DE102020200931A1

DE102020200931A1 - Steuerungssystem mit mehreren funktionsmodulen und adressierungsverfahren für dessen funktionsmodule

Info

Publication number: DE102020200931A1
Application number: DE102020200931.7A
Authority: DE
Inventors: Shang-Tsai WU
Original assignee: Dinkle Enterprise Co Ltd
Current assignee: Dinkle Enterprise Co Ltd
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-10-15
Also published as: TW202040959A; CN111835877B; US10729031B1; CN111835877A; TWI709307B

Abstract

In einem System, das mehrere Funktionsmodule einschließlich einem Steuerungsmodul aufweist, sind die Funktionsmodule nahe beieinander angeordnet und elektrisch über einen Bus verbunden, und ein Adressierungsverfahren für die Funktionsmodule weist die folgenden Schritte auf:Senden eines Fotoadressierungsbefehls, der eine einzigartige Adresse aufweist, durch das Steuerungsmodul an dessen stromabseitiges Funktionsmodul;durch das stromabseitige Funktionsmodul Aufzeichnen der Adresse als dessen Adresse und Senden eines nächsten Adressierungsbefehls an ein weiteres stromabseitiges Funktionsmodul und eines Antwortsignals an das Steuerungsmodul;Wiederholen dieser Schritte, bis kein Antwortsignal empfangen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Struktur eines Steuerungssystems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, und insbesondere eine Adressierungsstruktur und ein Adressierungsverfahren eines derartigen Systems. Die vorliegende Erfindung schafft ein auf einem optischen Signal basierendes Verfahren zum Adressieren der Funktionsmodule in dem System, wodurch eine Neuadressierung der Funktionsmodule einfach und schnell implementiert werden kann, wenn ein Funktionsmodul in das System eingefügt oder von diesem entfernt wird.
Stand der Technik
Eine Anschlussbox (oder Anschlussblock) ist eine Art von Funktionsmodul, das allgemein in der Industrie und insbesondere beim Ausbilden eines Steuerungssystems, das mehrere Anschlussboxen enthält, verwendet wird. Eine Anschlussbox stellt im Allgemeinen ein Gehäuse und eine oder mehrere Leiterplatten, die darin untergebracht sind, bereit, um ein oder mehrere Funktionsmodule auszubilden. Jedes Funktionsmodul ist mit einer speziellen Arbeitsmaschine verbunden, um die Betriebe der Arbeitsmaschine zu steuern. In einem Werk können Dutzende bis Hunderte von Arbeitsmaschinen verwendet werden, und jede Arbeitsmaschine kann mit einem oder mehreren Funktionsmodulen verbunden sein. Diese Funktionsmodule sind in einem System kombiniert, das als Steuerungssystem bezeichnet wird. In einem derartigen Steuerungssystem besteht die Hauptfunktion der Anschlussboxen darin, eine horizontale Kommunikation zwischen Funktionsmodulen zu schaffen, d.h., eine Übertragung von elektrischer Leistung, Daten und Steuerungssignalen zwischen unterschiedlichen Funktionsmodulen zu schaffen.
Die Verbindungen zwischen Anschlussboxen werden durch elektrische Kontakte realisiert, die an dem Gehäuse angeordnet sind, so dass ein Übertragen von elektrischer Leistung, Daten und Signalen zwischen zwei Funktionsboxen möglich ist. Die bekannte Technologie schafft außerdem ein Foto-Transceiver-Modul zur optischen Kommunikation zwischen einem Funktionsmodul in einer Anschlussbox und einem Funktionsmodul in einer anderen Anschlussbox. Um die Verbindung und die Kommunikation zwischen Anschlussboxen in einem System zu vereinfachen, schafft der Stand der Technik eine Längsträgerschiene, an der mehrere Anschlussboxen unter Verwendung eines Klemmmechanismus, der an dem Boden der Anschlussboxen angeordnet ist, fixiert werden können. Die Trägerschiene ermöglicht eine Ausrichtung der Anschlussboxen nahe beieinander, so dass die elektrischen Kontakte auf den Seiten der Anschlussboxen eine zulässige Verbindung ausbilden. Die US 2013 / 237 067 A1 offenbart eine Datenbusstruktur für Anschlussblöcke sowie Anschlussblöcke, die dieselbe verwenden, wobei die Struktur außerdem eine Busstruktur in der Trägerschiene bereitstellt, wobei die Anschlussboxen Leistung, Daten und Steuerungssignale über die Busstruktur teilen können.
Die herkömmliche Anschlussbox stellt elektrische Kontakte für Stromleitungen, Datenleitungen und Signalleitungen an ihrem Boxkörper bereit. Es gibt zwei Gruppen von elektrischen Kontakten, die an einem jeweiligen Boxkörper angeordnet sind und die jeweils auf beiden Seiten des Boxkörpers symmetrisch zueinander angeordnet sind. Wenn sämtliche Funktionsmodule in Serie angeordnet sind, beispielsweise Seite an Seite an der oben beschriebenen Trägerschiene zueinander ausgerichtet sind, kontaktieren die elektrischen Kontakte auf einer Seite einer bestimmten Anschlussbox die elektrischen Kontakte auf der entsprechenden Seite einer benachbarten anderen Anschlussbox. Die elektrischen Kontakte auf der anderen Seite sind wiederum mit den elektrischen Kontakten auf der entsprechenden Seite einer dritten Anschlussbox unmittelbar benachbart zu der anderen Seite verbunden. Um die Ausbildung und Stabilität der elektrischen Verbindungen zu gewährleisten, benötigen herkömmliche Anschlussboxen weiterhin Eingriffsvorrichtungen, so dass zwei benachbarte Anschlussboxen ohne Relativbewegungen aneinander anstoßen können. Ein typisches Design einer derartigen Anschlussbox ist in der US 5 716 241 B mit dem Titel „I/O Device for Data Bus“ offenbart. Verbinder, die Kontakte in derartigen Anschlussboxen bereitstellen, werden allgemein als T-förmige elektrische Anschlüsse bezeichnet, wie sie beispielsweise in der US 7 704 079 B mit dem Titel „T-Shaped Shielded Bus Connector“ offenbart sind. Bei dieser Verbindung bilden sämtliche Anschlussboxen essentiell eine Serienverbindung. Die Leitungen, die durch die serielle Verkettung ausgebildet werden, bilden einen Bus; Leistung, Signale usw., die über die Leitungen übertragen werden, können von sämtlichen Anschlussboxen geteilt werden.
Ein Steuerungssystem enthält mehrere Anschlussboxen. Hinsichtlich der Steuerung kann jede Anschlussbox als ein Funktionsmodul betrachtet werden, auch wenn jede Anschlussbox funktional mehrere Funktionsmodule enthalten kann. Das Steuerungssystem muss jedes Funktionsmodul, d.h. jede Anschlussbox, vor dem Betrieb adressieren oder neu adressieren. Mit anderen Worten, bevor das Steuerungssystem den Betrieb startet, muss die Adresse oder der Adresscode einer jeweiligen Anschlussbox (im Folgenden gemeinsam als „Adresse“ bezeichnet) durch eine Steuerung oder ein Steuerungsmodul, die oder das gewöhnlich eine der Anschlussboxen ist, zugewiesen oder neu zugewiesen werden.
Die derzeitig in der Industrie verwendeten Anschlussboxen stellen jedoch gewöhnlich keine automatischen Adressierungsfunktionen bereit. Wenn die Anschlussboxen eines Steuerungssystems adressiert werden, wird gewöhnlich ein Adressierungs-Tool (Adressierungs-Werkzeug oder Adressierungs-Gerät) verwendet, um eine einzigartige Adresse als Anfangsadresse bzw. Standardadresse einer jeweiligen Anschlussbox zu erzeugen und diese in das Funktionsmodul der Anschlussbox zu schreiben. Die darin geschriebene Adresse wird während anschließender Betriebe als die Adresse der Anschlussbox identifiziert. Ein anderes Verfahren ist die manuelle Adressierung. Ein Kippschalter ist beispielsweise zur Adressierung an der Anschlussbox angeordnet. Nachdem die Anschlussbox auf einer Trägerschiene angeordnet wurde, wird eine Nummer oder ein Code entsprechend einer bestimmten Regel erzeugt und der Anschlussbox als deren Adresse zu dem Zeitpunkt des Betriebs zugewiesen.
In der US 2004/195 078 A mit dem Titel „Integrated Conveyor Bed“ wird ein Verfahren zum Verteilen einer automatischen Adressierung an ein verkettetes Steuerungsmodul vorgeschlagen. Gemäß diesem Verfahren gibt das Mastermodul zuerst ein Startsignal an das erste der Steuerungsmodule aus, die durch eine Daisy-Chain (Serien-Verkettung) verbunden sind. Nachdem das erste Steuerungsmodul ein Antwortsignal zurückgegeben hat, sendet das Steuerungsmodul eine einzigartige Kommunikationsadresse, die dem ersten Steuerungsmodul zugewiesen wird. Danach sendet das erste Steuerungsmodul ein Startsignal an das zweite Steuerungsmodul auf der Stromabseite. Das Mastermodul sendet eine andere einzigartige Kommunikationsadresse als Antwort auf das Antwortsignal. Der obige Adressierungsbetrieb wird wiederholt, bis sämtlichen Steuerungsmodulen des Systems Kommunikationsadressen zugewiesen wurden.
