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Die Erfindung betrifft ein AS-Interface Bussystem, eine Schaltungsanordnung zum sicheren Erzeugen eines ungültigen Spannungspulspaares sowie einen Busteilnehmer zur Verwendung in einem solchen AS-Interface Bussystem.
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In der Automatisierungstechnik werden Feldbussysteme eingesetzt, um Steuerungseinrichtungen, Aktoren und Sensoren miteinander zu verbinden und die Kommunikation zwischen ihnen zu steuern. Beispielsweise wird hierfür ein Standard verwendet, der als AS-Interface (Aktor-Sensor-Interface) bekannt ist. Ein auf diesem Standard basierendes System ist beispielsweise in dem Fachbuch „Automatisieren mit SPS-Theorie und Praxis, G. Wellenreuther et al., Vieweg + Teubner Verlag, 4. Auflage, 2009, S. 510 bis 525" beschrieben.
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Gemäß dem AS-Interface Standard werden von einem Master bereitgestellte AS-Interface Nachrichten in Form von Telegrammen, welche jeweils 14 Bit umfassen, über eine Zweileiter-Busleitung übertragen, während von einem Slave bereitgestellte AS-Interface Nachrichten in Telegrammen mit einer Länge von 7 Bit über die Zweileiter-Busleitung übertragen werden. Die Bits einer zu übertragenden Nachricht werden zunächst einer Manchester-II-Codierung und anschließend einer sogenannten alternierenden Pulsmodulation (APM) unterzogen. Dabei wird die codierte Bitfolge mittels einer steuerbaren Sendestromquelle in einen pulsierenden Sendestrom umgewandelt. Der Sendestrom wird wiederum mittels im AS-Interface Bussystem vorhandenen Induktivitäten in entsprechende Spannungspulspaare umgewandelt, die auf der Busleitung erscheinen und vom Empfängerteil eines Busteilnehmers gelesen und interpretiert werden können.
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Insbesondere wird mit der steigenden Flanke eines Stromimpulses, die beim Einschalten der Sendestromquelle entsteht, ein erster, negativer Spannungsimpuls erzeugt, während mit der abfallenden Flanke des Stromimpulses, die beim Ausschalten der Sendestromquelle entsteht, ein zweiter, positiver Spannungsimpuls erzeugt. In 3 ist der zeitliche Verlauf eines beispielhaften Sendestromimpulses dargestellt. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des dazugehörenden Spannungspulspaares auf der Busleitung.
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Der Verlauf des Sendestromes beim Ein- und Ausschalten ist in der AS-Interface Spezifikation festgelegt. Mit den ebenfalls festgelegten Induktivitäten im AS-Interface Netzteil ergeben sich definierte Spannungspulse auf der AS-Interface Busleitung. Deren Pulshöhe und der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Pulse werden unter anderem als Bewertungskriterium herangezogen, um gültige (ungestörte) Telegramme von ungültigen (gestörten) Telegrammen zu unterscheiden. Ein weiteres Kriterium ist die (zwingende) Folge von alternierend negativen und positiven Spannungspulsen in einem gültigen Telegramm. Ein drittes Kriterium ist die zwingende gerade Anzahl von Pulsen in einem gültigen Telegramm. Wird ein Telegramm aufgrund eines dieser Kriterien als nicht gültig erkannt, muss der Busteilnehmer das Telegramm ignorieren.
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Um ein AS-Interface System bezüglich der maximal zulässigen Busleitungslänge zu erweitern, werden Repeater verwendet, die zwei galvanisch getrennte AS-Interface Busleitungen miteinander koppeln. Hierbei kann die gesamte Länge eines AS-Interface Busses verdreifacht werden. Repeater arbeiten bidirektional, das heißt sie verstärken Telegramme, die von einem Sende-Busteilnehmer, der an einer Busleitung angeschlossen ist, zu einem Empfangs-Busteilnehmer, der an der anderen Busleitung angeschlossen ist, übertragen werden sollen. Mit „verstärken“ ist hierbei gemeint, dass Spannungspulse, die aufgrund der langen AS-Interface Busleitung deformiert wurden, als normgerechte Pulse auf der anderen Busleitung erneut erzeugt werden. Praktisch bedeutet das, dass Telegramme, die auf der einen Busleitung empfangen werden, auf der anderen gesendet werden. Die maximal erlaubte Latenz eines Repeaters erfordert es hierbei, dass bereits mit dem Senden des empfangenen Telegramms begonnen wird, bevor das Telegramm vollständig empfangen und auf Gültigkeit überprüft wurde.
