WO2019096629A1 - Kommunikationssystem der automatisierungs- und prozesstechnik sowie y-weicheneinheit für ein solches kommunikationssystem - Google Patents

Kommunikationssystem der automatisierungs- und prozesstechnik sowie y-weicheneinheit für ein solches kommunikationssystem Download PDF

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WO2019096629A1
WO2019096629A1 PCT/EP2018/080311 EP2018080311W WO2019096629A1 WO 2019096629 A1 WO2019096629 A1 WO 2019096629A1 EP 2018080311 W EP2018080311 W EP 2018080311W WO 2019096629 A1 WO2019096629 A1 WO 2019096629A1
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communication system
data
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Alfred Wagner
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Ifm Electronic Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a communication system of automation technology according to the preamble of claim 1 and a Y-turnout unit for such a communication system according to the preamble of claim 6.
  • sensors In automation and process technology, sensors or
  • Measuring instruments are used which measure the acquired measured value - e.g. Pressure, temperature, flow, but also distance or vibration - in this measured value
  • Plug connection but sometimes also offer wireless for further processing of a parent control unit, for example.
  • a PLC Personal Communications Commission
  • a typical measuring device initially consists of a sensor element, also referred to as a measuring transducer, which serves to detect and convert a physical measured quantity of a process value into a measuring signal. Furthermore, an evaluation unit is provided which is frequently designed as a microcontroller and in which the measurement signals generated by the sensor element are processed, i. reinforced, and mostly already processed. On the output side, the evaluation unit is connected to a communication interface via which the processed data is processed
  • Measuring signals can be transmitted to the aforementioned control unit.
  • the IO-Link standard is a special communication system of the
  • the IO-Link standard is standardized in the standard IEC 61131 -9 under the designation "Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators" (SDCI).
  • SDCI Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators
  • the standardization encompasses both the electrical connection data and a digital communication protocol via which the sensors and actuators communicate with the control unit. As digitization progresses, there is an increasing need for data from the sensor as well as between the sensor and the sensor
  • Control unit exchanged communication data to get a
  • the object of the invention is to further develop a communication system of the automation and process technology in such a way that it enables the user to be able to access the data of a sensor located in the communication system in a simple manner.
  • the object is achieved with a communication system with the features of claim 1 and a Y-turnout unit for such
  • the communication line via which, according to the IO-Link standard, the controller as the data receiver and a sensor as the data source exchange digital data as voltage signals is subdivided into two sub-lines and a Y-diverter unit is used at the connection point.
  • the term 'Y-turnout unit' results from the fact that the sensor side, a first port and
  • control side a second and a third connection are provided.
  • the control is at the second connection and another at the third connection
  • the Y-turnout unit comprises a microcontroller in which the sensor is simulated by software, so that the further data receiver can interrogate data of the sensor without having to directly access or intervene on the sensor or its communication with the control.
  • the signals from the first port to the second port, i. from sensor to control, in the Y-turnout unit passed on directly and unchanged, are looped through, so to speak, while the
  • Connection between the first and third connection is characterized in that the signals are routed here in the Y-turnout unit via the microcontroller.
  • both the controller and the other data receiver "see” the sensor completely independently of each other, creating a digital twin. It is thus created a possibility, virtually simulate the sensor outside the actual connection between the sensor and control or imitate, so to speak, to allow access to its data without unduly influence the communication with the controller.
  • the additional data receiver can process the sensor data only read.
  • a kind of firewall and thus a high degree of security is achieved, since any interference with the control network is prevented, while at the same time, however, the sensor data outside the control network can be accessed.
  • Data receiver has an interface for connection to a corporate network and / or a portable data processing device (tablet, smartphone, laptop, etc.).
  • the connection can be wired, for example via LAN or USB, but also wirelessly, eg via Bluetooth or WLAN. This makes it possible to read out the sensor data from the data receiver and process it further.
  • the sensor data are then - independently of each other - both in the control network and in a conventional corporate network or on mobile computing devices available, despite a frequently required strict separation of these two networks.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that all three terminals are configured identically, i. All three connections have at least one pin for the IO-Link signals, one pin for analog signals and two pins for the power supply and can be contacted via identical connectors.
  • Figure 1 shows an inventive communication system of automation and process technology
  • FIG. 2 is a block diagram of a Y-turnout unit according to the invention.
  • like reference characters designate like or similar components.
