WO2010040703A1 - Elektrische steckverbindung mit kodierung und verfahren zur überwachung der konfiguration eines netzwerkes - Google Patents

Elektrische steckverbindung mit kodierung und verfahren zur überwachung der konfiguration eines netzwerkes Download PDF

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WO2010040703A1
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rfid
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connectors
connector
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Jan Stefan Michels
Hermann Krause
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector according to the preamble of claim 1 and a method for monitoring the configuration of a network.
  • Plug connections are known from the prior art which have electrical contacts to be connected to one another, which have different contact or pin assignments in the field of automation technology, depending on the type of bus standard used.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • an advantageous plug-in connection is further proposed, in which the plug part and the socket part are each mounted in a connector adapter housing belonging to the connector housing or a female adapter housing and are arranged at the respective RFID tag and inductors on the plug or the female adapter housing.
  • the invention solves this problem by the subject matter of claim 1.
  • the arrangement of at least the antenna of the RFID tag on the locking sleeve is particularly advantageous since such shieldings and the like. Can not adversely affect the operation of the RFID tag.
  • Claim 7 provides a method for monitoring the configuration of a network with devices that are interconnected with connectors and cables, wherein a target configuration of a network is created and stored in a database of a computer of the network and in which the target configuration using Information obtained by reading the RFID tags is checked once or repeatedly. The reading out of the RFID tags makes it possible to monitor the configuration of the network in a particularly simple manner. Misconnections can be avoided in a simple manner.
  • Claim 2 provides a method for monitoring the configuration of an industrial network
  • - Network cable i. at least for a data transmission and / or preferably also for a transmission of signals and energy, ii. equipped with connectors on one or both ends iii. and the RFID transponders on both ends of the cables or on both connectors, and iv. equipped with RFID antennas at both ends of the cables or both connectors, the RFID antennas being connected to the RFID transponders and v. wherein the RFID transponders have stored at least one unique identifier and the RFID transponders optionally have a freely writable memory, and
  • At least one computer with a database characterized by the following steps: a) a nominal configuration of a network is created and stored in the database, b) the automation devices acquire an actual configuration in that the identifiers are stored in the RFID Transponders of the connectors at least when plugged in and preferably repeatedly, in particular cyclically read in the operating phase and together with the identifier for the relevant port or input of the automation device to a computer in the device c) the at least one computer - preferably in the automation device itself or in a higher-level control computer or control station - cyclically compares the user-defined desired configuration with the actual configuration detected by the devices where no action is taken in the event that the actual and target configurations match and where an alarm action is initiated in the event that differences between the actual and desired configurations are detected.
  • Automation devices of the type mentioned above can be, for example, devices of the network infrastructure (for example a switch or a router) or I / O devices (input / output devices), in particular sensors, actuators, initiators, controllers, etc.).
  • devices of the network infrastructure for example a switch or a router
  • I / O devices input / output devices
  • sensors for example sensors, actuators, initiators, controllers, etc.
  • step b) by means of a
  • FIG. 1 shows a perspective view of a plug part and a socket part of a plug connection according to the invention, partly shown in a blasting view.
  • Fig. 1 shows a plug connection with a first connector part - a plug part 1 - and a corresponding second connector part - a female part which is inserted into a female adapter housing 4 with flange 8 and not visible here
  • the plug part 1 and the socket part are each formed in an advantageous manner as RJ45 plug and socket part, each in a belonging to the connector one or multi-part plug adapter housing 3 and a female adapter housing 4 are mounted to the can also be used in rougher environments, for example in the field of automation technology. It is also conceivable to form the plug and the socket part in a different way, so in another connector standard and in particular as a male and female part for photoconductive cable, but also non-standard connectors.
  • At least one or both of the plug and socket parts has a wirelessly addressable coding device, which is designed as a radio identifier (RFID tag 6) is formed.
  • RFID tag 6 is advantageously arranged on the adapter housing housing 3, 4, wherein the corresponding connector part -. the female part 4 - at least one receiving device or a combined
  • Transmitter and receiver unit with which it is possible to at least retrieve data from the RFID tag 6 and preferably to write data in the RFID tag 6.
  • inductors 9 of different designs (see FIG. 3 or FIG. 4) can be arranged on the plug part 1 and on the socket part 2 on this and, if applicable, the corresponding connector part. as printed inductors 9 may be formed on a film or as a permanently integrated inductors.
  • Fig.l particular serving as antennas 9 are arranged on the outside of the adapter housings 3, 4.
  • the adapter housing 3 of the plug part has an outer locking sleeve 2, which is designed here as a sliding sleeve, but which, according to other embodiments, can also be designed as a rotary sleeve (for example in the manner of a bayonet closure). If such a locking sleeve 2 is present, at least the
  • Inductance preferably arranged on this locking sleeve 2 outside.
  • the corresponding connector part - here the female part - or connected to this parent control device are designed so that during or after initial installation either an individual name or address in the RFID tag 6 of the connector part 1 is written, the later This is sent again or is queried and / or that query at least in the RFID tag 6 pre-stored information and can be transmitted to a higher-level data processing device, which stores this information.
  • the RFID tags 6, the display device 7 and the device are arranged on the adapter housings 3, 4 and, if present, preferably the locking sleeve 2.
