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Title:
BUS SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A BUS SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/198379
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bus system comprising: a power supply module (10); a consumer module (20); and a data cable (30) which connects the power supply module (10) to the consumer module (20), wherein: the data cable (30) has at least a first fibre (31), a second fibre (32), a third fibre (33) and a fourth fibre (34); and the power supply module (10) has at least one DC voltage source (105) which provides a power supply voltage (UE); the power supply module (10) has a first switch (11) by means of which the power supply voltage (UE) provided by the DC voltage source (105) can be applied between the first fibre (31) and the second fibre (32), and the consumer module (20) has a detection unit (25) which monitors a first voltage (U1) applied between the first fibre (31) and the second fibre (32), and the consumer module (20) has a control unit (27), in particular for controlling a drive, to which control unit (27) power can be supplied by a supply voltage source (29) which provides a supply voltage (UV); and the detection unit (25) has an actuatable switching unit (23) which isolates the control unit (27) from the supply voltage source (29) if the detection unit (25) detects a switch-off signal when monitoring the first voltage (U1). The invention relates to a method for operating a bus system according to the invention.

Inventors:
SIMON OLAF (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/056384
Publication Date:
October 19, 2023
Filing Date:
March 13, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H04L12/40
Foreign References:
GB2527534A2015-12-30
DE102015116800B32016-12-29
GB2077076A1981-12-09
DE102016109450A12017-11-23
DE102015116800B32016-12-29
DE102015116802B32016-12-29
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Claims:
Patentansprüche:

1. Bussystem, umfassend ein Einspeisemodul (10), ein Verbrauchermodul (20) und ein Datenkabel (30), welches das Einspeisemodul (10) mit dem Verbrauchermodul (20) verbindet, wobei das Datenkabel (30) mindestens eine erste Ader (31), eine zweite Ader (32), eine dritte Ader (33) und eine vierte Ader (34) aufweist, und wobei das Einspeisemodul (10) mindestens eine Gleichspannungsquelle (105) aufweist, welche eine Einspeisespannung (UE) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisemodul (10) einen ersten Schalter (11) aufweist, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle (105) gelieferte Einspeisespannung (UE) zwischen der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) anlegbar ist, und dass das Verbrauchermodul (20) eine Detektionseinheit (25) aufweist, welche eine zwischen der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) anliegende erste Spannung (U1) überwacht, und dass das Verbrauchermodul (20) eine Steuereinheit (27), insbesondere zur Steuerung eines Antriebs, aufweist, welche von einer Versorgungsspannungsquelle (29), die eine Versorgungsspannung (UV) liefert, versorgbar ist, und dass die Detektionseinheit (25) eine ansteuerbare Schalteinheit (23) aufweist, welche die Steuereinheit (27) von der Versorgungsspannungsquelle (29) trennt, wenn die Detektionseinheit (25) bei der Überwachung der ersten Spannung (U1) ein Ausschaltsignal detektiert. 2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisemodul (10) einen zweiten Schalter (12) aufweist, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle (105) gelieferte Einspeisespannung (UE) zwischen der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) anlegbar ist, und dass die Detektionseinheit (25) eine zwischen der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) anliegende zweite Spannung (U2) überwacht, und dass die Schalteinheit (23) die Steuereinheit (27) von der Versorgungsspannungsquelle (29) trennt, wenn die Detektionseinheit (25) bei der Überwachung der zweiten Spannung (U2) ein Ausschaltsignal detektiert.

3. Bussystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert, wenn die erste Spannung (U1) einen unteren Grenzwert unterschreitet und/oder wenn die zweite Spannung (U2) einen unteren Grenzwert unterschreitet.

4. Bussystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisemodul (10) eine Datenschnittstelle (123) aufweist, welche über einen Übertrager (125) und mindestens einen Kondensator (127) mit der ersten

Ader (31) und der zweiten Ader (32) verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal an die erste Ader (31) und die zweite Ader (32) zu senden, und welche über einen Übertrager (125) und mindestens einen Kondensator (127) mit der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal von der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) zu empfangen.

5. Bussystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrauchermodul (20) eine Datenschnittstelle (123) aufweist, welche über einen Übertrager (125) und mindestens einen Kondensator (127) mit der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal von der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) zu empfangen, und welche über einen Übertrager (125) und mindestens einen Kondensator (127) mit der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal an die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) zu senden. 6. Verfahren zum Betrieb eines Bussystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Einspeisemodul (10) ein Ausschaltsignal an die erste Ader (31) und die zweite Ader

(32) gesendet wird; von der Detektionseinheit (25) die zwischen der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) anliegende erste Spannung (U1) überwacht wird; und die Schalteinheit (23) derart angesteuert wird, dass die Steuereinheit (27) von der Versorgungsspannungsquelle (29) getrennt wird, wenn bei der Überwachung der ersten Spannung (U1) das Ausschaltsignal detektiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspeisemodul (10) einen zweiten Schalter (12) aufweist, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle (105) gelieferte Einspeisespannung (UE) zwischen der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) anlegbar ist, und dass von dem Einspeisemodul (10) ein Ausschaltsignal an die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) gesendet wird; von der Detektionseinheit (25) die zwischen der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) anliegende zweite Spannung (U2) überwacht wird; und die Schalteinheit (23) derart angesteuert wird, dass die Steuereinheit (27) von der Versorgungsspannungsquelle (29) getrennt wird, wenn bei der Überwachung der zweiten Spannung (U2) das Ausschaltsignal detektiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausschaltsignal an die erste Ader (31) und die zweite Ader (32) gesendet wird, indem die Gleichspannungsquelle (105) durch Öffnen des ersten Schalters (11) von der ersten Ader

(31) und/oder von der zweiten Ader (32) getrennt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn die erste Spannung (U1) einen unteren Grenzwert unterschreitet; und/oder dass ein Ausschaltsignal an die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) gesendet wird, indem die Gleichspannungsquelle (105) durch Öffnen des zweiten Schalters (12) von der dritten Ader

(33) und von der vierten Ader (34) getrennt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn die zweite Spannung (U2) einen unteren Grenzwert unterschreitet. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausschaltsignal an die erste Ader (31) und die zweite Ader (32) gesendet wird, indem ein Signal mit einer definierten Signalfrequenz in die erste Ader (31) und die zweite Ader (32) eingekoppelt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn in der ersten Spannung (U1) ein Signal mit der Signalfrequenz erkannt wird; und/oder dass ein Ausschaltsignal an die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) gesendet wird, indem ein Signal mit einer definierten Signalfrequenz in die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) eingekoppelt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn in der zweiten Spannung (U2) ein Signal mit der Signalfrequenz erkannt wird;

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausschaltsignal an die erste Ader (31) und die zweite Ader (32) gesendet wird, indem die Gleichspannungsquelle (105) durch Öffnen und Schließen des ersten Schalters (11) kurzzeitig von der ersten Ader (31) und/oder von der zweiten Ader (32) getrennt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn eine kurzzeitige Unterbrechung der ersten Spannung (U1) erkannt wird; und/oder dass ein Ausschaltsignal an die dritte Ader (33) und die vierte Ader (34) gesendet wird, indem die Gleichspannungsquelle (105) durch Öffnen und Schließen des zweiten Schalters (12) kurzzeitig von der dritten Ader (33) und/oder von der vierten Ader (34) getrennt wird, und dass von der Detektionseinheit (25) ein Ausschaltsignal detektiert wird, wenn eine kurzzeitige Unterbrechung der zweiten Spannung (U2) erkannt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (27) eine Auswerteeinheit aufweist, welche die zwischen der ersten Ader (31) und der zweiten Ader (32) anliegende erste Spannung (U1) sowie die zwischen der dritten Ader (33) und der vierten Ader (34) anliegende zweite Spannung (U2) überwacht, und dass die Steuereinheit (27) von der Versorgungsspannungsquelle (29) getrennt wird, wenn bei der Überwachung der ersten Spannung (U1) und/oder bei der Überwachung der zweiten Spannung (U2) das Ausschaltsignal detektiert wird.

Description:
Bussystem und Verfahren zum Betrieb eines Bussystems

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Bussystem, welches ein Einspeisemodul, ein Verbrauchermodul und ein Datenkabel, welches das Einspeisemodul mit dem Verbrauchermodul verbindet, umfasst, wobei das Datenkabel mehrere Adern aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Bussystems.

Heutige Automatisierungssysteme weisen Bussysteme zur Übertragung von Daten zwischen Einspeisemodulen und Verbrauchermodulen auf. Verbrauchermodule, welche auch als Feldgeräte bezeichnet werden, weisen beispielsweise eine Steuereinheit mit einer Leistungselektronik zur Steuerung eines elektrischen Antriebs auf. Ein Einspeisemodul ist mit einem Verbrauchermodul mittels eines Datenkabels verbunden, welches mehrere Adern zur Übertragung von Datensignalen aufweist.

