WO2004032419A2 - Kommunikationssystem - Google Patents

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WO2004032419A2
WO2004032419A2 PCT/DE2003/003162 DE0303162W WO2004032419A2 WO 2004032419 A2 WO2004032419 A2 WO 2004032419A2 DE 0303162 W DE0303162 W DE 0303162W WO 2004032419 A2 WO2004032419 A2 WO 2004032419A2
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WO
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network
communication system
control unit
control
network node
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WO2004032419A3 (de
Inventor
Nikolaus Markert
Stephan Schultze
Original Assignee
Rexroth Indramat Gmbh
Koenig & Bauer Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to AU2003275928A priority patent/AU2003275928A1/en
Priority to JP2004540499A priority patent/JP2006501727A/ja
Priority to EP03798868A priority patent/EP1550269B1/de
Priority to US10/529,737 priority patent/US20060056319A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/22—Alternate routing

Definitions

  • the invention relates to a communication system with network nodes according to the preamble of patent claim 1 and a method for controlling a communication system according to the preamble of patent claim 10.
  • a communication system with network nodes connects a plurality of network nodes to a network via a closed signal path. Data and control signals are routed through all network nodes via the ring-shaped signal path.
  • a network node is designed, for example, as a control unit.
  • a control unit is provided that performs a master function and controls the other control units that perform slave functions. For example, the. Master control unit emits a control signal via an output into the signal path and receives it again from the closed signal path via an input.
  • a further signal path as a secondary ring in addition to a primary ring as the signal path.
  • the secondary ring is formed parallel to the primary ring and constitutes a redundant data line. If one of the signal paths from the Bel, so accepts' of the other intact Signal--, path to exchange data between the control units. Furthermore, it is known to set up a single closed signal path via the remaining intact connections of the primary ring and the secondary ring if a data connection of the primary ring or the secondary ring fails.
  • the network nodes have switchover units which carry out a corresponding internal switchover.
  • the primary ring of a network node is connected to the secondary ring of the network node.
  • the object of the invention is to provide a communication system with network nodes of a control and / or drive network, which enables increased flexibility in construction.
  • the object of the invention is achieved by the communication system with the features of claim 1 and the method for controlling a ⁇ communication system according to the features of claim 10. ' '
  • An advantage of the invention is that the communication system has several networks that can be configured flexibly.
  • the network structure can be adapted to malfunctions of the network nodes or of the control units connected to the network nodes.
  • the configuration can also be adapted to different machine environments.
  • it can be advantageous to integrate a network node into a first or a second network.
  • control units that fail relatively frequently can be grouped together in small networks or integrated into networks whose failure either quickly detects a malfunction or, if they fail, results in a slight impairment of the entire communication system.
  • the communication system according to claim 1 thus offers increased flexibility in the division of the individual networks, which also have signal paths that are independent of one another. The independence of the signal paths does not adversely affect the functionality of the other networks if one network fails.
  • two networks can each be connected to one another via a bidirectional signal path, the bidirectional signal path being able to be formed between two network nodes of the different networks.
  • the bidirectional signal path is represented by two electrical lines, for example.
  • the bidirectional signal path it is also possible for the bidirectional signal path to be represented in the form of two data channels of a time-division multiplex system.
  • each network node is connected to a control unit.
  • the function of the network node is represented by the control unit itself.
  • a network has a control unit with a master function and at least one further control unit with a slave function.
  • the master function for example, binding time slots or binding control commands from the master control
  • a time axis or signal sequence that is valid within the network can thus be predefined in a simple manner.
  • the switchover unit of the network node can be switched over via software control.
  • the formation of the switchover unit in the form of a software control has the advantage that the switch position of the switchover unit can be changed easily and flexibly 5. In this way, the configuration of the networks can be carried out without hardware modifications to the communication system.
  • a preferred area of application of the communication system according to the invention is in a network with control units, which carry out timely control according to a leading axis and slave axes which depend on it.
  • the communication system according to the invention is preferably used in printing presses, in particular in printing presses with a plurality of printing units. In this case may vary according to exemplary 'all printing units sForm the control units of a printing unit in a network or 5 Steuerajien- a printing machine on a network to be integrated.
  • a control unit can perform a master function in a first configuration of the networks and a slave function in a second configuration of the networks.
  • each network preferably has a control unit with a master function.
  • Fig. 1 shows a communication system with two. Networks
  • Fig. 2 shows a communication system with a changed Kon-. 3 the communication system for the control of a machine system
  • FIG. 4 shows a communication system for a printing press and FIG. 5 shows part of a communication system for a rotary printing press.
  • the communication system is divided into two networks 11, 12.
  • the first network 11 comprises the first, the second and the third network nodes 1, 2, 3.
  • the second network 12 comprises the fourth and fifth network nodes 4, 5.
  • Each network node has a switchover unit 8.
  • the network nodes 1, 2, 3, 4, 5 are connected to one another via two lines 9.
  • a line 9 is formed between two network nodes 1 to 5 for each signal transmission direction.
  • the lines 9 of the first, second and third network nodes 1, 2, 3 form a first ring line 6.
  • the two lines 9, which enable a signal exchange between two network nodes 1, 2 in two directions, represent a bidirectional signal path 10.
  • the bidirectional Signal path 10 has two signal paths that transmit signals in opposite directions.
  • a line 9 is provided for each signal path.
  • the functionality of the first, second and third network nodes 1, 2, 3 is represented by a corresponding first, second and third control unit.
  • the function of a network node is to forward signals via the lines and to decouple signals that are intended for the control unit that is connected to the network node and to forward them to the control unit.
  • signals from the control unit are also coupled into the signal path via the network node.
  • a fieldbus system is used for data transmission. Data is assigned to control units by assigning addresses. An address is added to each useful signal. This determines the control unit for which the useful signal is intended.
  • the first control unit of the first network node 1 has a master radio. on functionality that specifies control signals and / or time slot signals for the second and third network nodes and their second and third control units.
  • the second and third control units which implement the functionalities of the second and third network nodes 2, 3, have slave functions.
  • the first control unit represents the master control unit and the second and the third control unit represent a slave control unit within the first network 11.
  • the master control unit specifies binding control commands and a time grid for the slave control units.
  • the second network 12 has the fourth and fifth network nodes 4, 5.
  • the fourth and the. fifth network nodes are connected to one another via two lines 9.
  • the two lines 9 represent a bidirectional signal path 10.
  • the bidirectional signal path 10 has a signal path for each transmission direction.
  • a line 9 is used for each signal path.
  • the lines 9 of the first and of the second network 11, 12 are each connected to switchover units 8 of the network nodes 1, 2, 3, 4, 5.
  • a switchover unit 8 of a network node 1, 2, 3, 4, 5 has the functionality that, depending on the switching position of the switchover unit 8, the switchover unit 8 connects the lines 9 of a network node 1 to 5 with one another, through the signals in one direction manage the network node 1, 2, 3, 4, 5.
