DE3931539A1 - Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitung - Google Patents
Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitungInfo
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- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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- H04L12/40006—Architecture of a communication node
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Description
Technisches Problem
Wenn ein Bus durch explosionsgefährdete Bereiche geführt wird und wenn die Busleitung als eigensicher eingestuft werden soll, unterliegen Strom und Spannung auf der Leitung strengen Be schränkungen. Sowohl der Strom, welcher bei einem Kurzschluß an einer beliebigen Stelle fließen kann, als auch die Leerlauf spannung, dürfen bestimmte Grenzen nicht überschreiten. Die Grenzen sind durch Normen (DIN VDE 0170/0171 Teil 108, EN 50 020) geregelt oder werden im Einzelfall von den Zulassungsbehörden festgelegt.
Wenn ein Bus durch explosionsgefährdete Bereiche geführt wird und wenn die Busleitung als eigensicher eingestuft werden soll, unterliegen Strom und Spannung auf der Leitung strengen Be schränkungen. Sowohl der Strom, welcher bei einem Kurzschluß an einer beliebigen Stelle fließen kann, als auch die Leerlauf spannung, dürfen bestimmte Grenzen nicht überschreiten. Die Grenzen sind durch Normen (DIN VDE 0170/0171 Teil 108, EN 50 020) geregelt oder werden im Einzelfall von den Zulassungsbehörden festgelegt.
Bei der Berechnung des Stromes müssen alle Einheiten mit be
rücksichtigt werden, welche im Falle eines Einzelfehlers
(Kategorie "ib") oder eines Doppelfehlers (Kategorie "ia")
Energie in die Leitung einspeisen können. Im Idealfall sollte
nur die Fernspeise-Einrichtung dazu in der Lage sein.
Falls die Teilnehmer mit einer Dioden- oder Widerstands-Zener-
Barriere von der Leitung getrennt sind, ist sichergestellt, daß
hier keine Energieverschleppung stattfinden kann.
Bei Bussen, bei welchen die Teilnehmer über die Signalleitung
durch einen Gleichstrom mit Hilfsenergie versorgt werden, müs
sen die an beiden Enden der Busleitung notwendigen Anschluß-
Widerstände für diesen Gleichstrom hochohmig sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eigensicheren
Leitungsabschluß an der Busleitung vorzusehen. Diese Aufgabe
ist bei einer Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Für nicht eigensichere Busse kann der Leitungsabschluß durch
die Reihenschaltung eines Kondensators und eines dem Wellen
widerstand entsprechenden ohmschen Widestandes ausreichend gut
realisiert werden. Die Kapazität dieses Kondensators muß so
bemessen sein, daß im Frequenzbereich des zu übertragenden
Signals der Scheinwiderstand sehr klein gegen den Wellenwider
stand des Kabels ist. Da der Kondensator jedoch einen Energie
speicher darstellt, muß er bei der Strombilanz berücksichtigt
werden, wenn das Bussystem eigensicher sein soll.
Nach der genannten Norm EN 50 020 darf der Kondensator wie
eine Konstantspannungsquelle betrachtet werden (Wellenspannung
= maximale Ladespannung). Diese Betrachtung würde jedoch zu
nicht praktikablen Ergebnissen führen, da als Strombegrenzungs-
Widerstand nur der ohmsche Anteil des Leitungsabschlusses wirk
sam ist, welcher identisch ist mit dem ohmschen Anteil des Wel
lenwiderstandes.
So wäre z.B. bei einer Leitungslänge von 1 km und einer Spei
sespannung von 19 V ein maximaler Gesamtstrom von 170 mA zu
lässig. Der im Worst Case vom Leitungsabschluß (momentan) ge
lieferte Strom beträgt aber (mit Z=100) 19 V/100=190 mA,
die Eigensicherheitsbedingung verletzen.
Da der vom Kondensator gelieferte Strom exponentiell abnimmt,
ist die oben genannte Bedingung möglicherweise zu hart. Zünd
tests haben dies bestätigt, es gibt jedoch bisher keine Richt
linie oder Norm, welche eine saubere Dimensionierung des Lei
tungsabschlusses nach Fig. 1 ermöglichen. Die Kombination von
Leitung, Speisegerät und Abschlußwiderstand wird im Einzelfall
einem Zündtest unterworfen werden müssen. Der Einfluß des Lei
tungsabschlusses ist dabei um so größer, je niedriger die
untere Grenzfrequenz des Leitungssignals gewählt ist. Eine
Lösung, welche den Einfluß de Abschlußwiderstands auf die
Eigensicherheit eliminiert, hat daher nicht nur Vorteile be
züglich der Realisierung, sondern auch bezüglich der Genehmi
gungsfähigkeit.
