DE19860465A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kodierung der Adressen von baugleichen Funktionseinheiten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kodierung der Adressen von baugleichen Funktionseinheiten oder Baugruppen, wobei diese Einheiten abhängig vom Ort ihrer Installation und/oder von einer speziellen Steuerung zu definierten Zeiten wählbare Funktionen ausführen sollen. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung, eine neue Möglichkeit zur Kodierung der Adressen von Funktionseinheiten oder Baugruppen zu finden, die auch bei Baugleichheit eine individuelle Steuerbarkeit der Funktionseinheiten gewährleistet und dabei eine aufwendige Hardware- oder Software-Programmierung der Kodierung vermeidet, wird erfindungsgemäß gelöst, indem jeder Funktionseinheit (2) durch den Anschluß an einem Installationsort eine unterschiedliche Adresse zugewiesen wird, wobei die Adresse in Form einer physikalischen Größe vorgesehen ist, die physikalische Größe in der Funktionseinheit (2) gemessen und in einen digitalen Wert gewandelt wird und der digitale Wert als digitale Adresse (8) beim Einschalten der Funktionseinheit (2) gespeichert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kodierung der Adressen von baugleichen Funktionseinheiten oder Baugruppen, wobei diese Einheiten abhängig vom Ort ihrer Installation und/oder von einer speziellen Steuerung zu definierten Zeiten wählbare Funktionen ausführen sollen, insbesondere zur differenzierten Ansteuerung von einzelnen Antriebsmodulen eines Frachtladesystems.

Es ist seit langem bekannt und üblich, bei über einen zentralen Rechner gesteuerten elektronischen Geräten oder Baugruppen die definierte Datenübertragung und Steuerung der einzelnen Einheiten/Baugruppen mit einem sogenannten Systembus, bestehend aus Datenbus, Adreßbus und Kontrollbus, vorzunehmen. Da alle Funktionseinheiten dieselbe parallele Schnittstelle aufweisen und an denselben Systembus angeschlossen sind, bekämen alle Funktionseinheiten dieselbe Information, wenn nicht durch eine interne Adreßvorgabe jeder Funktionseinheit eine unterschiedliche (z. B. ortsabhängige) Adresse zugeordnet wäre. Diese Adresse wird parallel zu dem jeweiligen Befehl über den Systembus übertragen, so daß nur die Funktionseinheit den Befehl ausführt, die die mitgeteilte Adresse hat. Es besteht also das prinzipielle Problem, die Funktionseinheiten mit einer eindeutigen Kennung (Adresse) zu versehen, die nur geringe Aufwände bei der Einstellung oder Änderung der Adresse erfordert.

Bei den herkömmlichen Verfahren zur elektronischen Kommunikation zwischen einem Rechner und einzelnen Funktionseinheiten mittels eines Systembusses werden die Adressen in den einzelnen Funktionseinheiten über dual einstellbare Kodierschalter eingestellt. Diese einschlägige Technik ist bereits im Kapitel "Modularer Aufbau von Mikrocomputern", in: Tietze, U.; Schenk, Ch., Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1980, S. 561-563, beschrieben und somit eherner Stand der Technik.

In anderen bekannten Systemen sind die digitalen Adressen über eine feste Verdrahtung von Adreßanschlüssen eingestellt.

Allen bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß die richtige Adressierung der einzelnen Funktionseinheiten oder Baugruppen stets eine entsprechende Adreßkodierung innerhalb der jeweiligen Einheit erfordert. Das ist aber gerade dann von entscheidendem Nachteil, wenn die Funktionseinheiten erhöhten mechanischen Beanspruchungen und damit einem hohen Verschleiß unterliegen, so daß regelmäßig mit einem Austausch der Funktionseinheiten gerechnet werden muß. Weiterhin kommt häufig erschwerend hinzu, daß Funktionseinheiten gegen Umwelteinflüsse (z. B. Feuchtigkeit) sehr aufwendig gekapselt sind und deshalb ein Eingriff in die Hardware unerwünscht oder zumindestens erschwert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Kodierung der Adressen von Funktionseinheiten oder Baugruppen zu finden, die auch bei Baugleichheit eine individuelle Steuerbarkeit der Funktionseinheiten gewährleistet und dabei eine aufwendige Hardware- oder Software-Programmierung der Kodierung vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Kodierung von Funktionseinheiten, bei dem Funktionseinheiten in Abhängigkeit von deren Installationsort unterschiedliche Programmabläufe ihrer Funktionen auszuführen haben, dadurch gelöst, daß jeder Funktionseinheit durch den Anschluß an einem Installationsort eine unterschiedliche Adresse zugewiesen wird, wobei die Adresse in Form einer physikalischen Größe vorgegeben wird, daß die physikalische Größe in der Funktionseinheit gemessen und in einen digitalen Wert gewandelt wird und daß der digitale Wert als digitale Adresse mindestens beim ersten Einschalten der Funktionseinheit nach der Installation gespeichert wird.

