Die Erfindung betrifft eine modulare Ein- und Ausgabestation für ein industrielles Automatisierungssystem und/oder ein industrielles loT (Internet of Things)- System mit einer Kopfstation und einer Anzahl angereihter Module, wobei zum Datenaustausch mit der Kopfstation ein Stationsbus die Kopfstation mit den Modulen koppelt, wobei der Stationsbus Daten über zwei Datenkanäle überträgt, von denen jeder für eine Übertragungsrichtung und eine differentielle Datenübertragung mithilfe von zwei Leitungen eingerichtet ist, und wobei zwischen mindestens zwei der Modulen oder mindestens einem der Module und der Kopfstation zusätzlich ein weiterer autarker Datenkanal ausgebildet ist, über den eine direkte Datenübertragung ermöglicht wird. Der weitere autarke Datenkanal wird zur Ausbildung eines Stationsnetzwerks genutzt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen mindestens zwei Modulen oder mindestens einem Modul und der Kopfstation einer modularen Ein- und Ausgabestation, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Modul bzw. eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Kopfstation.

In industriellen Automatisierungssystemen, insbesondere auch in Industrie 4.0- Systemen, oder industriellen loT-Systemen, auch HoT (Industrial Internet of Things) - Systeme genannt, werden häufig Feldbusse bzw. drahtlose oder drahtgebundene (Ethernet-)Netzwerke zur Übertragung von Steuerungsdaten und/oder Messwerten zwischen einem zentralen und mehreren dezentralen Steuerungsrechnern und Feldgeräten eingesetzt. Oft wird dabei nicht jedes einzelne Feldgerät unmittelbar an den Feldbus bzw. Industrial Ethernet Netzwerk angeschlossen, sondern eine eingangs genannte modulare Ein- und Ausgabestation eingesetzt, die es ermöglicht, an einen Feldbus- / Netzwerkanschluss eine Mehrzahl von Ein- und Ausgabemodulen anzukoppeln. Diese Ein- und Ausgabemodule sind in einer Vielzahl verschiedener Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise als Module, die digitale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgabekanäle bereitstellen, oder Module, die als Signalwandler, Relaisbaustein, Zählerbausteine, Interface-Module usw. ausgebildet sind. Zusammengenommen stellt das System aus dem Koppler und den angeschlossenen Modulen ein Beispiel einer eingangs genannten modularen Ein- und Ausgabestation dar. Dabei wird ein sogenannter Funkkoppler, Ethernet-Koppler oder Feldbuskoppler, auch Gateway oder Kopfstation genannt eingesetzt, der das Funk-, Netzwerk- oder Feldbusprotokoll auf ein meist proprietäres Protokoll eines internen Rückwandbus einer Ein- und Ausgabestation umsetzt und der es ermöglicht, die Mehrzahl der Ein- und Ausgabemodule über den Rückwandbus mit dem externen Netzwerk und/oder Feldbus zu koppeln. Der Rückwandbus wird auch als Stationsbus bezeichnet oder kann als Stationsnetzwerk ausgeprägt sein.

Eine modulare Ein- und Ausgabestation kann in einer alternativen Ausgestaltung auch mit einem Steuerungsrechner als Kopfstation aufgebaut werden. In einem solchen Fall ist eine Ankopplung der Module unmittelbar an den Steuerungsrechner möglich.

Im Hinblick auf eine physikalische Ausgestaltung einer derartigen modularen Ein- und Ausgabestation sind verschiedene Ausführungen bekannt. Ein besonders flexibler Aufbau wird erreicht, wenn sowohl die Kopfstation, als auch die anschließbaren Module als aneinanderreihbare Scheiben ausgebildet sind. Die Scheiben können untereinander mechanisch verbunden werden und/oder auf eine Hutschiene oder einen vergleichbaren Träger aufgesetzt sein. Die Kopfstation und die Module kontaktieren untereinander im aneinandergereihten Zustand, wobei über mehrere Module hinweg physikalisch und/oder logisch durchgehende Daten- und Stromversorgungsbusse gebildet werden. Ein Vorteil dieses Systems liegt neben der Flexibilität in einem kompakten und platzsparenden Aufbau, bei dem nur der Platzbedarf der tatsächlich benötigten Module anfällt.