In den Fig. 1 bis 7 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Anordnung angegeben.
Die Lösung beruht auf der Idee, die Kondensatoren der Abschlüs
se - von der Leitung aus gesehen - hinter Dioden-Barrieren zu
verlegen.
Dies ist relativ einfach, wenn der Abschluß in einen fernge
speisten Teilnehmer/Endgerät integriert werden kann, da diese
Teilnehmeranschlüsse eine Diodenbarriere enthalten. Fig. 2
zeigt hierzu ein Ausführungsbeispiel.
Im Prinzip kann jeder Leitungsabschluß mit einer Dioden-Bar
riere versehen werden, wie in Fig. 3 im Prinzip dargestellt.
Der Widerstand Rv kann durch eine Konstantstromquelle ersetzt
werden. Es muß sichergestellt werden, daß die Diode im
Betriebsfall immer einen Strom I 0 führt.
Die in Fig. 3 dargestellte Lösung hat den Nachteil, daß der
Abschluß der Leitung Hilfsenergie entnimmt. Es gibt jedoch eine
Möglichkeit, durch Integration des Abschlusses in die Barriere
der Fernspeisung diesen Nachteil zu umgehen.
Die dem Speisegerät vorgeschaltete oder im Gerät integrierte
Barriere besteht oft aus einer Schaltung, wie in Fig. 4 darge
stellt.
Eine andere Möglichkeit ist mit dem in der Fig. 5 gezeigten
Ausführungsbeispiel angegeben. Der Leitungsabschluß kann hier
bei in beide Varianten integriert werden, ohne daß der Konden
sator die Eigensicherheit beeinflußt (Fig. 6 und Fig. 7).
In Fig. 7 wird der Kondensator C1 in beiden Versionen beim
Leitungs-Kurzschluß wegen der Diode D nicht über die Leitung
entladen. Der Konstantstrom IV muß mindestens so groß sein, daß
die Diode auch dann durchgesteuert ist, wenn über den Konden
sator ein Signalstrom fließt, der dem Strom IV entgegengerich
tet ist. Die verfügbare Hilfsenergie auf der Leitung wird durch
den Leitungsabschluß jedoch nicht verringert. Der Kondensator
C1 muß allerdings, wie alle Bauteile der Barriere, als Reihen
schaltung zweier Bauelemente ausgelegt werden.
Claims (2)
1. Anordnung zum Anschluß von Endgeräten an eine Busleitung mit
- - einer über die Busleitung zugeführten Versorgungsspannung,
- - jeweils einer Auskoppeleinrichtung je Endgerät für die zu übertragenden Daten und für die Versorgungsspannung,
- - wobei die Auskoppeleinrichtung einen Kondensator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
- - zwischen der Busleitung und dem Endgerät vor dem Kondensator der Auskoppeleinrichtung eine Diode angeordnet ist.
2. Anordnung zum Anschluß von Endgeräten an eine Busleitung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
- - in Reihe mit der Diode und parallel zum Kondensator eine Konstantstromquelle geschaltet ist,
- - wobei sichergestellt ist, daß die Diode im Betriebsfall einen Durchlaßstrom I 0 führt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931539 DE3931539A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931539 DE3931539A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3931539A1 true DE3931539A1 (de) | 1991-04-04 |
Family
ID=6389894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893931539 Withdrawn DE3931539A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3931539A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE29722065U1 (de) * | 1997-12-13 | 1998-02-12 | Weidmüller Interface GmbH & Co, 32760 Detmold | Bussystem-Anordnung insbesondere für Meßgeräte |
EP0997825A2 (de) * | 1998-10-30 | 2000-05-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Netzteil für Spannungsversorgung eines Rechnerbusses |
EP1254498A1 (de) * | 2000-02-10 | 2002-11-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Netzteil für dezentrale spannungsversorgung |
DE10127561B4 (de) * | 2001-06-06 | 2006-11-02 | Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt | Eigensicheres Feldbussystem |
-
1989
- 1989-09-21 DE DE19893931539 patent/DE3931539A1/de not_active Withdrawn
Cited By (10)
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EP0997825A3 (de) * | 1998-10-30 | 2003-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Netzteil für Spannungsversorgung eines Rechnerbusses |
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