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Bei der Übertragung durch einen Repeater von einer Busleitung auf die andere, ist zwingend darauf zu achten, dass ungültige Telegramme, die auf der einen Busleitung empfangen wurden, auch auf der anderen Busleitung als ungültig erkannt werden. Hierbei muss der Repeater unter Umständen aktiv ein Telegramm verändern, um einen begonnenen Sendevorgang so abzuschließen, dass das entstehende Telegramm sicher als ungültig erkannt wird. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, die ermöglichen, dass ungültige Telegramme, die auf einer ersten Busleitung übertragen werden, in zuverlässiger und sicherer Weise einem Ziel-Busteilnehmer signalisiert werden, der an einer zweiten Busleitung angeschlossen ist.
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Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Danach ist ein AS-Interface Bussystem zum sicheren Erzeugen eines ungültigen Spannungspulspaares vorgesehen. Das AS-Interface Bussystem umfasst eine erste Busleitung, an welche wenigstens ein erster Busteilnehmer anschließbar ist. Weiterhin ist eine zweite Busleitung vorgesehen, an welche wenigstens ein zweiter Busteilnehmer anschließbar ist. Bei dem ersten und zweiten Busteilnehmer kann es sich zum Beispiel um einen Master, einen Salve, einen Monitor, ein Netzteil, oder einen Repeater handeln. Zwischen der ersten Busleitung und der zweiten Busleitung ist ein Repeater geschaltet. Das AS-Interface Bussystem weist weiterhin wenigstens eine Erkennungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, ein ungültiges AS-Interface Telegramm zu erkennen. Zudem ist wenigstens eine Störreinrichtung vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf das ungültige AS-Interface Telegramm in vorbestimmter Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf der ersten oder zweiten Busleitung zu erzeugen, welches von einem ersten oder zweiten Busteilnehmer sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkennbar ist.
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Zweckmäßiger Weise weist jede Störeinrichtung eine ansteuerbare Sendestromquelle auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist jede Störeinrichtung dazu ausgebildet, in vorbestimmter Weise einen Sendestrom zu erzeugen, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der ersten oder zweiten Busleitung erzeugt und zwar derart, dass wenigstens ein Puls des ungültigen Spannungspulspaares in vorbestimmter Weise in seiner Höhe und/oder Form derart verändert wird, dass ein an die entsprechende Busleitung angeschlossener Busteilnehmer das ungültige Spannungspulspaar sicher als ungültig erkennt.
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Alternativ kann jede Störeinrichtung dazu ausgebildet sein, in vorbestimmter Weise einen Sendestrom zu erzeugen, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der ersten oder zweiten Busleitung erzeugt, und zwar derart, dass nur ein einziger Spannungspuls auf der jeweiligen Busleitung erzeugt wird, der von einem Busteilnehmer sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkannt wird.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist jede Störeinrichtung dazu ausgebildet, in vorbestimmter Weise einen Sendestrom zu erzeugen, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der ersten oder zweiten Busleitung erzeugt, und zwar derart, dass die beiden Spannungspulse einen zeitlichen Abstand zueinander aufweisen, der größer oder kleiner als ein gültiger zeitlicher Bereich ist.
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Vorteilhafterweise enthält der Repeater zwei Sendeeinrichtungen, die jeweils eine Störeinrichtung enthalten, sowie zwei Empfangseinrichtungen, die jeweils eine Erkennungseinrichtung enthalten.
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Alternativ hierzu kann das AS-Interface Bussystem einen zwischen die erste und zweite Busleitung geschalteten dritten Busteilnehmer aufweisen, welcher eine erste Störeinrichtung und eine Erkennungseinrichtung, welche der ersten Busleitung zugeordnet sind, sowie eine zweite Störeinrichtung und eine zweite Erkennungseinrichtung aufweist, welche der zweiten Busleitung zugeordnet sind.
