DE102007029553A1

DE102007029553A1 - Estimating method for transmission quality in bus system, particularly actuator sensor interface system, involves receiving slave responses voltage signals in master-receiver that is evaluated for estimation of transmission quality

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Publication number: DE102007029553A1
Application number: DE102007029553A
Authority: DE
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: DE102007029553B4

Abstract

The method involves receiving slave responses voltage signals in the master-receiver that is evaluated for estimation of the transmission quality of the voltage signals are compared with threshold values. The voltage signals are sent from the master and received in the individual slave receivers and voltage signals are changed from the master transmitter. The voltage signals are transferred to the slaves and finally tested in the master receiver whether the individual slaves have responded to the changed voltage signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Übertragungsqualität der in einem Bussystem, insbesondere einem ASI-System, zwischen einem Master und den mit dem Master über eine Busleitung verbundenen Slaves erfolgenden Kommunikation, wobei der Master einen Master-Empfänger und einen Master-Sender und die Slaves jeweils einen Slave-Empfänger und einen Slave-Sender aufweisen, und wobei über die Busleitung Spannungssignale (Masteraufrufe) seriell vom Master an die Slaves und Spannungssignale (Slaveantworten) seriell von den einzelnen Slaves an den Master übertragen werden. Außerdem betrifft die Erfindung noch einen Master zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for assessing the transmission quality of a bus system, in particular an ASI system, between a master and the one with the master over a bus connected to slaves communication, wherein the master a master receiver and a master transmitter and the slaves each have a slave receiver and a slave transmitter, and wherein via the bus line voltage signals (Master calls) serially from the master to the slaves and voltage signals (Slave responses) are transmitted serially from the individual slaves to the master. Furthermore the invention relates to a master for carrying out the Process.

In der Meß- und Automatisierungstechnik werden seit etwa zwei Jahrzehnten verschiedene Bussysteme, die häufig auch als Feldbussysteme bezeichnet werden, eingesetzt. Ein wesentliches Merkmal derartiger Bussysteme ist dabei die digitale Übertragung von Informationen über eine Busleitung. Dabei werden die unterschiedlichen Bussysteme in der Regel in drei Ebenen eingeteilt. Die erste, oberste Ebene bildet die Feldebene, in der einzelne Automatisierungsinsel untereinander verbunden und zu größeren Einheiten verknüpft werden. Die nächste Ebene bildet die Geräteebene, in der komplexere Sensoren und Aktuatoren sowie einfache Automatisierungsgeräte miteinander und mit einer übergeordneten Steuerung verbunden werden. Die unterste Ebene bildet die Sensor-Akutator Ebene, in der die zahlenmäßig am häufigsten vorkommenden binären Sensoren und Akuatoren angeschlossen werden. Auch wenn es zahlreiche Produkte gibt, die nicht eindeutig einer dieser drei Ebenen zugeordnet werden können, so hat sich die Einteilung in die drei Ebenen als sinnvoll erwiesen, da sich die Anforderungen an die einzelnen Bussysteme je nach Ebene erheblich unterscheiden ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation", Rolf Becker, et. al., AS-International Association, 2002, Seite 14 bis 17 ).In measurement and automation technology, various bus systems have been used for about two decades, often referred to as fieldbus systems. An essential feature of such bus systems is the digital transmission of information via a bus line. The different bus systems are usually divided into three levels. The first, highest level forms the field level, in which individual automation island are interconnected and linked to larger units. The next level is the device level, in which more complex sensors and actuators as well as simple automation devices are connected to each other and to a higher-level controller. The lowest level is the sensor-acutator level, where the numerically most common binary sensors and actuators are connected. Even if there are numerous products that can not be clearly assigned to one of these three levels, the division into the three levels has proven to be expedient, since the requirements for the individual bus systems differ considerably, depending on the level ( see. "AS-Interface The Solution in Automation", Rolf Becker, et. al., AS-International Association, 2002, pages 14 to 17 ).

Im Jahre 1990 haben eine größere Anzahl namhafter Aktuator-, Sensor- und Steuerungshersteller mit der industriellen Gemeinschaftsentwicklung eines Aktuator-Sensor-Interface-Systems begonnen, welches als AS-Interface-System oder im folgenden stets als ASI-System bezeichnet wird. Das ASI-System wird als neuartige Schnittstelle seit 1994 für die industrielle Kommunikation eingesetzt und belegt den Bereich unterhalb der bisherigen Feldbussysteme. Es verbindet insbesondere binäre Sensoren und Aktuatoren, aber auch analoge Sensoren über einen gemeinsamen Bus mit der ersten Steuerungsebene, z. B. einer SPS oder einem PC. Das ASI-System ist international genormt durch die Normen EN 50295 und IEC 62026-2 ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation" ).In 1990, a large number of well-known actuator, sensor and control manufacturers have started the industrial joint development of an actuator-sensor interface system, which is referred to as AS-Interface system or hereinafter always as ASI system. The ASI system has been used as a novel interface since 1994 for industrial communication and occupies the area below the previous fieldbus systems. It combines in particular binary sensors and actuators, but also analog sensors via a common bus with the first control level, z. A PLC or a PC. The ASI system is internationally standardized by the standards EN 50295 and IEC 62026-2 ( see. "AS-Interface The solution in automation" ).

Auch wenn nachfolgend bei der Beschreibung des Standes der Technik sowie bei der Erläuterung der Erfindung in erster Linie auf das ASI-System Bezug genommen wird, so ist die Erfindung nicht auf die Verwendung in einem solchen ASI-System beschränkt, sondern kann grundsätzlich auch bei anderen Bussystemen der Sensor-Aktuator Ebene eingesetzt werden.Also if subsequently in the description of the prior art as well in the explanation The invention primarily relates to the ASI system is, then the invention is not for use in such ASI system limited, but basically also used in other bus systems of the sensor-actuator level become.

Das ASI-System besteht aus einem ASI-Master, einem ASI-Netzteil, mehreren ASI-Slaves und einer ASI-Leitung. Ein wesentlicher Bestandteil des ASI-Systems ist der ASI-Slave, der in der Regel als ASI-Chip realisiert ist und mit dem die Aktuatoren bzw. Sensoren an die ASI-Leitung digital angekoppelt werden. Der ASI-Chip wird konstruktiv entweder in ein Modul eingebaut, an das dann konventionelle Aktuatoren und Sensoren angeschlossen werden, oder er wird direkt in den Aktuator bzw. Sensor eingebaut. Der ASI-Master bildet die Schnittstelle zwischen den Aktuatoren bzw. Sensoren und dem Kern der Steuerung, beispielsweise einer SPS oder einem PC ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation", Seite 53 ff ).The ASI system consists of an ASI master, an ASI power supply, several ASI slaves and one ASI cable. An integral part of the ASI system is the ASI slave, which is usually implemented as an ASI chip and with which the actuators or sensors are digitally coupled to the ASI line. The ASI chip is either built into a module, to which conventional actuators and sensors are connected, or it is installed directly in the actuator or sensor. The ASI master forms the interface between the actuators or sensors and the core of the controller, for example a PLC or a PC ( see. "AS-Interface The Solution in Automation", page 53 ff ).