  • line 9, which supplies signals from first network node 1 to second network node 2 at input Rx is connected to line 9 via switchover unit 8 of second network node 2, and the signals from second network node 2 via output Tx to the third network node 3 •.
  • the switchover unit 8 of the second network node 2 connects the line 9, which supplies signals from the third network node 3 to the second network node 2, with the line 9, which leads signals from the second network node 2 to the first network node 1.
  • the switchover unit 8 interrupts the connection of the lines 9 which carry signals in one direction through the network node 1, 2, 3, 4, 5 and connects the lines 9 of a signal path 10 to one another via the signals between two network nodes be replaced.
  • the switchover unit 8 of the third network node 3 connects the line 9, which leads signals from the second network node 2 to the third network node 3, with the line 9, which leads signals from the third network node 3 to the second network node 2.
  • the switching unit 8 of the third network node 3 interrupts the connection between the third network node 3 and the two lines 9, which connect the third network node 3 to the fourth. Connect network node 4. In this way, the first and the second network 11, 12 are separated from one another with respect to the signal paths 10.
  • the switching unit 8 of the first network node 1 also connects the two lines 9, which are led from the second network node 2 to the first network node 1.
  • the second network 12 comprises the fourth and fifth network nodes 4, 5.
  • the switching units 8 of the network nodes 4, 5 are switched in such a way that the switching units 8 establish a connection of the lines 9, which are connected between the fourth and fifth network nodes 4, 5. 5 are arranged.
  • the fourth and fifth network nodes 5 are separated from the other lines 9, which are formed between the fourth and fifth network nodes 5 and further network nodes 3, by the corresponding switching position of the switchover units 8 of the fourth and fifth network nodes 4, 5.
  • the function of the switchover unit 8 is implemented, for example, by a control unit at least partially or completely by a software program. In this way, the switching position of the switching unit 8 can be changed by simply executing a software command. Corresponding commands can be issued, for example, by the master control unit of a network. Depending on the application, at least the master control unit is preferably connected to a data bus via which external configuration commands for configuring the networks 11, 12 are supplied. Since the switching position of the transfer unit 8 is variably adjustable, the configuration of the communication system can be set flexibly. This offers. the advantage that, for example, defects in a line 9 are excluded from a network 11, 12. For example, one of the lines 9, which is formed between the third and fourth network nodes 3, 4, could be defective.
  • the first and the second network 11, 12 each have their own ring-shaped closed signal path.
  • the control unit of the fourth network node 4 forms the master control unit and the control unit of the fifth network node 5 forms the slave control unit.
  • Another advantage of the flexible construction of the different size of the networks 11, 12 is that 'the network nodes 1 to 5 in different frames to different networks connected together are ".
  • all five network nodes 1, 2, 3, 4, 5 could form a single network.
  • only a corresponding switchover of the switchover unit 8 of the third and fourth network nodes 3, 4 is to be carried out.
  • the number of networks and network nodes is not limited to the numbers of the exemplary embodiment, but can be selected depending on the application.
  • the control unit of the first network node 1 or the control unit of the fourth network node 4 will assume the master function and the other control unit will be switched to a slave function.
  • the first network 11 comprises the first and second network nodes 1, 2 and the second network 12 the third, fourth and fifth network nodes 3, 4, "5.
  • the new configuration 1 is achieved by a corresponding switchover of the switchover units 8 of the second, third and fourth network nodes 2, 3, 4.
  • the switchover is preferably carried out by a corresponding change by the software.
  • a leading axis represents a time axis according to which the functions of the control units of the subunit are synchronized.
  • the control units of a subunit can in turn have their own dependent slave axes, i.e. have dependent timelines.
  • FIG. 3 shows an application of the communication system according to the invention, in which a first, a second and a third network node 1, 2, 3 in the form of a first network 11 are connected to one another via a first ring line 6. Each network node 1, 2, 3 is in turn connected to a further ring line 14. Electrically controllable drives 13 are connected to the further ring lines 14.
  • the control unit of the first network node 1 takes over the master functionality, which specifies a leading axis for the second and third network nodes 2, 3.
  • the first, the second and the third network node are implemented by a first, second and third control unit.
  • the control unit of the first network node 1 takes over the control of the drives 13, which are provided for controlling a printing unit 15 of a printing press.
  • the control unit of the second network node 2 controls the drives 13 connected to the second network node 2, which are assigned to a painting unit 16.
  • the control unit of the third network node 3 controls the drives 13, which are assigned to a punching unit 17.
  • the flexible configuration of the communication system according to the invention offers the advantage that, depending on the structure of a processing complex and its subunits, networks of different sizes can be formed. For example, functions that are of less importance for the functioning of the processing complex can be controlled in a separate network. Functions that are particularly critical for the correct functioning of the processing complex are also managed in a separate network.
  • the punch unit 17 fails, the signal path 10 between the second and the third network node is interrupted and printing and varnishing of a printing material is still possible. Thus, the failure of the punching unit 17 does not lead to a complete failure of the processing complex of the communication system.
  • a failure of the punching unit 17 is detected, for example, by the master control unit of the first network node 1, which carries out a corresponding check on the slave control units of the second and third network nodes 2, 3. 3 is connected to a second network 12, which is not shown.
  • the printing press 18 has a first and a second printing unit 19, 20.
  • the first printing unit 19 comprises eight further printing units 21, each having three drives 13.
  • the presence gear 13 of the first printing unit 19 are connected via a further annular conduit 14 with a first network node 1 in conjunc- ⁇ fertil.
  • the second printing unit 20 has five further printing units 21, each of which has three drives 13.
  • the drives 13 of the second printing unit 20 are connected to the second network node 2 via a further ring line 14.
  • the first and the second network nodes 1, 2 are connected to one another via a bidirectional signal path 10 with two lines 9 in accordance with the embodiment of FIG. 2.
  • the arrangement of FIG. 4 represents a second network 12 corresponding to FIG. 1.
  • the arrangement of the. Fig. 3 and the arrangement of Fig. 4 are constructed.
  • the communication system is divided into a first network 11 and a second network 12.
  • the first network 11 has the network nodes of FIG. 3
  • the second network 12 has the network nodes of FIG. 4.
  • the networks of FIGS. 3 and 4 can be connected to one another via lines 9, but the signal paths of the first and second networks 11, 12 are operated separately from one another.
  • the first and the second network 11, 12 each have a master control unit.
  • the master control unit of the first or the second network 11, 12 fails and the other control units of the network 11, 12 are unable to take over the master function, the first and the second can be interconnected second network 11, 12 take place.
  • the still functioning master control unit then takes over the master function for the first and second networks 11, 12.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the communication system according to the invention.
  • a part of a rotary press with two folding machines is shown schematically.
  • FIG. 5 shows part of a first ring line 6, which is connected to five network nodes 1, 2, 3, 4, 5.