Die US 2016 / 318 714 A mit dem Titel „Method for Addressing/Sequencing Linearly Interlinked Control Components of a Conveying System“ schafft ein verbessertes automatisches Adressierungsverfahren. Das Verfahren enthält ein Adressieren durch ein Steuerungsmodul für ein jeweiliges stromabseitiges Steuerungsmodul in einer Richtung und ein Adressieren eines jeweiligen stromabseitigen Steuerungsmoduls in der entgegengesetzten Richtung gefolgt durch ein Adressieren durch ein stromabseitiges Steuerungsmodul in einer der Richtungen in einer umgekehrten Abfolge. Die resultierenden Adressen werden als Adressen sämtlicher Steuerungsmodule verwendet. Das Verfahren erhält durch diesen Prozess die Informationen über den physikalischen Ort eines jeweiligen Steuerungsmoduls.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren einer räumlichen Nähe in einem modularen System ist in der US 10 177 961 B offenbart. Dort wird ein Verfahren zum Adressieren eines Steuerungssystems bereitgestellt, das mehrere Funktionsmodule enthält. Das Verfahren weist auf: Auffordern von sämtlichen Funktionsmodulen, ihre Foto-Sender (S) und Foto-Empfänger (R) zu öffnen; Empfangen eines Statussignals der Foto-Empfänger von sämtlichen Funktionsmodulen über ein Kommunikationsnetzwerk; Zuweisen einer Startadresse zu dem Funktionsmodul, das kein optisches Signal empfängt; Einschalten des Foto-Senders des Funktionsmoduls, das gerade eine Adresszuweisung empfängt; Zuweisen einer nächsten Adresse zu dem Funktionsmodul, das das optische Signal empfängt; Wiederholen der obigen Schritte, bis sämtlichen Funktionsmodulen eine Adresse zugewiesen wurde. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, dass diese nur für Systeme verwendet werden kann, in denen die Funktionsmodule bereits richtig ausgerichtet wurden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sämtliche Funktionsmodule eine Standortadresse aufweisen müssen, bevor sie adressiert werden können.
Die taiwanesische Patentanmeldung Nr. 107108158 schlägt ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist, sowie ein Adressierungsverfahren zum Adressieren von dessen Funktionsmodulen vor. Es werden eine Adressierungsstruktur und ein Verfahren zum Zuweisen von Funktionsmodulen in einem Steuerungssystem auf der Grundlage von optischen Signalen geschaffen. Dem Nutzer wird es erleichtert, ein System zu adressieren oder neu zu adressieren, wenn ein Funktionsmodul von dem System entfernt wird oder zu diesem hinzugefügt wird. Das System stellt eine Trägerschiene zum Gewährleisten, dass sämtliche Funktionsmodule Seite an Seite ausgerichtet werden und deren Licht-Transceiver richtig ausgerichtet sind, bereit. Das Adressierungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Das Steuerungsmodul sendet einen Adressierungsbefehl an ein benachbartes Funktionsmodul in einer Richtung und ein Adressierungssignal an ein Kommunikationsnetzwerk, mit dem sämtliche Funktionsmodule verbunden sind. Das Funktionsmodul, das den Adressierungsbefehl empfängt, nimmt die Adresse auf, verwendet diese als seine eigene Adresse und sendet einen Adressierungsbefehl an sein benachbartes stromabseitiges Funktionsmodul. Das Steuerungsmodul sendet ein nächstes Adressierungssignal. Die obigen Schritte werden wiederholt, bis die Adressierung beendet ist.
Die taiwanesische Patentanmeldung Nr. 107108158 gewährleistet, dass sämtliche Funktionsmodule in Bezug aufeinander ausgerichtet sind und deren optische Transceiver richtig ausgerichtet sind, hauptsächlich da die Funktionsmodule an der Trägerschiene Seite an Seite befestigt bzw. fixiert sind. In einem derartigen System kann jedoch manchmal ein Lichtemitter bzw. Lichtsender aufgrund beispielsweise einer Fehlfunktion des Lichtemitters oder -empfängers nicht richtig zu dem entsprechenden Empfänger ausgerichtet werden. In einem derartigen Fall kann der Adressierungsbetrieb nicht vollendet werden.
Wenn ein Adressierungsbetrieb aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, ist es vorteilhaft, wenn das System zusätzlich zu einem einfachen Diagnostizieren der Gründe der Unterbrechung die Adressierung neu durchführen oder wiederaufnehmen kann. Unglücklicherweise stellt der Stand der Technik keine derartige Lösung bereit.
Aufgaben der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist, zu schaffen, das automatisch die Funktionsmodule adressieren kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist, zu schaffen, das auf einfache Weise die Funktionsmodule neu adressieren kann.
Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule enthält, zu schaffen, das, wenn ein Adressierungsbetrieb unterbrochen wird, Ursachen der Unterbrechung bestimmen und eine Adressierung der Funktionsmodule neu durchführen oder wiederaufnehmen kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatischen Adressieren von mehreren Funktionsmodulen in einem Steuerungssystem, das die Funktionsmodule aufweist, zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerungssystem geschaffen, das mehrere Funktionsmodule aufweist, wobei das Steuerungssystem mindestens eine Gruppe von mehreren Funktionsmodulen aufweist, die Seite an Seite angeordnet sind. Jedes Funktionsmodul weist mindestens eine Schaltung, ein Gehäuse zur Unterbringung mindestens eines Teils der Schaltung, eine Kommunikationsvorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Schaltung und in Kommunikationsverbindung mit einem Kommunikationskanal, der mit sämtlichen Funktionsmodulen verbunden ist, und einen Foto-Transceiver auf, der einen Foto-Empfänger und einen Foto-Sender aufweist, die jeweils auf den Seiten des Gehäuses angeordnet sind, um optische Signale an und von einem Foto-Sender und einem Foto-Empfänger auf entsprechenden Seiten des Gehäuses benachbarter Funktionsmodule zu übertragen.
Die Funktionsmodule enthalten ein Steuerungsmodul, das ausgelegt ist, von ihrer Kommunikationsvorrichtung einen Initialisierungsbefehl an sämtliche Funktionsmodule über den Kommunikationskanal zu senden, wobei der Initialisierungsbefehl bewirkt, dass sämtliche Funktionsmodule in einen Adressierungsbetrieb eintreten. Das Steuerungsmodul ist außerdem ausgelegt, nach dem Eintreten in den Adressierungsbetrieb einen ersten Adressierungsbefehl über seinen Foto-Sender an ein erstes Funktionsmodul zu senden, das stromab benachbart zu dem Steuerungsmodul ist.
Der erste Adressierungsbefehl weist einzigartige erste Adressdaten auf und bewirkt, dass das erste Funktionsmodul die ersten Adressdaten empfängt, die Adresse als die Adresse des ersten Funktionsmoduls aufzeichnet und einen zweiten Adressierungsbefehl über seinen Lichtemitter an ein zweites Funktionsmodul sendet, das stromab benachbart zu dem ersten Funktionsmodul ist.
Der zweite Adressierungsbefehl enthält einzigartige zweite Adressdaten und bewirkt, dass das zweite Funktionsmodul die zweiten Adressdaten empfängt, die Adresse als die Adresse des zweiten Funktionsmoduls aufzeichnet und einen nächsten Adressierungsbefehl über seinen Lichtemitter an ein stromab benachbartes Funktionsmodul sendet. Der Wert der zweiten Adressdaten ist eine Funktion von dem ersten Adressdatenwert, und der Wert der nächsten Adressdaten ist eine Funktion von dem zweiten Adressdatenwert. Die Funktion ist vorzugsweise eine kumulative Funktion oder Summenfunktion.
Jedes Funktionsmodul ist außerdem ausgelegt, nach dem Aufzeichnen der Adressdaten des Adressierungsbefehls ein Adressierungsbeendigungssignal über den Kommunikationskanal an das Steuerungsmodul zu senden. Das Steuerungsmodul ist außerdem ausgelegt, ein Anfragesignal an sämtliche Funktionsmodule über den Kommunikationskanal zu senden, wenn ein Adressierungsbeendigungssignal nach einer vorbestimmten Zeit nicht empfangen wird bzw. wurde, und einen Adressierungsbefehl an eines der Funktionsmodule mit einer Unvollendet-Antwort bzw. Nicht-beendet-Antwort zu senden. Wenn eine Nicht-beendet-Antwort nicht innerhalb einer vorbestimmten Periode empfangen wird, beendet das Steuerungsmodul den Adressierungsbetrieb.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Adressierungsbefehl einen Satz von Verifizierungscodes zum Bestätigen, dass die Richtigkeit des Adressierungsbefehls nicht durch externe Einflüsse während des Lieferprozesses beeinträchtigt ist. Außerdem bewirkt in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Initialisierungsbefehl, der durch das Steuerungsmodul gesendet wird, vorzugsweise, dass spezielle Funktionsmodule wie beispielsweise Funktionsmodule, die nicht adressiert wurden, oder sämtliche Funktionsmodule, ihre Adresse auf einen Wert einstellen, der einen Nicht-Adressierungsstatus der Funktionsmodule angibt. Außerdem enthält in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Antwortsignal der Funktionsmodule vorzugsweise einen ID-Code als eine zeitweilige Adresse der Funktionsmodule während des bzw. für den Adressierungsbetrieb(s).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Kommunikationsvorrichtung eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung sein, und der Kommunikationskanal ist ein drahtloser Kommunikationskanal. In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist die Kommunikationsvorrichtung jedoch eine drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung und weist einen elektrischen Verbinder auf, der mehrere Stifte bzw. Anschlussstifte zum direkten oder indirekten elektrisch Verbinden der Stifte bzw. Anschlussstifte von benachbarten Funktionsmodulen bereitstellt. In einer derartigen Ausführungsform ist der Kommunikationskanal vorzugsweise ein Bus, der mehrere Leitungen aufweist. Insbesondere weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform das Steuerungssystem, das die Funktionsmodule aufweist, mindestens eine Trägerschiene auf, die einen Modulträger zum Tragen von mindestens einer Gruppe der Funktionsmodule an der Trägerschiene, die Seite an Seite angeordnet sind, und einen Leitungsträger zur Unterbringung der Leitungen des Busses an der Trägerschiene bereitstellt. Bei einer derartigen Ausführungsform enthält das Gehäuse jedes Funktionsmoduls vorzugsweise eine Halterung bzw. Klemme zum Klemmen bzw. Befestigen des Funktionsmoduls an die bzw. der Trägerschiene. Die Stifte können einen Initialisierungssignalstift enthalten. Die Stifte können zwei Leistungs- bzw. Stromversorgungsstifte enthalten.