Eine modulare Ein- und Ausgabestation der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 200 15 758 111 bekannt. Bei dieser Anordnung verlaufen zwischen der Kopfstation und jedem der angereihten Module ein Stromversorgungsbus und ein Datenbus, auch als Stationsbus bezeichnet. Der Stationsbus dient einer bidirektionalen Datenübertragung zwischen der Kopfstation und den einzelnen Modulen, um von der Kopfstation aus Module anzusteuern bzw. Daten von den Modulen in die Kopfstation zur weiteren Verarbeitung einzulesen.

Zusätzlich verläuft bei dem genannten System zwischen den Modulen ein weiteres Bussystem, das mittels elektrischer Leitung oder einer optischen Verbindung realisiert sein kann. Das zusätzliche Bussystem, auch Subbussystem genannt, bildet einen zusätzlichen Datenübertragungsweg und ermöglicht es, Da- ten zwischen den einzelnen Modulen auszutauschen, ohne dabei auf den Stationsbus zurückzugreifen. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass Daten zwischen den einzelnen Modulen unabhängig von einer Taktung des Stationsbus ausgetauscht werden, was eine Datenrate zwischen den Modulen erhöht. Ein schneller Datenaustausch zwischen einzelnen Modulen kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn von einem der Module erfasste Daten zunächst von einem anderen Modul vorverarbeitet oder in Echtzeit ausgewertet werden, wobei nur eine geringere Datenmenge nachfolgend an die Kopfstation übertragen wird.

Auch die Druckschrift DE 601 13 019 T2 beschreibt ein internes Bussystem eines Automatisierungssystems mit einer Mehrzahl von Modulen. Das interne Bussystem umfasst einen Kommunikationskanal zur Übertragung von Ein- und Ausgabedaten. Auf ähnliche Weise wie bei der zuvor genannten Druckschrift DE 200 15 758 U1 wird das interne Bussystem mit zusätzlichen Leitungen erweitert, um einen weiteren autarken Datenkanal bereitzustellen, über den eine direkte Kommunikation von Modulen untereinander ermöglicht wird. Dabei erfolgt diese Kommunikation über das TCP/IP (Transmission Control Proto- col/lnternet Protocol) Protokoll.

Nachteilig an den genannten Anordnungen ist, dass zwischen den Modulen zusätzliche Leitungen und entsprechend Kontakte oder optische oder sonstige Übertragungsstrecken ausgebildet sein müssen, um von der Möglichkeit des schnellen Datenaustausches zwischen den Modulen Gebrauch machen zu können. Der elektromechanische Aufbau der einzelnen Module wird dadurch verkompliziert. Zudem ist eine Nachrüstung bereits bestehender modularer Ein- und Ausgabestationen erschwert. Auch kann das Subbussystem nicht problemlos zu einem komplett parallelen Stationsbus oder Stationsnetzwerk mit zusätzlicher Bandbreite erweitert werden.

Die Druckschrift EP 3 575 899 A1 zeigt ein Automatisierungssystem, bei dem eine erste Baugruppe und mindestens eine weitere Baugruppe über einen Rückwandbus miteinander verbunden sind und über diesen Daten austauschen können. Die erste Baugruppe ist dabei als eine übergeordnete Baugruppe ausgebildet, die eine übergeordnete Steuereinheit und eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die mit einem übergeordneten Netzwerk gekoppelt ist. Auf dem Rückwandbus wird ein einfach markiertes virtuelles lokales Netzwerk (VLAN - Virtual Local Area Network) etabliert, über das die mindestens eine weitere Baugruppe als Endeinrichtung über die Steuereinheit der ersten Baugruppe ebenfalls an das übergeordnete Netzwerk angebunden ist.

