DE10346617B4

DE10346617B4 - Switching device for controlling via a fieldbus line controllable electrical equipment

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Publication number: DE10346617B4
Application number: DE2003146617
Authority: DE
Original assignee: STADT NUERNBERG
Current assignee: Stadt Nuernberg
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: DE10346617A1

Abstract

Schaltungseinrichtung zum Steuern von über eine Feldbusleitung ansteuerbaren elektrischen Geräten, umfassend ein oder mehrere an der Busleitung lösbar anschließbare, der Steuerung eines Geräts dienende Schaltungsanordnungen, insbesondere in Form von Einschüben, die über die Busleitung Steuerungsdaten erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaltungsanordnung (5) über eine in die Busleitung (3) geschaltete oder schaltbare Umschalteinrichtung (2) umfassend wenigstens ein erstes Schaltmittel (16) zum Öffnen und Schließen der Busleitung (3) und wenigstens ein zweites Schaltmittel (19a, 19b) zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von der Busleitung (3) zur Schaltungsanordnung (5) führenden, durch diese durchgeschleifte Busteilnehmerleitung (4) mit der Busleitung (3) gekoppelt oder koppelbar ist, mittels welcher Umschalteinrichtung (2) zur Trennung der Schaltungsanordnung (5) von der Busleitung (3) die Busleitung (3) über das erstes Schaltmittel (16) schließbar und zeitverzögert die Busteilnehmerleitung (4) über das zweite Schaltmittel (19a, 19b) unterbrechbar ist, und mittels welcher zur Kopplung der Schaltungsanordnung (5) mit der Busleitung (3) die Busteilnehmerleitung...circuit means to control over a fieldbus line controllable electrical equipment comprising one or more detachably connectable to the bus line, the Control of a device serving circuit arrangements, in particular in the form of inserts, over the Bus line control data obtained, characterized in that each circuit arrangement (5) via a switched into the bus line (3) or switchable switching device (2) comprising at least a first switching means (16) for opening and Shut down the bus line (3) and at least a second switching means (19a, 19b) for opening and closing at least one of the bus line (3) to the circuit arrangement (5) leading, by this looped bus subscriber line (4) with the bus line (3) is coupled or coupled, by means of which switching device (2) for disconnecting the circuit arrangement (5) from the bus line (3) the bus line (3) via the first switching means (16) closable and time-delayed the Bus subscriber line (4) via the second switching means (19a, 19b) is interruptible, and means which for coupling the circuit arrangement (5) to the bus line (3) the bus subscriber line ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungseinrichtung zum Steuern von über eine Feldbusleitung ansteuerbaren elektrischen Geräten, umfassend ein oder mehrere an der Busleitung lösbar anschließbare, der Steuerung eines Geräts dienende Schaltungsanordnungen, insbesondere in Form von Einschüben, die über die Busleitung Steuerungsdaten erhalten.The The invention relates to a circuit device for controlling over a Fieldbus line controllable electrical equipment, comprising one or more detachable on the bus line connectable, the control of a device serving circuit arrangements, in particular in the form of inserts, over the Bus line control data received.

Die Bussteuertechnik kommt im zunehmenden Maß überall dort zum Einsatz, wo mehrere separate elektrische Geräte von einer zentralen Steuerungseinrichtung angesteuert werden, wobei sich diese Bussteuertechnik primär auf dem Gebiet der Niederspannungsschalttechnik einsetzen lässt. Über die Busleitung ist es von einer zentralen Steuerungseinrichtung aus möglich, jeden einzelnen an der Busleitung angeschlossenen Busteilnehmer, also jedes einzelne angeschlossene Gerät anzusprechen. Einsatzmöglichkeiten bieten sich beispielsweise im Rahmen einer Anlagensteuerung eines Betriebes, wo die einzelnen elektrischen Geräte beispielsweise in einem gemeinsamen Raum oder einer Fertigungshalle angeordnet sind. Verwendbar ist diese Technik aber auch überall dort, wo die elektrischen Geräte weiträumig verteilt positioniert sind, beispielsweise im Bereich der Stadtentwässerung, wo die elektrischen Geräte über das gesamte Stadtgebiet verteilt sind. Als elektrisches Gerät im Sinne der Erfindung ist dabei jede elektrische Gerätschaft zu verstehen, die elektrisch betrieben wird, beispielsweise Maschinen oder Maschinenteile gleich welcher Art, Beleuchtungseinrichtungen, Lichtzeichensignale etc., oder im Falle der Stadtentwässerung beispielsweise Pumpen, Motoren, Schieber, Gebläse und dergleichen.The Bus control technology is increasingly being used wherever several separate electrical appliances be controlled by a central control device, wherein This bus control technology primarily can be used in the field of low-voltage switchgear. About the Bus line is from a central control device possible, every single bus subscriber connected to the bus line, So to address every single connected device. applications offer, for example, in the context of a system control of a Operation, where the individual electrical appliances, for example, in one common room or a production hall are arranged. usable But this technique is everywhere where the electrical appliances wide-ranging are distributed, for example in the field of urban drainage, where the electrical appliances are above entire city area are distributed. As an electrical device in the sense The invention is to be understood as any electrical equipment that electrically is operated, for example, machines or machine parts alike which type, lighting equipment, light signals, etc., or in the case of city drainage For example, pumps, motors, slides, blowers and the like.

