DE19633745C2 - Mehrere Netzwerke zur Signalverarbeitung in einem elektrischen Antriebssystem - Google Patents
Mehrere Netzwerke zur Signalverarbeitung in einem elektrischen AntriebssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von mehre
ren Achsen oder sonstigen bewegbaren Funkti
onsteilen von Geräten und Maschinen
in ihrer Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung
gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei komplexen und umfangreichen Maschinen wie zum Beispiel Druckmaschinen
mit einer Vielzahl anzutreibender Teile, beispielsweise Achsen von Druckwalzen,
ist es allgemein bekannt, elektrische Einzelantriebstechnik zu verwenden: mög
lichst jeder einzelnen Antriebsachse wird ein Elektromotor zugeordnet, der über
sein Leistungselektronikteil von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit kontrol
liert ist. In dieser kann eine Software zur Mehrfachsregelung und entkoppelten
Motorführung implementiert sein. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die
DE-OS 43 22 744 sowie die ältere DE-Patentanmeldung 195 29 430.0 und den
Katalog der Firma BAUMÜLLER NÜRNBERG GMBH "Regelbare Antriebssyste
me, Steuerungen, Dienstleistungen 1995" verwiesen. Bei solchen Systemen ist es
zweckmäßig, die Vielzahl von anzutreibenden Teilen oder Achsen in inhaltlich zu
sammenhängende Gruppen bzw. Sektionen zu untergliedern, und diesen für die
Antriebsregelung jeweils ein Netzwerk mit einer Mehrzahl von digitalen Signalver
arbeitungseinheiten zuzuordnen. Aufgrund der daraus resultierenden Dezentrali
sierung der Sollwertgenerierungs- und sonstigen Regelungs- und Steuerungsauf
gaben auf eine Mehrzahl von Multi-Signalprozessornetzen, die nach dem Ma
ster/Slave-Prinzip organisiert sind, lassen sich vielfach vereinfachte Software-
Strukturen, ein erhöhter Durchsatz bzw. eine Leistungssteigerung sowie eine hö
here Gesamtverfügbarkeit erzielen. Selbst wenn ein Master-Prozessor in einem
Multi-Prozessornetzwerk ausfällt, lassen sich mit Hilfe übergeordneter Leitrechner
die sonstigen Multi-Prozessornetze weiterbetreiben oder zumindest schnell und
gezielt herunterfahren, um die Maschine anzuhalten und still zu setzen. Ein weite
rer Vorteil besteht darin, daß innerhalb eines Multi-Signalprozessornetzes, vor
allem wenn dessen Prozessorknoten mittels geeigneter Kommunikationsschnitt
stellen ringförmig miteinander verbunden sind (vgl. "SERCOS interface - Digitale
Schnittstelle zur Kommunikation zwischen Steuerungen und Antriebe in nume
risch gesteuerten Maschinen" DE 1000/07.92 von Fördergemeinschaft SERCOS
interface e. V., Pelzstraße 5, D-5305 Alfter/Bonn; E. Kiel, O. Schierenberg" Ein
chip-Controller für das SERCOS-interface", Elektronik 1992, Seite 50 ff.), die
notwendige Synchronisation für die Slave-Prozessoren bzw. Antriebsregler ohne
weiteres durch den Master-Prozessor herbeigeführt werden kann, der dazu sein
Master-Synchrontelegramm zur ringartigen Weitergabe an die einzelnen Achs-
Signalverarbeitungseinheiten ausgibt. Damit ist der Synchronlauf der zu einer
Gruppe bzw. Sektion zusammengefaßten und dem Multiprozessornetzwerk zuge
ordneten Achsen untereinander gewährleistet.