Die physikalische Größe wird vorteilhaft als analoge Spannung gemessen, wobei die physikalische Größe für die einzelnen Funktionseinheiten derart unterschiedlich gewählt wird, daß die von den Funktionseinheiten gemessenen analogen Spannungen definierte Differenzen zueinander aufweisen, die zuverlässig in voneinander verschiedene digitale Adressen umgesetzt werden können. Als physikalische Größe wird vorzugsweise eine Impedanz verwendet, da deren Wert direkt durch die über sie abfallende Spannung gemessen werden kann. Es ist aber ebenfalls möglich andere in elektrische Spannungen wandelbare physikalische Größen, soweit sie relativ konstant und einfach einstellbar sind, zur Adressenvorgabe zu verwenden, wie z. B. die Messung einer Frequenz.

Die physikalische Größe muß wenigstens einmal bei der ersten Inbetriebnahme einer Funktionseinheit gemessen und als digitale Adresse gespeichert werden. Zur Minimierung von Störungen der analogen Spannungsmessung wird die an der charakteristischen Impedanz abfallende Spannung vorteilhaft bei jedem Einschalten der Funktionseinheit erneut gemessen und als digitale Adresse gespeichert.

Zur Realisierung der analogen Adreßkodierung wird vorteilhaft für jede der Funktionseinheiten eine einheitliche Adreß-Referenzspannung bereitgestellt, die einheitliche Adreß-Referenzspannung der jeweiligen Funktionseinheit in eine für jede Funktionseinheit unterschiedliche definierte Teilspannung geteilt und die jeweilige definierte Teilspannung als analoge Adresse innerhalb jeder Funktionseinheit mittels einer Analog/Digital- Umsetzung gemessen und als digitale Adresse gespeichert. Dabei wird die Adreß- Referenzspannung zweckmäßig von einer für die Analog/Digital-Umsetzung bereits vorhandenen Referenzspannung gebildet und mit dem Massepotential der Betriebsspannung jeder Funktionseinheit über einen Spannungsteiler, der eine für jede Funktionseinheit charakteristische Impedanz enthält, verbunden, wobei die über der charakteristischen Impedanz abfallende Spannung gemessen und als Adresse verarbeitet wird.

Für die Erzeugung der charakteristischen Impedanz im Spannungsteiler der einzelnen Funktionseinheiten werden zweckmäßig unterschiedliche ohmsche Widerstände als Adreßwiderstände verwendet, die eine lineare Spannungsreihe der an den Adreßwiderständen der einzelnen Funktionseinheiten abfallenden Spannungen ergeben. Ein besonders breitgefächertes Anwendungsfeld der analogen Adreßkodierung ergibt sich, wenn die Funktionseinheiten von einer zentralen Steuereinheit mit digitalen Steuersignalen versorgt werden, wobei mittels eines Systembusses der Informationsaustausch zwischen der Steuereinheit und den von dieser gesteuerten Funktionseinheiten durchgeführt und die Adressierung der einzelnen Funktionseinheiten vorgenommen wird.

Des weiteren wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Kodierung von Funktionseinheiten, bei der für baugleiche Funktionseinheiten in Abhängigkeit von deren Installationsort unterschiedliche Programmabläufe ihrer Funktionen vorgesehen sind, dadurch gelöst, daß für jede Funktionseinheit durch deren Installation an einem bestimmten Ort eine unterschiedliche Adresse vorhanden ist, wobei die Adresse in Form einer physikalischen Größe vorgegeben ist, Mittel zur Aufnahme eines elektrischen Analogsignals als Äquivalent der physikalische Größe und zur Wandlung in einen digitalen Wert in der Funktionseinheit vorhanden sind und Mittel zum Speichern für mindestens einen digitalen Wert als digitale Adresse in jeder Funktionseinheit vorgesehen sind, wobei die Speichermittel mindestens beim ersten Einschalten der Funktionseinheit nach der Installation aktiviert sind.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn jede der Funktionseinheiten eine definierte und für alle Funktionseinheiten einheitliche Adreß-Referenzspannung aufweist, ein Spannungsteiler, der eine für jede Funktionseinheit charakteristische Impedanz enthält, zwischen den Potentialen von der Adreß-Referenzspannung und einer negativen Betriebsspannung jeder Funktionseinheit angeordnet ist, und in jeder Funktionseinheit ein A/D-Wandler zur Umwandlung der Spannung, die über der charakteristischen Impedanz im Spannungsteiler abfällt, vorhanden ist, wobei der aus der analogen Spannung gewandelte digitale Wert eine digitale Adresse für die jeweilige Funktionseinheit darstellt und als solche intern speicherbar ist.

