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Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung
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in einem Bus-System.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung
in einem Bus-System, das eine Busleitung und mehrere an die Busleitung angeschlossene
Teilnehmer-Module umfasst, die in einer vorbestimmten Abfolge in vorgegebener Kombination
miteinander in datenübertragender Verbindung stehen, in dem vorzugsweise jeder Teilnehmer
mindestens einen programmierbaren Zähler aufweist, dessen Zähleingang mit einem
Taktgeber in Verbindung steht und dessen Ausgang mit Schaltmitteln zur Herstellung
einer datenübertragenden Verbindung zwischen der Busleitung und einer Datenquelle
oder -senke dieses Teilnehmers in Verbindung steht, in dem die Zähler sämtlicher
Teilnehmer miteinander synchronisiert sind und in dem zur Absicherung der Busleitung
Mittel zum Erfassen von Kurzschlüssen und zum Stillegen einzelner Abschnitte der
Busleitung vorgesehen sind, nach Patent .... (Patentanmeldung P 28 23 708.3 Bei
bekannten seriellen Bus-Systemen können auf einer Busleitung, die eine Datenleitung
und eine Energieleitung umfGEsen kann, Daten in einer vorbestimmten Abfolge jeweils
wischen vorgegebenen Teilnehmern übertragen werden. Wenngleich alle an der Busleitung
angeschlossenen Teilnehmer stets empfangsbereit sind, darf nur ein Teilnehmer oder
eine bestimmte Gruppe von Teilnehmern die jeweils gesendeten Daten zur eiterverarbeitun
aufnehmen. Zur Auswahl dieses Teilnehmers oder einer bestimmten Gruppe von Teilnehmern
wira nach dem Stand der Technik ein Adress-Signal ausgesendet, weiches nur den gerfinschten
anderen Teilnehmer oder die geeninschte andere Gruppe von Teilnehmern die Information
zur weiteren Verarbeitung an diesen Teilnehmer übertragen lässt.
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Um in derartigen Bus-Systemen die relative Zeitdauer zu verbessern,
in der das Bus-System zur Ubertragung der eigentlich nutzbaren Information zur Verfügung
steht, im Verhältnis zur Gesamtzeitdauer der Ubertragung, welche die Ubertragung
der Adress-Signale und der End-Signale zur Auswahl der miteinander kommunizierenden
Teilnehmer einschliesst, ist bereits vorgeschlagen worden, dass jeder Teilnehmer
mindestens einen programmierbaren Zähler aufweist, der bei einer einprogrammierten
Zahl ein Steuersignal abgibt und der sich nach Erreichen einer vorgegebenen, für
alle Zahler gleichen Zählkapazität auf Null zurückstellt, dass ein Zähleingang des
Zählers mit einem Taktgeber in Verbindung steht, dass ein erster Steuerausgang des
Zählers mit Schaltmitteln zur Herstellung der datenübertragenden Verbindung zwischen
der Busleitung und einer Datensuelle oder -senke dieses Teilnehmers in Verbindung
steht und dass die Zähler sämtlicher Teilnehmer miteinander synchronisiert sind.
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Es ist in diesem Zusammenhang auch eine Massnahme dagegen vorgeschlagen
worQen, dass bei Kurzschluss in einer oder mehreren Sendeausgangsstufen der Teilnehmer
genügend Signalhub an der Busleitung entsteht, der von den als Empfänger wirkenden
Teilnehmern ausgewertet werden kann.
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Zu diesem eck sind die Sendeausgangsstufen der Teilnehmer über je
einen s!riGerstand an die Busleitung angeschlossen.
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Hierbei ist jedoch das Bus-System nur bei Rurzschlüssen in den Sendeausgangsstufen
gegen einen Zusammenbruch geschützt.
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Um eine Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit einem Bus-System
zu schaffen, das in einem weiteren Umfang sicher gegen Kurzschlüsse geschützt ist,
so dass beim Auftreten eines Kurzschlusses nicht das gesamte Bus-System zusammenbricht,
ist nach dem Patent ..............
