DE19640223A1 - Kommunikationssystem für ein Leitungsnetz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kom­ munikations- und/oder Steuerungssystems über ein mit Steckdo­ sen ausgestattetes Leitungsnetz, bei dem in mindestens einer Steckdose zum Liefern einer standardisierten Versorgungsspan­ nung mindestens eine Übermittlungsleitung angeordnet ist, die über einen in die Steckdose gesteckten Stecker mit einem Ge­ rät verbunden wird und auf der gerätespezifische Signale übermittelt werden.

Ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Steuerungssy­ stems ist in der PCT-Anmeldung wo 89/12950 im Zusammenhang mit einer Thyristor-Steuerung dargestellt. Bei dem bekannten Verfahren werden über die Übermittlungsleitung Zündimpulse für einen Thyristor übermittelt, der wesentliches Teil einer Helligkeitssteuerung für eine Raumbeleuchtung ist. Das dabei verwendete Prinzip ist eine Phasenschnittsteuerung des Thyri­ stors, bei der je nach Zeitpunkt eines jeweiligen Zündimpul­ ses der Thyristor verschiedenartig angesteuert wird. Letzt­ lich steuert also ein analoges Phasensignal den Thyristor, so daß das Übermittlungsprotokoll lediglich eine Übermittlung der Zündimpulse umfaßt. Je nach voreingestellter Phasenlage der Zündimpulse ergibt sich eine bestimmte Helligkeit der Beleuchtung.

Mit dem bekannten Steuerungssystem können Beleuchtungsein­ richtungen in einem Gebäude angesteuert werden. Dies ist je­ doch nur ein kleiner Teilbereich der gesamten Hausleittech­ nik. Zur Hausleittechnik gehören neben den Versorgungsspan­ nungsleitungen und Leitungen für einfache Steuerungsaufgaben u. a. auch Telefonleitungen, Leitungen für Computernetze, Lei­ tungen zum Übertragen von Radiodaten und Leitungen zum Über­ tragen von Fernsehdaten. Somit realisiert das bekannte Be­ leuchtungssteuerungssystem nur einen kleinen Teil der im Be­ reich der Hausleittechnik zu realisierenden Aufgaben.

Der Aufwand zum Installieren des bekannten Steuerungssystems und der genannten Leitungsnetze ist hoch. Insbesondere ist es üblich, für jedes dieser Netze ein eigenes Leitungsnetz in den Räumen des Gebäudes zu verlegen. Dadurch entstehen Mate­ rialkosten, Arbeitszeitkosten und im Fehlerfalle Reparaturko­ sten in jedem dieser Leitungsnetze.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Betreiben eines Kommunikations- und/oder Steuerungssystems anzugeben, das den Bedienungsaufwand, den Materialaufwand, den Installationsaufwand und den wartungsaufwand auf dem Ge­ biet der Hausleittechnik verringert.

Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren da­ durch gelöst, daß die Übermittlung gemäß einem von mindestens zwei wählbaren Übermittlungsprotokollen erfolgt, wobei gemäß der Art des eingesteckten Geräts eines der beiden Übermitt­ lungsprotokolle ausgewählt wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die in jedem Gebäude bereits vorhandenen Steckdosen zum Betreiben eines Kommunikations- und/oder Steuerungssystems nutzbar sind. Das in jedem Land standardisierte Versorgungsspannungsnetz ein­ schließlich standardisierter Steckdosen ist für den Aufbau eines Kommunikations- und/oder Steuerungssystems deshalb be­ sonders geeignet, weil die Geräte, die zum Kommunika­ tions- und/oder Steuerungssystem gehören, üblicherweise eine Versor­ gungsspannung benötigen. Außerdem sind die Versorgungsspan­ nungsleitungen die Leitungen mit dem größten Materialeinsatz. Wird das vorhandene Versorgungsspannungsnetz auch beim Aufbau des Kommunikations- und/oder Steuerungssystems mit einbezo­ gen, so kann der vollständige Aufbau zusätzlicher separater Netze vermieden werden. Es ergeben sich Synergieeffekte, die z. B. darin bestehen, daß Steckdosen und Stecker nur leicht modifiziert werden müssen und Spannungsversorgungskabel zu den Geräten neben der Versorgungsspannung auf in Versorgungs­ spannungskabeln enthaltenen Übermittlungsleitungen auch Steuerungs- oder Kommunikationssignale übermitteln. Das Ver­ legen zusätzlicher Kabel kann durch die Erfindung vermieden werden.

