DE19948285A1 - Kommunikationsmodul - Google Patents

Abstract

Es wird ein Kommunikationsmodul mit auf einer Leiterplatte (B) montiertem DOLLAR A - Funkempfänger und/oder Funksender (C), DOLLAR A - Steckverbinder (D) für geräteinterne Kabelverbindungen, DOLLAR A - Antennenstecker (E) und/oder Antenne (F) DOLLAR A vorgeschlagen. Das Kommunikationsmodul (A, A') ist universell bei elektrischen und elektronischen Geräten, insbesondere Controllern, einsetzbar, um eine drahtlose Kommunikationsverbindung an Stelle einer Kabelverbindung zu realisieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsmodul und kann beispielsweise in der Schalt- und Steuerungstechnik, insbesondere in der Industrieautomation, verwen­ det werden.

Aus der ABB Druckschrift Nr. 1SAC 104798 WO101 vom April 1998 ist ein Controller bekannt, wobei das den Controller umgebende Gehäuse mit einer Bedien/Anzeige- Einheit versehen ist. Während gewisser Betriebsabschnitte - beispielsweise während der Inbetriebnahme einer Anlage - ist es erforderlich, Bedienelemente der Bedien/An­ zeige-Einheit zu betätigen bzw. Anzeigeelemente der Bedien/Anzeige-Einheit zu beob­ achten. Insbesondere bei relativ unzugänglicher Plazierung des Controllers kann dies Schwierigkeiten bereiten. Deshalb wäre es für ein derartiges Automatisierungssystem mit Controller vorteilhaft, wenn eine Kommunikation zwischen Controller und einem Personal Computer über Funk erfolgen würde. Durch eine derartige drahtlose Kommu­ nikationsverbindung wäre in sehr einfacher und problemloser Weise ein Zugriff auf den Controller für die Inbetriebnahme, für Prüfzwecke, für die Konfiguration, für die Para­ metervorgabe, für Engineering sowie für Wartung und Instandhaltung möglich. Auch eine Fernabfrage/Zustandsabfrage des Controllers würde ermöglicht werden. Auf die konkrete räumliche Unterbringung des Controllers wäre keinerlei Rücksicht zu nehmen, was die Projektierung einer Anlage mit einem oder mehreren Controllern erleichtern würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zum Einbau in elektrische bzw. elektroni­ sche Geräte geeignetes, eine drahtlose Kommunikation realisierendes Kommunikati­ onsmodul anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Kommunikationsmodul mit auf einer Leiterplatte mon­ tiertem

• - Funkempfänger und/oder Funksender,
• - Steckverbinder für geräteinterne Kabelverbindungen,
• - Antennenstecker und/oder Antenne gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das vor­ geschlagene Kommunikationsmodul kostengünstig herstellbar ist, wenig Raumbedarf erfordert und universell einsetzbar ist. Die Kostengünstigkeit hat ihren Grund insbeson­ dere darin, daß wegen der universellen Einsatzfähigkeit bei einer Vielzahl unterschied­ licher elektrischer bzw. elektronischer Geräte eine rationelle Serienfertigung des Kom­ munikationsmoduls mit hoher Stückzahl ermöglicht wird.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Sicht auf die Oberseite eines Kommunikationsmoduls,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kommunikationsmoduls,

Fig. 3 eine Sicht auf die Unterseite eines Kommunikationsmoduls,

Fig. 4 eine Sicht auf die Oberseite eines alternativ ausgebildeten Kommunikati­ onsmoduls,

Fig. 5, 6 den Einbau eines Kommunikationsmoduls in einen Gehäusedeckel eines Controllers.

In Fig. 1 ist eine Sicht auf die Oberseite eines Kommunikationsmoduls dargestellt. Es ist eine Leiterplatte B zu erkennen, welche mit einem Funkempfänger und/oder Funk­ sender C, einem Steckverbinder D für geräteinterne Kabelverbindungen und einem Antennenstecker E bestückt ist.

Der Steckverbinder D dient einerseits zur Energieversorgung des Kommunikationsmo­ duls und andererseits zur Drahtverbindung (Kommunikationssignale) mit Komponenten des elektrischen bzw. elektronischen Gerätes, in dessen Innenraum das Kommunikati­ onsmodul A eingebaut ist. Die Energieversorgung kann alternativ auch über eine Batte­ rie K erfolgen, die zusätzlich auf der Leiterplatte B montiert ist.

Mit dem Antennenstecker E ist eine Antenne F verbunden. Selbstverständlich kann die Antenne F in anderer räumlicher Anordnung zum Kommunikationsmodul A angeordnet und beispielsweise über einen entsprechend gestalteten Stecker rechtwinklig zur Lei­ terplatte B plaziert sein. Eine Befestigungsbohrung H dient zur geräteinternen Montage des Kommunikationsmoduls A an Gehäuseteilen des elektrischen oder elektronischen Gerätes. An Stelle des Antennensteckers E kann die Leiterplatte B alternativ direkt mit einer Antenne bestückt sein. Des weiteren ist auch eine Variante eines Kommunikati­ onsmoduls mit integrierter Antenne auf der Leiterplatte und zusätzlichem Antennen­ stecker für den Anschluß einer externen Antenne oder weiterer Kommunikationsmodule realisierbar.