Als ASI-Leitung wird ein ungeschirmtes Zweileiter-Flachbandkabel (2 × 1,5 mm²) oder ein Standard-Rundkabel verwendet, über das gleichzeitig Signale und Energie übertragen werden. Die ASI-Leitung dient damit sowohl der Energieversorgung der Slaves (und damit auch der an die Slaves angeschlossenen Aktuatoren und Sensoren) sowie der Energieversorgung des Masters, als auch der Datenübertragung zwischen den Slaves untereinander sowie zwischen den Slaves und dem Master ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation", Seite 56–60 ). Die herkömmliche (Standard) ASI-Leitung ist das nichtgeschirmte und nicht verdrillte Zweileiter-Flachbandkabel, das eine nor mierte Mantelfarbe (gelb) und einen geometrisch kodierten Querschnitt aufweist. Da die Lage der Leiter im Kabel festliegt und keine Abschirmung hinderlich ist, lassen sich die Leiter mittels Durchdringungstechnik einfach kontaktieren.The ASI cable uses an unshielded 2-conductor ribbon cable (2 × 1.5 mm ² ) or a standard round cable, which simultaneously transmits signals and energy. The ASI cable thus serves both to power the slaves (and thus the actuators and sensors connected to the slaves) as well as the power supply of the master, as well as the data transmission between the slaves with each other and between the slaves and the master ( see. "AS-Interface The Solution in Automation", page 56-60 ). The conventional (standard) ASI cable is the unshielded and non-twisted two-conductor ribbon cable, which has a normalized sheath color (yellow) and a geometrically coded cross section. Since the position of the conductors is fixed in the cable and no shielding is a hindrance, the conductors can be easily contacted by means of penetration technology.

Zur gleichzeitigen Übertragung der Signale und der Energie über die ASI-Leitung ist ein spezielles Modulationsverfahren entwickelt worden, welches den zahlreichen Anforderungen des ASI-Systems in besonderer Weise genügt. Das Nachrichtensignal, das der Energieversorgung der ASI-Slaves überlagert wird, muß gleichstromfrei und relativ schmalbandig sein und darf zudem nicht in unzulässiger Weise elektromagnetisch abstrahlen. Aus diesen Gründen ist als Modulationsverfahren eine Alternierende Puls Modulation (APM) ausgewählt worden, wobei die Sende-Bitfolge zunächst in eine Manchester-codierte (MAN-codierte) Bitfolge umcodiert wird, die bei jeder Änderung des Sendesignals eine Phasenänderung vornimmt. Aus der codierten Bitfolge wird dann ein Sendestrom erzeugt, aus dem dann durch Differentiation das gewünschte Spannungssignal auf der ASI-Leitung erzeugt wird.For the simultaneous transmission of the signals and the energy via the ASI line, a special modulation method has been developed, which meets the numerous requirements of the ASI system in a special way. The message signal, which is superimposed on the power supply of the ASI slaves, must be DC-free and relatively narrow-band and also must not radiate electromagnetic radiation in an inadmissible manner. For these reasons, an alternating pulse modulation (APM) has been selected as the modulation method, wherein the transmit bit sequence is first transcoded into a Manchester-encoded (MAN-encoded) bit sequence which makes a phase change each time the transmit signal is changed. From the coded bit string ge then a transmission current is generated, from which then the desired voltage signal is generated on the ASI line by differentiation.

Auf der Empfangsseite – sowohl im Master (Master-Empfänger) als auch im Slave (Slave-Empfänger) – werden diese Spannungssignale auf der Leitung detektiert und wieder in die gesendete Bitfolge zurückgewandelt. Wenn dabei die Spannungssignale näherungsweise wie sin²-Pulse geformt werden, wird auch den Forderungen nach niedriger Grenzfrequenz und geringer Störabstrahlung Rechnung getragen ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation", Seite 62–65 ).On the receiving side - both in the master (master receiver) and in the slave (slave receiver) - these voltage signals are detected on the line and converted back into the transmitted bit sequence. When the voltage signals are approximately shaped like sin ² pulses, the demands for low cutoff frequency and low noise radiation are also taken into account ( see. "AS-Interface The Solution in Automation", page 62-65 ).

Bei der Decodierung im Master-Empfänger bzw. in den Slave-Empfängern werden die analogen Spannungssignale auf der Busleitung mittels Komparatoren in digitale Signale zurückgewandelt. Die Amplitude der Spannungssignale auf der Busleitung wird dabei nur insoweit berücksichtigt, als daß sie eine bestimmte Mindestamplitude nicht unterschreiten darf, damit das Spannungssignal als solches erkannt wird. Darüber hinaus muß das Spannungssignal innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters vom Empfänger detektiert werden. Als maßgeblicher Zeitpunkt wird dabei die Zeit genommen, in der die erste Flanke des Spannungssignals den Grenzwert der Komparatorschwelle erreicht hat.at the decoding in the master receiver or in the slave receivers The analogue voltage signals on the bus line are Comparators converted back to digital signals. The amplitude The voltage signals on the bus line is only insofar considered, than that a certain minimum amplitude may not fall below, so the voltage signal is detected as such. Furthermore that must be Voltage signal within a predetermined time window detected by the receiver become. As authoritative Time is taken while the first flank of the voltage signal reaches the threshold of the comparator threshold Has.

Das ASI-System ist ein Master-Slave-System mit zyklischem Polling und nutzt einen Master pro Netz, der alle Teilnehmer (Slaves) zyklisch mit ihrer Adresse aufruft. Das ASI-System überträgt die Informationen (ASI-Nachrichten) zwischen einem Master und den verschiedenen Slaves somit nicht parallel, sondern seriell. Die ASI-Nachrichten sind kurz, einfach strukturiert und haben eine feste Länge. In jedem Abfragezyklus werden Informationen seriell vom Master zu jedem Slave und zurück übertragen. Sie können als Ein- oder als Ausgabedaten benutzt werden. Um keine zu großen Wartezeiten bei der seriellen Übertragung der Informationen vom Master zu den einzelnen Slaves bzw. umgekehrt zu haben, ist für das ASI-System eine bestimmte Struktur der über die ASI-Leitung übertragenen Signale vorgegeben. Diese Struktur der übertragenden Signale, d. h. die Struktur der ASI-Nachrichten, zusammen mit einer vorgegebenen maximalen Anzahl von an die ASI-Leitung anschließbaren ASI-Slaves, gewährleistet eine für die Praxis in vielen Fällen ausreichende Zykluszeit von maximal 5 ms.The ASI system is a master-slave system with cyclic polling and uses one master per network, which cycles all the slaves calls with her address. The ASI system transfers the information (ASI messages) a master and the different slaves thus not parallel, but serial. The ASI messages are short, simply structured and have a fixed length. In each polling cycle, information is sent serially from the master transmitted to each slave and back. You can be used as input or as output data. Too no big waiting times in the serial transmission the information from the master to the individual slaves or vice versa to have is for the ASI system has a certain structure of the transmitted over the ASI line Signals given. This structure of the transmitted signals, d. H. the structure of the ASI messages, along with a given maximum number of to the ASI line connectable ASI slaves guaranteed one for the practice in many cases sufficient cycle time of 5 ms max.