Bei der Erfindung wird die Übermittlung gemäß einem von min­ destens zwei wählbaren Übermittlungsprotokollen durchgeführt. Diese Übermittlungsprotokolle können z. B. Protokolle zum Übertragen von digitalen Sprachsignalen beim Telefonieren, Protokolle zum Übermitteln digitaler Radiodaten, Protokolle zum Übermitteln digitaler Bilddaten, einfache analoge oder digitale Steuerungsprotokolle, einfache analoge Sensorproto­ kolle und/oder Protokolle zum Übermitteln digitaler Daten zwischen verschiedenen Datenverarbeitungsanlagen sein. Pur jedes wählbare Übermittlungsprotokoll kann auf ein zusätzli­ ches Leitungsnetz verzichtet werden. Somit führt die Erfin­ dung dazu, daß das üblicherweise notwendige Versorgungsspan­ nungsnetz das einzige Leitungsnetz in einem Gebäude ist. Es wird lediglich mit der Übermittlungsleitung zum Übermitteln der gerätespezifischen Signale kombiniert. Innerhalb der ein­ zelnen Übermittlungsprotokolle können unterschiedliche Über­ mittlungsgeschwindigkeiten für das jeweilige Übermittlungs­ protokoll festgelegt werden.

Bei der Erfindung wird das Übermittlungsprotokoll gemäß der Art des eingesteckten Geräts ausgewählt. Das bedeutet, daß eine Zuordnung zwischen im Kommunikations- und/oder Steue­ rungssystem betreibbaren Geräten und wählbaren Übermittlungs­ protokollen sowie gegebenenfalls von Übermittlungsgeschwin­ digkeiten erfolgt. Jeder Art von einsteckbaren Geräten ist ein bestimmtes Übermittlungsprotokoll zugeordnet.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Übermitt­ lungsleitung ein optisches Kabel, z. B. ein Glasfaserkabel.

Die Übermittlung der gerätespezifischen Signale auf dem opti­ schen Kabel führt dazu, daß Störungen durch die unmittelbar angrenzend geführte Versorgungsspannung ausgeschlossen wer­ den. Außerdem brauchen die nach länderspezifischen Normvor­ schriften vorgeschriebenen Abstände zwischen Versorgungsspan­ nungsleitungen und galvanischen Signalleitungen bei einer optischen Übertragung nicht eingehalten zu werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ge­ räteseitig ein Gerätkennzeichen erzeugt, das zumindest die Art des Geräts eindeutig kennzeichnet. Das Gerätkennzeichen wird über die Datenleitung übermittelt und anhand des Gerät­ kennzeichens wird anschließend die Art des eingesteckten Ge­ räts bestimmt. Dieses Ausführungsbeispiel beruht auf der Überlegung, daß die Steckdosen des standardisierten Versor­ gungsspannungsnetzes ebenfalls standardisiert sind. Somit ist es unvermeidbar, daß Geräte unterschiedlichster Art in ein und dieselbe Steckdose mit Hilfe gleichartig aufgebauter Stecker gesteckt werden können. Um Beschädigungen von Geräten zu vermeiden und einen ordnungsgemäßen Betrieb der verschie­ denen Gerätearten zu gewährleisten, müssen Maßnahmen getrof­ fen werden, die eine Zuordnung eines eingesteckten Geräts zu einem der Übertragungsprotokolle gestatten. Bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung besteht diese Maßnahme darin, daß vom Gerät oder vom mit dem Gerät verbundenen Stecker ein Ge­ rätkennzeichen erzeugt wird. Nach dem Einstecken des mit dem Gerät verbundenen Steckers in die Steckdose wird das Gerät­ kennzeichen über die Datenleitung übermittelt. In einer Steu­ ereinheit kann bei der Erfindung anhand des Gerätkennzeichens die Art des eingesteckten Geräts bestimmt werden. Somit wird ohne aufwendige manuelle Programmiervorgänge ein Zuordnen eines Übermittlungsprotokolls zu einer Steckdose, und damit zu einem eingesteckten Gerät möglich. Wird auch das Gerät­ kennzeichen automatisch erzeugt, so beschränkt sich der manu­ elle Aufwand lediglich auf das Einstecken des Geräts mit Hilfe des Steckers.

Das Verfahren nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung führt auch dazu, daß die Steuereinheit entlastet wird, da die gerätespezifischen Signale nicht für bzw. von bestimmten Ge­ räten adressiert werden müssen. Nachdem die Steuereinheit anhand des Gerätkennzeichens ermittelt hat, welche Art von Gerät mit der jeweiligen Datenleitung verbunden ist, werden nur die für dieses Gerät benötigten Signale auf der Datenlei­ tung übermittelt, d. h. zum Gerät gesendet und/oder vom Gerät empfangen.

Wird das Gerätkennzeichen geräteseitig mehrmals hintereinan­ der gesendet, so kann die Steuereinheit feststellen, wann der Stecker des Geräts aus der Steckdose entfernt wird, da in diesem Fall das Gerätkennzeichen nicht mehr empfangen werden kann. Durch diese Maßnahme ist es möglich, daß die Steuerein­ heit die gerätespezifischen Daten wirklich nur über eine Übermittlungsleitung übermittelt, mit der ein Gerät verbunden ist. Außerdem erwartet die Steuereinheit auch nur Signale auf einer Übermittlungsleitung die tatsächlich mit einem Gerät verbunden ist. Somit können die in der Steuereinheit vorhan­ denen Mittel effektiv genutzt werden, z. B. wird keine Zeit für das überflüssige Senden von Signalen oder für das über­ flüssige Erwarten von Signalen verschwendet.