Vorzugsweise enthalten die Spannungsteiler der verschiedenen Funktionseinheiten jeweils einen für alle Funktionseinheiten gleichen Vorwiderstand, der innerhalb der Funktionseinheit angeordnet ist, und einen für alle Funktionseinheiten definiert unterschiedlichen Adreßwiderstand, der als besagte charakteristische Impedanz außerhalb der Funktionseinheiten angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, ohne das Prinzip der erfindungsgemäßen analogen Kodierung zu verletzen, den gesamten Spannungsteiler außerhalb der Funktionseinheiten anzuordnen, beispielweise innerhalb der zentralen Steuereinheit oder als externe Referenzspannung mit geeignetem Spannungsteilermodul. Zweckmäßiger ist es jedoch, zur Vermeidung langer Verbindungsleitungen die charakteristischen Impedanzen der Spannungsteiler jeweils im Anschlußstecker einzubauen und die Niederspannungsressourcen der Funktionseinheiten zu nutzen. Bei der Bereitstellung der für den Spannungsteiler erforderlichen Adreß-Referenzspannung ergibt sich damit als weiterer Vorteil, daß eine für den A/D-Wandler der Funktionseinheiten notwendig bereitgestellte Referenzspannung als Adreß-Referenzspannung verwendet werden kann.

Der A/D-Wandler, der zur Messung bzw. digitalen Umsetzung der physikalischen Größe verwendet wird, wird vorteilhaft gleichzeitig für andere Meß- und Regelfunktionen der Funktionseinheit verwendet, wodurch für die Adreßkodierung kein zusätzliches Bauelement dieser Art benötigt wird.

Die charakteristischen Impedanzen in den Spannungsteilern der verschiedenen Funktionseinheiten sind vorzugsweise gestuft unterschiedliche ohmsche Widerstände, die sich soweit unterscheiden, daß der den Analogwert messende A/D-Wandler eine ausreichende Störsicherheit bei der Adreßauslesung hat. Die Stufungen der Adreßwiderstände muß deshalb so erfolgen, daß die über sie abfallenden Spannungen von Funktionseinheit zu Funktionseinheit eine möglichst lineare Spannungsreihe ergeben. Nimmt man 100 mV als ausreichenden Störabstand an, so kann man in Abhängigkeit von der Auflösung des A/D-Wandlers und der Referenzspannung die notwendige Impedanz des Adreßwiderstandes nach der Beziehung

wobei R_Vor der einheitliche Vorwiderstand des Spannungsteilers ist und sich U_Adr aus dem gewünschten Störabstand und der Nummer der Adresse ergibt.

Die Grundidee der Erfindung basiert auf der Überlegung, daß eine Vielzahl von gesteuerten Funktionseinheiten (Baugruppen) über einen internen A/D-Wandler verfügen. Letzterer ist problemlos dazu in der Lage, die digitale Adresse der Funktionseinheit aus einem definierten Analogsignal selbst zu ermitteln, wozu es lediglich einer genau dimensionierten Spannungsvorgabe am Eingang des A/D-Wandlers bedarf. Die Adressierung verschiedener ansonsten vorzugsweise baugleicher Funktionseinheiten kann demzufolge mittels Spannungsteilung einer Referenzspannung an der Eingangsschnittstelle jeder Funktionseinheit erfolgen, indem für jede Funktionseinheit eine unterschiedliche Impedanz zwischen einem Bezugspotential und einer Adreß-Referenzspannung vorhanden ist, die an dem vorhandenen A/D-Wandler der Funktionseinheit jeweils eine unterschiedliche analoge Spannung vorgibt, wobei der A/D-Wandler aus dem anliegenden Spannungswert die digitale Adresse der Funktionseinheit ermittelt. Dabei wird der üblicherweise verwendeten Steckverbindung zu einem Interface (z. B. Steuerungssystembus oder Stromversorgung) und jeweiliger Funktionseinheit vorzugsweise ein ohmscher Widerstand vorgelagert, dessen Spannungsabfall das A/D-Wandler-Eingangssignal für die Adressenermittlung ist und am A/D-Wandler-Ausgang eine konkrete digitale Adresse darstellt. Das Verfahren beinhaltet also die Adreßkodierung für Funktionseinheiten (Baugruppen), die mit anderen Funktionseinheiten in einem gemeinsamen System mit digitaler Befehlsauslösung (extern gesteuert oder intern in zeitabhängigen Arbeitsregimes gespeichert) arbeiten, und somit die einfache Zuordnung bestimmter wählbarer Funktionen in einem festen Zeitregime und/oder in einem zentralgesteuerten System zu den einzelnen Funktionseinheiten in Abhängigkeit von deren Ort. Die digitale Adresse (z. B. Wort mit 8 Bit) einer Funktionseinheit wird ermittelt, indem bei jedem Einschalten der Funktionseinheit die Spannung über einem Adreßwiderstand durch einen A/D-Wandler gemessen und in ein digitales Signal umgesetzt, der Digitalwert jeweils aktuell als Adresse gespeichert wird.

