Die Erfindung betrifft eine Buskommunikationsvorrichtung. Die Buskommunikationsvorrichtung weist insbesondere mehrere an eine Busleitung angeschlossenen Teilnehmereinheiten auf, die miteinander nach einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll kommunizieren. Die Busleitung weist ins ^¬ besondere nur 2 Adern auf. Über die Busleitung wird sowohl die Datenübertragung nach dem Kommunikationsprotokoll durchgeführt, als auch die an die Busleitung angeschlosse ^¬ nen Teilnehmereinheiten mit elektrischer Energie versorgt. Ein Kommunikationssteuergerät dient zur Steuerung der Kom ^¬ munikation nach dem Kommunikationsprotokoll.

Eine Buskommunikationsvorrichtung ist beispielsweise aus DE 10 2010 037 262 AI bekannt. Die Buskommunikations ^¬ vorrichtung weist eine integrierte Bussteuerungs- und Ener ^¬ gieversorgungseinrichtung auf. Dadurch können auf einer gemeinsamen Busleitung sowohl elektrische Energie in Form von Gleichstrom, als auch digitale Signale übertragen werden. Es handelt sich um ein Feldbussystem.

Das gleichzeitige Übertragen von Datensignalen über Energieversorgungsleitungen ist auch bei LAN-Net zwerken bekannt, beispielsweise in Haushalten über sogenannte Power- Line-Adapter .

WO 2009/063213 AI beschreibt eine Kommunikationsvor ^¬ richtung mit einer Busleitung, an die ein Kommunikationssteuergerät oder Leitrechner und mittels einer Kopplungs ^¬ einrichtung wenigstens eine Teilnehmereinheit angeschlossen ist. Mit der Busleitung ist außerdem ein Busdiagnoseeinheit verbunden. Die Kopplungseinrichtung ist mit einer angeschlossenen Teilnehmereinheit über eine Abzweigleitung verbunden. Die Kopplungseinrichtung weist auch eine Teilnehmerdiagnoseeinheit auf, um Fehler in einer Teilnehmereinheit oder der Abzweigleitung zu erkennen. Die Teilnehmerdiagnoseeinheit steuert ein Beeinflussungsmittel an, das an der Busleitung einen Zustand hervorruft, der von Vorgaben derart abweicht, dass er durch die Busdiagnoseeinheit als Abweichung erkannt werden kann. Dadurch kann über die Busdiagnoseeinheit auch ein Fehler in einer Teilnehmereinheit erkannt und angezeigt werden, auch wenn durch die Kopp ^¬ lungseinrichtung beispielsweise eine galvanische Trennung zwischen der Busleitung und der Abzweigleitung hergestellt ist. Das Beeinflussungsmittel kann beispielsweise eine nie- derohmige Verbindung zwischen einer Ader der Busleitung und einer Masseverbindung herstellen oder ein Signal zwischen Schirmung und den Busadern einspeist.

Ausgehend von derart bekannten Kommunikationsvorrichtungen, soll der Funktionsumfang der Buskommunikationsvorrichtung erweitert und insbesondere verbesserte Diagnose ^¬ möglichkeiten zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Buskommunikationsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 erreicht.

Die Buskommunikationsvorrichtung weist wenigstens eine Teilnehmereinheit auf, die über eine Abzweigleitung an we ^¬ nigstens eine Kopplungseinrichtung angeschlossen ist. An eine Kopplungseinrichtung können mehrere Teilnehmereinhei ^¬ ten angeschlossen sein. Die Kopplungseinrichtung ist auch an eine Busleitung angeschlossen. Ein vorzugsweise an die Busleitung angeschlossenes Kommunikationssteuergerät kann die Kommunikation steuern. Es kann durch einen Leitrechner gebildet sein, der anhand eines Kommunikationsprotokolls die Kommunikation der einzelnen Teilnehmereinheiten steuert. Die Kommunikationssteuerung kann aber auch zumindest teilweise von den Teilnehmereinheiten selbst gesteuert werden .

Als Busleitung dient insbesondere eine 2-adrige Lei ^¬ tung. Über die Busleitung wird die Teilnehmereinheit sowie das optional vorhandene Kommunikationssteuergerät mit elektrischer Energie versorgt, beispielsweise über eine Gleichspannungsquelle. Gleichzeitig erfolgt über die Bus ^¬ leitung eine Datenübertragung. Der Strom bzw. Gleichstrom, der über die Busleitung in die wenigstens eine Teilnehmereinheit fließt, kann durch die Teilnehmereinheit modu ^¬ liert werden. Die Teilnehmereinheit ist dazu eingerichtet, eine erste Modulation des Stromes entsprechend einem vom Leitrechner vorgegebenen Kommunikationsprotokoll durchzu ^¬ führen. Die erste Datenübertragungsrate mit der Daten durch die erste Modulation des Stromes übertragen werden können, kann beispielsweise im Bereich von etwa 20 bis 35 kbit pro Sekunde und insbesondere bei 31,25 kbit pro Sekunde liegen. Für die erste Modulation wird der aktuell von der Teilnehmereinheit aufgenommene Ruhestrom mit einer vorgegebenen Amplitude erhöht bzw. verringert, wodurch steigende und fallende Flanken entstehen. Diese Flanken und/oder die Stromamplituden können digitalen Werten entsprechen. Beispielsweise kann für die erste Modulation die Manchester- Kodierung verwendet werden.

Diese erste Modulation kann gleichanteilsfrei sein, so dass der Gleichstrommittelwert des in die Teilnehmereinheit fließenden Stromes durch die erste Modulation unverändert bleibt. Bei sehr niedrigen Ruheströmen kann die Gleichanteilsfreiheit nicht immer gewährleistet werden. Erfindungsgemäß wird außerhalb des vorgegebenen Kommu ^¬ nikationsprotokolls ein weiterer Kommunikationskanal einge ^¬ richtet. Hierfür wird ebenfalls die Busleitung als Übertra ^¬ gungsmedium verwendet. Dieser zusätzliche Kommunikationska ^¬ nal kann digitale Daten übertragen, die mittels wenigstens einer zweiten Modulation des in eine Kopplungseinrichtung fließenden Kopplungseinrichtungsstromes und/oder des in ei ^¬ nen Teilnehmer fließenden Teilnehmerstromes gebildet werden. Es können auch eine oder mehrere unterschiedliche zweite Modulationen vorgesehen sein. Insbesondere die bislang in der Regel ohne Kommunikationsfunktionalität ausge ^¬ führte Kopplungseinrichtung kann über diese zweite Modulation auf einfache Weise eine Nachricht übertragen. Insbe ^¬ sondere ist für diese zweite Modulation des Stromes der Gradient des Stromes, also die zeitabhängige Stromänderung, kleiner als der Gradient des Stromes der ersten Modulation und beispielsgemäß kleiner als ein vorgegebener Gradienten- Maximalwert. Durch diese Unterscheidung ist es möglich, die gleichzeitig über die Busleitung übertragbaren Daten der ersten Modulation und der zweiten Modulation voneinander zu trennen .