Bei bekannten Bussteuersystemen kommt in der Regel ein Einschubschrank zum Einsatz, dem die Busleitung, von der zentralen Steuerungseinrichtung kommend, zugeführt wird, und in dem die einzelnen Schaltungsanordnungen in Form von einsteckbaren Einschüben lösbar angeordnet sind und mit der Busleitung koppelbar sind. Über diese Schaltungsanordnungen bzw. Einschübe werden die ihnen nachgeschalteten elektrischen Geräte angesteuert, und zwar auf Basis von Steu erinformationen, die über die Busleitung an die Schaltungsanordnung bzw. den Einschub gegeben werden. Die Einschübe selbst sind beispielsweise in Form kleiner Einsteckkästen, so dass ein einfaches Handling möglich ist. Die Verbindung eines Einschubs mit der Busleitung wurde zunächst unter Verwendung relativ langer Stichleitungen realisiert, was sich aber als sehr nachteilig ausgewirkt hat, da über die Stichleitungen Datenstörungen sowie Reflexionen auf die Leitung gegeben wurden, die zu Kommunikationsproblemen führten. Auch traten Laufzeitprobleme auf, was insgesamt mit beachtlichen Busteilnehmerbeeinträchtigungen verbunden war. Infolgedessen sind derartige Stichleitungen nicht mehr zulässig. Stattdessen wird bei bekannten Schaltungsanordnungen die Busleitung durch den Einschub durchgeführt, sie läuft also in den Einschub hinein und von diesem heraus zum nächsten Einschub, wobei der Einschub bzw. die Schaltungsanordnung entsprechend mit der Busleitung kontaktiert wird. Diese Konfiguration ist aber insoweit nachteilig, als bei einer Entnahme einer Schaltungsanordnung bzw. eines Einschubes die Busleitung unterbrochen wird und folglich alle übrigen Teilnehmer für die Dauer der Unterbrechung, bis also ein neuer Einschub gesetzt wurde oder die Busleitung anderweitig überbrückt wurde, nicht angesteuert werden können. Das gesamte System ist infolgedessen für diese Zeit nicht kontrollierbar.in known bus control systems is usually a slide-in cabinet used, the bus line, coming from the central control device, supplied is, and in which the individual circuits in the form of plug-in slots solvable are arranged and can be coupled to the bus line. About these Circuitries or bays are the downstream of them electrical appliances controlled, on the basis of Steu erinformationen, via the bus line be given to the circuitry or the drawer. The Bays themselves are in the form of small plug-in boxes, for example that easy handling possible is. The connection of a drawer to the bus line was initially under Use of relatively long stubs realized, but what has been shown to be very detrimental because of the stubs data interference as well Reflections were given to the line leading to communication problems led. Also Runtime problems arose, which in total with considerable bus user impairments was connected. As a result, such stubs are not more permissible. Instead, in known circuit arrangements, the bus line performed the insertion, she runs into the slot and from there to the next slot, wherein the slot or the circuit arrangement with the bus line is contacted. This configuration is so far disadvantageous, as with a removal of a circuit arrangement or a slot the bus line is interrupted and consequently all other participants for the Duration of the interruption until a new insert has been set or the bus line was otherwise bypassed, can not be controlled. As a result, the entire system is uncontrollable for that time.

Aus US 2003/0167367 A1 ist ein Computer bekannt, bei dem über eine sogenannte „Midplane" die Möglichkeit gegeben ist, sogenannte „Hot Plug Modules" anschließen zu können. Die „Midplane" und die „Hot Plug Modules" beinhalten jeweilige Koppeleinrichtungen, also entsprechende Schnittstellen, so dass sie aneinander anschließbar sind. Zentrales Element eines „Hot Plug Modules" ist ein sogenannter „Node Controller", der einen „Hot Plug Interface" mit zwei COM-Interfaces aufweist, über die die Kommunikation mit dem Koppler und damit mit der „Midplane" erfolgt. Ist ein „Hot Plug Module" angeschlossen, so erfolgt die Kommunikation mit der zentralen CPU über die „Midplane" CPU. Soll ein „Hot Plug Module" entfernt werden, so ist an diesem Modul ein in diesem Fall zu betätigender Mechanismus vorgesehen. Über diesen wird ein „Interrupt"-Signal über den Koppler an die „Midplane" gegeben, worüber die nachfolgende Kommunikation mit dem „Hot Plug Module" unterbunden wird, gleichzeitig erhält der „Node Controller" ein entsprechendes Signal, worauf das kontrollierte Beenden laufender Prozesse über den „Note Controller" erfolgt. In dieser Schrift geht es darum, kontinuierlich laufende Software-gesteuerte Prozesse zu beenden und entsprechende Programme kontrolliert herunterzufahren bzw. zu beenden.Out US 2003/0167367 A1 discloses a computer in which a so-called "midplane" the possibility is given, so-called "hot Plug Modules "The" Midplane "and the" Hot Plug Modules "include respective coupling devices, ie corresponding interfaces, so that they connect to each other are. Central element of a "Hot Plug Modules "is a so-called "Node Controller ", the a "hot Plug Interface "with has two COM interfaces over which is the communication with the coupler and thus with the "midplane" is a "hot plug Modules "connected, Communication with the central CPU takes place via the "Midplane" CPU Module "removed be, so on this module is operable in this case Mechanism provided. about this will be an "interrupt" signal via the coupler given to the "midplane", about which the following Communication with the "Hot Plug Module "prevented is getting, at the same time the "Node Controller" a corresponding Signal, which is the controlled termination of running processes via the "Note Controller" Writing is about continuously running software-controlled processes to shut down and shut down appropriate programs controlled or to finish.

Aus DE 198 06 180 A1 ist eine Steuervorrichtung für Datengeräte beschrieben, diese Schrift betrifft den Computerbereich mit einer geräteinternen Busleitung. Zur Ermöglichung eines Anschlusses externer und interner Datengeräte an den laufenden Computer ohne Verlust von Daten ist ein Logikblock mit einer Laufwerkkennung, eine plug-and-play-Steuerung und insbesondere ein Multiplexer vorgesehen, über den ein Multiplexbetrieb in Verbindung mit einem nachgeschalteten Leistungstreiber realisiert ist. Der Datenaustausch zwischen dem Computer und einem externen Gerät wie dem beschriebenen externen Laufwerk erfolgt durch Multiplexen und Demultiplexen von Informationen. Ist an der über den Leistungstreiber angesprochenen Steckverbindung kein externes Gerät angeschlossen, wird über den Logikblock der Treiber abgeschaltet, es erfolgt keine weitere Kommunikation. Erst wenn der Logikblock ein angeschlossenes Gerät ordnungsgemäß erkannt hat, wird der Treiber über den Logikblock wieder betrieben und die Kommunikation kann erfolgen. Das vorhandene Betriebssystem kann dann über den Treiber auf das externe Laufwerk oder dergleichen zugreifen.Out DE 198 06 180 A1 If a control device for data devices is described, this document relates to the computer area with a device-internal bus line. To enable a connection of external and internal data devices to the current computer without loss of data, a logic block with a drive identifier, a plug-and-play control and in particular a multiplexer is provided, via which a multiplex operation in conjunction with a downstream power driver is realized. Data exchange between the computer and an external device such as the described external drive is accomplished by multiplexing and demultiplexing information. Is at the over the leis If no external device is connected to the device driver, the logic block of the driver is switched off and no further communication takes place. Only when the logic block has detected a connected device correctly, the driver is operated again via the logic block and the communication can take place. The existing operating system can then access the external drive or the like via the driver.