Die Erfindung ermöglicht somit eine Kodierung der Adressen von Funktionseinheiten oder Baugruppen, die bei einer vollständigen Baugleichheit eine individuelle Steuerbarkeit und Austauschbarkeit der Funktionseinheiten gewährleistet und dabei keine aufwendige Hardware- oder Software-Programmierung der Kodierung benötigt. Mit der Einbringung eines Teils der erfindungsgemäßen Schaltung, der die Adresse vorgibt, vor die Versorgungsschnittstelle der Funktionseinheit (z. B. Steckverbinder) und der Nutzung eines zweiten Schaltungsteils, der die Adresse errechnet, in der jeweiligen Funktionseinheit wird eine eindeutige Adressierung der baugleichen Funktionseinheiten im Wege einer analogen Kodierung und digitalen Erkennung der Adresse realisiert und somit eine permanente Kodierung der Adresse in der Funktionseinheit unnötig.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Schaltungsprinzip,

Fig. 2 ein herkömmliches Prinzip der Adreßkodierung innerhalb der Funktionseinheiten

Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen Adreßkodierung mit analoger Spannungsvorgabe und

Fig. 4 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Adreßkodierung in Form eines im Steckverbinder angeordneten ohmschen Widerstands.

Um den qualitativen Unterschied der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik zu verdeutlichen, ist in Fig. 2 ein herkömmliches Adreßkodierverfahren dargestellt. An einer parallelen Schnittstelle in Form eines Systembusses 4 (Daten-/Adreßbus) wird eine digitale Kodierung in Form einer Adreßkodierschaltung 3 innerhalb jeder Funktionseinheit 2 vorgenommen. Eine solche Adreßkodierschaltung 3 ist in der kreisförmigen vergrößerten Detailzeichnung links unten genauer dargestellt. Dabei erfolgt die Einstellung der jeweiligen Adresse 8 der Funktionseinheit 2 über Kodierschalter 6 und Widerstände 7 (sogenannte Pull-up-Widerstände), indem eine für die interne Rechnereinheit der Funktionseinheit 2 vorhandene positive Versorgungsspannung 9 über die Widerstände 7 auf die Bitausgänge (hier: 4) der Adresse 8 gegeben wird, wodurch der "high"-Zustand der Adreßbits definiert ist. Mit einer der Zahl der Bitausgänge der Adresse 8 entsprechenden Anzahl von Kodierschaltern 6, kann dieses Potential wahlweise auf Massepotential 10 der Funktionseinheit 2 umgeschaltet werden, so daß durch Schließen bestimmter Kodierschalter 6 die zugehörigen Bitausgänge der Adresse 8 auf "low" gesetzt und somit eine gewünschte digitale Adresse 8 eingestellt wird. Die Adresse 8 liegt damit in Form einer digitalen Spannungsfolge der Adreßbits aus jeweils einer hart verdrahteten Adreßkodierschaltung 3 aus Kodierschaltern 6 und Widerständen 7 vor. Da in jeder Funktionseinheit 2 in der Regel eine andere Adresse 8 kodiert ist, muß beim Austausch einer Funktionseinheit 2 jedesmal aus der ersetzten Funktionseinheit 2 die eingestellte Adresse 8 ermittelt und in der neuen Funktionseinheit 2 identisch kodiert werden, wodurch sich die bereits oben beschriebenen Nachteile ergeben.

Im folgenden werden zur Erläuterung der Erfindung die oben erwähnten beliebigen Funktionseinheiten bzw. Baugruppen - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - als Antriebseinheiten 2 eines Frachtladesystems, die identisch aufgebaut sind und selektiv angesteuert werden sollen, beschrieben.

Die Antriebseinheiten 2 (z. B. elektromotorisch angetriebene, paarweise in zwei Reihen angeordnete gummierte Antriebsrollen) können einen Frachtgutbehälter (Container) in Längsrichtung befördern, während weitere Antriebseinheiten 2 beispielsweise im Eingangsbereich quer zur Längsrichtung angeordnet sind und den Container in Querrichtung bewegen können, um den Zugang auf weitere Längsrichtungsantriebe zu ermöglichen. Eine Überschneidung beider Antriebsarten (längs, quer) wird durch alternative Ansteuerung der Antriebseinheiten 2 verhindert, wobei die nicht im Eingriff befindlichen Rollen abgesenkt werden. Der Transport eines Containers wird durch die selektive Ansteuerung der Antriebseinheiten 2 (z. B. mittels eines Computers) über einen Systembus vorgenommen. Nachdem der Container in die jeweilige Frachtposition befördert worden ist, werden die unter dem Container befindlichen Antriebseinheiten nicht mehr benötigt und müssen für den weiteren Beladungsvorgang abgeschaltet werden. Der Entladungsvorgang erfolgt entsprechend umgekehrt.