Daneben ist es aus dem Gebiet der Telekommunikation bekannt (EP 0 461 816
A2), unterschiedliche, ringartige Netzwerke miteinander zu koppeln. Mittels eines
Netzwerks-Steuerbausteins sind Knoten miteinander verbunden, welche aller
dings nicht für die Koppelung nach außen vorgesehen sind. Die Kommunikation
und deren Synchronisierung erfolgt über einen Netzwerk-Steuerbaustein. Ferner
ist es aus dem Gebiet der Telekommunikation bekannt (vgl. EP 0 522 607 A1) bei
einem aus einer bestimmten Anzahl von Knoten zusammengesetzten Netzwerk
jedem der Knoten des jeweils bei ihm beginnenden Busses die Rolle eines Ma
sters zuzuordnen. Ferner sind Hinweise auf den Einsatz des Masters/Slaves-
Prinzips herleitbar. Anregungen, technische Merkmale auf das Gebiet der elektri
schen Antriebstechnik zu übertragen, sind aus diesen Fundstellen nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem elektrischen Antriebssystem
mit mehreren Signalverarbeitungsnetzwerken, die jeweils einer Gruppe bzw. Sek
tion von anzutreibenden Maschinenachsen oder sonstigen Maschinenfunktionstei
len zugeordnet sind, eine Abstimmung oder Einstellung in der Lage, Geschwindig
keit oder in der Beschleunigung von Maschinenachsen oder sonstigen Maschinen
funktionsteilen relativ zueinander auch dann zu ermöglichen, wenn diese steue
rungs- oder regelungstechnisch unterschiedlichen Gruppen bzw. Sektionen ange
hören und damit von verschiedenen Signalverarbeitungsnetzwerken kontrolliert
sind. Zur Lösung wird das im Anspruch 1 gekennzeichnete elektrische Antriebssystem
vorgeschlagen. Vorteilhafte
Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Damit können von einem Netzwerk zum
anderen Steuerungssignale und -informationen ausgetauscht werden, welche Pa
rameter für Relativbewegungen und sonstige Relationen mehrerer Funktionsteile
untereinander betreffen, die von unterschiedlichen Signalverarbeitungsnetzwerken
aus angetrieben sind.
Gemäß Erfindung sind der oder die Kopplungs
knoten zwischen zwei Netzwerken mit Mitteln zur zeitlichen Koordination bzw.
Synchronisierung der gekoppelten Netzwerke versehen. Damit läßt sich bei
spielsweise in einer Offset-Druckmaschine eine einer ersten Sektion angehörende
Druckeinheit mit einer Druckeinheit aus einer anderen, zweiten Sektion in der
Winkellage, -geschwindigkeit und -beschleunigung synchronisieren, obgleich die
jeweils mehreren Druckeinheiten der beiden Sektionen von unterschiedlichen
Multi-Prozessor-Sektionsnetzwerken aus gesteuert und angetrieben sind. Dabei
weisen die Synchronisierungsmittel Übertragungs- oder Sen
de- und Empfangseinrichtungen für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbe
sondere -telegramme, zwischen den Netzwerken und/oder Mittel zur Ableitung
oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes aus erhaltenen Synchronisations
signalen oder -zeichen aufweisen. Synchronisationsverfahren dazu sind an sich
bekannt (vgl. eingangs genannte Fundstellen zu "SERCOS interface").
Im Rahmen der Erfindung sind die Übertragungs- oder Sen
demittel für Synchronisationssignale oder -zeichen, insbesondere Synchronisati
onstelegramme, nebst einer Einrichtung zu deren Generierung in einem der Si
gnalverarbeitungsnetzwerke angeordnet. Die anderen, auf dieses zu synchronisie
renden Signalverarbeitungsnetzwerke sind dann zweckmäßig mit komplementä
ren Mitteln zur Ableitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes für die ein
zelnen Netzwerkknoten aus den Synchronisationssignalen oder -zeichen ausge
stattet, die von dem erstgenannten Synchronisierungsnetzwerk erhalten werden.
Das Synchronisierungssignale, -zeichen oder -
telegramme erzeugende und/oder weitergebende (Synchronisierungs-)Netzwerk
ist mit einem speziellen Übertragungs- oder Kopplungsknoten versehen, der auf ei
ner Seite mit der Kommunikationsstruktur des synchronisierenden Netzwerks ver
bunden ist. Seine andere Seite läßt sich mit dem zu synchronisierenden Netzwerk
koppeln. Eine praktikable Realisierungsmöglichkeit dazu besteht in an sich be
kannten, synchronen Kommunikationsschnittstellen, insbesondere dem Einchip-
Controller SERCON410A (vgl. Elektronik aaO Seite 57) auf der Basis der Norm
"IEC 1491 SERCOS interface".