Auch in DE 197 82 087 T1 geht es um die Möglichkeit, eine Komponente zu einem Datenverarbeitungsgerät hinzufügen zu können, ohne dass dieses abgeschaltet und neu gebootet werden muss. Dort ist eine Buserweiterungsleitung vorgesehen, die quasi auf den Bus geschaltet werden kann.Also in DE 197 82 087 T1 is the ability to add a component to a computing device without having to shut it off and reboot it. There, a bus extension line is provided, which can be switched to the bus, so to speak.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Schaltungseinrichtung anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.Of the Invention is based on the problem, a circuit device indicate the opposite is improved.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Schaltungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass jede Schaltungsanordnung über eine in die Busleitung geschaltete oder schaltbare Umschalteinrichtung umfassend wenigstens ein erstes Schaltmittel zum Öffnen und Schließen der Busleitung und wenigstens ein zweites Schaltmittel zum Öffnen und Schließen wenigstens einer von der Busleitung zur Schaltungsanordnung führenden Busteilnehmerleitung mit der Busleitung gekoppelt oder koppelbar ist, mittels welcher Umschalteinrichtung zur Trennung der Schaltungsanordnung von der Busleitung die Busleitung über das erste Schaltmittel schließbar und zeitverzögert die Busteilnehmerleitung über das zweite Schaltmittel unterbrechbar ist, und mittels welcher zur Kopplung der Schaltungsanordnung mit der Busleitung die Busteilnehmerleitung über das zweite Schaltmittel schließbar und zeitverzögert die Busleitung über das erste Schaltmittel unterbrechbar ist.to solution This problem is in a circuit device of the beginning mentioned type provided according to the invention, that every circuit arrangement over a switched into the bus or switchable switching device comprising at least a first switching means for opening and closing the Bus line and at least a second switching means for opening and Shut down at least one leading from the bus line to the circuit arrangement Bus subscriber line coupled to the bus line or coupled is, by means of which switching device for the separation of the circuit arrangement from the bus line, the bus line via the first switching means closable and delayed the bus subscriber line over the second switching means is interruptible, and by means of which Coupling of the circuit arrangement with the bus line bus subscriber line over the second switching means closable and delayed the bus over the first switching means is interruptible.

Zentrales Element der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung ist die Umschalteinrichtung, über die sichergestellt wird, dass sowohl beim Einsetzen als auch beim Entnehmen einer Schaltungsanordnung bzw. eines Einschubs die Busleitung zu keinem Zeitpunkt unterbrochen ist. Es wird damit gewährleistet, dass zu jedem Zeitpunkt die Kommunikationsmöglichkeit von der zentralen Steuerungseinrichtung zu allen Busteilnehmern sichergestellt ist. Dies wird dadurch realisiert, dass seitens der Umschalteinrichtung zwei Schaltmittel vorgesehen sind, nämlich ein erstes zum Öffnen und Schließen der durch die Umschalteinrichtung geführten Busleitung, sowie wenigstens ein zweites Schaltmittel zum Öffnen und Schließen der von der Umschalteinrichtung zur Schaltungsanordnung bzw. dem Einschub geführten trennbaren Busteilnehmerleitung, die von der Umschalteinrichtung zur Schaltungsanordnung bzw. dem Einschub führt und von dort wieder zurück. Die Schaltmittel werden nun je nachdem, ob eine Schaltungsanordnung entnommen werden oder neu eingesetzt werden soll, so betrieben, dass zu keinem Zeitpunkt sowohl das erste als auch das zweite Schaltmittel geöffnet und beide Leitungen unterbrochen wären. Vielmehr ist ein zeitversetzter Schaltbetrieb realisiert, der gewährleistet, dass in jedem Fall entweder die durch die Umschalteinrichtung geführte Busleitung geschlossen und die Busteilnehmerleitung geöffnet ist (im Falle der Entnahme einer Schaltungsanordnung), oder dass die Busleitung geöffnet und die Busteilnehmerleitung geschlossen ist (im Falle des Einsetzens bzw. nachfolgenden Betriebs einer Schaltungsanordnung). Bedingt durch diesen zeitversetzten Schaltbetrieb ist folglich mit besonderem Vorteil die kontinuierliche Datenkommunikation möglich.central Element of the circuit device according to the invention is the switching device, about which ensures that both the insertion and the Remove a circuit arrangement or a plug the bus line is never interrupted. It is thus ensured that at any time the communication possibility of the central Control device is ensured to all bus subscribers. This is realized by the fact that on the part of the switching device two Switching means are provided, namely a first to open and closing the guided by the switching device bus line, as well as at least a second switching means for opening and closing from the switching device to the circuit or the Insertion guided separable bus subscriber line, by the switching device leads to the circuit arrangement or the slot and from there back. The switching means are now depending on whether a circuit arrangement can be taken or to be reused, so operated that at no time both the first and the second switching means open and both lines would be interrupted. Rather, a time-shifted switching operation is realized, which ensures that in each case either the bus line guided by the switching device closed and the bus subscriber line is open (in the case of removal a circuit arrangement), or that the bus line is open and the bus subscriber line is closed (in the case of insertion or subsequent operation of a circuit arrangement). conditioned by this time-shifted switching operation is therefore with particular Advantage the continuous data communication possible.