Das Senden des Gerätekennzeichens kann auf Anforderung der Steuereinheit erfolgen oder aber nach einer vorgegebenen Zeit wiederholt werden. Im ersten Fall ist der geräteseitige Auf­ wand geringer, dafür muß aber in der Steuereinheit ein Mehr­ aufwand zum Senden der Anforderung betrieben werden. Im zwei­ ten Fall ist geräteseitig ein Timer vorzusehen, die Steuer­ einheit ist jedoch entlastet.

Zweckmäßigerweise wird das Gerätkennzeichen nur dann gesen­ det, wenn momentan keine Signale auf der Übermittlungsleitung übermittelt werden. Durch diese Maßnahme werden Unterbrechun­ gen der Signalübermittlung durch das Senden des Gerätkennzei­ chens verhindert. Die Übermittlung des Gerätkennzeichens be­ einflußt damit nicht die Übermittlungsgeschwindigkeit der Signale. Außerdem kann die Steuereinheit im Fall der Über­ mittlung von Signalen vom Gerät zur Steuereinheit anhand ei­ ner unterbrochenen Signalübermittlung bereits feststellen, daß das Gerät nicht mehr mit der Datenleitung verbunden ist.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das einge­ steckte Gerät anhand einer im Gerätkennezeichen enthaltenen übermittelten Identifikation ermittelt, welche das Gerät nach Art eines Identifikationscodes eindeutig kennzeichnet. Der Identifikationscode kann z. B. einen Namen oder eine Nummer enthalten. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß in der Steuereinheit bzw. im Empfänger der Gerätkennzeichen nicht nur Informationen bezüglich der Art eines eingesteckten Ge­ räts verfügbar sind, sondern daß auch innerhalb einer Geräte­ art verschiedene Geräte anhand der Identifikation unterschie­ den werden können. Sind diese Identifikationen z. B. verschie­ denen Nutzern zugeordnet, so kann die Steuereinheit abhängig vom jeweiligen Nutzer Kommunikations- und/oder Steuerungspro­ zesse zulassen oder verbieten.

Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein Kommunika­ tions- und/oder Steuerungssystem mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 10, welches insbesondere zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens geeignet ist. Die oben genann­ ten vorteilhaften Wirkungen übertragen sich auch auf das Kom­ munikations- und/oder Steuerungssystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.

In einem Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts der Erfin­ dung enthält das Kommunikations- und/oder Steuerungssystem eine Eingabeeinheit mit mindestens zwei Schwellwerteinheiten. Die Eingabeeinheit ist so realisiert, daß anhand der Schwell­ werte erkannt wird, auf welcher Datenleitung ein Gerät einge­ steckt wurde. Zum Auswerten der Signale der Schwellwertein­ heit wird mit Hilfe einer Multiplexeradressiereinheit nur die betreffende Datenleitung mit der Steuereinheit verbunden.

Somit ist eine Behandlungslogik für die Schwellwerte nur ein­ mal notwendig. Damit ergibt sich eine Eingabeeinheit, die einfach aufgebaut ist.

Zweckmäßigerweise wird das Gerätkennzeichen in mehrere Teile aufgeteilt: So kann in einem Typteil die Art des eingesteck­ ten Geräts hinterlegt werden, in einem Wartungsteil können Informationen über den Zustand des eingesteckten Geräts ver­ schlüsselt werden, und in einem Teil zur Fehlerermittlung können z. B. Prüfsummen gespeichert werden, anhand derer sich die ordnungsgemäße Übermittlung des Gerätkennzeichens auf der Übermittlungsleitung überprüfen läßt.

Durch ein Statusbit im Gerätkennzeichen kann angegeben wer­ den, ob das Gerätkennzeichen auch einen Identifikationsteil enthält, welcher das eingesteckte Gerät nach Art eines Namens eindeutig kennzeichnet. Durch das Statusbit kann die Länge des Gerätkennzeichens an das jeweils eingesteckte Gerät ange­ paßt werden. Dadurch verringert sich bei kürzerem Gerätkenn­ zeichen der Aufwand zum Erzeugen des Gerätkennzeichens und der Aufwand zum Auswerten des Gerätkennzeichens.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Geräteadapter für das Kommunikations- und/oder Steuerungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21. Durch den Adapter entfällt ein Eingriff in das Gerät, da das Gerätkennzeichen im Adapter erzeugt wird. In einem Ausführungsbeispiel des dritten Aspekts der Erfindung wird das Gerätkennzeichen mindestens einmal selbsttätig beim Einstecken des Steckers des Adapters in die Steckdose erzeugt, so daß außer dem Einstecken des Steckers keine manuelle Tätigkeit erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Kommunikations- und Steuerungssystem für ein mit Steckdosen ausgestattetes Leitungsnetz,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Eingabeeinheit einer Raum­ steuereinheit, und

Fig. 3 die Bestandteile eines Gerätkennzeichens.