  • FIG. 1 shows schematically an inventive communication system 1 of the automation and process technology is shown.
  • the focus is a Y-turnout unit 10 with three terminals 10a, 10b, 10c, wherein a first terminal 10a is arranged on the sensor side and the other two terminals 10b, 10c are arranged on the control side.
  • a sensor 3 is connected. This can be any type of sensor or measuring device, the or in the
  • Temperature, flow or level sensor is an intelligent sensor that is suitable for exchanging digital data with a controller, eg a PLC, according to the IO-Link standard.
  • a controller eg a PLC
  • this primarily means data which characterizes the sensor itself, such as e.g. a serial number, an identifier, diagnostic or
  • the senor 3 is connected directly and directly via a communication line with the controller 2. If the operator of such
  • the data receiver 4 optionally has a dashed line because of this
  • Interface 5 for connection to a company network 5a and / or a portable data processing device (tablet, smartphone, laptop, etc.).
  • the connection can be wired, for example via LAN, USB, or wireless, for example. Via Bluetooth or Wi-Fi, done. This makes it possible to read the sensor data from the data receiver 4 and process it further.
  • Sensor data are then - independently of each other - both in the control network 2 and in a conventional company network 5a or on mobile
  • the Y-turnout unit 10 is shown in detail in the form of a block diagram.
  • the three terminals 10a, 10b, 10c each comprise four pins, where by "+” and “-” respectively the positive and negative operating voltage is meant. In order not to overload the figure was dispensed with an explicit wiring of these pins and the connection options therefore only hinted.
  • there is one pin each for tapping the acquired measured values here by way of example in the form of an analog signal, as well as a pin via which digital signals are transmitted according to the IO-Link standard.
  • all three ports are configured identically, i. All three connections can be contacted via identical connectors.
  • both the line for the analog signal and the line for the IO-link signal are split and fed directly to the second connection 10b, to which the control 2 is connected , and on the other hand, the third terminal 10c supplied to the other data receiver 4 is connected, wherein the IO-link signal before a microcontroller 11 is supplied, which includes a protocol analyzer and an IO-Link stack.
  • the sensor 3 is software-wise, i. virtually replicated.
  • This virtual simulation occurs in such a way that the sensor data arriving at the first connection 10a are examined by a protocol analyzer as to whether they are data according to the IO-Link protocol.
  • Replica key data are exchanged in the run-up phase between the controller 2 and the sensor 3.
  • the device description of the sensor 3 also referred to as IODD
  • the special feature here is that it is just a device stack, not a master stack. This defines basic permissions, in particular the ability to write. Since the possibility of writing access to the sensor 3, is reserved exclusively a master stack, a firewall function is already set up here and prevents access from the perspective of the data receiver 4 to the sensor 3. In addition, the firewall function is additionally strengthened, because in the protocol analyzer the write access to the sensor 3 is also prevented by software.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik, mit einer Steuerung (2) als Datenempfänger und einem Sensor (3) als Datenquelle, die nach dem IO-Link-Standard über eine Kommunikationsleitung digitale Daten als Spannungssignale austauschen. Um es dem Anwender zu ermöglichen, auf einfache Weise auf die Daten eines in dem Kommunikationssystem befindlichen Sensors zugreifen zu können, ist die Kommunikationsleitung in zwei Teilleitungen unterteilt und an der Verbindungsstelle ist eine Y-Weicheneinheit (10) eingesetzt, wobei an der Y-Weicheneinheit (10) sensorseitig ein erster Anschluss (10a) und steuerungsseitig ein zweiter und ein dritter Anschluss (10b, 10c) vorgesehen sind, wobei am zweiten Anschluss (10b) die Steuerung (2) und an dem dritten Anschluss (10c) ein weiterer Datenempfänger (4) angeschlossen ist, und wobei die Y-Weicheneinheit (10) einen Mikrocontroller (11) umfasst, in dem der Sensor (3) softwaremäßig nachgebildet ist, so dass der weitere Datenempfänger (4) Daten des Sensors (3) abfragen kann, ohne auf den Sensor (3) oder dessen Kommunikation mit der Steuerung (2) direkt zu- bzw. eingreifen zu müssen.

Description

Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik sowie Y- Weicheneinheit für ein solches Kommunikationssystem
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem der Automatisierungstechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Y-Weicheneinheit für ein solches Kommunikationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
In der Automatisierungs- und Prozesstechnik kommen häufig Sensoren bzw.