In dem Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungsmodul ausgelegt, den Wert der Adressdaten sämtlicher oder eines Teils der Funktionsmodule entsprechend dem Adressierungsergebnis einzustellen. Jedes Funktionsmodul ist außerdem ausgelegt, nach dem Empfangen des Adressierungsbefehls auf der Seite des (über den) Foto-Empfängers die Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, aufzunehmen, die Adresse als die Adresse des Funktionsmoduls aufzuzeichnen und an den Lichtemitter auf der anderen Seite einen nächsten Adressierungsbefehl an das benachbarte Funktionsmodul der anderen Seite zu senden, gefolgt von einem Senden eines Adressierungsbeendigungssignals an das Steuerungsmodul über seine Kommunikationsvorrichtung, um die Beendigung von seiner Adressierung anzugeben. Der nächste Adressierungsbefehl enthält zweite Adressdaten, deren Wert eine Funktion von dem ersten Adressdatenwert ist, vorzugsweise eine kumulative Funktion (z.B. Summenfunktion).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Foto-Empfänger des Funktionsmoduls, das benachbart zu dem Steuerungsmodul ist, auf der zu dem Steuerungsmodul benachbarten Seite angeordnet. Der Foto-Sender (auch Foto-Emitter) ist vorzugsweise ein Rotlicht-LED-Emitter (z.B. Infrarotlicht).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bus außerdem eine Initialisierungssignalleitung zum Steuern des automatischen Adressierungsbetriebs aufweisen, die durch den Initialisierungsstift zu verbinden ist. In einer derartigen Ausführungsform ist das Steuerungsmodul ausgelegt, den Signalpegel der Initialisierungssignalleitung auf einen ersten Pegel über mindestens einen seiner Stifte zu ziehen, wenn eine automatische Adressierung initiiert wird, und den Signalpegel am Ende des Adressierungsbetriebs auf einen zweiten Signalpegel zu ziehen. Jedes Funktionsmodul ist außerdem ausgelegt, in den Adressierungsbetrieb einzutreten, wenn es das Initialisierungssignal des ersten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt, und aus dem Adressierungsbetrieb auszutreten, wenn es das Initialisierungssignal des zweiten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt. Nach dem Empfang des Initialisierungssignals des zweiten Pegels reagiert das Funktionsmodul nicht auf den Adressierungsbefehl oder verarbeitet keinen Adressierungsbefehl. Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist das Funktionsmodul ausgelegt, mit einer Fehlernachricht zu antworten, wenn das Initialisierungssignal des zweiten Pegels über mindestens einen Stift empfangen wird, nachdem keine Adresse aufgezeichnet wurde.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen in einem Steuerungssystem, das die Funktionsmodule aufweist, und ein Verfahren zum Einstellen bzw. Anpassen des Adressierungsergebnisses.
Die obigen und weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Systemdiagramm des Steuerungssystems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Explosionsansicht eines Funktionsmoduls, das für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems verwendbar ist, das mehrere Funktionsmodule aufweist.
3 zeigt ein strukturelles Diagramm eines Foto-Transceivers, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen in einem System, das die Funktionsmodule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein schematisches Diagramm eines optischen Signalkodierungsverfahrens, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
6 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen mit einer automatischen Fehlersuchfunktion.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, und des Verfahrens zum Adressieren der Funktionsmodule beschrieben. Die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschränkt jedoch den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist und das automatisch die Funktionsmodule adressieren und neu adressieren kann, d.h. den Funktionsmodulen Adresscodes als eine Adresse in dem System zuweisen und neu zuweisen kann. Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein automatisches Adressierungsverfahren für Funktionsmodule in einem System, das dieselben aufweist.
1 zeigt ein Systemdiagramm des Steuerungssystems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in der Figur gezeigt ist, enthält das erfindungsgemäße System mehrere Funktionsmodule 11, 12, 13, 14 ... 1N. In diesem System ist ein Steuerungsmodul 11 enthalten, und das Steuerungsmodul 11 und die anderen Funktionsmodule 12-1N sind hauptsächlich über einen Bus 15 miteinander verbunden und sind sämtlich derselben Kommunikationsebene zugeordnet. Diese Art von Verbindung wird häufig auch als Bustopologie oder linearer Bus bezeichnet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannte Bustopologie beschränkt; sie kann beispielsweise in einer Ringtopologie oder einer Daisy-Chain-Topologie verwendet werden.
1 zeigt eine Lücke zwischen jedem Paar von Funktionsmodulen 11-1 N. Dieses dient nur zur klareren Darstellung. In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung befinden sich zwei benachbarte Funktionsmodule in dichtem Kontakt zueinander, so dass ein Foto-Empfänger 25A (oder Foto-Sender 25B) auf einer ersten Seite eines Funktionsmoduls zu einem Foto-Sender 25B (oder Foto-Empfänger 25A) auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite in einem benachbarten anderen Funktionsmodul zugewandt ist, ausgerichtet ist und diesen kontaktiert, und die elektrischen Kontakte 27 auf der ersten Seite des einen Funktionsmoduls kontaktieren die elektrischen Kontakte 27 auf der zweiten Seite des benachbarten anderen Funktionsmoduls. Nach Bedarf kann ein Klemmmechanismus (nicht gezeigt) angeordnet sein, um zwei benachbarte Funktionsmodule zu befestigen, um feste und dichte Kontakte zwischen diesen beiden zu gewährleisten.
1 zeigt außerdem, dass sämtliche Funktionsmodule 11-1 N an einer Trägerschiene 16 angeordnet sind. Mehrere Busleitungen sind an dieser Trägerschiene 16 angeordnet, um einen Bus auszubilden. Auch wenn es in der Figur nicht explizit gezeigt ist, ist es durch Bezugnahme auf 2 ersichtlich, dass jedes Funktionsmodul mit den Leitungen in dem Bus 15 über mehrere Stifte bzw. Anschlussstifte 24 elektrisch verbunden ist. Die Busarchitektur 15 kann beispielsweise die Busschiene und die entsprechenden Stifte verwenden, wie es in der US 5 716 241 B gezeigt ist. In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, kann jedes Funktionsmodul 11-1 N die Leistung, Daten und Steuerungssignale über den Bus 15 mit den anderen Funktionsmodulen teilen. Wenn der elektrische Verbinder 26, zu dem die elektrischen Kontakte 27 gehören, ein T-förmiger elektrischer Verbinder ist, wie er in der US 7 704 079 B gezeigt ist, sind sämtliche Funktionsmodule 11-1N in Serie geschaltet, um ein Bussystem auszubilden. Bei einer derartigen Architektur kann jedes Funktionsmodul 11-1N außerdem die Leistung, Daten und Steuerungssignale durch die Verbindung der elektrischen Verbinder 26 teilen.
Außerdem können die Funktionsmodule 11-1N in dem System auch über einen drahtlosen Kommunikationskanal verbunden sein. Bei einer derartigen Ausführungsform kann jedes Funktionsmodul 11-1N mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet sein, um über den drahtlosen Kanal zu kommunizieren.
In dem erfindungsgemäßen System weist jedes Funktionsmodul 11-1N dieselbe Basisarchitektur auf. 2 zeigt ein schematisches Diagramm einer Funktionsmodularchitektur, die für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems verwendbar ist, das mehrere Funktionsmodule aufweist. Wie es in der Figur gezeigt ist, enthält jedes Funktionsmodul 11-1N eine oder mehrere Leiterplatten 21, ein Gehäuse(teil) einer ersten Seite 20A und ein Gehäuse(teil) einer zweiten Seite 20B. Die Gehäuse 20A und 20B auf beiden Seiten können in ein Gehäuse 20 kombiniert sein, um einen Aufnahmeraum zu schaffen, um die einen oder mehreren Leiterplatten 21 unterzubringen. Selbstverständlich ist eine Struktur mit zwei Gehäusen für das Gehäuse 20 keine technische Einschränkung. Die Anzahl der Leiterplatten 21, die in jedem Funktionsmodul 11-1N enthalten sind, ist nicht besonders beschränkt. Ein benötigter Schaltkreis 22, der durch die gestrichelte Box in 2 angegeben ist, muss jedoch auf der Leiterplatte 21 angeordnet sein, um benötigte Funktionen wie beispielsweise eine Eingabe, eine Ausgabe, eine Berechnung, eine Beurteilung, eine Steuerung, ein Speichern usw. des Funktionsmoduls bereitzustellen.
In einem allgemeinen Anwendungsbeispiel enthält der Schaltkreis 22 mindestens eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine Speichereinheit, eine Eingabe/Ausgabe-Steuerungseinheit und Ähnliches, um über Verbinder 23, die in dem Schaltkreis 22 angeordnet sind, Signale von einer externen Vorrichtung zu empfangen und über den elektrischen Verbinder 26 und/oder die Stifte 24 Signale von anderen Funktionsmodulen (einschließlich einem Steuerungsmodul der Funktionsmodule 11-1 N) zu empfangen und Signale nach Betrieben und Beurteilungen an die externe Vorrichtung (über die Verbinder 23) und/oder an eines der anderen Funktionsmodule einschließlich des Steuerungsmoduls über die elektrischen Verbinder 26 und/oder die Stifte 24 jeweils zu übertragen. Die Anzahl der Schaltungen, die in der Leiterplatte 21 der Funktionsmodule 11-1N enthalten sind, ist nicht auf Eins beschränkt. Die Anzahl der Leiterplatten 21, die in jedem Funktionsmodul 11-1N enthalten sind, und/oder die Anzahl und die Art der Schaltungen in jeder Leiterplatte 21 können dieselben sein oder sich voneinander unterscheiden. Die Betriebsfunktionen, Steuerungsfunktionen usw., die von einem jeweiligen Funktionsmodul 11-1N bereitgestellt werden, können dieselben oder unterschiedlich sein. Jedes Funktionsmodul 11-1N kann gleichzeitig oder separat betrieben werden. Jedes Funktionsmodul 11-1N kann virtuell mehrere Betriebs- oder Steuerungsmodule bereitstellen, während es physikalisch als ein einziges Funktionsmodul ausbildet ist, d.h. als eines, das in einem einzelnen Gehäuse 20 untergebracht ist.
Das System, in dem mehrere Funktionsmodule 11-1N direkt durch den oder die elektrischen Verbinder 26 in Serie geschaltet sind, um eine Busverbindung auszubilden, und/oder indirekt über die Leitungen eines Busses verbunden sind, ist eine typische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, das mehrere Funktionsmodule aufweist. Außerdem ist ein System, das durch Verbinden von mehreren Funktionsmodulen 11-1N durch drahtlose Kommunikation ausgebildet wird, ebenfalls für die vorliegende Erfindung verwendbar.
