf die gleiche Standard-Adresse voreingestellt sind, kann dieser softwaremäßige Adressvergabe-Vorgang aber nicht an einem im Betrieb befindlichen Feldbus-System vorgenommen werden, sondern muss mit Hilfe eines speziellen Programmiergeräts durch- geführt werden, das eine eingebaute Bus-Schnittstelle aufweist.
Da der zuständige Techniker somit stets vor Ort, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme des erwähnten Programmiergeräts, die geeignete Adressvergabe durchführen muss, lassen sich in der Praxis durch Fehleingaben verursachte Adresskonflikte nicht immer vermeiden; da diese nicht leicht zu lokalisieren sind, gestaltet sich die Fehlersuche entsprechend aufwendig. Unabhängig davon ist die manuelle Eingabe der geeigneten Adresse (n) vor Ort mit ver- gleichsweise hohem Arbeitsaufwand und dementsprechenden Kosten verbunden.
Bus-Systeme, bei denen die vorstehenden Probleme durch eine automatisierte Adressvergabe weitgehend besei- tigt werden, sind bereits bekannt.
Beispielsweise offenbart die DE 197 33 906 C2 ein Bus-System, bei dem ein in der Master-Betriebsart befindlicher Teilnehmer eine bestimmte Signalfolge an alle Slave-Teilnehmer sendet, nach deren Empfang jeder Slave- Teilnehmer, dem noch keine Adresse zugeordnet wurde, sofort eine vorbestimmte Antwort-Signalfolge aussendet. Nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne, innerhalb der keine Aktionen stattfinden dürfen, schaltet der betref- fende Slave-Teilnehmer in einen Empfangsmodus um, der ihm den Empfang eines vom Master-Teilnehmer ausgesendeten sogenannten Tauftelegramms zur Einleitung der Adressvergabe ermöglicht. Dieses bekannte Adressvergabe-Verfahren weist den Nachteil auf, dass die Slave-Teilnehmer relativ komplex aufgebaut sein müssen, da sie nicht nur ein diesem Verfahren entsprechendes Protokoll anwenden müssen, sondern darüber hinaus auch eine Zeitsteuerung beherrschen müs- sen, die eine Umschaltung aus einem Konfigurationsmodus
in einen Betriebsmodus (Empfangsmodus für ein Tauftelegramm) bewirkt.
Aus der DE 199 52 883 A 1 ist ein Bus-System für eine Mehrzahl von Teilnehmern bekannt, bei dem die Teilnehmer des Bus-Systems für eine Vergabe von eindeutigen Adressen zeitlich aufeinanderfolgend aktiviert werden und eine eigenständige Adresszuteilung vornehmen. Will ein aktivierter Teilnehmer ein Datenpaket aussenden, nimmt er die erste freie bzw. die nächste unbelegte Adresse einer vordefinierten Reihenfolge an. Jeder der Teilnehmer muss daher so aufgebaut sein, dass er die auszugebende Startadresse bestimmen kann und ferner Kenntnis darüber hat, wieviele Teilnehmer im Bus-System vorhanden sind und wel- eher der übrigen Teilnehmer das Datenpaket zu verwerten hat.
Ein Nachteil dieses bekannten Systems ist erneut in dem dafür benötigte komplexen Aufbau der einzelnen Teil- nehmer zu sehen, da jeder der Teilnehmer zur Übertragung eines Datenpakets ständig über die Anzahl und Position der anderen Teilnehmer informiert sein muss. Ferner müssen Teilnehmer die Fähigkeit aufweisen, Informationen von anderen Teilnehmern zu verarbeiten, eine für sie be- stimmte Nachricht zu erkennen und gegebenenfalls eintreffende Startadressen derart zu verändern, dass das Adressfeld an der vorgesehenen Zieladresse einen für das Bussystem vordefinierten Grenzwert aufweist. Aus der DE 38 38 152 AI ist ein Verfahren zur Erfassung und Identifizierung von Busteilnehmern bekannt, bei dem die Slave-Teilnehmer innerhalb von zwei Konfigurationszyklen ihre absolute Adresse zugewiesen bekommen. Im ersten Konfigurationszyklus erhält der Master-Teilnehmer Aufschluss über die Position und die Anzahl der Slave- Teilnehmer, deren relative Adresse sowie deren Identität.