Messgeräte zum Einsatz, die den erfassten Messwert - z.B. Druck, Temperatur, Durchfluss, aber auch Abstand oder Vibration - in ein diesen Messwert
repräsentierendes Ausgangssignal in Form eines analogen oder digitalen Strom- oder Spannungssignals umwandeln und dieses Signal an ihrem Kabel- oder
Steckeranschluss, aber teilweise auch drahtlos zur weiteren Verarbeitung einer übergeordneten Steuereinheit anbieten, bspw. einer SPS.
Ein typisches Messgerät besteht zunächst aus einem Sensorelement, auch als Messwertaufnehmer bezeichnet, das der Erfassung und Umwandlung einer physikalischen Messgröße eines Prozesswerts in ein Messsignal dient. Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die häufig als Mikrocontroller ausgeführt ist und in der die vom Sensorelement generierten Messsignale aufbereitet, d.h. verstärkt, und zumeist auch schon verarbeitet werden. Die Auswerteinheit ist ausgangsseitig mit einer Kommunikationsschnittstelle verbunden, über die die aufbereiteten
Messsignale an die bereits erwähnte Steuereinheit übertragen werden können.
Darüber hinaus ist in der Automatisierungstechnik die Verwendung eines Standard- Kommunikations-Schnittstellentreiber bekannt, der dem IO-Link-Standard entspricht. Der IO-Link-Standard ist ein spezielles Kommunikationssystem der
Industrieautomatisierung, der zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren, die auch als Feldgeräte bezeichnet werden, an die Steuereinheit dient. Der IO-Link- Standard ist in der Norm IEC 61131 -9 unter der Bezeichnung„Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators“ (SDCI) normiert. Die Standardisierung umfasst dabei sowohl die elektrischen Anschlussdaten als auch ein digitales Kommunikationsprotokoll, über das die Sensoren und Aktoren mit der Steuereinheit in Datenaustausch treten. lm Zuge der allgemein fortschreitenden Digitalisierung besteht ein zunehmender Bedarf, an Daten des Sensors sowie an die zwischen dem Sensor und der
Steuereinheit ausgetauschten Kommunikationsdaten zu gelangen, um eine
Überwachung oder Auswertung von einzelnen Daten auch außerhalb der Steuerung vornehmen zu können. Allerdings ist es mit erheblichem Aufwand verbunden und dem Anlagenbetreiber zum Teil sogar untersagt, nachträglich in das eingerichtete Kommunikationssystem zwischen Steuerung und Sensor einzugreifen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik derart weiterzubilden, dass es dem Anwender ermöglicht, auf einfache Weise auf die Daten eines in dem Kommunikationssystem befindlichen Sensors zugreifen zu können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Y-Weicheneinheit für ein solches
Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist die Kommunikationsleitung, über die nach dem IO-Link- Standard die Steuerung als Datenempfänger und ein Sensor als Datenquelle digitale Daten als Spannungssignale austauschen, in zwei Teilleitungen unterteilt und an der Verbindungsstelle eine Y-Weicheneinheit eingesetzt. Der Begriff ,Y-Weicheneinheit‘ ergibt sich aus der Tatsache, dass sensorseitig ein erster Anschluss und
steuerungsseitig ein zweiter und ein dritter Anschluss vorgesehen sind. Dabei ist am zweiten Anschluss die Steuerung und an dem dritten Anschluss ein weiterer
Datenempfänger angeschlossen. Des Weiteren umfasst die Y-Weicheneinheit einen Mikrocontroller, in dem der Sensor softwaremäßig nachgebildet ist, so dass der weitere Datenempfänger Daten des Sensors abfragen kann, ohne auf den Sensor oder dessen Kommunikation mit der Steuerung direkt zu- bzw. eingreifen zu müssen. Entscheidend dabei ist also, dass die Signale vom ersten Anschluss zum zweiten Anschluss, d.h. vom Sensor zu Steuerung, in der Y-Weicheneinheit direkt und unverändert weitergegeben, sozusagen durchgeschleift werden, während die
Verbindung zwischen erstem und drittem Anschluss dadurch gekennzeichnet ist, dass die Signale hier in der Y-Weicheneinheit über den Mikrocontroller geführt werden. lm Ergebnis„sehen“ damit - völlig unabhängig voneinander - sowohl die Steuerung als auch der weitere Datenempfänger den Sensor, wodurch ein digitaler Zwilling geschaffen wurde. Es ist also eine Möglichkeit geschaffen, den Sensor außerhalb der eigentlichen Verbindung zwischen Sensor und Steuerung sozusagen virtuell nachzubilden bzw. zu imitieren, um den Zugriff auf dessen Daten zuzulassen, ohne in unzulässiger Weise die Kommunikation mit der Steuerung zu beeinflussen.