Aus dieser Norm ist es bekannt, digitale Signalverarbeitungseinheiten über Licht
wellenleiter ringförmig miteinander zu verbinden. Der Ring startet bei einer Signal
verarbeitungseinheit als Busmaster, geht über die anderen Signalverarbeitungs
einheiten oder sonstige Komponenten als Bus-Slaves, bis er wieder beim Master
endet. Der Master gibt in festen Abständen den Takt vor, auf den sich die Slaves
und mit ihm die entsprechenden Antriebe synchronisieren. Gestartet wird ein
Übertragungszyklus durch das sogenannte "Mastersynchrontelegramm", das vom
Master gesendet und von allen Slaves empfangen wird. Das Ende dieses Tele
gramms startet bei allen Ringbusteilnehmern die Uhr für die Übertragungszeit
punkte neu (vgl. Elektronik aaO, Seite 55). In diesem Zusammenhang bietet das
erfindungsgemäße Konzept die Möglichkeit, daß untereinander nicht synchroni
sierte Busmaster unterschiedlicher Master-Slave-Netzwerke miteinander syn
chronisiert Mehrachs-Antriebe betreiben können, indem einem Netzwerk ein zu
sätzlicher Slave-Knoten in Form der genannten, synchronen Kommunikations
schnittstelle hinzugefügt wird. Dadurch lassen sich Synchronisationszeichen oder
-telegramme auf das weitere, anzukoppelnde Signalverarbeitungsnetzwerk über
tragen, so daß dessen (weiterer) Master sich mit dem Master des erstgenannten
Netzwerks synchronisieren und seine Slave-Knoten entsprechend koordinieren
kann. Damit ist es möglich, daß Druckwalzen unterschiedlicher Druckmaschinen-
Sektionen winkelsynchron angetrieben werden.
Das Anordnen eines speziellen Kopplungsknotens in einem Signalverarbeitungs
netzwerk, insbesondere in der Form der synchronen Kommunikationsschnittstelle
(SERCON410A - siehe oben), eröffnet die Möglichkeit zu vielfältigen Multi-
Netzwerk/Multi-Masterarchitekturen: Die Kopplungsknoten können als verbinden
de Zwischenglieder eingesetzt werden, um mehrere Signalverarbeitungsnetzwer
ke gleichsam wie Glieder einer Kette hintereinander zu kaskadieren. Bei jeweiliger
Master/Slave-Struktur ist in diesem Sinne für den zweiten, dritten, vierten usw.
Netzwerk-Master je ein Synchronisations-Slaveknoten vorzusehen.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf Ketten- oder Kaskaden-Strukturen von Multi-
Netzwerksystemen beschränkt. Alternativ oder zusätzlich können über die ge
nannten Synchronisations-Zwischenglieder die Netzwerke nach einer Baumstruk
tur angeordnet sein. Daneben liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß ein
Signalverarbeitungsnetzwerk einerseits und eine Einzel-Signal-
Verarbeitungseinheit andererseits sich über einen Kopplungsknoten aus dem
Netzwerk miteinander synchronisieren.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfin
dung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen sowie der nachfolgen
den Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen. Diese zeigen in jeweils schematischer Darstellung
Fig. 1 das blockartige Strukturbild des erfindungsgemäßen Multi-Master-
Systems,
Fig. 2 in detaillierter Darstellung die Integration eines abgewandelten Multi-
Master-Systems in eine Offset-Druckmaschine, wobei das Struktur
bild um gerätetechnische Einzelheiten ergänzt ist.
Gemäß Fig. 1 ist das automatisierte Mehrfach-Antriebssystem in hierarchisch ab
gestufte Steuerungsbereiche gegliedert: Die oberste Ebene bildet der Leitbereich
1, der von im Beispiel drei Leitrechnern SPS, zum Beispiel speicherprogrammier
bare Steuerungen, getragen wird. Den Steuerbereich nächster Stufe bildet ein
Master-Bereich 2, der von im Beispiel zwei Master-Signalverarbeitungseinheiten
Ma und einer Einzelsignalverarbeitungseinheit DSP gebildet ist. Die gemäß Fig. 1
hierarchisch am niedrigsten angesiedelte Steuerungsebene besteht im Slave-
Bereich 3, der im wesentlichen auf fünf Slave-Signalverarbeitungseinheiten SI
basiert, von denen drei dem in der Zeichnung linken Master Ma und die restlichen
zwei dem in der Zeichnung rechts daneben angeordneten Master Ma zugeordnet
sind. Als universelle Standardbausteine für Master- oder Slave-
Signalverarbeitungseinheiten eignen sich an sich bekannte, digitale Signalprozes
soren (vgl. eingangs genannten BAUMÜLLER-Katalog, insbesondere Produkt
DSP-C30).