Fig. 1 zeigt ein Kommunikations- und Steuerungssystem 10 für ein mit Steckdosen 12 bis 16 ausgestattetes Leitungsnetz (nicht dargestellt) zum Liefern einer standardisierten Ver­ sorgungsspannung, z. B. 220 V. Die Steckdosen 12 bis 16 befin­ den sich in den wänden eines Raums 20 in einem Gebäude und sind über Glasfaserkabel 22, 24 bzw. 26 mit einer Raum-Steu­ ereinheit 28 verbunden. Die Raum-Steuereinheit 28 ist über zwei Leitungen 30 und 32 mit anderen nicht dargestellten Raum-Steuereinheiten für andere Räume verbunden. Die Raum-Steuereinheiten einer Etage sind vorzugsweise ringförmig mit­ einander verbunden. In jedem Ring gibt es eine Zentral-Steu­ ereinheit für die jeweilige Etage. Durch Verbinden von Zen­ tral-Steuereinheiten mehrerer Etagen entsteht ein Kommunika­ tions- und Steuerungssystem für das gesamte Gebäude, bei dem das vorhandene Versorgungsspannungsnetz genutzt wird.

Die Glasfaserkabel 22 bis 26 sind über eine Eingabeeinheit 34 mit der Raum-Steuereinheit 28 verbunden. Das Glasfaserkabel 22 ist mit der Eingabeeinheit 34 über eine Fotodiode 42 ver­ bunden. Das Glasfaserkabel 24 bzw. 26 ist mit der Eingabeein­ heit 34 über eine Fotodiode 44 bzw. 46 verbunden. Die Foto­ dioden 42 bis 46 können optische Signale von der Raum-Steuer­ einheit 28 aus senden und in einer zweiten Betriebsart opti­ sche Signale von den Glasfaserkabeln 22, 24 bzw. 26 empfan­ gen.

Die Raum-Steuereinheit 28 enthält weiterhin einen Mikropro­ zessor 36 und einen Speicher 38, die beide mit einem Bussy­ stem 40 aus Daten- und Steuerleitungen verbunden sind. Das Bussystem 40 ist auch mit der Eingabeeinheit 34 verbunden. Der Mikroprozessor 36 wertet z. B. die Ausgangssignale der Eingabeeinheit 34 aus und veranlaßt nach einem vorgegebenen Steuerprogramm vorgegebene Steuerprozesse. Der Mikroprozessor vermittelt weiterhin Daten zwischen der Leitung 30 und den Glasfaserkabeln 22, 24 bzw. 26 sowie in umgekehrter Richtung von den Glasfaserkabeln 22, 24 bzw. 26 zur Leitung 32.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird in die Steckdose 12 ein Adapter 52 gesteckt, der den Anschluß einer′ Datenverar­ beitungsanlage 54 an das Kommunikations- und Steuerungssystem 10 ermöglicht. Der Adapter 52 wird über einen Stecker 56 in die Steckdose 12 gesteckt. Im Adapter 52 befindet sich eine Steckdose 58 in die ein Netzstecker (nicht dargestellt) der Datenverarbeitungsanlage 54 gesteckt wird. Außerdem befindet sich am Adapter 52 eine Westernbuchse 60 zum Anschließen ei­ nes Modems mit dem digitale Daten von der Datenverarbeitungs­ anlage 54 und/oder zu dieser hin übermittelt werden.

In die Steckdose 14 wird eine Steuerungskonsole 62 mit einem Stecker 64 gesteckt. Die Steuerungskonsole 62 enthält Aus­ wahltaster 66 bis 80. Der Auswahltaster 66 ist einer ersten Lampe 82 zugeordnet, die an eine Steckdose des Raums 20 ange­ schlossen ist. Wird der Taster 66 betätigt, so kann über ei­ nen Drehschalter 84 die Helligkeit für die Lampe 82 vorgege­ ben werden. Auf gleiche weise kann mit Hilfe des Auswahlta­ sters 68 die Helligkeit für eine weitere Lampe 85 im Raum 20 vorgegeben werden. Der Auswahltaster 70 gestattet die Vorgabe eines Temperaturwertes über dem Drehschalter 84 für eine Hei­ zung 86, die den Raum 20 beheizt. Die anderen Auswahltaster 72 bis 80 können mit weiteren Funktionen belegt werden.

In die Steckdose 16 wird ein Adapter 87 mit einem Stecker 88 gesteckt. Der Adapter 86 hat eine Westernbuchse 90 zum An­ schließen eines Telefonapparates 92.