Anders als die Steuerung, die lesend und schreibend auf den Sensor zugreifen kann, kann der weitere Datenempfänger die Sensordaten nur lesend verarbeiten. Es wird also eine Art Firewall und damit ein hohes Maß an Sicherheit erreicht, da jedweder Eingriff in das Steuerungsnetz verhindert wird, während gleichzeitig aber auf die Sensordaten außerhalb des Steuerungsnetzes zugegriffen werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der weitere
Datenempfänger eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Firmennetzwerk und/oder einem tragbaren Datenverarbeitungsgerät (Tablet, Smartphone, Laptop etc.) aufweist. Die Verbindung kann dabei drahtgebunden, bspw. über LAN oder USB, aber auch drahtlos, bspw. via Bluetooth oder WLAN, erfolgen. Damit besteht die Möglichkeit, die Sensordaten aus dem Datenempfänger auslesen und weiter verarbeiten zu können. Die Sensordaten sind dann - unabhängig voneinander - sowohl im Steuerungsnetz als auch in einem herkömmlichen Firmennetzwerk bzw. auf mobilen Datenverarbeitungsgeräten verfügbar, und das trotz einer häufig geforderten strikten Trennung dieser beiden Netze.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass alle drei Anschlüsse identisch ausgestaltet sind, d.h. alle drei Anschlüsse verfügen zumindest über einen Pin für die IO-Link-Signale, einen Pin für Analogsignale und jeweils zwei Pins für die Spannungsversorgung und sind über identische Stecker kontaktierbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik und
Figur 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Y-Weicheneinheit. Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
In Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem 1 der Automatisierungs- und Prozesstechnik dargestellt. Im Mittelpunkt steht eine Y- Weicheneinheit 10 mit drei Anschlüssen 10a, 10b, 10c, wobei ein erster Anschluss 10a sensorseitig angeordnet ist und die anderen beiden Anschlüsse 10b, 10c steuerungsseitig angeordnet sind.
An dem ersten Anschluss 10a ist ein Sensor 3 angeschlossen. Dabei kann es sich um jedwede Art von Sensor bzw. Messgerät handeln, der bzw. das in der
Automatisierungs- und Prozesstechnik üblich ist, insbesondere ein Druck-,
Temperatur-, Strömungs- oder Füllstandsensor. Entscheidend ist, dass es sich dabei um einen intelligenten Sensor handelt, der zum Austausch von digitalen Daten mit einer Steuerung, bspw. einer SPS, nach dem IO-Link-Standard geeignet ist. Neben den reinen Messdaten sind damit vor allem Daten gemeint, die den Sensor selbst kennzeichnen, wie z.B. eine Seriennummer, eine Kennung, Diagnose- oder
Parameterdaten.
Eigentlich ist der Sensor 3 direkt und unmittelbar über eine Kommunikationsleitung mit der Steuerung 2 verbunden. Wenn der Betreiber einer solchen
Kommunikationsanlage aber die Daten des Sensors 3 oder an die zwischen dem Sensor 3 und der Steuerung 2 ausgetauschten Kommunikationsdaten zwecks Überwachung oder Auswertung gelangen möchte, war er an die Möglichkeiten gebunden, die ihm die Steuerung bietet. Durch das Einsetzen der Y-Weicheneinheit 10 zwischen Sensor 3 und Steuerung 2 wird die geforderte direkte Verbindung nicht gestört oder unterbrochen. Dem Betreiber wird dadurch jedoch eine Möglichkeit gegeben, auch ohne diese direkte Verbindung zu beeinflussen und damit auf zulässige Weise, die gewünschten Daten von einem weiteren Datenempfänger 4 abgreifen zu können. Die Steuerung 2 ist am zweiten Anschluss 10b und der weitere Datenempfänger 4 am dritten Anschluss 10c an der Y-Weicheneinheit 10
angeschlossen. Denkbar ist, die Verbindung zwischen der Y-Weicheneinheit 10 und dem weiteren Datenempfänger 4 auch drahtlos auszugestalten, wodurch sich ein hohes Maß an Flexibilität ergibt. Der Datenempfänger 4 weist optional, deswegen gestrichelt dargestellt, eine
Schnittstelle 5 zur Verbindung mit einem Firmennetzwerk 5a und/oder einem tragbaren Datenverarbeitungsgerät (Tablet, Smartphone, Laptop etc.) auf. Die Verbindung kann dabei drahtgebunden, bspw. über LAN, USB, oder drahtlos, bspw. via Bluetooth oder WLAN, erfolgen. Damit besteht die Möglichkeit, die Sensordaten aus dem Datenempfänger 4 auslesen und weiter verarbeiten zu können. Die
Sensordaten sind dann - unabhängig voneinander - sowohl im Steuerungsnetz 2 als auch in einem herkömmlichen Firmennetzwerk 5a bzw. auf mobilen
Datenverarbeitungsgeräten verfügbar.