Zur geeigneten Gegenüberstellung mit dem in Fig. 2 dargestellen Stand der Technik soll zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen werden.

Die Antriebseinheiten 2 sind über einen Systembus 4 mit einer zentralen Kommandoeinheit verbunden, wobei der Systembus 4 als paralleles Interface im wesentlichen aus zwei Leitungen (Daten- und Adreßbus) besteht, von denen die Informationen zu und von den einzelnen Antriebseinheiten 2 als serielle Bitfolge übertragen werden. Die einzelnen Antriebeinheiten 2 sind mit einer (nicht dargestellten) kleinen internen Rechnereinheit ausgestattet, über die der Systembus 4 bedient wird und über die die Steuerung der Antriebsfunktion erfolgt. Da alle Antriebseinheiten 2 dieselbe parallele Schnittstelle aufweisen und an den Systembus 4 angeschlossen sind, bekommen alle dieselbe Information. Es ist aber erforderlich, daß eine bestimmte Antriebseinheit 2 eine bestimmte Funktion nur zu einer bestimmten Zeit ausführt. Daher muß jeder Antriebseinheit 2 eine unterschiedliche (ortsabhängige) Adresse 8 zugeordnet werden. Diese Adresse 8 wird zusammen mit dem jeweiligen Kommando über den Adreßbus des Systembusses 4 übertragen, so daß nur die Antriebseinheit 2 das Kommando ausführt, die die mitgeteilte Adresse 8 hat. Es besteht also das Problem, die Antriebseinheiten 2 mit einer kodierten Kennung (Adresse 8) zu versehen, die bei konstruktiv identischem Aufbau der Antriebseinheiten 2 keine aufwendige Programmierung oder Einstellung (wie bei der Adreßkodierschaltung 3 in Fig. 2) erfordert. Diese Forderung ist von besonderer Bedeutung, weil die Antriebseinheiten 2 großen mechanischen Beanspruchungen und damit einem hohen Verschleiß unterliegen, so daß sie häufiger ausgetauscht werden müssen. Weiterhin kommt erschwerend hinzu, daß die Antriebseinheiten 2 gegen Umwelteinflüsse (z. B. Feuchtigkeit) sehr aufwendig gekapselt sind und deshalb ein Eingriff in die Hardware unerwünscht ist.

Fig. 3 zeigt vier gleiche Antriebseinheiten 2, die gemäß der Erfindung mittels definierter (äußerer) Vorgabe eines analogen Spannungswertes je Antriebseinheit 2 verschieden adressiert sind. Dazu ist jeder Antriebseinheit 2 eine charakteristische Impedanz zugeordnet, infolge deren Spannungsabfalls gegenüber einem Bezugspotential aus dem analogen Spannungswert die spezifische Adresse ermittelt werden kann, d. h. unterschiedliche Impedanzen bedeuten jeweils unterschiedliche Adressen für die einzelnen Antriebseinheiten 2. Die charakteristische Impedanz ist symbolisch als Adreßwiderstand 11 dargestellt, wobei die Unterschiedlichkeit der Adreßwiderstände 11 für die einzelnen Antriebseinheiten 2 durch den Zusatz von kleinen lateinischen Buchstaben gekennzeichnet ist. Da ein analoger Spannungswert jedoch für eine (intern vorhandene) Rechnereinheit der Antriebseinheit 2 nicht verwertbar ist, muß dieser Spannungswert einer Analog/Digital- Umsetzung zugeführt werden. Dabei kann man sich zunutze machen, daß jede Antriebseinheit 2 bereits mit einem A/D-Wandler 12 ausgerüstet ist, über den in der Antriebseinheit 2 normalerweise analoge Spannungswerte von der Antriebsregelung in digitale Signale gewandelt werden. Am Ausgang des A/D-Wandlers 12 liegt dann - in diesem Beispiel eine Adresse 8 mit 4 Bitausgängen vor.