Die Busteilnehmerleitung läuft von der Umschalteinrichtung zur Schaltungsanordnung bzw. dem Einschub und von dort zurück. Es sind also zwei Leitungsstränge vorhanden. Diese können über ein gemeinsames Schaltmittel geöffnet oder geschlossen werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Umschalteinrichtung zwei zweite Schaltmittel zum Öffnen und Schließen der zur Schaltungsanordnung führenden Busteilnehmerleitung aufweist, von denen quasi eines der Schaltungsanordnung vorgeschaltet und das andere nachgeschaltet ist. Das heißt, die beiden Leitungsstränge werden separat geöffnet und geschlossen, wobei dies jedoch zweckmäßigerweise gleichzeitig erfolgt.The Bus subscriber line is running from the switching device to the circuit arrangement or the slot and back from there. So there are two strands of wire available. These can be shared Switching means open or closed. Alternatively, it is possible to in that the switching device has two second switching means for opening and Shut down leading to the circuit arrangement Bus subscriber line, of which quasi one of the circuit arrangement upstream and the other is connected downstream. That is, the two strands of wire will be opened separately and closed, but this is conveniently done simultaneously.

Die zeitverzögerte Schaltbetätigung des ersten und des oder der zweiten Schaltmittel kann zweckmäßigerweise nach einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgen, das heißt, es ist für jede Art (also Trennung oder Einsetzen) ein definiertes zeitliches Schaltschema vorgesehen. Dabei kann die Zeitspanne zwischen 0,1–1,0 s, insbesondere zwischen 0,2–0,6 s betragen. Die Zeitverzögerung kann in beiden Fällen, also beim Trennen oder Einsetzen gleich sein, denkbar sind aber auch unterschiedliche Verzögerungszeiten. Beispielsweise kann beim Einsetzen der Schaltungsanordnung die Verzögerungszeit zwischen 0,2–0,6 s betragen, während sie beim Abschalten zwischen 0,4 und 0,6 s liegen kann.The delayed shift operation the first and the second switching means may suitably after a predetermined period of time, that is, it is for every Type (ie separation or insertion) a defined timing diagram intended. The time between 0.1-1.0 s, in particular between 0.2-0.6 s amount. The time delay can in both cases So when disconnecting or inserting to be the same, but are conceivable also different delay times. For example, at the onset of the circuit, the delay time between 0.2-0.6 s amount while it can be between 0.4 and 0.6 s when switching off.

Zur Steuerung des Schaltbetriebs der Schaltmittel weist die Umschalteinrichtung zweckmäßigerweise ein den Betrieb der Schaltmittel steuerndes Steuerglied auf, das den Schaltbetrieb in Abhängigkeit eines ihm gegebenen, die Trennung oder die Kopplung anzeigenden Steuerinformationssignals, steuert. Das Steuerglied, realisiert in Form einer Ansteuerungselektronik, steuert automatisch den Schaltbetrieb, wenn das entsprechende, von extern gegebene Steuerinformationssignal anliegt, das die vom Benutzer gewünschte Trennung oder Kopplung anzeigt. Zur Gabe dieses Steuerinformationssignals weist die Schaltungseinrichtung zweckmäßigerweise eine entsprechende Signalgabeeinrichtung aus, die mit dem Steuerglied über eine Signalleitung, die natürlich ebenfalls trennbar ist, um die Schaltungsanordnung oder den Einschub zu entnehmen (wie auch die Busteilnehmerleitung), verbunden ist. Das heißt, das Steuerinformationssignal wird von der Schaltungsanordnung, also dem eigentlichen zu trennenden oder zu koppelnden Teil, gegeben. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Signalgabeeinrichtung um ein Schaltmittel, das zum Trennen oder Koppeln zu betätigen ist. Dienlich hierfür ist beispielsweise ein zentraler Ein-/Aus-Schalter, über den die Schaltungsanordnung ein- und ausschaltbar ist. Ein solcher Hauptschalter ist seitens der Schaltungsanordnung bzw. des Einschubs in der Regel ohnehin vorzusehen, da über ihn die Versorgungsleistung zu- oder abgeschalten wird sowie auch die Versorgung der Steuerelektronik zu- oder abgeschalten wird. Die Schaltungsanordnung bzw. der Einschub ist im eingeschobenen Fall automatisch mit einer Versorgungsleitung lösbar verbindbar. Über den Ein-/Aus-Schalter wird nun diese Versorgung zu- oder abgeschalten. Zusätzlich kann von dem Ein-/Aus-Schalter ein entsprechendes Steuerinformationssignal je nach Schaltstellung abgegriffen werden, das dann dem Steuerglied gegeben wird. Die Steuerinformationssignaleingabeeinrichtung, also beispielsweise der Ein-/Aus-Schalter ist zweckmäßigerweise vom Bediener manuell zu betätigen, das heißt, der Kopplungs- oder Trennvorgang ist aktiv vom Bediener einzuleiten.In order to control the switching operation of the switching means, the switching means expediently has a control element controlling the operation of the switching means, which controls the switching operation as a function of a control information signal indicating the disconnection or the coupling. The control element, realized in the form of a control electronics, automatically controls the Switching operation, when the corresponding, externally supplied control information signal is present indicating the user desired separation or coupling. For the purpose of giving this control information signal, the circuit device expediently has a corresponding signaling device which is connected to the control element via a signal line, which, of course, is likewise separable in order to remove the circuit arrangement or the insert (as does the bus subscriber line). That is, the control information signal is given by the circuitry, ie the actual part to be separated or coupled. Expediently, the signaling device is a switching device that is to be actuated for disconnecting or coupling. Dienlich this example, a central on / off switch, via which the circuit arrangement is switched on and off. Such a main switch is to be provided by the circuit arrangement or the insertion usually anyway, since the supply power is switched on or off as well as the supply of the control electronics is switched on or off. The circuit arrangement or the insert is automatically detachably connectable in the inserted case with a supply line. This supply is now switched on or off via the on / off switch. In addition, from the on / off switch, a corresponding control information signal depending on the switching position can be tapped, which is then given to the control member. The control information signal input device, so for example, the on / off switch is suitably operated manually by the operator, that is, the coupling or separation process is to be initiated by the operator active.