Ein Beispiel für ein gattungsgemäßes Bussystem ist unter anderem EtherCat. Ein solches Bussystem bietet in der Ausprägung als "Power Over EtherCAT" neben der Übertragung von Daten zusätzlich die Möglichkeit, zwei voneinander unabhängige Spannungsquellen für Verbrauchermodule bereitzustellen.

Ein elektrischer Antrieb in einem solchen Automatisierungssystem ist mittels einer „Safe- Torque-Off‘ / STO - Funktion in einen sicheren Betriebszustand überführbar. Ein solches STO- Signal ist beispielsweise über separate Signalleitungen übertragbar und verhindert die Erzeugung eines Drehmomentes an dem elektrischen Antrieb, beispielsweise durch Deaktivierung der Spannungsversorgung von Gate-Treibern der Leistungselektronik in der Steuereinheit. Nachteilig ist hierbei eine zusätzliche und aufwendige Verdrahtung der Signalleitungen.

Alternativ ist ein STO-Signal über das Bussystem als sicherer Datensatz übertragbar. Das STO- Signal wird dabei in dem Verbrauchermodul ausgewertet, und eine Erzeugung eines Drehmomentes an dem elektrischen Antrieb wird in sicher Art und Weise deaktiviert. Eine derartige Lösung verringert den Verdrahtungsaufwand, erfordert jedoch eine umfangreiche Antriebsentwicklung und Inbetriebnahme nach Sicherheitsrichtlinien. Aus dem Dokument DE 102016 109450 A1 ist ein Bussystem bekannt, welches ein Einspeisemodul, ein Verbrauchermodul und ein das Einspeisemodul mit dem Verbrauchermodul verbindendes Datenkabel umfasst. Das Datenkabel weist mehrere Adern zur Übertragung von Datensignalen auf und gestattet zusätzlich die Übertragung von Versorgungsspannungen.

Aus der DE 102015 116 800 B3 ist ein Eingabe-/Ausgabemodul für ein Bussystem bekannt, welches zwei Gleichspannungsversorgungen umfasst. Die Gleichspannungsversorgungen sind jeweils über eine induktive Baugruppe mit einem elektrischen Kontakt verbunden.

Aus der DE 102015 116 802 B3 ist ein Bussystem bekannt, welches ein Datenkabel mit zwei Aderpaaren sowie ein Eingabe-/Ausgabemodul umfasst. Das Bussystem umfasst zwei Gleichspannungsversorgungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bussystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Bussystems weiterzubilden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bussystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Bussystems den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein erfindungsgemäßes Bussystem umfasst ein Einspeisemodul, ein Verbrauchermodul und ein Datenkabel, welches das Einspeisemodul mit dem Verbrauchermodul verbindet. Dabei weist das Datenkabel mindestens eine erste Ader, eine zweite Ader, eine dritte Ader und eine vierte Ader auf, und das Einspeisemodul weist mindestens eine Gleichspannungsquelle auf, welche eine Einspeisespannung liefert. Das Einspeisemodul weist einen ersten Schalter auf, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle gelieferte Einspeisespannung zwischen der ersten Ader und der zweiten Ader anlegbar ist. Das Verbrauchermodul weist eine Detektionseinheit auf, welche eine zwischen der ersten Ader und der zweiten Ader anliegende erste Spannung überwacht. Das Verbrauchermodul weist eine Steuereinheit, insbesondere zur Steuerung eines Antriebs, auf, welche von einer Versorgungsspannungsquelle, die eine Versorgungsspannung liefert, versorgbar ist. Die Detektionseinheit weist eine ansteuerbare Schalteinheit auf, welche die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle trennt, wenn die Detektionseinheit bei der Überwachung der ersten Spannung ein Ausschaltsignal detektiert.

Mittels des erfindungsgemäßen Bussystems ist ein STO-Signal als Ausschaltsignal einfach und sicher von dem Einspeisemodul zu der Steuereinheit des Verbrauchermoduls übertragbar, wodurch die Erzeugung eines Drehmomentes an dem elektrischen Antrieb zuverlässig verhindert wird. Zur Übertragung des Ausschaltsignals werden die vorhandenen Adern des Datenkabels genutzt, es entsteht somit kein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand. Ferner sind Entwicklungskosten und Installationsaufwendungen verhältnismäßig gering.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Einspeisemodul einen zweiten Schalter auf, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle gelieferte Einspeisespannung zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anlegbar ist, und die Detektionseinheit überwacht eine zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anliegende zweite Spannung. Die Schalteinheit trennt die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle, wenn die Detektionseinheit bei der Überwachung der zweiten Spannung ein Ausschaltsignal detektiert.

