Verteilermodul mit Wahlschalter

Die Erfindung betrifft ein Verteiiermodul sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Verteilermoduls gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche.

Ein Verteilermodul, aufweisend ein Gehäuse sowie einen Bus-Anschluss sowie mehrere Geräteanschlüsse ist aus der DE 102 27 422 A1 bekannt. An einem solchen Verteilermodul ist an seinem zentralen Bus-Anschluss über eine Datenleitung ein zentraler Rechner, wie zum Beispiel eine Steuereinrichtung, eine SPS-Einrichtung oder dergleichen, und an den Geräteanschlüssen Geräte wie Sensoren, Aktuatoren und dergleichen angeschlossen. Innerhalb des Gehäuses des Verteilermoduls sind elektronische Einheiten angeordnet, die die über den Bus-Anschluss empfangenen Daten an die Geräteanschlüsse und somit an die daran angeschlossenen Geräte verteilen und umgekehrt. Bei dieser Ausführungsform ist es erforderlich, dass der Datenaustausch zwischen dem Verteilermodul sowie der daran angeschlossenen Steuereinheit über ein festes vorgegebenes Kommunikationsprotokoil erfolgt. Das Protokoll das ausgewählt wird bestimmt normalerweise nur die Kommutation zwischen Steuerung und Verteilermodul. Wenn eine Kommunikation zwischen Verteilermodul und angeschlossenen Geräten stattfindet, so handelt es sich normalerweise um andere Protokolle, z.B. IO-Link oder proprietäre Protokolle oder eine digitale ln-/Out- Schnittstelle (IO-Link ist wiederrum kein Protokoll, das mit einer Steuerung kommuniziert.) Allerdings behindert diese feste Vorgabe eines Kommunikationsprotokolis den flexiblen Einsatz von Verteilermodulen in denjenigen Fällen, in denen das Verteilermodul für mehrere Kommunikationsprotokolle eingesetzt werden soll. Verwenden beispielsweise in einer Anwendungsumgebung die Steuereinheit und die Geräte ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll, muss auch ein Verteilermodul mit genau diesem Kommunikationsprotokoll eingesetzt werden. In einer anderen Anwendungsumgebung mit einem anderen Kommunikationsprotokoll kann dieses Verteilermodul jedoch nicht eingesetzt werden, sondern es muss ein weiteres Verteilermodul vorgehalten werden, welches mit dem anderen Kommunikationsprotokoll arbeitet. Dies ist hinsichtlich der Vielfalt möglicher Kommunikationsprotokolle in nachteiliger weise sehr aufwendig, da unterschiedliche Verteilermodule mit jeweils anderen Kommunikationsprotokollen vorgehalten werden müssen. Außerdem ist nicht unbedingt für den Anwender eines Verteilermoduls bei dessen Einsatz erkennbar, ob er das Verteilermodul mit dem richtigen Kommunikationsprotokoll, welches dem Kommunikationsprotokoll entspricht, welches die Steuereinrichtung und die Geräte verwenden, ausgewählt hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verteilermodul und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Verteilermoduls anzugeben, mit der die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden und mit dem insbesondere die Eindeutigkeit des verwendeten Kommunikationsprotokolls gegeben ist.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der beiden unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Hinsichtlich des Verteilermoduls an sich sind erfindungsgemäß Wahlmittel vorgesehen, mittels derer eines von mehreren Kommunikationsprotokollen, die in einem Speicher innerhalb des Gehäuses abgespeichert sind, von außerhalb des Gehäuses manuell auswählbar ist. Zum einen sind mehrere Kommunikationsprotokolle in einem Speicher innerhalb des Verteiiermoduls abgespeichert und werden zur Auswahl vorgehalten. Damit erhöht sich zunächst in vorteilhafter Weise die Flexibilität beim Einsatz eines solchen Verteilermoduls, da es in unterschiedlichen Anwendungsumgebungen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle einsetzen, verwendet werden kann. Außerdem kann das zu verwendende Kommunikationsprotokoll, welches aus dem Speicher abgerufen werden soll, auf einfache Art und Weise über ein Wahimittel gezielt von einem Anwender ausgewählt werden, sodass durch diese manuelle Auswahl Eindeutigkeit hinsichtlich des verwendeten Kommunikationsprotokolls gegeben ist. Außerdem kann durch die manuelle Auswahl des zu verwendenden Kommunikationsprotokolls der Betrieb des Verteilermoduls sehr schnell begonnen werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Speicher, in dem die mehreren Kommunikationsprotokolle abgelegt sind, als nicht flüchtiger Speicher ausgebildet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass im Falle von Unterbrechungen oder Ausfällen in der Stromversorgung die abgespeicherten Daten, die die Kommunikatiönsprotokolle darstellen, in dem Speicher erhalten bleiben und sofort wieder zur Verfügung stehen, sobald die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Wurde jedoch ein Protokoll ausgewählt und die Steuerung parametriert das Verteilermodul über dieses Protokoll und das Gerät startet daraufhin in den zyklischen Datenaustausch, so wird auch die ID dieses Protokolls nichtflüchtig gespeichert. Dieses Protokoll wird dann beim nächsten Start des Geräts ohne Schalterabfrage gestartet.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Wahlmittel als Drehwahlschaiter ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass über einen solchen Drehwahlschalter die Auswahl des zu verwendenden Kommunikationsprotokolls sehr schnell und einfach sowie übersichtlich erfolgen kann, wobei gleichzeitig auch über die Stellung des Drehwahlschalters eindeutig erkannt werden kann, insbesondere bei geeigneter Beschriftung, welches Kommunikationsprotokoll gerade verwendet wird.

