DE19600997A1 - Bussystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bussystem zum Über­ tragen von Daten zwischen Busteilnehmern der im Gat­ tungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Ein solches Bussystem dient der Vernetzung von Bauein­ heiten für die Signalverarbeitung, hierzu gehören Lo­ gikeinheiten, Signaleinheiten, Zähleinheiten, Relais­ einheiten, Kleinsteuerungen, Einheiten zur Signaltren­ nung, -wandlung und -bearbeitung oder dergleichen. Die­ se als Busteilnehmer zu bezeichnenden Baueinheiten wer­ den in der Regel in Schaltschränken oder Klemmenkästen nach Art von Klemmen auf einer Tragschiene aneinander­ gereiht. Über das Bussystem kann jeder der mit einer individuellen Adresse versehenen Busteilnehmer ange­ steuert werden und Quittungssignale übermitteln, auch können die Busteilnehmer untereinander über das Bussy­ stem kommunizieren. In jedem Falle ist es erforderlich, die Busteilnehmer über das Bussystem mit einer zentra­ len Steuereinheit und untereinander zur Signalübermitt­ lung zu verbinden, was in bekannter Ausführung über elektrische Signale geschieht, für die eine entspre­ chende Kontaktierung vorgesehen werden muß, vergleiche EP- 0 364 618 A1. Die einzelnen Busteilnehmer haben da­ zu mehr oder weniger komplizierte Kontaktverbindungen, meist in Gestalt von Kontaktsätzen, die nicht nur der Stromzufuhr der einzelnen Einheiten oder Module sondern auch dem Datentransfer zugeordnet sind. Zum einen ist eine elektrische Kontaktverbindung mit der üblichen Störanfälligkeit infolge Korrosion, Verschmutzung oder dergleichen behaftet, zum anderen macht es die elektri­ sche Kontaktverbindung erforderlich, im Innern der Bus­ teilnehmer die Arbeitskreise und die Datenübertragung galvanisch voneinander zu trennen, wozu unter anderem Optokoppler verwendet werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Bus­ system der gattungsgemäßen Art zu verbessern, indem für den Datentransfer zwischen den einzelnen Busteilnehmern ein kontaktfreies Übertragungssystem vorgesehen wird, welches zugleich die galvanische Trennung der einzelnen Busteilnehmer von den Arbeitskreisen sicherstellt.

Diese Aufgabe wird bei einem Bussystem der gattungsge­ mäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist die kontaktlose Verbindung der für den Datentransfer vorgesehenen Kopplungseingänge und -ausgänge der Busteilnehmer wesentlich, und dieses im elektrischen Sinne drahtlose Datentransfersystem schafft zugleich unmittelbar an der Peripherie der Bus­ teilnehmer eine galvanische Trennung von den Arbeits­ kreisen, womit hierfür im Innern der Busteilnehmer nicht noch zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müs­ sen.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung erge­ ben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine An­ zahl von Busteilnehmern eines Bussystems,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von mehre­ ren nach Art von Klemmen auf einer Trag­ schiene angeordneten Busteilnehmern und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines modifizierten Bussystems.

In der Prinzipdarstellung von Fig. 1 erkennt man neben­ einander auf einer Tragschiene 2 aufgereihte Busteil­ nehmer 1, bei denen es sich um Baueinheiten oder Module für die Signalverarbeitung handelt und die miteinander über ein Bussystem vernetzt sind. Dafür gibt es ein Bus-Ankopplungsmodul 3, welches die betreffenden Signa­ le an die Busteilnehmer 1 weitergibt, wobei diese Sig­ nale entweder für einen oder mehrere oder für alle der Busteilnehmer 1 bestimmt sind. Die Signalerkennung er­ folgt in jedem der Busteilnehmer 1, die jeweils eine individuelle Adressierung haben. Die Adressierung kann auch durch die physikalische Folge der einzelnen Bus­ teilnehmer 1 bestimmt sein, wie beim Interbus S nach DIN 19258. Es ist möglich, die von einem Busteilnehmer 1 zum nächsten weitergereichten Signale von demjenigen Busteilnehmer 1 sperren zu lassen, hinter dem sich nur noch solche Busteilnehmer 1 befinden, für die das empfangene Signal nicht mehr bestimmt ist.

Der Signaltransfer von dem Ankopplungsmodul 3 zum er­ sten Busteilnehmer 1 und von diesem zu den weiteren nacheinander angereihten Busteilnehmern 1 erfolgt kon­ taktlos. Dafür haben die Busteilnehmer 1 Kopplungsein­ gänge 4 und Kopplungsausgänge 5 in Gestalt von drahtlos miteinander in Verbindung stehenden Empfängern und Sen­ dern, wobei in konkreter Ausführung beim Datentransfer unmittelbar zwischen zwei benachbarten Busteilnehmern 1 mittels modulierter Lichtsignale an der einen Seite des Busteilnehmers 1 ein Fototransistor als Kopplungsein­ gang bzw. Empfänger 4 und an der anderen Seite eine Leuchtdiode als Kopplungsausgang bzw. Sender 5 angeord­ net ist. Bei jeweils benachbarten Busteilnehmern 1 liegen der optische Sender und der optische Empfänger deckungsgleich, zweckmäßig fluchten sämtliche Kopp­ lungseingänge 4 und Kopplungsausgänge 5 der Busteilneh­ mer 1 in Längsrichtung der Tragschiene 2 gesehen mit­ einander. Auf diese Weise ist zwischen jedem der Bus­ teilnehmer 1 und dem ihm benachbart liegenden Busteil­ nehmer 1 ein Optokoppler vorhanden, ein solcher ist entsprechend auch zwischen dem Ankopplungsmodul 3 und dem ersten Busteilnehmer 1 vorgesehen.