  • the connector parts of the connector are characterized in that before, at or after the contact closure of the electrical contacts of the two connector parts in a first mating of the one connector part in the RFID tag of the second connector component information - especially a data address - written there stored. If the connector is loosened later - eg for maintenance or repair work - is verifiable before or after a re-mating, whether the pre-stored address of the connector part to be contacted is correct. In this way, faulty circuits can be largely avoided after maintenance and repair work.
  • the connector insert - that is, the actual inner connector 1 - here e.g. an RJ45 connector - includes the electro-mechanical connectors and contacts for the signal and data cables, a mounting component for the connectors and contacts, and in many cases connections for a braided shield.
  • the braided shield protects the signals or data to be transmitted from interference by electromagnetic radiation present in the environment.
  • the connector adapter housing 3 optionally with the locking sleeve 2 is used to attach the connector insert 1 and the fixation of the connector insert in the corresponding counterpart 2, 4 preferably including flange 8. It also serves to protect against mechanical shock, the penetration of
  • the connector parts (or inserts) 1 and the connector adapter housing 3, 4 are preferably modular combined, that is in a connector
  • Adapter housings 3, 4 can, depending on the application, be used for various applications. different signals / data to be transmitted or for various transmission standards are mounted.
  • the RFID transponder it is advantageous to mount the RFID transponder not on the connector insert, but as shown on the connector adapter housing 3, 4 and there particularly advantageous - if present - on the locking sleeve 2: Mounting the RFID transponder on the connector adapter housing 3, 4, 2 avoids that the wireless readout of the RFID transponder by means of a corresponding reading device exerts disturbing influences on the signal or data to be transmitted.
  • the external mounting of the RFID transponder improves its readability, because less absorbent material of the connector is to penetrate or are expected by the greater distance from the substantially metal existing connector insert significantly lower interference.
  • the installation of the RFID tag or RFID transponder on the connector adapter housing 3, 4, 2 is also regarding the flexibility in the assembly of a cable and the combination connector adapter housing and connector parts, because the user is optional in the assembly and can use any combination.
  • the assembly of the RFID transponder on the connector adapter housing 3, 4 facilitates the replacement of a connector insert in the event of a fault, because the configuration of the corresponding device does not need to be changed.
  • the RFID recognition device consists of antennas and a read / write
  • an inseparable (or separable only by destruction) attachment of the RFID transponder consisting of an RFID chip and an antenna, on the connector adapter housing 3, 4.
  • an RFID chip with a fixed and / or a recordable (single and / or multiple) memory area.
  • the fixed memory area e.g. for coding a one-off manufacturer
  • Identification Furthermore, use of the memory area that can be written once and / or repeatedly is effected, for example. for the coding of the associated network address or the associated slot, and preferably also a control of the device behavior (for example, configuring or switching off individual slots) via interventions in the device control on the basis of the identified identification code.
  • the system comprises the following components:
  • automation devices in particular network-capable devices (switches, routers, automation devices with network connection, etc., and / or fieldbus devices such as sensors, actuators, initiators, etc.),
  • the RFID antennas are connected to the RFID read-write device.
  • network cables (cables in the network) usually for data transmission, and / or for the transmission of signals and energy), - which are equipped with connectors at one or both ends, having RFID transponders on both ends of the cables or on both connectors,
  • the RFID transponders have stored a unique identifier
  • the RFID transponder have a freely writable memory
  • Network parameters and the oll configuration of the automation devices are stored in the network.
  • the nominal configuration for the network is preferably defined by - the assignment of the respectively valid and valid functions and network parameters (network addresses, subnetworks, network variables, enabling of supply energy via the plug-in connections, etc.) to the specific plug-in connections or inputs of the respective network-capable one Automation device, - the assignment of the respectively valid and valid connections between the plug connections or inputs of two automation devices, as well as
  • Plug-in connections of the devices i. the identifiers of the connectors in the RFID transponders are deposited on the connector, and ii. the identifiers of the plug-in connections result from the fixed (unchangeable) device programming.
  • a method for monitoring the configuration of an industrial network comprises the following steps: a) a desired configuration of the network is created, for example by means of a planning tool, wherein preferably the above-mentioned data is defined and linked , b) the custom configuration created in this way is loaded into the database on the network-capable automation device.
  • the user can teach the network-capable automation device the desired configuration ("teach-in") by a pre-wired and configured state of the network and the network-capable automation devices are detected and stored in the configuration memory of the automation devices.)
  • the automation devices record the actual configuration by at least plugging in the identifiers in the RFID transponders of the plug-in connectors, preferably repeatedly, in particular cyclically in the operating phase and be reported together with the identifier for the respective port or input of the automation device to a computer in the device itself or in a higher-level control computer or control station, and d) the computer in the device itself or in a
  • the higher-level control computer or control station compare the user-defined desired configuration with the actual configuration detected by the devices, preferably cyclically. If the actual and the nominal configuration match, no action takes place. If differences between the actual and the nominal configuration are detected, an action is initiated, eg an alarm

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Abstract

Ein Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines Netzwerkes mit Geräten, die mit Steckverbindern und Kabeln miteinander verbunden sind, bei dem eine SoIl- Konfiguration eines Netzwerks erstellt und in einer Datenbank eines Rechners des Netzwerkes gespeichert wird und bei dem die Sollkonfiguration unter Verwendung von Informationen, welche durch Auslesen der RFID-Tags gewonnen werden, einmal oder wiederholt überprüft wird.