Der zweite Konfigurationszyklus beinhaltet ein Telegramm mit einer absoluten Adresse jedes Teilnehmers, die in das jeweilige Arbeitsregister der Teilnehmer eingeschrieben wird. Ein Nachteil bei der Duchführung dieses bekannten Verfahrens ist wiederum, dass die einzelnen Slave- Teilnehmer mit einer entsprechend hohen "Intelligenz" ausgestattet sein müssen, um Änderungen bei einem empfangenen Adressbyte eines Konfigurationstelegramms vornehmen und es für den nächsten Slave-Teilnehmer neu generieren zu können.
Die DE 195 45 566 C2 offenbart schließlich ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen Teilnehmern eines Bus-Systems, bei dem sich ein Teilnehmer in einer Master-Betriebsart befindet und eine Nachricht an andere, sich in einer Slave-Betriebsart befindliche Teilnehmer aussendet. Eine von dem Master ausgesendete Nachricht enthält jeweils einen Erkennungsteil, der von einem Slave-Teilnehmer zum nächsten weitergegeben wird, wobei der Erkennungsteil von jedem Slave-Teilnehmer verändert und als veränderte Nachricht an den Master weitergegeben wird. Das Weiterleiten der Nachricht und das Ändern des Erkennungsteils sowie die Anwendung des entsprechenden Protokolls bedingt jedoch, dass der Aufbau jedes einzel- nen Slave-Teilnehmer relativ komplex ist. Ferner können die Nachrichten des Masters nicht von allen Slave-Teil- nehmern gleichzeitig aufgenommen und ausgewertet werden, sondern müssen von Teilnehmer zu Teilnehmer weitergereicht, eingelesen, ausgewertet und gegebenenfalls ausge- führt werden, so dass die übertragene Datenmenge entsprechend zunimmt .
Abgesehen von den vorstehend aufgezeigten Nachteilen dieser bekannten Bus-Systeme, insbesondere was die erfor- derliche zusätzliche Komplexität und den damit entsprechend erhöhten Preis der Teilnehmer betrifft, scheidet
die Anwendung der dort gezeigten Prinzipien bei einem gattungsgemäßen Feldbus-System schon deshalb aus, weil dies einen erheblichen Eingriff in den vorgegebenen Standard bzw. eine Erweiterung der Normierung dieser Feldbus- Systeme bedeuten würde, um die erforderlichen Busprotokolle geeignet ändern zu können.
Wenn man sich vor Augen hält, dass beispielsweise die Normierung des erwähnten Profibusses eine erhebliche Zeitdauer in Anspruch genommen hat, da lange Zeit keine Einigung zwischen den betroffenen Ländern zu erzielen war, kann man sich vorstellen, dass eine nochmalige Änderung des festgelegten Standards sicher nicht durchzusetzen ist. Darüber hinaus ist zu bedenken, dass die derzeit standardisierten Feldbus-Systeme jeweils bereits in sehr grossen Stückzahlen industriell eingesetzt werden (alleine vom Profibus sind mehrere Hunderttausend Installationen bekannt) , so dass die erforderliche Anpassung des ■ Busprotokolls sowie die Erweiterung der Funktionalität der zu adressierenden Teilnehmer faktisch nicht machbar ist .
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Feldbus-System der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass eine weitgehend automatisierte Vergabe geeigneter Adressen durchgeführt werden kann, und zwar ohne das in dem jeweils verwendeten Feldbus-System normierte Protokoll in irgendeiner Weise ändern zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist somit in der Verwendung einer vom Feldbus unabhängigen Fern-An-
Steuerungseinrichtung zu sehen, die einen der Master- Teilnehmer mit einer wählbaren Anzahl der anderen Teilnehmer verbindet, wobei diese Fern-Ansteuerungseinrich- tung nach der Lehre der Erfindung so ausgebildet ist, dass der an sie angeschlossene Master-Teilnehmer in der Lage ist, die mit ihm verbundenen Teilnehmer selektiv .gegenüber dem Feldbus zu aktivieren und zu deaktivieren. Das heißt, der genannte Master-Teilnehmer ist in der Lage, unter Umgehung der Funktionalität des Feldbusses und ohne dessen Protokolle verwenden zu müssen die mit ihm verbundenen Teilnehmer so zu beeinflussen, dass sie quasi gegenüber dem Feldbus "sichtbar" sind oder nicht.