Ein Beispiel der Verwendung des erfindungsgemäßen Systems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, ist ein Steuerungssystem für mehrere Arbeitsmaschinen in einer Fabrik. In einem derartigen System können die Verbinder 23 eines speziellen Funktionsmoduls mit einer oder mehreren Arbeitsmaschinen über Steuerungskabel (nicht gezeigt) verbunden sein. Es kann mehrere Funktionsmodule geben, deren Verbinder 23 mit einer Arbeitsmaschine verbunden sind, und diese Arbeitsmaschine kommuniziert mit den einen oder mehreren anderen Arbeitsmaschinen über deren jeweilige entsprechende Funktionsmodule. Die Verbinder 23 eines jeweiligen Funktionsmoduls können auch durch einen Mastercomputer verbunden sein, um Steuerungsbefehle von dem Mastercomputer zu empfangen und Ausführungsergebnisse der Befehle an den Mastercomputer zurückzugeben. Bei einer gewöhnlichen Anwendung ist eines der Funktionsmodule 11-1N, beispielsweise das Funktionsmodul 11, ein Steuerungsmodul und weist die Fähigkeit auf, Steuerungsbefehle zu erzeugen. In einer anderen Anwendung ist jedoch eines der Funktionsmodule 11-1N, beispielsweise das Funktionsmodul 11, ein Steuerungsmodul, und dessen Verbinder 23 sind mit einem Mastercomputer über ein Steuerungskabel verbunden. Es muss nicht gesagt werden, dass die Kommunikation zwischen den verschiedenen Funktionsmodulen in dem System über einen drahtlosen Kommunikationskanal erfolgen kann.
Die übrigen Konfigurationen und Anwendungen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, sind dem Fachmann bekannt. Deren detaillierte Beschreibung wird hiermit somit weggelassen.
Um die Anforderungen in dem Betrieb oder der Steuerung des Systems, das mehrere Funktionsmodule aufweist, zu erfüllen, kann das Funktionsmodul, das in 2 gezeigt ist, mehrere Verbindungsstifte auf der Leiterplatte 21 zum entfernbaren Verbinden mit Signalkabeln (nicht gezeigt) bereitstellen. Die Kabel können externe Vorrichtungen wie beispielsweise verschiedene Arbeitsmaschinen oder Computervorrichtungen verbinden. Das andere Ende der Verbindungsstifte ist mit dem Schaltkreis 22 verbunden, um den Schaltkreis 22 mit externen Vorrichtungen elektrisch zu verbinden. Selbstverständlich ist es möglich, einen derartigen Austausch von Informationen mittels einer drahtlosen Kommunikation zu realisieren.
Jedes Funktionsmodul kann auch einen oder mehrere elektrische Verbinder 26 , die an einer speziellen Position auf der Leiterplatte 21 angeordnet sind, und mehrere elektrische Kontakte 27 zur Verbindung mit den entsprechenden elektrischen Kontakten 27 eines elektrischen Verbinders 26, der an einem benachbarten Funktionsmodul angeordnet ist, bereitstellen. Das andere Ende des elektrischen Verbinders 26 ist mit dem Schaltkreis 22 verbunden, so dass der Schaltkreis 22 elektrische Verbindungen mit dem Schaltkreis von benachbarten Funktionsmodulen ausbildet. Der elektrische Verbinder 26 ist vorzugsweise ein T-förmiger elektrischer Verbinder, wie er oben beschrieben wurde, wobei dessen zwei Schultern elektrisch mit benachbarten Funktionsmodulen zu verbinden sind und dessen Bein mit dem Schaltkreis 22 verbunden ist. Mehrere T-förmige elektrische Verbinder können in Serie geschaltet sein, um eine Busleitung auszubilden, und die resultierenden Busleitungen bilden ein Bussystem. Um die Verbindung der elektrischen Verbinder 26 von benachbarten Funktionsmodulen zu erleichtern, öffnen sich Durchgangslöcher 20C, 20D an entsprechenden Positionen der Gehäuse 20A, 20B, so dass Kontakte der elektrischen Verbinder 26 in den Löchern 20C, 20D freiliegen und sich nach außerhalb des Gehäuses 20 erstrecken.
Das Funktionsmodul kann auch einen oder mehrere Stifte 24 an einem Ende der Leiterplatte 21 zur elektrischen Verbindung der Busleitungen 15, die an der Trägerschiene 16 angeordnet sind, bereitstellen, d.h., um die entsprechenden elektrischen Kontakte 27 in den elektrischen Verbindern 26, die an entsprechenden Positionen angeordnet sind, zu kontaktieren. Das andere Ende des Stiftes 24 ist mit dem Schaltkreis 22 verbunden, um den Schaltkreis 22 mit dem Bus 15 elektrisch zu verbinden. Das Verbindungsende des Stiftes 24 bildet vorzugsweise eine Klemmgabel zum elastischen Halten der Leitungen des Busses 15 aus. Die Busleitungen bilden ein Bussystem, das nicht das Bussystem ist, das durch die Verbinder 26 ausgebildet wird. Um die Verbindung zwischen dem Stift 24 und den Busleitungen zu erleichtern, ist eine Öffnung an der entsprechenden Endposition der Gehäuse 20A, 20B angeordnet, so dass die Stifte 24 freiliegen und außerhalb des Gehäuses 20 vorstehen. Dieses Ende des Gehäuses 20 bildet vorzugsweise eine mit der Trägerschiene 16 übereinstimmende Gestalt aus, so dass die Trägerschiene 16 in die übereinstimmende Gestalt eingreifen kann. Nach Bedarf kann außerdem ein elastisches Halteelement 28 angeordnet sein, um die Trägerschiene elastisch zu halten, nachdem die Trägerschiene 16 in die übereinstimmende Gestalt eingeführt wurde und dort eingreift. Die Klemmsituation kann auf einfache Weise von einem Nutzer durch nach außen Stoßen des Halteelementes 28 gelöst werden.
Auch wenn die in den 1 und 2 gezeigten Funktionsmodule gleichzeitig das Bussystem schaffen, das durch die elektrischen Verbinder 26 und den Bus 15 ausgebildet wird, der durch die Busleitungen an der Trägerschiene 16 ausgebildet wird, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass in besonderen Anwendungen auch nur eines der beiden angeordnet sein kann. Auch wenn beide gleichzeitig angeordnet sind, müssen diese nicht gleichzeitig verwendet werden. Wenn jedoch die Funktionsmodule in dem System über einen drahtlosen Kommunikationskanal miteinander kommunizieren, muss es nicht notwendig sein, diese Busse bereitzustellen.
Ein Funktionsmodul, das die oben beschriebene Struktur und die oben beschriebenen Funktionen aufweist, oder ein Teil davon sowie ein System, das mehrere derartige Funktionsmodule aufweist, sind in der Industrie bekannt und werden dort in großem Umfang verwendet. Der Fachmann ist in der Lage, diese entsprechend bekannter Technologien zu realisieren. Daher sind deren Details weggelassen.
Jedes Funktionsmodul 11-1N der vorliegenden Erfindung stellt außerdem einen Foto-Transceiver 25 auf der Leiterplatte 21 bereit. Der Foto-Transceiver 25 enthält einen Foto-Empfänger 25A und einen Foto-Sender (Foto-Emitter) 25B, der (in Bezug auf das Funktionsmodul) gegenüber von dem Foto-Empfänger angeordnet ist. 3 ist ein strukturelles Diagramm eines Foto-Transceivers 25, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist. Wie es dort gezeigt ist, enthält der Foto-Transceiver 25 einen Foto-Empfänger 25A und einen Foto-Sender 25B, wobei der Foto-Sender 25B vorzugsweise ein Rotlicht-LED-Emitter ist. Die Empfangs-/Senderichtungen beider sind im Wesentlichen zu derselben Linie ausgerichtet. Die Foto-Transceiver 25, die in den Funktionsmodulen angeordnet sind, sind auf derselben Linie angeordnet. Durchgangslöcher 20E und 20F öffnen sich an entsprechenden Positionen der Gehäuse 20A und 20B. Wenn die Funktionsmodule 11-1N in Serie geschaltet sind, ist die Empfangs-/Senderichtung sämtlicher Foto-Transceiver 25 im Wesentlichen zu derselben Linie ausgerichtet. Der Foto-Sender 25D von einem Funktionsmodul 11 ist zu dem Foto-Empfänger 25A eines nächsten Funktionsmoduls 12 auf derselben Seite orientiert, und der Foto-Sender 25B des nächsten Funktionsmoduls 12 ist zu dem Foto-Empfänger 25A eines weiteren nächsten Funktionsmoduls 12 auf derselben Seite orientiert. Auf diese Weise kann jedes Funktionsmodul seinen Foto-Sender 25B zum Senden von Signalen an den Foto-Empfänger 25A von dessen benachbartem Funktionsmodul verwenden.
Man beachte, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Foto-Sender 25B eines jeweiligen Funktionsmoduls nicht optische Signale in Umgehung des benachbarten Funktionsmoduls an ein an das benachbarte Funktionsmodul anschließendes Funktionsmodul aussenden kann. Daher ist das Signalübertragungssystem, das durch die Foto-Transceiver 25 ausgebildet wird, kein Bussystem. Auch wenn in der Ausführungsform der 1 ein jeweiliger Foto-Transceiver 25 für jedes Funktionsmodul vorhanden ist, ist daher das ausgebildete Foto-Kommunikationssystem eine unidirektionale Signalübertragungsarchitektur; in einigen speziellen Ausführungsformen sind jedoch jeweilige zwei Foto-Transceiver 25 mit umgekehrten Foto-Senderichtungen in jedem Funktionsmodul angeordnet, um ein bidirektionales Signalübertragungssystem auszubilden. In den meisten Anwendungen ist ein unidirektionales Signalübertragungssystem ausreichend, um sämtliche benötigten Funktionen, d.h. die automatische Adressierungsfunktion der vorliegenden Erfindung, zu liefern.
Wie es oben beschrieben wurde, enthalten die Funktionsmodule 11-1N ein Steuerungsmodul 11. In dem automatischen Adressierungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden sämtliche Adressierungsschritte von dem Steuerungsmodul 11 durchgeführt. Die Tatsache, dass das Funktionsmodul 11 das Steuerungsmodul ist, muss jedoch nicht notwendigerweise bedeuten, dass das Funktionsmodul 11 stets das Steuerungszentrum sämtlicher Funktionsmodule 11-1N ist. Außerdem muss das Steuerungsmodul 11 nicht notwendigerweise an einem speziellen Ort der Funktionsmodule 11-1N wie beispielsweise einem Endort angeordnet sein. In der oben beschriebenen Ausführungsform des unidirektionalen Fotosignalübertragungssystems ist jedoch das Steuerungsmodul 11 vorzugsweise an der Endposition des Systems angeordnet, das durch die Funktionsmodule 11-1N ausgebildet wird. Insbesondere bezeichnet die Endposition die Position des ersten Foto-Senders in der Foto-Sendekette, die durch die Foto-Transceiver in dem System ausgebildet wird, das die Funktionsmodule 11-1N aufweist.