Der Kommunikation der Leit-, Master- und Slave-Rechner SPS, Ma, SI unterein
ander dienen synchron-serielle Kommunikationsschnittstellen SSK, die beispiels
weise mit dem oben erwähnten Einchip-Controller SERCON410A realisiert sein
können. Diese zeichnen sich jeweils durch zwei Ports aus, von denen eines zur
Ankopplung an ein paralleles Bussystem und ein anderes zur synchron-seriellen
Datenübertragung ausgebildet ist. Die Leitrechner SPS übermitteln ihre Leitwerte
jeweils über eine solche, eigens angeschlossene Kommunikationsschnittstelle
SSK in den Master-Bereich 2 mittels synchron-serieller Datenübertragung. Sowohl
die Leitrechner SPS als auch die Master-Rechner Ma wie auch die Slave-Rechner
51 sind jeweils mit dem als paralleles Businterface ausgebildeten Port der seriell
synchronen Kommunikationsschnittstelle SSK direkt verbunden. Dazu dienen je
weilige, lokale Parallelbusse L, woran die Signalverarbeitungsknoten Ma, SI sowie
die Leitrechnerknoten SPS und die seriell-synchronen Kommunikationsschnittstel
len jeweils mit dem parallelen Businterface angekoppelt sind. Die Kommunikation
der Leit-, Master- und Slave-Rechner untereinander erfolgt jeweils ringförmig über
die seriellen Ports der Kommunikationsschnittstellen SSK. So bildet der in Fig. 1
linke Leitrechner SPS mit der ihm zugeordneten Master-
Signalverarbeitungseinheit Ma (in Fig. 1 ganz links) des Master-Steuerbereichs 2
einen Kommunikationsring mit lediglich zwei Knoten, wobei der Leitrechner den
Busmaster bildet. In gleichartiger Weise kontrolliert der in Fig. 1 mittlere Leitrech
ner SPS einen seriellen Kommunikationsring, bei dem über seriell-ringartige Da
tenübertragung die beiden Master-Signalverarbeitungseinheiten zwei weitere von
insgesamt drei Rechnerknoten (mittlerer Leitrechner SPS, linke, erste Master-
Signalverarbeitungseinheit Ma, rechte, zweite Master-Signalverarbeitungseinheit
Ma) sind. Auch der rechte Leitrechner SPS beherrscht einen Kommunikationsring
aus drei Knoten, die von ihm, der zweiten, rechten Master-
Signalverarbeitungseinheit Ma und der (in Fig. 1 ganz recht gezeichneten) Einzel-
Signalverarbeitungseinheit DSP gebildet sind. Auch letztere greift über einen loka
len Parallelbus L auf das parallele Businterface in der ihr zugeordneten seriell-
synchronen Kommunikationsschnittstelle SSK zu. Den Busmaster bildet auch hier
der Leitrechner SPS mit entsprechender Einstellung bzw. Programmierung seiner
direkt an ihn angeschlossenen Kommunikationsschnittstelle SSK.
Gemäß Fig. 1 kommuniziert der Master-Steuerbereich 2 mit dem Slave-
Steuerbereich 3 ebenfalls nach der von dem synchron-seriellen Kommunikations
schnittstellen SSK vorgegebenen Ringstrukturen. Dabei ergeben sich gemäß Fig.