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Bei einer weiteren, alternativen Ausführungsformen ist an der ersten Busleitung ein dritter Busteilnehmer angeschlossen, der eine Störeinrichtung enthält, wobei an der zweiten Busleitung ein vierter Busteilnehmer angeschlossen ist, der eine Störeinrichtung enthält.
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Zweckmäßigerweise sind die Störeinrichtungen des dritten Busteilnehmers und die Störeinrichtungen des vierten Busteilnehmers vom Repeater aktivierbar. Zusätzlich können der dritte Busteilnehmer und der vierte Busteilnehmer jeweils eine Erkennungseinrichtung aufweisen. In diesem Fall aktiviert die Erkennungseinrichtung des dritten Busteilnehmers die Störeinrichtung des vierten Busteilnehmers bzw. die Erkennungseinrichtung des vierten Busteilnehmers die Störeinrichtung des dritten Busteilnehmers.
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Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
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Danach ist eine Schaltungsanordnung zum sicheren Erzeugen eines ungültigen Spannungspulspaares in einem AS-Interface Bussystem vorgesehen. Die Schaltungsanordnung kann aus diskreten Bauteilen oder monolithisch aufgebaut sein. Die Schaltungsanordnung weist eine erste Störeinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf ein ungültiges AS-Interface Telegramm in vorbestimmter Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf einer ersten Busleitung zu erzeugen, welches von einem an der ersten Busleitung angeschlossenen Busteilnehmer sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkennbar ist.
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Vorteilhafter Weise kann die Schaltungsanordnung eine erste Erkennungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, ein ungültiges AS-Interface Telegramm auf der ersten Busleitung zu erkennen, eine zweite Erkennungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, ein ungültiges AS-Interface Telegramm auf einer zweiten Busleitung zu erkennen, und eine zweite Störeinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, unter Ansprechen auf das ungültige AS-Interface Telegramm in vorbestimmter Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf der zweiten Busleitung zu erzeugen, welches von einem an der Busleitung angeschlossenen Busteilnehmer sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkennbar ist. Die erste Erkennungseinrichtung und die erste Störeinrichtung der sind der ersten Busleitung zugeordnet, während die zweite Erkennungseinrichtung und die zweite Störeinrichtung der zweiten Busleitung zugeordnet sind.
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Gemäß einer besonderen Weiterbildung ist die Schaltungsanordnung in einem Repeater eines AS-Interface Bussystems implementierbar.
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Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
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Danach ist ein Busteilnehmer zum Einsatz in einem AS-Interface Bussystem vorgesehen, der eine Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 enthält.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Komponenten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
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1 ein beispielhaftes AS-Interface Bussystem mit einem erfindungsgemäßen Repeater,
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2 ein alternatives AS-Interface Bussystem, in welchem die Erfindung verwirklicht ist,
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3 einen von einem Busteilnehmer erzeugten gültigen Sendestromimpuls, und
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4 das zu dem Sendestromimpuls gehörende gültige Spannungspulspaar.
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1 zeigt ein beispielhaftes AS-Interface Bussystem 10, welches ein Netzteil 20 aufweist, welches wiederum eine Energieversorgungseinrichtung 40 in Form einer Gleichspannungsquelle sowie eine Datenentkopplungseinrichtung 30 aufweist. Die Datenentkopplungseinrichtung 30 weist eine erste Parallelschaltung aus einer Spule 31 und einem Widerstand 32 sowie eine zweite Parallelschaltung aus einer Spule 34 und einem Widerstand 33 auf, welche jeweils mit einer Leitung einer ersten Busleitung 50 verbunden sind. An die Busleitung 50 können mehrere erste Busteilnehmer angeschlossen werden. Lediglich der einfachen Darstellung wegen sind als erste Busteilnehmer ein Master 60 und ein Slave 70 dargestellt. Master 60 und Slave 70 weisen in an sich bekannter Weise jeweils eine Sendeeinrichtung (nicht dargestellt) mit einer steuerbaren Sendestromquelle auf, die unter Ansprechen auf eine zu sendende Bitfolge einen pulsierenden Sendestrom erzeugt. Weiterhin sind im Master 60 und im Slave 70 jeweils eine Empfangseinrichtung (nicht dargestellt) implementiert, die aus empfangenen Spannungspulspaaren den sendeseitig übertragenen Bitstrom wiedergewinnt.