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(Patentanmeldung P 28 23 708.3 ) bereits vorgeschlagen worden, dass
zur Absicherung der Busleitung Mittel zum Hrfassen
von Kurzscnlüssen
und zum Stillegen einzelner Abschnitte der Busleitung vorgesehen sind. Damit können
die Leitungsabschnitte, die selbst durch einen Kurzschluss gestört sind oder die
mit Teilnehmern verbunden sind, in denen ein Kurzschluss an beliebiger Stelle auftritt,
von dem Bus-System entkoppelt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt in Weiterbildung der bereits vorgeschlagenen
Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung mit einem Bus-System die ufgabe zugrunde,
ein Bus-System mit einem zentralen Teil, an dem die Energiequelle angeschlossen
ist, so zu verbessern, dass bei einem Kurzschluss oder Kurzschlüssen an beliebiger
Stelle des Bus-Systems,auch im zentralen Teil, möglichst wenig andere Teile des
Bus-Systems ausfallen.
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Hierzu sollen möglichst wenig aufwendige Sicherungsmittel geniigen
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Diese Aufgabe wird für eine Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung
der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an eine zentrale
Busleitung, an die eine Energiequelle angeschlossen ist, einzelne Stränge der Busleitung
über je eine Sicherung angeschlossen sind.
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Unter der zentralen Busleitung wird derjenige Abschnitt der Busleitung
verstanden, von dem alle anderen Abschnitte abzweigen. Die zentrale Busleitung ist
vorzugsweise in einem crashgeschützten Ptumpfsystem untergebracht. Unter einem Strang
der Busleitung wird ein mit einem Ende an die zentrale Busleitung angeschlossener
Abschnitt verstanden.
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Bei dieser Anordnung zur zeitmultiplexen Datenübertragung sind also
nur soviele Sicherungen erforderlich, wie Stränge von der zentralen Busleitung weggeführt
sind. Dabei wird,
wenn in einem Strang ein Kurzschluss auftritt,
kein anderer Strang in Mitleidenschaft gezogen. Lediglich dann, wenn in einem Abschnitt
der zentralen Busleitung ein Kurzschluss auftritt, können die an diesen Abschnitt
angeschlossenen Stränge ebenfalls gestört werden.
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Für einen besonders übersichtlichen Aufbau des Bus-Systems ist ferner
in zweckmässiger Weise vorgesehen, dass die Sicherungen an jedem Ende der zentralen
Busleitung, von dem Stränge abgezweigt sind, in einem Sicherungsmodul zusammengefasst
sind.
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Eine besonders vorteilhafte Variante der Anordnung zur zeitmultiplexen
Datenübertragung hat die Merkmale, dass anstelle der zentralen Busleitung als zentraler
Teil ein zentraler Teilnehmermodul mit mindestens einem mit ihm in direkter Verbindung
stehenden Sicherungsmodul vorgesehen ist, dass jeder Strang über. je eine Sicherung
in dem Sicherungsmodul mit dem Teilnehmermodul in Verbindung steht und dass die
Energiequelle direkt an den Teilnehmermodul angeschlossen ist.
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Bei dieser Konfiguration können also keine Kurzschlüsse in Abschnitten
einer zentralen Busleitung auftreten, da die Stränge direkt von einem zentralen
Teilnehmermodul über ein Sicherungsmodul weggeführt sind.
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Bei dieser Konfiguration fällt nur der tatsächlich gestörte Abschnitt
bzw. Strang des Bus-Systems aus.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit zwei Figuren
erläutert, in der zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Anordnung eines Bus-Systems
mit einer zentralen Busleitung und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform
des Bus-Systems mit einem zentralen Teilnehmermodul.
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In beiden Figuren sind gleiche Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen.
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In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei Abschnitte einer zentralen Busleitung
eines Bus-Systems bezeichnet. An die zentrale Busleitung ist eine Energiequelle
3 in Form einer Batterie angeschlossen, und zwar an den Abschnitt 2. Ferner umfasst
die zentrale Busleitung einen zentralen Teilnehmermodul 4.
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Von jedem Ende 5, 6 der zentralen Busleitung zweigen je zwei Stränge
des Bus-Systems ab. Die mit dem Ende 5 in Verbindung stehenden Stränge sind mit
7, 8 bezeichnet, und die mit dem Ende 6 in Verbindung stehenden Stränge tragen die
Bezeichnungen 9, 10. Jeder Strang führt zu mindestens einem Teilnehmermodul 11 -
14.