Über die zweite Modulation des Kopplungseinrichtungs ^¬ stromes bzw. des Teilnehmerstromes können Daten mit einer zweiten Datenübertragungsrate übermittelt werden, die um Größenordnungen, beispielsweise etwa den Faktor 1000 klei ^¬ ner ist als die erste Datenübertragungsrate. Die zweite Mo ^¬ dulation eignet sich daher z.B. für die Übertragung zeitunkritischer Informationen.

Beispielsweise kann die Kopplungseinrichtung einen Fehler und insbesondere einen Kurzschluss in der Abzwei ^¬ gleitung zu einem angeschlossenen Teilnehmer oder im Teilnehmer erkennen und durch eine Modulation des Kopplungseinrichtungsstromes gemäß der zweiten Modulation eine Fehler- zustandsmeldung über die Busleitung übertragen. Diese

Fehlerzustandmeldung kann lediglich aus einem rampenförmi- gen Stromverlauf des Kopplungseinrichtungsstromes mit einer steigenden und einer fallenden Flanke bestehen, wobei der Gradient der Flanken insbesondere kleiner ist als der vor ^¬ gegebene Gradienten-Maximalwert. Hierfür ist eine sehr ein ^¬ fache Ausgestaltung der Kopplungseinrichtung ausreichend. Beispielsweise mittels einer Diagnoseeinheit, die Bestand ^¬ teil der Spannungsversorgung oder separat dazu ausgeführt sein kann, kann somit auch ein Kurzschluss in einer Abzweigleitung festgestellt werden. Die Stromaufnahme der betref ^¬ fenden Kopplungseinrichtung hat in diesem Kurzschlussfall den charakteristischen rampenförmigen Verlauf, der einem einfachen Stromsignal gemäß der zweiten Modulation entspricht .

Bei der zweiten Modulation des Stromes handelt es sich vorzugsweise um eine vorgegebene Korrelationsfunktion, bei der die Frequenz und/oder die Amplitude der Stromaufnahme moduliert werden kann. Auch eine reine Frequenzmodulation ist möglich. Bei Frequenzen für die zweite Modulation im Bereich von beispielsweise 0 bis 10 Hz können entsprechend größere Amplituden des frequenzmodulierten Stromes gewählt werden, als beispielsweise bei Frequenzen im Bereich von 50 bis 60 Hz. Für die zweite Modulation können kleine Frequenzen von kleiner als 20 Hz oder insbesondere kleiner als 10 Hz gewählt werden, um einen größeren Störabstand zu errei ^¬ chen. Neben der Amplituden- und/oder Frequenzmodulation können zusätzlich oder alternativ weitere Modulationsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise die Quadratur ^¬ amplitudenmodulation oder das sogenannte „Frequency Shift Keying" (z.B. MFSK) oder eine andere digitale Modulation mit einem oder mehreren Trägern.

Über diesen zusätzlichen durch die zweite Modulation des Stromes eingerichteten Kommunikationskanal können ins ^¬ besondere Diagnosedaten und/oder Statusinformationen und/oder Belegungsinformationen und/oder Auslastungsinformationen oder dergleichen mittels der Kopplungseinrichtung und/oder der Teilnehmereinheit übermittelt werden, bei ^¬ spielsweise an ein übergeordnetes Asset-Management-System. Über dieses Asset-Management-System können zum Beispiel mehrere Buskommunikationsvorrichtungen gesteuert und/oder überwacht werden. Es können daher beispielsweise ergänzend zu einer Physical-Layer-Diagnose Informationen mithilfe dieser zweiten Modulation übertragen werden, etwa hinsichtlich der Gleichspannung, dem Gleichstrom, der Signalamplitude, der Störsignale, der Jitter oder der Teilnehmeradressen, oder andere die Kopplungseinrichtung bzw. die daran angeschlossenen Teilnehmereinheiten beschreibende Informationen. Durch die Kenntnis des Betriebszustandes, der Auslastung, von Fehlern oder Defekten in der Buskommunikationsvorrichtung, insbesondere in einer der Kopplungseinrichtungen bzw. in einem der Teilnehmereinheiten, kann das übergeordnete Asset-Management-System entsprechende geeig ^¬ nete Maßnahmen einleiten.

Bislang konnten Informationen nur anhand der vorgegebenen Kommunikation, also anhand der ersten Modulation, über die Busleitung übertragen werden. Eine Kommunikation durch die Kopplungseinrichtungen selbst war in der Regel nicht vorgesehen. Die Kopplungseinrichtungen waren bislang nicht diagnostizierbar und für das Asset-Management-System sozusagen „unsichtbar". Wenn die Kopplungseinrichtung eine galvanische Trennung der Busleitung gegenüber der wenigstens einen angeschlossenen Teilnehmereinheit bewirkt, war auch eine Fehlererkennung oder Diagnose der wenigstens einen Teilnehmereinheit durch das Asset-Management-System nicht möglich. Zwar erweitert die Kommunikationsvorrichtung nach WO 2009/063213 AI die Möglichkeiten der Diagnose. Allerdings ist auch hier eine Datenübertragung über die Busleitung bei einem Ausführungsbeispiel nur dann vorgesehen, wenn ansonsten keine Buskommunikation erfolgt. Die anderen Ausführungen der Kommunikationsvorrichtung nach WO 2009/063213 AI führen zur Fehlerübermittlung eines Fehlers in der Abzweigleitung oder der Teilnehmereinheit gezielt einen Buslei- tungszustand herbei, der derart von dem Normalzustand ab ^¬ weicht, dass er von einer Busdiagnoseeinheit erkennbar ist.

Erfindungsgemäß können durch die Schaffung des zusätzlichen Kommunikationskanals Informationen, beispielsweise Fehler- oder andere Diagnosedaten, unabhängig und ohne Beeinträchtigung der Datenübertragung gemäß dem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll zusätzlich und auch gleichzeitig mit einer Kommunikation gemäß der ersten Modulation übermittelt werden. Eine volle Kommunikationsfunktionalität der Kopplungseinrichtungen zur Übertragung von Daten anhand des Kommunikationsprotokolls ist aufwendig und teuer und kann durch die erfindungsgemäße Ausführung vermieden werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gradient des Stromes für die zweite Modulation auf einen Gradienten- Maximalwert begrenzt. Insbesondere kann dabei der Gradient der Modulation des Stromes für die erste Modulation immer oberhalb des Gradienten-Maximalwertes der zweiten Modulati ^¬ on liegen. Dadurch können gegenseitige Beeinträchtigungen vermieden werden. Der zusätzliche Kommunikationskanal be ^¬ legt also ein der ersten Modulation fernliegendes Frequenzspektrum, das wesentlich niederfrequenter ist. Da anhand der Datenübertragung mit Hilfe der zweiten Modulation des Stromes zeitunkritische Informationen übertragen werden sollen, ist eine langsamere Datenübertragung in einem niederfrequenten Frequenzbereich möglich, ohne dass hierbei - trotz einer gegenüber der ersten Modulation geringeren Datenrate - beachtliche Nachteile entstehen.