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3 zeigt den zeitlichen Verlauf eines beispielsweise von der Sendestromquelle des Masters 60 erzeugten Stromimpulses, der mittels der Spulen 31 und 34 auf der Busleitung 50 ein Spannungspulspaar erzeugt, dessen zeitlicher Verlauf in 4 dargestellt ist.
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Das in 1 gezeigte AS-Interface Bussystem 10 weist eine zweite Busleitung 90 auf, an der wiederum ein Netzteil 22 angeschlossen ist. Das Netzteil 22 kann identisch zu dem an die Busleitung 50 angeschlossenen Netzteil 20 ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel sind an die zweite Busleitung 90 zwei Busteilnehmer 100 und 110 angeschlossen, die als Slave fungieren. Die Slaves 100 und 110 können als zweite Busteilnehmer betrachtet werden.
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Selbstverständlich können an die Busleitung 50 und die Busleitung 90 weitere Busteilnehmer in Form eines Slaves, eines Monitors oder dergleichen angeschlossen sein.
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Die beiden Busleitungen 50 und 90 sind über einen Repeater 80 miteinander gekoppelt. Der Repeater 80 weist eine erste Sende-/Empfangseinrichtung 120 auf, die an die Busleitung 50 angeschlossen ist. Eine zweite Sende-/Empfangseinrichtung 130 ist mit der Busleitung 90 verbunden. Die Sende-/Empfangseinrichtung 120 und die Sende-/Empfangseinrichtung 130 sind galvanisch beispielsweise über einen Optokoppler 150 getrennt.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 120 weist einen Sender 125 sowie einen Empfänger 127 auf, die in der dargestellten Weise mit den Leitern der Busleitung 50 verbunden sind. Die Sende-/Empfangseinrichtung 130 weist ebenfalls einen Sender 137 und einen Empfänger 135 auf, die in der dargestellten Weise mit den Leitern der Busleitung 90 verbunden sind. Telegramme, die von einem Busteilnehmer, der an der Busleitung 50 angeschlossen ist, zu einem Busteilnehmer, der an der Busleitung 90 angeschlossen ist, übertragen werden sollen, werden vom Empfänger 127 empfangen und über den Optokoppler 150 dem Sender 137 übergeben. Der Sender 137 weist eine gesteuerte Sendestromquelle auf, die einen dem zu übertragenden Telegramm entsprechenden Sendestrom erzeugt. Der Sendestrom wird dann mittels der Induktivitäten des Netzteils 20 in Spannungspulspaare umgewandelt.
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In ähnlicher Weise werden Telegramme, die von einem Busteilnehmer der Busleitung 90 zu einem Busteilnehmer der Busleitung 50 übertragen werden sollen, vom Empfänger 135 empfangen, über den Optokoppler 150 dem Sender 125 übergeben und dann als entsprechender Sendestrom in die Busleitung 50 eingespeist. Bis dahin entspricht das zuvor beschriebene beispielhafte AS-Interface System 10 einer typischen AS-Interface Konfiguration.
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Um sicherzustellen, dass der Repeater 80 aus einem empfangenen ungültigen AS-Interface Telegramm kein gültiges AS-Interface Telegramm erzeugt, weisen die Empfänger 127 und 135 jeweils eine Erkennungseinrichtung 128 bzw. 136 auf. Die Erkennungseinrichtungen 128 und 136 sind dazu ausgebildet, ein fehlerhaftes AS-Interface Telegramm als ungültig zu erkennen. Ungültig heißt, dass das Telegramm keiner AS-Interface Definition entspricht.
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Ferner weisen die Sender 125 und 137 jeweils eine Störeinrichtung 126 bzw. 138 auf, welche dazu ausgebildet sind, unter Ansprechen auf ein ungültig erkanntes AS-Interface Telegramm in vorbestimmter Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf der ersten oder zweiten Busleitung zu erzeugen, welches von einem Zielbusteilnehmer sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkennbar ist. Demzufolge sind die Empfangseinrichtungen (nicht dargestellt) des Masters 60 und der Slaves 70, 100 und 110 dazu ausgebildet, auf der Busleitung 50 bzw. der Busleitung 90 ein ungültiges Spannungspulspaar von einem gültigen Spannungspulspaar, wie beispielhaft in 4 gezeigt, zu unterscheiden.