Alternativ zu einem Drehwahlschalter ist es auch denkbar, dass die Wahlmittel als Dip- Schalter, Folientastatur, Touchscreen oder Schlüsselschalter ausgebildet sind. Dip- Schalter haben den Vorteil, dass sie sich sehr schnell umschalten lassen. Eine Folientastatur hat den Vorteil, dass die Vorgabe des Kommunikationsprotokolls unkompliziert erfolgen kann und gleichzeitig aufgrund der Abdeckung der Tastatur mittels Folie ein mechanischer Schutz vor äußeren auf das Verteilermodul einwirkenden Einflüssen, insbesondere Spritzwasser, Verschmutzungen und dergleichen, gegeben ist. Ein Touchscreen hat den Vorteil einer sehr einfachen Bedienung, wobei es mit einem Schlüsselschalter möglich ist, nicht nur das gewünschte Kommunikationsprotokoll auszuwählen, sondern mittels eines Schlüssels zu verhindern, dass das einmal eingestellte Kommunikationsprotokoll verändert wird. Dies dient vor allem der Sicherheit des Betriebes der Verteilermoduls.

Die Wahlmittel, also die elektromechanische oder elektronische Einstellmöglichkeit, dienen dazu, das vorzugsweise industrielle Kommunikationsprotokoll nach Einschalten der Versorgungsspannung zu bestimmen und zu starten. Die elektromechanische oder elektronische Einstelimöglichkeit, nachfolgend als elektrische Einstellmöglichkeit bzw. Protokollwahlschalter benannt, bezieht sich dabei vorzugsweise auf industrielle Feldbusgeräte wie z.B. IO-Verteilermodule, die mit allen verfügbaren standardisierten Kommunikationsprotokollen arbeiten (z.B. Profibus®, PROFINET IO®, Ethernet/IP™, EtherCAT®, SERCOSIII®, Powerlink®, CANopen®, DeviceNet™, und weitere). Die hier genannten industriellen Feldbusgeräte können eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen im nichtflüchtigen Speicher des Geräts abgelegt haben.