Die wenigstens eine Kopplungseinrichtung und die we ^¬ nigstens eine Teilnehmereinheit der Buskommunikationsvor ^¬ richtung kann insbesondere über die zweite Modulation des Stromes keine Informationen empfangen, sondern ist ausschließlich dazu eingerichtet, über die zweite Modulation Daten an das Kommunikationssteuergerät, beispielsweise den Leitrechner, und/oder das übergeordnete Asset-Management- System zu senden. Dies vereinfacht den Aufbau insbesondere der Kopplungseinrichtung.

Jeder Kopplungseinrichtung und/oder Teilnehmereinheit, die die zweite Modulation verwendet, kann jeweils eine cha ^¬ rakteristische Frequenz (im Falle einer Frequenzmodulation) innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs oder eine charakteristisches Korrelationsfunktion zugeordnet werden. Die charakteristischen Frequenzen oder Korrelationsfunktio- nen einer Kopplungseinrichtung bzw. einer Teilnehmereinheit unterscheiden sich von den charakteristischen Frequenzen oder Korrelationsfunktionen anderer Kopplungseinrichtungen bzw. Teilnehmereinheiten. Dadurch kann eine Art Multiplexbetrieb erreicht werden und mehrere Kopplungseinrichtungen und/oder Teilnehmereinheiten können gleichzeitig Daten mit Hilfe der zweiten Modulation des Stromes senden. Die Daten bleiben unterscheidbar.

Bei einem Empfänger werden die anhand der zweiten Modulation erzeugten Stromsignale detektiert. Der Empfänger ist in Reihe zu der Busleitung geschaltet. Der Empfänger ist insbesondere der Gleichspannungsquelle zugeordnet oder in die Spannungsversorung integriert. Beispielsweise kann eine häufig ohnehin vorhandene Diagnoseeinheit zur Diagnose des Physical-Layers als Empfänger zur Signaldetektion ver- wendet werden. Dieser Empfänger kann dann die durch die zweite Modulation empfangenen und demodulierten Signale weiterleiten, insbesondere zum Asset-Management-System und/oder dem Kommunikationssteuergerät bzw. dem Leitrechner. Diese Weiterleitung kann vorzugsweise über die Buslei ^¬ tung anhand der ersten Modulation innerhalb des Kommunika ^¬ tionsprotokolls oder auch über eine separate Übertragungs ^¬ leitung erfolgen. Eine bereits vorhandene Physical-Layer- Diagnoseeinheit kann somit eine weitere Funktion aufweisen, nämlich die Diagnose der wenigstens einen Kopplungseinrichtungen und/oder der wenigstens einen Teilnehmereinheit.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann jede Kopplungsein ^¬ richtung dazu vorgesehen und eingerichtet sein, jeweils nur einer angeschlossenen Teilnehmereinheit die Modulation des aufgenommenen Stromes gemäß der ersten Modulation zu erlauben. Die Anzahl der an die Busleitung angeschlossenen Kopplungseinrichtungen kann begrenzt werden. Dadurch wird auch die Anzahl der gleichzeitig den aufgenommenen Strom modulierenden Teilnehmereinheiten und Kopplungseinrichtung begrenzt .

Beispielsweise kann die Kopplungseinrichtung anhand eines Token-Passing-Verfahrens stets einer Teilnehmerein ^¬ heit die erste Modulation des Stromes gestatten. Auch ande ^¬ re Mittel zur Begrenzung der Anzahl der gleichzeitig den Strom modulierenden Teilnehmereinheiten können alternativ verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Er ^¬ findung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer BuskommunikationsVorrichtung,

Figur 2 eine beispielhafte schematische Darstellung des durch die erste Modulation modulierten aufgenommenen Teilnehmerstromes einer Teilnehmereinheit,

Figur 3 eine schematische, beispielhafte Darstellung des von der Kopplungseinrichtung aufgenommenen Kopplungs- einrichtungsstromes , der über eine zweite Modulation modu ^¬ liert ist,

Figur 4 eine schematische, beispielhafte Darstellung des über die Busleitung fließenden Stromes,

Figur 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Kopplungseinrichtung und

Figur 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Strombegrenzungseinheit für die Kopplungseinrichtung.

In Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungs ^¬ form einer Buskommunikationsvorrichtung 10 veranschaulicht. Die Buskommunikationsvorrichtung 10 weist ein Kommunikationssteuergerät 11, zum Beispiel einen Leitrechner auf, der an eine Busleitung 12 angeschlossen ist. Der Leitrechner dient zur Steuerung der Kommunikation über die Busleitung 12 gemäß einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll. Die Busleitung 12 ist beispielsgemäß als zweiadriges, vorzugs ^¬ weise geschirmtes Kabel ausgeführt, das eine erste Ader 12a und einer zweite Ader 12b aufweist. In Abwandlung hierzu können auch mehr als zwei Adern 12a, 12b vorgesehen sein. Die Adern 12a, 12b können verdrillt sein.

Alternativ zu einem Leitrechner kann die Steuerung der Kommunikation auch durch an die Busleitung 12 angeschlossene Teilnehmereinheiten 14 sozusagen vor Ort erfolgen. Dem Kommunikationssteuergerät 11 kommt dabei nur eine einge ^¬ schränkte Steueraufgabe zu. Das Kommunikationssteuergerät

11 kann in diesem Fall auch als Baueinheit mit einer Teil ^¬ nehmereinheit 14 ausgeführt sein.

An die Busleitung 12 ist außerdem eine Energiequelle, beispielsgemäß eine Spannungsversorgung 25 mit einer

Gleichspannungsquelle 13 angeschlossen. Die Gleichspan ^¬ nungsquelle 13 dient zur Versorgung von an die Busleitung

12 angeschlossenen Teilnehmereinheiten 14 und des Leitrechners 11 mit für die Kommunikation benötigter elektrischer Energie, die auch als Hilfsenergie bezeichnet werden kann. Die Verbindung zwischen der Gleichspannungsquelle 13 und der Busleitung 12 ist über einen Zwischenkreis 15 herge ^¬ stellt. Der Zwischenkreis 15 kann Mittel aufweisen, die ei ^¬ ne Rückwirkung der Gleichspanungsquelle 13 auf die auf der Busleitung 12 stattfindenden Spannungs- und/oder Stromänderungen vermeiden, wie zum Beispiel eine oder mehrere Induktivitäten 15a. Dadurch wird ein Kurzschluss von Kommunika- tionssignalen durch die Gleichspannungsquelle 13 vermieden.