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Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die Sende-/Empfangseinrichtungen 120 und 130 jeweils als Schaltungsanordnung ausgebildet sein können, welche diskrete Bauelemente aufweisen oder als monolithische Schaltung realisiert sind.
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Denkbar ist ferner, die Störeinrichtung 126 und die Erkennungseinrichtung 128 der Sende-/Empfangseinrichtung 120 sowie die Störeinrichtung 138 und die Erkennungseinrichtung 126 der Sende-/Empfangseinrichtung 130 in einem separaten Busteilnehmer (nicht dargestellt) zu implementieren, der parallel zu einem herkömmlichen Repeater geschaltet ist.
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Auch ist denkbar, dass dieser Busteilnehmer entweder nur die Erkennungseinrichtungen 128, 138 oder nur die Störeinrichtungen 126 und 138 enthält. Im letzten Fall weist der Repeater lediglich die Störeinrichtungen 126 und 138 bzw. die entsprechenden Erkennungseinrichtungen 128 und 136 auf. Zwischen dem separaten Busteilnehmer und dem parallel dazu geschalteten Repeater findet dann eine geeignete Kommunikation statt, um sicherzustellen, dass gültige Telegramme durch den Repeater geleitet werden, während ungültige AS-Interface Telegramme durch die Störeinrichtungen 126 und 138 auf der jeweils anderen Busleitung gestört werden und der Repeater vorübergehend deaktiviert wird.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des in 1 gezeigten AS-Interface Bussystems 10 näher erläutert.
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Angenommen sei, dass der Master 60 ein Telegramm zum Slave 110 übertragen möchte. Das Telegramm enthält deshalb neben der zu übertragenden AS-Interface Nachricht auch die Adresse des Slaves 110. Weiterhin sei angenommen, dass das AS-Interface Telegramm ungültig sei, das heißt in irgendeiner Weise verfälscht worden ist.
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Die das ungültige Telegramm repräsentierenden Spannungspulspaare gelangen über die Busleitung 50 zum Empfänger 127 und zur Erkennungseinrichtung 128 des Repeaters 80. Die Erkennungseinrichtung 128 erkennt das empfangene Telegramm als ein ungültiges Telegramm und erzeugt daraufhin ein entsprechendes Ungültigkeits-Signal, welches über den Optokoppler 150 zum Sender 137 übertragen wird. Unter Ansprechen auf das Ungültigkeits-Signal wird die Störeinrichtung 138 in vorbestimmter Weise angesteuert, um ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 zu erzeugen, welches vom Slave 110 sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkannt werden kann.
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Um diese Aufgabe zu erfüllen, enthält die Störeinrichtung 138 beispielsweise eine nicht dargestellte ansteuerbare Sendestromquelle, die zum Beispiel durch einen geeignet programmierten Mikroprozessor derart angesteuert wird, dass ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 erzeugt wird.
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Vorteilhafter Weise wird die ansteuerbare Sendestromquelle der Störeinrichtung 138 derart angesteuert, dass sie in vorbestimmter Weise einen Sendestrom erzeugt. Der Sendestrom wird mittels der Spulen 31 und 34 der Datenentkopplungseinrichtung 30, welche an der Busleitung 90 angeschlossen ist, in ein entsprechendes ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 umgesetzt. Dabei ist der Sendestrom so ausgeprägt, dass wenigstens ein Puls des ungültigen Spannungspulspaares in vorbestimmter Weise in seiner Höhe und/oder Form derart verändert wird, dass der Slave 110 das ungültige Spannungspulspaar sicher als ungültig erkennt. Mit anderen Worten wird der in 3 gezeigte Stromverlauf derart verändert, dass das in 4 gezeigt Spannungspulspaar beispielsweise derart verändert wird, dass der rechte Spannungspuls unter einen definierten zulässigen Amplitudenwert abgesenkt wird.
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Alternativ kann die Störeinrichtung 138 dazu ausgebildet sein, unter Ansprechen auf das Ungültigkeits-Signal der Erkennungseinrichtung 128 in vorbestimmter Weise einen Sendestrom zu erzeugen, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 erzeugt, und zwar derart, dass anstelle eines Spannungspulspaares, welches in 4 gezeigt ist, nur ein einziger Spannungspuls auf der Busleitung 90 mittels der Datenentkopplungseinrichtung erzeugt wird, welcher wiederum vom Slave 110 sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkennbar ist.