Die Erzeugung der Adresse 8 der Antriebseinheit 2 aus einer analogen Spannung der charakteristischen Impedanz erfolgt konkret, wie in Fig. 1 dargestellt, unter Verwendung des Adreßwiderstandes 11, der in Reihe mit einem für alle Antriebseinheiten 2 gleichen Vorwiderstand 13, der an einer Referenzspannung 14 angeschlossen ist. Als Referenzspannung 14 wird eine gut stabilisierte Spannung benötigt, die im günstigsten Fall bereits für die fehlerfreie Funktion des A/D-Wandlers 12 vorhanden ist und demzufolge keinen Mehraufwand bedeutet. Vorwiderstand 13 und Adreßwiderstand 11 zwischen Referenzspannung 14 und einem Massepotential, das als negatives Potential der Versorgungsspannung 10 jeder Antriebseinheit 2 ausgeführt sein kann, bilden einen Spannungsteiler 15. Über dem Adreßwiderstand 11 fällt dabei eine Spannung ab, die proportional zu dessen Impedanzwert ist und eine für die betreffende Antriebseinheit 2 analoge Adreßkodierung darstellt. Die negative Versorgungsspannung 10 der internen Rechnereinheit der Antriebseinheit 2 dient dabei als Basispotential. Die über dem Adreßwiderstand 11 abfallende Spannung im Spannungsteiler 15 wird mittels des Analog/Digital-Wandlers 12 in einen digitalen Spannungswert von 8 Bit Wortlänge gewandelt und als digitale Adresse 8 gespeichert.

Diese Adresse 8 wird zweckmäßig einmal nach dem Einschalten ermittelt und bleibt dann in der internen Rechnereinheit jeder Antriebseinheit 2 in digitaler Form gespeichert. Die an sich bekannte Störanfälligkeit, die einer analogen Vorgabe der Adressen 8 für die Steuerung der Antriebseinheiten 2 inhärent ist, wird dadurch vernachlässigbar gering, daß unmittelbar nach dem Einschalten nur die interne Rechnereinheit der Antriebseinheit 2 in Betrieb ist und die großen Störquellen, wie Leistungseinheit und Motor, noch nicht laufen. Erst nach dem Feststellen der Adresse 8 kann ein Kommando die Antriebseinheit 2 in Gang setzen, doch ist zu diesem Zeitpunkt die Adresse 8 bereits wie bei den herkömmlichen Verfahren digital gespeichert. Die verbleibende Störunsicherheit des analogen Kodierverfahrens kann durch übliche Maßnahmen der Meßwertaquisition, wie z. B. Abschirmung, Filterung, Mehrfachmessung usw., noch weiter minimiert werden. Auch eine Verlagerung des Adreßwiderstandes 11 in die Steuereinheit 1 wäre möglich, jedoch müßten dabei lange Leitungen (nebst zusätzlichem Gewicht) und zusätzliche Steckkontakte in Kauf genommen werden, die wiederum dem beabsichtigten Zweck entgegenwirken.

In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen der Steuereinheit 1 und den Antriebseinheiten 2 mit unterschiedlicher Adressierung dargestellt. Die Antriebseinheiten 2 sind mit der Steuereinheit 1 und untereinander über den Systembus 4, der über jeweils einen Anschlußstecker 16 an die Antriebseinheiten 2 gekoppelt ist, verbunden. Die Stromversorgungsleitung 5 (z. B. Flugzeugbordnetz) wird ebenfalls über die Anschlußstecker 16 an jede der Antriebseinheiten 2 herangeführt.

Die einzelnen Antriebseinheiten 2 sind vollkommen identisch aufgebaut und werden allein durch den Ort ihrer Aufstellung/Montage unterschiedlich definiert, indem der Anschlußstecker 16 den wesentlichen charakteristischen Teil der Adreßkodierung enthält. Dabei sind in jedem Anschlußstecker 16 zwei zusätzliche Kontakte zur Ankopplung eines der jeweils definiert unterschiedlichen Adreßwiderstände 11a, 11b, 11c usw. vorhanden, so daß dadurch der in Fig. 1 gezeigte Spannungsteiler 15 mit dem einheitlichen Vorwiderstand 13 zwischen Referenzspannungsquelle 14 und negativer Versorgungsspannung 10 durch den im Anschlußstecker 16 enthaltenen Adreßwiderstand 11a, 11b oder 11c für jede Antriebseinheit 2 unterschiedlich vervollständigt wird. Somit werden die (ortsabhängig unterschiedlichen) digitalen Adressen 8 durch jeweils einen im Anschlußstecker 16 erzeugten analogen Spannungswert vorgegeben. Die Adreßwiderstände 11a, 11b, 11c usf. sind ausgewählte Bauelemente mit geeignet abgestuften Impedanzwerten.