Nach der Lehre der Erfindung ist in dem genannten Master-Teilnehmer weiterhin eine Steuereinrichtung vorgesehen, die in der Lage ist, für jeden mit ihr verbundenen Teilnehmer eine eindeutige, im Feldbus-System noch nicht definierte neue Adresse zu ermitteln; indem diese Steuereinrichtung nunmehr den für die betreffende Adresse jeweils vorgesehenen Teilnehmer im aktiven Zustand (d. h. unter Verwendung des Feldbusses) veranlasst, diese Adresse zu speichern, kann durch eine anschließene Deaktivierung über die Fern-Ansteuerungseinrichtung erreicht werden, dass dieser Teilnehmer nach der nächsten Aktivie- rung gegenüber dem Feldbus-System die neue Adresse aufweist.
Mit den vorstehenden Maßnahmen wird erfindungsgemäß somit einerseits erreicht, dass die Vergabe geeigneter Adressen weitgehend automatisch erfolgen kann, so dass keine qualifizierte Techniker erforderlich sind, um die geeigneten Adressen vor Ort einzustellen; auch die Gefahr von fehlerhaften Adresszuweisungen kann dadurch beseitigt werden. Insgesamt wird mit der Erfindung auch eine deut- liehe Kosteneinsparung hinsichtlich der Adressvergabe erzielt, da die ohnehin nur einmal anfallenden Kosten für
die Fern-Ansteuerungseinrichtung vergleichsweise gering sind, zumal dann, wenn zu diesem Zweck entsprechend der Lehre des Anspruchs 2 jeweils Ein/Ausgabe-Kanäle der Teilnehmer in Verbindung mit preiswerten Steuerleitungen Verwendung finden; im Falle von Master-Teilnehmern kann davon ausgegangen werden, dass diese ohnehin mit einer ausreichenden Anzahl von Ein/Ausgabe-Kanälen versehen sind, während auch die entsprechende Nach- oder Umrüstung von Slave-Teilnehmern technisch unaufwendig ist.
Andererseits wird mit der Erfindung aber auch er- ■ reicht, dass keinerlei Veränderung in der Norm des verwendeten Feldbus-Systems bzw. dessen Übertragungsprotokoll erforderlich ist: wie bereits eingangs erläutert wurde, gehört die von der Erfindung einzig vorausgesetzte Bus-Funktionalität, einem Teilnehmer über den Feldbus • eine neue Adresse zuweisen zu können, die im betroffenen Teilnehmer zwischengespeichert und bei seiner nächsten Aktivierung als neue Bus-Adresse wirksam wird, bei den meisten Feldbus-Systemen, wie insbesondere beim Profibus, ohnehin zum Standard und findet beispielsweise in Form von Feld-Programmiergeräten Anwendung.
Schließlich kann die von der Erfindung für die Ad- ressvergabe vorgeschlagene Ansteuerungsweise in der Regel ohne zusätzliche Hardwarekosten erreicht werden, da gemäß der Lehre des Anspruchs 12 jeder Master-Teilnehmer normalerweise einen Prozessor oder Computer enthält, der ohne weiteres in der Lage ist, die erfindungsgemäße Adressver- gäbe in Form eines (Unter-) Programms auszuführen. Insgesamt ergeben sich zur Realisierung der erfindungsgemäßen Adressvergabe somit vergleichsweise geringe Zusatzkosten, die in den meisten Fällen in keinem nennenswerten Verhältnis zu den erzielten Vorteilen stehen dürften.
Die erfindungsgemäße Fern-Ansteuerungseinrichtung kann sowohl unter Verwendung einer separaten Steuerleitung für jeden angeschlossenen Teilnehmer (siehe Anspruch 2) als auch in Form einer solchen Steuerleitung reali- siert werden, die alle Teilnehmer seriell miteinander verbindet (siehe Anspruch 3) . Im letzeren Fall muss lediglich dafür Sorge getragen werden, dass der für die Adressvergabe vorgesehene Master-Teilnehmer in der Lage ist, selektiv bestimmte Teilnehmer zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Gemäß der Lehre des Anspruchs 4 ist es in der Praxis unter Umständen auch ausreichend, zu diesem Zweck in den jeweils seriell verbundenen Teilnehmern eine Steuerlogik vorzusehen, die ein Weiterleiten eines An- steuerbefehls des Master-Teilnehmers beim Vorliegen einer vorbestimmten Bedingung, wie insbesondere der im System vorgesehenen Standard-Adresse, verhindert, so dass der Master-Teilnehmer in der Lage ist, sich zumindest sequentiell über alle angeschlossenen Teilnehmer fortzutasten. Die erfindungsgemäße Adressvergabe kann entweder in einer Art Konfigurationsbetriebsart durchgeführt, in der aufeinanderfolgend alle oder ein Teil der angeschlossenen Teilnehmer mit geeigneten Adressen versehen werden, oder aber auch in der Weise, dass die Adressvergabe über die Fern-Ansteuerungseinrichtung getriggert wird (z. B. beim Anstecken eines neuen Teilnehmers an _ den Feldbus), oder dass in einer Polling-Betriebsart in zyklischen Abständen über das Feldbus-System eine Abfrage durchgeführt wird, ob einer der Teilnehmer einen bestimmten Zustand, wie vorzugsweise die erwähnte Standard-Adresse, aufweist.