Die Spannungsversorgung 25 weist außerdem eine Diagnoseeinheit 26 auf. Die Diagnoseeinheit 26 dient dazu, den sogenannten Physical-Layer , auch als Bitübertragungsschicht bezeichnet, zu diagnostizieren. Dem Physical-Layer sind die Geräte und Buskomponenten der Buskommunikationsvorrichtung 10 zugeordnet. Er stellt mechanische, elektrische und wei ^¬ tere funktionale Mittel zur Verfügung, um physische Verbin ^¬ dungen zu aktivieren oder zu deaktivieren, sie aufrechtzuerhalten und Signale darüber zu übertragen.

Alternativ zum Ausführungsbeispiel kann die Diagno ^¬ seeinheit 26 auch separat zu der Spannungsversorgung 25 ausgeführt sein. Es ist außerdem möglich, die Spannungsversorgung 25 und die Kommunikationssteuerung 18, 19 des Leitrechners 11 zu einer Einheit zusammenzufassen, die bei ^¬ spielsweise beim Profibus PA als Segmentkoppler bezeichnet wird .

Die Busleitung 12 ist an ihren Leitungsenden jeweils über eine Abschlussschaltung 16 abgeschlossen. Die Abschlussschaltung 16 kann beispielsweise von einer R-C- Reihenschaltung mit einem Ohmschen Widerstand und einem Kondensator gebildet sein, um Reflexionen am Leitungsende zu vermeiden.

Die Teilnehmereinheiten 14 sind nicht unmittelbar an die Busleitung 12 angeschlossen. Zwischen einer Teilnehmereinheit 14 und der Busleitung 12 ist zur Kopplung eine Kopplungseinrichtung 17 zwischengeschaltet. An jede Kopp ^¬ lungseinrichtung 17 können mehrere Teilnehmereinheiten 14 über jeweils eine zweiadrige Abzweigleitung 22 angeschlos ^¬ sen werden, beispielsweise bis zu acht Teilnehmereinheiten 14. Die Kopplungseinrichtung 17 kann abhängig von der An- wendung auch eine galvanische Trennung zwischen der Busleitung 12 und den angeschlossenen Abzweigleitungen 22 bzw. Teilnehmereinheiten 14 aufweisen, beispielsweise durch Optokoppler oder Übertrager.

Die Anzahl der über die Busleitung 12 miteinander verbundenen Teilnehmereinheiten 14 und/oder der Kopplungseinrichtungen 17 kann variieren. In Figur 1 sind beispielhaft zwei Kopplungseinrichtungen 17 und sieben Teilnehmereinheiten 14 veranschaulicht. Bei einem bevorzugten Ausführungs ^¬ beispiel der Buskommunikationsvorrichtung 10 ist die Anzahl der Kopplungsvorrichtungen 17 begrenzt, beispielsweise auf vier Kopplungseinrichtungen 17. Da an jede Kopplungseinrichtung 17 ebenfalls nur eine begrenzte Anzahl von Teil ^¬ nehmereinheiten 14 anschließbar ist, ist auch die Anzahl der Teilnehmereinheiten 14 der Buskommunikationsvorrichtung 10 begrenzt.

Sowohl das Kommunikationssteuergerät 11 als auch die wenigstens eine Kopplungseinrichtungen 17 weist beispiels ^¬ gemäß ein Signalfilter 18 auf, um nur die jeweils relevanten Kommunikationssignale zu empfangen und andere Signale zu blockieren. Zur Modulation und/oder Demodulation von Signalen gemäß einer ersten Modulation Ml weist der Leitrechner 11 zumindest eine erste Modulator-Demodulator- Einheit 19 auf. Zum Senden und Empfangen von Daten weist jede Teilnehmereinheit 14 jeweils eine zweite Modulator- Demodulator-Einheit 20 auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist ferner ein übergeordnetes Asset-Management-System 21 vorhanden, die mit dem Kommunikationssteuergerät 11 und/oder den Kopp ^¬ lungseinrichtungen 17 kommunizieren kann. Gemäß Figur 1 ist an das Asset-Management-System 21 nur eine Buskommunikationsvorrichtung 10 angeschlossen. Es versteht sich, dass ab- weichend hierzu auch mehrere Buskommunikationsvorrichtungen 10 an ein gemeinsames Asset-Management-System 21 angeschlossen sein könnten.

In Figur 5 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungs ^¬ beispiels einer Kopplungseinrichtung 17 veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Übertragungseinheit 30 mit einem Gleichspannungswandler 31 vorgesehen. Die Übertragungseinheit 30 ist optional und kann bei einer ver ^¬ einfachten Ausführung der Kopplungseinrichtung 17 entfallen .

Eingansseitig und ausgangsseitig des Gleichspannungs ^¬ wandlers 31 ist jeweils ein Kondensator 32 parallel zu den beiden Eingängen bzw. zu den beiden Ausgängen geschaltet, über den Wechselstromanteile kurzgeschlossen werden. In einer der beiden Eingangsleitungen des Gleichspannungswandlers 31 sowie in der entsprechenden Ausgangsleitung des Gleichspannungswandlers 31 ist jeweils eine Übertragerspule 33 angeordnet, die miteinander gekoppelt sind. Über die beiden gekoppelten Übertragerspulen 33 werden Wechselstromanteile unter Umgehung des Gleichspannungswandlers 31 übertragen .

Die Übertragungseinheit 30 ist eingangsseitig mit den beiden Adern 12a, 12b der Busleitung 12 sowie ausgangssei- tig mit einer zweiadrigen Ausgangsleitung 34 verbunden. Über die zweiadrige Ausgangsleitung 34 werden die Abzweigleitungen 22 zu den Teilnahmereinheiten 14 parallel zueinander mit der Übertragungseinheit 30 verbunden.

Zwischen der Ausgangsleitung 34 und jeder Abzweigleitung 22 zu einer der Teilnehmereinheiten 14 ist jeweils eine Strombegrenzungseinrichtung 35 angeordnet. Die Anzahl der Strombegrenzungseinrichtungen 35 entspricht der Anzahl der anschließbaren Teilnehmereinheiten 14.

Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Strombegrenzungseinrichtung 35 ist in Figur 6 dargestellt. Einer der beiden Eingänge 36 zum Anschließen der Ausgangsleitung 34 ist unmittelbar mit einem der beiden Ausgänge 37 zum An- schluss der Abzweigleitung 22 elektrisch verbunden. Der jeweils andere Eingang 36 der Strombegrenzungseinrichtung 35 ist über einen Messwiderstand 38 und die gesteuerten An ^¬ schlüsse eines gesteuerten Halbleiterelements 39, bei ^¬ spielsweise eines Steuertransistors, mit dem jeweils ande ^¬ ren Ausgang 37 der Strombegrenzungseinrichtung 35 verbunden. Der Steuertransistor ist beim Ausführungsbeispiel als MOSFET ausgeführt, könnte alternativ auch von einem Bipolartransistor gebildet sein. Der Messwiderstand 38 ist bei ^¬ spielsgemäß an den Source-Anschluss des Steuertransistors angeschlossen und damit in Reihe zur Drain-Source- Verbindung geschaltet. Der Drain-Anschluss ist mit dem Aus ^¬ gang 37 verbunden.

Der Steuereingang des gesteuerten Halbleiterelements 39, beispielsgemäß das Gate des Steuertransistors, ist mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 40 verbunden. Der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers 40 ist über den Messwiderstand 38 mit einem der Eingänge 36 der Strombegrenzungseinrichtung verbunden, so dass die am Messwiderstand 38 anliegende Messspannung Um am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 anliegt.

Die Strombegrenzungseinrichtung 35 weist außerdem eine Referenzspannungsquelle 41 auf, über die eine Referenzspan ^¬ nung Uref an den nicht-invertierenden Eingang des Operati ^¬ onsverstärkers 40 angelegt wird. Die Referenzspannungsquel ^¬ le 41 wird von einer Spannungssteuereinheit 42 angesteuert, über die der Gleichspannungswert der Referenzspannung Uref verändert werden kann. Der Gleichspannungswert der Refe ^¬ renzspannung Uref wird abhängig vom Ausgangssignal des Ope ^¬ rationsverstärkers 40 eingestellt, das der Spannungssteuer ^¬ einheit 42 übermittelt wird.

Steigt der Strom an der Ausgangsleitung 34 und mithin in der Busleitung 12 an, erhöht sich die am Messwiderstand 38 anliegende Messspannung Um. Dadurch sinkt die Spannung am Steuereingang des Steuertransistors 39, wodurch der Strom zum Ausgang 37 absinkt. Dadurch lässt sich der Strom am Ausgang 37 und mithin der Teilnehmerstrom IT zu den Teilnehmereinheiten 14 begrenzen.

Die Buskommunikationsvorrichtung 10 gemäß Figur 1 arbeitet wie nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 4 erläu ^¬ tert .

Bei der Buskommunikationsvorrichtung 10 wird zur Datenübertragung über die Busleitung 12 der von einer Teilnehmereinheit 14 aufgenommene Teilnehmerstrom IT gemäß ei ^¬ ner durch Kommunikationsprotokoll vorgegebenen ersten Modu ^¬ lation Ml moduliert. Moduliert eine Teilnehmereinheit 14 den von ihr aufgenommenen Teilnehmerstrom IT, so wird dadurch auch der in die zugeordnete Kopplungseinrichtung 17 fließende Kopplungseinrichtungsstrom IK sowie der über die Busleitung 12 fließende Busleitungsstrom IB moduliert. Sowohl das Kommunikationssteuergerät 11, als auch andere an die Busleitung 12 angeschlossene Teilnehmer 14 können die Modulation des über die Busleitung 12 fließenden Busleitungsstromes IB erfassen und über die zugeordnete Modula- tor-Demodulator-Einheit 19 bzw. 20 demodulieren und auswer ^¬ ten. Auf diese Weise können die Teilnehmer 14 untereinander und/oder mit dem Leitrechner 11 kommunizieren.

Die Buskommunikationsvorrichtung 10 sieht zur Daten- Übertragung neben der ersten Modulation Ml auch eine zweite Modulation M2 vor.

Die erste Modulation Ml erfolgt beim Ausführungsbei ^¬ spiel gesteuert über den Leitrechner anhand des vorgegebe ^¬ nen Kommunikationsprotokolls. Dieses Kommunikationsproto ^¬ koll kann beispielsweise dem üblichen Protokoll eines Feld ^¬ bussystems, wie etwa eines FF-Hl-Feldbussystems oder eines Profibus-PA-Sytems entsprechen.

Die erste Modulation Ml des aufgenommenen Teilnehmerstromes IT durch eine Teilnehmereinheit 14 ist beispielhaft in Figur 2 dargestellt. Über die Busleitung 12 erhält die Teilnehmereinheit 14 einen Ruhestrom IR, der beispielsweise im Bereich von 10 bis 25 mA liegen kann. Zur Übertragung von Daten bei der ersten Modulation Ml wird der Ruhestrom IR um eine vorgegebene Amplitude erhöht bzw. verringert, so dass er zwischen einem oberen Wert IH und einem unteren Wert IL hin und her springt. Die Differenz zwischen dem Ruhestrom IR und dem oberen Wert IH sowie zwischen dem Ruhestrom IR und dem unteren Wert IL ist gleich groß.

Die erste Modulation Ml erfolgt beim Ausführungsbei ^¬ spiel gemäß IEC61158-2 und ist beispielsgemäß gleichan- teilsfrei, so dass der effektiv von der Teilnehmereinheit 14 aufgenommene Teilnehmerstrom IT durch die erste Modula ^¬ tion Ml nicht verändert wird. Beim Ausführungsbeispiel wird zur ersten Modulation Ml des Teilnehmerstromes IT eine Manchester-Kodierung angewandt. Eine vom oberen Wert IH auf den unteren Wert IL fallende Flanke entspricht dem digita ^¬ len Wert „1", während eine vom unteren Wert IL auf den obe ^¬ ren Wert IH ansteigende Flanke dem digitalen Wert „0" ent ^¬ spricht oder auch umgekehrt. Es kann auch eine differenti- elle Machester-Kodierung verwendet werden, bei die Phasenlage eines Taktsignals invertiert wird oder nicht je nach- dem ob eine logische „1" oder eine logische „0" übertragen wird, wobei es auch dabei zwei Möglichkeiten der Definition von „1" und „0" gibt. Bei dieser ersten Modulation Ml können die Zeitdauern, während der der Teilnehmerstrom IT seinen oberen Wert IH einnimmt und die Zeitdauern, während der der Teilnehmerstrom IT dem unteren Wert IL entspricht, gleich lang gewählt werden, wodurch der Mittelwert des Teilnehmerstromes IT unverändert bleibt.

Die erste Datenübertragungsrate beim Übertragen von Daten anhand der ersten Modulation Ml des Teilnehmerstroms IT durch eine Teilnehmereinheit 14 liegt beispielsweise bei etwa 31 kbit pro Sekunde. Die Flankensteilheit der Stromän ^¬ derung, also der Gradient des Stroms beim Umschalten zwischen dem oberen Wert IH und dem unteren Wert IL ist sehr groß und kann etwa 2900 Milliampere pro Millisekunde betra ^¬ gen. Der Gradient des anhand der ersten Modulation Ml modulierten Teilnehmerstromes IT soll möglichst groß sei, was durch schematisch in Figur 2 gezeigte senkrechte Stromflanken veranschaulicht ist. Die Steilheit der Stromflanken ist durch die zur Verfügung stehende Bandbreite der Kommunika ^¬ tion begrenzt. Gemäß dem Kommunikationsprotokoll können da ^¬ her anhand der ersten Modulation Ml digitale Daten über die Busleitung 12 übertragen werden.