In Figur 2 ist die Y-Weicheneinheit 10 detailliert in Form eines Blockschaltbilds dargestellt. Die drei Anschlüsse 10a, 10b, 10c umfassen jeweils vier Pins, wobei mit „+“ und„-“jeweils die positive bzw. negative Betriebsspannung gemeint ist. Um die Figur nicht zu überfrachten wurde auf eine explizite Verdrahtung dieser Pins verzichtet und die Anschlussmöglichkeiten daher nur angedeutet. Des Weiteren gibt es jeweils einen Pin für den Abgriff der erfassten Messwerte, hier beispielhaft in Form eines Analogsignals, sowie einen Pin, über den digitale Signale nach dem IO- Link-Standard übertragen werden. Bevorzugt sind alle drei Anschlüsse identisch ausgestaltet, d.h. alle drei Anschlüsse sind über identische Stecker kontaktierbar.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, werden nach dem ersten Anschluss 10a sowohl die Leitung für das Analogsignal als auch die Leitung für das IO-Link-Signal aufgeteilt und zum einen direkt dem zweiten Anschluss 10b zugeführt, an dem die Steuerung 2 angeschlossen ist, und zum anderen dem dritten Anschluss 10c zugeführt, an dem der weitere Datenempfänger 4 angeschlossen ist, wobei das IO-Link-Signal zuvor noch einem Mikrocontroller 11 zugeführt wird, der einen Protokollanalysator sowie einen IO-Link Stack umfasst. Hier wird der Sensor 3 softwaremäßig, d.h. virtuell nachgebildet.
Diese virtuelle Nachbildung passiert dabei so, dass die am ersten Anschluss 10a ankommenden Sensordaten von einem Protokollanalysator dahingehend untersucht werden, ob es Daten gemäß des IO-Link Protokolls sind. Die für die virtuelle
Nachbildung wichtigsten Daten werden dabei in der Hochlaufphase zwischen der Steuerung 2 und dem Sensor 3 ausgetauscht. Für den Fall, dass die Hochlaufphase nicht erfasst werden kann, kann alternativ auch die Device Description des Sensors 3, auch als IODD bezeichnet, auf den Microcontroller 11 aufgespielt werden. Das Besondere hierbei ist, dass es sich dabei nur um einen Device-Stack, und nicht um einen Master-Stack handelt. Damit sind grundlegende Berechtigungen, wie insbesondere die Schreibmöglichkeit, definiert. Da die Möglichkeit, schreibend auf den Sensor 3 zugreifen zu können, ausschließlich einem Master-Stack Vorbehalten ist, ist hier bereits eine Firewall-Funktion eingerichtet und der Zugriff aus Sicht des Datenempfängers 4 auf den Sensor 3 verhindert. Darüber hinaus wird die Firewall- Funktion zusätzlich verstärkt, da im Protokollanalysator der Schreibzugriff auf den Sensor 3 softwaremäßig ebenfalls verhindert wird.
