DE29511294U1 - Smallest automation device - Google Patents
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Description
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BeschreibungDescription
KleinstautomatisierungsgerätMicro automation device
Automatisierungsgeräte, wie insbesondere sogenannte speicherprogrammierbar e Steuerungen, werden auf unterschiedlichsten Gebieten und in sehr großer Anzahl zur Führung der verschiedensten technischen Prozesse eingesetzt.Automation devices, such as so-called programmable logic controllers, are used in a wide variety of fields and in very large numbers to manage a wide range of technical processes.
Bislang sind derartige Geräte aber insbesondere auf Grund der von ihnen bereitgestellten umfangreichen Funktionsvielfalt und des damit verbundenen Aufwandes an Hard- und Software nahezu ausschließlich für den professionellen Einsatz in der Industrie bzw. bei der Führung von öffentlichen, technischen Einrichtungen, wie z.B. AmpelSteuerungen in der Verkehrstechnik, Steuerungen von Kläranlagen in der Entsorgungstechnik u.v.m. verwendbar.However, to date, such devices have been used almost exclusively for professional use in industry or in the management of public technical facilities, such as traffic light controls in traffic engineering, sewage treatment plant controls in waste disposal technology and much more, particularly due to the extensive range of functions they provide and the associated hardware and software expenditure.
Im privaten, und z.B. häuslichen Bereich ist es bislang üblieh, für jeden einzelnen Anwendungsfall eine speziell konfektionierte Sonderlösung bereitzustellen. So sind einzelne, jeweils separat zu programmierende Kleinsteuerungen z.B. für Heizungs- und Klimaanlagen, Fensterrollosysteme, Gebäudesicherungs- und Beleuchtungsanlagen u.v.m., mittlerweile aber 5 auch z.B. im Küchenbereich für Herde u.dgl. erhältlich. Alle diese autarken Systeme stellen eigene, zum Teil sehr unterschiedliche Anforderungen an z.B. Stromversorgung, Installation und Programmierung.In the private sector, e.g. in the home, it has so far been common practice to provide a specially prepared solution for each individual application. Individual small controls that can be programmed separately are available, e.g. for heating and air conditioning systems, window blind systems, building security and lighting systems, and much more, but now also 5 in the kitchen area for stoves, etc. All of these self-sufficient systems have their own, sometimes very different, requirements for e.g. power supply, installation and programming.
Auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik zeichnet sich mittlerweile unter dem Begriff „Multimedia" eine Verlagerung der bisher getrennten Kommunikationsdienste wie z.B. Telekommunikation, d.h. Telefonieren, Telekopieren und Datenfernübertragung, und digitale Audio-, Video- und Fernsehtechnik in Richtung auf den sogenannten Heim- bzw. Personalcomputer ab. Die zur Benutzung dieser Dienste notwendigen Mittel können in zu-In the field of communications technology, the term "multimedia" is now used to describe a shift of previously separate communications services such as telecommunications, i.e. telephoning, faxing and data transmission, and digital audio, video and television technology towards the so-called home or personal computer. The resources required to use these services can be found in
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nehmendem Maße hard- und softwaremäßig als Subkomponenten in
einen herkömmlichen Computer eingefügt werden, und sind folglich von diesem als eine zentrale Bedienungsschnittstelle aus
verfügbar.
5are increasingly being integrated into a conventional computer as hardware and software subcomponents and are therefore available from the computer as a central user interface.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung bereitzustellen, welche bei geringstmöglichem Hard- und Softwareaufwand zentral und möglichst universell für verschiedenste Anwendungen programmier- und bedienbar ist.The object of the present invention is to provide a measuring, control and regulating device which can be programmed and operated centrally and as universally as possible for a wide variety of applications with the least possible hardware and software expenditure.
Die Aufgabe wird gelöst, mit der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung. Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved with the device specified in claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung hat den Vorteil, daß diese auf Grund der Ankopplung an eine der standardmäßig vorhandenen Datenschnittstellen eines herkömmlichen, mittlerweile weit verbreiteten Computers auch für auf 0 dem Gebiet der Automatisierungstechnik ansich ungeübte Laien bzw. Privatanwender von der gewohnten Benutzeroberfläche eines sogenannten PC's bzw. Personalcomputers aus programmier- und bedienbar ist. Aus dieser Anordnung ergeben sich eine Vielzahl von weiteren Vorteilen.The measuring, control and regulating device according to the invention has the advantage that, due to the connection to one of the standard data interfaces of a conventional, now widely used computer, it can be programmed and operated by laymen or private users who are not really experienced in the field of automation technology from the usual user interface of a so-called PC or personal computer. This arrangement results in a number of other advantages.