Neben der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung betrifft die Erfindung ferner eine Umschalteinrichtung für eine solche Schaltungseinrichtung, die in eine externe Busleitung schaltbar ist und an die eine externe Schaltungsanordnung anschließbar ist, umfassend:

– Anschlussmittel zum Anschließen der externen Busleitung an eine durch das Umschaltmittel führenden interne Busleitung,
– wenigstens ein erstes Schaltmittel zum Öffnen und Schließen der internen Busleitung,
– Anschlussmittel für eine externe Schaltungsanordnung an zwei interne Busteilnehmerleitungsabschnitte,
– wenigstens ein zweites Schaltmittel zum Öffnen und Schließen der internen Busteilnehmerleitungsabschnitte, und
– ein Steuerglied, das den zeitversetzten Schaltbetrieb der Schaltmittel in Abhängigkeit eines ihm gegebenen, die Trennung oder die Kopplung einer angeschlossenen Schaltungsanordnung von der oder an die Busleitung anzeigenden Steuerinformationssignals steuert.

In addition to the circuit device according to the invention, the invention further relates to a switching device for such a circuit device, which is switchable into an external bus line and to which an external circuit arrangement can be connected, comprising:

Connecting means for connecting the external bus line to an internal bus line leading through the switching means,
At least a first switching means for opening and closing the internal bus line,
Connection means for an external circuit arrangement to two internal bus subscriber line sections,
At least a second switching means for opening and closing the internal bus subscriber line sections, and
A control element which controls the time-shifted switching operation of the switching means as a function of a given to him, the separation or the coupling of a connected circuit arrangement from or to the bus line indicating control information signal.

Dabei können zwei zweite Schaltmittel zum Öffnen und Schließen je eines Busteilnehmerleitungsabschnittes vorgesehen sein, gleichzeitig kann aber auch nur ein zentrales, beide Stränge schaltendes Schaltmittel vorgesehen sein. Das Steuerglied selbst ist zur zeitverzögerten Schaltbetätigung des ersten und des oder der zweiten Schaltmittel nach einer vorbestimmten Zeitspanne ausgebildet, die zwischen 0,1–1,0 s, insbesondere 0,2–0,6 s betragen kann, und die für beide Schaltvorgänge zum Trennen bzw. Koppeln gleich oder unterschiedlich sein kann.there can two second switching means for opening and closing each be provided a Busteilnehmerleitungsabschnittes, at the same time but can also only a central, both strands switching switching means be provided. The control element itself is the time-delayed switching operation of the first and the second switching means after a predetermined period of time formed between 0.1-1.0 s, in particular 0.2-0.6 s can be, and for both switching operations can be the same or different for separating or coupling.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass als Schaltmittel jedwedes Schaltmittel verwendet werden kann, das ein sicheres Öffnen und Schließen der jeweiligen Leitung ermöglicht. Denkbar sind elektromechanische Schalter wie auch Halbleiterschalter.At It should be noted that, as switching means, any Switching means can be used, which ensures safe opening and closing Close the respective line allows. Conceivable are electromechanical switches as well as semiconductor switches.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment described below and with reference to the Drawings. Showing:

1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung, 1 a schematic diagram of a circuit device according to the invention,

2 eine Prinzipskizze der Umschalteinrichtung und der Schaltungsanordnung, und 2 a schematic diagram of the switching device and the circuit arrangement, and

3 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Trenn- und Kopplungsabläufe. 3 a flow chart showing the separation and coupling processes.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungseinrichtung 1 umfassend eine Umschalteinrichtung 2, die in eine Busleitung 3, z. B. einen Profibus DP geschalten ist. Von der Umschalteinrichtung 2 führt eine Busteilnehmerleitung 4 zu einer mit der Umschalteinrichtung 2 lösbar gekoppelten Schaltungsanordnung 5 in Form eines Einschubs 6. Die Busteilnehmerleitung 4 weist zwei Leitungsstränge 4a, 4b auf, von denen einer zur Schaltungsanordnung 5 und der andere wieder zurück zur Umschalteinrichtung führt. Die Schaltungsanordnung 5 bzw. der Einschub 6 ist seinerseits über eine entsprechende Verbindungsleitung 7, beispielsweise eine Versorgungsleitung mit einem elektrischen Gerät 8, hier einer Pumpe verbunden. Die Schaltungsanordnung 5 bzw. der Einschub 6 dient zum Steuern des Betriebs des elektrischen Geräts 8 auf Basis von über die Busleitung 3 gegebener Steuerinformationen, die seitens der Schaltungsanordnung 5 bzw. des Einschubs 6 verarbeitet werden. 1 shows a circuit device according to the invention 1 comprising a switching device 2 in a bus line 3 , z. B. a Profibus DP is switched. From the switching device 2 leads a bus subscriber line 4 to one with the switching device 2 releasably coupled circuit arrangement 5 in the form of a slot 6 , The bus subscriber line 4 has two strands of wire 4a . 4b on, one of which to the circuit arrangement 5 and the other leads back to the switching device. The circuit arrangement 5 or the slot 6 is in turn via an appropriate connection line 7 , For example, a supply line with an electrical device 8th connected to a pump. The circuit arrangement 5 or the slot 6 Used to control the operation of the electrical device 8th based on over the bus line 3 given control information provided by the circuitry 5 or insert 6 are processed.