Description

Elektrische Steckverbindung mit Kodierung und Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines Netzwerkes
Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines Netzwerkes.
Aus dem Stand der Technik sind Steckverbindungen bekannt, die miteinander zu verbindende elektrische Kontakte aufweisen, die im Bereich der Automatisierungstechnik je nach Art des verwendeten Busstandards unterschiedliche Kontakt- bzw. Pinbelegungen aufweisen. Um zu verhindern, dass Steckverbinderteile für unterschiedliche Bussysteme versehentlich zusammengesteckt werden, ist es bekannt, die Steckverbinderteile mit geometrischen Besonderheiten zu versehen (z.B. mit Stegen an einem der Steckverbinderteile und korrespondierenden Ausnehmungen am anderen der Steckverbinderteile), die ein Zusammenstecken nicht zusammengehöriger Steckverbinderteile verhindern.
Um derartige Steckverbindungen so weiterzubilden, dass eine weitergehende Si- cherheit gegen Fehlbeschaltungen gewährleistet ist, wird in der WO 2008/000656 derselben Anmelderin wenigstens eines der Steckverbinderteile mit einem RFID- Tag versehen (RFID := Radio Frequency Identification; in der deutschen Fachliteratur auch Funkerkennung oder Funkerkennungsbaustein genannt, der vorzugsweise einen Transponder und eine Sende-Empfangseinheit enthält und in ein übergeordne- tes Datenverarbeitungssystem integrierbar ist, um die Daten auf dem Tag verarbeiten zu können), in welchem Daten gespeichert oder speicherbar sind, die von einer korrespondierenden Empfangseinheit am korrespondierenden Steckverbinderteil auslesbar sind, wobei im Falle eines Zusammensteckens nicht kompatibler Steckerbinderteile direkt am Steckverbinder oder an einer übergeordneten Datenverarbei- tungseinheit eine Warnung abgegeben wird. Als besonders bevorzugte Variante wird ferner eine vorteilhafte Steckverbindung vorgeschlagen, bei welcher das Steckerteil und das Buchsenteil jeweils in ein zur Steckverbindung gehöriges Steckeradaptergehäuse bzw. ein Buchsenadaptergehäuse montierbar sind und bei der jeweils RFID-Tag und Induktivitäten an dem Stecker bzw. dem Buchsenadaptergehäuse angeordnet sind.
Diese Lösung hat sich an sich bewährt, soll aber mit Hilfe der Erfindung weiterentwickelt werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Die Anordnung zumindest der Antenne des RFID Tags an der Verriegelungshülse ist besonders vorteilhaft, da derart Schirmungen und dgl. den Betrieb des RFID-Tags nicht nachteilig beeinflussen können.
Daneben ist es ein besondere Ziel, die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Netzwerken in der Industrieautomatisierung (vorzugsweise Daten, aber auch Signale und Energie) zu steigern, indem das Netzwerk vor unbewusst vorgenommenen Änderungen (falsch gesteckte Steckverbindungen, Vertauschen von Kabeln, Fehlkonfiguration, etc.) und / oder bewusster Manipulation (unberechtigter und falscher Zugriff auf Steckverbindungen bzw. Eingänge, Einbruch von Dritten in das Netzwerk) geschützt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 2 und 7 gelöst. Anspruch 7 schafft ein Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines Netzwerkes mit Geräten, die mit Steckverbindern und Kabeln miteinander verbunden sind, bei dem eine Soll-Konfiguration eines Netzwerks erstellt und in einer Datenbank eines Rechners des Netzwerkes gespeichert wird und bei dem die Sollkonfiguration unter Verwendung von Informationen, welche durch Auslesen der RFID-Tags gewonnen werden, einmal oder wiederholt überprüft wird. Das Auslesen der RFID-Tags er- möglicht es, auf besonders einfache Weise die Konfiguration des Netzwerkes zu ü- berwachen. Fehlverbindungen können derart auf einfache Weise vermieden werden. Anspruch 2 schafft ein Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines industriellen Netzwerkes mit
- Automatisisierungsgeräten, i. an die an Schnittstellen mehrere Steckverbinder angeschlossen sind, ii. und ein RFID-Schreib-Lese-Geräte, und deren Schnittstellen mit RFID- Antennen versehen sind, wobei die RFID- Antennen mit dem RFID-Schreib-Lese-Gerät verbunden sind,
- Netzwerkkabel i. zumindest für eine Datenübertragung und/oder vorzugsweise auch für eine Übertragung von Signalen und Energie, ii. die mit Steckverbindern an einem oder an beiden Enden ausgerüstet sind iii. und die RFID-Transponder an beiden Enden der Kabel oder an beiden Steckverbindern aufweisen, und iv. die mit RFID-Antennen an beiden Enden der Kabel oder beiden Steckverbindern ausgerüstet sind, wobei die RFID-Antennen mit den RFID-Transpondern verbunden sind und v. wobei die RFID-Transponder mindestens einen eindeutigen Identi- fikator gespeichert haben und die RFID-Transponder optional einen frei beschreibbaren Speicher aufweisen, und
- wenigstens einem Rechner mit einer Datenbank, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) es wird eine S oll- Konfiguration eines Netzwerks erstellt und in der Datenbank gespeichert, b) die Automatisierungsgeräte erfassen eine Ist- Konfiguration, indem die Identi- fikatoren in den RFID-Transpondern der Steckverbinder zumindest beim Einstecken und vorzugsweise wiederholt, insbesondere zyklisch in der Betriebsphase ausgelesen und zusammen mit dem Identifikator für den betreffenden Port bzw. Eingang des Automatisierungsgeräts an einen Rechner im Gerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand gemeldet werden, c) der wenigstens eine Rechner - vorzugsweise im Automatisierungsgerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand - vergleicht die vom Benutzer definierte Soll-Konfiguration mit der von den Geräten er- fassten Ist-Konfiguration zyklisch, wobei in dem Fall, dass die Ist- und die Soll-Konfiguration übereinstimmen, keine Aktionen erfolgen und wobei in dem Fall, dass Unterschiede zwischen der Ist- und der S oll- Konfiguration festgestellt werden, eine Alarmaktion eingeleitet wird.