Im Folgenden wird das automatische Adressierungsverfahren des Systems, das die Funktionsmodule aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 4 beschrieben, das ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des automatischen Adressierungsverfahrens zeigt. In dem Beispiel, das in der Figur gezeigt ist, enthält das System, das mehrere Funktionsmodule aufweist, drei Funktionsmodule, d.h. ein Steuerungsmodul 11, ein erstes Slave-Funktionsmodul 12 und ein zweites Slave-Funktionsmodul 13. Das erfindungsgemäße Adressierungsverfahren kann jedoch in einem System verwendet werden, das eine beliebige Anzahl von Funktionsmodulen enthält. Außerdem wird in der Ausführungsform der 4 nur der Bus 15, der an der Trägerschiene 16 angeordnet ist, verwendet, und es wird der Bus, der durch die elektrischen Verbinder 26 ausgebildet wird, nicht verwendet. Dieses stellt jedoch selbstverständlich keine technische Beschränkung dar. Der Bus 15 kann vier Stromleitungen (beispielsweise 24V+- und 5V+-), eine Initialisierungssignalleitung und zwei Signalleitungen enthalten. Dem Fachmann ist jedoch bekannt, dass das automatische Adressierungsverfahren der vorliegenden Erfindung auch unter Verwendung nur des Bussystems, das durch die in Serie geschalteten Verbinder 26 ausgebildet wird, oder durch eine drahtlose Kommunikation erzielt werden kann.
Wie es in 4 gezeigt ist, tritt das Steuerungsmodul 11 in Schritt 401 in einen Adressierungs- oder Neu-Adressierungsbetrieb ein. Daher stellt das Steuerungsmodul 11 das Signal auf der Initialisierungssignalleitung des Busses 15 von einem zweiten Pegel auf einen ersten Pegel ein, d.h. zieht dieses beispielsweise von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel, um zu bewirken, dass die anderen Funktionsmodule den Adressierungsbetrieb initialisieren. In einer Anwendung kann jedes Funktionsmodul 11-1N ausgelegt sein, in einen Adressierungsbetrieb einzutreten, wenn es das Initialisierungssignal eines hohen Pegels empfängt, und aus dem Adressierungsbetrieb auszutreten, d.h. nicht auf ein Foto-Signal, das von dessen Foto-Empfänger empfangen wird, zu reagieren, nachdem das Initialisierungssignal des niedrigen Pegels empfangen wurde. Selbstverständlich erkennt der Fachmann, dass das System auch ausgelegt sein kann, das Signal auf der Initialisierungssignalleitung von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel zu ziehen, um den Adressierungsbetrieb zu initialisieren. Mit anderen Worten, der erste Pegel und der zweite Pegel sind eine selektierbare Kombination aus einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel. Außerdem kann das Steuerungsmodul 11 in einer Ausführungsform, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ausgerüstet ist, ein Initialisierungssignal zum Eintreten in einen Adressierungs- oder Neu-Adressierungsbetrieb senden, was bewirkt, dass ein jeweiliges Funktionsmodul 11-1N in den Adressierungs- oder Neu-Adressierungsbetrieb eintritt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein jeweiliges Funktionsmodul beim Empfang des Initialisierungssignals des ersten Pegels seine eigene Adresse auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise #31, einstellen, um anzugeben, dass dem Funktionsmodul keine Adresse zugewiesen ist.
Danach sendet das Steuerungsmodul 11 in Schritt 402 einen Adressierungsbefehl (erster Adressierungsbefehl) an sein stromabseitig benachbartes Funktionsmodul 12 über seinen Foto-Sender 25B. Der Adressierungsbefehl enthält einzigartige Adressdaten (die ersten Adressdaten). Vorzugsweise enthält der Adressierungsbefehl außerdem einen Satz von Verifizierungscodes zum Bestätigen, dass die Richtigkeit des Adressierungsbefehls nicht durch externe Einflüsse während des Übertragungsprozesses beeinflusst wurde. Der Verifizierungscode kann ein Ergebnis einer auf dem Adressierungsbefehl basierenden Berechnung wie beispielsweise ein Adresswert usw. sein und wird zusammen mit dem Adressierungsbefehl bereitgestellt. Das Funktionsmodul, das den Adressierungsbefehl ausgibt, beispielsweise das Steuerungsmodul 11, erzeugt den Verifizierungscode mit demselben Berechnungsverfahren wie das Funktionsmodul, das den Adressierungsbefehl empfängt, beispielsweise das Funktionsmodul 12. Wenn der Inhalt der Nachricht richtig ist, ist der Verifizierungscode, der von dem sendenden Funktionsmodul erzeugt wird, derselbe wie derjenige, der von dem empfangenden Funktionsmodul, das den Adressierungsbefehl empfängt, berechnet wird.
In Schritt 403 erfasst der Foto-Empfänger 25A des Slave-Funktionsmoduls 12 das optische Signal, das von dem Foto-Sensor 25B des Steuerungsmoduls 11 ausgesendet wird, und bestimmt das optische Signal als einen Adressierungsbefehl. Das Funktionsmodul 12 bestimmt, dass das Initialisierungssignal den ersten Pegel aufweist. Es nimmt somit die ersten Adressdaten von dem ersten Adressierungsbefehl auf bzw. entgegen und zeichnet die Adresse als die neue Adresse des Funktionsmoduls 12 auf. In diesem Schritt empfängt kein anderes Funktionsmodul 13-1N den ersten Adressierungsbefehl.
In Schritt 404 sendet das erste Slave-Funktionsmodul 12 ein Adressierungsbeendigungssignal, das die Beendigung der Adressierung repräsentiert, an das Steuerungsmodul 11. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Adressierungsbeendigungssignal über den Bus 15 übertragen, wobei das Steuerungsmodul 11 als Empfänger bezeichnet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Signal über das Bussystem, das durch die elektrischen Verbinder 26 ausgebildet wird, oder über einen drahtlosen Kommunikationskanal zu übertragen. Das Adressierungsbeendigungssignal enthält vorzugsweise einen ID-Code, der das Funktionsmodul 12 repräsentiert. In der Anwendung kann der ID-Code ein Code sein, der dem Funktionsmodul 12 in der Fabrik zugewiesen wird, und der Code ist einzigartig, so dass keine zwei Vorrichtungen auf der Welt denselben Code verwenden. Dieser Code kann Informationen enthalten, die den Hersteller, die Modellnummer, das Datum der Herstellung und/oder die Seriennummer repräsentieren. Nach dem Empfang des Adressierungsbeendigungssignals von dem Funktionsmodul 12 speichert das Steuerungsmodul 11 in Schritt 405 die ersten Adressdaten, den ID-Code des Funktionsmoduls 12 und die Seriennummer des Funktionsmoduls 12. Die Seriennummer (beispielsweise Einheitsnummer 01) wird aufgezeichnet.
Unmittelbar nach Schritt 404 führt das Funktionsmodul 12 in Schritt 406 eine bestimmte Berechnung hinsichtlich der ersten Adressdaten durch, um zweite Adressdaten zu erzeugen, die ebenfalls einen einzigartigen Wert aufweisen, und hängt die zweiten Adressdaten an einen Adressierungsbefehl (zweiter Adressierungsbefehl) an. Der zweite Adressierungsbefehl wird in Schritt 407 an das stromabseitig benachbarte Funktionsmodul 13 über den Lichtemitter 25B des Funktionsmoduls 12 gesendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wert der zweiten Adressdaten eine Funktion von dem Wert der ersten Adressdaten. Eine geeignete Funktion ist eine Akkumulation bzw. Summenbildung. Wenn beispielsweise der erste Adresswert, der durch das Steuerungsmodul 11 gesendet wird, gleich 01 ist, kann der Wert der zweiten Adressdaten das Ergebnis einer Addition von Eins zu dem Wert der ersten Adressdaten sein, d.h. 02. Andere Verfahren, die automatisch einen Adresswert erzeugen können, können auch für die vorliegende Erfindung verwendet werden. In Schritt 408 erfasst der Foto-Empfänger 25A des Slave-Funktionsmoduls 13 das optische Signal, das von dem Lichtemitter bzw. Foto-Sender 25B des Funktionsmoduls 12 ausgesendet wird, und bestimmt dieses als einen Adressierungsbefehl. Das Funktionsmodul 13 bestimmt außerdem, dass der Pegel des Initialisierungssignals ein hoher Pegel ist, und nimmt daher die zweiten Adressdaten aus dem Adressierungsbefehl auf bzw. entgegen und zeichnet diese als neue Adresse des Funktionsmoduls 13 auf. Ähnlich wie oben gesagt empfängt kein anderes Funktionsmodul 12, 14-1N in diesem Schritt den zweiten Adressierungsbefehl.
In Schritt 409 sendet das Funktionsmodul 13 ein Adressierungsbeendigungssignal, das die Beendigung der Adressierung repräsentiert, an das Steuerungsmodul 11. Das Funktionsmodul 13 erzeugt in Schritt 411 einen nächsten Adressierungsbefehl und stellt diesen in Schritt 412 seiner Stromabseite über seinen Foto-Sender 25B bereit. Auf ähnliche Weise enthält dieser Adressierungsbefehl nächste Adressdaten, und der Wert der nächsten Adressdaten ist eine Funktion von den dritten Adressdaten, beispielsweise eine Summe. In dieser Ausführungsform kann dieser 03 usw. sein. Unmittelbar nach Schritt 409 empfängt das Steuerungsmodul 11 in Schritt 410 das Antwortsignal des Funktionsmoduls 13 und zeichnet den ID-Code und die neue Adresse des Funktionsmoduls 13 (02 ersetzt die ursprüngliche Adresse von #31) und die Seriennummer auf. Diese Adressierungsschritte werden wiederholt, bis die Adressierung beendet ist. In dem Beispiel der 4 gibt es kein weiteres Funktionsmodul auf der Stromabseite des Funktionsmoduls 13. Das optische Signal, das durch das Funktionsmodul 13 ausgesendet wird, kann von keinem anderen Funktionsmodul empfangen werden. Daher wird der dritte Adressierungsbefehl von keinem Funktionsmodul aufgenommen bzw. empfangen. Als Ergebnis dessen wird kein Funktionsmodul ein Antwortsignal, das eine Beendigung der Adressierung repräsentiert, senden. In Schritt 413 empfängt das Steuerungsmodul 11 kein Antwortsignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach Aussendung des dritten Adressierungsbefehls. Es bestimmt, dass der Adressierungsbetrieb beendet wurde. Daher wird der Pegel der Initialisierungssignalleitung heruntergezogen (zweiter Pegel). Dieses beendet den Adressierungsbetrieb.