Die Auswahl und der Start des industriellen Kommunikationsprotokolls erfolgt nach dem bereits erwähnten Prinzip. Ein einmal gestartetes Kommunikationsprotokoll lässt sich durch Änderung der Protokollwahlschalterstellung erst nach einem Power-Zyklus (Aus-Ein) ändern, wenn das gewählte Kommunikationsprotokoll zuvor noch keinen zyklischen Datenaustausch mit einem Kommunikationsmaster (wie eine übergeordnete Steuereinrichtung oder dergleichen) durchgeführt hat. Nach Änderung der Protokollwahlschalterstellung kann ein sogenannter „Factory Reset" zur Aktivierung des neuen Kommunikationsprotokolls notwendig werden, wenn das zuvor aktivierte Kommunikationsprotokoll auf dem Feldbusgerät von dem Kommunikationsmaster einmalig bis in den Status „zyklische Kommunikation" gebracht wurde. Die elektrische Einstellmöglichkeit können wie schon erwähnt zum Beispiel Drehschalter, Dip-Schalter, Folientastaturen, Touchscreen, Schlüsselschalter oder ähnliche sein, wenn sie in vorteilhafter Weise ohnehin Bestandteil des industriellen Feldbusgerätes sind und normalerweise zur Einstellung der Feldbusadresse bzw. IP- Adresse genutzt werden.

Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verteilermoduls und seines Betriebes wird im Folgenden auf die Figur Bezug genommen.

In der Figur ist prinzipiell ein Verteilermodul 1 dargestellt, welches ein Gehäuse 2 aufweist. Elektronische Einheiten wie Recheneinheiten, Speicher, Stromversorgung und dergleichen sind in dem Gehäuse 2 untergebracht, jedoch nicht näher dargestellt. Weiterhin weist das Verteilermodul 1 einen Bus-Anschluss 3 auf, mit dem das Verteilermodul 1 über eine Datenleitung an eine nicht dargestellte Recheneinheit angeschlossen werden kann. Außerdem weist das Verteilermodul 1 einen Geräteanschluss 4, vorzugsweise mehrere gleichartige oder voneinander unterschiedliche Geräteanschlüsse 4 auf. An diesen Geräteanschlüssen 4, die zum Beispiel als M8- oder M12-Schraubsteckverbinder ausgebildet sind, werden nicht dargestellte Geräte wie Aktuatoren, Sensoren, Rechner, weitere Verteilermodule und dergleichen angeschlossen. Die in dem Gehäuse 2 angeordneten elektronischen Einheiten ermöglichen den Datenaustausch und die Verteilung von Daten zwischen der Recheneinheit, die an dem Bus-Anschluss 3 angeschlossen ist, und den Geräten, die an den Geräteanschlüssen 4 angeschlossen sind. Dieser Datenaustausch erfolgt über fest vorgegebene, vorzugsweise standardisierte oder auch proprietäre Kommunikationsprotokolle. Das bedeutet, dass für den Datenaustausch der einzelnen Elemente untereinander das Kommunikationsprotokoli des Verteilermoduls dem Kommunikationsprotokoll der Recheneinheit muss. Um auf unterschiedliche Kommunikationsprotokolle der Recheneinheit und der angeschlossenen Geräte reagieren und Gleichheit der Kommunikationsprotokolle herstellen zu können, sind Wahlmittel, insbesondere ein Drehwahischalter 5, in dem Gehäuse 2 des Verteilermoduls 1 vorgesehen. Diese Wahlmittel, insbesondere der Drehwahlschalter 5, sind von außerhalb des Gehäuses 2 des Verteilermoduls 1 zugänglich, sodass durch Veränderung der Stellung der Wahlmittel, insbesondere des Drehwahlschalters 5, aus dem Speicher innerhalb des Gehäuses 2 des Verteilermoduls 1 das einzustellende Kommunikationsprotokoll aufgerufen wird, mit dem nach seiner Auswahl das Verteilermodui 1 betrieben wird.

Bevorzugt sind 2-mal ein Poweranschluss nebeneinander (die Poweranschlüsse werden intern im Gerät durchgeschliffen), darüber hinaus 2-mal ein Busanschiuss. Die zwei Busanschlüsse werden durchgeschliffen bei Feldbussen bzw. bei Ethernet- Protokollen über einen intern Switch weitergeleitet. Es würde aber auch je ein Powerund ein Busanschiuss reichen.

Bezugszeichenliste:

1. Verteilermodul

2. Gehäuse

3. Busanschluss

4. Geräteanschluss

5. Drehwahlschalter