DE19600997C2 - Bussystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bussystem zum Übertragen von Daten zwischen Busteilnehmern der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Ein solches Bussystem dient der Vernetzung von Baueinheiten für die Signalverarbeitung, hierzu gehören Logikeinheiten, Signaleinheiten, Zähleinheiten, Relaiseinheiten, Kleinsteue­ rungen, Einheiten zur Signaltrennung, -wandlung und -be­ arbeitung oder dergleichen. Diese als Busteilnehmer zu be­ zeichnenden Baueinheiten werden in der Regel in Schaltschrän­ ken oder Klemmenkästen nach Art von Klemmen auf einer Trag­ schiene aneinandergereiht. Über das Bussystem kann jeder der mit einer individuellen Adresse versehenen Busteilnehmer angesteuert werden und Quittungssignale übermitteln, auch können die Busteilnehmer untereinander über das Bussystem kommunizieren. In jedem Falle ist es erforderlich, die Bu­ steilnehmer über das Bussystem mit einer zentralen Steuerein­ heit und untereinander zur Signalübermittlung zu verbinden, was in bekannter Ausführung über elektrische Signale ge­ schieht, für die eine entsprechende Kontaktierung vorgesehen werden muß, vergleiche EP 0 364 618 A1. Die einzelnen Bu­ steilnehmer haben dazu 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 Störan­ fälligkeit infolge Korrosion, Verschmutzung oder dergleichen behaftet, zum anderen macht es die elektrische Kontaktverbin­ dung erforderlich, im Innern der Busteilnehmer die Arbeits­ kreise und die Datenübertragung galvanisch voneinander zu trennen, wozu unter anderem Optokoppler verwendet werden.

Es sind anderweitige Bussysteme bekannt, bei denen die Bu­ steilnehmer nicht nach Art von Klemmen ausgebildet sind, jedoch zwischen den Busteilnehmern die Datenübertragung op­ tisch erfolgt. So beschreibt die DE 40 17 997 A1 ein opti­ sches Datenübertragungssystem mit nebeneinander angeordneten Busteilnehmern, die Kupplungsein- und -ausgänge für die Da­ tenübertragung an den Außenseiten aufweisen. Die Datenüber­ tragung erfolgt dort mittels Lichtleiter. Ein ähnliches Da­ tenübertragungssystem zeigt die GB 2 168 214 A, hier erfolgt die optische Datenübertragung zwischen den einander benach­ barten Busteilnehmern durch den freien Raum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bussystem der gattungsgemäßen Art zu verbessern, indem zwischen den als Klemmen ausgebildeten Busteilnehmern eine mehrkanalige Daten­ übertragung ermöglicht wird.

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

Für die Erfindung ist die optische Verbindung der für den Datentransfer vorgesehenen Kopplungseingänge und -ausgänge der als Klemmen ausgebildeten Busteilnehmer wesentlich, womit zugleich unmittelbar an der Peripherie der Busteilnehmer eine galvanische Trennung von den Arbeitskreisen erfolgt, womit hierfür im Innern der Busteilnehmer nicht noch zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen. Das optische Datenübertra­ gungssystem, welches nicht nur die seitlich an den klemmenar­ tigen Busteilnehmern angeordneten optischen Sender und opti­ schen Empfänger umfaßt, sondern auch die in den Bodenplatten der Busteilnehmer vorgesehenen optischen Kupplungseingänge und/oder -ausgänge, die mit der lichtleitenden Schiene in der Tragschiene für die Busteilnehmer zusammenwirken, ermöglichen eine mehrkanalige Datenübertragung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anzahl von Busteilnehmern eines Bussystems und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von mehreren nach Art von Klemmen auf einer Tragschiene angeordne­ ten Busteilnehmern.