Automatisierungsgeräte der vorstehend genannten Art können beispielsweise Geräte der Netzwerkinfrastruktur (z.B. ein Switch oder ein Router) sein oder I/O- Geräte (Eingabe-/Ausgabegeräte) sein, wie insbesondere Sensoren, Aktoren, Initiatoren, Steuerungen usw.). Zum Ablauf der vorstehenden Programme dient ein vorzugsweise im Rechner gespeichertes Programm, wobei Schritt b) mittels eines
Engineeringstools oder durch ein Auslesen der Netzwerkverkabelung in der realen Anlage nach der Inbetriebnahme ausführbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auch weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines teilweise in Sprengansicht gezeigten Steckerteils und eines Buchsenteils einer erfindungsgemäßen Steckverbindung.
Fig. 1 zeigt eine Steckerverbindung mit einem ersten Steckverbinderteil - einem Steckerteil 1 - und einem korrespondierenden zweiten Steckverbinderteil - einem Buchsenteil, das in ein Buchsenadaptergehäuse 4 mit Flansch 8 eingesetzt und hier nicht zu erkennen ist Nach Fg. 1 sind das Steckerteil 1 und das Buchsenteil jeweils in vorteilhafter Art als RJ45-Stecker- und Buchsenteil ausgebildet, die jeweils in ein zur Steckverbindung gehöriges ein- oder hier mehrteiliges Steckeradaptergehäuse 3 bzw. ein Buchsen- adaptergehäuse 4 montierbar sind, um die an sich für eine Büroumgebung konzipier- ten Steckverbinderteile auch in rauerer Umgebung einsetzen zu können, so beispielsweise im Bereich der Automatisierungstechnik. Es ist auch denkbar, das Stecker- und das Buchsenteil auf andere Weise auszubilden, so in einem anderen Steckverbinderstandard und insbesondere auch als Stecker- und Buchsenteil für lichtleitende Kabel, aber auch nicht standardisierte Steckverbinder.
Wenigstens eines oder beide der Stecker- und Buchsenteile weist eine drahtlos ansprechbare Kodiervorrichtung auf, die als Funkerkennung ausgebildet ist (RFID-Tag 6) ausgebildet ist. Hier ist das RFID-Tag 6 jeweils vorteilhaft an dem Adaptergehäusegehäusen 3, 4 angeordnet, wobei das korrespondierende Steckverbinderteil - z.B. das Buchsenteil 4 - zumindest eine Empfangseinrichtung oder eine kombinierte
Sende- und Empfangseinheit aufweist, mit der es möglich ist, zumindest Daten aus dem RFID-Tag 6 abzufragen und vorzugsweise auch Daten in das RFID-Tag 6 zu schreiben. Zur Daten- und ggf. Energieübertragung mit dem RFID-Tag 6 können an diesem und ggf. dem korrespondierenden Steckverbinderteil jeweils Induktivitäten 9 verschiedener Bauform (siehe Fig. 3 oder Fig. 4) am Steckerteil 1 und am Buchsenteil 2 angeordnet sein, die z.B. als gedruckte Induktivitäten 9 auf einer Folie ausgebildet sein können oder als fest integrierte Induktivitäten.
Nach Fig.l sind insbesondere die als Antennen dienenden Induktivitäten 9 außen an den Adaptergehäusen 3, 4 angeordnet.
Das Adaptergehäuse 3 des Steckerteils weist eine äußere Verriegelungshülse 2 auf, die hier als Schiebehülse ausgebildet ist, die aber nach anderen Ausgestaltungen auch als Drehhülse (z.B. nach Art eines Bajonettverschlusses ausgestaltet werden kann). Wenn eine derartige Verriegelungshülse 2 vorhanden ist, wird zumindest die
Induktivität vorzugsweise an dieser Verriegelungshülse 2 außen angeordnet. Das korrespondierende Steckverbinderteil - hier das Buchsenteil - bzw. eine an dieses angeschlossene übergeordnete Steuerungseinrichtung sind derart ausgelegt, dass bei bzw. nach der erstmaligen Installation entweder eine individuelle Bezeichnung bzw. Adresse in das RFID-Tag 6 des Steckverbinderteils 1 eingeschrieben wird, die später aus diesem wieder abgesendet wird bzw. abfragbar ist und/oder dass zumindest im RFID-Tag 6 vorgespeicherten Informationen abfragen und an eine übergeordnetes Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden können, welche diese Information abspeichert.