Alle Teilnehmereinheiten 14 und das beispielsgemäß durch den Leitrechner gebildete Kommunikationssteuergerät 11 können über ihre jeweilige Modulator-Demodulator-Einheit 19 bzw. 20 sowohl anhand der ersten Modulation Ml erzeugte digitale Daten empfangen, als auch senden. Für die Kommunikation mittels der ersten Modulation Ml kann jede Teilnehmereinheit 14 sowie der Leitrechner 11 als Sender und als Empfänger arbeiten. Analog zu den Teilnehmereinheiten 14 kann der Leitrechner 11 den aufgenommenen Leitrechnerstrom IR modulieren. Der Leitrechner 11 stellt sicher, dass zu jedem Zeitpunkt nur eine der Teilnehmereinheiten 14 oder der Leitrechner 11 selbst eine erste Modulation Ml des jeweiligen Stromes IT, IR durchführt, so dass immer nur ein Sender zu jedem Zeitpunkt aktiv ist. Beispielsweise kann der Leit ^¬ rechner 11 Teilnehmereinheiten 14 zur Datenübertragung durch die erst Modulation Ml des jeweiligen Teilnehmerstromes IT nach einem Master-Slave-Verfahren auffordern. Es ist auch möglich, dass an die Busleitung 12 mehrere als Master agierende Leitrechner 11 angeschlossen sind. Diese können dann durch ein Token-Passing-Verfahren oder ähnliches sicherstellen, dass jeweils nur einer der Leitrechner 11 eine Sendeberechtigung hat, bzw. Daten von einer der passiven Teilnehmereinheiten 14 abruft.

Neben dieser durch das Kommunikationsprotokoll der Buskommunikationsvorrichtung 10 ablaufenden Datenübertragung durch die erste Modulation Ml ist erfindungsgemäß eine zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK durch eine Kopplungseinrichtung 17 vorgesehen. Diese zweite Modulation M2 dient zur unidirektionalen Übertragung von Daten von einer Kopplungseinrichtung 17 zum Kommunikationssteuergerät 11 und bei dem hier beschriebenen Ausführungs ^¬ beispiel zum Leitrechner. Diese zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK kann zeitgleich mit der ersten Modulation Ml eines Teilnehmerstromes IT erfolgen. Die beiden Modulationen Ml, M2 arbeiten völlig unabhängig voneinander. Die Datenübertragung anhand der zweiten Modulation M2 ist nicht durch das ansonsten vorgegebene Kommu ^¬ nikationsprotokoll gesteuert oder definiert. Über die zwei ^¬ te Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK kann daher ein weiterer Kommunikationskanal auf der Busleitung 12 bereitgestellt werden ohne die erste Modulation zu stö ^¬ ren oder einen Fehler hervorzurufen. Über diesen zusätzli- chen Kommunikationskanal werden beim Ausführungsbeispiel Statusinformationen einer Kopplungseinrichtung 17 mittelbar an den Leitrechner 11 und/oder das Asset-Management-System 21 übermittelt. Dem Leitrechner 11 und/oder dem Asset- Management-System 21 können beispielsweise die Auslastung einer Kopplungseinrichtung 17, deren Funktionsfähigkeit, der aktuelle Betriebszustand oder ähnliche Statusinformati ^¬ onen übermittelt werden. Auch eine beliebige Kombination der genannten Informationen kann übertragen werden.

Die Diagnoseeinheit 26 für den Physical Layer der Bus ^¬ kommunikationsvorrichtung 10 dient anders als beim Stand der Technik auch als Empfänger 27 für die korrelierten bzw. modulierten Stromsignale gemäß der zweiten Modulation M2. Die empfangenen und über eine entsprechende Korrelations- funktion oder Demodulation erhaltenen Signale bzw. Informationen werden vom Empfänger 27 an das Kommunikationssteuergerät bzw. den Leitrechner 11 und/oder an das Asset- Management-System 21 übermittelt. Zu diesem Zweck kann die Spannungsversorgung 25 bzw. der Empfänger 27 über eine separate Übertragungsleitung mit dem Leitrechner 11 und/oder dem Asset-Management-System 21 verbunden sein. Alternativ und beispielsgemäß erfolgt die Übermittlung der vom Empfän ^¬ ger 27 über die zweite Modulation M2 empfangenen Informationen über die Busleitung 12 gemäß dem Kommunikationsproto ^¬ koll, also beispielsgemäß gemäß der ersten Modulation.

Eine sehr einfache zu realisierende Möglichkeit für eine Datenübertragung nach der zweiten Modulation wird anhand der Figuren 5 und 6 erläutert:

Tritt in der Abzweigleitung 22 ein Kurzschluss auf, wird der Steuertransistor 39 über den Operationsverstärker 40 in seinen sperrenden Zustand gebracht, so dass kein Teilnehmerstrom IT mehr fließt. Die Spannungssteuereinheit 42 erkennt den Kurzschlusszustand durch Auswertung des Aus ^¬ gangssignals des Operationsverstärkers. Sie veranlasst da ^¬ raufhin einmalig oder auch zyklisch die Erzeugung eines rampenförmigen Stromverlaufs des Kopplungseinrichtungsstro- mes IK mit einer ansteigenden und einer nach einer vorgegebenen Zeitdauer abfallenden Flanke, wobei die Flankensteil ^¬ heit kleiner ist als der Gradienten-Maximalwert. Diese Mo ^¬ dulation der Stromaufnahme des Kopplungseinrichtungsstromes IK entspricht einer Datenübermittlung gemäß der zweiten Modulation M2, so dass über die Busleitung 12 die Information übermittelt wird, dass an einer der Abzweigleitungen 22 der Kopplungseinrichtung 17 ein Kurzschluss erkannt wurde. Die ^¬ ser rampenförmige Verlauf des Kopplungseinrichtungsstromes IK ist mit zwei Flanken ein sehr einfaches moduliertes Sig ^¬ nal, das abhängig von der Codierung ein oder zwei Bit aufweist.

Dieses Fehlerzustandssignal gemäß der zweiten Modula ^¬ tion kann zyklisch wiederholt über die Spannungssteuereinheit 42 durch eine entsprechende Veränderung der am nicht- invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 anlie ^¬ genden Referenzspannung Uref erzeugt werden. Sobald der Kurzschluss behoben ist, geht die Kopplungseinrichtung 17 wieder in ihren normalen Betriebszustand über.