Zweckmäßig ist der Antennenstecker E derart am Rande der Leiterplatte B angeordnet, daß die Steckverbindung des beispielsweise winkelförmigen Antennensteckers zumin­ dest abschnittsweise über den Rand der Leiterplatte B ragt und auf diese Weise in eine Ausnehmung in einer Seitenwand des Gerätegehäuses greift. Auf diese Weise ist eine Montage der Antenne auf der Außenfläche der Seitenwand in einfacher Art möglich.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Kommunikationsmoduls dargestellt. Es ist die mit Steckverbinder D, Funkempfänger und/oder Funksender C und Antennenstecker E mit eingesteckter Antenne F bestückte Leiterplatte B zu erkennen. Lötstifte G des Anten­ nensteckers E sind skizziert, um anzudeuten, daß eine Variation des Kommunikati­ onsmoduls A durch Ersatz des Antennensteckers E durch eine in das Kommunikati­ onsmodul selbst integrierte Antenne in einfacher Art und Weise realisierbar ist.

In Fig. 3 ist eine Sicht auf die Unterseite eines Kommunikationsmoduls dargestellt. Es ist die Leiterplatte B mit Befestigungsbohrung H, Lötstiften G und über den Rand ra­ gendem Antennenstecker E mit eingesteckter Antenne F zu erkennen.

In Fig. 4 ist eine Sicht auf die Oberseite eines alternativ ausgebildeten Kommunikati­ onsmoduls dargestellt. Bei diesem alternativen Kommunikationsmodul A' fehlt der An­ tennenstecker E und die Antenne F ist direkt auf die Leiterplatte B montiert. Diese al­ ternative Ausführungsform eignet sich beispielsweise für den Einbau in Gerätegehäuse, welche keine abschirmenden Wirkungen hinsichtlich der Funksignale haben. Die An­ tenne F kann alternativ derart auf der Leiterplatte B montiert sein, daß sie den Rand der Leiterplatte überragt und durch eine Ausnehmung in einer Gerätewand oder im Gehäu­ sedeckel greift.

In den Fig. 5 und 6 ist der Einbau eines Kommunikationsmoduls in einen Gehäusedec­ kel eines Controllers dargestellt. In beiden Fig. 5, 6 ist die Innenseite eines Gehäuse­ deckels I gezeigt, wobei das Kommunikationsmodul A derart auf dem Gehäusedeckel I befestigt ist, daß der Antennenstecker E mit aufgesteckter Antenne F durch eine Aus­ nehmung J in der Seitenwand des Gehäusedeckels greift. Die außerhalb des Gehäu­ ses angeordnete Antenne wird mit dem Antennenstecker E kontaktiert.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet des vorgeschlagenen Kommunikationsmoduls A bzw. A' ist das eingangs bereits erläuterte Automatisierungssystem mit einem Controller, bei welchem eine Kommunikation zwischen dem Controller und einem Personal Computer über Funk erfolgt, wozu der Controller mit einem Funkempfänger (gegebenenfalls auch mit einem Funksender) und der Personal Computer mit einem Funksender (gegebe­ nenfalls auch mit einem Funkempfänger) auszurüsten sind, was vorteilhaft jeweils durch die erfindungsgemäßen Kommunikationsmodule A bzw. A' erfolgt.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet des vorgeschlagenen Kommunikationsmo­ duls A bzw. A' ist ein Controller, insbesondere eine dezentralisierte Steuerungseinheit, und eine räumlich vom Gehäuse des Controllers entfernte Bedien/Anzeige-Einheit (Face Plate) für den Controller. Sowohl der Controller als auch die zugehörige Bedi­ en/Anzeige-Einheit sind mit den vorgeschlagenen Kommunikationsmodulen A bzw. A' ausgerüstet, welche jeweils Funksender und Funkempfänger aufweisen, so daß eine bidirektionale Kommunikation zwischen Controller und Bedien/Anzeige-Einheit erfolgen kann. Bei den Kommunikationsmodulen A bzw. A' können wahlweise getrennte Sender und Empfänger oder kombinierte Sender/Empfänger verwendet werden. Selbstver­ ständlich enthalten die Funksender + Funkempfänger des Kommunikationsmodules A bzw. A' die erforderlichen Modulatoren/Demodulatoren bzw. Codierer/Decodierer. Die Antennen können je nach Ausgestaltung und Materialbeschaffenheit des Gehäuses von Bedien/Anzeige-Einheit bzw. Controller im Gehäuseinnenraum oder außerhalb hiervon angeordnet werden.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Bluetooth™ Moduls als Funksender/Funk­ empfänger beim Kommunikationsmodul A bzw. A', wobei die Übertagungsfrequenz 2,4 GHz beträgt und Frequency Hopping verwendet wird. Es wird ein robuster, störungssi­ cherer Datentransfer ermöglicht.