In der Prinzipdarstellung von Fig. 1 erkennt man nebeneinan­ der auf einer Tragschiene 2 aufgereihte Busteilnehmer 1, bei denen es sich um Baueinheiten oder Module für die Signalver­ arbeitung handelt und die miteinander über ein Bussystem vernetzt sind. Dafür gibt es ein Bus-Ankopplungsmodul 3, welches die betreffenden Signale an die Busteilnehmer 1 wei­ tergibt, wobei diese Signale entweder für einen oder mehrere oder für alle der Busteilnehmer 1 bestimmt sind. Die Signa­ lerkennung erfolgt in jedem der Busteilnehmer 1, die jeweils eine individuelle Adressierung haben. Die Adressierung kann auch durch die physikalische Folge der einzelnen Busteilneh­ mer 1 bestimmt sein, wie beim Interbus S nach DIN 19258. Es ist möglich, die von einem Busteilnehmer 1 zum nächsten wei­ tergereichten Signal 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 ersten Busteilnehmer 1 und von diesem zu den weiteren nacheinander angereihten Busteilnehmern 1 erfolgt kontaktlos. Dafür haben die Busteilnehmer 1 Kopplungseingänge 4 und Kopplungsausgänge 5 in Gestalt von drahtlos miteinander in Verbindung stehenden Empfängern und Sendern, wobei in konkreter Ausführung beim Datentransfer unmittelbar zwischen zwei benachbarten Busteil­ nehmern 1 mittels modulierter Lichtsignale an der einen Seite des Busteilnehmers 1 ein Fototransistor als Kopplungseingang bzw. Empfänger 4 und an der anderen Seite eine Leuchtdiode als Kopplungsausgang bzw. Sender 5 angeordnet ist. Bei je­ weils benachbarten Busteilnehmern 1 liegen der optische Sen­ der und der optische Empfänger deckungsgleich, zweckmäßig fluchten sämtliche Kopplungseingänge 4 und Kopplungsausgänge 5 der Busteilnehmer 1 in Längsrichtung der Tragschiene 2 gesehen miteinander. Auf diese Weise ist zwischen jedem der Busteilnehmer 1 und dem ihm benachbart liegenden Busteilneh­ mer 1 ein Optokoppler vorhanden, ein solcher ist entsprechend auch zwischen dem Ankopplungsmodul 3 und dem ersten Busteil­ nehmer 1 vorgesehen.

Im Innern jedes Busteilnehmers 1 findet sich eine Einheit 8 für die Signalauswertung des Datentransfersystems, die mit einer Arbeitsstufe 9 zusammenwirkt, welche separate Anschlüs­ se 6 und 7 aufweist. Über die Anschlüsse 6 und 7 kann je nach Bedarf auch die Stromversorgung des betreffenden Busteilneh­ mers 1 vorgenommen werden, entscheidend ist, daß zwischen der inneren Signalverarbeitung jedes Busteilnehmers 1 und dem Signalübertragungssystem eine galvanische Trennung besteht, die durch die kontaktlose Signalübertragung zwischen den Kopplungsausgängen 5 und den Kopplungseingängen 4 jeweils zweier benachbarter Busteilnehmer 1 sichergestellt ist.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform eines Bussy­ stems, bei dem die Busteilnehmer 1 nach Art von Klemmen auf der Tragschiene 2 sitzen. Die sehr schmal bauenden Busteil­ nehmer 1 haben ebene Seitenwände 10, wobei jeweils an der einen Seitenwand 10 der kontaktlos empfangende Kopplungsein­ gang 4 und an der gegenüberliegenden Seitenwand der ebenso kontaktlose Kopplungsausgang 5 angeordnet ist. Die Anschlüsse 6 und 7 für den Arbeitskreis des jeweiligen Busteilnehmers 1 finden sich an der vorderen Schmalseite.

Die Busteilnehmer 1 haben in ihren Bodenplatten als erste Kopplungseingänge 4 und 5 Signaleingänge, die unmittelbar an einen Lichtleiter 11 angrenzen, der als sogenannter Stern­ koppler 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 nachdem ob die Signalübertragung bidirektional vorgesehen ist oder nicht. Auf diese Weise kann eine mehrkanalige Übertragung der Signale vorgesehen werden, beispielsweise können einer oder mehrere der Kanäle ausschließlich für die Adressensignale verwendet werden.

Claims (2)

1. Bussystem zum Übertragen von Daten zwischen nach Art von Klemmen auf einer Tragschiene aneinandergereihten Bus­ teilnehmern mit je einer zugeordneten Adressierung und je einem Kopplungseingang sowie einem Kopplungsausgang für die Datenübertragung und ferner jeweils mit An­ schlüssen für Arbeitskreise oder dergl., die von dem Kopplungseingang und -ausgang für die Datenübertragung galvanisch getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kopplungseingänge (4) und -ausgänge (5) der Bus­ teilnehmer (1) kontaktlos miteinander in Verbindung ste­ hende, an den Seitenwänden (10) der klemmenartigen Bus­ teilnehmer (1) angeordnete optische Sender und optische Empfänger sind,
daß die Busteilnehmer (1) in ihrem Bodenplatten weitere optische Kopplungseingänge (4) und/oder -ausgänge (5) haben und
daß die Tragschiene (2) für die Busteilnehmer (1) einen Zwischenleiter (11) in Form einer lichtleitenden Schiene aufweist, der die weiteren, bodenseitigen Kopplungsein­ gänge (4) und/oder Kopplungsausgänge (5) der Busteilneh­ mer (1) zugekehrt sind.

2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Tragschiene (2) angeordnete Zwischenlei­ ter (11) zwischen den Kopplungseingängen (4) und/oder den Kopplungsausgängen (5) der Busteilnehmer (1) ein op­ tischer Sternkoppler ist.