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Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem (Schnittstelle) zur Uebertragung von Daten und Energie zwischen einer Verarbeitungseinheit (Steuerungssystem) und Sensoren / Aktoren ueber eine 2-Drahtverbindung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000012763D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 6 (2003-06-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Jun-25
Document File: 6 page(s) / 195K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der automatischen Messwertverarbeitung werden Daten zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Verarbeitungseinheit (Steuerungssystem) transportiert. Der Stand der Technik bietet momentan zwei Moeglichkeiten zur Realisierung der Datenuebertragung. Zum einen koennen die Prozessdaten ueber standardisierte Schnittstellen in digitaler Form (digitaler Ein- und Ausgang) oder in analoger Form an einen Schnittstellenadapter bzw. Verarbeitungseinheit uebertragen werden. Diese Schnittstellen lassen die Uebertragung weiterfuehrender Information zwischen Sensoren / Aktoren und einer Verarbeitungseinheit nicht zu. Zum anderen koennen die Sensoren / Aktoren eine feldbusfaehige Schnittstelle (z.B. Ethernet, ProfibusDP, Device-Net, etc.) besitzen. Sie verfuegen damit ueber weitergehenden Funktionalitaeten wie die Uebertragung von Diagnose und Statusinformation und Parametern. Die Handhabung entsprechender busfaehiger Systeme ist jedoch wesentlich komplexer und die benoetigten Hardware-Schnittstellen teuer und platzintensiv. Die neue Loesung sieht nun vor, ein auf einer akzeptierten Hardwareschnittstelle und eingefuehrtem Handling basiertes Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem zu verwenden und es mit zusaetzlichen Funktionen zu versehen. Basis ist dabei das DC24V-Spannungssystem.

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S

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Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem (Schnittstelle) zur Uebertragung von Daten und Energie zwischen einer Verarbeitungseinheit (Steuerungssystem) und Sensoren / Aktoren ueber eine 2-Drahtverbindung

Idea: Herbert Reiss, DE-Amberg; Alexandra Gurdan, DE-Amberg; Juergen Maul, DE-Amberg

Bei der automatischen Messwertverarbeitung werden Daten zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Verarbeitungseinheit (Steuerungssystem) transportiert. Der Stand der Technik bietet momentan zwei Moeglichkeiten zur Realisierung der Datenuebertragung. Zum einen koennen die Prozessdaten ueber standardisierte Schnittstellen in digitaler Form (digitaler Ein- und Ausgang) oder in analoger Form an einen Schnittstellenadapter bzw. Verarbeitungseinheit uebertragen werden. Diese Schnittstellen lassen die Uebertragung weiterfuehrender Information zwischen Sensoren / Aktoren und einer Verarbeitungseinheit nicht zu. Zum anderen koennen die Sensoren / Aktoren eine feldbusfaehige Schnittstelle (z.B. Ethernet, ProfibusDP, Device-Net, etc.) besitzen. Sie verfuegen damit ueber weitergehenden Funktionalitaeten wie die Uebertragung von Diagnose und Statusinformation und Parametern. Die Handhabung entsprechender busfaehiger Systeme ist jedoch wesentlich komplexer und die benoetigten Hardware-Schnittstellen teuer und platzintensiv.

Die neue Loesung sieht nun vor, ein auf einer akzeptierten Hardwareschnittstelle und eingefuehrtem Handling basiertes Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem zu verwenden und es mit zusaetzlichen Funktionen zu versehen. Basis ist dabei das DC24V-Spannungssystem.

Die Sensoren werden als Punkt-zu-Punkt-Verbindung ueber eine 2-aderige Leitung an den Schnittstellenadapter (Sternpunkt) angebunden. Dabei ist es unerheblich, ob die Sensoren / Aktoren ueber die in dieser Erfindung beschriebenen Schnittstelle direkt mit der Verarbeitungseinheit gekoppelt sind, oder ob die Verarbeitungseinheit ueber einen Feldbus mit dem Schnittstellenadapter abgesetzt verbunden ist. Das strukturelle Umfeld dieser Erfindung ist im Bild 1 zu sehen. Ein moegliches Ausfuehrungsbeispiel des Sensors wird im Bild 2 dargestellt. Die eigentliche Sensortechnologie wird ueber eine HW-Adaption kommunikationstechnisch angebunden. Der entsprechende Kommunikations-Layer stellt die Kommunikationsfunktionalitaeten zur Verfuegung: Die Spannungsversorgung des Sensors wird direkt aus der HW-Adaption generiert.

Folgende Funktionen, die sonst nur bei einer Feldbusloesung zur Verfuegung stehen, werden hiermit moeglich:

1) Prozessdatenuebertragung: Ueber die 2-Drahtschnittstelle werden die Prozessdaten in binaerer Form uebertragen und nicht digital oder analog.

2) Diagnose- und Statusinformation: Die vom Sensor generierten Diagnose- und Statusinformationen koennen zur Verarbeitungseinheit gemeldet werden.

3) Parameteruebertragung: Von einer Verarbeitungseinheit koennen die fuer den Sensor / Aktor bestimmten Parameterdaten jetzt bis zu diesem ueb...