Eine Pulslängenmodulationstechnik kann in dieser Erfindung verwendet werden, um die Adressierungsbefehle zu übertragen, die Adressdaten in der Form eines optischen Signals enthalten. Die Länge der optischen Signale kann verwendet werden, um einen Rücksetzzustand, einen Startzustand oder einen Null- oder Eins-Puls zu repräsentieren. Andere Techniken, die für eine optische Signalübertragung verwendet werden können, sind ebenfalls für die vorliegende Erfindung verwendbar.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedes Funktionsmodul 12-1N ausgelegt, zu bestimmen, ob diesem eine neue Adresse zugewiesen wurde, wenn es ein Initialisierungssignal des zweiten Pegels erfasst. Wenn das Ergebnis Nein lautet, wird eine Fehlernachricht an das Steuerungsmodul 11 zurückgegeben. Das Steuerungsmodul 11 kann einmal erneut den Pegel des Initialisierungssignals auf den ersten Pegel für einen Neu-Adressierungsbetrieb ziehen. Die Prozedur zum Neu-Adressieren ist grundlegend dieselbe wie oben beschrieben. Daher wird dessen detaillierte Beschreibung weggelassen. Der Zeitpunkt dieser Bestimmung wird vorzugsweise auf die Zeit eingestellt, zu der der Pegel der Initialisierungssignalleitung von dem ersten Pegel auf den zweiten Pegel gezogen wird. Ein geeignetes Verfahren besteht darin, die zentrale Verarbeitungseinheit eines jeweiligen Funktionsmoduls 12-1N auszulegen, eine Unterbrechung (Interrupt) zu erzeugen, wenn der Pegel der Initialisierungssignalleitung von dem ersten Pegel auf den zweiten Pegel gezogen wird. Dieses ermöglicht es der zentralen Verarbeitungseinheit, sofort zu überprüfen, ob das zugeordnete Funktionsmodul eine neue Adresse erlangt hat. Der Fachmann erkennt, dass es viele andere Wege gibt, um dieses zu erzielen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das automatische Adressierungsverfahren in einem System verwendet, das die obige Architektur aufweist, und das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

a. Das Steuerungsmodul sendet einen Initialisierungsbefehl, um zu bewirken, dass sämtliche Funktionsmodule in den Adressierungsbetrieb eintreten.
b. Das Steuerungsmodul sendet einen ersten Adressierungsbefehl an dessen stromabseitig benachbartes Funktionsmodul über einen Foto-Sender, wobei der Adressierungsbefehl einzigartige Adressdaten enthält.
c. Der Initialisierungsbefehl und der Adressierungsbefehl bewirken, dass das benachbarte Funktionsmodul den ersten Adressierungsbefehl empfängt, die Adressdaten aufnimmt und die Adresse als die Adresse des benachbarten Funktionsmoduls aufzeichnet.
d. Das benachbarte Funktionsmodul sendet einen zweiten Adressierungsbefehl an dessen stromabseitig benachbarte Funktionsmodul über seinen Foto-Sender und gibt ein Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul zurück; der zweite Adressierungsbefehl enthält andere einzigartige Adressdaten, und der Wert der zweiten Adressdaten ist eine Funktion von dem Wert der ersten Adressdaten.

Die obigen Schritte c bis d werden wiederholt, bis sämtliche Funktionsmodule adressiert wurden; und das Steuerungsmodul sendet erneut einen Initialisierungsbefehl, so dass sämtliche Funktionsmodule aus dem Adressierungsbetrieb austreten.
Das Steuerungsmodul erzeugt vorzugsweise zum Starten des Adressierungsbetriebs den Initialisierungsbefehl durch Ziehen des Signalpegels der Initialisierungssignalleitung von einem zweiten Pegel auf einen ersten Pegel, und zum Austreten aus dem Adressierungsbetrieb zieht das Steuerungsmodul den Signalpegel auf den zweiten Pegel. In dieser Ausführungsform kann der Schritt eines Empfangens eines Adressierungsbefehls durch ein jeweiliges Funktionsmodul die folgenden Schritte enthalten: Bestimmen eines Signalpegels der Initialisierungssignalleitung nach einem Empfangen des Adressierungsbefehls; Aufnehmen der Adressdaten, wenn der Signalpegel der erste Pegel ist; Aufnehmen keiner Adressdaten, wenn der Signalpegel der zweite Pegel ist.
Der Adressierungsbefehl enthält vorzugsweise einen Satz von Verifizierungscodes zum Bestätigen der Richtigkeit des Adressierungsbefehls. Der Initialisierungsbefehl, der durch das Steuerungsmodul ausgegeben wird, stellt vorzugsweise für spezielle Funktionsmodule wie beispielsweise ein nicht adressiertes Funktionsmodul oder für sämtliche Funktionsmodule eine Adresse ein, die repräsentiert, dass ein Module mit dieser Adresse keine neue Adresse bezeichnet haben. Außerdem enthalten die Signale, die von den Funktionsmodulen an das Steuerungsmodul zurückgegeben werden, vorzugsweise einen ID-Code, der als eine zeitweilige Adresse der Funktionsmodule während der Adressierungsbetriebe verwendet werden kann.
Wenn ein Funktionsmodul bestimmt, dass das Initialisierungssignal von dem ersten Pegel auf den zweiten Pegel gezogen wurde, bestimmt es außerdem, ob ihm eine neue Adresse zugewiesen wurde. Wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, gibt das Funktionsmodul eine Fehlernachricht an das Steuerungsmodul zurück.
Obwohl das obige Verfahren ein sehr einfaches und bequemes Verfahren zum automatischen Adressieren von mehreren Funktionsmodulen bereitstellt, kann jedoch wie oben beschrieben in einem Fall, in dem nicht sämtliche Funktionsmodule richtig an der Schiene angeordnet sind, wobei deren einzelne Lichtemitter bzw. Foto-Sender richtig zu den stromabseitigen Foto-Empfängern ausgerichtet sind, der Adressierungsbetrieb der Funktionsmodule unterbrochen werden und nicht automatisch wiederaufgenommen werden.
Um ein derartiges Problem zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum automatischen Adressieren von mehreren Funktionsmodulen, die automatisch den Adressierungsbetrieb wiederaufnehmen können, wenn dieser unterbrochen wurde. Die 6A bis 6D sind Diagramme, die eine Ausführungsform des Adressierungsverfahrens für mehrere Funktionsmodule mit automatischen Fehlersuchfunktionen gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigen. Wie es gemäß einem ersten Schritt in 6A gezeigt ist, weist das Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, für die Funktionsmodule 12, 13, 14 zugewiesene Adressen mit Einheitszahlen/Adressen von 01, 02 und 03 auf. Da kein Funktionsmodul stromab benachbart zu dem Funktionsmodul 14 mit der Adresse 03 angeordnet ist, wird kein Funktionsmodul ein Adressierungsbeendigungssignal als Antwort auf den Adressierungsbefehl zurückgeben, der durch das Funktionsmodul 14 mit der Adresse 03 erzeugt wird. Der Adressierungsbetrieb wird somit durch das Steuerungsmodul 11 mit der Adresse 00 beendet. Wie es in 6A gezeigt ist, enthält das Steuerungssystem jedoch die Funktionsmodule 11-14 sowie 15-18. Das stromabseitig an das Funktionsmodul 14 mit der Adresse 03 anschließende Funktionsmodul 15 kann den Adressierungsbefehl, der von dem Funktionsmodul 14 ausgegeben wird, nicht empfangen, da es nicht benachbart zu dem Funktionsmodul 14 mit der Adresse 03 ist. Der obige Adressierungsbetrieb belässt die Adressen der vier Funktionsmodule 15-18, die an das Funktionsmodul 14 anschließen, auf 31, d.h. auf „nichtadressiert“.
Es kann viele Gründe für dieses Ergebnis geben. Ein möglicher Grund besteht darin, dass das Funktionsmodul (nicht gezeigt), das unmittelbar nach der Einheitszahl 03 angeordnet ist, eine Fehlfunktion aufweist, was das Funktionsmodul, das den Fehler verursacht hat, zusammen mit sämtlichen stromabseitigen Funktionsmodulen nichtadressiert lässt.
Um dieses Problem zu lösen, ist das Steuerungsmodul 11 (in 6A beispielsweise mit der Einheitsnummer 00) gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung außerdem ausgelegt, nachdem der Adressierungsbetrieb beendet ist, ein Anfragesignal an sämtliche Funktionsmodule 11-1N zu senden, um jedes Funktionsmodul zu veranlassen, mit eigenen Adressdaten zu antworten. Vorzugsweise enthalten die Informationen, die von einem jeweiligen Funktionsmodul zurückgegeben werden, den ID-Code, so dass das Steuerungsmodul 11 bestimmen kann, wie viele Funktionsmodule noch nicht adressiert sind. Alternativ kann das Steuerungsmodul 11 ausgelegt sein, das Anfragesignal nur an sämtliche nichtadressierten Funktionsmodule, beispielsweise sämtliche Funktionsmodule mit der Adresse von 31, zu senden.