Die Stufung der Adreßwiderstände 11 erfolgt über die Aufteilung der Referenzspannung 14 in gleiche Teile, die in der Anzahl der maximal benötigten Adressen 8 entspricht. Der A/D-Wandler 12 muß ebenfalls für diese Auflösung geeignet sein. So hat z. B. ein 8-Bit- A/D-Wandler die Möglichkeit, 2⁸ = 256 Adressen aufzulösen. Bei einer Referenzspannung 14 von 5 V ergibt sich damit eine Spannung von ca. 20 mV (5 V/256). Die Einführung eines größeren Störabstandes auf ca. 100 mV würde eine Reduzierung der möglichen Adressen 8 auf ca. 50 bedeuten. Die einzelnen Widerstandsteiler 15 müssen demnach so dimensioniert werden, daß sich eine lineare Widerstandsreihe von 100 mV; 200 mV; 300 mV; . . .; 4,8 V; 4,9 V über die Stufung der einzelnen Adreßwiderstände 11 ergibt. Dabei ergibt sich für das konkret gewählte Beispiel mit einer 5 V-Referenzspannung und 8-Bit-A/D-Wandler 12 die erforderliche analoge Adreßspannung für die einzelnen Adressen 8 gemäß der Gleichung

wobei U_Ref die einheitliche, stabile Adreß-Referenzspannung 14 ist.

Der Adreßwiderstand 11 läßt sich damit für jede Adresse 8 über folgende Gleichung berechnen:

wobei die Impedanz des Vorwiderstands 13 mit R_Vor bezeichnet ist.

Nach dem Einsetzen von Gleichung (1) in Gleichung (2) ergibt sich die Impedanz des Adreßwiderstands 11 zu:

Somit muß die Stufung der Adreßwiderstände 11 in gleichen Teilen des Wertes der für alle Funktionseinheiten 2 gleichen Vorwiderstände 13 erfolgen, um eine gleichmäßige Aufteilung der Referenzspannung 14 für die Messung der analogen Adreßspannung an den A/D-Wandlern 12 zu erzielen. Praktisch heißt das, daß der Unterschied zwischen den Impedanzen der Adreßwiderstände 11 mit steigendem Absolutwert der Impedanz größer wird, um die sichere Unterscheidbarkeit der analogen Adresse (Spannungswert) am Eingang des A/D-Wandlers 12 zu gewährleisten. Beispielhaft sind bereits in Fig. 3 Adreßwiderstände 11a, 11b, 11c und 11d mit geeigneten Impedanzwerten angegeben, die im konkreten Fall vier verschiedene Adressen 1 bis 4 vorgeben.

Es sind aber andererseits auch Alternativen für eine erfindungsgemäße analoge Adreßbestimmung geeignet, wie z. B. die Vorgabe einer Frequenz durch einen für jede Funktionseinheit 2 unterschiedlichen Schwingkreis, dessen Frequenz dann ermittelt und zu einer digitalen Adresse verarbeitet wird. Das bietet sich insbesondere bei solchen Funktionseinheiten 2 an, die intern ohnehin eine genaue Frequenzmessung für bestimmte Steuer- und Regelungsprozesse beinhalten.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Adressenkodierverfahrens bei einem Frachtladesystem mit separat zu steuernden Antriebsbaugruppen mit einer Adreßkodierung außerhalb dieser Baugruppe/Funktionseinheit 2 hat den Vorteil, daß alle Funktionseinheiten 2 identisch gefertigt werden können und bei dem späteren Austausch einer Funktionseinheit 2 keine zusätzlichen Maßnahmen für die Kodierung der Adresse 8 der Funktionseinheit 2 notwendig sind.

Claims (19)

1. Verfahren zur Kodierung von Funktionseinheiten, bei dem Funktionseinheiten in Abhängigkeit von deren Installationsort unterschiedliche Programmabläufe ihrer Funktionen auszuführen haben, dadurch gekennzeichnet, daß