Um eine Kommunikation der Baugruppen untereinander zu ermöglichen, ohne dass die Kommunikation über die übergeordnete Steuereinheit der ersten Baugruppe geführt wird, wird auf dem Rückwandbus mindestens ein zweifach markiertes virtuelles lokales Netzwerk etabliert. So kann bzw. können ein oder mehrere zusätzliche Datenverbindungen über den Rückwandbus gebildet werden, die keine zusätzlichen Datenleitungen benötigen und logisch unabhängig von dem einfach markierten virtuellen lokalen Netzwerk sind. Allerdings nutzen alle Datenverbindungen den gleichen physikalischen Übertragungskanal und müssen sich entsprechend dessen Bandbreite teilen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine modulare Ein- und Ausgabestation für ein industrielles Automatisierungssystem und/oder ein industrielles loT-System sowie ein Betriebsverfahren für eine derartige modulare Ein- und Ausgabestation bereit zu stellen, bei der eine Datenübertragung zwischen mindestens zwei Modulen oder mindestens einem Modul und der Kopfstation unabhängig von einer Datenübertragung auf dem Stationsbus möglich ist, ohne dass dafür separate Datenleitungen vorhanden sind, und ohne dass dadurch eine Datenübertragungsrate auf dem Stationsbus beeinträchtigt wird. Es ist eine weitere Aufgabe, ein Modul bzw. eine Kopfstation einer derartigen Ein- und Ausgabestation zu schaffen, durch die eine Datenübertragung unabhängig von der Zeitstruktur des Stationsbusses realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine modulare Ein- und Ausgabestation, ein Modul bzw. eine Kopfstation sowie ein Betriebsverfahren für eine modulare Ein- und Ausgabestation mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Ein- und Ausgabestation der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass der autarke Datenkanal des Stationsnetzwerks ebenfalls - wie der Stationsbus - zur differentiellen Datenübertragung eingerichtet ist, wobei die Datenkanäle des Stationsbusses jeweils als eine von zwei Leitungen für die differentielle Datenübertragung über den autarken Datenkanal des Stationsnetzwerks dienen. Dieses Stationsnetzwerk ist so gestaltet, dass es keine eigenen physikalischen Leitungen nutzt, sondern sich physikalisch des Stationsbusses bedient, ohne logisch das Protokoll des Stationsbusses zu be- einflussen. Folglich wird ein logisch und protokolltechnisch vom Stationsbus autarker Datenkanal für das Stationsnetzwerk etabliert. Durch die überlagerte Nutzung von jeweils zwei Leitungen des Stationsbusses als eine Leitung für die differentielle Datenübertragung im Stationsnetzwerk wird die Datenübertragung auf dem Stationsbus durch die im Stationsnetzwerk nicht beeinträchtigt und kann mit unverminderter Datenübertragungsrate erfolgen.

Als „Stationsnetzwerk“ ist hierbei ein Netzwerk zu verstehen, das sich über Teile der Ein- und Ausgabestation oder die gesamte Ein- und Ausgabestation erstreckt. Durch die Ausgestaltung als Netzwerk können separate Punkt-zu- Punkt-Verbindungen zwischen den teilnehmenden Modulen untereinander oder zu der der Kopfstation aufgebaut werden. Über das Stationsnetzwerk ist somit eine direkte Datenübertragung zwischen zweien der Module oder auch zwischen mindestens einem der Module und der Kopfstation ermöglicht.

Analog weist ein erfindungsgemäßes Verfahren die folgenden Schritte auf: Es wird ein Stationsnetzwerk über einen autarken Datenkanal zwischen mindestens zwei Modulen oder mindestens einem Modul und der Kopfstation ausgebildet und es werden Daten zwischen den mindestens zwei Modulen oder mindestens einem Modul und der Kopfstation über das Stationsnetzwerk außerhalb eines physikalisch und logischen Protokolls der Übertragung von Daten zwischen der Kopfstation und den Modulen auf dem Stationsbus übertragen, indem jeder der Datenkanäle des Stationsbusses als eine differentielle Leitung für den autarken Datenkanal des Stationsnetzwerk genutzt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ein- und Ausgabestation bzw. des Verfahrens wird der Differenzkanal der differentiellen Datenübertragung des Stationsnetzwerks mithilfe eines Koppelnetzwerks auf die Leitungen der Datenkanäle des Stationsbusses aufgebracht. Bevorzugt wird dabei ein Signal einer Leitung des autarken Datenkanals des Stationsnetzwerks gleichmäßig auf beide Datenleitungen des jeweiligen Datenkanals des Stationsbusses aufgeprägt.