  • the first ring line 6 has two parallel lines 9.
  • a network node 1 to 5 has an interface 22 and a control unit 23.
  • the interface 22 is used for data exchange between the ring line 6, which has two lines 9, and the control unit 23.
  • the control unit 23 is used to control drives 13.
  • the control unit 23 is connected to the interface 22 via a data connection.
  • the interface 22 also takes over the function of the switchover unit 8.
  • the interface 22 is controlled by the control unit 23.
  • the functionality of the switchover unit 8 is preferably implemented via software programs.
  • the control unit 23 is connected to drives 13 of a first printing tower 24.
  • the control unit 23 of the second network node 2 is connected to drives 13 of a folding machine 25.
  • the control unit 23 of the third network node 3 is connected to drives 13 of a second printing tower 26.
  • the control unit 23 of the fourth network node 4 is connected to drives 13 of a third printing tower 27.
  • the control unit 23 of the fifth network node 5 is connected to drives 13 of a second folding machine 28.
  • the control unit 23 of the second network node 2 takes over the master function for specifying a leading axis A.
  • the first, the second, the fourth and the fifth network nodes 1, 2, 4, 5 have control units 23 which have slave Execute functions.
  • the first, second, third and fourth network nodes 1, 2, 3, 4 follow the leading axis A, which is predetermined by the second network node 2.
  • the fifth network node 5 follows a second master axis B, which, however, is also specified by the control unit 23 of the second network node 2.
  • the network nodes are connected according to the embodiment of Fig. 1 in the form of a first 'network 11 to each other via the first annular line 6.
  • the lines 9 are preferably designed as optical waveguides.
  • the data transmission via the optical fibers takes place in a corresponding manner via light signals which are converted by the interfaces 22 into corresponding electrical signals and passed on to the control units 23.
  • the data transmission channel is designed in the form of a field bus, e.g. the CAN bus.
  • Communication system according to the invention consists in that previously existing double ring topologies can be reconfigured into the new communication system according to the invention by appropriately switching the Rx / Tx inputs / outputs of a network node. This allows existing double ring topologies to be easily transferred to the new communication system.
  • the further ring lines 14 represent, for example, a Synax control system from the Indramat company.
  • the drives 13 preferably have an electronic gear functionality that enables the drives 13 to be synchronized without a shaft.
  • Each control unit of a network node ' preferably calculates its own master axis, which is defined as a function of the master axis of the master control unit and which is followed by the drives 13 which are controlled by the control unit. The use of a.
  • Master control unit has the advantage that the master control unit can be designed to be particularly fail-safe and, for example, can be safely supplied with voltage. This prevents a failure of the master functionality. This ensures that the communication system and thus the controlled machine are switched off even if there is a defect in one of the other control units without damaging the machine.
  • the first and the second ring line 6, 7 preferably represent a closed optical fiber ring.
  • a control unit that is defective or has to be switched off can be removed from the other networks. As a result, the remaining networks remain functional even though a control unit is switched off. Thus, switching off a control unit does not affect the functionality of the other control units.
  • control unit 23 control unit ; 24 first printing tower

Abstract

Kommunikationssystem mit Netzwerkknoten zum Betrieb industrieller Maschinen und Verfahren zum Steuern eines Kom­munikationssystems. Die Erfindung beschreibt ein Kommunikationssystem mit Netz­werkknoten (1, 2, 3, 4, 5) eines Steuerungs- und/oder Antriebs­netzwerkes (11, 12), wobei zum Betrieb industrieller Maschinen, insbesondere zum Betrieb von Druckmaschinen, Steuer- und/oder Regelsignale über eine geschlossene ringförmige Signalleitung (6,7) zwischen den Netzwerkknoten ausgetauscht werden. Ein Netzwerkknoten (2) tauscht Signale über einen bidirektionalen Signalpfad mit mindestens einem weiteren Netzwerkknoten (1, 3) aus. Wenigstens ein Netzwerkknoten (2) weist eine Umschalteinheit (8) auf, die mit zwei bidirektionalen Signalpfaden (10) mit zwei weiteren Netzwerkknoten (1, 3) verbindbar ist. Über eine entsprechende Schaltstellung der Umschalteinheiten der Netzwerkknoten ist das Kommunikationssystem zu verschiedenen Netzwerken (11,12) konfigurierbar ist, wobei die Netzwerke (11, 12) voneinander getrennte Signalleitungen (6,7) aufweisen.

Description

Kommunika ionsSystem
Kommunikationssystem mit Netzwerkknoten zum Betrieb in- dustrieller Maschinen und Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems
Die Erfindung betrifft ein Kommunikätionssystem mit Netzwerkknoten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Kommunikationssysteme mit Netzwerkknoten eines Steuerungsund/oder Antriebsnetzwerkes- werden in den verschiedensten technischen Bereichen zum Betrieb industrieller Maschinen eingesetzt. Ein Kommunikationssystem mit Netzwerkknoten verbindet in einer ersten Ausführungsform über einen geschlossenen Signalpfad mehrere Netzwerkknoten zu einem Netzwerk. Daten und Steuersignale werden dabei über den ringförmigen Signalpfad durch alle Netzwerkknoten geführt. Ein Netzwerkknoten ist beispielsweise als Steuereinheit ausgebildet. In einer Master/Slave-Konfiguration ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eine Master-Funktion ausführt, und die weitere Steuereinheiten, die Slave-Funktionen ausführen, steuert. Dabei wird beispielsweise von der. Master-Steuereinheit ein Steuersignal über einen Ausgang in den Signalpfad abgegeben und über einen Eingang von dem geschlossenen Signalpfad wieder erhalten.
Zur Sicherung einer zuverlässigen Signalinformation ist es beispielsweise bekannt, neben einem Primärring als Signalpfad einen weiteren Signalpfad als Sekundärring anzuordnen. Der Sekundärring ist parallel zum Primärring ausgebildet und stellt eine redundante Datenleitung dar. Fällt einer der bel- den Signalpfade aus, so übernimmt 'der andere intakte Signal--, pfad den Austausch der Daten zwischen den Steuereinheiten. Weiterhin ist es bekannt, bei Ausfall einer Datenverbindung des. Primärringes oder des Sekundärringes über die verbleibenden intakten Verbindungen des Primärringes und des Sekundärringes einen einzigen geschlossenen Signalpfad aufzubauen. Dazu weisen die Netzwerkknoten Umschalteinheiten auf, die eine entsprechende interne Umschaltung durchführen. Dabei wird der Primärring eines Netzwerkknotens mit dem Sekundärring des Netzwerkknotens verbunden. Ein gattungsbildendes Kommunikationssystem ist aus der Dokumentation "Electronic Drives and Controls", Steuerungssystem-Synax, 04VRS, Funktionsbeschreibung, der Firma Bosch-Rexroth im Kapitel 11.09 unter dem Abschnitt "Fehler im Primärring" beschrieben.