In Abwandlung zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die in Figur 6 dargestellte Schaltung der Strombegrenzungseinrichtung 35 mit einer geringen Änderung auch als Modulationsschaltung 45 in der Kopplungseinrichtung 17 vorgesehen werden. Dabei ist anstelle der Abzweigleitung 22 zwischen den Anschlüssen 37 am Ausgang eine Kurzschlussverbindung 46 vorhanden, was in Figur 6 strichpunktiert dargestellt ist. Eine Teilnehmereinheit 14 ist nicht an die Modulationsschaltung 45 angeschlossen. Über die Spannungssteuereinheit 42 kann eine Änderung der Refe- renzspannung Uref erfolgen, die die Stromaufnahme der Kopp ^¬ lungseinrichtung 17 beeinflusst, also den Kopplungseinrich- tungsstrom IK. Die Modulationsschaltung 45 dient sozusagen als Stromsenke. Dadurch kann der Kopplungseinrichtungsstrom IK gemäß der zweiten Modulation M2 moduliert werden. Es können dadurch auch beliebige digitale Informationen gemäß der zweiten Modulation von der Kopplungseinrichtung 17 erzeugt und auf die Busleitung 12 übermittelt werden.

Es ist mittels der Modulationsschaltung 45 außerdem möglich, den Kopplungseinrichtungsstrom IK gemäß der ersten Modulation Ml zu modulieren, so dass die Kopplungseinrichtung 17 eine noch umfassendere Kommunikationsmöglichkeit erhält .

Die Modulationsschaltung 45 und/oder die Strombegrenzungseinrichtung 35 können an der Sekundärseite der Übertragungseinheit 30 angeordnet sein. Modulationen des Stro ^¬ mes mit geringem Gradienten G, insbesondere unterhalb des Gradienten-Maximalwert, werden über den Gleichspannungs ^¬ wandler 31 auf die Primärseite und mithin die Busleitung 12 übertragen. Modulationen des Stromes mit größerem Gradienten G, insbesondere oberhalb des Gradienten-Maximalwertes, werden über die gekoppelten Übertragerspulen 33 auf die Primärseite und mithin auf die Busleitung 12 übertragen.

Der Gradient G des Kopplungseinrichtungsstromes IK ist definiert durch eine Stromänderung ΔΙΚ innerhalb eines Zeitraumes Ät :

Δί

Dieser Gradient G darf bei der zweiten Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK den vorgegebenen Gradi ^¬ enten-Maximalwert nicht überschreiten, damit die erste Mo- dulation nicht gestört wird. Der Gradienten-Maximalwert kann beispielsweise 1 mA/ms betragen. Wie anhand der sche ^¬ matischen Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, ist der Gradient des Kopplungseinrichtungsstromes IK bei der ersten Modula ^¬ tion Ml größer als der Gradient G des Kopplungseinrichtungsstromes IK bei der zweiten Modulation M2. Vorzugsweise ist der Gradient des Stromes bei der ersten Modulation Ml immer größer als der für die zweite Modulation M2 geltende Gradienten-Maximalwert. Dadurch lassen sich Signalbeeinflussungen bei gleichzeitiger erster und zweiter Modulation Ml, M2 besser vermeiden. Beispielsweise kann der Gradient des Stromes bei der ersten Modulation Ml etwa 2900 mA/ms betragen .

Die zweite Datenübertragungsrate, die anhand der zwei ^¬ ten Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK er ^¬ reicht wird, ist deutlich kleiner als die durch die erste Modulation Ml erreichte Datenübertragungsrate und bei ^¬ spielsweise um mehrere Größenordnungen kleiner.

Es sind auch komplexere Nachrichten über die zweite Modulation M2 übertragbar. Die zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK kann durch eine vorgegebene Korrelationsfunktion erfolgen oder auch durch eine Frequenz- und/oder Amplitudenmodulation. Im Falle der reinen Frequenzmodulation kann der Frequenzbereich für die zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK zwischen 0 Hz und etwa 100 Hz liegen. Die zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK mit einer ersten charakte ^¬ ristischen Frequenz fl kann zum Beispiel dem digitalen Wert „1" entsprechen, während die Modulation mit einer zweiten charakteristischen Frequenz f2 dem digitalen Wert „0" entsprechen kann. Die reine Frequenzmodulation kann jedoch Interferenzen durch andere Teilnehmer ausgesetzt sein und ist deshalb nicht immer geeignet. Bevorzugt wird eine Korrela- tionsfunktion für den Strom im Rahmen der zweiten Modulation M2.

Durch ein geeignetes Modulation- oder Korrelationsverfahren des Kopplungseinrichtungsstromes IK ein digitales Datenwort beliebiger Länge als Statusinformation an den Leitrechner 11 übertragen werden, wie dies in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Es ist dabei möglich, gleichzeitig den Kopplungseinrichtungsstrom IK einer Kopplungseinrichtung 17 anhand der zweiten Modulation M2 und den Teilnehmerstrom IT eines Teilnehmers 14 anhand der ersten Modula ^¬ tion Ml zu modulieren. Dadurch kann der über die Busleitung fließende Busleitungsstrom IB durch zumindest eine zweite Modulation M2 eines der Kopplungseinrichtungsströme IK und durch eine erste Modulation Ml eines der Teilnehmerströme IT oder des Leitrechnerstromes IR moduliert werden, was beispielhaft und sehr stark schematisiert in Figur 4 darge ^¬ stellt ist.

Sollen mehrere Kopplungseinrichtungen 17 gleichzeitig ihren jeweiligen Kopplungseinrichtungsstrom IK gemäß der zweiten Modulation M2 modulieren und Statusinformationen übermitteln können, kann jeder Kopplungseinrichtung eine andere Korrelationsfunktion zugeordnet sein, so dass sich die Datenübertragungen gemäß der zweiten Modulation nicht gegenseitig stören und am Empfänger voneinander unterscheidbar sind. Dadurch ist bei der Demodulation der Daten am Empfänger auch eine eindeutige Erkennung des Senders möglich .

Die erste Modulator-Demodulator-Einheit 19 des Kommu ^¬ nikationssteuergeräts 11 dient im Rahmen der Datenübertra ^¬ gung durch die zweite Modulation M2 nur zur Demodulation, weil das Kommunikationssteuergerät 11 für diese Kommunika ^¬ tion beispielsgemäß nur als Empfänger ausgestaltet ist. Für die erste Modulation Ml bilden das Signalfilter 18 und die Abschlusseinheiten 16 eine Impedanz Z für das Kommunikationssignal. Bei Strommodulation ergibt sich eine Spannung u(Ml) = i(Ml) * Z, die von allen an die Busleitung 12 angeschlossenen Einheiten abgegriffen werden kann. Für die erste Modulation Ml ist alternativ zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auch eine Spannungsmodulation mög ^¬ lich. Das Signalfilter 18 kann je nach Ausführung auch für die zweite Modulation M2 wirksam sein - dann wären die sich ergebenden Spannungssignale u(M2) = i(M2) * Z für alle Teilnehmer detektierbar . Dies ist beim Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Stromänderungen außerhalb der ersten Modulation Ml werden beispielsgemäß durch das Signalfilter 18 der Kopplungseinrichtungen 17 blockiert und nicht an die Teilnehmereinheiten 14 weitergeleitet, da diese beispiels ^¬ gemäß keine anhand der zweiten Modulation M2 modulierten Daten empfangen.