Der Dialog des ASI-Masters mit einem ASI-Slave besteht immer aus der Kombination von Telegramm des ASI-Masters und Antworttelegramm des ASI-Slaves. Das Telegramm des ASI-Masters wird auch als Masteraufruf, das Antworttelegramm des ASI-Slaves als Slaveantwort bezeichnet. Wie üblich beginnen die Telegramme, d. h. die ASI-Nachrichten mit einer Startkennung und enden mit einer Stopkennung. Zwischen dem Masteraufruf und der Slaveantwort bzw. zwischen der Slaveantwort und einem neuen Masteraufruf ist jeweils eine Masterpause bzw. eine Slavepause vorgesehen. Der Masteraufruf besteht insgesamt aus vierzehn Bits, wobei darin fünf Adreßbits und fünf Informationsbits an den ASI-Slave enthalten sind. Die Slaveantwort besteht aus insgesamt sieben Bits, von denen vier Bits als Informationsbits an den ASI-Master vorgesehen sind. Die übrigen Bits, wie beispielsweise Startbit, Steuerbitbit, Paritätsbit oder Endebit, werden zur Datensicherung und Fehlererkennung verwendet.Of the Dialog of the ASI master with an ASI slave always consists of the Combination of telegram of the ASI master and response telegram of the ASI slaves. The telegram of the ASI master is also called master call, the response telegram of the ASI slave is called a slave response. As usual begin the telegrams, d. H. the ASI messages with a start identifier and end with a stop identifier. Between the master call and the slave response or between the slave response and a new master call each provided a master break or a slave break. The master call consists of a total of fourteen bits, where five address bits and five bits of information are included in the ASI slave. The slave response consists of a total seven bits, of which four bits are provided as information bits to the ASI master are. The remaining Bits, such as start bit, control bit bit, parity bit or End bit, are used for data backup and error detection.

Über die am Anfang des Masteraufrufs stehenden Adreßbits wird jedem ASI-Slave mitgeteilt, ob die nachfolgende Information für ihn oder für einen anderen ASI-Slave bestimmt ist. Jedem ASI-Slave ist dabei eine fünf Bit lange Adresse zugeordnet, wobei die Adresse 0 eine Sonderfunktion hat. Sie wird üblicherweise bei der Herstellung als Defaultwert benutzt, d. h. herstellungs mäßig ist den ASI-Slaves die Adresse 0 zugewiesen. Wenn dann beispielsweise ein defekter ASI-Slave ausgetauscht wird, wird im neuen ASI-Slave die Adresse 0 durch die Adresse des ausgefallenen ASI-Slaves ersetzt, was durch ein entsprechendes Kommando des ASI-Masters an den neuen ASI-Slave ausgeführt werden kann. Mit den fünf Adreßbits können somit im Normalfall maximal 31 Teilnehmer adressiert und an die ASI-Leitung angeschlossen werden. In einem Abfragezyklus wird jeder angeschlossene ASI-Slave – maximal 31 ASI-Slaves – vom ASI-Master angesprochen und sendet jeder ASI-Slave seine Slaveantwort mit den vier Informationsbits an den ASI-Master zurück ( vgl. "AS-Interface Die Lösung in der Automation", Seite 66–72 ).The address bits at the beginning of the master call inform each ASI slave whether the following information is intended for it or for another ASI slave. Each ASI slave is assigned a five-bit long address, with the address 0 having a special function. It is usually used as the default value during manufacture, ie, the address 0 is assigned to the ASI slaves as standard. If, for example, a defective ASI slave is replaced, the new ASI slave replaces address 0 with the address of the failed ASI slave, which can be executed by a corresponding ASI master command to the new ASI slave. Normally, with the five address bits, a maximum of 31 subscribers can be addressed and connected to the ASI line. In a polling cycle, each connected ASI slave - maximum 31 ASI slaves - is addressed by the ASI master and each ASI slave sends its slave response back to the ASI master with the four information bits ( see. "AS-Interface The Solution in Automation", page 66-72 ).

Aufgrund der an das ASI-System gestellten Anforderungen, ein praxisorientiertes Bussystem zur direkten Anbindung einfacher Sensoren und Aktuatoren an Steuerungen bereitzustellen, das an die jeweiligen örtlichen Anforderungen einfach angepaßt werden kann, sind bezüglich der Topologie eines ASI-Netzwerkes keine Beschränkungen vorgegeben worden. Die Topologie eines ASI-Netzwerkes ist somit beliebig wählbar, was die Projektierung sehr einfach gestaltet. Die Topologie darf stern- oder linienförmig sein, Stichleitungen enthalten oder sich wie ein Baum verzweigen, so wie dies auch bei herkömmlichen Elektroinstallationen der Fall sein kann. Die Slaves können gleichmäßig entlang der Busleitung verteilt oder in Gruppen angeordnet werden.by virtue of the requirements placed on the ASI system, a practice-oriented one Bus system for direct connection of simple sensors and actuators to provide controls to the local authorities Requirements easily adapted can be relative the topology of an ASI network no restrictions been given. The topology of an ASI network is thus arbitrary, which makes the project very simple. The topology is allowed star or linear be, contain stubs or branch out like a tree, as well as with conventional ones Electrical installations may be the case. The slaves can move along evenly distributed to the bus line or arranged in groups.

Aus diesem Grund sind im klassischen ASI-System keine Leitungsabschlußwiderstände vorgesehen, und bei einer Beschränkung der maximalen Gesamtlänge des Bussystems auf 100 m auch nicht erforderlich. Diese physikalische Grenze kann nicht ohne Verlust der Signalqualität überschritten werden, da bei größerer Leitungslänge infolge fehlerhafter Übertragung nicht mehr alle Teilnehmer zuverlässig erreicht werden können.For this reason, no line terminating resistors are provided in the classic ASI system, and it is not necessary to limit the maximum total length of the bus system to 100 m. This physical limit can not be exceeded without loss of signal quality be because with a larger cable length due to faulty transmission not all participants can be reliably achieved.

Ursache hierfür sind zum einen am Leitungsende auftretende Signalreflexionen und unterschiedliche Laufzeiten der Signale, durch die die Spannungssignale verzerrt werden, zum anderen eine bei größeren Länge der Busleitung nicht mehr zu vernachlässigende Dämpfung der Signalamplitude, was ebenfalls dazu führen kann, daß die übertragenden Signale nicht mehr fehlerfrei erkannt werden können. Dadurch können Kommunikationsfehler entstehen, die sicher erkannt werden müssen, wozu beim ASI-System von der Kenntnis von Redundanzen in Code und den festen Längen der Telegramme Gebrauch gemacht wird ( vgl. AS-Interface "Die Lösung in der Automation", Seite 70f ).This is due to signal reflections and different propagation times of the signals, which distort the voltage signals on the one hand, and to attenuation of the signal amplitude, which is no longer negligible if the bus cable length is longer. This can also lead to the transmitted signals ceasing to exist can be detected without errors. This can cause communication errors that must be reliably detected, for which purpose the ASI system makes use of the knowledge of redundancies in the code and the fixed lengths of the telegrams ( see. AS-Interface "The Solution in Automation", page 70f ).

Die Kontrolle der fehlerfreien Kommunikation über die ASI-Leitung erfolgt dabei im ASI-Master. Hierbei wird zwischen Kommunikationsfehlern und einem Ausfall eines Slaves unterschieden. Bei einem Ausfall empfängt der Master-Empfänger keine Slave-Antwort eines bestimmten Slaves; der Slave hat entweder überhaupt nicht geantwortet oder die Slave-Antwort ist so gestört, daß der Master-Empfänger sie nicht decodieren kann. Bei einem Kommunikationsfehler sind die Signalformen einzelner Telegramme durch die zuvor beschriebenen Effekte so stark verzerrt, daß ein Empfänger die Telegramme nicht mehr zweifelsfrei decodieren kann. In diesem Fall wird das entsprechende Telegramm vom Master wiederholt, wodurch der Datenaustausch von und zum Slave aufrecht erhalten wird. Erst wenn die Anzahl der Telegrammfehler weiter ansteigt, kommt es auch hier zu einem Ausfall, der von dem ASI-Master angezeigt und an eine übergeordnete Steuerung gemeldet wird.The Checking the error-free communication via the ASI line in the ASI master. This is between communication errors and a failure of a slave distinguished. In case of a failure receives the master receiver no slave response of a specific slave; the slave has either at all not answered or the slave response is so disturbed that the master receiver it can not decode. In case of a communication error, the waveforms are individual telegrams are so heavily distorted by the effects described above, the existence receiver the telegrams can no longer be decoded beyond doubt. In this Case the corresponding telegram is repeated by the master, whereby the data exchange from and to the slave is maintained. First if the number of telegram errors continues to increase, so does it here to a failure that is indicated by the ASI master and sent to a parent Control is reported.