Aus der Patentschrift DE 19 708 985 Cl ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines winkelgenauen Gleichlaufs einzelner ver etzter Antriebe eines dezentralen AntriebsSystems bekannt. In• der beschriebenen Vorrichtung sind die dezentralen Antriebe in Form eines Kommunikations- systems miteinander verbunden. Dabei werden Steuerdaten von einem Leitsystem über eine Ringleitung den einzelnen Antrieben zur Verfügung gestellt . Bei einem Ausfall des verwendeten Bussystems wird zum winkelgenauen Gleichlauf jedes Antriebs zu einem benachbarten Antrieb des dezentralen Antriebssystems jeweils als Lage-Sollwert anstelle eines vorbestimmten Leit- Sollwertes ein Maschinen-Lage-Ist-Wert eines technologisch vorgelagerten Antriebs und jeweils als Lage-Ist-Wert anstelle des Maschinen-Lage-Ist-Wertes ein Motor-Lage-Ist-Wert verwendet. Somit kann jeder Antrieb beim Ausfall des Bussystems einen winkelgenauen Gleichlauf zum benachbarten Antrieb auf- rechterhalten, wodurch das Antriebssystem zerstörungsfrei stillgesetzt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kommunikations- system mit Netzwerkknoten eines Steuerungs- und/oder Antriebsnetzwerkes bereitzustellen, das eine erhöhte Flexibilität im Aufbau ermöglicht . Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren zum Steuern einesι Kommunikationssystems gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. ' '
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Kommunikationssystem mehrere Netzwerke aufweist, die flexibel konfigurierbar sind. Auf diese Weise kann eine Anpassung der Netzwerkstruktur an Fehlfunktionen der Netzwerkknoten oder der mit den Netzwerkknoten verbundenen Steuereinheiten durchgeführt werden. Zudem kann die Konfiguration auch an verschiedene Maschinenumgebungen angepasst werden. Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, einen Netzwerkknoten in ein erstes oder,ein zweites Netzwerk einzubinden,. Bei- spielsweise können auch Steuereinheiten, die relativ häufig ausfällen, in kleine Netzwerke zusammengefasst werden oder in Netzwerke eingebunden werden, bei deren Ausfall entweder eine Fehlfunktion schnell erkannt wird oder bei deren Ausfall eine geringe Beeinträchtigung des gesamten Kommunikationssystems erhalten wird. Somit bietet, das Kommunikationssystem gemäß des Anspruchs 1 eine erhöhte Flexibilität in der Aufteilung der einzelnen Netzwerke, die zudem voneinander unabhängige Signalpfade aufweisen. .Durch die Unabhängigkeit der Signal- pfade wird bei Ausfall eines Netzwerkes in vorteilhafter Weise die Funktionsfähigkeit der anderen Netzwerke nicht beeinträchtigt .
In einer einfachen Ausführungsform des Kommunikationssystems sind zwei Netzwerke jeweils über einen bidirektionalen Signalpfad miteinander verbindbar, wobei der bidirektionale Signalpfad zwischen zwei Netzwerkknoten der verschiedenen Netzwerke ausbildbar ist. Auf diese Weise kann eine einfache und kostengünstige Verbindung der zwei Netzwerke hergestellt werden. Je nach Ausführungsform wird der bidirektionale Signalpfad beispielsweise durch zwei elektrische Leitungen dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, dass der bidirektionale Signalpfad in Form von zwei Datenkanälen eines Zeit-Mul- tiplexsystems dargestellt wird.
5 In einer vorteilhaften Ausführungsform ist jeder Netzwerkknoten mit einer Steuereinheit verbunden. In einer einfachen Ausführungsform wird die Funktion des Netzwerkknotens durch die Steuereinheit selbst dargestellt .
10 Je nach Anwendungsform weist ein Netzwerk eine Steuereinheit mit einer Master-Funktion und wenigstens eine weitere Steuereinheit mit einer Slave-Funktion auf. Durch die Verwendung der Master-Funktion werden beispielsweise verbindliche Zeitraster oder verbindliche Steuerbefehle von der Master-Steue -
15. einheit vorgegeben, die von den Slave-Steuereinheiten verwendet bzw. berücksichtigt werden. Somit ist auf einfache Weise eine innerhalb des Netzwerkes gültige Zeitachse oder Signal- folge vorgebbar.
20 In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Umschalteinheit des Netzwerkknotens über eine Softwaresteuerung umschaltbar. Die Ausbildung der Umschalteinheit in Form einer Software- Steuerung bildet den Vorteil, dass die Schaltposition der Umschalteinheit auf einfache Weise und flexibel veränderbar 5 ist. Auf diese Weise kann die Konfiguration der Netzwerke ohne hardwaremäßige Umbauarbeiten am Kommunikationssystem durchgeführt werden.
Ein bevorzugter Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Kom- 0 munikationssystems liegt in einem Netzwerk mit Steuereinheiten, die nach einer Leitachse und davon abhängenden Folgeachsen eine zeitgenaue Steuerung ausführen. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Kommunikationssystem bei Druckmaschinen, insbesondere bei Druckmaschinen mit mehreren Druckwerken eingesetzt. Dabei können je nach Aus- führung'sform die Steuereinheiten eines Druckwerkes in einem 5 Netzwerk oder die Steuereinheiten- aller Druckwerke einer Druckmaschine in einem Netzwerk eingebunden sein.
Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem bietet weiterhin den Vorteil, dass die Funktion der Steuereinheiten der Netz-
10 werke in Abhängigkeit von der Aufteilung der Steuereinheiten zu den einzelnen Netzwerken veränderbar ist. Beispielsweise kann eine Steuereinheit in einer ersten Konfiguration der Netzwerke eine Master-Funktion und in einer zweiten Konfiguration der Netzwerke eine Slave-Funktion ausführen. In ent-
15. sprechender Weise kann auch die Slave-Funktion einer Steuereinheit in eine Master-Funktion geändert werden. Vorzugsweise weist jedes Netzwerk eine Steuereinheit mit einer Master- Funktion auf .