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Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Störeinrichtung 138 sieht vor, dass die Störeinrichtung unter Ansprechen auf das Ungültigkeitssignal der Erkennungseinrichtung 128 in vorbestimmter Weise einen Sendestrom erzeugt, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 erzeugt und zwar derart, dass die beiden Spannungspulse, die in 4 dargestellt sind, einen zeitlichen Abstand zueinander aufweisen, der größer oder kleiner als ein gültiger zeitlicher Bereich ist.
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In jedem Fall ist die Störeinrichtung 138 derart ausgebildet, dass auf der Busleitung 90 ein ungültiges Spannungspulspaar erzeugt wird, welches von der in 4 gezeigten Verlaufsform in vorbestimmter Weise abweicht, so dass die an der Busleitung 90 angeschlossenen Slaves 100, 110 ein ungültiges Spannungspulspaar sicher erkennen können.
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In gleicher Weise können die Erkennungseinrichtung 136 und die Störeinrichtung 126 zusammenarbeiten, wenn die Erkennungseinrichtung 136 ein von der Busleitung 90 kommendes Telegramm als ungültig erkennt und die Störeinrichtung 126 unter Ansprechen auf ein entsprechendes Ungültigkeitssignal der Erkennungseinrichtung 136 einen Sendestrom erzeugt, der in vorbestimmter Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 50 erzeugt, welches von der Zieleinrichtung, beispielsweise dem Slave 70 sicher als ungültiges Spannungspulspaar erkannt werden kann.
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2 zeigt ein weiteres beispielhaftes AS-Interface Bussystem 10’ zum sicheren Erzeugen eines ungültigen Spannungspulspaares.
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Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem in 1 gezeigten AS-Interface Bussystem 10. Das AS-Interface Bussystem 10’ weist eine erste Busleitung 50 auf, an die ein Netzteil 20, ein Master 60 und ein Slave 70 als erste Busteilnehmer angeschlossen ist. Wiederum ist eine zweite Busleitung 90 vorgesehen, an welcher ein Netzteil 22, ein Slave 100 und ein Slave 110 als zweite Busteilnehmer angeschlossen sind.
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Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten AS-Interface Bussystem 10 ist an die Busleitung 50 des AS-Interface Bussystems 10’ ein dritter Busteilnehmer 160 angeschlossen, welcher eine Störeinrichtung 165 aufweist. Die Störeinrichtung 165 kann im Aufbau und in der Funktionsweise der Störeinrichtung 126 entsprechen, welche weiter oben detailliert erläutert worden ist. An die Busleitung 90 ist ein vierter Busteilnehmer 170 angeschlossen, der ebenfalls eine Störeinrichtung 175 aufweist, die im Aufbau und in der Funktionsweise der Störeinrichtung 138 entsprechen kann.
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Die beiden Busleitungen 50 und 90 sind über eine Repeater 80’ miteinander gekoppelt. Der Repeater 80’ weist eine Sende-/Empfangseinrichtung 120’ auf, die sich von der der Sende-/Empfangseinrichtung 120 dadurch unterscheidet, dass im Sender 125’ keine Störeinrichtung gemäß der Erfindung implementiert ist. Vielmehr handelt es sich bei dem Sender 125’ um einen herkömmlichen AS-Interface Sender. Weiterhin weist der Repeater 80’ eine weitere Sende-/Empfangseinrichtung 130’ auf, die sich von der Sende-/Empfangseinrichtung 130 dadurch unterscheidet, dass der Sender 137’ keine Störeinrichtung enthält.
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Die Empfänger 127 und 136 der beiden 1 und 2 sind funktions- und baugleich.
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Um sicherzustellen, dass ein ungültig erkanntes AS-Interface Telegramm auf einer Busleitung zu einem ungültigen Spannungspulspaar auf der anderen Busleitung führt, besteht zwischen der Störeinrichtung 165 des Busteilnehmers 160 und der Erkennungseinrichtung 136 des Empfängers 135 eine Kommunikationsverbindung 190. In ähnlicher Weise besteht zwischen der Störeinrichtung 175 des Busteilnehmers 170 und der Erkennungseinrichtung 128 des Empfängers 127, welcher der Busleitung 50 zugeordnet ist, eine Kommunikationsverbindung 200.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des in 2 gezeigten AS-Interface Bussystems 10’ näher erläutert.