Gezeigt ist ferner im gezeigten Beispiel ein Einschubschrank 9, umfassend mehrere Einschübe 10, in die jeweils eine separate Schaltungsanordnung 5 bzw. hier ein separater Einschub 6 eingebracht werden kann. Der Einschubschrank 9 weist ein Kabelverteilungsabteil 11 auf, in das zum einen die Busleitung 3 geführt ist, und in dem zum anderen die Umschalteinrichtungen 2, von denen jeweils eine einem Einschub 6 zugeordnet ist, angeordnet werden. Von dort aus laufen die Busteilnehmerleitungen 4 zum jeweiligen Einschub 6. In dem Kabelverteilungsabteil 11 ist ferner eine Versorgungsleitung 12 vorgesehen, mit der eine Schaltungsanordnung 5 bzw. ein Einschub 6 ebenfalls lösbar koppelbar ist. Weiterhin läuft von der Schaltungsanordnung 5 bzw. dem Einschub 6 eine Signalleitung 13 zur Umschalteinrichtung 2, über die Steuerinformationssignale zum Betrieb der Umschalteinrichtung 2 von der Schaltungsanordnung 5 bzw. dem Einschub 6 gegeben werden. Hierauf wird nachfolgend eingegangen.Also shown in the example shown is a slide-in cabinet 9 comprising several slots 10 , in each case a separate circuit arrangement 5 or here a separate slot 6 can be introduced. The slide-in cabinet 9 has a cable distribution compartment 11 in, on the one hand the bus line 3 is guided, and in the other, the switching devices 2 , one of which is a slot 6 is assigned to be arranged. From there, the bus subscriber lines run 4 to the respective slot 6 , In the cable distribution compartment 11 is also a supply line 12 provided with a circuit arrangement 5 or a slot 6 also releasably coupled. Furthermore, runs from the circuit arrangement 5 or the slot 6 a signal line 13 to the switching device 2 on the control information signals for operating the switching device 2 from the circuit arrangement 5 or the slot 6 are given. This will be discussed below.

Bei der Umschalteinrichtung 2 und der Schaltungsanordnung 5 bzw. dem Einschub 6 handelt es sich um separate Bauteile, die in die jeweilige Leitung eingeschalten bzw. die untereinander über entsprechende Leitungen miteinander verbunden werden können. Die Umschalteinrichtung 2 weist zwei Anschlussmittel 14 auf, über die die Busleitung 3 an eine interne Busleitung 15 der Umschalteinrichtung 2 angeschlossen werden kann. Die interne Busleitung 15 kann über ein erstes Schaltmittel 16 geöffnet oder geschlossen werden.At the switching device 2 and the circuit arrangement 5 or the slot 6 these are separate components which are switched on in the respective line or which can be connected to one another via corresponding lines. The switching device 2 has two connection means 14 on, over which the bus line 3 to an internal bus line 15 the switching device 2 can be connected. The internal bus line 15 can via a first switching means 16 be opened or closed.

Von der internen Busleitung 15 gehen zwei interne Busteilnehmerleitungsabschnitte 17a, 17b ab, die mit geeigneten Anschlussmitteln 18, die wie auch die Anschlussmittel 14 ebenfalls im bzw. am Gehäuse 19 der Umschalteinrichtung angeordnet sind, verbunden sind. Die beiden Busteilnehmerleitungsabschnitte 17a, 17b können über jeweils integrierte zweite Schaltmittel 19a, 19b geöffnet oder geschlossen werden. Weiterhin weist die Umschalteinrichtung 2 ein Steuerglied 20 in Form einer Ansteuerelektronik auf, die über Kommunikationsleitungen 21 mit dem ersten Schaltmittel 16 und den beiden zweiten Schaltmitteln 19a, 19b verbunden ist.From the internal bus line 15 go two internal bus subscriber line sections 17a . 17b starting with suitable connection means 18 as well as the connection means 14 also in or on the housing 19 the switching device are arranged, are connected. The two bus subscriber line sections 17a . 17b can each have integrated second switching means 19a . 19b be opened or closed. Furthermore, the switching device 2 a control member 20 in the form of a control electronics, via communication lines 21 with the first switching means 16 and the two second switching means 19a . 19b connected is.

Die Schaltungsanordnung 5 bzw. der Einschub 6 weist zum einen den Schaltungsteil 22 auf, der mit Steuerungsinformationen, die über die Busleitung 3 gegeben werden, versorgt wird, und von dem aus der Betrieb des nachgeschalteten elektrischen Geräts 8 gesteuert wird, das also beispielsweise zu- oder abgeschalten wird etc. Zur Verbindung des Schaltungsteils 22 mit der Busleitung 3 ist einschubseitig ein weiterer Busteilnehmerleitungsabschnitt 23 vorgesehen, an dem das Schaltungsteil 22 angeschlossen ist, und der an entsprechenden Anschlussmitteln 24 am Gehäuse 25 des Einschubs 6 angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen den Busteilnehmerleitungsabschnitten 17a, 17b der Umschalteinrichtung 2 und des Busteilnehmerleitungsabschnitts 23 des Einschubs 6 erfolgt über separate Verbindungsleitungen 26, die an den entsprechenden Anschlussmitteln 18 und 24 angeschlossen werden. Auf diese Weise ist eine über die beiden Schaltmittel 19a, 19b unterbrechbare oder schließbare Busleiterschleife von der Umschalteinrichtung zur Schaltungsanordnung oder dem Einschub realisiert.The circuit arrangement 5 or the slot 6 has, on the one hand, the circuit part 22 on that with control information coming through the bus 3 be supplied, and from which the operation of the downstream electrical device 8th is controlled, that is, for example, on or off, etc. To connect the circuit part 22 with the bus line 3 is plug-in another bus subscriber line section 23 provided on which the circuit part 22 is connected, and the corresponding connection means 24 on the housing 25 of the insert 6 connected. The connection between the bus subscriber line sections 17a . 17b the switching device 2 and the bus subscriber line section 23 of the insert 6 via separate connecting lines 26 attached to the appropriate connection means 18 and 24 be connected. In this way, one is about the two switching means 19a . 19b interruptible or closable bus conductor loop realized by the switching device to the circuit arrangement or the drawer.