20 Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert . Es zeigen
Fig. 1 ein Kommunikationssystem mit zwei. Netzwerken, Fig. 2 ein Kommunikationssystem mit einer veränderten Kon- . figuration der zwei Netzwerke, 5 Fig. 3 ein Kommunikationssystem für die Steuerung eines Maschinensystems,
Fig. 4 ein Kommunikationssystem für eine Druckmaschine und Fig. 5 einen Teil eines Kommunikationssystems für eine Rotationsdruckmaschine. 0
Fig. l zeigt ein Kommunikationssystem mit Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5. Das Kommunikationssystem ist in zwei Netzwerke 11, 12 unterteilt. Das erste Netzwerk 11 umfasst den ersten, den zweiten und den dritten Netzwerkknoten 1, 2, 3. Das 5 zweite Netzwerk 12 umfasst den vierten und fünften Netzwerkknoten 4, 5. Jeder Netzwerkknoten weist eine Umschalteinheit 8 auf . Die Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 sind über, zwei Leitungen 9 miteinander verbunden. Für jede Signalübertragungsrichtung ist eine Leitung 9 zwischen zwei Netzwerkknoten 1 bis 5 ausgebildet. Die Leitungen 9 des ersten, zweiten und dritten Netzwerkknotens 1, 2, 3 bilden eine erste Ringleitung 6. Die' zwei Leitungen 9, die einen Signalaustausch zwischen zwei Netzwerkknoten 1, 2 in zwei Richtungen ermöglichen, stellen einen bidirektionalen Signalpfad 10 dar. Der bidirektionale Signalpfad 10 weist zwei Signalwege auf, die in ent- gegengesetzten Richtungen Signale übertragen. Für jeden Signalweg ist eine Leitung 9 vorgesehen.
In der dargestellten Ausführungsform wird die Funktionalität des ersten, zweiten und dritten Netzwerkknotens 1, 2, 3 durch eine entsprechende erste, zweite und dritte Steuereinheit dargestellt . Die Funktion eines Netzwerkknotens besteht darin, Signale über die Leitungen weiterzuleiten und Signale, die für die Steuereinheit bestimmt sind, die an den Netzwerkknoten angeschlossen ist, auszukoppeln und an die Steuerein- heit weiterzuleiten. In entsprechender Weise werden auch Signale der Steuereinheit über den Netzwerkknoten in den Signalpfad eingekoppelt. Zur Datenübertragung wird ein Feldbussystem verwendet . Eine Zuordnung von Daten zu Steuereinheiten erfolgt durch die Vergabe von Adressen. Jedem Nutz- signal wird eine Adresse zugefügt. Damit ist festgelegt, für welche Steuereinheit das Nutzsignal bestimmt ist.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die erste Steuereinheit des ersten Netzwerkknotens 1 eine Master-Funk- . tionalität auf, die Steuersignale und/oder Zeitrastersignale für den zweiten und dritten Netzwerkknoten und deren zweite und dritte Steuereinheiten vorgibt. Die zweite und dritte Steuereinheit, die die Funktionalitäten des zweiten und dritten Netzwerkknotens 2, 3 realisieren, weisen Slave-Funktionen auf. Die erste Steuereinheit stellt die Master-Steuereinheit und die zweite und die dritte Steuereinheit stellen eine Slave-Steuereinheit innerhalb des ersten Netzwerkes 11 dar. Die Master-Steuereinheit gibt verbindlich Steuerbefehle und ein Zeitraster für die Slave-Steuereinheiten vor.
Das zweite Netzwerk 12 weist den vierten und den fünften Netzwerkknoten 4, 5 auf. Der vierte und der . fünfte Netzwerkknoten sind über zwei Leitungen 9 miteinander verbunden. Die zwei Leitungen 9 stellen einen bidirektionalen Signalpfad 10 dar. Der bidirektionale Signalpfad 10 weist für jede Übertragungsrichtung einen Signalweg auf. Für jeden Signalweg wird eine Leitung 9 verwendet.
Die Leitungen 9 des ersten und des zweiten Netzwerkes 11, 12 stehen jeweils mit Umschalteinheiten 8 der Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 in Verbindung. Eine Umschalteinheit 8 eines Netz- werkknotens 1, 2, 3, 4, 5 weist die Funktionalität auf, dass in Abhängigkeit von der Schaltposition der Umschalteinheit 8 die Umsehalteinheit 8 die Leitungen 9 eines Netzwerkknotens 1 bis 5 miteinander verbindet, die Signale in einer Richtung durch den Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 führen. In Fig. 1 ist beispielsweise die Leitung 9, die Signale vom ersten Netzwerkknoten 1 zum zweiten Netzwerkknoten 2 am Eingang Rx zuführt, über die Umschalteinheit 8 des zweiten Netzwerkknotens 2 mit der Leitung 9 verbunden, die Signale von dem zweiten Netzwerkknoten 2 über den Ausgang Tx zum dritten Netzwerk- knoten 3 • führt . In entsprechender Weise verbindet die Umschalteinheit 8 des zweiten Netzwerkknotens 2 die Leitung 9, die Signale von dem dritten Netzwerkknoten 3 dem zweiten Netzwerkknoten 2 zuführt mit der Leitung 9, die Signale von dem zweiten Netzwerkknoten 2 zu dem ersten Netzwerkknoten 1 führt.
In einer zweiten Schaltposition unterbricht die Umschalt- einheit 8 die Verbindung der Leitungen 9, die Signale in einer Richtung durch den Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 führen und verbindet die Leitungen 9 eines Signalpfades 10 miteinander, über die Signale zwischen zwei Netzwerkknoten ausgetauscht werden. Beispielsweise verbindet die Umschalteinheit 8 des dritten Netzwerkknotens 3 die Leitung 9, die von dem zweiten Netzwerkknoten 2 Signale zum dritten Netzwerkknoten 3 führt mit der Leitung 9, die Signale von dem dritten Netzwerkknoten 3 zum zweiten Netzwerkknoten 2 führt. Gleichzeitig unterbricht die Umsehalteinheit 8 des dritten Netzwerkknotens 3 die Verbindung zwischen dem dritten Netzwerkknoten 3 und den zwei Leitungen 9, die den dritten Netzwerkknoten 3 mit dem vierten. Netzwerkknoten 4 verbinden. Auf diese Weise sind das erste und das zweite Netzwerk 11, 12 in bezug auf die Signalpfade 10 voneinander getrennt. Die Umschalteinheit 8 des ersten Netzwerkknotens 1 verbindet ebenfalls die zwei Leitungen 9, die vom zweiten Netzwerkknoten 2 zum ersten Netzwerkknoten 1 geführt sind.
Das zweite Netzwerk 12 umfasst den vierten und fünften Netzwerkknoten 4, 5. Die Umschalteinheiten 8 der Netzwerkknoten 4, 5 sind in der Weise geschaltet, dass die Umschalteinheiten 8 eine Verbindung der Leitungen 9 herstellt, die zwischen dem vierten und dem fünften Netzwerkknoten.4, 5 angeordnet sind. Gleichzeitig werden der vierte und der fünfte Netzwerkknoten 5 durch die entsprechende Schaltstellung der Umschalteinheiten 8 des vierten und des fünften Netzwerkknotens 4, 5 von den übrigen Leitungen 9 getrennt, die zwischen dem vierten bzw. dem fünften Netzwerkknoten 5 und weiteren Netzwerkknoten 3 ausgebildet sind.