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Die Stränge 7, 8 sind über ein erstes Sicherungsmodul 15 mit dem Ende
5 der zentralen Busleitung verbunden. Sicherungen 16, 17 in dem Sicherungsmodul
deuten an, dass jeder Strang 7, 8 für sich gegenüber dem Abschnitt 1 der zentralen
Busleitung in dem Sicherungsmodul abgesichert ist.
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In äquivalenter Weise sind die Stränge 9, 10 über einen zweiten Sicherungsmodul
18 mit den S-icherungen 19, 20 an das Ende 6 der zentralen Busleitung angeschlossen.
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Diese Anordnung wirkt so, dass bei einem Kurzsciiluss in einem der
Stränge 7, 8, 9, 10 der jeweilige Strang durch eine der Sicherungen 16, 17, 19,
20 von den übrigen Strängen und von der zentralen Busleitung getrennt wird, so dass
ein Kurzschluss auf den jeweils gestörten Strang beschränkt bleibt. Allerdings pflanzt
sich eine Störung durch Kurzschluss des Abschnitts 1 der zentralen Busleitung
auch
auf die Stränge 7 und 8 fort, in ähnlicher Weise ein Kurzschluss in dem Abschnitt
2 auf die Stränge 9 und 10.
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Die letztgenannte Einschränkung der Wirksamkeit der Absicherung in
der Anordnung nach Fig. 1 wird durch die Anordnung nach Fig 2 vermieden: In dieser
Konfiguration eines Bus-Systems ist als zentraler Teil anstelle einer zentralen
Busleitung in Fig. 1 vorgesehen, dass die Sicherungsmodule 15, 18 eine Einheit mit
dem zentralen Teilnehmermodul 4 bilden, so dass Abschnitte einer zentralen Busleitung
zwischen den Sicherungsmodulen und dem zentralen Teilnehmermodul entfallen. Die
Energiequelle 3 ist hier direkt an den zentralen Teilnehmermodul 4 angeschlossen
In der Konfiguration nach Fig. 2 bleibt jede Störung durch rinen k;urzschlrsc, die
in einem der Stränge 7 bis 10 auftritt, auf dieen Strang beschränkt. Da keine zentrale
Busleitung vorhanden ist, können sich keine Störungen einer solchen zentralen Busleitung
auf die Stränge auswirken.
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Die Sicherungsmodule können mit einem Pegelsensor zur Erfassung von
PegelachlsT2nl!.unren auf einer Datenleitung in der zentralen Busleitung oder in
dem zentralen Teilnehmer zusammenirken. Der Pegelsensor ist aabei also als weiterer
Teilnehmer an das Bus-System angeschlossen. Jeder der Stränge 8 bis 10 ist über
einen als Teilnehmer ausgebildeten Uberstromabschalter in einem der Sicherungsmodule
mit einer Steuerschaltungsanordnung zentral durch den Pegelsensor in einem beliebigen
Datenübertragungszyklus abschaltbar unc nach Maßgabe eines von dem Pegelsensor in
einem folgenden Datenübertragungszyklus ausgesendeten Einschaltbefehls sowie in
der Steuerschaltungsanordnung ausgewertete elektrischer
Grössen
des jeweiligen Strangs einschaltbar.
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In dem Uberstromabschalter ist insbesondere eine Steuerschaltungsanordnung
zur Widerstandsmessung zwischen der Datenleitung und einer Masseleitung zur Bildung
eines Steuersignals vorgesehen. Das Steuersignal sowie der Einschaltbefehl zu einem
den Strang einschaltenden Einschaltsignal ist in einer Logikschaltungsanordnung
verknüpfbar. Ausserdem kann die Steuerschaltungsanordnung des Überstromabschalters
zusätzlich zur Auswertung der Polarität der Spannung auf der Datenleitung des Strangs,
der durch den tiberstromabschalter abschaltbar ist, bezüglich einer Energieleitung
zur Erzeugung eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Polarität ausgebildet
sein, welches mit dem Einschaltbefehl des Pegelsensors zur Bildung eines Einschaltsignals
in der Logikschaltungsanordnung verknüpfbar ist.
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Ferner kann eine Sicherung in der Energie leitung auf der mit der
Energiequelle verbundenen Seite des uberstromabschalters vorgesehen sein.
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L e e r s e i t e