Die Schaltungsanordnung 5 bzw. der Einschub 6 weist ferner ein Schaltmittel 27 in Form eines Ein-/Aus-Schalters auf, über den die gesamte Schaltungsanordnung 5 bzw. der Einschub 6 ein- und ausgeschalten werden kann, das heißt, seine einzelnen Komponenten werden hierüber zu- oder abgeschalten. Dieser Hauptschalter 27 ist über eine Verbindungsleitung 28, die an entsprechenden Anschlussmitteln 29 bzw. 30 am Einschubgehäuse 25 bzw. am Umschalteinrichtungsgehäuse 19 angeschlossen ist, mit dem Steuerglied 20 der Umschalteinrichtung 2 verbunden. Das Schaltmittel 27 dient erfindungsgemäß nicht nur zum Ein- und Ausschalten, sondern auch zur Gabe eines Steuerinformationssignals für das Steuerglied 20, welches Steuerinformationssignal die Basis für den Steuerbetrieb des Steuerglieds 20 für die Durchführung der Schaltbetätigungen des ersten Schaltmittels 16 und der zweiten Schaltmittel 19a, 19b ist. Das Schaltmittel 27 ist manuell zu betä tigen, das heißt, der Benutzer, der den Einschub 6 einsetzt bzw. ihn entnehmen möchte, muss aktiv tätig werden. Je nachdem, ob das Schaltmittel 27 ein- oder ausgeschalten wird, empfängt das Steuerglied 20 ein entsprechendes, die Kopplung oder die Trennung anzeigendes Signal und steuert die Schaltmittel 16 bzw. 19a, 19b entsprechend.The circuit arrangement 5 or the slot 6 also has a switching means 27 in the form of an on / off switch, over which the entire circuit arrangement 5 or the slot 6 can be turned on and off, that is, its individual components are switched on or off. This main switch 27 is via a connection line 28 which are connected to corresponding connection means 29 respectively. 30 on the plug-in housing 25 or at the Umschalteinrichtungsgehäuse 19 is connected to the control member 20 the switching device 2 connected. The switching means 27 serves not only according to the invention for switching on and off, but also for the administration of a control information signal for the control member 20 which control information signal is the basis for the control operation of the control element 20 for performing the switching operations of the first switching means 16 and the second switching means 19a . 19b is. The switching means 27 is to be operated manually, that is, the user who is the drawer 6 or wants to remove him, must take action. Depending on whether the switching means 27 is turned on or off, receives the control 20 a corresponding, the coupling or the separation indicating signal and controls the switching means 16 respectively. 19a . 19b corresponding.

Dieser Steuerbetrieb der Schaltmittel läuft nach einem vorbestimmten Schaltschema ab, das sich aus 3 ergibt.This control operation of the switching means proceeds according to a predetermined switching scheme, which is made 3 results.

Insgesamt ermöglicht es die beschriebene Schaltungseinrichtung, die Schaltungsanordnung 5 bzw. den Einschub 6 zuzuschalten oder zu trennen, ohne dass zu irgendeinem Zeitpunkt die Datenkommunikation zu anderen Busteilnehmern unterbrochen wird.Overall, the described circuit device, the circuit arrangement allows 5 or the slot 6 switch on or disconnect without at any time interrupting data communication with other bus subscribers.

3 zeigt die Abläufe, wenn das Schaltmittel 27 der Schaltungsanordnung 5 bzw. des Einschubs 6 eingeschalten bzw. ausgeschalten wird. Im Einschaltfall wurde der Einschub 6 eingesetzt und angeschlossen und soll mit der Busleitung 3 gekoppelt werden. Wird das Schaltmittel 27 eingeschalten, wird an das Steuerglied 20 der Umschalteinrichtung 2 ein entsprechendes Steuerinformationssignal „Einbefehl" gegeben. Dies führt zu einer Betätigung der Schaltmittel 16 bzw. 19a und 19b. Der Zustand in diesem Moment ist, dass das Schaltmittel 16 geschlossen ist, also die Busleitung 3 über das Schaltmittel 16 geschlossen ist, während die beiden Schaltmittel 19a, 19b geöffnet sind, nachdem vormals der Einschub 6 abgekoppelt war. Wird nun der „Einbefehl" gegeben, so werden zunächst die Schaltmittel 19a, 19b über das Schaltglied 20 angesteuert und geschlossen, so dass die Busteilnehmerleitung 4 (gebildet aus den Busteilnehmerleitungsabschnitten 17a, 17b, 23 und den Leitungen 26) geschlossen ist. Nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung von beispielsweise 0,2–0,6 s wird das erste Schaltmittel 16 geöffnet und die hierüber vormals geschlossene Busleitung getrennt. Diese ist aber nach wie vor über die geschlossene Busteilnehmerleitungsschleife geschlossen. Zu keinem Zeitpunkt wurde also der Datenfluss aufgrund einer Leitungsunterbrechung gehemmt. 3 shows the processes when the switching means 27 the circuit arrangement 5 or insert 6 is turned on or off. In Einschaltfall was the slot 6 used and connected and should be connected to the bus 3 be coupled. Will the switching means 27 turned on, is sent to the control member 20 the switching device 2 This gives rise to an actuation of the switching means 16 respectively. 19a and 19b , The condition at this moment is that the switching means 16 is closed, so the bus line 3 over the switching means 16 is closed while the two switching means 19a . 19b are open, after formerly the inset 6 was disconnected. If the "on command" is given, then first the switching means 19a . 19b via the switching element 20 controlled and ge closed, leaving the bus subscriber line 4 (formed from the bus subscriber line sections 17a . 17b . 23 and the wires 26 ) closed is. After a predetermined time delay of, for example, 0.2-0.6 s, the first switching means 16 opened and the formerly closed bus line disconnected. However, this is still closed via the closed bus subscriber line loop. At no point in time was the data flow inhibited due to a line break.