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Angenommen sei diesmal, dass der an der Busleitung 90 angeschlossene Slave 110 ein Telegramm zum Master 60 übertragen möchte. Weiterhin sei angenommen, dass dieses Telegramm bzw. die entsprechenden Spannungspulspaare auf der Busleitung 90 verfälscht worden und somit ungültig sind.
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Demzufolge erkennt die mit der Busleitung 90 verbundene Erkennungseinrichtung 136 des Empfängers 135 anhand der empfangenen Spannungspulspaare ein ungültiges AS-Interface Telegramm. Daraufhin erzeugt die Erkennungseinrichtung 136 bzw. der Empfänger 135 ein Ungültigkeitssignal, welches über die Kommunikationsverbindung 190 zum Busteilnehmer 160 übertragen wird. Denkbar ist, dass das Ungültigkeitssignal über den Optokoppler 150, den Sender 125’ und über die Busleitung 50 zum Busteilnehmer 160 übertragen wird. Unter ansprechen auf das Ungültigkeitssignal erzeugt die Störeinrichtung 165, wie oben hinsichtlich der Störeinrichtung 126 oder 138 erläutert, in vorbestimmter Weise einen Sendestrom, der mittels der Induktivität 131 und 134 des Netzteils 20 in ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 50 umgesetzt wird. Das ungültige Spannungspulspaar wird dann sicher vom Master 60 als ungültiges Spannungspulspaar erkannt. In ähnlicher Weise kann ein ungültiges AS-Interface Telegramm auf der Busleitung 50 von der Erkennungseinrichtung 128 des Empfängers 127 erkannt und in entsprechender Weise über die Kommunikationsverbindung 200 dem Busteilnehmer 170, welcher an der Busleitung 90 angeschlossen ist, signalisiert werden. Auch in diesem Fall kann das vom Empfänger 127 erzeugte Ungültigkeitssignal über den Optokoppler 150, den Sender 137’ und über die Busleitung 90 zum Busteilnehmer 170 übertragen werden. Unter Ansprechen auf das Ungültigkeitssignal erzeugt die Störeinrichtung 175 in vorbestimmter Weise einen Sendestrom, der ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 erzeugt.
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Alternativ ist denkbar, dass anstelle der Störeinrichtung 165 die Erkennungseinrichtung 128 im Busteilnehmer 160 und anstelle der Störeinrichtung 175 die Erkennungseinrichtung 136 im Busteilnehmer 170 implementiert ist. In diesem Fall weist der Sender 125’ bzw. der Sender 137’ eine Störeinrichtung auf, die der in 1 gezeigten und zuvor erläuterten Störeinrichtung entspricht. In diesem Fall würde die Erkennungseinrichtung des Busteilnehmers 170 ein ungültiges Telegramm auf der Busleitung 90 erkennen und ein entsprechendes Ungültigkeitssignal zum Sender 120’ des Repeater 80’ übertragen. Unter Ansprechen auf das Ungültigkeitssignal würde dann die Störeinrichtung des Senders 120’ in vorbestimmter Weise einen Sendestrom erzeugen, der mittels der Induktivitäten der Datenentkopplungseinrichtung 30 in ein entsprechendes ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 50 umgesetzt werden würde. Denkbar ist, dass das von dem Busteilnehmer 170 erzeugte Ungültigkeitssignal über die Busleitung 90, den Empfänger 136 und den Optokoppler 150 zum Sender 120’ übertragen wird.
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In ähnlicher Weise könnte die Erkennungseinrichtung des Busteilnehmers 160 ein ungültiges AS-Interface Telegramm auf der Busleitung 50 dem Sender 137’ signalisieren, dessen Störeinrichtung dann in der zuvor beschriebenen Art und Weise ein ungültiges Spannungspulspaar auf der Busleitung 90 erzeugen würde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Automatisieren mit SPS-Theorie und Praxis, G. Wellenreuther et al., Vieweg + Teubner Verlag, 4. Auflage, 2009, S. 510 bis 525“ [0002]