Derart ist es möglich, auf einfache Weise sicherzustellen, dass nur zusammengehörige Steckverbinderteile miteinander verbunden werden, da im Falle der Fehlbe- schaltung eine Warnung z.B. an einer LED 7 angezeigt wird.
Zudem ist in dem Fall, dass das RFID-Tag 6 des einen Steckerbinderteils 1 vom an- deren Steckverbinderteil aus beschreibbar ist, möglich, dem Steckverbinderteil eine individuelle Adresse zuzuordnen und diese im Steckverbinderteil abzuspeichern.
Dabei bietet es sich aus Platzgründen an, die RFID-Tags 6, die Anzeigeeinrichtung 7 und die Einrichtung jeweils an den Adaptergehäusen 3, 4 und wenn vorhanden, vor- zugsweise der Verriegelungshülse 2, anzuordnen.
In Hinsicht auf die Handhabung ist es vorteilhaft, wenn die Fehler bereits voreilend vor dem Schließen der elektrischen Kontakte erkannt und angezeigt werden, so dass die Anzeigeeinrichtung (LED 7) beispielsweise bereits vor dem Zusammenstecken der beiden Steckverbinderteile 1, 2 leuchtet.
Wird das eine der Steckverbinderteile an einem Gehäuse - z.B. einem Verteilergehäuse - angeordnet, kann die Sende- und Empfangseinheit, mit welcher die Daten in das RFID-Tag eingeschrieben oder aus diesem abgefragt werden, auch an diesem Gehäuse angeordnet sein. Nach einer Weiterbildung der Erfindung zeichnen sich die Steckverbinderteile der Steckverbindung dadurch aus, dass vor, bei oder nach dem Kontaktschluss der elektrischen Kontakte der beiden Steckverbinderteile bei einem ersten Zusammenstecken von dem einen Steckverbinderteil in das RFID-Tag des zweiten Steckerbinderteils Informationen - insbesondere eine Datenadresse - geschrieben werden, die dort gespeichert werden. Wird die Steckverbindung später gelöst - z.B. für Wartungs- oder Reparaturarbeiten -, ist derart vor bei oder nach einem erneuten Zusammenstecken überprüfbar, ob die vorgespeicherte Adresse des zu kontaktierenden Steckverbinderteils korrekt ist. Derart können Fehlbeschaltungen nach Wartungs- und Reparatur- arbeiten besonders weitgehend vermieden werden.
Ergänzend können weitergehende Informationen gespeichert sein, so Typ und Art des zu verwendenden Steckverbinders als auch sonstige Daten.
Der Steckverbinder- Einsatz - also der eigentliche innere Steckverbinder 1 - hier z.B. ein RJ45- Steckerteil - umfasst die elektro-mechanischen Anschlüsse und Kontakte für die Signal- und Datenleitungen, ein Befestigungsbauteil für die Anschlüsse und Kontakte sowie in vielen Fällen Anschlüsse für ein Schirmgeflecht. Das Schirmgeflecht schützt die zu übertragenden Signale bzw. Daten vor der Störung durch in der Umgebung vorhandene elektromagnetische Strahlungen.
Das Steckverbinder-Adaptergehäuse 3 ggf. mit der Verriegelungshülse 2 dient der Befestigung des Steckverbinder-Einsatzes 1 und der Fixierung des Steckverbinder- Einsatzes in dem entsprechenden Gegenpart 2, 4 vorzugsweise inklusive Flansch 8. Außerdem dient er dem Schutz vor mechanischen Stößen, dem Eindringen vom
Flüssigkeiten und anderen Stoffen und vor Störung der zu übertragenden Daten und Signale durch elektromagnetische Felder.
Die Steckverbinderteile (bzw. -einsätze) 1 sowie die Steckverbinder- Adaptergehäuse 3, 4 sind vorzugsweise modular kombinierbar, das heißt in ein Steckverbinder-
Adaptergehäuse 3, 4 können je nach Anwendung verschiedene Einsätze für ver- schiedene zu übertragende Signale / Daten bzw. für verschiedene Übertragungsstandards montiert werden.
Für die optimale Funktionsfähigkeit der RFID-Kodierung ist es vorteilhaft, den RFID-Transponder nicht auf dem Steckverbinder-Einsatz, sondern wie dargestellt am Steckverbinder- Adaptergehäuse 3, 4 und dort besonders vorteilhaft - wenn vorhanden - an der Verriegelungshülse 2 - zu montieren: Durch die Montage des RFID- Transponders auf dem Steckverbinder- Adaptergehäuse 3, 4, 2 wird vermieden, dass das drahtlose Auslesen des RFID-Transponders mittels eines entsprechenden Lese- gerätes Störeinflüsse auf die zu übertragenden Signal bzw. Daten ausübt.
Umgekehrt verbessert die außen liegende Montage des RFID-Transponders dessen Auslesbarkeit, weil weniger absorbierendes Material des Steckverbinders zu durchdringen ist bzw. durch den größeren Abstand von dem im Wesentlichen aus Metall bestehenden Steckverbinder- Einsatz erheblich geringere Störeinflüsse zu erwarten sind.