Bevorzugt ist der autarke Datenkanal des Stationsnetzwerks zur Übertragung von Daten nach dem SPE-Standard (Single Pair Ethernet) eingerichtet.

Ein erfindungsgemäßes Modul bzw. eine erfindungsgemäße Kopfstation einer modularen Ein- und Ausgabestation für ein industrielles Automatisierungssystem und/oder ein industrielles loT-System weisen eine Stationsnetzwerk- Anschaltung auf, die über Koppelnetzwerke mit dem Stationsbus gekoppelt ist, und sind zur Durchführung eines zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren bzw. der Ein- und Ausgabestation beschriebenen Vorteile.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 , 2 jeweils eine industrielle Automatisierungsanlage in einem schematischen Blockschaltbild;

Fig. 3 ein detaillierteres Blockschaltbild zur datentechnischen Kopplung zweier Module der industriellen Automatisierungsanlage gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 ein detaillierteres Blockschaltbild zur datentechnischen Kopplung eines Moduls mit einer Kopfstation der industriellen Automatisierungsanlage gemäß Fig. 2; und

Fig. 5 eine Ausgestaltung eines Koppelnetzwerks zur Nutzung in einer Automatisierungsanlage gemäß den Fig. 1 bis 4.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung beispielhaft einen möglichen Aufbau eines industriellen Automatisierungssystems. Es wird angemerkt, dass die nachfolgend beschriebene Übertragung von Daten über das Stationsnetzwerk auch in industriellen loT-Systemen eingesetzt werden kann.

Das Automatisierungssystem weist einen Steuerungsrechner 1 auf, der hier über einen Feldbus 2 mit einer Kopfstation 3 einer modularen Ein- / Ausgabestation zum Austausch von Daten mit dieser verbunden ist. Der Feldbus 2 kann dabei gemäß einem bekannten Standard wie beispielsweise Profibus, Profinet oder EtherCAT ausgebildet sein.

Die Kopfstation 3 ist in diesem Fall somit als ein Feldbuskoppler ausgebildet, der über den Feldbus 2 ausgetauschte Daten auf einen bevorzugt seriellen Stationsbus 4 umsetzt. Über den Stationsbus 4 sind Module 5 an die Kopfstation 3 angekoppelt.

Neben dem Stationsbus 4, der in diesem Ausführungsbeispiel nur der Übertragung von Daten dient, kann ein weiterer, nicht hier gezeigter Bus, zur Strom- WO 2022/038147 ’ ' ' PCT/EP2021/072850

Versorgung der Module 5 und/oder der Kopfstation 3 vorhanden sein. Zur Einspeisung von Versorgungsstrom sind dann zusätzliche Stromversorgungsmodule vorgesehen, die am Ende der dargestellten Ein- / Ausgabestation oder auch zwischen Modulen 5 oder zwischen der Kopfstation 3 und den Modulen 5 eingeordnet sein können. Es ist auch denkbar, dass eine Stromversorgungseinheit in die Kopfstation 3 integriert ist.

Die Module 5 können Anschluss- oder Funktionsmodule sein, beispielsweise Ein- / Ausgabemodule (I/O-Module). Beispielhaft sind Ein- und/oder Ausgabeanschlüsse 6 in der Fig. 1 bei verschiedenen der Module 5 angedeutet. Über die Anschlüsse 6 werden z.B. Mess- und Steuersignale mit der zu steuernden Anlage ausgetauscht. Die Anschlüsse 6 können auch Netzwerkanschlüsse sein, die eine Verbindung zu einem weiteren Datennetzwerk ermöglichen.