Die Funktion der Umschalteinheit 8 wird beispielsweise durch eine Steuereinheit wenigstens teilweise oder vollständig durch ein Softwareprogramm realisiert. Auf diese Weise ist durch eine einfache Ausführung eines Softwarebefehls die Umschaltposition der Umsehalteinheit 8 veränderbar. Entsprechende Befehle können beispielsweise von der Master- Steuereinheit eines Netzwerkes abgegeben werden. Je nach Anwendungsfall ist vorzugsweise mindestens die Master-Steuereinheit an einen Datenbus angeschlossen, über den Konfigurationsbefehle von extern zur Konfiguration der Netzwerke 11, 12 zugeführt werden. Da die Schaltposition der Umsehälteinheit 8 variabel einstellbar ist, kann die Konfiguration des Kommunikationssystems flexibel eingestellt werden. Dies bietet. den Vorteil, dass beispielsweise Defekte in einer Leitung 9 von einem Netzwerk 11, 12 ausgeschlossen werden. Beispielsweise könnte eine der Leitungen 9, die zwischen dem dritten und dem vierten Netzwerkknoten 3, 4 ausgebildet ist,, defekt sein. Dieser Defekt hat keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des ersten und des zweiten Netzwerkes 11, 12, da das erste und das zweite Netzwerk 11, 12 nicht über die zwei Leitungen 9, die zwischen dem dritten und dem vierten Netzwerkknoten 3, 4 ausgebildet sind, miteinander verbunden sind. Das erste und das zweite Netzwerk 11, 12 weisen jeweils für sich einen eigenen, ringförmig geschlossenen Signalweg auf. Im zweiten Netzwerk 12 bildet die Steuereinheit des vierten Netzwerkknotens 4 die Master-Steuereinheit und die Steuereinheit des fünften Netzwerkknotens 5 die Slave-Steuer- einheit .
Ein weiterer Vorteil der flexiblen Ausbildung der unterschiedlichen Größe der Netzwerke 11, 12 besteht darin,' dass die Netzwerkknoten 1 bis 5 in unterschiedlicher Aufteilung zu verschiedenen Netzwerken zusammenschaltbar sind".
In einer einfachen Ausführungsform könnten alle fünf Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 ein einziges Netzwerk bilden. Dazu ist nur eine entsprechende Umschaltung der Umschalteinheit 8 des dritten und des vierten Netzwerkknotens 3 , 4 durchzuführen. Die Anzahl der Netzwerke und der Netzwerkknoten ist nicht auf die Anzahlen des Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können abhängig vom Anwendungsfall gewählt werden. Bei einer Zusammenschaltung des ersten und des zweiten Netzwerkes .11, 12 zu einem gemeinsamen Netzwerk wird die Steuereinheit des ersten Netzwerkknotens 1 oder die Steuereinheit des vierten Netzwerkknotens 4 die Master-Funktion übernehmen und die andere Steuereinheit in eine Slave-Funktion geschaltet. Abhängig vom Anwendungsfall kann es auch vorteilhaft sein,, keine Master- und Slave-Steuereinheiten vorzusehen, sondern gleichberechtigte Steuereinheiten zu verwenden.
Fig. 2 zeigt eine weitere Konfiguration des Kommunikations- systems, bei dem das erste Netzwerk 11 den ersten und den zweiten Netzwerkknoten 1, 2 und das zweite Netzwerk 12 den dritten, vierten und fünften Netzwerkknoten 3, 4, "5 umfasst. Die neue Konfiguration ausgehend von der Fig. 1 wird durch eine entsprechende Umschaltung der Umschalteinheiten 8 des zweiten, dritten und vierten Netzwerkknotens 2, 3, 4 erreicht. Vorzugsweise wird die Umschaltung durch eine entsprechende Änderung durch die Software ausgeführt.
Eine Anwendung des erfindungsgemäßen KommunikationsSystems ist bei Maschinenanordnungen von Vorteil, bei denen Untereinheiten eines Gesamtsystems jeweils mehrere Steuereinheiten aufweisen, die innerhalb der Untereinheit zeitsynchron auf eine Leitachse synchronisiert werden müssen. Eine Leitachse stellt eine Zeitachse dar, nach der die Funktionen der 'Steuereinheiten der Untereinheit synchronisiert werden. Die Steuereinheiten einer Untereinheit können wiederum eigene, abhängige Folgeachsen, d.h. abhängige Zeitachsen aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, bei dem ein erster, ein zweiter und ein dritter Netzwerkknoten 1, 2, 3 in Form eines ersten Netzwerkes 11 über eine erste Ringleitung 6 miteinander verbunden sind. Jeder Netzwerkknoten 1, 2, 3 steht wiederum mit einer wei- teren Ringleitung 14 in Verbindung. An den weiteren Ringleitungen 14 sind elektrisch steuerbare Antriebe 13 angeschlossen. In der dargestellten Ausführungsform der Fig. 3 übernimmt die Steuereinheit des ersten Netzwerkknotens 1 die Master- Funktionalität, die eine Leitachse für den zweiten und den dritten Netzwerkknoten 2, 3 vorgibt. Der erste, der zweite und der dritte Netzwerkknoten wird durch eine erste, zweite bzw. dritte Steuereinheit realisiert..
Die Steuereinheit des ersten Netzwerkknotens 1 übernimmt- die Steuerung der Antriebe 13, die zum Steuern eines Druckwerkes 15 einer Druckmaschine vorgesehen sind. Die Steuereinheit des zweiten Netzwerkknotens 2 steuert die an den zweiten Netzwerkknoten 2 angeschlossenen Antriebe 13 , die einer Lackiereinheit 16 zugeordnet sind. Die Steuereinheit des dritten Netzwerkknotens 3 steuert die Antriebe 13, die einer Stanz- einheit 17 zugeordnet sind.