Im normalen Betrieb des Bussystems sind der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Somit umfasst das Einspeisemodul zwei voneinander unabhängige Spannungsquellen zur Versorgung von Komponenten des Verbrauchermoduls. In dem Verbrauchermodul sind dabei die zwischen der ersten Ader und der zweiten Ader anliegende erste Spannung und die zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anliegende zweite Spannung verfügbar. Über beide Spannungsquellen ist jeweils ein Ausschaltsignal übertragbar. Mittels dieser Redundanz ist die Sicherheit vorteilhaft erhöht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung detektiert die Detektionseinheit ein Ausschaltsignal, wenn die erste Spannung einen unteren Grenzwert unterschreitet und/oder wenn die zweite Spannung einen unteren Grenzwert unterschreitet. Durch Öffnen des ersten Schalters bricht die erste Spannung ein. Durch Öffnen des zweiten Schalters bricht die zweite Spannung ein. Ein solcher Spannungseinbruch ist verhältnismäßig schnell und sicher detektierbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Einspeisemodul eine Datenschnittstelle auf, welche über einen Übertrager und mindestens einen Kondensator mit der ersten Ader und der zweiten Ader verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal an die erste Ader und die zweite Ader zu senden. Ebenso ist die Datenschnittstelle über einen Übertrager und mindestens einen Kondensator mit der dritten Ader und der vierten Ader verbunden, um ein differenzielles Datensignal von der dritten Ader und der vierten Ader zu empfangen. Das Einspeisemodul ist somit für eine Datenübertragung im Vollduplexmodus ausgebildet. Dabei ist die Datenschnittstelle galvanisch von den Adern des Datenkabels getrennt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verbrauchermodul eine Datenschnittstelle auf, welche über einen Übertrager und mindestens einen Kondensator mit der ersten Ader und der zweiten Ader verbunden ist, um ein differenzielles Datensignal von der ersten Ader und der zweiten Ader zu empfangen. Ebenso ist die Datenschnittstelle über einen Übertrager und mindestens einen Kondensator mit der dritten Ader und der vierten Ader verbunden, um ein differenzielles Datensignal an die dritte Ader und die vierte Ader zu senden. Das Verbrauchermodul ist somit für eine Datenübertragung im Vollduplexmodus ausgebildet. Dabei ist die Datenschnittstelle galvanisch von den Adern des Datenkabels getrennt.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Bussystems wird von dem Einspeisemodul ein Ausschaltsignal an die erste Ader und die zweite Ader gesendet. Von der Detektionseinheit wird die zwischen der ersten Ader und der zweiten Ader anliegende erste Spannung überwacht. Wenn bei der Überwachung der ersten Spannung das Ausschaltsignal detektiert wird, wird die Schalteinheit derart angesteuert, dass die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle getrennt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein STO-Signal als Ausschaltsignal einfach und sicher von dem Einspeisemodul zu der Steuereinheit des Verbrauchermoduls übertragen. Dadurch wird die Erzeugung eines Drehmomentes an dem elektrischen Antrieb zuverlässig verhindert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Einspeisemodul einen zweiten Schalter auf, mittels welchem die von der Gleichspannungsquelle gelieferte Einspeisespannung zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anlegbar ist. Dabei wird von dem Einspeisemodul ein Ausschaltsignal an die dritte Ader und die vierte Ader gesendet. Von der Detektionseinheit wird die zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anliegende zweite Spannung überwacht. Wenn bei der Überwachung der zweiten Spannung das Ausschaltsignal detektiert wird, wird die Schalteinheit derart angesteuert, dass die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle getrennt wird. Somit ist über zwei Spannungsquellen jeweils ein Ausschaltsignal zu der Detektionseinheit des Verbrauchermoduls übertragbar. Mittels dieser Redundanz ist die Sicherheit vorteilhaft erhöht. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die erste Ader und die zweite Ader gesendet, indem die Gleichspannungsquelle durch Öffnen des ersten Schalters von der ersten Ader und/oder von der zweiten Ader getrennt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn die erste Spannung einen unteren Grenzwert unterschreitet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die dritte Ader und die vierte Ader gesendet, indem die Gleichspannungsquelle durch Öffnen des zweiten Schalters von der dritten Ader und der vierten Ader getrennt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn die zweite Spannung einen unteren Grenzwert unterschreitet.