1 zwei Master/Slave-Netzwerke 4, 5 mit jeweils einer Master-
Signalverarbeitungseinheit Ma im Steuerbereich 2 und drei bzw. zwei Slave-
Signalverarbeitungseinheiten SI im Slave-Steuerungsbereich 3. Als weiterer
Kommunikationsknoten ist in den Master-Slave-Ringnetzwerken jeweils eine
(punktiert gezeichnete) synchron-serielle Kommunikations- und Kopplungs
schnittstelle SSKK eingefügt, so daß sich für das erste Master/Slave-Netzwerk 4
fünf und für das zweite Master/Slave-Netzwerk 5 vier Knoten im Kommunikations
ring ergeben. Dabei bildet die jeweilige Master-Signalverarbeitungseinheit den
Busmaster, der Mastersynchrontelegramme aussendet, die von den Slaves
nacheinander empfangen und weitergegeben werden, bis sich mit Ankunft dieses
Synchrontelegramms der Kommunikationsring bzw. die Informationsschleife
schließt (vgl. Elektronik aaO Seite 55). Solche Synchronisationssignale oder -
telegramme, erzeugt im in Fig. 1 linken Master/Slave-Netzwerk 4, durchlaufen
auch den als seriell-synchrone Kopplungsschnittstelle ausgeführten Knoten
SSKK, der zweckmäßig ebenfalls mit dem oben genannten Einchip-Controller
SERCON410A ausgeführt ist. Auf dessen paralleles Businterface hat die in Fig. 1
rechte Master-Signalverarbeitungseinheit Ma des zweiten, rechten Master/Slave-
Netzwerks 5 über ihren lokalen Parallelbus L Zugriff. Zudem sind im zweiten,
rechten Master/Slave-Netzwerk 5, vorzugsweise im Busmaster Ma, Mittel zur Ab
leitung oder Rückgewinnung eines Synchrontaktes angelegt oder implementiert,
die das (Master-)Synchrontelegramm für das zweite, rechte Master/Slave-
Netzwerk 5 in zeitlicher Abstimmung mit dem Master-Synchrontelegramm generie
ren können, das aus dem Zugriff über den Lokalbus L auf die seriell-synchrone
Kopplungsschnittstelle SSKK im ersten, linken Master/Slave-Ringnetzwerk ge
wonnen wurde. Damit läßt sich der Busmaster des zweiten Master/Slave-
Netzwerks 5 auf den Busmaster Ma des ersten Master/Slave-Netzwerks 4 syn
chronisieren. Entsprechend kann sich über die weitere, in das rechte Ma
ster/Slave-Netzwerk ebenfalls als eigener Knoten eingefügte seriell-synchrone
Kommunikations- und Kopplungsschnittstelle SSKK auch die Einzel-
Signalverarbeitungseinheit DSP auf den Busmaster bzw. die Master-
Signalverarbeitungseinheit des rechten Netzwerks 5 und damit indirekt auf den
Busmaster bzw. die linke Signalverarbeitungseinheit Ma des linken Netzwerks 4
synchronisieren, indem die Einzel-Signalverarbeitungseinheit DSP über ihren loka
len Parallelbus L auf Synchronisationszeichen oder -telegramme zugreift, die im
Kommunikationsring des rechten Master/Slave-Netzwerks 5 die genannte Kopp
lungsschnittstelle SSKK durchlaufen. Diese kommuniziert über ihr serielles Port
(ebenso wie im rechten Netzwerk 4) mit ihren benachbarten Netzwerkknoten SI,
SSK bzw. Ma, SSK.
Vorteilhafte Wirkungen des Systems nach Fig. 1 sind insbesondere wie folgt: Im
Gegensatz zu einem System mit einem einzigen Master, wo die Anzahl der an
sprechbaren Achsen durch Laufzeiten durch den Kommunikationsring begrenzt
sind, lassen sich vorliegend über die seriell-synchronen Kommunikations- und
Kopplungsschnittstellen SSKK beliebig viele Master/Slave-Netzwerke für die Ma
ster- und Slave-Steuerungsbereiche 2, 3 aneinanderreihen. Die einzelnen Netz
werke können für sich genommen bzw. gruppenweise in Betrieb genommen wer
den. Das System läßt sich auch nach Auslieferung und Inbetriebnahme einfach
erweitern, indem durch Einfügen der Kopplungsschnittstellen SSKK der Erweite
rungsteil angeschlossen und dann für sich während laufender Gesamtanlage in
Betrieb genommen wird. Ein Nutzdatenaustausch zwischen den Busmastern der
einzelnen Master/Slave-Netzwerke 4, 5 ist nicht notwendig. Während bei einem
Single-Mastersystem bei späteren Erweiterungen ein immer neuer Softwareauf
wand in der Master-Signalverarbeitungseinheit bzw. dem Busmaster angesetzt
werden muß, kann vorliegend in den mehreren, auf gleicher Steuerungsebene 2
arbeitenden Busmastern der Softwareaufwand niedrig gehalten werden. Schließ
lich können die Leitrechner SPS Sollwerte über die jeweiligen Busmaster Ma der
Master/Slave-Netzwerke 4, 5 in die niedrigeren Steuerebenen 2, 3 übergeben und
dabei die Signalverarbeitungseinheiten SI aller anzutreibenden Achsen direkt
adressieren. In einem Synchrontakt lassen sich also alle Achsantriebsregler vom
Leitbereich 1 ansprechen. Daneben ist es auch denkbar, den Datenaustausch
zwischen Leitbereich 1 und untergeordneten Steuerbereichen 2, 3 gemultiplext
durchzuführen, das heißt bei jedem Synchrontakt kommuniziert ein Leitrechner
SPS mit einem jeweils anderen, einer anzutreibenden Achse zugeordneten Slave-
Rechner über dessen Busmaster im seriellen Kommunikationsring.