Danach bestimmt das Steuerungsmodul 11, dass es noch vier Funktionsmodule gibt, denen keine Adresse zugewiesen ist. Das Steuerungsmodul sendet dann einen Adressierungsbefehl an eines der bestimmten vier Funktionsmodule entsprechend gegebenen Regeln. In diesem Schritt wird der Adressierungsbefehl nicht über den Foto-Sender übertragen, sondern über den Bus 15, das Bussystem, das durch die Verbinder 26 ausgebildet wird, oder den drahtlosen Kommunikationskanal. Außerdem werden das Anfragesignal des Steuerungsmoduls 11 und die Antwort eines jeweiligen Funktionsmoduls in dem vorherigen Schritt auch über einen der obigen Kanäle, aber nicht über den optischen Transceiver übertragen. Die Regel, die ein Funktionsmodul für den Empfang des neuen Adressierungsbefehls bestimmt, kann eine beliebige Regel sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Regel eine Zufallsauswahl, wobei jedoch andere Verfahren zum Bestimmen eines Funktionsmoduls für den Empfang des Adressierungsbefehls gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Wie es in 6B gezeigt ist, wird in diesem Schritt der Adressierungsbefehl durch das drittletzte Funktionsmodul, d.h. das Funktionsmodul 16, empfangen. Beim Empfang des Adressierungsbefehls führt das Funktionsmodul 16 das Adressierungsverfahren der vorliegenden Erfindung aus und zeichnet die Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, als eigene Adresse in dem System auf. Diese Adresse wird auch als eine Funktion der letzten Adresse, die in dem vorherigen Adressierungsbetrieb gegeben wurde, erzeugt, wird aber von dem Steuerungsmodul 11 berechnet. In dem vorherigen Adressierungsbetrieb war beispielsweise die letzte Adresse von 03 dem Funktionsmodul 14 zugewiesen. Wenn die Funktion eine Akkumulation bzw. Summenbildung ist, enthält der Adressierungsbefehl, der von dem Steuerungsmodul 11 in diesem Schritt ausgegeben wird, die Adresse von 04.
Nach dem Aufzeichnen der Adressdaten gibt das Funktionsmodul 16 ein Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul 11 zurück. Das Funktionsmodul 16 erzeugt dann nächste Adressdaten entsprechend den oben beschriebenen Regeln, beispielsweise einer Summenbildung, gefolgt durch Einschließen der nächsten Adressdaten in einen nächsten Adressierungsbefehl und Übertragen des Adressierungsbefehls über seinen Foto-Sender an das stromabseitig benachbarte Funktionsmodul 17.
Danach werden den Funktionsmodulen 17, 18 entsprechend den obigen Schritten eine jeweilige Adresse 05-06 zugewiesen. Das Steuerungsmodul 11 bestimmt, dass der Adressierungsbetrieb beendet wurde, wenn kein Adressierungsbeendigungssignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit empfangen wird, nachdem das Funktionsmodul 18 die Adressierung beendet hat. Das Steuerungsmodul 11 bestimmt dann den Austritt des Systems aus dem Adressierungsbetrieb. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungsmodul 11 jedoch ausgelegt, ein Anfragesignal an sämtliche Funktionsmodule 11-1N oder an die Funktionsmodule, von denen bestimmt wird, dass ihnen keine Adresse in dem vorherigen Adressierungsbetrieb zugewiesen wurde, zu senden, in diesem Fall das Funktionsmodul 15, das weiterhin die Einheitsnummer/Adresse von 31 aufweist. Beim Empfang einer von dem nichtadressierten Funktionsmodul 15 zurückgegebenen Nachricht sendet das Steuerungsmodul 11 einen Adressierungsbefehl, der eine nächste Adresse von 07 enthält, an das Funktionsmodul 15, wie es in 6C zu sehen ist. Die Adressierungsergebnisse sind ebenfalls in 6C gezeigt.
Nachdem das Funktionsmodul 15 die Adressierung beendet hat, wird ein Adressierungsbefehl, der weitere nächste Adressdaten enthält, an das Funktionsmodul 16 übertragen. Dem Funktionsmodul 16 wurde jedoch eine Adresse gegeben, und daher ist dessen Adresse nicht mehr 31. Das Funktionsmodul 16 wird die Adresse nicht aktualisieren, sondern wird weiterhin ein Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul 11 senden. Außerdem wird das Funktionsmodul 16 keinen nächsten Adressierungsbefehl an das stromabseitige Funktionsmodul 17 senden. Dieses beendet die Adressierung sämtlicher Funktionsmodule. Nach dem Adressierungsbetrieb weisen sämtliche Funktionsmodule eine einzigartige Adresse auf.
Das Steuerungsmodul 11 sendet ein Anfragesignal zum Bestätigen, dass es kein Funktionsmodul gibt, das eine Adresse von 31 zurückgibt, und auf der Grundlage dessen wird bestimmt, dass der Adressierungsbetrieb beendet ist. Es wird ein Initialisierungssignal beispielsweise durch Ziehen des Signalpegels der Initialisierungsleitung von dem ersten Pegel auf den zweiten Pegel erzeugt, um zu bewirken, dass sämtliche Funktionsmodule aus dem Adressierungsbetrieb austreten. Nach Bedarf kann das Steuerungsmodul 11 danach nach einem Neu-Adressierungsbetrieb die Werte der freien Adressen von den Adresswerten der betreffenden Funktionsmodule subtrahieren, so dass sämtliche Funktionsmodule aufeinanderfolgende Adresswerte aufweisen, wie es in 6D zu sehen ist.
Zusammenfassend weist das Verfahren zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen mit einer Fehlersuchfunktion der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte auf:

e. Nach Beendigung eines Adressierungsbetriebs wird ein Anfragesignal an sämtliche Funktionsmodule gesendet, und es wird ein Antwortsignal von dem nichtadressierten Funktionsmodul empfangen.
f. Es wird ein nichtadressiertes Funktionsmodul entsprechend einer gegebenen Regel ausgewählt, und es wird ein Adressierungsbefehl, der nächste Adressdaten enthält, für das ausgewählte Funktionsmodul bereitgestellt. Der Adressierungsbefehl wird über die Kommunikationsvorrichtung gesendet. Die gegebene Regel kann eine Zufallsauswahl sein. Der Wert der nächsten Adressdaten ist eine Funktion des Adressdatenwertes, der zuvor in dem System zugewiesen wurde.
g. Das ausgewählte Funktionsmodul zeichnet die Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, als seine Adresse in dem System auf und sendet ein Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul. Das Adressierungsbeendigungssignal enthält vorzugsweise einen ID-Code, der als eine zeitweilige Adresse während des Betriebs verwendet wird.
h. Die Schritte e bis g werden wiederholt, bis sämtliche Funktionsmodule eine zugewiesene Adresse aufweisen.

Wie es oben beschrieben wurde, schafft die vorliegende Erfindung eine neuartige Architektur für ein Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist, sowie ein automatisches Adressierungsverfahren für die Funktionsmodule. Aufgrund der Verwendung der Foto-Signal-Architektur können die Funktionsmodule in dem erfindungsgemäßen System effizient Adressierungsbefehle ohne Verwendung einer Klemmeinrichtung übertragen. Die resultierenden Funktionsmodule sind einfach zu installieren und zu entfernen. Nach dem Hinzufügen oder Entfernen eines Funktionsmoduls kann das System auf einfache Weise zu jeder Zeit adressiert oder neu adressiert werden. Es wird somit eine hohe Effizienz in der Systemsteuerung erzielt. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen mit einer Fehlersuchfunktion. Wenn der Adressierungsbetrieb aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, kann das Verfahren automatisch den Adressierungsbetrieb wieder aufnehmen, bis sämtliche Funktionsmodule eine zugewiesene Adresse aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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US 2016/318714 A [0008]
US 10177961 [0009]

Claims

Steuerungssystem, das mehrere Funktionsmodule aufweist, die mindestens eine Gruppe von Funktionsmodulen aufweisen, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei jedes Funktionsmodul mindestens eine Schaltung, ein Gehäuse zur Unterbringung mindestens eines Teils der Schaltung, eine Kommunikationsvorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Schaltung und in Kommunikationsverbindung mit einem Kommunikationskanal, mit dem sämtliche Funktionsmodule verbunden sind, und einen Foto-Transceiver aufweist, der einen Foto-Empfänger und einen Foto-Sender aufweist, die jeweils auf den Seiten des Gehäuses angeordnet sind, um optische Signale an und von einem Foto-Sender und einem Foto-Empfänger auf entsprechenden Seiten des Gehäuses benachbarter Funktionsmodule zu übertragen; wobei die Funktionsmodule ein Steuerungsmodul enthalten, das ausgelegt ist, von seiner Kommunikationsvorrichtung einen Initialisierungsbefehl an sämtliche Funktionsmodule über den Kommunikationskanal zu senden, wobei der Initialisierungsbefehl bewirkt, dass sämtliche Funktionsmodule in einen Adressierungsbetrieb eintreten, und nach dem Eintreten in den Adressierungsbetrieb einen ersten Adressierungsbefehl an ein zu dem Steuerungsmodul stromab benachbartes erstes Funktionsmodul über seinen Foto-Sender zu senden; wobei der erste Adressierungsbefehl einzigartige erste Adressdaten aufweist und bewirkt, dass das erste Funktionsmodul die ersten Adressdaten empfängt, die Adresse als die Adresse des ersten Funktionsmoduls aufzeichnet und einen zweiten Adressierungsbefehl an ein zu dem ersten Funktionsmodul stromab benachbartes zweites Funktionsmodul über seinen Foto-Sender sendet, wobei der zweite Adressierungsbefehl einzigartige zweite Adressdaten enthält und bewirkt, dass das zweite Funktionsmodul die zweiten Adressdaten empfängt, die Adresse als die Adresse des zweiten Funktionsmoduls aufzeichnet und einen nächsten Adressierungsbefehl an ein stromab benachbartes Funktionsmodul über seinen Foto-Sender sendet; wobei der Wert der zweiten Adressdaten eine Funktion des Wertes der ersten Adressdaten ist und wobei der Wert der nächsten Adressdaten eine Funktion des Wertes der zweiten Adressdaten ist; und wobei jedes Funktionsmodul ausgelegt ist, beim Empfang eines Adressierungsbefehls Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, zu empfangen, die Adresse als seine Adresse aufzuzeichnen und einen nächsten Adressierungsbefehl an ein stromabseitiges Funktionsmodul, das stromab benachbart zu dem Funktionsmodul, über seinen Foto-Sender zu senden, wobei der nächste Adressierungsbefehl nächste Adressdaten enthält, die eine Funktion der empfangenen Adressdaten sind; und nach einem Aufzeichnen der Adressdaten des Adressierungsbefehls ein Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul über den Kommunikationskanal zu senden; und wobei das Steuerungsmodul außerdem ausgelegt ist, den Adressierungsbetrieb zu beenden, wenn es nach einer vorbestimmten Zeit kein Adressierungsbeendigungssignal empfangen hat.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmodul außerdem ausgelegt ist, ein Anfragesignal an sämtliche Funktionsmodule über den Kommunikationskanal zu senden, um zu bewirken, dass ein Funktionsmodul, dem noch keine Adresse zugewiesen wurde, eine Nicht-beendet-Antwort zurückgibt, wenn es ein Adressierungsbeendigungssignal nach einer vorbestimmten Zeit nicht empfangen hat, und einen Adressierungsbefehl an eines der Funktionsmodule, das eine Nicht-beendet-Antwort zurückgibt, zu senden; und den Adressierungsbetrieb zu beenden, wenn es keine Nicht-beendet-Antwort innerhalb einer vorbestimmten Zeit empfangen hat.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei jedes Funktionsmodul ausgelegt ist, nach einem Empfangen eines Adressierungsbefehls auf der Seite des Foto-Empfängers die Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, aufzunehmen, als die Adresse des Funktionsmoduls aufzuzeichnen und einen nächsten Adressierungsbefehl an das benachbarte Funktionsmodul auf der Seite des Foto-Senders zu senden und ein Adressierungsbeendigungssignal, das eine Beendigung des Adressierungsbetriebs angibt, über die Kommunikationsvorrichtung an das Steuerungsmodul zu senden.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Funktion eine Summenbildung ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Adressierungsbefehl außerdem einen Satz von Verifizierungscodes zum Bestätigen der Richtigkeit des Adressierungsbefehls aufweist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Initialisierungssignal, das durch das Steuerungsmodul erzeugt wird, die Adresse von Funktionsmodulen, denen kein Adresswert zugewiesen wurde, festlegt, um einen Zustand einer fehlenden Zuweisung einer Adresse zu repräsentieren.
Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei jedes Funktionsmodul ausgelegt ist, ein Antwortsignal als Antwort auf das Anfragesignal des Steuerungsmoduls zurückzugeben, wobei das Antwortsignal einen ID-Code enthält, der als eine zeitweilige Adresse während eines Codierbetriebs verwendet wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist und der Kommunikationskanal ein drahtloser Kommunikationskanal ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung ist und einen elektrischen Verbinder enthält, der mehrere Stifte zum direkten oder indirekten elektrischen miteinander Verbinden der Stifte von benachbarten Funktionsmodulen bereitstellt.
Steuerungssystem nach Anspruch 9, wobei der Kommunikationskanal ein Bus ist, der mehrere Leitungen aufweist.
Steuerungssystem nach Anspruch 10, das außerdem mindestens eine Trägerschiene aufweist, die einen Modulträger zum Tragen mindestens einer Gruppe der Funktionsmodule, die Seite an Seite an der Trägerschiene angeordnet sind, und einen Leitungsträger zur Unterbringung der Leitungen des Busses an der Trägerschiene bereitstellt.
Steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse eines jeweiligen Funktionsmoduls vorzugsweise eine Klemme zum Anklemmen des Funktionsmoduls an die Trägerschiene enthält.
Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei der Bus außerdem eine Initialisierungssignalleitung zum Steuern des automatischen Adressierungsbetriebs aufweist; das Steuerungsmodul ausgelegt ist, den Signalpegel der Initialisierungssignalleitung auf einen ersten Pegel zu ziehen, wenn ein Adressierungsbetrieb initiiert wird, und am Ende des Adressierungsbetriebs den Signalpegel auf einen zweiten Pegel zu ziehen; und jedes Funktionsmodul außerdem ausgelegt ist, in den Adressierungsbetrieb einzutreten, wenn es das Initialisierungssignal des ersten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt, und aus dem Adressierungsbetrieb auszutreten, wenn es das Initialisierungssignal des zweiten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt.
Steuerungssystem nach Anspruch 13, wobei jedes Funktionsmodul ausgelegt ist, zu überprüfen, ob ihm eine Adresse zugewiesen ist, wenn es das Initialisierungssignal des zweiten Pegels erfasst; und wenn das nicht der Fall ist, eine Fehlernachricht an das Steuerungsmodul zu senden.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmodul außerdem ausgelegt ist, den Wert von Adressdaten sämtlicher oder eines Teils der Funktionsmodule entsprechend einem Adressierungsergebnis einzustellen.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Foto-Sender ein Rotlicht-LED-Emitter ist.
Verfahren zum Adressieren von mehreren Funktionsmodulen in einem Steuerungssystem, das die Funktionsmodule aufweist, wobei das Steuerungssystem mindestens eine Gruppe von Funktionsmodulen aufweist, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei jedes Funktionsmodul mindestens eine Schaltung, ein Gehäuse zur Unterbringung mindestens eines Teils der Schaltung, eine Kommunikationsvorrichtung in elektrischer Verbindung mit der Schaltung und in Kommunikationsverbindung mit einem Kommunikationskanal, der mit sämtlichen Funktionsmodulen verbunden ist, und einen Foto-Transceiver aufweist, der einen Foto-Empfänger und einen Foto-Sender aufweist, die jeweils auf den Seiten des Gehäuses angeordnet sind, um optische Signale an einen und von einem Foto-Sender und Foto-Empfänger auf entsprechenden Seiten des Gehäuses von benachbarten Funktionsmodulen zu übertragen; wobei die Funktionsmodule ein Steuerungsmodul enthalten; wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. Senden eines ersten Adressierungsbefehls durch das Steuerungsmodul an dessen stromabseitig benachbartes Funktionsmodul auf einer Seite über dessen Foto-Sender nach einem Eintreten in einen Adressierungsbetrieb, wobei der Adressierungsbefehl einzigartige Adressdaten enthält; b. Empfangen des ersten Adressierungsbefehls, Aufnehmen der Adressdaten und Aufzeichnen der Adresse als die Adresse des benachbarten Funktionsmoduls durch das benachbarte Funktionsmodul; c. Senden eines nächsten Adressierungsbefehls an ein stromabseitig benachbartes Funktionsmodul durch das benachbarte Funktionsmodul über dessen Foto-Sender und Zurückgeben eines Adressierungsbeendigungssignal an das Steuerungsmodul, wobei der nächste Adressierungsbefehl andere einzigartige Adressdaten enthält, die eine Funktion des Wertes der ersten Adressdaten sind; Wiederholen der obigen Schritte b und c, bis sämtlichen Funktionsmodulen eine Adresse zugewiesen wurde, wodurch der Adressierungsbetrieb beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, das außerdem die folgenden Schritte aufweist: e. Senden eines Anfragesignals an sämtliche Funktionsmodule für ein Antwortsignal eines nichtadressierten Funktionsmoduls durch das Steuerungsmodul nach Beendigung des Adressierungsbetriebs; f. Auswählen eines nichtadressierten Funktionsmodul entsprechend einer gegebenen Regel und bereitstellen eines Adressierungsbefehl, der nächste Adressdaten enthält, für das ausgewählte Funktionsmodul durch das Steuerungsmodul, wobei der Adressierungsbefehl durch die Kommunikationsvorrichtung gesendet wird und wobei ein Wert der nächsten Adressdaten eine Funktion des Wertes der Adressdaten ist, die zuvor zugewiesen wurden; g. Aufzeichnen der Adressdaten, die in dem Adressierungsbefehl enthalten sind, durch das ausgewählte Funktionsmodul als dessen Adresse in dem System und Senden eines Adressierungsbeendigungssignal durch das ausgewählte Funktionsmodul an das Steuerungsmodul; und h. Wiederholen der Schritte e bis g, bis sämtlichen Funktionsmodulen eine Adresse zugewiesen wurde.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Funktion eine Summenbildung ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Funktion eine Summenbildung ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Adressierungsbefehl außerdem einen Satz von Verifizierungscodes zum Bestätigen der Richtigkeit des Adressierungsbefehls aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Adressierungsbetrieb dadurch initiiert wird, dass das Steuerungsmodul ein Initialisierungssignal zum Einstellen der Adresse von Funktionsmodulen, denen kein Adresswert zugewiesen wurde, sendet, um einen Zustand einer fehlenden Zuweisung einer Adresse zu repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei jedes Funktionsmodul ein Antwortsignal als Antwort auf das Anfragesignal des Steuerungsmoduls zurückgibt, wobei das Antwortsignal einen ID-Code enthält, der als eine zeitweilige Adresse während eines Codierbetriebs verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist und der Kommunikationskanal ein drahtloser Kommunikationskanal ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine drahtgebundene Kommunikationsvorrichtung ist und einen elektrischen Verbinder enthält, der mehrere Stifte zum direkten oder indirekten elektrisch Verbinden der Stifte von benachbarten Funktionsmodulen bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Kommunikationskanal ein Bus ist, der mehrere Leitungen aufweist, und wobei das Steuerungssystem außerdem mindestens eine Trägerschiene aufweist, die einen Modulträger zum Tragen mindestens einer Gruppe der Funktionsmodule, die Seite an Seite an der Trägerschiene angeordnet sind, und einen Leitungsträger zur Unterbringung der Leitungen des Busses an der Trägerschiene bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Bus außerdem eine Initialisierungssignalleitung zum Steuern des automatischen Adressierungsbetriebs aufweist; das Steuerungsmodul ausgelegt ist, den Signalpegel der Initialisierungssignalleitung auf einen ersten Pegel zu ziehen, wenn der Adressierungsbetrieb initiiert wird, und den Signalpegel auf einen zweiten Pegel beim Ende des Adressierungsbetriebs zu ziehen; und jedes Funktionsmodul außerdem ausgelegt ist, in den Adressierungsbetrieb einzutreten, wenn es das Initialisierungssignal des ersten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt, und aus dem Adressierungsbetrieb auszutreten, wenn es das Initialisierungssignal des zweiten Pegels über mindestens einen Stift in dem elektrischen Verbinder empfängt.
Verfahren nach Anspruch 27, das außerdem den folgenden Schritt aufweist: Überprüfen durch jedes Funktionsmodul, ob neue Adressdaten erhalten werden, wenn das Initialisierungssignal des zweiten Pegels erfasst wird; und wenn dieses nicht der Fall ist, Zurückgeben einer Fehlernachricht an das Steuerungsmodul.