Bezüglich noch weiterer Vorteile und Wirkungen der Erfindung wird auf die verbleibenden Unteransprüche verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläuter. In dieser Zeichnung ist jeweils ein Feldbus-System 'dargestellt, das vereinfachend ledig- lieh aus einem Master-Teilnehmer und zwei Slave-Teilneh- mern besteht, wobei
Fig. 1 bis 6 zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels dienen, bei dem für jeden Teilneh- mer eine separate Steuerleitung vorgesehen ist, und
Fig. 7 bis 10 ein zweites Ausführungsbeipiel erläutern, bei dem alle Teilnehmer über eine serielle Steuerleitung miteinander verbunden sind.
Wie bereits erwähnt, ist in den Figuren ein Feldbus- System 1 gezeigt, das aus einem Master-Teilnehmer M in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und zwei Slave-Teilnehmern S-l bzw. S-2 besteht, die über ei- nen normierten Feldbus F miteinander gekoppelt sind. Die Verbindung des Feldbusses F mit dem Master-Teilnehmer M und den Slave-Teilnehmern S-l und S-2 erfolgt jeweils über eine (nicht gezeigte) Bus-Schnittstelle, die in jedem Teilnehmer entsprechend dem Standard des verwendeten Feldbusses F realisiert ist.
Beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Master-Teilnehmer M gemäß Fig. 1 zwei gesonderte, jeweils mit I/O bezeichnete Ein/Ausgabekanäle auf, die se- parat über eine Steuerleitung L-l mit dem ersten Slave- Teilnehmer S-l bzw. über eine zweite Steuerleitung L-2 mit dem zweiten Slave-Teilnehmer S-2 verbunden sind. Jeder dieser beiden Slave-Teilnehmer weist ebenfalls einen (nicht gezeigten) Ein/Ausgabekanal auf, der es ihm ermög- licht, auf ein über die betreffende Steuerleitung über-
tragenes Signal aus dem zugeordneten Ein/Ausgabekanal I/O des Master-Teilnehmers M zu reagieren.
Die erwähnte Reaktion des jeweils angesprochenen Teilnehmers besteht erfindungsgemäß darin, dass sich dieser Teilnehmer in Abhängigkeit von der Art des vom Master-Teilnehmer M übertragenen Signals gegenüber dem Feldbus F entweder "aktiviert" oder aber "deaktiviert". Es ist darauf hinzuweisen, dass die Terminologie "Aktivierung gegenüber dem Feldbus" im Sinne der Erfindung bedeuten soll, dass der betroffene Teilnehmer signalmäßig vom Feldbus F erfasst wird bzw. an dessen Datenaustausch teilnehmen kann (entsprechendes gilt für den umgekehrten Fall der "Deaktivierung") . Dies kann entweder dadurch erreicht werden, dass lediglich die Bus- Schnittstelle dieses Teilnehmers ein- bzw. ausgeschaltet wird, oder dadurch, dass der gesamte Teilnehmer elektrisch ein- bzw. ausgeschaltet wird. Im letzteren Fall könnte der auf das Steuersignal des Master-Teilnehmers M reagierende Ein/Ausgabekanal auch in Form einer separaten Schaltung realisiert sein, die auf die Stromversorgung des zu (de-) aktivierenden Teilnehmers Einfluss nimmt.
Zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts ist in den Fi- guren der Zustand, bei dem ein jeweiliger Teilnehmer "aktiv" ist, durch einen gepunkteten Feldbus F sowie durch eine gepunktete Umrandung des Teilnehmers dargestellt, während der "inaktive" Zustand eines Teilnehmers durch einen durchgehend dargestellten Feldbus F und eine durchgehende Umrandung des Teilnehmers verdeutlicht ist.