Es wäre alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausführung auch möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmereinheiten 14 den Teilnehmerstrom IT gemäß der zweiten Modulation M2 modulieren können, um Daten zu übermitteln. Dabei können dann auch jeder Teilnehmereinheit 14 für die Übertragung gemäß der zweiten Modulation M2 unterschiedliche Korrelationsfunktionen zugeordnet sein.

Der Leitrechner 11 kann die von den verschiedenen Kopplungseinrichtungen 17 erhaltenen Statusinformationen an das Asset-Management-System 21 übermitteln. Dieses kann die Buskommunikationsvorrichtung 10 entsprechend der erhaltenen und ausgewerteten Statusinformationen betreiben. Das Asset- Management-System 21 kann auf diese Weise auch mehrere mit ihr verbundene Buskommunikationsvorrichtungen 10 aufeinander abgestimmt abfragen und/oder koordinieren. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der vorhandenen Kopplungseinrichtungen 17 begrenzt. Diese Ausgestaltung der Buskommunikationsvorrichtung 10 dient als Mittel zur Begrenzung des über die Busleitung 12 fließenden Busleitungsstromes IB auf einen Maximalwert Imax. Da nicht alle Kopplungseinrichtungen 17 bzw. Teilnehmereinheiten 14 gleichzeitig ihre Stromaufnahme verringern ist der Busleitungsstrom IB in der Regel auch größer als ein Minimalwert Imin (Figur 4) . Allerdings kann die Gleichstromaufnahme auch gleich Null oder sogar negativ sein, wenn fremdgespeiste Teilnehmer vorhanden sind. Die gleichzeitige Stromerhöhung von mehreren Teilnehmerströmen IT bzw. Kopplungseinrichtungsströmen IK ist begrenzt, so dass sichergestellt ist, dass der maximal über die Busleitung 12 fließende Busleitungsstrom IB von der Gleichspannungsquelle 13 zur Verfügung gestellt werden kann.

Die Erfindung betrifft eine Buskommunikationsvorrichtung 10 mit einer Busleitung 12, wenigstens einem an die Busleitung 12 angeschlossenen Kommunikationssteuergerät 11 sowie mehreren an die Busleitung 12 angeschlossenen Kopplungseinrichtungen 17, die zur Verbindung von jeweils wenigstens einer passiven Teilnehmereinheit 14 an die Buslei ^¬ tung dienen. Die Teilnehmereinheiten 14 können untereinander und/oder mit dem Kommunikationssteuergerät 11 gemäß ei ^¬ nem fest vorgegebenen Busprotokoll bidirektional kommuni ^¬ zieren. Die Busleitung 12 dient üblicherweise zur Versorgung des Kommunikationssteuergeräts 11 sowie der Teilneh ^¬ mereinheiten 14 mit elektrischer Energie für die Kommunikation. Hierfür ist eine elektrische Energiequelle, bei ^¬ spielsgemäß eine Gleichspannungsquelle 13, an die Buslei ^¬ tung 12 angeschlossen.

Findet keine Datenübertragung über die Busleitung 12 statt, nimmt jede Teilnehmereinheit 14 einen Ruhestrom IR auf. Durch Modulieren des von der Teilnehmereinheit 14 auf ^¬ genommenen Teilnehmerstromes IT auf vom Ruhestrom IR abwei ^¬ chende Werte können Daten über die Busleitung 12 übermittelt werden. Jede Teilnehmereinheit 14 weist eine Modula- tor-Demodulator-Einheit 20 auf, die den Teilnehmerstrom IT gemäß einer ersten Modulation Ml kann. Die erste Modulation Ml des Teilnehmerstromes IT erfolgt entsprechend dem Bus ^¬ kommunikationsprotokoll. Die Kopplungseinrichtungen 17 können den aufgenommenen Kopplungseinrichtungsstrom IK gemäß einer zweiten Modulation M2 modulieren. Die zweite Modulation M2 des Kopplungseinrichtungsstromes IK erfolgt außer ^¬ halb des Kommunikationsprotokolls völlig unabhängig von der Datenübertragung mittels der ersten Modulation Ml. Der Gradient des Kopplungseinrichtungsstromes IK ist bei der zwei ^¬ ten Modulation M2 kleiner als ein Gradienten-Maximalwert und kleiner als der Gradient des Teilnehmerstromes IT bei der ersten Modulation Ml. Über die zweite Modulation M2 wird ein zusätzlicher Kommunikationsweg über die Busleitung 12 ermöglicht, über den kleine Datenmengen wie Statusinformationen von einer Kopplungseinrichtung 17 an einen Empfänger, beispielsweise das Kommunikationssteuergerät 11 bzw. der Leitrechner und/oder ein Asset-Management-System 21 übertragen werden können.

Bezugs zeichenliste :

10 Buskommunikationsvorrichtung

11 Kommunikationssteuergerät

12 Busleitung

12a Ader

12b Ader

13 Gleichspannungsquelle

14 Teilnehmereinheit

15 Zwischenkreis

15a Induktivität

16 Abschlusseinheit

17 Kopplungseinrichtung

18 Signalfilter

19 erste Modulator-Demodulator-Einheit

20 zweite Modulator-Demodulator-Einheit

21 Asset-Management-System

22 Abzweigleitung

25 Spannungsversorgung

26 Diagnoseeinheit

27 Empfänger

30 Übertragungseinheit

31 Gleichspannungswandler

32 Kondensator

33 Übertragerspule

34 Ausgangsleitung

35 Strombegrenzungseinrichtung

36 Eingang

37 Ausgang

38 Messwiderstand

39 Steuertransistor

40 Operationsverstärker 41 Referenzspannungsquelle

42 Spannungssteuereinheit

45 Modulationsschaltung

46 Kurzschlussverbindung fl erste charakteristische Frequenz f2 zweite charakteristische Frequenz

IB Busleitungsstrom

IH oberer Wert

IK Kopplungseinrichtungsstrom

IL unterer Wert

Imax Maximalwert des Busleitungsstromes

Imin Minimalwert des Busleitungsstromes

IR Leitrechnerstrom

IT Teilnehmerstrom

Ml erste Modulation

M2 zweite Modulation

Um Messspannung

Uref Referenzspannung