Von den Adaptern 52, 87 und der Steuerungskonsole 62 werden Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 erzeugt. Das Gerätkennzeichen ID1 wird vom Adapter 52, das Gerätkennzeichen ID2 von der Steuerungskonsole 62 und das Gerätkennzeichen ID3 vom Adapter 87 erzeugt. Das Gerätkennzeichen ID1, ID2 bzw. ID3 wird über das Glasfaserkabel 22, 24 bzw. 26 gemäß einem Taktsignal übermittelt, das im Adapter 52, in der Steuerungskonsole 62 bzw. im Adapter 87 erzeugt wird. Die Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 sind gleichartig aufgebaut. Ihr Aufbau wird anhand der Fig. 3 weiter unten erläutert.

Durch die Gerätkennzeichen ID1, ID2 und ID3 ist es der Steu­ ereinheit 28 möglich, für die angeschlossenen Geräte, d. h. für die Datenverarbeitungsanlage 54, die Steuerungskonsole 62 und den Telefonapparat 92 zugeordnete Übertragungsprotokolle und Übertragungsgeschwindigkeiten auszuwählen, nach denen Signale auf den Glasfaserkabeln 22 bis 26 zum jeweiligen Ge­ rät von der Steuereinheit 28 bzw. vom jeweiligen Gerät zur Steuereinheit 28 übermittelt werden. Durch das wiederholte Übermitteln der Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 über die Glasfa­ serkabel 22 bis 26 ist es in der Steuereinheit 28 möglich, das Entfernen des Adapters 52, der Steuerungskonsole 62 oder des Adapters 86 zu registrieren.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Eingabeeinheit 34, wel­ che 32 Schwellwerteinheiten enthält, von denen in der Fig. 2 die Schwellwerteinheiten 102, 104 und 106 dargestellt sind.

Die Schwellwerteinheit 102 ist eingangsseitig über eine Lei­ tung 112 mit der Fotodiode 42 verbunden. Die Schwellwertein­ heit 104 bzw. 106 ist eingangsseitig über eine Leitung 114 bzw. 116 mit der Fotodiode 44 bzw. 46 verbunden.

Der Eingang der Schwellwerteinheit 102 bzw. die Leitung 112 ist mit dem ersten Eingang eines Multiplexers 120 über eine Leitung 122 verbunden. Der Eingang der Schwellwerteinheit 104 bzw. 106 ist über eine Datenleitung 124 bzw. 126 mit einem zweiten Eingang bzw. einem dritten Eingang des Multiplexers 120 verbunden.

Die Schwellwerteinheiten 102 bis 106 detektieren Spannungs­ schwankungen auf der Leitung 112, 114 bzw. 116. Diese Span­ nungsschwankungen resultieren aus einem veränderten Dioden­ strom der Fotodiode 42, 44 bzw. 46 beim Empfangen von opti­ schen Signalen über die Glasfaserkabel 22, 24 bzw. 26. Tritt eine Schwellwertüberschreitung in der Schwellwerteinheit 102 auf, so wird auf einer Signalleitung 132 am Ausgang der Schwellwerteinheit 102 ein Spannungswert von etwa 5 V erzeugt. Tritt dagegen eine Schwellwertüberschreitung in der. Schwell­ werteinheit 104 bzw. 106 auf, so wird ein Spannungswert von 5 V auf einer Signalleitung 134 bzw. 136 erzeugt. Die Signal­ leitungen 132 bis 136 sind mit Eingängen einer Codiereinheit 140 verbunden, welche jedem ihrer Eingänge einen Adreßcode zuordnet, der am Ausgang der Codiereinheit 140 ausgegeben wird. Mit dem Ausgang der Codiereinheit 140 sind Adreßleitun­ gen 142 verbunden, die den Adreßcode von der Codiereinheit 140 zu Selektionseingängen des Multiplexers 120 übertragen. Im Multiplexer 120 wird abhängig vom Adreßcode auf den Adreß­ leitungen 142 eine der Leitungen 122, 124, 126 mit dem Aus­ gang des Multiplexers verbunden. Am Ausgang des Multiplexers ist eine Leitung 144 angeschlossen, die mit einem Register 146 verbunden ist. Das Register 146 enthält eine zusätzliche Logik zum Entfernen von Präambeln (vgl. Fig. 3, 208, 208′) zur Synchronisation in den Gerätkennzeichen ID1 bis ID3. Au­ ßerdem fügt die zusätzliche Logik eine Nummer für die jewei­ lige Steckdose 12 bis 16, über die das jeweilige Gerätkenn­ zeichen ID1 bis ID3 übermittelt wurde, an das Gerätkennzei­ chen ID1 bis ID3 im Register 146 an. Das Register 146 ist in Subregister unterteilt, in denen die anhand der Fig. 3 erläu­ terten Bestandteile der Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 enthal­ ten sind. Ist die Gruppierung im Register 146 abgeschlossen, so wird durch die Eingabeeinheit 34 ein Interruptsignal an den Mikroprozessor 36 gesendet, der anschließend die Bearbei­ tung des Gerätkennzeichens ID1 bis ID3 im Register 146 über­ nimmt.