Die Figuren 1 bis 6 zeigen den Ablauf einer Konfigurationsbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, d. h. einer Betriebsart, bei der alle ange- schlossenen (Slave-) Teilnehmer aufeinanderfogend mit einer geeigneten eindeutigen Adresse versehen werden sol-
len. Gemäß Fig. 1 wird hierbei davon ausgegangen, dass die beiden an den Feldbus F angeschlossenen Slave-Teilnehmer S-l bzw. S-2 anfänglich auf ihre werkseitige Adresse eingestellt sind, nämlich die Standard-Adresse 125 (im Falle des Profibusses) . Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind beide Slave-Teilnehmer in diesem Anfangszustand inaktiv, d. h. sie werden vom Feldbus F nicht erfasst, so dass das doppelte Vorhandensein der Adresse 125 für den Feldbus F kein Problem darstellt bzw. zu keinem Adresskonflikt führt.
Der Master-Teilnehmer M enthält einen (nicht gezeigten) Prozessor, der eine zur Durchführung der erfindungsgemäßen Konfiguration geeignet programmierte Anweisungs- folge ausführt. In dem in Fig. 2 dargestellten ersten Schritt dieser Anweisungsfolge ermittelt der Master-Teilnehmer M zunächst zwei Adressen, die im angeschlossenen Feldbus F noch nicht vergeben sind, nämlich im dargestellten Beispiel die beiden Adressen 10 und 11. Die Er- mittlung freier Feldbus-Adressen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Liste der Adressen bereits aktiver Teilnehmer mit einer Liste der insgesamt verfügbaren Adressen verglichen wird. Anschließend aktiviert der Master-Teilnehmer M gemäß Fig. 2 über den zugeordneten Ein/Ausgabekanal und die Steuerleitung L-l den Slave-Teilnehmer S-l, stellt - wie in der Figur durch Unterstreichnung angedeutet ist - als Ziel-Adresse des Feldbusses die Adresse 125 ein und er- reicht danach - sobald die für die vollständige Aktivierung des Slave-Teilnehmers S-l benötigte Zeit abgelaufen ist - e ine Kommunikation mit dem Slave-Teilnehmer S-l, der wie erwähnt werkseitig auf diese Standard-Adresse 125 eingestellt ist; der andere Slave-Teilnehmer S-2 kann trotz der gleichen Adresse nicht an der Kommunikation teilnehmen, da er zu diesem Zeitpunkt nicht aktiviert
ist. Daraufhin sendet der Master-Teilnehmer M dem Slave- Teilnehmer S-l über den Feldbus F einen Befehl, der diesen dazu veranlasst, die innerhalb der Befehlsfolge übertragene Adresse 10 in einem internen Speicher wie bei- spielsweise einem RAM-Speicher zu speichern. Der Slave- Teilnehmer S-l ist wie auch der andere Slave-Teilnehmer S-2 intern so aufgebaut, dass diese Befehlsfolge weiterhin zur Folge hat, dass die in den Speicher übernommene Adresse bei der nächsten busseitigen Aktivierung des Slave-Teilnehmers als neue Busadresse verwendet wird.
Nach Ausführung dieses Adressübernahme-Befehls deaktiviert der Master-Teilnehmer M den Slave-Teilnehmer S-l über die Steuerleitung L-l, so dass der in Fig. 3 gezeig- te Zustand erreicht wird. In dieser Figur ist beim Slave- Teilnehmer S-l durch die Zahlenfolge 125 (10) angedeutet, dass dieser Teilnehmer zwar momentan noch auf die Adresse 125 eingestellt ist, bei der nächsten Aktivierung jedoch die neue Adresse 10 einnimmt.
Im Anschluss daran erfolgt gemäß der Darstellung in den Fig. 4 und 5 in analoger Weise die Adressvergabe für den zweiten Slave-Teilnehmer; d. h., der Master-Teilnehmer M aktiviert gemäß Fig. 4 über die Steuerleitung L-2 den Slave-Teilnehmer S-2, stellt als Ziel-Adresse des Feldbusses die Adresse 125 ein und erreicht nach Ablauf der für die vollständige Aktivierung des Slave- Teilnehmers S-2 benötigten Zeit eine Kommunikation mit dem zweiten Slave-Teilnehmer S-2, der ebenfalls werkseitig auf die Standard-Adresse 125 eingestellt ist; der erste Slave-Teilnehmer S-l kann trotz der (noch) gleichen Adresse nicht an der Kommunikation teilnehmen, da er zu diesem Zeitpunkt bereits wieder deaktiviert ist. Daraufhin sendet der Master-Teilnehmer M dem Slave- Teilnehmer S-2 über den Feldbus F einen Befehl, der diesen dazu veranlasst, die übertragene Adresse 11 in
seinem internen Speicher zu speichern. Dadurch wird erreicht, dass der zweite Slave-Teilnehmer S-2 bei der nächsten busseitigen Aktivierung des Slave-Teilnehmers als neue Busadresse verwendet wird. Nun deaktiviert der Master-Teilnehmer M den Slave-Teilnehmer S-2 über die Steuerleitung L-2, so dass schließlich der in Fig. 5 gezeigte Zustand erreicht wird.