So muß die erfindungsgemäße Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung über keinerlei Elemente verfügen, welche Bedienungen, Programmierungen, Anzeigen und Signalisierungen von Betriebszuständen an der Einrichtung selbst ermöglichen. Alle diese Funktionen können mit Hilfe des herkömmlichen Computers als übergeordnete Bedienplattform und dessen externer Betriebsmittel wie z.B. Tastatur und Bildschirm, und einer darin geladenen, speziell auf die Betriebsmittel der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung zugeschnittenen Software vorgenommen werden.The measuring, control and regulating device according to the invention does not have to have any elements that enable operation, programming, display and signaling of operating states on the device itself. All of these functions can be carried out using the conventional computer as a higher-level operating platform and its external operating resources such as a keyboard and screen, and software loaded into it that is specifically tailored to the operating resources of the measuring, control and regulating device.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterführung der Erfindung kann unter Umständen sogar auf den Einsatz einer speziellen Bedien- und Programmiersoftware verzichtet werden. Statt dessen kann dann auf die Mittel zur anwendungsabhängigen Programmierung der Ein- und Ausgänge der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung mit Hilfe von standardmäßig im herkömmlichen Computer verfügbaren Bedien- und Programmiermitteln zugegriffen werden. Hierbei kann es sich um übliche Programmierwerkzeuge wie z.B. einer auf der Basis von C++ bzw. BASIC beruhenden Programmierplattform für Personal Computer handeln. Andererseits stellen mittlerweile auch herkömmliche Programme zur Textverarbeitung bzw. Tabellenkalkulation, Datenbankprogramme und Layout-, Präsentations- oder Zeichenprogramme für Personal Computer zum Teil programmübergreifende, einheitliche Softwarewerkzeuge zur Programmierung komplexer Abläufe innerhalb oder zwischen diesen Programmen zur Verfügung. Die hierdurch standardmäßig verfügbaren Bedien- und Programmiermittel können vorteilhaft auch zur Programmierung und Bedienung der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung eingesetzt werden.According to an advantageous further development of the invention, the use of special operating and programming software can be dispensed with under certain circumstances. Instead, the means for application-dependent programming of the inputs and outputs of the measuring, control and regulating device according to the invention can be accessed using operating and programming means available as standard in conventional computers. These can be standard programming tools such as a programming platform for personal computers based on C++ or BASIC. On the other hand, conventional word processing or spreadsheet programs, database programs and layout, presentation or drawing programs for personal computers now also provide cross-program, uniform software tools for programming complex processes within or between these programs. The operating and programming means available as standard can also be used advantageously for programming and operating the measuring, control and regulating device according to the invention.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung können weitere Mittel vorhanden sein, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit von Betriebsmitteln des herkömmlichen Computers und der damit über dessen standardmäßige Datenschnittstelle verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung untereinander ermöglichen. Hiermit kann im Sinne einer MuIt!prozessorfähigkeit eine synergetische, wechselseitige Ergänzung der vom herkömmlichen Computer und von der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung bereitgestellten Ressourcen erreicht werden.According to a further embodiment of the invention, further means can be provided which enable mutual accessibility of operating resources of the conventional computer and the measuring, control and regulating device connected to it via its standard data interface. In this way, in the sense of multi-processor capability, a synergistic, mutual supplementation of the resources provided by the conventional computer and by the measuring, control and regulating device according to the invention can be achieved.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und die damit verbundenen Vorteile werden nachfolgend mit einem in der Figur dargestellten Beispiel weiter erläutert.Further embodiments of the invention and the associated advantages are explained in more detail below with an example shown in the figure.
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Dort ist beispielhaft die Draufsicht auf einen Ausschnitt des Gehäuses eines herkömmlichen Computers 1 dargestellt, insbesondere die Draufsicht auf die Rückseite des Gehäuses eines handelsüblichen Personalcomputers. Dieser weist eine standardmäßige Datenschnittstelle 3 auf, deren vielpoliger Steckverbinder auf der Gehäuseaußenseite 1 sichtbar ist. Bei der Datenschnittstelle kann es sich z.B. um eine sogenannte Parallelschnittstelle vom Typ „Centronics", um eine serielle Datenschnittstelle oder um eine Busschnittstelle vom Typ „PCMCIA" handeln.There, the top view of a section of the housing of a conventional computer 1 is shown as an example, in particular the top view of the rear of the housing of a commercially available personal computer. This has a standard data interface 3, the multi-pin connector of which is visible on the outside of the housing 1. The data interface can be, for example, a so-called parallel interface of the "Centronics" type, a serial data interface or a bus interface of the "PCMCIA" type.