Bezugszeichenliste
1 Kommunikationssystem
2 Steuerung, SPS
3 Sensor
4 Datenempfänger
5 Schnittstelle
5a Firmennetzwerk
10 Y-Weicheneinheit
10a erster Anschluss
10b zweiter Anschluss 10c dritter Anschluss
11 Mikrocontroller

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik,
mit einer Steuerung (2) als Datenempfänger und einem Sensor (3) als Datenquelle, die nach dem IO-Link-Standard über eine
Kommunikationsleitung digitale Daten als Spannungssignale austauschen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsleitung in zwei Teilleitungen unterteilt ist und an der Verbindungsstelle eine Y-Weicheneinheit (10) eingesetzt ist,
wobei an der Y-Weicheneinheit (10) sensorseitig ein erster Anschluss (10a) und steuerungsseitig ein zweiter und ein dritter Anschluss (10b, 10c) vorgesehen sind,
wobei am zweiten Anschluss (10b) die Steuerung (2) und an dem dritten Anschluss (10c) ein weiterer Datenempfänger (4) angeschlossen ist, wobei die Y-Weicheneinheit (10) einen Mikrocontroller (11 ) umfasst, in dem der Sensor (3) softwaremäßig nachgebildet ist, so dass der weitere
Datenempfänger (4) Daten des Sensors (3) abfragen kann, ohne auf den Sensor (3) oder dessen Kommunikation mit der Steuerung (2) direkt zu- bzw. eingreifen zu müssen,
und wobei Signale vom ersten Anschluss (10a) zum zweiten Anschluss (10b) in der Y-Weicheneinheit (10) direkt und unverändert weitergegeben werden, während Signale zwischen dem ersten Anschluss (10a) und dem dritten Anschluss (10c) in der Y-Weicheneinheit (10) über den Mikrocontroller (11 ) geführt werden.
2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (11 ) einen
Protokollanalysator sowie einen Protokollstack nach dem IO-Link-Standard umfasst.
3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Protokollstack als Device-Stack ausgebildet ist, der prinzipiell keine Schreibzugriffe erlaubt.
4. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Datenempfänger (4) eine
Schnittstelle (5) zur Verbindung mit einem Firmennetzwerk (5a) und/oder einem tragbaren Datenverarbeitungsgerät aufweist.
5. Kommunikationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass alle drei Anschlüsse (10a, 10b, 10c) identisch ausgestaltet sind.
6. Y-Weicheneinheit für ein Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik, das eine Steuerung (2) als Datenempfänger und einen Sensor (3) als Datenquelle umfasst,
wobei zwischen Steuerung (2) und Sensor(3) digitale Daten nach dem IO- Link-Standard über eine Kommunikationsleitung als Spannungssignale ausgetauscht werden, dadurch gekennzeichnet, dass sensorseitig ein erster Anschluss (10a) und steuerungsseitig ein zweiter und ein dritter Anschluss (10b, 10c) vorgesehen sind,
wobei der zweite Anschluss (1 Ob) zur Verbindung mit der Steuerung (2) vorgesehen ist und der dritte Anschluss (10c) zur Verbindung mit einem weiteren Datenempfänger (4) vorgesehen ist,
wobei die Y-Weicheneinheit (10) einen Mikrocontroller (11 ) umfasst, in dem der Sensor (3) softwaremäßig nachgebildet ist, so dass der weitere
Datenempfänger (4) Daten des Sensors (3) abfragen kann, ohne auf den Sensor (3) oder dessen Kommunikation mit der Steuerung (2) direkt zu- bzw. eingreifen zu müssen,
und wobei Signale vom ersten Anschluss (10a) zum zweiten Anschluss (10b) in der Y-Weicheneinheit (10) direkt und unverändert weitergegeben werden, während Signale zwischen dem ersten Anschluss (10a) und dem dritten Anschluss (10c) in der Y-Weicheneinheit (10) über den Mikrocontroller (11 ) geführt werden.