Im normalen Betrieb des Bussystems sind der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen. Durch Öffnen des ersten Schalters bricht die erste Spannung ein. Durch Öffnen des zweiten Schalters bricht die zweite Spannung ein. Ein solcher Spannungseinbruch wird von der Detektionseinheit verhältnismäßig schnell und sicher detektiert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die erste Ader und die zweite Ader gesendet, indem ein Signal mit einer definierten Signalfrequenz in die erste Ader und die zweite Ader eingekoppelt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn in der ersten Spannung ein Signal mit der Signalfrequenz erkannt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die dritte Ader und die vierte Ader gesendet, indem ein Signal mit einer definierten Signalfrequenz in die dritte Ader und die vierte Ader eingekoppelt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn in der zweiten Spannung ein Signal mit der Signalfrequenz erkannt wird.

Durch Einkopplung des Ausschaltsignals als Signal mit definierter Signalfrequenz stehen die erste Spannung sowie die zweite Spannung auch nach dem Senden des Ausschaltsignals weiterhin zur Versorgung von Komponenten des Verbrauchermoduls zur Verfügung. Das Verbrauchermodul weist eine elektronische Schaltung, beispielsweise in Form eines Bandpasses auf, von welcher das Signal mit der definierten Signalfrequenz erkannt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die erste Ader und die zweite Ader gesendet, indem die Gleichspannungsquelle durch Öffnen und Schließen des ersten Schalters kurzzeitig von der ersten Ader und/oder von der zweiten Ader getrennt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn eine kurzzeitige Unterbrechung der ersten Spannung erkannt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Ausschaltsignal an die dritte Ader und die vierte Ader gesendet, indem die Gleichspannungsquelle durch Öffnen und Schließen des zweiten Schalters kurzzeitig von der dritten Ader und/oder von der vierten Ader getrennt wird. Von der Detektionseinheit wird ein Ausschaltsignal detektiert, wenn eine kurzzeitige Unterbrechung der zweiten Spannung erkannt wird.

Durch kurzzeitiges Öffnen und Schließen eines der Schalter stehen die erste Spannung sowie die zweite Spannung auch nach dem Senden des Ausschaltsignals weiterhin zur Versorgung von Komponenten des Verbrauchermoduls zur Verfügung. Das Verbrauchermodul weist eine elektronische Schaltung, beispielsweise in Form eines Hochpasses auf, von welcher eine kurzzeitige Unterbrechung der ersten Spannung sowie der zweiten Spannung erkannt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Steuereinheit eine Auswerteeinheit auf, welche die zwischen der ersten Ader und der zweiten Ader anliegende erste Spannung sowie die zwischen der dritten Ader und der vierten Ader anliegende zweite Spannung überwacht. Wenn bei der Überwachung der ersten Spannung und/oder bei der Überwachung der zweiten Spannung das Ausschaltsignal detektiert wird, wird die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle getrennt. Neben Detektionseinheit überwacht somit zusätzlich die Steuereinheit die zwischen den Adern anliegenden Spannungen und trennt die Steuereinheit von der Versorgungsspannungsquelle, wenn das Ausschaltsignal detektiert wird. Mittels dieser zusätzlichen Redundanz ist die Sicherheit weiter erhöht.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigt:

Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Bussystems.

In der Figur 1 ist ein Bussystem schematisch dargestellt. Das Automatisierungssystem umfasst ein Einspeisemodul 10, ein Verbrauchermodul 20 und ein Datenkabel 30. Das Datenkabel 30 verbindet das Einspeisemodul 10 mit dem Verbrauchermodul 20. Das Bussystem ist beispielsweise als EtherCat oder als Power over EtherCat ausgeführt.

Das Datenkabel 30 weist eine erste Ader 31 , eine zweite Ader 32, eine dritte Ader 33 und eine vierte Ader 34 auf. Die erste Ader 31 und die zweite Ader 32 bilden ein erstes Adernpaar, über welches differenzielle Datensignale übertragbar sind. Die dritte Ader 33 und die vierte Ader 34 bilden ein zweites Adernpaar, über welches ebenfalls differenzielle Datensignale übertragbar sind.