• - jeder Funktionseinheit (2) durch den Anschluß an einem Installationsort eine unterschiedliche Adresse zugewiesen wird, wobei die Adresse in Form einer physikalischen Größe vorgegeben wird,
• - die physikalische Größe in der Funktionseinheit (2) gemessen und in einen digitalen Wert gewandelt wird und
• - der digitale Wert als digitale Adresse (8) mindestens beim ersten Einschalten der Funktionseinheit (2) nach der Installation gespeichert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Größe als analoge Spannung gemessen wird, wobei die physikalische Größe für die einzelnen Funktionseinheiten (2) derart unterschiedlich gewählt wird, daß die von den Funktionseinheiten gemessenen analogen Spannungen definierte Differenzen zueinander aufweisen, die zuverlässig in voneinander verschiedene digitale Adressen (8) umgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als physikalische Größe eine Frequenz verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als physikalische Größe eine Impedanz verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Größe bei jedem Einschalten der Funktionseinheit (2) erneut gemessen und als digitale Adresse (8) gespeichert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - für jede der Funktionseinheiten (2) eine einheitliche Adreß-Referenzspannung (14) bereitgestellt wird,
• - die einheitliche Adreß-Referenzspannung (14) außerhalb der jeweiligen Funktionseinheit (2) in eine definierte, für jede Funktionseinheit (2) unterschiedliche Teilspannung geteilt wird und
• - die jeweilige definierte Teilspannung als analoge Adresse innerhalb jeder Funktionseinheit (2) mittels einer Analog/Digital-Umsetzung gemessen und als digitale Adresse (8) gespeichert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Adreß-Referenzspannung (14) eine für die Analog/Digital-Umsetzung vorhandene Referenzspannung verwendet und mit dem Massepotential der Be­ triebsspannung (10) jeder Funktionseinheit (2) über einen Spannungsteiler (15), der eine für jede Funktionseinheit (2) charakteristische Impedanz (11) enthält, verbunden wird, wobei die über der charakteristische Impedanz (11) abfallende Spannung gemessen und als Adresse verarbeitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der charakteristischen Impedanz (11) im Spannungsteiler (15) der einzelnen Funktionseinheiten (2) unterschiedliche ohmsche Adreß­ widerstände (11a; 11b; 11c; 11d) verwendet werden, die eine lineare Spannungsreihe der an den Adreßwiderständen (11a; 11b; 11c; 11d) der einzelnen Funktionseinheiten (2) abfallenden Spannungen ergeben.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheiten (2) von einer zentralen Steuereinheit (1) mit digitalen Steuersignalen versorgt werden, wobei mittels eines Systembusses (4) der Informationsaustausch zwischen der Steuereinheit (1) und den von dieser gesteuerten Funktionseinheiten (2) durchgeführt und die Adressierung der einzelnen Funktionseinheiten (2) vorgenommen wird.

10. Anordnung zur Kodierung von Funktionseinheiten, bei der für baugleiche Funktionseinheiten in Abhängigkeit von deren Installationsort unterschiedliche Programmabläufe ihrer Funktionen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• - für jede Funktionseinheit (2) durch deren Installation an einem bestimmten Ort eine unterschiedliche Adresse vorhanden ist, wobei die Adresse in Form einer physikalischen Größe vorgegeben ist,
• - Mittel zur Aufnahme eines elektrischen Analogsignals als Äquivalent der physikalische Größe und zur Wandlung in einen digitalen Wert in der Funktionseinheit (2) vorhanden sind und
• - Mittel zum Speichern für mindestens einen digitalen Wert als digitale Adresse (8) in jeder Funktionseinheit (2) vorgesehen sind, wobei die Speichermittel mindestens beim ersten Einschalten der Funktionseinheit (2) nach der Installation aktiviert sind.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

- jede der Funktionseinheiten (2) eine definierte und für alle Funktionseinheiten (2) einheitliche Adreß-Referenzspannung (14) aufweist,

- ein Spannungsteiler (15), der eine für jede Funktionseinheit (2) charakteristische Impedanz (11) enthält, zwischen den Potentialen von der Adreß-Referenzspannung (14) und einem Massepotential der Betriebs­ spannung (10) jeder Funktionseinheit (2) angeordnet ist, und

- in jeder Funktionseinheit (2) ein A/D-Wandler (12) zur Umwandlung der Spannung, die über der charakteristischen Impedanz (11) im Spannungsteiler (15) abfällt, vorhanden ist, wobei der aus der analogen Spannung gewandelte digitale Wert eine digitale Adresse (8) für die jeweilige Funktionseinheit (2) darstellt und als solche intern speicherbar ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteiler (15) der verschiedenen Funktionseinheiten (2) jeweils einen für alle Funktionseinheiten (2) gleichen Vorwiderstand (13), der innerhalb der Funktionseinheit (2) angeordnet ist, und einen für alle Funktionseinheiten (2) verschiedenen Adreßwiderstand (11a; 11b; 11c; 11d), der außerhalb der Funktionseinheiten (2) angeordnet ist, als besagte charakteristische Impedanz (11) enthalten.

13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Impedanzen (11) der Spannungsteiler (15) jeweils im Anschlußstecker (16) der Funktionseinheiten (2) eingebaut sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Impedanzen (11) in den Spannungsteilern (15) der verschiedenen Funktionseinheiten (2) unterschiedliche ohmsche Adreßwider­ stände (11a; 11b; 11c; 11d) sind, wobei die an den Adreßwiderständen (11) der einzelnen Funktionseinheiten (2) abfallenden Spannungen eine linear gestufte Spannungsreihe darstellen.

15. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Adreß-Referenzspannung (14) für den Spannungsteiler (15) eine für den A/D-Wandler (12) der Funktionseinheiten (2) notwendig bereitgestellte Referenzspannung ist.

16. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler (12) ein hauptsächlich für andere Meß- und Regelfunktionen der Funktionseinheit (2) vorgesehener A/D-Wandler ist.