In der Figur ist eine besonders vorteilhafte Ausführung für eine erfindungsgemäße programmierbare Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 dargestellt. Diese weist eine erste Datenschnittstelle 13 auf, worüber die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 mit der standardmäßigen Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 verbindbar ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ferner in der Regel softwaremäßig ausgeführte Mittel, womit die Datenein- und Datenausgänge der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 mit Hilfe des herkömmlichen Computers 1 anwendungsabhängig programmier- und/oder bedienbar sind.The figure shows a particularly advantageous embodiment of a programmable measuring, control and regulating device 19 according to the invention. This has a first data interface 13, via which the measuring, control and regulating device 19 can be connected to the standard data interface 3 of the conventional computer 1. The device according to the invention also generally contains means implemented in software, with which the data inputs and data outputs of the measuring, control and regulating device 19 can be programmed and/or operated using the conventional computer 1, depending on the application.
Im Beispiel der Figur enthält die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 als eine Gruppe von Dateneingängen 5, zwei Gruppen von Datenausgängen 9 und 11. An die Dateneingänge 5 können verteilt angeordnete Sensoren angeschlossen werden. Im Beispiel der Figur wird das Meßsignal eines Temperatursensors 17 einem der Dateneingänge 5 zugeführt. An die Datenausgänge 0 9 können verteilt angeordnete Aktuatoren angeschlossen werden. Im Beispiel der Figur wird ein Stellsignal für die zum Temperatursensor 17 gehörige Heizung 18 von einem der Datenausgänge 9 abgegeben. Ferner dienen die Datenausgänge 11 zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung z.B. an einen externen Feldbus, worüber wiederum Sensoren und Aktuatoren angeschlossen werden können. Schließ-In the example in the figure, the measuring, control and regulating device 19 contains two groups of data outputs 9 and 11 as a group of data inputs 5. Distributed sensors can be connected to the data inputs 5. In the example in the figure, the measuring signal from a temperature sensor 17 is fed to one of the data inputs 5. Distributed actuators can be connected to the data outputs 9. In the example in the figure, a control signal for the heater 18 belonging to the temperature sensor 17 is emitted from one of the data outputs 9. Furthermore, the data outputs 11 are used to connect the measuring, control and regulating device according to the invention, e.g. to an external field bus, via which sensors and actuators can in turn be connected.
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lieh sind im Beispiel der Figur noch Eingänge 7 für eine gegebenenfalls vorhandene Stromversorgung vorhanden.In the example in the figure, there are still inputs 7 for a power supply, if present.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird in der unmittelbaren datentechnischen Verbindbarkeit der MeS-, Steuer- und Regeleinrichtung mit dem herkömmlichen Computer über die standardmäßige Datenschnittstelle, d.h. quasi auf dem kürzesten Weg, gesehen. Aus diesem Grund kann die Einrichtung kurz z.B. auch „Stecker-SPS" bzw. „Schnittstellen-SPS" genannt werden, wobei „SPS" eine Abkürzung für den Begriff „speicherprogrammierbare Steuerung" darstellt. Durch die weitgehende Ausnutzung der vom herkömmlichen Computer bereitgestellten hard- und softwaremäßigen Ressourcen kann der Aufwand für Hard- und Software auf Seiten der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung so klein wie möglich gehalten werden. Er kann es gemäß einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft ermöglichen, daß die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung nach Abschluß zumindest einer anwendungsabhängigen Programmierung und/oder Bedienung von deren 0 Datenein- und Datenausgängen mittels des herkömmlichen Computers auch nach einer Trennung von diesem voll funktionsfähig ist und die jeweils programmierten Meß-, Steuer- und Regelaufgaben autark ausführen kann.A significant advantage of the invention is the direct data connectivity of the measuring, control and regulating device with the conventional computer via the standard data interface, i.e., virtually via the shortest route. For this reason, the device can also be referred to as a "plug-in PLC" or "interface PLC", where "PLC" is an abbreviation for the term "programmable logic controller". By making extensive use of the hardware and software resources provided by the conventional computer, the hardware and software expenditure on the part of the measuring, control and regulating device according to the invention can be kept as low as possible. According to a further embodiment of the invention, it can advantageously make it possible for the measuring, control and regulating device to be fully functional after completion of at least one application-dependent programming and/or operation of its data inputs and outputs by means of the conventional computer even after being disconnected from it and to be able to carry out the respectively programmed measuring, control and regulating tasks autonomously.