Diese Gesichtspunkte sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Integration
eines erfindungsgemäßen Multi-Mastersystems in eine Offset-Druckmaschine
gemäß Fig. 2 weiter veranschaulicht: Es sind ebenfalls eine Leitebene 1 für Leit
rechner SPS1, SPS2 und SPS3 vorgesehen, die allerdings - im Unterschied zu
Fig. 1 - an einen seriellen Bus 6 nach dem Standard RS 485 angeschlossen sind.
Jeder Leitrechner SPS1, SPS2, SPS3, ... ist einer Druckmaschinensektion S1,
S2 und S3 zugeordnet, die jeweils aus einer Falzeinheit FE1, FE2, FE3 und meh
reren Druckeinheiten DE1, DE2, DE3, ... zusammengesetzt sind. Jede Druckein
heit weist vier Druckwerke DW1, DW2, DW3, DW4 mit jeweils vier Druckzylindern
Z auf. Diese werden in jedem Druckwerk von einem gemeinsamen Elektromotor 7
angetrieben. Jedem dieser vier Elektromotoren 7 pro Druckeinheit DE1, DE2, ...
DE6 sowie dem Elektromotor der jeweiligen Falzeinheit FE1 ... FE3 ist über eine
Leistungselektronik und Antriebsregelung 8 eine Signalverarbeitungseinheit Ma1,
Ma2, Ma3, SI1-SI6 zur regelungs- und steuerungstechnischen Kontrolle zuge
ordnet. Wegen der Einzelheiten der Leistungselektronik und Antriebsregelung 8
wird auf die eingangs genannten, ältere Patentanmeldungen und den eingangs
genannten BAUMÜLLER-Prospekt verwiesen. Die digitalen Signalverarbeitungs
einheiten Ma1-Ma3, SI1-SI6 sind in dem in Fig. 2 gezeigten Ausschnitt auf zwei
Master/Slave-Netzwerke Ma1, SI1, SI2, SI3 und Ma3, SI4, SI5, SI6 verteilt, deren
Kommunikationsstrukturen denen in Fig. 1 entsprechen. Dabei ist der jeweilige
Busmaster Ma1-Ma3 über die Leistungs- und Antriebsregelungskomponenten 8
mit dem Elektromotor 7 der jeweiligen Falzeinheit FE1, FE2, FE3 verbunden. Der
Busmaster Ma1, der zu dem Master/Slave-Netzwerk Ma1, SI1, SI2, SI3 der ersten
Druckmaschinensektion 1 gehört, gibt über seine Master-
Synchronisationstelegramme nicht nur seinen Slaves SI1-SI3, sondern über die
als zusätzlicher Netzwerkknoten eingefügte synchron-serielle Kommunikations-
und Kopplungsschnittstelle SSKK dem benachbarten Master/Slave-Netzwerk
Ma2, SI4, SI5, SI6 für die Druckmaschinensektion S2 den Synchrontakt vor. Die
ser kann über die analog eingefügte Kopplungsschnittstelle SSKK dieses Netz
werks der Sektion S2 an den Busmaster Ma3 eines weiteren, nicht näher ge
zeichneten Master/Slave-Netzwerks übertragen werden. Damit ist die antrieb
stechnische Notwendigkeit gewährleistet, daß alle Busmaster Ma1, Ma2, Ma3, ...
synchron laufen können, mit der Folge, daß beispielsweise aus der ersten Druck
maschinensektion S1 die Druckeinheit DE2 mit ihren Druckwerken zur Druckein
heit DE5 oder DE6 und zur Falzeinheit FE2 der zweiten Sektion S2 winkelsyn
chron laufen kann. Auf eine Master-Signalverarbeitungseinheit Mal der beispiels
weise ersten Druckmaschinensektion S1 können sich also die weiteren Master-
Signalverarbeitungseinheiten Ma2, Ma3, ... der weiteren Druckmaschinensektio
nen S2, S3, ... aufgrund der zusätzlich in die Master-Ringnetzwerke eingefügten
seriell-synchronen Kopplungsknoten SSKK synchronisieren. Wegen weiterer Ein
zelheiten kann auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen werden. Lediglich zur
Kopplung und Kommunikation zwischen der Leitebene 1 und der Masterebene 2
sind - im Unterschied zur Fig. 1 - RS-485-Bustreiber eingesetzt (vgl. Elektronik
aaO Seite 57, Bild 5).