Im Innern jedes Busteilnehmers 1 findet sich eine Ein­ heit 8 für die Signalauswertung des Datentransfersy­ stems, die mit einer Arbeitsstufe 9 zusammenwirkt, wel­ che separate Anschlüsse 6 und 7 aufweist. Über die An­ schlüsse 6 und 7 kann je nach Bedarf auch die Stromver­ sorgung des betreffenden Busteilnehmers 1 vorgenommen werden, entscheidend ist, daß zwischen der inneren Sig­ nalverarbeitung jedes Busteilnehmers 1 und dem Signal­ übertragungssystem eine galvanische Trennung besteht, die durch die kontaktlose Signalübertragung zwischen den Kopplungsausgängen 5 und den Kopplungseingängen 4 jeweils zweier benachbarter Busteilnehmer 1 sicherge­ stellt ist.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform eines Bus­ systems, bei dem die Busteilnehmer 1 nach Art von Klem­ men auf der Tragschiene 2 sitzen. Die sehr schmal bau­ enden Busteilnehmer 1 haben ebene Seitenwände 10, wobei jeweils an der einen Seitenwand 10 der kontaktlos em­ pfangende Kopplungseingang 4 und an der gegenüberlie­ genden Seitenwand der ebenso kontaktlose Kopplungsaus­ gang 5 angeordnet ist. Die Anschlüsse 6 und 7 für den Arbeitskreis des jeweiligen Busteilnehmers 1 finden sich an der vorderen Schmalseite.

Fig. 3 veranschaulicht anhand einer ähnlichen Darstel­ lung ein Bussystem mit einer Mehr- oder Vielzahl von Busteilnehmern 1, bei dem sich vielfältigere Möglich­ keiten für die Signalübertragung finden. Hier haben die Busteilnehmer 1 in ihren Bodenplatten erste Signalein­ gänge 4 und 5, die unmittelbar an einen Lichtleiter 11 angrenzen, der als sogenannter Sternkoppler in die Tragschiene 2 eingesetzt ist. Außerdem finden sich an den Seitenwänden der Busteilnehmer 1 weitere kontakt­ lose Kopplungseingänge 4 und/oder -ausgänge 5, je nach­ dem ob die Signalübertragung bidirektional vorgesehen ist oder nicht. Auf diese Weise kann eine mehrkanalige Übertragung der Signale vorgesehen werden, beispiels­ weise können einer oder mehrere der Kanäle ausschließ­ lich für die Adressensignale verwendet werden.

Claims (10)

1. Bussystem zum Übertragen von Daten zwischen nach Art von Klemmen auf einer Tragschiene aneinandergereih­ ten Busteilnehmern mit je einer zugeordneten Adres­ sierung und je einem Kopplungseingang sowie einem Kopplungsausgang für die Datenübertragung und ferner jeweils mit Anschlüssen für Arbeitskreise oder der­ gleichen, die von dem Kopplungseingang und -ausgang für die Datenübertragung galvanisch getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseingänge (4) und -ausgänge (5) der Busteilnehmer (1) kontaktlos miteinander in Verbin­ dung stehende Sender und Empfänger sind.

2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseingänge (4) und die Kopplungs­ ausgänge (5) der Busteilnehmer (1) optische, akustische oder elektromagnetische Sender bzw. Empfän­ ger sind.

3. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseingänge (4) und die Kopplungsaus­ gänge (5) der Busteilnehmer (1) kapazitiv oder in­ duktiv miteinander gekoppelt sind.

4. Bussystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Kopplungsausgang (5) des einen Bus­ teilnehmers (1) mit dem Kopplungseingang (4) des nächstfolgenden Busteilnehmers (1) unmittelbar ver­ bunden ist.

5. Bussystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseingänge (4) der Busteilnehmer (1) und/oder die Kopplungsausgänge (5) der Busteilnehmer (1) mittelbar über einen gemeinsamen Zwischenleiter (11) miteinander verbunden sind.

6. Bussystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenleiter (11) zwischen den Kopplungs­ eingängen (4) und/oder den Kopplungsausgängen (5) der Busteilnehmer (1) ein optischer Sternkoppler ist.

7. Bussystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschiene (2) für die Busteilnehmer (1) als Zwischenleiter (11) eine lichtleitende Schiene aufweist, der die optischen Sender und optischen Empfänger als Kopplungsausgänge (5) bzw. als Kopp­ lungseingänge (4) der Busteilnehmer (1) zugekehrt sind.

8. Bussystem nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktlosen Kopplungseingänge (4) und -ausgänge (5) an den Außenseiten der Busteilnehmer (1) angeordnet sind.

9. Bussystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger und Sender als Kopplungseingänge (4) und -ausgänge (5) der auf der Tragschiene (2) benachbarten Busteilnehmer (1) an deren einander zugewandten Seitenwänden (10) jeweils miteinander in Längsrichtung der Tragschiene (2) fluchten.

10. Bussystem nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei oder mehrere Kanäle der Datenübertra­ gung eine entsprechende Anzahl von Empfängern und Sendern als Kopplungseingänge (4) und -ausgänge (5) an den Busteilnehmern (1) angeordnet sind.