Im Beispiel der Figur weist die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 hardwaremäßig neben den Klemmkontakten an den Ein- und Ausgängen 5, 7, 9 und 11 zumindest einen zur Datenschnittstelle gehörigen Steckverbinder 13 auf. Gemäß einer weiteren, in der Figur bereits dargestellten Ausführung ver-0 fügt die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung vorteilhaft über eine zweite Datenschnittstelle 25, welche eine zumindest mit der von der ersten Datenschnittstelle 13 belegten standardmäßigen Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 übereinstimmenden Funktionalität aufweist. Dies hat den Vorteil, daß funktionell die Datenschnittstelle 3 des Computers 1 trotz deren Belegung mit der Datenschnittstelle 13 der Meß-In the example in the figure, the measuring, control and regulating device 19 has, in terms of hardware, in addition to the terminal contacts at the inputs and outputs 5, 7, 9 and 11, at least one connector 13 belonging to the data interface. According to a further embodiment already shown in the figure, the measuring, control and regulating device advantageously has a second data interface 25, which has a functionality that at least matches the standard data interface 3 of the conventional computer 1 occupied by the first data interface 13. This has the advantage that the data interface 3 of the computer 1 can be used functionally despite its being occupied by the data interface 13 of the measuring
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, Steuer- und Regeleinrichtung 19 in Form der zweiten Datenschnittstelle 25 quasi am Ausgang der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung unverändert zur Verfügung steht. Ein ursprünglich an der Datenschnittstelle 3 des Computers 1 angeschlossenes externes Betriebsmittel, z.B. ein über ein Druckerkabel an der beispielhaft den Typ „Parallelschnittstelle" aufweisenden Datenschnittstelle 3 angeschlossener Laserdrucker, kann nun durch Anschluß an die zweite Datenschnittstelle 25 der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 unverändert betrieben werden., control and regulating device 19 in the form of the second data interface 25 is available unchanged at the output of the measuring, control and regulating device. An external device originally connected to the data interface 3 of the computer 1, e.g. a laser printer connected via a printer cable to the data interface 3, which for example has the type "parallel interface", can now be operated unchanged by connecting it to the second data interface 25 of the measuring, control and regulating device 19.
Vorteilhaft kann die zweite Datenschnittstelle 25 ferner so ausgeführt sein, daß jeweils eine weitere programmierbare Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung über deren erste Datenschnittstelle 13 kaskadenartig anschließbar ist. Im Beispiel der Figur ist in dieser Weise eine zweite Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 21 über ihre Datenschnittstelle 13 mit der Datenschnittstelle 25 der ersten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, und eine dritte Meß-, Steuer- und Regeleinrich-0 tung 23 wiederum über ihre Datenschnittstelle 13 mit der Datenschnittstelle 25 der zweiten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 21 verbunden. Bei dieser Ausführung können die kaskadenartig verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 weitere, in der Regel softwaremäßig ausgeführte Mittel aufweisen, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit der Betriebsmittel der verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 untereinander ermöglichen.The second data interface 25 can also be advantageously designed in such a way that a further programmable measuring, control and regulating device can be connected in a cascade manner via its first data interface 13. In the example in the figure, a second measuring, control and regulating device 21 is connected in this way via its data interface 13 to the data interface 25 of the first measuring, control and regulating device 19, and a third measuring, control and regulating device 23 is in turn connected via its data interface 13 to the data interface 25 of the second measuring, control and regulating device 21. In this design, the cascade-connected measuring, control and regulating devices 19, 21, 23 can have further means, usually implemented in software, which enable mutual accessibility of the operating resources of the connected measuring, control and regulating devices 19, 21, 23 to one another.