Als letzter Schritt der beschriebenen Konfigura- tionsbetriebsart werden gemäß der Darstellung in Fig. 6 beide Slave-Teilnehmer S-l und S-2 über die Steuerleitung L-l bzw. L-2 vom Master-Teilnehmer M aktiviert; im Laufe ihres Aktivierungsvorgangs übernehmen die Slave-Teilnehmer S-l und S-2 nunmehr die in ihrem jeweiligen Speicher voreingestellten Adressen 10 bzw. 11 als neue Busadressen, so dass sie fortan unter diesen Adressen über den Feldbus F adressiert bzw. angesprochen werden können. Damit sind sowohl der Master-Teilnehmer M oder als auch andere (nicht gezeigte) Teilnehmer in der Lage, mit den Slave-Teilnehmern S-l und S-2 über die neuen Adressen 10 bzw. 11 zu kommunizieren.
In Abwandlung zu dem in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Konfigura- tion so vorzunehmen, dass der Master-Teilnehmer M die bereits auf die neue Adresse umgestellten Slave-Teilnehmer nicht erst am Ende des gesamten Konfigurationszyklus in Betrieb nimmt, sondern bereits unmittelbar nach erfolgter Umprogrammierung. Das heißt, der Master-Teilneh- mer M könnte beispielsweise den Slave-Teilnehmer S-l in einem Schritt in Betrieb nehmen, der anstelle des in der Fig. 4 dargestellten Schrittes stattfindet und bei dem beide Slave-Teilnehmer S-l und S-2 aktiviert werden, so dass der Slave-Teilnehmer S-l mit der neuen Adresse (10) aktiviert wird, während sich der andere Slave-Teilnehmer S-2 auf die vorgegebene Standard-Adresse 125 einstellt.
Das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung hat den Nachteil, dass für jeden neu zu adressierenden Teilnehmer auf Seiten des Master-Teilnehmers ein eigener Ein/Ausgabekanal sowie eine der Anzahl der Teilnehmer entsprechende Anzahl von Steuerleitungen benötigt wird. In dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird dieser Aufwand durch eine seriell ablaufende (De-) Aktivierung der Slave-Teilnehmer verringert. Gemäß Fig. 7 bis 10 erfolgt die Konfiguration aller neu zu vergebenden Adressen in diesem Fall wie folgt:
Gemäß Fig. 10 weist der Master-Teilnehmer M nur einen einzigen Ein/Ausgabekanal I/O auf und steht über eine Steuerleitung L-l mit dem ersten Slave-Teilnehmer S-l bzw. mit einem Ein/Ausgabekanal desselben in Verbindung. Dieser steht wiederum mit dem zweiten Slave-Teilnehmer S- 2 über eine Steuerleitung L-2 in Verbindung. Es bedarf keiner Erwähnung, dass sich diese Art der Verkabelung bei einer größeren Anzahl von zu adressierenden Teilnehmern entsprechend fortsetzen würde.
Bei einer derartigen seriellen Ansteuerung muss verhindert werden, dass der Master-Teilnehmer M bei Ausgabe eines Aktivierungs-Befehls mehr als einen der seriell angeschlossenen Teilnehmer gleichzeitig aktiviert. Dies wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass jeder an die serielle Steuerleitung angeschlossene Teilnehmer bzw. dessen Ein/Ausgabekanal eine Logikschaltung enthält, die das Weiterleiten eines Aktivierungssignals dann verhindert, wenn der betreffende Teilnehmer auf die Standard-Adresse 125 eingestellt ist. Alternativ hierzu wäre auch eine Lösung denkbar, bei der das Aktivierungssignal eine Zusatzinformation wie z. B. eine absolute Position oder eine sich aus der Reihenfolge ergebende Nummer enthält, die von jedem an die serielle
Steuerleitung angeschlossenen Teilnehmer bzw. dessen Ein/Ausgabekanal ausgewertet werden kann, wobei eine Aktivierung nur dann durchgeführt wird, wenn die Nummer mit der des Teilnehmers übereinstimmt.