Der im Hinblick auf sein Protokoll üblicherweise proprietäre Stationsbus 4 übernimmt in üblichen Ausgestaltungen von modularen Ein- / Ausgabesystemen eine Datenkommunikation nur zwischen der Kopfstation 3 und den angebundenen Modulen 5. Um alle Module 5 datentechnisch mit der Kopfstation 3 verbinden zu können, kann auf manchen Typen des Stationsbusses 4 eine Hochgeschwindigkeitsübertragung zeitkritischer Informationen nicht möglich sein.

Um dennoch oder ggf. zusätzlich zum Stationsbus 4 zwischen verschiedenen der Module 5 Daten mit höherer Geschwindigkeit und unabhängig von einer Zeitstruktur des Protokolls auf den Stationsbus 4 austauschen zu können, ist ein Stationsnetzwerk 7 ausgebildet, der verschiedene der Module 5, im dargestellten Beispiel die drei sich unmittelbar an die Kopfstation 3 anschließenden Module 5, miteinander datentechnisch verbindet.

Anmeldungsgemäß ist das Stationsnetzwerk 7 über einen autarken Datenkanal ausgebildet, dem keine separaten Datenleitungen zugeordnet sind. Stattdessen erfolgt anmeldungsgemäß eine Übertragung physikalisch über Datenleitungen des Stationsbusses 4, ohne jedoch logisch das Protokoll des Stationsbusses 4 zu verwenden. Das Stationsnetzwerk 7 wird bevorzugt mit einem Protokoll benutzt, das den Aufbau eines Netzwerks erlaubt.

Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung des industriellen Automatisierungssystems der Fig. 1 . Im Grundaufbau entspricht das System der Fig. 2 dem aus Fig. 1 , jedoch mit dem Unterschied, dass das Stationsnetzwerk 7 bei dem Beispiel der Fig. 2 bis in die Kopfstation 3 hineinreicht. Die Kopfstation 3 ist damit mit den linken drei Modulen 5 nicht nur über den Stationsbus 4, sondern zusätzlich zum Datenaustausch über das Stationsnetzwerk 7 verbunden.

Ein möglicher Aufbau von Modulen 5 bzw. von Modulen 5 und Kopfstation 3, mit denen das möglich ist, werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 näher erläutert.

In Fig. 3 sind - ebenfalls in Form eines Blockschaltdiagramms - zwei miteinander über das Stationsnetzwerk 7 gekoppelte Module 5 der Ein- / Ausgabestation dargestellt. Der Stationsbus 4 ist dabei physikalisch durch einen 4- Leitungsbus gebildet, wobei jeweils zwei Leitungen einen Datenkanal 4a, b bilden, der zur Übertragung von Daten in jeweils eine Richtung vorgesehen ist.

Innerhalb eines jeden Datenkanals 4a, b, also in jeder Datenrichtung, wird ein über zwei Leitungen übertragenes Niederspannungsdifferenzsignal zur Datenübertragung verwendet, z.B. als LVDS-Signal (LVDS - Low Voltage Differential Signaling). Zu diesem Zweck werden innerhalb eines jeden Moduls 5 zu verarbeitende Daten von einer Busanschaltung mit Datenanschlüssen 41 über differentielle Treiber 42 an den Stationsbus 4 ausgegeben bzw. über differentielle Empfänger 43 aufgenommen.

An der (in der Fig. 3) linken Seite eines jeden Moduls 5 über den Datenkanal 4a zugeführte Daten werden von der Busanschaltung 40 verarbeitet und zur rechten Seite über den Datenkanal 4a zum nächsten Modul 5 weitergeleitet. Umgekehrt werden dem Modul von rechts (in der Fig. 3) über den Datenkanal 4b zugeführte Daten von der Busanschaltung 40 verarbeitet und zur rechten Seite über den Datenkanal 4a zum nächsten Modul 5 (oder zu der Kopfstation 3) weitergeleitet. Das jeweilige Modul 5 betreffende Daten werden von der Busanschaltung ausgekoppelt und von einer entsprechenden Schaltung innerhalb des Moduls 5 verarbeitet.