Es kann somit eine Vervielfachung der datentechnisehen Ressourcen unter quasi Aufhebung der „Grenzen" zwischen den einzelnen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 erreicht werden. So verfügt das im Beispiel der Figur aus den drei kaskadierten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 bestehende Gesamtsystem somit über die dreifache Anzahl an Datenein- und Datenausgängen, über die dreifache interne Programmspeicherkapazität und insbesondere um eine er-This means that a multiplication of the data resources can be achieved while virtually eliminating the "boundaries" between the individual measuring, control and regulating devices 19, 21, 23. In the example in the figure, the overall system consisting of the three cascaded measuring, control and regulating devices 19, 21, 23 thus has three times the number of data inputs and outputs, three times the internal program storage capacity and, in particular, a greater
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heblich vergrößerte Rechenleistung. Die in jeder einzelnen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, 21, 23 in der Regel vorhandene Recheneinheit stellt ihr Rechenkapazität nun dem Gesamtsystem zur Verfügung, so daß im Sinne einer Multiprozessorfähigkeit z.B. durch gleichzeitige, parallele Vorverarbeitung unterschiedlicher Ein- und Ausgangswerte ein erheblich vergrößerter Datendurchsatz erreicht werden kann.significantly increased computing power. The computing unit that is usually present in each individual measuring, control and regulating device 19, 21, 23 now makes its computing capacity available to the entire system, so that in the sense of multiprocessor capability, e.g. by simultaneous, parallel preprocessing of different input and output values, a significantly increased data throughput can be achieved.
Vorteilhaft sind die zur ersten und zweiten Datenschnittstel-Ie 13,25 gehörigen Steckverbinder auf gegenüberliegenden Außenseiten eines Gehäuses der jeweiligen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 angebracht. Eine derartige Ausführung ist im Beispiel der Figur bereits dargestellt. Insbesondere dann, wenn zusätzlich das Gehäuse einer jeden Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 eine der Form eines Steckverbinders der Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 annähernd entsprechende Querschnittsfläche aufweist und zusätzlich die zur ersten und zweiten Datenschnittstelle 13,25 gehörigen Steckverbinder an den Außenseiten des Gehäuses der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, 21, 23 angebracht sind, deren Form annähernd der Querschnittsfläche des Steckverbinders der Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers (1) entspricht, kann eine äußerst platzsparende, turmartige Kaskadierung erreicht werden.Advantageously, the connectors belonging to the first and second data interfaces 13, 25 are mounted on opposite outer sides of a housing of the respective measuring, control and regulating device 19, 21, 23. Such an embodiment is already shown in the example in the figure. In particular, if the housing of each measuring, control and regulating device 19, 21, 23 also has a cross-sectional area that approximately corresponds to the shape of a connector of the data interface 3 of the conventional computer 1 and if the connectors belonging to the first and second data interfaces 13, 25 are mounted on the outer sides of the housing of the measuring, control and regulating device 19, 21, 23, the shape of which approximately corresponds to the cross-sectional area of the connector of the data interface 3 of the conventional computer (1), an extremely space-saving, tower-like cascading can be achieved.
Im Beispiel der Figur ist schließlich auf den Steckverbinder der zweiten Datenschnittstelle 25 der dritten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 23 der dargestellten Kaskade der Verbindungsstecker 35 am Ende eines Schnittstellenkabels 37 z.B.In the example in the figure, the connector 35 at the end of an interface cable 37 is connected to the connector of the second data interface 25 of the third measuring, control and regulating device 23 of the cascade shown, e.g.
0 zum Anschluß eines Druckers oder eines sogenannten Modems zur Datenfernübertragung aufgesteckt, welcher bei Nichtvorhandensein der Kaskade der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen unmittelbar am Steckverbinder der Datenschnittstelle 3 am Gehäuse des Computers angeschlossen wäre.0 for connecting a printer or a so-called modem for remote data transmission, which, if the cascade of measuring, control and regulating devices were not present, would be connected directly to the connector of the data interface 3 on the housing of the computer.
95 G 3 h 9 O95 G 3 h 9 O
Schließlich ist im Beispiel der Figur ein Ausschnitt von einem externen Feldbus 27 dargestellt, welcher beispielhaft zwei externe Sensoren bzw. Aktuatoren 31, 33 datentechnisch verbindet. Der Anschluß der Gruppe der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19, 21 und 23 an den E'eldbus 27 erfolgt beispielhaft über Leitungen, welche von den Klemmen 11 der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 23 zu einer separaten Schnittstelle 11 verlaufen.Finally, the example in the figure shows a section of an external field bus 27, which, for example, connects two external sensors or actuators 31, 33 for data purposes. The group of measuring, control and regulating devices 19, 21 and 23 is connected to the field bus 27, for example, via lines that run from the terminals 11 of the measuring, control and regulating device 23 to a separate interface 11.
Claims (11)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29511294U DE29511294U1 (en) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Smallest automation device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997003390A1 (en) | 1997-01-30 |
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