Da die Signalmodulation auf der ASI-Leitung sehr robust aufgebaut ist, führen Verzerrungen in der Signalform über einen langen Zeitraum nicht zu Telegrammfehlern. Der Bereich zwischen dem ersten Auftreten eines Telegrammfehlers und dem Ausfall eines Slaves ist jedoch sehr klein. Ein Nachteil dieses bisher praktizierten Verfahrens besteht dabei darin, daß immer erst dann eine Warnung ausgegeben werden kann, wenn bereits ein Telegrammfehler aufgetreten ist. Eine Verschlechterung der Übertragungsqualität der Kommunikation zwischen dem Master und den Slaves über die Busleitung, die noch nicht zu einem Telegrammfehler geführt hat, wird dagegen nicht erkannt. Dabei kann eine Verschlechterung der Übertragungsqualität auch im Laufe der Betriebszeit auftreten, beispielsweise durch Alterung von Kontakten oder Schleifringen in der Busleitung, durch den Austausch von Slaves oder durch eine Erweiterung einer bestehenden Anlage.There the signal modulation on the ASI line is very robust, to lead Distortions in the waveform over a long period not to telegram errors. The area between the first occurrence of a telegram error and the failure of a Slaves, however, is very small. A disadvantage of this hitherto practiced Procedure consists in the fact that only then a warning can be output if a telegram error has already occurred is. A deterioration of the transmission quality of communication between the master and the slaves over the bus line, which is still does not lead to a telegram error, however, is not recognized. It can also deteriorate the transmission quality Over the operating time occur, for example, by aging of contacts or slip rings in the bus line, through the exchange of slaves or by extension of an existing plant.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Übertragungsqualität der Kommunikation in einem Bussystem überwacht und bereits vor dem Auftreten einer Kommunikationsstörung beurteilt werden kann.Of the The present invention is therefore based on the object, a method specify the transmission quality of the communication monitored in a bus system and be assessed before the occurrence of a communication failure can.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch gelöst, daß zur Beurteilung der Übertragungsqualität der von den Slaves gesendeten und im Master-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Slaveantworten) die im Master-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Slaveantworten) ausgewertet und mit Grenzwerten verglichen werden, und daß zur Beurteilung der Übertragungsqualität der vom Master gesendeten und in den einzelnen Slave-Empfängern empfangenen_Spannungssignale (Masteraufrufe) vom Master-Sender veränderte Spannungssignale an die Slaves übertragen werden und anschließend im Master-Empfänger überprüft wird, ob die einzelnen Slaves auf die veränderten Spannungssignale geantwortet haben.These Task is solved in the method described above in that for assessment the transmission quality of sent to the slaves and received in the master receiver voltage signals (Slave responses) the voltage signals received in the master receiver (slave responses) evaluated and compared with limits, and that for assessment the transmission quality of the Master sent and received in each slave receivers_Spannungsignale (Master calls) from the master transmitter changed voltage signals transmit the slaves and then in Master receiver is checked, whether the individual slaves responded to the changed voltage signals to have.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß es zur zuverlässigen Beurteilung der Übertragungsqualität der in einem Bussystem zwischen einem Master und den Slaves erfolgenden Kommunikation erforderlich ist, daß sowohl der Empfänger des Masters als auch die Empfänger der einzelnen Slaves in die Auswertung mit einbezogen werden. Problematisch ist hierbei, daß einerseits eine Aussage über die Übertragungsqualität in dem Bussystem zentral am Master vorliegen soll, andererseits jedoch die in die Auswertung mit einzubeziehenden Empfängern der einzelnen Slaves über die Busleitung verteilt angeordnet sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Beurteilung der Übertragungsqualität in den Slave-Empfängern deren Slaveantworten im Master-Empfänger ausgewertet wird, wobei zur Erzeugung der Slaveantworten jedoch besondere, veränderte Spannungssignale vom Master-Sender an die Slaves übertragen werden. Hierauf wird später noch genauer eingegangen.According to the invention is initially recognized it has been that to the reliable Assessment of transmission quality of in a bus system between a master and the slaves take place Communication is required that both the receiver of the master as well as the recipients the individual slaves are included in the evaluation. Problematic Here is that on the one hand a statement about the transmission quality in the Bus central to the master should be present, on the other hand, the in the evaluation with receivers of the individual slaves to be included over the Bus line are arranged distributed. This is inventively characterized solved, that to Assessment of transmission quality in the Slave receivers whose slave responses are evaluated in the master receiver, where however, to generate the slave responses, special, altered voltage signals transmitted from the master transmitter to the slaves become. This will be later discussed in more detail.

Die Beurteilung der Übertragungsqualität der von den Slaves gesendeten und im Master-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Slave-Antworten) kann dabei erfindungsgemäß relativ einfach dadurch erfolgen, daß die empfangenen Spannungssignale ausgewertet und mit Grenzwerten des Master-Empfängers verglichen werden. Die Auswertung der empfangenen Spannungssignale geht dabei über das – in der normalen Datenaustauschphase praktizierte – normale Detektieren ob ein analoges Spannungssignal anliegt oder nicht und dessen Umwandlung in ein einzelnes Bit hinaus. Es wird nicht nur festgestellt, ob sich das empfangene Spannungssignal innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte befindet, sondern auch wo sich das empfangene Span nungssignal befindet, d. h. eher in der Mitte oder am Rand des durch die Grenzwerte vorgegebenen zulässigen Bereichs.The assessment of the transmission quality of the sent from the slaves and received in the master receiver voltage signals (slave responses) can be carried out according to the invention relatively simple in that the received voltage signals are evaluated and compared with limits of the master receiver. The evaluation of the received voltage signals is based on the - in the normal data exchange phase practiced - normal detection whether an analog voltage signal is present or not and its conversion into a single bit addition. It is not only determined whether the received voltage signal is within the predetermined limits, but also where the received voltage voltages signal, ie more in the middle or at the edge of the permissible range given by the limits.

Vorzugsweise werden hierzu die Amplitude und der Zeitpunkt des Empfangs des Spannungssignals ausgewertet und mit der vorgegebenen Minimalamplitude und einem Grenzwert eines Zeitfensters verglichen. Bevorzugt wird dabei der Abstand des ausgewerteten Spannungssignals zu den Grenzwerten ermittelt und ausgegeben, wobei die Übertragungsqualität der im Master-Empfänger von den Slaves empfangenen Spannungssignale besonders einfach dadurch dargestellt werden kann, daß die ermittelten Abstandswerte relativ zu den Grenzwerten normiert werden. So kann beispielsweise durch eine Prozentangabe angezeigt werden, wie weit die Amplitude des empfangenen Spannungssignals von der Minimalamplitude entfernt ist. Eine derartige Anzeige ist dann ein Maß für die Betriebsreserve des Master-Empfängers.Preferably For this purpose, the amplitude and the time of receipt of the voltage signal evaluated and with the given minimum amplitude and a Limit value of a time window compared. Preference is given to the Distance of the evaluated voltage signal to the limits determined and output, the transmission quality of the im Master receiver of the slaves received voltage signals particularly simple can be shown that the determined distance values are normalized relative to the limits. For example, a percentage can be displayed how far the amplitude of the received voltage signal from the minimum amplitude is removed. Such a display is then a measure of the operating reserve of the master receiver.