Gemäß Fig. 7 beginnt die Konfiguration bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel in einem Zustand, bei dem alle zu adressierenden Slaves auf die Standard-Adresse 125 einge- stellt und zunächst nicht aktiviert sind. Nachdem der Master-Teilnehmer M dann zwei freie Adressen (hier 10 und 11) ermittelt hat, sendet er gemäß Fig. 8 über seinen Ein/Ausgabekanal I/O das Aktivierungssignal aus. In Reaktion auf den Empfang des Aktivierungssignals wird der erste Slave-Teilnehmer S-l aktiviert, so dass er' über den Feldbus F vom Master-Teilnehmer M unter der Adresse 125 angesprochen und mit dem Befehl versehen werden kann, seine Adresse bei der nächsten Aktivierung auf den Wert 10 einzustellen. Da der erste Slave-Teilnehmer S-l zu diesem Zeitpunkt die Adresse 125 aufweist, verhindert die erwähnte Logikschaltung, dass das Aktivierungssignal an den zweiten Slave-Teilnehmer weitergereicht wird; dieser bleibt daher inaktiv, eine Adresskollision findet nicht statt .
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Folgeschritt deaktiviert der Master-Teilnehmer M den ersten Slave-Teilnehmer S-l über die Steuerleitung L-l; die Steuerleitung L-2 verbleibt im inaktiven Zustand, so dass beide Slave-Teilneh- mer inaktiv sind.
Daraufhin sendet der Master-Teilnehmer gemäß Fig. 10 erneut das Aktivierungssignal über seinen Ein/Ausgabekanal I/O aus. In Reaktion auf den Empfang des Aktivie- rungssignals wird der erste Slave-Teilnehmer S-l aktiviert und meldet sich beim Feldbus unter der vorgespei-
cherten Adresse 10 an. Aufgrund der vom Wert 125 abweichenden Adresse blockiert die Logikschaltung des Ein/Ausgabekanals des Slave-Teilnehmers S-l diesesmal die Weiterleitung des Aktivierungssignals jedoch nicht, weshalb das Signal über die Steuerleitung L-2 an den zweiten Slave-Teilnehmer S-2 weitergeleitet und dieser aktiviert wird. Nach seiner Aktivierung wird der zweite Slave-Teilnehmer S-2 in gehabter Weise vom Master-Teilnehmer M unter der Adresse 125 angesprochen und dazu veranlasst, seine Adresse bei der nächsten Aktivierung auf den Wert 11 einzustellen.
Wenn der Master-Teilnehmer M anschließend zunächst das Deaktivierungs- und dann wieder das Aktivierungssig- nal sendet, werden beide Slave-Teilnehmer S-l und S-2 mit den neu vorgegebenen Adressen 10 bzw. 11 aktiviert. Im vorliegenden Fall ist die Konfiguration damit beendet; bei einer größeren Anzahl von zu adressierenden Teilnehmern würde sie sich indes in analoger Weise fortsetzen.
Dem stark reduzierten Aufwand bei der Verkabelung steht bei dieser Ausführungsform der Erfindung zwar der Nachteil gegenüber, dass mit einer Logikschaltung oder dergleichen das gleichzeitige Aktivieren noch nicht pro- grammierter bzw. noch nicht mit einer neuen Adresse versehener Slave-Teilnehmer verhindert werden muss, doch dürfte eine solche Logikschaltung in der Praxis mit vergleichsweise geringen Kosten realisierbar sein. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur in den vorstehend beschriebenen Konfigurationsbetriebsarten eingesetzt werden. So sind in der Praxis Fälle denkbar, bei denen nach bereits erfolgter Konfuguration eines Feldbus- Systems bestimmte Teilnehmer infolge von Wartungsarbeiten oder wegen eines Defekts ausgetauscht und/oder repariert werden müssen. Auch kommt es in der Praxis vor, dass das
Feldbus-System durch neue Teilnehmer erweitert wird. Damit das Feldbus-System in solchen Fällen ohne erneutes Durchführen einer Gesamt-Adresskonfiguration (die bei einem umfangreichen System entsprechend lange dauern kön- net) sofort funktionsfähig ist, können folgende Erweiterungen der Erfindung in Betracht gezogen werden:
Es ist möglich, beispielsweise in den erfindungsgemäßen Slave-Teilnehmern eine Sensoreinrichtung vorzuse- hen, die das Einschalten oder die manuelle Aktivierung eines neuen oder reparierten Teilnehmers erfasst und dieses Ereignis dem Master-Teilnehmer über die erfindungsgemäße Fern-Ansteuerungseinrichtung bestehend aus den Ein/Ausgabekanälen und den Steuerleitungen meldet. Unter der Annahme, dass jeder neue oder reparierte Teilnehmer die Standard-Adresse 125 aufweist, könnte der Master- Teilnehmer M im Ansprechen auf diese Meldung den neuen Teilnehmer unter dieser Adresse 125 ansprechen, ihm eine freie Adresse per Befehl zuteilen und diese Adresse durch aufeinanderfolgendes Deaktivieren und Aktivieren wirksam machen. Das Feldbus-System ist dadurch in kürzester Zeit konfiguriert.