Die flexible Konfiguration des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems bietet den Vorteil, dass je nach Aufbau eines Verarbeitungskomplexes und dessen Untereinheiten unterschied- lieh große Netzwerke gebildet werden können. Beispielsweise können Funktionen, die für die Funktionsweise des Verarbeitungskomplexes von geringerer Bedeutung sind, in einem eigenen Netzwerk gesteuert werden. Funktionen, die besonders kritisch für eine korrekte Funktionsweise des Verarbeitungs- komplexes sind, werden ebenfalls in. einem eigenen Netzwerk betreut. Zudem ergibt sich die Möglichkeit, dass beispielsweise in der Ausführungsform der Fig. 3 bei einem Ausfall der Stanzeinheit 17 der Signalpfad 10 zwischen dem zweiten und dem dritten Netzwerkknoten unterbrochen wird und trotzdem noch ein Drucken und ein Lackieren eines Bedruckstoffes möglich ist. Somit führt der Ausfall der Stanzeinheit 17 nicht zu einem kompletten Ausfall des Verarbeitungskomplexes des Kommunikationssystems. Ein Ausfall der Stanzeinheit 17 wird beispielsweise durch die Master-Steuereinheit des ersten Netzwerkknotens 1 erkannt, die eine entsprechende Überprüfung der Slave-Steuereinheiten des zweiten und des dritten Netzwerkknotens 2, 3 durchführt. Das erste Netzwerk 11 der Fig. 3 steht entsprechend Fig. 1 mit einem zweiten Netzwerk 12 in Verbindung, das nicht dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems bei einer Druckmaschine 18. Die Druckmaschine 18 weist eine erste und eine zweite Druckeinheit 19, 20 auf. Die erste Druckeinheit 19 umfasst acht weitere Druckwerke 21, die jeweils drei Antriebe 13 aufweisen. Die An- triebe 13 der ersten Druckeinheit 19 stehen über eine weitere Ringleitung 14 mit einem ersten Netzwerkknoten 1 in Verbin- ■ düng. Die zweite Druckeinheit 20 weist fünf weitere Druckwerke 21 auf, die jeweils drei Antriebe 13 aufweisen. Die Antriebe 13 der zweiten Druckeinheit 20 stehen über eine wei- tere Ringleitung 14 mit dem zweiten Netzwerkknoten 2 in Verbindung. Der erste und der zweite Netzwerkknoten 1, 2 sind über einen bidirektionalen Signalpfad 10 mit zwei Leitungen.9 entsprechend der Ausführungsform der Fig. 2 miteinander verbunden. Die Anordnung der Fig. 4 stellt ein zweites Netzwerk 12 entsprechend Fig.. 1 dar.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems kann mit einem einzigen Kommunikationssystem die Anordnung der. Fig. 3 und die Anordnung der Fig. 4 aufgebaut werden. Dabei ist das Kommunikationssystem in ein erstes Netzwerk 11 und ein zweites Netzwerk 12 unterteilt. In diesem Ausführungsbeispiel weist das erste Netzwerk 11 die Netzwerkknoten der Fig. 3 und das zweite Netzwerk 12 die Netzwerkknoten der Fig. 4 auf. Die Netzwerke der Fig. 3 und der Fig. 4 sind entsprechend der Ausführungsform in der Fig. 1 über Leitungen 9 miteinander verbindbar, wobei jedoch die Signalpfade des ersten und des zweiten Netzwerkes 11, 12 getrennt voneinander betrieben werden. Das erste und das zweite Netzwerk 11, 12 weisen dabei jeweils eine Master-Steuereinheit auf. Fällt beispielsweise die Master-Steuereinheit des ersten oder des zweiten Netzwerkes 11, 12 aus, und sind die anderen Steuereinheiten des Netz- werkes 11, 12 nicht in der Lage, die Master-Funktion zu übernehmen, so kann eine Zusammenschaltung des. ersten und des zweiten Netzwerkes 11, 12 erfolgen. Die noch funktionierende Master-Steuereinheit übernimmt dann die Master-Funktion für das erste und das zweite Netzwerk 11, 12. Somit bietet auch in diesem Anwendungsfall die Ausbildung eines Kommunikations- systems mit mehreren Netzwerken, die flexibel konfigurierbar sind, wesentliche Vorteile.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Kommunikationssystems . In Fig. 5 ist ein Teil einer Rotationsdrückmaschine mit zwei Falzmaschinen schematisch dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Teil einer ersten Ringleitung 6, die mit fünf Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4, 5 verbunden ist. Die erste Ringleitung 6 weist zwei parallele Leitungen 9 auf . Ein Netzwerkknoten 1 bis 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Schnittstelle 22 und eine Steuereinheit 23 auf. Die Schnittstelle 22 dient zum Datenaustausch zwischen der Ringleitung 6, die zwei Leitungen 9 aufweist, und der Steuereinheit 23. Die Steuereinheit 23 dient zur Steuerung von Antrieben 13. Die Steuereinheit 23 ist über eine Datenverbindung mit der Schnittstelle 22 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel übernimmt die Schnittstelle 22 zugleich die Funktion der Umschalteinheit 8. Die Schnittstelle 22 wird von der Steuereinheit 23 gesteuert. Die Funktionalität der Umschalteinheit 8 wird vorzugsweise über Softwareprogramme realisiert. Die Steuereinheit 23 ist mit Antrieben 13 eines ersten Druckturms 24 verbunden. Die Steuereinheit 23 des zweiten Netzwerkknotens 2 ist mit Antrieben 13 einer Falzmaschine 25 verbunden.. Die Steuereinheit 23 des dritten Netz- werkknotens 3 ist mit Antrieben 13 eines zweiten Druckturms 26 verbunden. Die Steuereinheit 23 des vierten Netzwerkknotens 4 ist mit Antriebe 13 eines dritten Druckturms 27 verbunden. Die Steuereinheit 23 des fünften Netzwerkknotens 5 ist mit Antrieben 13 einer zweiten Falzmaschine 28 verbunden. In dem gewählten Ausführungsbeispiel übernimmt die Steuereinheit 23 des zweiten Netzwerkknotens 2 die Master-Funktion für die Vorgabe einer Leitachse A. Der erste, der zweite, der vierte und der fünfte Netzwerkknoten 1, 2, 4, 5 weisen Steuereinheiten 23 auf, die Slave-Funktionen abarbeiten. Dabei folgen der erste, der zweite, der dritte und der vierte Netzwerkknoten 1, 2, 3, 4 der Leitachse A, die durch den zweiten Netzwerkknoten 2 vorgegeben wird. Der fünfte Netzwerkknoten 5 folgt einer zweiten Leitachse B, die jedoch ebenfalls durch die Steuereinheit 23 des zweiten Netzwerkknotens 2 vorgegeben wird. Die Netzwerkknoten sind entsprechend der Ausführungsform der Fig. 1 in Form eines ersten' Netzwerkes 11 miteinander über die erste Ringleitung 6 verbunden.
Die Leitungen 9 sind vorzugsweise als Lichtwellenleiter aus- gebildet. Die Datenübertragung über die Lichtwellenleiter erfolgt in entsprechender Weise über Lichtsignale, die von den Schnittstellen 22 in entsprechende elektrische Signale umgewandelt und an die Steuereinheiten 23 weitergegeben werden. Die Ausbildung des Datenübertragungskanals erfolgt in Form eines Feldbusses wie z.B. dem CAN-Bus.