Das gilt insbesondere im Fall geschirmter Leitungen, weil in diesem Fall der Schirm das Auslesen des RFID-Transponders erheblich erschweren, wenn nicht sogar ver- hindern würde. Metallische Steckverbinder-Adaptergehäuse würden das Auslesen eines auf dem Steckverbinder-Einsatz aufgebrachten RFID-Transponders vollständig verhindern. Die Montage des RFID-Transponder auf dem Steckverbinder- Adaptergehäuse ist vorteilhaft, weil dadurch das Auslesen nicht oder nur deutlich schwächer behindert wird.
Die Montage des RFID-Tags bzw. RFID-Transponders auf dem Steckverbinder- Adaptergehäuse 3, 4, 2 ist auch bzgl. der Flexibilität bei der Konfektionierung eines Kabels und der Kombination Steckverbinder-Adaptergehäuse und Steckverbinderteile, weil der Benutzer bei der Montage wahlfrei ist und beliebige Kombinationen einsetzen kann. Außerdem wird durch die Montage des RFID-Transponders auf dem Steckverbinder-Adaptergehäuse 3, 4 der Austausch eines Steckverbinder-Einsatzes im Fehlerfall erleichtert, weil die Konfiguration des entsprechenden Geräts nicht geändert werden muss.
Es ist auch eine Realisierung der Identifikations-Funktionalität durch eine RFID- basierte Steckerkodierung sowie eine RFID-basierte Erkennungseinrichtung in einem zugehörigen (hier nicht dargestellten) Automatisierungsgerät bewerkstelligt.
Die RFID-Erkennungseinrichtung besteht aus Antennen und einer Schreib-Lese-
Elektronik im Gehäuse des Automatisierungsgerätes, wobei die Antennen vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Steckplätze bzw. Buchsen angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung zeigt Fig. 2 der WO 2008/000656.
Vorzugsweise erfolgt eine untrennbare (bzw. nur durch Zerstörung trennbare) Befestigung des RFID-Transponders, bestehend aus einem RFID-Chip und einer Antenne, am Steckverbinder-Adaptergehäuse 3, 4. Eingesetzt wird vorzugsweise ein RFID- Chip mit einem fest beschriebenen und/oder einem beschreibbaren (einmalig und/oder mehrmalig) Speicherbereich. Dabei erfolgt eine Nutzung des fest beschrie- benen Speicherbereichs z.B. für die Kodierung einer eineindeutigen Hersteller-
Identifizierung. Es erfolgt ferner eine Nutzung des einmalig und/oder mehrmalig beschreibbaren Speicherbereichs z.B. für die Kodierung der zugehörigen Netzwerk- Adresse oder des zugehörigen Steckplatzes sowie vorzugsweise auch eine Steuerung des Geräteverhaltens (z.B. Konfigurieren oder Abschalten einzelner Steckplätze) über Eingriffe in die Gerätesteuerung auf Basis der ermittelten Identifikations-
Nummer, die aus dem fest beschriebenen und/oder dem beschreibbaren Speicherbereich des RFID-Tags ausgelesen wurde.
Es ist ein besondere Ziel, die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Netzwerken in der Industrieautomatisierung (vorzugsweise Daten, aber auch Signale und Energie) zu steigern, indem das Netzwerk vor unbewusst vorgenommenen Änderungen (falsch gesteckte Steckverbindungen, Vertauschen von Kabeln, Fehlkonfiguration, etc.) und / oder bewusster Manipulation (unberechtigter und falscher Zugriff auf Steckverbindungen/Ports bzw. Eingänge, Einbruch von Dritten in das Netzwerk) geschützt wird.
Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzwerks wird sichergestellt, indem die Ist-
Konfiguration einmal oder vorzugsweise wiederholt, insbesondere zyklisch mit der Soll-Konfiguration des Netzwerks abgeglichen wird.
Bei Übereinstimmung von Ist- und Soll-Konfiguration erfolgen keine Aktionen. Bei Abweichungen zwischen Ist und Soll werden Aktionen eingeleitet, z.B. eine A- larmmeldung, die Abschaltung des von der Abweichung betroffenen Steckverbindungen oder die Stilllegung des gesamten Netzwerks.
Um diesen Zweck zu erfüllen, basiert das im Folgenden beschriebene System aus Steckverbindern und Automatisierungsgeräten auf einer Kodierung mittels RFID.