PCT/EP2018/080311 2017-11-17 2018-11-06 Kommunikationssystem der automatisierungs- und prozesstechnik sowie y-weicheneinheit für ein solches kommunikationssystem WO2019096629A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/757,472 US11490174B2 (en) 2017-11-17 2018-11-06 Communication system for automation and process engineering, and Y selector switch unit for such a communication system
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DE102017127075.2A DE102017127075B4 (de) 2017-11-17 2017-11-17 Kommunikationssystem der Automatisierungs- und Prozesstechnik sowie Y-Weicheneinheit für ein solches Kommunikationssystem

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022121305A1 (de) 2021-08-23 2023-02-23 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zur Sensordatenauskopplung von Sensoren der Automatisierungstechnik für IT-Anwendungen in IT-Netzwerken
DE102022108806A1 (de) 2022-04-12 2023-10-12 Turck Holding Gmbh Kopplungsvorrichtung für ein Feldgerät, Prozesssteuerungssystem und Verfahren zum Steuern einer Behandlungsanlage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010002129U1 (de) * 2010-02-10 2010-06-02 Rosenberger-Osi Gmbh & Co. Ohg Sensor zum Erfassen von Relativbewegungen zwischen Objekten
WO2013178209A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Balluff Gmbh Verwendung eines io-links zur anbindung von feldgeräten
WO2015161915A1 (de) * 2014-04-26 2015-10-29 Festo Ag & Co. Kg Endgerät für ein automatisierungssystem, endgeräteanordnung sowie verfahren zum betreiben eines endgeräts für ein automatisierungssystem
DE102015223089A1 (de) * 2015-11-23 2017-05-24 Ifm Electronic Gmbh Konverter für ein Kommunikationssystem der Industrieautomatisierung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805140A (en) * 1993-07-16 1998-09-08 Immersion Corporation High bandwidth force feedback interface using voice coils and flexures
US20030120367A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Chang Matthew C.T. System and method of monitoring audio signals
JP2003223236A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd データ処理システム
AU2003206530A1 (en) * 2002-02-27 2003-09-02 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of National Defence Identification and location of an object via passive acoustic detection
US7222262B2 (en) * 2003-08-05 2007-05-22 Newisys, Inc. Methods and devices for injecting commands in systems having multiple multi-processor clusters
DE102008055660B4 (de) * 2008-11-03 2014-01-09 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Zugreifen auf ein Funktionsmodul eines Automatisierungssystems
CN101815317B (zh) * 2009-02-23 2013-04-03 中国科学院计算技术研究所 一种传感器节点和传感器网络的测量方法及系统
DE102009017681B4 (de) * 2009-04-16 2014-02-20 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren und Kommunikationssystem zum Ermitteln des Zeitpunktes eines Ereignisses in einem IO-Gerät
WO2011030811A1 (ja) * 2009-09-14 2011-03-17 日本電気株式会社 配信システム、ゲートウェイ、配信方法及びプログラム
US20110078596A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Protocol Analyzer System And Method For Medical Monitoring Module
DE102011106687A1 (de) * 2011-07-06 2013-01-10 Festo Ag & Co. Kg Signalverarbeitungssystem und Verfahren zur Verarbeitung von Signalen in einem Busknoten
EP2677346A1 (de) * 2012-06-19 2013-12-25 Sercel Digitaler seismischer Sensor und Aufnahmevorrichtung geeignet zur Verbindung über eine Zweileiterleitung.
DE102013217259A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Modusumschaltung eines Steuergeräts zwischen Diagnosebus und externer Ethernetverbindung
US10452504B2 (en) * 2013-10-02 2019-10-22 Nxp B.V. Controller area network (CAN) device and method for emulating classic CAN error management
DE102014106752B4 (de) * 2014-05-13 2022-09-29 Balluff Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zum Betrieb eines berührungslosen Übertragungssystems für einen IO-Link
DE102014114750A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Balluff Gmbh Verfahren und Steuereinrichtung zum Betrieb eines IO-Link-Kommunikationssystems in einem SNMP-basierten Kommunikationsnetzwerk
US9971395B2 (en) * 2014-08-20 2018-05-15 Microchip Technology Incorporated Low power connection detect method and system for USB charging
CN107534593B (zh) * 2015-04-01 2020-08-25 巴鲁夫公司 Io链路模块的信息显示
DE102016217706B4 (de) * 2015-09-15 2018-01-04 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen einem IO-Link Device und einem IO-Link Master über eine Zwischeneinheit
JP6623856B2 (ja) * 2016-03-11 2019-12-25 オムロン株式会社 スレーブ装置、スレーブ装置の制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体
JP6638489B2 (ja) * 2016-03-14 2020-01-29 オムロン株式会社 中継装置、中継装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010002129U1 (de) * 2010-02-10 2010-06-02 Rosenberger-Osi Gmbh & Co. Ohg Sensor zum Erfassen von Relativbewegungen zwischen Objekten
WO2013178209A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Balluff Gmbh Verwendung eines io-links zur anbindung von feldgeräten
WO2015161915A1 (de) * 2014-04-26 2015-10-29 Festo Ag & Co. Kg Endgerät für ein automatisierungssystem, endgeräteanordnung sowie verfahren zum betreiben eines endgeräts für ein automatisierungssystem
DE102015223089A1 (de) * 2015-11-23 2017-05-24 Ifm Electronic Gmbh Konverter für ein Kommunikationssystem der Industrieautomatisierung

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