Ein weiterer Vorteil des . erfindungsgemäßen Kommunikations- Systems besteht darin, dass bisher bestehende Doppelring- Topologien durch eine entsprechende Umschaltung der Rx/Tx- Ein/Ausgänge eines Netzwerkknotens in das neue erfindungsgemäße KommunikationsSystem umkonfiguriert werden können. Damit können auch bereits bestehende Doppelring-Topologien auf einfache Weise in das neue Kommunikationssystem übergeführt werden. ■ Die weiteren Ringleitungen 14 stellen beispielsweise einen Synax-Steuerungsverbund der Firma Indramat dar. Die Antriebe 13 weisen vorzugsweise eine elektronische Getriebefunktionalität auf, die eine wellenlose Synchronisation der Antriebe 13 ermöglicht. Jede Steuereinheit eines Netzwerkknotens ' berechnet vorzugsweise eine eigene Leitachse, die in Abhängigkeit von der Leitachse der Master-Steuereinheit festgelegt ist, und der die Antriebe 13 folgen, die von der Steuereinheit angesteuert werden. Die Verwendung einer . Master-Steuereinheit bietet den Vorteil, dass die Master- Steuereinheit besonders ausfallsicher ausgebildet werden kann und beispielsweise sicher spannungsversorgt wird. Damit wird ein Ausfall der Master-Funktionalität vermieden. Somit wird ein Abschalten des KommunikationsSystems und damit der an- gesteuerten Maschine auch bei einem Defekt in einem der weiteren Steuereinheiten ohne eine Beschädigung der Maschine gewährleistet. Die erste und die zweite Ringleitung 6, 7 stellen vorzugsweise einen geschlossenen optischen Licht- wellenleiterring dar.
Aufgrund der flexiblen Einteilung der Netzwerke kann beispielsweise eine Steuereinheit, die defekt ist oder abgeschaltet werden muss, aus den übrigen Netzwerken herausgenommen werden. Damit bleiben die übrigen Netzwerke weiterhin ' funktionsfähig, obwohl eine Steuereinheit abgeschaltet wird. Somit beeinträchtigt das Abschalten einer Steuereinheit nicht die Funktionsfähigkeit der weiteren Steuereinheiten.
Bezugszeichenliste
1 . erster Netzwerkknoten
2 zweiter Netzwerkknoten
3 dritter Netzwerkknoten 4 vierter Netzwerkknoten
5 fünfter Netzwerkknoten
6 erste Ringleitung
7 zweite Ringleitung
8 Umschalteinheit 9 Leitung
10 Signalpfad
11 erstes Netzwerk
12 zweites Netzwerk
13 Antrieb 14 weitere Ringleitung
15 Druckwerk
16 Lackiereinheit
17 Stanzeinheit
18 Druckmaschine 19 erste Druckeinheit
20 zweite Druckeinheit
21 weiteres Druckwerk ' 22 Schnittstelle
23 Steuereinheit ; 24 erster Druckturm
25 Falzmaschine
26 zweiter Druckturm
27 dritter Druckturm
28 zweite Falzmaschine

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem mit Netzwerkknoten (1, 2, 3, 4, 5) eines Steuerungs- und/oder Antriebsnetzwerkes (11, 12) , wobei zum Betrieb industrieller Maschinen, insbesondere zum Betrieb von Druckmaschinen, Steuer- und/oder Regelsignale über eine, geschlossene ringförmige Signalleitung (6, 7) zwischen den Netzwerkknoten ausgetauscht werden, wobei ein Netzwerkknoten (2) Signale über einen bidirektiona- len Signalpfad (10) mit mindestens einem weiteren Netzwerkknoten (1, 3) austauscht, \ wobei wenigstens ein Netzwerkknoten (2) eine Umschalteinheit (8) aufweist, wobei die Umschalteinheit (8) über zwei bidirektionalen Signalpfaden (10) mit zwei weiteren Netzwerkknoten (1, 3) verbindbar ist, wobei die Umschalteinheit (8) in einer' ersten Schaltposition die zwei Signalpfade (10) im Sinne einer bidirektionalen Durchleitung der Signale durch den Netzwerkknoten (2) verbin- det,. wobei die Schalteinheit (8) in einer zweiten Schaltpositiόn die Verbindung zwischen den zwei Signalpfaden unterbricht und zwei Signal ege (9) wenigstens eines bidirektionalen Signal- pfades (10) miteinander verbindet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kommunikationssystem über eine entsprechende Schaltung der Umschalteinheiten (8) der Netzwerkknoten (1, 2, 3, 4, 5) zu verschiedenen Netzwerken (11, 12) konfigurierbar ist und dass die Netzwerke' (11, 12) voneinander getrennte Signal- leitungen (6, 7) aufweisen.
2. Kömmunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Netzwerkknoten (3, 4) zweier Netz- werke (11, 12) jeweils über- zwei Leitungen (9) mechanisch miteinander verbunden sind, die zwischen den zwei Netzwerkknoten (3, 4) ausgebildet sind.
3. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 oder '2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerkknoten (l, 2, 3, 4, 5) mit einer Steuereinheit (23) verbunden ist.
4. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Netzwerk (11, 12) eine Steuereinheit mit Master-Funktion und wenigstens eine Steuereinheit mit Slave-Funktion aufweist.
5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinheit (8) über eine Softwaresteuerung schaltbar ist .
6. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerk (11, 12) ent-
. sprechend einer Leitachse und den abhängigen Folgeachsen einer Steuerung einer Maschinenanordnung konfiguriert ist, und dass alle Steuereinheiten, die abhängig von der Leitachse und alle Steuereinheiten, die abhängig von Folgeachsen der Leitachse Steueraufgaben ausführen, zu einem Netzwerk (11, 12) zusammengefasst sind.
7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenanordnung eine Druck- maschine (18) mit mehreren Druckwerken (21) darstellt.
8. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (1) mit einer weiteren Ringleitung (14) verbunden ist, dass die weitere Ringleitung (14) mit Antrieben (13) eines Druckwerkes (21) verbunden ist, und • dass die Steuereinheit (1) die Antriebe (13) zeitsynchron steuert .
9. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinheiten (1, 2, 3) mehrerer Druckmaschinen (18, 20) an einem Netzwerk (11, 12) angeschlossen sind und von dem Netzwerk mit Steuersignalen ver- sorgt werden, dass eine Steuereinheit eine Master-Funktion, für die weiteren Steuereinheiten ausübt, die Slave-Funktionen ausführen.
10. Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass durch Softwarebefehle eine Änderung der Konfiguration der Netzwerke (11, 12) durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten einer .Fehlfunktion beim Datenaustausch eine Änderung der Konfiguration der Netzwerke durchgeführt wird, um eine defekte Signalverbindung und/oder einen defekten- Netzwerkknoten oder eine Steuereinheit aus einem Netzwerk (11, 12) auszuschließen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration des Netzwerkes abhängig von einer Konfiguration mehrere Maschinen eines Ver- -arbeitungsverbundes, insbesondere einer Druckmaschine (18) , durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten einer Fehlfunktion einer Maschine des Produk- tionsverbundes der Netzwerkknoten, der die defekte Maschine mit Steuersignalen versorgt, aus dem Netzwerk (11, 12) ausgeschlossen wird. '
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerk eine Steuereinheit mit einer Master-Funktion_.und_mindestens eine Steuereinheit mit einer Slave-Funktion aufweist, und dass bei einer Änderung der Konfiguration in einem veränderten Netzwerk eine andere Steuereinheit die Master-Funktion übernimmt.
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