Claims (6)
1. Elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von mehreren Achsen oder
sonstigen bewegbaren Funktionsteilen von Geräten und Maschinen in ihrer
Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung, mit mehreren Elektromotoren
(7), die mit einem jeweils zugeordneten Funktionsteil verbunden sind, mit
mehreren Leistungselektronikteilen (8), die ausgangsseitig mit je einem
Elektromotor (7) zu dessen Ansteuerung verbunden sind, mit mehreren,
digitalen Signalverarbeitungsrechnern (Ma, SI, DSP), die zur Aufnahme von
Leit-, Steuer-, Soll- und/oder Lage-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleu
nigungssignalen von etwaigen Leitrechnern (SPS) oder Lagegebern (G)
an den Funktionsteilen oder Läufern der Elektromotoren (7) ausgebildet und
mit den jeweiligen Leistungselektronikteilen (8) zu deren steuerungs- oder
regelungstechnischen Kontrolle verbunden sind, und mit mehreren separa
ten Signalverarbeitungsnetzwerken (4, 5), die jeweils mehrere der Signal
verarbeitungsrechner (Ma, SI, DSP) als Knoten aufweisen und einem Teil
oder einer Gruppe der Funktionsteile zugeordnet sind, wobei innerhalb ei
nes Netzwerks (4, 5) deren Knoten nach dem Master/Slave-Prinzip ange
ordnet und durch Kommunikationskanäle und/oder ein Kommunikationssy
stem miteinander verbunden sind, und wenigstens ein Knoten (SSKK) eines
Signalverarbeitungsnetzwerks (4, 5) mit einem Knoten (Ma) eines anderen
Signalverarbeitungsnetzwerks (4, 5) oder mit einem anderen Signalverarbei
tungsrechner (DSP) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der der
Kopplung des einen Signalverarbeitungsnetzwerks (4) mit dem anderen Si
gnalverarbeitungsnetzwerk (5) beziehungsweise dem anderen Signalverar
beitungsrechner (DSP) dienende Knoten eine synchrone Kommunikations
schnittstelle (SSKK) mit einer Übertragungs- oder Sendeeinrichtung für
Synchronisationssignale oder -zeichen oder -telegramme aufweist, auf wel
che Kommunikationsschnittstelle (SSKK) der im anzukoppelnden Netzwerk
als Kommunikationsmaster dominierende Knoten zum direkten Zugriff
zwecks zeitlicher Koordination oder Ableitung oder Rückgewinnung eines
Synchrontaktes für sein Netzwerk angeordnet und ausgebildet ist.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kom
munikationsschnittstelle (SSKK) ein Port zur Verbindung mit einem paralle
len Bussystem (L) und ein anderes Port mit Sender und/oder Empfänger
zur seriellen Datenübertragung aufweist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kom
munikationsmaster (Ma) über ein paralleles Bussystem (L) direkt zum Zu
griff auf eines der Ports der synchronen Kommunikationsschnittstelle
(SSKK) des anderen Signalverarbeitungsnetzwerkes (4) ausgebildet und
angeordnet ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die synchrone Kommunikationsschnittstelle (SSKK) in einem der Netzwerke
(4, 5) als untergeordneter Slave-Knoten angeordnet und betrieben ist oder
zu einem solchen Slave-Knoten gehört.
5. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Knoten (Ma, SI, SSKK) eines oder mehrerer oder aller
Signalverarbeitungsnetzwerke (4, 5) in einer Ring- oder geschlossenen
Schleifenstruktur verbunden sind und miteinander kommunizieren.
6. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsnetzwerke (4, 5) über die ihrer
Kopplung dienenden Knoten (SSKK) in Kette oder Serie aneinandergereiht
und/oder entsprechend einer Baumstruktur verbunden sind.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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DE1996133745 Expired - Fee Related DE19633745C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Mehrere Netzwerke zur Signalverarbeitung in einem elektrischen Antriebssystem |
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