Die Adreßcodeerzeugung in der Codiereinheit 140 erfolgt so, daß z. B. beim Überschreiten des Schwellwertes in der Schwell­ werteinheit 104 wie in Fig. 2 dargestellt die Leitung 124 mit der Leitung 144 am Ausgang des Multiplexers 120 verbunden wird. Beim Auftreten einer Schwellwertüberschreitung in der Schwellwerteinheit 102 bzw. 106 wird die Leitung 122 bzw. 126 mit der Leitung 144 verbunden. Somit kann das Gerätkennzei­ chen ID1, ID2 bzw. ID3 von der Fotodiode 42, 44 bzw. 46 über die Leitungen 112, 114 bzw. 116; die Leitung 122, 124 bzw. 126 den Multiplexer 120, sowie die Leitung 144 zum Register 146 übertragen werden, wo es gespeichert wird. Konflikte zwi­ schen verschiedenen Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 werden da­ durch vermieden, daß in der Codiereinheit 140 ein Datenpuffer (sogenanntes Latch) vorhanden ist, der nur zu bestimmten Zei­ ten aktualisiert wird. Wird auf einer der Signalleitungen 132 bis 136 ein Spannungswert von SV registriert, so erfolgt eine Aktualisierung des Puffers erst nach einer Zeit, die zum ord­ nungsgemäßen Beschreiben und Lesen des Registers 146 erfor­ derlich ist.

Außerdem werden Schwellwertüberschreitungen nur dann regi­ striert, wenn nach dem Einstecken der Stecker 56, 64 bzw. 88 auf der jeweiligen Leitung 112, 114 bzw. 116 noch kein Gerät­ kennzeichen ID1, ID2 bzw. ID3 ordnungsgemäß bis zum Register 146 übermittelt wurde.

Die Funktion der Eingabeeinheit 34 ist nicht zeitkritisch, da in der Regel nur einer der Stecker 56, 64 bzw. 88 zu einem bestimmten Zeitpunkt eingesteckt wird. Selbst ein gleichzei­ tiges Einstecken mehrerer der Stecker 56, 64 bzw. 88 ist un­ kritisch, da zuvor eingesteckte Stecker nach wenigen Millise­ kunden ihr Gerätkennzeichen im Register 146 abgelegt haben. Für einen Nutzer des jeweiligen anderen Geräts ist eine der­ artige Verzögerung unwesentlich.

Fig. 3 zeigt die Bestandteile eines der Gerätkennzeichen ID1 bis ID3. In einem Teil a ist ein kurzes Gerätkennzeichen 200 dargestellt, und in einem Teil b der Fig. 3 ist ein langes Gerätkennzeichen 202 dargestellt. Ein Pfeil 204 bzw. 206 sym­ bolisiert die Zeitachse, die in den Teilen a und b der Fig. 3 jeweils von rechts nach links verläuft, wobei spätere Zeit­ punkte weiter links stehen als frühere Zeitpunkte.

Das kurze Gerätkennzeichen 200 enthält mehrere Bits, die eine Präambel 208 bilden, die zur Synchronisation beim Speichern des Gerätkennzeichens 200 im Register 146 (vgl. Fig. 2) ver­ wendet wird. Nach der Präambel 208 wird durch ein Startbit 210 der Beginn der Nutzinformation des Gerätkennzeichens 200 angezeigt. Nach dem Startbit 210 folgt ein Flag 212, welches nach Art einer Flagge angibt, ob es sich um ein kurzes Gerät­ kennzeichen 200 oder um ein langes Gerätkennzeichen 202 han­ delt. Im Fall des kurzen Gerätkennzeichens 200 hat das Flag 212 den Wert "0".

Nach dem Flag 212 folgen acht Typbits 214 bis 228, in denen die Art des Geräts verschlüsselt ist. Jedem Gerätetyp ist genau eine der möglichen Belegungen der Typbits 214 bis 228 zugewiesen. Der Datenverarbeitungsanlage 54 (vgl. Fig. 1) ist z. B. die binäre Bitfolge "0000100" zugewiesen.

Nach dem Typbit 228 folgen vier Wartungsbits 230 bis 236, deren konkrete Belegung den Zustand des Geräts angeben, wel­ ches das kurze Gerätkennzeichen 200 erzeugt hat. Als Zustand zählt z. B. die momentane Betriebsbereitschaft.

Am Ende des kurzen Gerätkennzeichens 200 befinden sich vier Prüfsummenbits 238 bis 244, die eine Prüfsumme über die Bits 210 bis 236 enthalten. Anhand der Prüfsumme der Prüfsummen­ bits 238 bis 244 kann festgestellt werden, ob bei der Über­ mittlung des Gerätkennzeichens 200 Bits 210 bis 236 ihren Wert verändert haben. In diesem Fall liegt ein Fehler vor, so daß die Übermittlung des Gerätkennzeichens 200 wiederholt werden muß.