Die Verwendung eines Sensors zur Erfassung des Ein- Schaltens oder der manuelle Aktivierung eines neuen oder reparierten Teilnehmers kann durch folgende Weiterbildung der Erfindung vermieden werden:
Es ist möglich, die Steuereinrichtung des Master- Teilnehmers M in einer Polling-Betriebsart zu betreiben, in der sie in zyklischen Abständen über das Feldbus-System eine Abfrage durchführt, ob einer der anderen Teilnehmer einen bestimmten Zustand aufweist, der als Indiz für die Installation eines neuen oder reparierten Teilnehmers gewertet werden kann. Ein derartiger Zustand ist in der Regel durch das Vorliegen der Standard-Adresse
125 gegeben, so dass sich die Polling-Betriebsart beispielsweise auf die zyklische Abfrage beschränken kann, ob diese Adresse im System vergeben ist oder nicht. Im Ansprechen auf das Erfassen der Adresse 125 kann der Mas- ter-Teilnehmer M den neuen Teilnehmer entsprechend der Lehre der Erfindung unter dieser Adresse 125 ansprechen, ihm eine freie Adresse per Befehl zuteilen und diese Adresse durch aufeinanderfolgendes Deaktivieren und Aktivieren wirksam machen. Das Feldbus-System ist somit spä- testens nach Ablauf eines Polling-Zyklus konfiguriert.
Aus der vorstehenden Beschreibung wurde deutlich, dass es für die Zwecke der Erfindung wesentlich ist, dass der für die Adressvergabe vorgesehene Master-Teilnehmer in der Lage ist, die zu adressierenden Teilnehmer über eine Fern-Ansteuerungseinrichtung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, wobei dies dadurch erfolgen kann, dass lediglich die Bus-Schnittstelle eines solchen Teilnehmers ein- bzw. ausgeschaltet wird oder dass der gesamte Teil- nehmer elektrisch ein- bzw. ausgeschaltet wird. Es versteht sich, dass das vollständige Ausschalten des Teilnehmers dann nicht vorgenommen werden kann, wenn die Speicherung der neu zu vergebenden Adresse in diesem Teilnehmer in einem flüchtigen Speicher (z.B. RAM) erfolgt. Würde dieser Teilnehmer elektrisch ausgeschaltet werden, führt dies bei Verwendung des flüchtigen Speichers dazu, dass die in dem flüchtigen Speicher gehaltene Adresse verloren geht und eine permanent gespeicherte Adresse bei der nächsten elektrischen Aktivie- rung des Teilnehmers wieder aktiv wird. Dementsprechend ist es bei diesem Verfahren erforderlich, die Aktivierung/Deaktivierung des Teilnehmers schnittstellenseitig durchzuführen, ohne das Gerät elektrisch auszuschalten. Dagegen bewirkt die Verwendung eines teilweise flüchtigen Speichers, dass die in diesem Speicher gehaltene Adresse bei elektrischer Ausschaltung des Teilnehmers nicht
unmittelbar verloren geht. Erst nach einer definierten Anzahl von Hochläufen (elektrischen Aktivierungen) des Teilnehmers erfolgt eine erneute Aktivierung der permanent gespeicherten Adresse (z.B. die Standardadresse 125) . Das weitere Vorgehen ist sowohl bei Verwendung eines flüchtigen Speichers als auch bei Verwendung eines teilweise flüchtigen Speichers identisch zu den bereits beschriebenen Verfahren. Obgleich in der vorstehenden Beschreibung vom Master-Teilnehmer M lediglich Slave-Teilnehmer neu adressiert wurden, ist die Lehre der Erfindung selbstverständlich auch auf die Adressiereung von Teilnehmern anwend-. bar, die eine Master-Funktionalität aufweisen. . •
Die Lehre der Erfindung ist bei allen standardisierten Feldbus-Systemen anwendbar, bei denen in der Norm keine automatische Adressvergabe vorgesehen ist. Ein Beispiel für einen solchen Bus ist der sogenannten Profibus.