Konkret umfasst das System folgende Bestandteile:
a) Automatisierungsgeräte, insbesondere netzwerkfähige Geräte (Switches, Router, Automatisierungsgeräte mit Netzwerk-Anschluss, etc., und/oder Feldbusgeräte wie Sensoren, Aktoren, Initiatoren usw.),
- die einen Speicher für die Konfiguration von Funktionen (Geräteparametern) und Netzwerkparametern besitzen,
- die ein RFID-Schreib-Lese-Gerät enthalten,
- deren Steckverbindungen bzw. Steckerverbindereingänge mit RFID- Antennen ausgerüstet sind und
- wobei die RFID-Antennen mit dem RFID-Schreib-Lese-Gerät verbunden sind. b) Netzwerkkabel (Kabel im Netzwerk) in der Regel für die Datenübertragung, und/oder für die Übertragung von Signalen und Energie), - die mit Steckverbindern an einem oder an beiden Enden ausgerüstet sind, - die RFID-Transponder an beiden Enden der Kabel oder an beiden Steckverbindern aufweisen,
- die mit RFID- Antennen an beiden Enden der Kabel oder beiden Steckverbindern ausgerüstet sind, - wobei die RFID- Antennen mit den RFID-Transpondern verbunden sind,
- die RFID-Transponder einen eindeutigen Identifikator gespeichert haben und
- die RFID-Transponder einen frei beschreibbaren Speicher besitzen
c) wenigstens eine Datenbank (einen Speicher eines Rechners), in der die SoIl- Konfiguration des Netzwerks inkl. der Soll- Verkabelung und der Soll-
Netzwerkparametern sowie die S oll- Konfiguration der Automatisierungsgeräte im Netzwerk hinterlegt sind.
Die S oll- Konfiguration für das Netzwerk ist vorzugsweise definiert über - die Zuweisung der jeweils zugelassenen und gültigen Funktionen und Netzwerkparameter (Netzwerkadressen, Subnetzwerke, Netzwerkvariablen, Freischalten von Versorgungsenergie über die Steckverbindungen, etc.) zu den spezifischen Steckverbindungen bzw. Eingängen des betreffenden netzwerkfähigen Automatisierungsgeräts, - die Zuweisung der jeweils zugelassenen und gültigen Verbindungen zwischen den Steckverbindungen bzw. Eingängen zweier Automatisierungsgeräte, sowie
- die Zuweisung der für eine spezifische Verbindung zwischen den Steckverbindungen zweier netzwerkfähiger Automatisierungsgeräte zugelassenen Netzwerkkabel zu den spezifischen Steckverbindungen. - die Zuweisung von eindeutigen Identifikatoren zu den Steckverbindern und den
Steckverbindungen der Geräte, wobei i. die Identifikatoren der Steckverbinder in den RFID-Transpondern an den Steckverbinder abgelegt sind, und ii. die Identifikatoren der Steckverbindungen sich durch die feste (nicht änderbare) Geräteprogrammierung ergeben. Mit einer derartigen Anordnung lässt sich ein Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines industriellen Netzwerkes realisieren, das folgende Schritte umfasst: a) es wird z.B. mittels eines Planungstools eine Soll-Konfiguration des Netz- werks erstellt, wobei vorzugsweise die oben genannten Daten definiert und verknüpft werden, b) die so erstellte S oll- Konfiguration wird in die Datenbank auf dem netzwerkfähigen Automatisierungsgerät geladen. Das erfolgt entweder über eine am Gerät vorhandene Netzwerkschnittstelle oder mittels eines speziellen Konfi- gurationsgeräts über eine spezielle Schnittstelle (Alternativ kann der Benutzer dem netzwerkfähigen Automatisierungsgerät die S oll- Konfiguration anlernen („Teach In"), indem ein vorab verkabelter und konfigurierter Zustand des Netzwerks und der netzwerkfähigen Automatisierungsgeräte erfasst und im Konfigurationsspeicher der Automatisierungsgeräte abgespeichert wird.) c) die Automatisierungsgeräte erfassen die Ist- Konfiguration, indem die Identi- fikatoren in den RFID-Transpondern der Steckverbinder zumindest beim Einstecken, vorzugsweise wiederholt, insbesondere zyklisch in der Betriebsphase ausgelesen und zusammen mit dem Identifikator für den betreffenden Port bzw. Eingang des Automatisierungsgeräts an einen Rechner im Gerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand gemeldet werden; und d) der Rechner im Gerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand vergleichen die vom Benutzer definierte S oll- Konfiguration mit der von den Geräten erfassten Ist-Konfiguration, vorzugsweise zyklisch. Falls die Ist- und die S oll- Konfiguration übereinstimmen, erfolgen keine Aktionen. Falls Unterschiede zwischen der Ist- und der S oll- Konfiguration festgestellt werden, wird eine Aktion eingeleitet, z.B. eine Alarmmeldung, die Abschaltung des von der Abweichung betroffenen Steckverbindungen oder die Stilllegung des gesamten Netzwerks. Bezugszeichen
Steckerteil 1
Verriegelungshülse 2.
Steckeradaptergehäuse 3
Buchsenadaptergehäuse 4
RFID-Tag 6
Anzeigeeinrichtung 7
Flansch 8
Induktivitäten 9
Verriegelungshülse 10

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Steckverbindung mit einem ersten Steckverbinderteil - insbesondere einem Steckerteil (1) und einem korrespondierenden zweiten Steckverbinderteil - insbesondere einem Buchsenteil (2) - mit zusammensteckbaren elektrischen
Kontakten, wobei die Steckverbindung mit einer Kodiervorrichtung versehen ist, die dazu ausgelegt ist, eine Fehlbe Schaltung durch Zusammenstecken nicht zusammengehöriger Steckverbinderteile zu vermeiden, wozu wenigstens eines der Steckverbinderteile (1, 2) als Kodiereinrichtung ein drahtlos ansprechbares RFID-Tag (6) aufweist, wobei am korrespondierenden Steckverbinderteil oder an einem Gehäuse, an welchem das korrespondierende Steckverbinderteil (1, 2) angeordnet ist, zumindest eine Einrichtung (8) zum Empfang von dem RFID-Tag (6) abgesandten Daten angeordnet ist, wobei das Steckerteil (1) und das Buchsenteil (2) jeweils in ein zur Steckverbindung gehöriges Steckeradaptergehäuse (3) bzw. ein Buchsenadaptergehäuse (4) montierbar sind und wobei das RFID-
Tag (6) und/oder zugehörige Induktivitäten (9) an einer Verriegelungshülse (10) des Steckeradaptergehäuses und an dem Buchsenadaptergehäuse (2) angeordnet sind.
2. Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines industriellen Netzwerkes mit
- Automatisisierungsgeräten, i. an die an Schnittstellen mehrere Steckverbinder angeschlossen sind, ii. und ein RFID-Schreib-Lese-Geräte, und deren Schnittstellen mit
RFID- Antennen versehen sind, wobei die RFID- Antennen mit dem RFID-Schreib-Lese-Gerät verbunden sind,
- Netzwerkkabel i. zumindest für eine Datenübertragung und vorzugsweise auch für eine Übertragung von Signalen und Energie, ii. die mit Steckverbindern an einem oder an beiden Enden ausgerüstet sind iii. und die RFID-Transponder an beiden Enden der Kabel oder an beiden Steckverbindern aufweisen, und iv. die mit RFID-Antennen an beiden Enden der Kabel oder beiden
Steckverbindern ausgerüstet sind, wobei die RFID-Antennen mit den RFID-Transpondern verbunden sind und v. wobei die RFID-Transponder einen eindeutigen Identifikator gespeichert haben und die RFID-Transponder einen frei beschreibba- ren Speicher aufweisen, und
- wenigstens einem Rechner mit einer Datenbank, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) es wird eine Soll-Konfiguration eines Netzwerks erstellt und in der Datenbank gespeichert, b) die Automatisierungsgeräte erfassen eine Ist- Konfiguration, indem die I- dentifikatoren in den RFID-Transpondern der Steckverbinder zumindest beim Einstecken und vorzugsweise wiederholt, insbesondere zyklisch in der Betriebsphase ausgelesen und zusammen mit dem Identifikator für den betreffenden Port bzw. Eingang des Automatisierungsgeräts an einen Rechner im Gerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand gemeldet werden, c) der wenigstens eine Rechner - vorzugsweise im Automatisierungsgerät selbst oder in einem übergeordneten Steuerungsrechner oder Leitstand - vergleicht die vom Benutzer definierte S oll- Konfiguration mit der von den Geräten erfassten Ist-Konfiguration zyklisch, wobei in dem Fall, dass die
Ist- und die Soll-Konfiguration übereinstimmen, erfolgen keine Aktionen erfolgen und wobei dem Fall, dass Unterschiede zwischen der Ist- und der Soll-Konfiguration festgestellt werden, wird eine Alarmaktion eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmfunktion eine Alarmmeldung, die Abschaltung der von der Abweichung betroffenen Steckverbindungen oder die Stilllegung des gesamten Netzwerks ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Planungstools eine S oll- Konfiguration des Netzwerks erstellt, wobei vorzugsweise die oben genannten Daten definiert und verknüpft werden
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erstellte Soll-Konfiguration in die Datenbank, vorzugsweise auf dem netzwerkfähigen Automatisierungsgerät, geladen wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die S oll- Konfiguration der Automatisierungsgeräte, die im Netzwerk hinter- legt sind, definiert ist über i. die Zuweisung der jeweils zugelassenen und gültigen Funktionen und Netzwerkparameter (Netzwerkadressen, Subnetzwerke, Netzwerkvariablen, Freischalten von Versorgungsenergie über die Steckverbindungen, etc.) zu den spezifischen Steckverbin- düngen bzw. Eingängen des betreffenden netzwerkfähigen Automatisierungsgeräts, ii. die Zuweisung der jeweils zugelassenen und gültigen Verbindungen zwischen den Steckverbindungen bzw. Eingängen zweier Automatisierungsgeräte, sowie iii. die Zuweisung der für eine spezifische Verbindung zwischen den Steckverbindungen zweier netzwerkfähiger Automatisierungsgeräte zugelassenen Netzwerkkabel zu den spezifischen Steckverbindungen. iv. die Zuweisung von eindeutigen Identifikatoren zu den Steckverbindern und der Steckverbindungen der Geräte, wobei v. die Identifikatoren der Steckverbinder in den RFID-Transpondern an den Steckverbinder abgelegt sind, und vi. die Identifikatoren der Steckverbindungen sich durch die feste
(nicht änderbare) Geräteprogrammierung ergeben.
7. Verfahren zur Überwachung der Konfiguration eines Netzwerkes mit Geräten, die mit Steckverbindern und Kabeln miteinander verbunden sind, bei dem eine Soll-Konfiguration eines Netzwerks erstellt und in einer Datenbank eines Rechners des Netzwerkes gespeichert wird und bei dem die Sollkonfiguration unter Verwendung von Informationen, welche durch Auslesen der RFID-Tags gewonnen werden, zumindest einmal oder wiederholt überprüft wird.
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