Anstelle der Ermittlung des Abstandes der ausgewerteten Spannungssignale zu den Grenzwerten besteht auch die Möglichkeit, die Grenzwerte des Master-Empfängers, mit denen die von den Slaves empfangenen Spannungssignale verglichen werden, zu verändern, und anschließend zu überprüfen, ob die empfangenen Spannungssignale noch innerhalb der veränderten Grenzwerte liegen. Die Grundidee dieser Methode besteht darin, daß durch eine entsprechende Veränderung der Grenzwerte des Master-Empfängers der Master-Empfänger gezielt "verschlechtert" wird, so daß Spannungssignale, die am Rande des durch die Grenzwerte zulässigen Bereichs liegen, nicht mehr decodiert werden. Vorzugsweise wird hierzu die Komparatorschwelle, d. h. die vorgegebene Minimalamplitude erhöht und das Zeitfenster, innerhalb dessen das Spannungssignal empfangen werden muß, verändert, insbesondere verkleinert.Instead of the determination of the distance of the evaluated voltage signals in addition to the limit values, it is also possible to use the limit values of the master receiver with which compared the voltage signals received from the slaves be, change, and subsequently to check if the received voltage signals still within the changed Limits are. The basic idea of this method is that through a corresponding change the limits of the master receiver the master receiver is deliberately "degraded" so that voltage signals, not on the edge of the range allowed by the limits be decoded more. Preferably, this is the comparator threshold, d. H. increases the predetermined minimum amplitude and the time window, within whose voltage signal must be received, changes, in particular reduced.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die zuvor beschriebene Methode der Veränderung der Grenzwerte des Master-Empfängers mit der zuerst beschrieben Methode der Ermittlung der Abstandswerte zu kombinieren. Wird nur die zweite Methode durchgeführt, so werden die Grenzwerte des Master-Empfängers vorzugsweise so sehr bzw. so oft verändert, bis die empfangenen Spannungssignale außerhalb der veränderten Grenzwerte liegen. Aus dem Maß der Veränderung der Grenzwerte kann dann auf die Übertragungsqualität der im Master-Empfänger von den Slaves empfangenen Spannungssignale geschlossen werden.Basically exists the possibility, the previously described method of changing the limits of the Master receiver with the first described method of determining the distance values to combine. If only the second method is performed, then The limits of the master receiver are preferably changed so much or so often, until the received voltage signals outside the changed Limits are. From the measure of change The limits can then be applied to the transmission quality of the Master receiver be closed by the slaves voltage signals.

Zuvor ist bereits ausgeführt worden, daß zu einer aussagekräftigen Beurteilung der Übertragungsqualität der Kommunikation im Bussystem insgesamt sowohl der Empfänger des Masters als auch die Empfänger der einzelnen Slaves ausgewertet werden müssen. Das Problem, daß die einzelnen Slaves dezentral über das Bussystem verteilt angeordnet sind, gleichzeitig jedoch die Aussage über die Übertragungsqualität zentral am Master vorliegen soll, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß zur Beurteilung der Übertragungsqualität der in den einzelnen Slave-Empfängern vom Master empfangenen Spannungssignale (Masteraufrufe) von dem Master-Sender veränderte Spannungssignale an die einzelnen Slaves übertragen werden und anschließend im Master-Empfänger überprüft wird, ob die einzelnen Slaves auf die veränderten Spannungssignale geantwortet haben. Dabei wird vorzugsweise die Amplitude und der Zeitpunkt der von dem Master-Sender an die Slaves übertragenen Spannungssignale verändert.before is already running been that to a meaningful Assessment of the transmission quality of the communication in the bus system as a whole both the receiver of the master and the receiver the individual slaves must be evaluated. The problem that the individual slaves decentralized over the bus system are distributed, but at the same time the Statement about the transmission quality central should be present at the master is in the inventive method solved by that to Assessment of transmission quality of in the individual slave receivers received from the master voltage signals (master calls) of the Master transmitter changed Voltage signals are transmitted to the individual slaves and then in Master receiver is checked, whether the individual slaves responded to the changed voltage signals to have. In this case, preferably the amplitude and the time of the from the master transmitter to the slaves transmitted voltage signals changed.

Die Beurteilung der Übertragungsqualität der in den einzelnen Slave-Empfängern vom Master empfangenen Spannungssignale wird somit dadurch getestet, daß an die einzelnen Slaves veränderte Spannungssignale übertragen werden. Die an die Slaves übertragenen Spannungssignale werden dabei derart verändert, daß sie im Vergleich zu den während des normalen Datenaustausches übertragenen Spannungssignalen (Masteraufrufe) "verschlechtert" sind. Hierzu wird vorzugsweise die Amplitude der Spannungssignale verringert sowie der Zeitpunkt der Übertragung verändert, was in Abhängigkeit von der Übertragungsqualität dazu führen kann, daß die bewußt veränderten – verschlechterten – Spannungssignale vom Slave-Empfänger nicht mehr decodiert werden können. Dies kann dann dadurch einfach ausgewertet werden, daß im Master-Empfänger überprüft wird, ob die einzelnen Slaves auf die veränderten Spannungssignale geantwortet haben.The Assessment of transmission quality of in the individual slave receivers from Master received voltage signals is thus tested by that on the individual slaves transmit changed voltage signals become. The transmitted to the slaves Voltage signals are thereby changed so that they compared to during the normal data exchange Voltage signals (master calls) are "degraded". For this purpose, preferably the Amplitude of voltage signals decreases as well as the time of transmission changed what in dependence of transmission quality can cause that the deliberately changed - deteriorated - voltage signals from the slave receiver can no longer be decoded. This can then be easily evaluated by checking in the master receiver, whether the individual slaves responded to the changed voltage signals to have.

Durch das zuvor beschriebene Verfahren besteht somit die Möglichkeit, die Übertragungsqualität der in den einzelnen Slave-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Masteraufrufe), die vom Master an die einzelnen Slaves gesendet worden sind, zentral im Master zu beurteilen. Wie zuvor im Zusam menhang mit der Beurteilung der Übertragungsqualität der im Master-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Slaveantworten), die von den Slaves an den Master gesendet worden sind, beschrieben worden ist, kann auch hierbei die Amplitude und der Zeitpunkt der im Master-Empfänger aufgrund der vom Master-Sender an die Slaves übertragenen veränderten Spannungssignale empfangenen Spannungssignale ausgewertet und deren Abstand zu einem Sollwert, insbesondere einer vorgegebenen Minimalamplitude und mindestens einem Grenzwert eines Zeitfensters ermittelt und – vorzugsweise normiert – ausgegeben werden.By The method described above thus has the possibility the transmission quality of in the individual slave receiver received voltage signals (master calls) from the master the individual slaves have been sent centrally in the master too judge. As previously, in the context of the assessment of the transmission quality of the Master receiver received Voltage signals (slave responses) coming from the slaves to the master has been described, can also be here the amplitude and timing of the master receiver due changed from the master transmitter to the slaves changed Voltage signals received voltage signals evaluated and their Distance to a desired value, in particular a predetermined minimum amplitude and at least one limit value of a time window determined and - preferably normalized - output become.

Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Amplitude und/oder den Zeitpunkt der von dem Master-Sender an die Slaves übertragenen Spannungssignale so sehr zu verändern, bis die veränderten Spannungssignale von den Slave-Empfängern nicht mehr detektiert werden, so daß die einzelnen Slaves auf die veränderten Spannungssignale nicht mehr antworten.Alternatively or additionally, there is the possibility probability to change the amplitude and / or the timing of the voltage transmitted from the master transmitter to the slaves voltage signals until the changed voltage signals are no longer detected by the slave receivers, so that the individual slaves to the changed voltage signals no longer reply.

Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren besteht somit die Möglichkeit, sowohl die Betriebsreserve des Master-Empfängers als auch die einzelnen Betriebsreserven der einzelnen Slave-Empfänger zu ermitteln, und im Master zentral zur Verfügung zu stellen, insbesondere anzuzeigen. Die Betriebsreserve beschreibt dabei den Abstand der jeweiligen Spannungssignale von den zulässigen Grenzen und ist somit ein Maß dafür, wie gut die Übertragungsqualität ist, ob alsbald mit einem Kommunikationsfehler gerechnet werden muß, oder ob die Übertragungsqualität des Bussystems noch so gut ist, daß auch bei einer in der Zukunft auftretenden Verschlechterung der Übertragungsqualität noch mit einer fehlerfreien Kommunikation gerechnet werden kann. Dabei wird zur Beurteilung der Übertragungsqualität das Maß der Änderung der Amplitude und/oder der Zeitpunkt der vom Master-Sender an die Slaves übertragenen Spannungssignale beurteilt.With The method described above is thus able to both the operating reserve of the master receiver and the individual operating reserves the individual slave receiver and to make it centrally available in the Master, in particular display. The operating reserve describes the distance of the respective voltage signals from the permissible limits and is thus a measure of how good the transmission quality is whether Immediately with a communication error must be expected, or whether the transmission quality of the bus system even so good is that too with a deterioration in transmission quality occurring in the future a faultless communication can be expected. It becomes the Assessment of transmission quality the measure of change the amplitude and / or timing of the master transmitter to the Slaves transmit voltage signals assessed.

Neben der Möglichkeit, bereits zu einem Zeitpunkt, zu dem noch kein Telegrammfehler aufgetreten ist, eine Aussage über die Übertragungsqualität des Bussystems zur Verfügung zu haben, schafft das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus auch die Möglichkeit, den Master-Empfänger und die Master-Sender selektiv für jeden Slave anzupassen, wodurch die Übertragungsqualität der Kommunikation im Bussystem verbessert bzw. die Betriebsreserve erhöht werden kann. Neben der Verbesserung der Kommunikation in bestehenden Bussystemen kann dadurch auch die maximal mögliche Gesamtlänge des Bussystems erhöht werden, da die ansonsten bei der Erhöhung der Gesamtlänge des Bussystems auftretende Verschlechterung der Signalqualität – zumindest teilweise – kompensiert werden können.Next The possibility, already at a time when no telegram error has occurred yet is, a statement about the transmission quality of the bus system to disposal In addition, the inventive method also provides the possibility, the master receiver and the master channels selective for to adapt each slave, reducing the transmission quality of communication improved in the bus system and the operating reserve can be increased can. In addition to improving communication in existing bus systems can thereby also the maximum possible Total length of the Bus system increased because otherwise the increase in the total length of the Bus system occurring deterioration in signal quality - at least partially - compensated can be.

Die Anpassung des Master-Empfängers kann dabei dadurch erfolgen, daß als Ergebnis des Vergleichs der im Master-Empfänger von den Slaves empfangenen Spannungssignale (Slave-Antworten) mit den Grenzwerten des Master-Empfängers die Grenzwerten angepaßt werden. Befindet sich beispielsweise der Zeitpunkt eines von einem Slave empfangenen Spannungssignals in der Nähe einer Grenze des Zeitfensters, innerhalb dessen das Spannungssignal vom Master-Empfänger detektiert werden muß, so kann das Zeitfenster für diesen Slave so verschoben werden, daß der Zeitpunkt zu dem das Spannungssignal empfangen wird, in etwa in der Mitte des Zeitfensters liegt.The Adjustment of the master receiver can thereby take place in that as Result of the comparison received by the slaves in the master receiver Voltage signals (slave responses) with the limits of the master receiver the limits customized become. For example, if the time is one of one Slave received voltage signal near a boundary of the time window, within which the voltage signal is detected by the master receiver must, so can the time window for This slave will be moved so that the time at which the Voltage signal is received, approximately in the middle of the time window lies.

Ebenso kann als Ergebnis der Überprüfung, ob ein einzelner Slave auf das vom Master empfangene veränderte Spannungssignal geantwortet hat, daß von dem Master-Sender an den Slave – im Normalbetrieb – zu übertragene Spannungssignal verändert werden. Ist beispielsweise aufgrund der Anordnung des Slaves an der Busleitung die Amplitude eines vom Slave-Empfänger empfangenen Spannungssignals relativ gering, so kann für diesen Slave der Master-Sender ein Spannungssignal mit einer etwas erhöhten Amplitude generieren. Entsprechend kann auch der Zeitpunkt, zu dem der Master-Empfänger ein Spannungssignal an einen Slave abschickt dahingehend angepaßt werden, daß das von dem Slave-Empfänger empfangene Spannungssignal (Masteraufruf) sicher innerhalb des Zeitfensters detektiert wird.As well can as a result of the review, whether a single slave to the changed voltage signal received by the master has answered that of the master transmitter to the slave - im Normal operation - to be transmitted Voltage signal changed become. Is for example due to the arrangement of the slave the bus line the amplitude of a received from the slave receiver Voltage signal is relatively low, so can for this slave, the master transmitter Generate a voltage signal with a slightly increased amplitude. Accordingly, the time at which the master receiver a Voltage signal to a slave Abschickt be adapted to that this from the slave receiver received voltage signal (master call) safely within the time window is detected.

Das zuvor beschrieben Verfahren zur Beurteilung der Übertragungsqualität der in einem Bussystem erfolgenden Kommunikation zwischen einem Master und den Slaves kann zu verschiedenen Zeitpunkten, gegebenenfalls auch mehrmals hintereinander, durchgeführt werden. Gemäß einer ersten bevorzugten Variante wird das Verfahren automatisch nach dem Einschalten des Masters durchgeführt. Der Vorteil besteht dabei darin, daß eine beim Einschalten des Masters durchgeführte Überprüfung der Betriebsreserve relativ schnell, in der Regel innerhalb von weniger als einer halben Minute, erfolgen kann.The previously described method for assessing the transmission quality of in a bus system communication between a master and the slaves may at different times, if necessary also several times in succession, be performed. According to one first preferred variant, the method automatically after switching on the master. The advantage is here in that one Checking the operating reserve carried out when switching on the master relatively fast, usually within less than half a minute, can be done.

Nachteilig ist hierbei jedoch, daß eine Verschlechterung der Betriebsreserve des Bussystems während des laufenden Betriebs dabei nicht festgestellt würde.adversely However, here is that a Deterioration of the operating reserve of the bus system during the ongoing operation would not be detected.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Variante wird das erfindungsgemäße Verfahren während des Normalbetriebs in der Aufnahmephase des Masters, in der am Ende eines jeden Übertragungszyklus nach neu hinzugekommenen Slaves gesucht wird, durchgeführt. Hierdurch ist sichergestellt, daß Veränderungen im Bussystem festgestellt werden. Dafür benötigt dann eine vollständige Beurteilung der Übertragungsqualität des Bussystems jedoch mehr Zeit als bei der ersten Variante. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, daß das Verfahren sowohl nach dem Einschalten des Masters als auch in der Aufnahmephase durchgeführt wird.According to one second preferred variant is the inventive method while of normal operation in the recording phase of the master, in the end every transmission cycle is searched for newly added slaves performed. hereby is ensured that changes be detected in the bus system. This requires a complete assessment the transmission quality of the bus system but more time than the first variant. Of course, there is also the possibility, that this Method both after switching on the master and in the Recording phase performed becomes.