Zur Übertragung von Daten über das Stationsnetzwerk 7 ist im Modul 5 eine Stationsnetzwerk-Anschaltung 70 vorhanden, die zu jeder Seite des Moduls 5 hin über je zwei Stationsnetzwerk-Datenanschlüsse 71 mit einem Stationsnetzwerk-Verstärker 72 zugeführt werden. Dieser ist im dargestellten Beispiel als LVDS-Transceiver, also Sender- und Empfängerbaustein, ausgebildet, bei dem einer der Aus- bzw. Eingänge gegenüber dem anderen negiert ist. Mit jeweiligen Ein- bzw. Ausgängen ist der Stationsnetzwerk-Verstärker 72 über ein Koppelnetzwerk 73 mit den beiden Datenkanälen 4a, b des Stationsbusses verbunden, derart, dass jeweils ein Datenkanal 4a, b mit seinen beiden Leitungen als eine Leitung des autarken Datenkanals des Stationsnetzwerks 7 dient. Damit ist die Übertragung von Daten des Stationsnetzwerks 7 über den Stationsbus 4 möglich, ohne dass diese Datenübertragung physikalisch miteinander interferieren. Dementsprechend kann auch die logische Datenübertragung über das Stationsnetzwerk 7 vollständig von der auf dem Stationsbus 4 abgekoppelt sein. Eine mögliche Ausgestaltung des Koppelnetzwerks 73 ist in Fig. 5 dargestellt.

Insbesondere lassen sich auf dem Stationsnetzwerk 7 Übertragungen mit anderen, bevorzugt höheren Datenraten realisieren, als auf dem Stationsbus 4 bei Nutzung der Datenübertragung über die Kopfstation 3 möglich wäre.

Der autarke Datenkanal des Stationsnetzwerks 7 und insbesondere seine Datenanschlüsse 71 können dabei dem Single Pair Ethernet (SPE)-Standard folgen. Dieses ermöglicht einen Voll-Duplex-Datenaustausch über das Stationsnetzwerk 7. Eine Übertragung kann jedoch auch gemäß anderen Kommunikationsstandards, insbesondere auch anderen Ethernetstandards, umgesetzt sein.

Aufgrund der Nutzung des Stationsbusses 4 können Module 5, die untereinander ein Stationsnetzwerk 7 ausbilden, in bestehende modulare Ein- und Ausgabestationen nachgerüstet werden.

In den schematischen Zeichnungen der Fig. 1 und 2 ist der Stationsbus 4 als ein durchgehender Bus dargestellt, der sich von der Kopfstation 3 über alle Module 5 erstreckt. Es ist jedoch dabei nicht so, dass die differenziellen Datenkanäle 4a, b des Stationsbusses 4 physikalisch von einem zum nächsten Modul weitergeführt werden. Stattdessen werden differenzielle Datenkanäle, wie es auch in Fig. 3 zu sehen ist, jeweils zwischen benachbarten Modulen 5 aufgebaut. Für die Nutzung des autarken Datenkanals des Stationsnetzwerks 7 bedeutet dies, dass die zusätzlich aufgeprägten Informationen auf dem Stationsbus nur so weit weitergerecht werden, wie ein benachbartes Modul 5 auch für die Verarbeitung der Information auf dem autarken Datenkanal des Stationsnetzwerks 7 ausgebildet ist.

Wird ein Modul 5 eingesetzt, das nicht anmeldungsgemäß ausgebildet ist, beispielsweise das in Fig. 1 ganz rechts an der Ein- und Ausgabestation angeord- nete, endet auch die Reichweite des Stationsnetzwerks 7. Das führt vorteilhaft dazu, dass ein Stationsnetzwerk 7 aufgebaut werden kann und ohne spezielle Maßnahmen seitlich begrenzt werden kann, wenn sich an anmeldungsgemäß ausgebildete Module 5 solche anschließen, die nicht anmeldungsgemäß ausgebildet sind.