Das Einspeisemodul 10 weist eine Datenschnittstelle 123 auf. Die Datenschnittstelle 123 ist über einen Übertrager 125 und einen Kondensator 127 mit der ersten Ader 31 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist über den Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der zweiten Ader 32 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist dazu eingerichtet, ein differenzielles Datensignal an die erste Ader 31 und die zweite Ader 32 zu senden.

Die Datenschnittstelle 123 des Einspeisemoduls 10 ist über einen weiteren Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der dritten Ader 33 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist über den Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der vierten Ader 34 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist dazu eingerichtet, ein differenzielles Datensignal von der dritten Ader 33 und der vierten Ader 34 zu empfangen.

Das Verbrauchermodul 20 weist auch eine Datenschnittstelle 123 auf. Die Datenschnittstelle 123 ist über einen Übertrager 125 und einen Kondensator 127 mit der ersten Ader 31 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist über den Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der zweiten Ader 32 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist dazu eingerichtet, ein differenzielles Datensignal von der ersten Ader 31 und der zweiten Ader 32 zu empfangen. Die Datenschnittstelle 123 des Verbrauchermoduls 20 ist über einen weiteren Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der dritten Ader 33 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist über den Übertrager 125 und einen weiteren Kondensator 127 mit der vierten Ader 34 verbunden. Die Datenschnittstelle 123 ist dazu eingerichtet, ein differenzielles Datensignal an die dritte Ader 33 und die vierte Ader 34 zu senden.

Das Einspeisemodul 10 weist eine Gleichspannungsquelle 105 auf, welche eine Einspeisespannung UE liefert. Das Einspeisemodul 10 weist einen ersten Schalter 11 auf. Wenn der erste Schalter 11 geschlossen ist, so ist die Gleichspannungsquelle 105 über eine Induktivität 121 mit der ersten Ader 31 verbunden und über eine weitere Induktivität 121 mit der zweiten Ader 32 verbunden. Wenn der erste Schalter 11 geschlossen ist, so liegt die von der Gleichspannungsquelle 105 gelieferte Einspeisespannung UE als erste Spannung U1 zwischen der ersten Ader 31 und der zweiten Ader 32 an.

Das Einspeisemodul 10 weist auch einen zweiten Schalter 12 auf. Wenn der zweite Schalter 12 geschlossen ist, so ist die Gleichspannungsquelle 105 über eine Induktivität 121 mit der dritten Ader 33 verbunden und über eine weitere Induktivität 121 mit der vierten Ader 34 verbunden. Wenn der zweite Schalter 12 geschlossen ist, so liegt die von der Gleichspannungsquelle 105 gelieferte Einspeisespannung UE als zweite Spannung U2 zwischen der dritten Ader 33 und der vierten Ader 34 an.

Das Verbrauchermodul 20 weist eine Steuereinheit 27 auf. Die Steuereinheit 27 ist beispielsweise ein Wechselrichter oder ein Frequenzumrichter und dient zur Steuerung eines elektrischen Antriebs. Die Steuereinheit 27 ist mit einer Versorgungsspannungsquelle 29, die eine Versorgungsspannung UV liefert, verbunden und von der Versorgungsspannungsquelle 29 mit elektrischer Energie versorgbar.

Das Verbrauchermodul 20 weist eine Detektionseinheit 25 auf. Die Detektionseinheit 25 ist über eine Induktivität 121 mit der ersten Ader 31 verbunden und über eine weitere Induktivität 121 mit der zweiten Ader 32 verbunden. Die Detektionseinheit 25 überwacht die zwischen der ersten Ader 31 und der zweiten Ader 32 anliegende erste Spannung U1.

Die Detektionseinheit 25 ist ferner über eine Induktivität 121 mit der dritten Ader 33 verbunden und über eine weitere Induktivität 121 mit der vierten Ader 34 verbunden. Die Detektionseinheit 25 überwacht die zwischen der dritten Ader 33 und der vierten Ader 34 anliegende zweite Spannung U2.

Die Detektionseinheit 25 weist eine ansteuerbare Schalteinheit 23 auf. Die Schalteinheit 23 umfasst vorliegend einen ersten Transistor 41 und einen zweiten Transistor 42. Die Transistoren 41 , 42 sind vorliegend als selbstsperrende Transistoren, insbesondere als Bipolartransistoren, ausgebildet. Alternativ sind auch beispielsweise Feldeffekttransistoren oder Relais, denkbar.