Ein Master mit einem Master-Empfänger und einem Master-Sender, der über eine Busleitung mit mehreren Slaves verbunden ist, wobei über die Busleitung Spannungssignale (Masteraufrufe) seriell vom Master an die Slaves und Spannungssignale (Slaveantworten) seriell von den einzelnen Slaves an den Master übertragen werden, ist dadurch zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens besonders geeignet, daß der Master eine mit dem Master-Empfänger verbundene Auswerte- und Vergleichseinheit zur Auswertung und zum Vergleich der von den Slaves gesendeten und im Master-Empfänger empfangenen Spannungssignale (Slaveantworten) mit Grenzwerten und eine mit dem Master-Sender verbundenen Beeinflussungseinheit zur Veränderung der von dem Master an die Slaves zu sendenden Spannungssignale aufweist.A master with a master receiver and a master transmitter, which is connected via a bus line with multiple slaves, via the bus line voltage signals (master calls) serially from the master to the slaves and voltage signals (slave responses) serially from the individual slaves to the master are thus particularly suitable for carrying out the method described above, that the master connected to the master receiver evaluation and Ver equalization unit for evaluating and comparing the voltage signals (slave responses) sent by the slaves and received in the master receiver with limit values and an influencing unit connected to the master transmitter for modifying the voltage signals to be sent from the master to the slaves.

Mit Hilfe der Auswerte- und Vergleichseinheit erfolgt dabei die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im einzelnen beschriebene Auswertung der von den Slaves empfangenen Spannungssignale, insbesondere hinsichtlich deren Amplitude und Zeitpunkt, sowie der Vergleich der ausgewerteten Spannungssignale mit den Grenzwerten. Die mit dem Master-Sender verbundene Beeinflussungseinheit dient zur Erzeugung der gezielt von dem Master-Sender veränderten – verschlechterten – Spannungssignale. Darüber hinaus kann die Beeinflussungseinheit auch dazu benutzt werden, den Master-Sender – als Ergebnis der Feststellung der Betriebsreserve – selektiv für jeden Slave anzupassen.With Help of the evaluation and comparison unit is done before in connection with the method according to the invention in detail described evaluation of the voltage signals received by the slaves, in particular with regard to their amplitude and timing, and the Comparison of the evaluated voltage signals with the limit values. The one with the master transmitter connected influencing unit is used to generate the targeted from the master transmitter changed - deteriorated - voltage signals. About that In addition, the influencing unit can also be used to the master transmitter - as Result of establishment of operating reserve - selective for each Slave adapt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Master eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Betriebsreserve des Bussystems auf. Die Anzeige kann dabei sowohl als Farbanzeige mit den drei Farben grün, gelb und rot als auch als LCD-Anzeige zur Anzeige eines Wertes, insbesondere eines Prozentwertes, ausgebildet sein.According to one preferred embodiment, the inventive master a display unit for displaying the operating reserve of the bus system on. The display can be both as a color display with the three Colors green, yellow and red as well as LCD display for displaying a value, in particular a percentage value, be formed.

Im einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. den erfindungsgemäßen Master auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die den Patentansprüchen 1 und 16 nachgeordneten Patentansprüchen. Darüber hinaus werden nachfolgend zwei Figuren beschrieben, die zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen. Dabei zeigenin the Individual there are a variety of ways, the inventive method or the master according to the invention to design and develop. For this reference is made to the claims 1 and 16 subordinate claims. In addition, below two figures are described to illustrate the present invention serve. Show

1 eine vereinfachte Darstellung eines Masters und eines Slaves eines ASI-Systems, und 1 a simplified representation of a master and a slave of an ASI system, and

2 den zeitlichen Verlauf eines analogen Spannungssignals auf der Busleitung. 2 the time course of an analog voltage signal on the bus line.

Die 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung einen Master 1, mit einem Master-Empfänger 2 und einem Master-Sender 3, wobei der Master 1 über eine Busleitung 4 mit einem Slave 5 verbunden ist. In der Regel ist der Master 1 nicht nur mit einem einzigen Slave 5, sondern mit einer Vielzahl von Slaves verbunden. Der Slave 5 weist einen Slave-Empfänger 6 und einen Slave-Sender 7 auf, so daß über die Busleitung 4 Spannungssignale 8 seriell vom Master 1 bzw. dem Master-Sender 3 an den Slave 5 bzw. den Slave-Empfänger 6 und umgekehrt vom Slave 5 bzw. dem Slave-Sender 7 Spannungssignale 9 zum Master 1 bzw. dem Master-Empfänger 2 übertragen werden können.The 1 shows in simplified form a master 1 , with a master receiver 2 and a master transmitter 3 , where the master 1 over a bus line 4 with a slave 5 connected is. As a rule, the master 1 not just with a single slave 5 but connected to a variety of slaves. The slave 5 has a slave receiver 6 and a slave transmitter 7 on, so that over the bus line 4 voltage signals 8th serial from the master 1 or the master transmitter 3 to the slave 5 or the slave receiver 6 and vice versa from the slave 5 or the slave transmitter 7 voltage signals 9 to the master 1 or the master receiver 2 can be transmitted.

Die vom Master 1 zum Slave 5 übertragenen Spannungssignale 8 werden bei einem ASI-System in der Regel auch als Masteraufrufe bezeichnet, während die von dem Slave 5 an den Master 1 übertragenen Spannungssignale 9 als Slaveantworten bezeichnet werden. Erfindungsgemäß weist der Master 1 noch eine mit dem Master-Empfänger 2 verbundene Auswerte- und Vergleichseinheit 10 sowie eine mit dem Master-Sender 3 verbundene Beeinflussungsein heit 11 auf. Mittels der Auswerte- und Vergleichseinheit 10 werden dabei die von dem Slave 5 übertragenen und von dem Master-Empfänger 2 empfangenen Spannungssignale 9 mit Grenzwerten des Master-Empfängers 2 verglichen. Die Beeinflussungseinheit 11 dient zur Veränderung der von dem Master-Sender 3 an den Slave 5 zu sendenden Spannungssignale 8.The one from the master 1 to the slave 5 transmitted voltage signals 8th in an ASI system are usually referred to as master calls, while those of the slave 5 to the master 1 transmitted voltage signals 9 be referred to as slave responses. According to the invention, the master 1 one more with the master receiver 2 connected evaluation and comparison unit 10 as well as one with the master transmitter 3 connected influencing unit 11 on. By means of the evaluation and comparison unit 10 are doing by the slave 5 transmitted and from the master receiver 2 received voltage signals 9 with limits of the master receiver 2 compared. The influencing unit 11 is used to change the from the master transmitter 3 to the slave 5 to be sent voltage signals 8th ,

Anhand der 2 wird noch einmal kurz erläutert, wie die im Master-Empfänger 2 empfangenen, von dem Slave-Sender 7 über die Busleitung 4 übertragenen Spannungssignale 9 ausgewertet werden. Hierzu sind in dem in 2 dargestellten Verlauf eines Spannungssignals 9 die Grenzwerte des Master-Empfängers 2 eingezeichnet.Based on 2 is briefly explained again, as in the master receiver 2 received from the slave transmitter 7 over the bus line 4 transmitted voltage signals 9 be evaluated. These are in the in 2 illustrated course of a voltage signal 9 the limits of the master receiver 2 located.