Dieses eröffnet zudem die Möglichkeit, innerhalb einer Ein- / Ausgabestation mehrere (Sub-) Stationsnetzwerke 7 auszubilden, die unabhängig voneinander in Gruppen von anmeldungsgemäßen Modulen 5 bestehen, wenn diese Gruppen durch nicht anmeldungsgemäße Module 5 voneinander getrennt sind.

Wie bereits erwähnt, erstreckt sich bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 das Stationsnetzwerk 7 vom ersten Modul 5 rechts neben der Kopfstation bis hin zum vorletzten Modul 5. Figur 2 zeigt dagegen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Stationsnetzwerk 7 bis in die Kopfstation 3 hinein geführt ist.

Figur 4 zeigt die Kopfstation 3 und das sich unmittelbar anschließende Modul 5 in einem derartigen Ausführungsbeispiel detaillierter in einem Blockschaltbild analog zu Figur 3.

Das im rechten Teil der Figur 4 dargestellte Modul 5 entspricht in seinem Aufbau genau einem der beiden in Figur 3 gezeigten Module 5. Die Links in Figur 4 dargestellte Kopfstation 3 weist ebenso wie das Modul 5 eine Busanschaltung 40 auf, die über Datenanschlüsse 41 und Treiber 42 bzw. Empfänger 43 sowie Koppelnetzwerks 73 mit dem Stationsbus 4 verbunden ist und diesen als ein Busmaster bereitstellt. Ebenfalls analog zu dem Modul 5 wird über die Koppelnetzwerks 73 der autarke Datenkanal des Stationsnetzwerks 7 auf die Datenkanäle 4a und 4b ein gekoppelt. Innerhalb der Kopfstation 3 ist eine Stationsnetzwerk-Anschaltung 70 vorhanden, die über Stationsnetzwerk- Datenleitungen 71 und einen Stationsnetzwerk-Verstärker 72 mit den Koppelnetzwerken 73 verbunden ist.

Auf diese Weise ist auch in der Kopfstation 3 das Stationsnetzwerk 7 als zusätzliche Daten Verbindung zu dem benachbarten Modul 5 bzw. gegebenenfalls sich weiter anschließenden anmeldungsgemäßen Modulen 5 verfügbar.

In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Koppelnetzwerks 73 in Form eines Blockschaltbilds dargestellt. Ein derartig ausgebildetes Koppelnetzwerks 73 kann beispielsweise in den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 eingesetzt werden.

Innerhalb des Koppelnetzwerks 73 sind die zu dem Treiber 42 bzw. dem Emp- fänger 43 führenden Anschlüsse unmittelbar mit den Anschlüssen des Datenkanals 4a bzw. 4b verbunden. Die zum Stationsnetzwerk-Verstärker 72 führende Leitung ist über einen Kondensator 74 mit einem Knoten zwischen zwei Widerständen 75 verbunden. Die Widerstände führen zu jeweils einem der Anschlüsse des Datenkanals 4a bzw. 4b. Auf diese Weise wird das Signal einer Leitung des autarken Datenkanals des Stationsnetzwerks 7 gleichmäßig auf beide Datenleitungen des jeweiligen Datenkanals 4a, 4b aufgeprägt. Jeder Datenkanal 4a, 4b stellt dadurch eine der differentiellen Leitung des autarken Datenkanals des Stationsnetzwerks 7 dar.

Bezugszeichen

1 Steuerungsrechner

2 Feldbus / Industrial Ethernet Netzwerk

3 Kopf station

4 Stationsbus

4a, b Datenkanal

40 Busanschaltung

41 Datenanschluss

42 Treiber (für den Stationsbus)

43 Empfänger (des Stationsbusses)

5 Modul

6 Ein- / Ausgabeanschluss

7 Stationsnetzwerk

70 Stationsnetzwerk-Anschaltung

71 Stationsnetzwerk-Datenanschluss

72 Stationsnetzwerk-Verstärker

73 Koppelnetzwerk

74 Kondensator

75 Widerstand