Soll nun ausgehend von der Situation, in der der Einschub 6 gekoppelt ist, und in der das erste Schaltmittel 16 geöffnet und die beiden zweiten Schaltmittel 19a, 19b geschlossen sind, der Einschub 6 entkoppelt, also entnommen werden, wird über das Schaltmittel 27 beim Ausschalten des Einschubs 6 gleichzeitig ein „Aus-befehl" als Steuerinformationssignal an das Steuerglied 20 gegeben. Dieses schaltet nun zunächst das Schaltmittel 16, um die interne Busleitung 15 zu schließen und mithin die Busleitung 3 über diesen Leitungspfad zu schließen. Nach einer definierten Zeitverzögerung von beispielsweise 0,45–0,6 s werden dann die beiden zweiten Schaltmittel 19a, 19b geöffnet und hierüber die Busteilnehmerleitung 4 zum Einschub 6 unterbrochen. Dieser kann nun aus dem Einschubfach genommen werden. Auch in diesem Fall wurde die Datenleitung zu keinem Zeitpunkt unterbrochen.Now, starting from the situation in which the inset 6 is coupled, and in which the first switching means 16 opened and the two second switching means 19a . 19b closed, the inset 6 decoupled, so be removed, via the switching means 27 when switching off the insert 6 simultaneously an "off command" as a control information signal to the control member 20 given. This now first switches the switching means 16 to the internal bus line 15 to close and therefore the bus line 3 to close over this conduction path. After a defined time delay of, for example, 0.45-0.6 s then the two second switching means 19a . 19b opened and over this the bus subscriber line 4 to the inset 6 interrupted. This can now be removed from the slot. Also in this case, the data line was never interrupted.

Wenngleich während des Schaltbetriebs der Schaltmittel 16 und 19a, 19b während der Dauer der Zeitverzögerung sowohl das erste Schaltmittel 16 als auch die beiden zweiten Schaltmittel 19a, 19b gleichzeitig geschlossen sind, ergeben sich aufgrund der Kürze der Zeitverzögerung und damit der Kürze der Dauer dieses Zustands keine Störungen. Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung bzw. mit der erfindungsgemäßen Umschalteinrichtung eine sehr einfache und zweckmäßige Möglichkeit angegeben, einen Busteilnehmer unter Beibehaltung der gesamten Kommunikationsstruktur vom Bus zu trennen bzw. mit diesem zu koppeln. Dieses System kann in allen Bereichen der busbasierten Niederspannungsschalttechnik verwendet werden, wo elektrische Geräte über ein Bus zu steuern sind.Although during switching operation of the switching means 16 and 19a . 19b during the duration of the time delay, both the first switching means 16 as well as the two second switching means 19a . 19b are closed at the same time, due to the shortness of the time delay and thus the shortness of the duration of this condition no interference. Overall, with the circuit device according to the invention or with the switching device according to the invention a very simple and expedient way indicated to separate a bus subscriber while maintaining the entire communication structure of the bus or to couple with this. This system can be used in all areas of bus-based low-voltage switchgear where electrical devices can be controlled via a bus.

Claims

Circuit device for controlling electric devices that can be controlled via a fieldbus line, comprising one or more circuit arrangements releasably connectable to the bus line and serving control of a device, in particular in the form of inserts which receive control data via the bus line, characterized in that each circuit arrangement ( 5 ) via one in the bus line ( 3 ) switched or switchable switching device ( 2 ) comprising at least a first switching means ( 16 ) for opening and closing the bus line ( 3 ) and at least one second switching means ( 19a . 19b ) for opening and closing at least one of the bus line ( 3 ) to the circuit arrangement ( 5 ), looped through by this bus subscriber line ( 4 ) with the bus line ( 3 ) can be coupled or coupled by means of which switching device ( 2 ) for the separation of the circuit arrangement ( 5 ) from the bus line ( 3 ) the bus line ( 3 ) via the first switching means ( 16 ) closable and time-delayed the bus subscriber line ( 4 ) via the second switching means ( 19a . 19b ) is interruptible, and by means of which for coupling the circuit arrangement ( 5 ) with the bus line ( 3 ) the bus subscriber line ( 4 ) via the second switching means ( 19a . 19b ) closable and time-delayed the bus line ( 3 ) via the first switching means ( 16 ) is interruptible.

Circuit device according to claim 1, characterized in that the switching device ( 2 ) two second switching means ( 19a . 19b ) for opening and closing the circuit arrangement ( 5 ) leading bus subscriber line ( 4 ) of which one of the circuit arrangements ( 5 ) and the other is connected downstream.

Circuit device according to claim 1 or 2, characterized in that the time-delayed switching operation of the first and the second switching means ( 16 . 19a . 19b ) occurs after a predetermined period of time.

Circuit device according to Claim 3, characterized that the time span is between 0.1-1.0 s, in particular between 0.2-0.6 s is.

Circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device ( 2 ) the operation of the switching means ( 16 . 19a . 19b ) controlling control element ( 20 ), which controls the switching operation in response to a given him, the separation or the coupling indicating control information signal.

Circuit device according to Claim 5, characterized in that the circuit arrangement ( 5 ) An institution ( 27 ) for administering the control information signal associated with the control member ( 20 ) via a signal line ( 28 ) connected is.

Circuit device according to Claim 6, characterized in that the device has a switching means ( 27 ) which is to be operated to disconnect or couple.

Circuit device according to claim 7, characterized in that the switching means an on / off switch ( 27 ), via which the circuit arrangement ( 5 ) is switched on and off.

Switching device for a circuit device according to one of Claims 1 to 8, which is connected to an external field bus line ( 3 ) and to which an external circuit arrangement ( 5 ), comprising: - connection means ( 14 ) for connecting the external bus line ( 3 ) to a by the switching device ( 2 ) leading internal bus line ( 15 ), - at least one first switching means ( 16 ) for opening and closing the internal bus line ( 15 ), - connection means ( 18 ) for the external circuit arrangement ( 5 ) to two internal bus subscriber line sections ( 17a . 17b ), - at least one second switching means ( 19a . 19b ) for opening and closing the internal bus subscriber line sections ( 17a . 17b ), and - a control element ( 20 ), the time-shifted switching operation of the switching means ( 16 . 19a . 19b ) depending on a given him, the separation or the coupling of a connected circuit arrangement ( 5 ) from or to the bus line ( 3 ) indicating control information signal controls.

Switching device according to claim 9, characterized in that two second switching means ( 19a . 19b ) for opening and closing a respective bus subscriber line section ( 17a . 17b ) are provided.

Switching device according to claim 9 or 10, characterized in that the control member ( 20 ) for the time-delayed switching operation of the first and the second switching means ( 16 . 19a . 19b ) is formed after a predetermined period of time.

Switching device according to claim 11, characterized in that that the time span is between 0.1-1.0 s, in particular between 0.2-0.6 s is.