Damit ein auf der Busleitung 4 anstehendes Spannungssignal 9 von dem Master-Empfänger 2 detektiert werden kann, muß die Amplitude des Spannungssignals 9 einen unteren Grenzwert 12 (Minimalamplitude) überschreiten. Darüber hinaus müssen die einzelnen Pulse des Spannungssignals 9 innerhalb eines bestimmten Zeitfensters 13 vom Master-Empfänger 2 detektiert werden. Die Lage eines Zeitfensters 13, in der die erste Flanke eines Pulses des Spannungssignals 9 die Komparatorschwelle, d. h. die Minimalamplitude, überschreiten muß, richtet sich nach der ersten Flanke 15 des ersten Pulses des Spannungssignals 9. Alle nachfolgenden Pulse müssen innerhalb eines Toleranzfensters von beispielsweise 3 μs oder 6 μs nach diesem Puls folgen.So one on the bus line 4 pending voltage signal 9 from the master receiver 2 must be detected, the amplitude of the voltage signal 9 a lower limit 12 (Minimum amplitude). In addition, the individual pulses of the voltage signal 9 within a certain time window 13 from the master receiver 2 be detected. The location of a time window 13 , in which the first edge of a pulse of the voltage signal 9 the comparator threshold, ie the minimum amplitude must exceed, depends on the first edge 15 the first pulse of the voltage signal 9 , All subsequent pulses must follow within a tolerance window of, for example, 3 μs or 6 μs after this pulse.

Aus 2 ist ersichtlich, daß aus einem Vergleich der Amplitude des Spannungssignals 9 mit der Minimalamplitude 12 sowie des Zeitpunkts 14 mit den Grenzen des Zeitfensters 13 eine Aussage darüber möglich ist, ob sich das empfangene Spannungssignal 9 in der Mitte oder am Rand des durch die Minimalamplitude 12 und das Zeitfenster 13 vorgegebenen zulässigen Bereichs befindet. Insbesondere kann dabei der Abstand der Amplitude des Spannungssignals 9 von der Minimalamplitude 12 sowie des Zeitpunkts 14 von den Grenzen des Zeitfensters 13 ermittelt und ausgegeben werden.Out 2 It can be seen that a comparison of the amplitude of the voltage signal 9 with the minimum amplitude 12 as well as the time 14 with the limits of the time window 13 a statement is possible as to whether the received voltage signal 9 in the middle or at the edge of the minimum amplitude 12 and the time window 13 specified permissible range. In particular, while the distance of the amplitude of the voltage signal 9 from the minimum amplitude 12 as well as the time 14 from the boundaries of the time window 13 be determined and issued.

Claims

Method for assessing the transmission quality of a bus system, in particular an ASI system, between a master and the one with the master over a bus connected to slaves communication, wherein the master a master receiver and a master transmitter and the slaves each have a slave receiver and a slave transmitter, and wherein via the bus line voltage signals (Master calls) serially from the master to the slaves and voltage signals (Slave responses) transmitted serially from the individual slaves to the master become, for the assessment of the transmission quality of sent to the slaves and received in the master receiver voltage signals (Slave responses) the voltage signals received in the master receiver (Slave answers) are evaluated and compared with limits, and in order to assess the transmission quality of the Master sent and received in the individual slave receivers voltage signals (master calls) voltage signals changed by the master transmitter transferred to the slaves and then checked in the master receiver, whether the individual slaves responded to the changed voltage signals to have.

Method according to claim 1, characterized in that that to Assessment of the transmission quality of sent to the slaves and in the master receiver received voltage signals (slave responses) the amplitude and the time of received voltage signals (slave responses) evaluated and with a given minimum amplitude and at least a threshold of a time window are compared.

Method according to claim 1 or 2, characterized that to Assessment of the transmission quality of sent to the slaves and received in the master receiver voltage signals (slave responses) the distance between the evaluated voltage signals and the limits is determined and output, wherein preferably the determined Distance values are normalized relative to the limits.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the Limit values of the master receiver, with which the voltage signals sent by the slaves and received in the master receiver (Slave answers) are compared, changed and then checked, whether the received voltage signals still within the changed Limits are.

Method according to claim 4, characterized in that that the Limits of the master receiver changed so much until the received voltage signals are outside the modified limits lie.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that to Assessment of the transmission quality of the Master sent and received in each slave receivers Voltage signals (master calls) the amplitude and / or the time the transmitted from the master transmitter to the slaves voltage signals is changed.

Method according to Claim 6, characterized that to Assessment of the transmission quality of the Master sent and received in each slave receivers Voltage signals (master calls) the amplitude and the time in the master receiver changed due to the transmitted from the master transmitter to the slaves Voltage signals received voltage signals (slave responses) evaluated and their distance to target values, in particular a predetermined Minimum amplitude and at least one limit of a time window is determined and output, wherein preferably the determined Distance values are normalized relative to the limits.

Method according to Claim 6, characterized that the Amplitude and / or timing of the master transmitter to the Transmit slaves Voltage signals changed so much until the individual slaves fail to respond to the changed voltage signals answer more.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized that it performed several times in succession is preferably, each time the limits of the master receiver and / or the amplitude and / or timing of the master transmitter the slaves transmit voltage signals more changed becomes.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that out the distance values of the voltage signals evaluated in the master receiver on the limits and / or on the degree of change in the limit values of the Master receiver the operational reserve of the master receiver, the individual operating reserves of the slave receivers and the operating reserve the bus system is determined and displayed.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that as Result of the comparison received by the slaves in the master receiver Voltage signals (slave responses) with the limits of the master receiver the limits customized become.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized that as Result of checking if the individual slaves changed to those received by the master Voltage signals have responded from the master transmitter to the individual slaves to be transmitted Voltage signals changed become.

Method according to claims 11 and 12, characterized that the Master receiver and the master transmitter selective for be adapted to each slave.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized that it automatically after switching on the master.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized that it while Normal operation is performed in the recording phase in which the master looking for newly added slaves.

Master for carrying out the method according to one of Claims 1 to 15, having a master receiver ( 2 ) and a master transmitter ( 3 ), whereby the master ( 1 ) via a bus line ( 4 ) with several slaves ( 5 ) and via the bus line ( 4 ) Voltage signals ( 8th ) (Master calls) serially from the master ( 1 ) to the slaves ( 5 ) and voltage signals ( 9 ) (Slave responses) serially from the individual slaves ( 5 ) to the master ( 1 ), characterized in that one with the master receiver ( 2 ) associated evaluation and comparison unit ( 10 ) for evaluation and comparison of the slaves ( 5 ) and in the master receiver ( 2 ) received voltage signals ( 9 ) (Slave responses) with limit values, and that one with the master transmitter ( 3 ) associated influencing unit ( 11 ) for the change of the master ( 1 ) to the slaves ( 5 ) to be sent voltage signals ( 8th ) is provided.

Master according to Claim 16, characterized in that the evaluation and the comparison of the data from the slaves ( 5 ) and in the master receiver ( 2 ) received voltage signals ( 9 ) (Slave responses) with respect to their amplitude and their time shift occurs.

Master according to claim 16 or 17, characterized in that the formulation of the master ( 1 ) to the slaves ( 5 ) to be sent voltage signals ( 8th ) with respect to their amplitude and time shift occurs.

Master according to one of Claims 16 to 18, characterized in that a display unit for indicating an operating reserve of the master, of the individual slaves ( 5 ) and / or the bus system is provided, wherein the display unit is preferably designed as a color display with the three colors green, yellow and red or as an LCD display for displaying a number.

Master according to one of Claims 16 to 19, characterized in that an evaluation unit is provided which has a value which represents the operating reserve of the master, the individual slaves ( 5 ) and / or the bus system, forwards to a higher-level controller.