Das derart geschaffene Informationssystem erlaubt es, die Bedien/Anzeige-Einheit im Hinblick auf optimale Bedienbarkeit, Handhabbarkeit und Steuerungs/Führungs/Regu­ lierungsmöglichkeit zu plazieren, ohne daß dabei Rücksicht auf die räumliche Unter­ bringung des Controllers zu nehmen wäre.

Die gewonnene Mobilität und Flexibilität führt darüber hinaus zu reduzierten Kosten im Hinblick auf das Engineering und den erforderlichen Installationsaufwand, da der durch eine Verkabelung erforderliche Montageaufwand herabgesetzt wird. Da eine Verkabe­ lung entfällt, reduzieren sich auch die Materialkosten.

Insbesondere bei Anlagen mit einer Vielzahl von Controllern ist es sehr vorteilhaft, daß eine einzige zur Fernsteuerung geeignete Bedien/Anzeige-Einheit an geeigneter Stelle vorgesehen werden kann, ohne daß es dabei eine Rolle spielt, wo die ferngesteuerten bzw. fernabgefragten Controller im Einzelfall angeordnet sind. Bei einer derartigen An­ lage mit mehreren Controllern ist es möglich, eine einzige Antenne für alle in den Con­ trollern eingebauten Kommunikationsmodule A zu verwenden, wobei die Verbindungen über Antennenkabel und die Antennenstecker E erfolgen.

Bei einer Anlage mit mehreren Kommunikationsmodulen ist es auch möglich, ein einzi­ ges Kommunikationsmodul mit integrierter Antenne und zusätzlichem Antennenstecker einzusetzen, während die weiteren Kommunikationsmodule jeweils lediglich einen An­ tennenstecker und keine integrierte Antenne aufweisen. Die Verbindungen untereinan­ der erfolgen wiederum mittels Antennenkabel. Auch bei einer solchen Realisierung ist die Aufgabe "mehrere Kommunikationsmodule mit einer Antenne" auf einfache und ko­ stengünstige Art gelöst.

Ein weiteres Anwendungsgebiet des vorgeschlagenen Kommunikationsmoduls A ist ein Automatisierungssystem mit Controller und mehreren fernsteuerbaren Eingabe/Aus­ gabeeinheiten, d. h. Eingabegeräten und/oder Ausgabegeräten und/oder kombinierten Eingabe/Ausgabegeräten, wobei die Kommunikation zwischen Controller und fernsteu­ erbaren Eingabe/Ausgabeeinheiten über Funk erfolgt, wozu sowohl der Controller als auch die fernsteuerbaren Eingabe/Ausgabeeinheiten mit entsprechenden Funksen­ dern, Funkempfängern und Antennen, d. h. mit Kommunikationsmodulen A bzw. A' ausgerüstet sind.

Ein solches Automatisierungssystem mit drahtloser Kommunikationsverbindung erlaubt es in einfacher und problemloser Weise, die Ein- und/oder Ausgabeeinheiten allein im Hinblick auf optimale Signalerfassung bzw. Signalausgabe zu plazieren, ohne daß da­ bei Rücksicht auf die räumliche Unterbringung des Controllers zu nehmen wäre. Die gewonnene Flexibilität führt zu reduzierten Kosten im Hinblick auf das Engineering und den erforderlichen Installationsaufwand, da der durch eine Verkabelung erforderliche Montageaufwand entfällt. Da eine Verkabelung entfällt, reduzieren sich auch die Mate­ rialkosten.

Der Einsatz des Kommunikationsmoduls A bzw. A' ist durch die vorstehend erläuterten Anwendungsbeispiele keinesfalls beschränkt, es ist vielmehr ein universeller Einsatz bei allen elektrischen bzw. elektronischen Geräten realisierbar, bei denen Kabelverbin­ dungen vorteilhaft durch drahtlose Kommunikationsverbindungen ersetzt werden sol­ len.

Claims (4)

1. Kommunikationsmodul mit auf einer Leiterplatte (B) montiertem

• - Funkempfänger und/oder Funksender (C),
• - Steckverbinder (D) für geräteinterne Kabelverbindungen,
• - Antennenstecker (E) und/oder Antenne (F).

2. Kommunikationsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (B) zusätzlich mit einer Batterie (K) bestückt ist.

3. Kommunikationsmodul nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leiterplatte (B) mit einer Befestigungsbohrung (H) zur geräteinternen Montage versehen ist.

4. Kommunikationsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenstecker (E) über den Rand der Leiterplatte (B) ragt, um bei der geräteinternen Montage in eine Ausnehmung (J) einer Gehäusewand (I) zu greifen.