Eine Basis des ersten Transistors 41 ist mit der ersten Ader 31 verbunden. Ein Emitter des ersten Transistors 41 ist mit der zweiten Ader 32 verbunden. Eine Basis des zweiten Transistors 42 ist mit der dritten Ader 33 verbunden. Ein Emitter des zweiten Transistors 42 ist mit der vierten Ader 34 verbunden. Wenn zwischen der Basis und dem Emitter eines Transistors 41 , 42 eine Spannung anliegt, so ist der entsprechende T ransistor 41 , 42 leitend. Wenn zwischen der Basis und dem Emitter eines Transistors 41, 42 keine Spannung anliegt, so ist der entsprechende Transistor 41 , 42 sperrend.

Die Transistoren 41, 42 der Schalteinheit 23 sind elektrisch seriell verschaltet und bilden mit der Steuereinheit 27 und der Versorgungsspannungsquelle 29 einen Schaltkreis. Wenn der erste Transistor 41 und der zweite Transistor 42 leitend sind, so ist der besagte Schaltkreis geschlossen und die von der Versorgungsspannungsquelle 29 gelieferte Versorgungsspannung UV liegt an der Steuereinheit 27 an. Wenn der erste T ransistor 41 oder der zweite T ransistor 42 sperrend ist, so ist der besagte Schaltkreis unterbrochen, und die Versorgungsspannung UV liegt nicht an der Steuereinheit 27 an.

Wenn der erste Schalter 11 des Einspeisemoduls 10 geschlossen ist, so liegt die von der Gleichspannungsquelle 105 gelieferte Einspeisespannung UE als erste Spannung U1 zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors 41 an. Der erste Transistor 41 ist somit leitend. Wenn der erste Schalter 11 des Einspeisemoduls 10 geöffnet ist, so liegt keine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors 41 an. Der erste Transistor 41 ist somit sperrend.

Wenn der zweite Schalter 12 des Einspeisemoduls 10 geschlossen ist, so liegt die von der Gleichspannungsquelle 105 gelieferte Einspeisespannung UE als zweite Spannung U2 zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors 42 an. Der zweite Transistor 42 ist somit leitend. Wenn der zweite Schalter 12 des Einspeisemoduls 10 geöffnet ist, so liegt keine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors 42 an. Der zweite Transistor 42 ist somit sperrend.

Ein Ausschaltsignal wird an die erste Ader 31 und die zweite Ader 32 gesendet, indem der erste Schalter 11 geöffnet wird. Das Ausschaltsignal wird von der Detektionseinheit 25 als Spannungseinbruch der ersten Spannung U1 detektiert, sobald die erste Spannung U1 einen unteren Grenzwert unterschreitet. Daraufhin wird der erste Transistor 41 sperrend. Die Schalteinheit 23 trennt somit die Steuereinheit 27 von der Versorgungsspannungsquelle 29, wenn die Detektionseinheit 25 bei der Überwachung der ersten Spannung U1 das Ausschaltsignal detektiert.

Ein Ausschaltsignal wird an die dritte Ader 33 und die vierte Ader 34 gesendet, indem der zweite Schalter 12 geöffnet wird. Das Ausschaltsignal wird von der Detektionseinheit 25 als Spannungseinbruch der zweiten Spannung U2 detektiert, sobald die zweite Spannung U2 einen unteren Grenzwert unterschreitet. Daraufhin wird der zweite Transistor 42 sperrend. Die Schalteinheit 23 trennt somit die Steuereinheit 27 von der Versorgungsspannungsquelle 29, wenn die Detektionseinheit 25 bei der Überwachung der zweiten Spannung U2 das Ausschaltsignal detektiert.

Bezugszeichenliste

10 Einspeisemodul

11 erster Schalter

12 zweiter Schalter

20 Verbrauchermodul

23 Schalteinheit

25 Detektionseinheit

27 Steuereinheit

29 Versorgungsspannungsquelle

30 Datenkabel

31 erste Ader

32 zweite Ader

33 dritte Ader

34 vierte Ader

41 erster Transistor

42 zweiter Transistor

105 Gleichspannungsquelle

121 Induktivität

123 Datenschnittstelle

125 Übertrager

127 Kondensator

UE Einspeisespannung

U1 erste Spannung

U2 zweite Spannung

UV Versorgungsspannung