Das im Teil b der Fig. 3 dargestellte lange Gerätkennzeichen 202 hat in einem ersten Teil den gleichen Aufbau wie das kurze Gerätkennzeichen 200. Demzufolge brauchen die bereits erläuterten Bezugszeichen nicht nochmals erläutert werden. Bereits erläuterte Bezugszeichen sind im Teil b der Fig. 3 durch einen hochgestellten Strich gekennzeichnet. Das Status­ bit 212′ hat im Gerätkennzeichen 202 den wert "1", der auf ein langes Gerätkennzeichen 202 hinweist.

Im Gerätkennzeichen 202 folgen auf das letzte Wartungsbit 236′ acht Identifikationsbits 250 bis 257, mit denen das zum Gerätkennzeichen 200 gehörende Gerät eindeutig identifiziert werden kann. Nach dem letzten Identifikationsbit 257 folgen vier Prüfsummenbits 258 bis 262, die eine Prüfsumme über die Bits 210′ bis 236′ sowie die Bits 250 bis 257 enthält. Anhand der Prüfsumme in den Prüfsummenbits 258 bis 262 können Fehler bei der Übertragung des Gerätkennzeichens 202 erkannt werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 werden die Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 alle zehn Millisekunden über die Glasfaserkabel 22, 24 bzw. 26 übermittelt. Die Raum-Steuer­ einheit 28 legt für jedes eingesteckte Gerät ein Statusregi­ ster an, in dem die Informationen des zum jeweiligen Gerät gehörenden Gerätkennzeichens ID1 bis ID3 enthalten sind. Au­ ßerdem sind in den Statusregistern Informationen über die Steckdosen 12 bis 16 vorhanden. An das jeweilige Gerätkenn­ zeichen, wird eine Steckdosennummer angefügt, die eine Identi­ fikation der Steckdosen 12 bis 16 gestattet.

Die Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 werden alle mit der gleichen Übertragungsgeschwindigkeit, nach einem einheitlichen Über­ tragungsprotokoll übertragen, welches als Voreinstellung auf nicht benutzten Glasfaserkabeln 22 bis 26 gewählt wird. Während des Betriebs eines eingesteckten Geräts kann ein anderes Übermittlungsprotokoll gewählt werden. Wird der zu dem Gerät gehörende Adapter aus einer der Steckdosen 12 bis 16 ent­ fernt, so wird durch die Raum-Steuereinheit 28 wieder das Übertragungsprotokoll für die Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 ausgewählt.

Bei der Registrierung wiederholt gesendeter Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 wird eine ähnliche Schaltung verwendet, wie die in der Fig. 2 dargestellte. Innerhalb eines größeren Zeitin­ tervalls von einer Sekunde muß jedes Gerät mindestens einmal sein Gerätkennzeichen ID1 bis ID3 in ein dem Register 146 entsprechendes Register übermittelt haben. Ist dies nicht der Fall, so wird das Statusregister in der Steuereinheit 28, welches diesem Gerät zugeordnet ist, gelöscht. Das jeweilige Glasfaserkabel 22 bis 26 gilt als unbenutzt, bis ein erneutes Einstecken eines Geräts in die zugeordneten Steckdosen 12, 14 bzw. 16 erfolgt.

Claims (22)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kommunikations- und/oder Steuerungssystems (10) über ein mit Steckdosen (12 bis 16) ausgestattetes Leitungsnetz,
bei dem in mindestens einer Steckdose (12 bis 16) zum Liefern einer standardisierten Versorgungsspannung minde­ stens eine Übermittlungsleitung (22 bis 26) angeordnet ist, die über einen in die Steckdose (12 bis 16) gesteck­ ten Stecker (56, 64, 88) mit einem Gerät (54, 62, 92) verbunden wird und auf der gerätespezifische Signale übermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlung gemäß einem von mindestens zwei wählbaren Übermittlungsprotokollen erfolgt,
wobei gemäß der Art des eingesteckten Geräts (54, 62, 92) eines der beiden Übermittlungsprotokolle ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale digitale Daten enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß geräteseitig ein Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) erzeugt wird, das zumindest die Art des Geräts (54, 62, 92) eindeutig kennzeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) über die Datenleitung (22 bis 26) übermittelt wird,
und daß anhand des Gerätkennzeichens (ID1 bis ID3, 200, 202) die Art des eingesteckten Geräts (54, 62, 92) be­ stimmt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) automatisch erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) mehrmals hintereinander übermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) auf Anforde­ rung einer Steuereinheit (28) zu dieser gesendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übermitteln des Gerätkennzeichens (ID1 bis ID3, 200, 202) nach einer vorgegebenen Zeit wiederholt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) nur dann übermittelt wird, wenn momentan keine Signale auf der Übermittlungsleitung (22 bis 26) übermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gerät (54, 62, 92) anhand einer im Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) enthal­ tenen Identifikation (250 bis 257) ermittelt wird, die das, Gerät (54, 62, 92) nach Art eines Identifikation­ scodes eindeutig kennzeichnet.

10. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) für ein mit Steckdosen (12 bis 16) ausgestattetes Leitungsnetz,
mit mindestens einer Steckdose (12 bis 16) an der eine Versorgungsspannungsleitung mit standardisierter Versor­ gungsspannung und ein Anschluß einer Übermittlungsleitung (22 bis 26) zum Übermitteln gerätespezifischer Signale angeordnet sind,
mit einer Steuereinheit (28) an einem anderen Anschluß der Übermittlungsleitung (22 bis 26) zum Senden der Si­ gnale an und/oder zum Empfangen der Signale von einem Ge­ rät (54, 62, 92), welches über einen Stecker (56, 64, 88) mit der Steckdose (12 bis 16) verbunden ist,
gekennzeichnet durch eine Auswähleinheit (36, 38) zum Auswählen eines von mindestens zwei Übermittlungsproto­ kollen für die Übermittlung der Signale gemäß dem Art des eingesteckten Geräts (54, 62, 92).

11. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach An­ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinheit (36, 38) das Übermittlungsprotokoll abhängig von einem Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) auswählt, das geräteseitig erzeugt wird und das zumindest die Art des Geräts (54, 62, 92) eindeutig kennzeichnet.

12. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach An­ spruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Eingabeein­ heit (34) mit mindestens zwei Schwellwerteinheiten (102, 104),
wobei die erste Schwellwerteinheit (102) eingangsseitig mit der Übermittlungsleitung (22) zu einer ersten Steck­ dose (12) und die zweite Schwellwertschaltung (104) ein­ gangsseitig mit der Übermittlungsleitung (24) zu einer zweiten Steckdose (14) verbunden ist,
ein erster Eingang eines Multiplexers (120) mit der Über­ mittlungsleitung (22) zur ersten Steckdose (12) und ein zweiter Eingang des Multiplexers (120) mit der Übermitt­ lungsleitung (24) zur zweiten Steckdose (14) verbunden ist,
ein Register (146) mit dem Ausgang des Multiplexers (120) verbunden ist,
und wobei eine Multiplexer-Adressiereinheit (140) abhän­ gig von durch die Schwellwerteinheiten (102, 104) detek­ tierten Schwellwertüberschreitungen ein Selektionssignal auf Selektionsleitungen (142) erzeugt, die mit den Aus­ wahleingängen des Multiplexers (120) verbunden sind.

13. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach An­ spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinheit (34) eine Änderung des Registerinhalts des Registers (146) an die Steuereinheit (28, 36, 38) signalisiert, die den Registerinhalt auswertet.

14. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (28) ein dem eingesteckten Gerät (54, 62, 92) zugeordnetes Statusregister enthält, in welchem min­ destens einmal das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) oder ein Teil davon gespeichert wird.

15. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach An­ spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Statusregister auf ein Aktualisierungssignal hin aktualisiert wird, wel­ ches von der Eingabeeinheit (34) erzeugt wird.

16. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übermittlungsleitung (22 bis 26) minde­ stens eine optische Faser enthält.

17. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) einen Typteil (214 bis 228) enthält, in welchem die Art des eingesteckten Geräts hinterlegt ist.

18. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) einen Wartungsteil (230 bis 236) enthält, in welchem der Zustand des Geräts (54, 62, 92) verschlüsselt ist,
und/oder daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) einen Teil (238 bis 244) zur Fehlerermittlung bei der Übermittlung des Gerätkennzeichens (ID1 bis ID3, 200, 202) enthält.

19. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) einen Identifikationsteil (250 bis 257) enthält, in welchem eine Identifikation enthalten ist, welche das eingesteckte Gerät (54, 62, 92) nach Art eines Identifi­ kationscodes eindeutig kennzeichnet.

20. Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) nach An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifikati­ onsteil (250 bis 257) nur dann im Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) enthalten ist, wenn ein Statusbit (212, 212′) im Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) einen wert hat, der anzeigt, daß der Identifikationsteil (250 bis 257) in diesem Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) enthalten ist.

21. Geräteadapter (52, 62, 87) für ein Kommunikations- und/oder Steuerungssystem (10) mit einem Stecker (56, 64, 88) für eine Steckdose (12 bis 16) zum Liefern einer standardisierten Versorgungsspannung, wobei an der Steck­ dose (12 bis 16) eine Übermittlungsleitung (22 bis 26) zum Übermitteln gerätespezifischer Daten angeordnet ist,
und mit mindestens einem Anschluß (60, 90) für ein Gerät (54, 92) oder mit einem in dem Geräteadapter (62) enthal­ tenen Gerät,
gekennzeichnet durch einen Gerätkennzeichenerzeuger, der ein Gerätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) erzeugt, das zumindest die Art des Geräts (54, 92) kennzeichnet und das mindestens einmal über die Übermittlungsleitung (22 bis 26) übermittelt wird.

22. Geräteadapter (52, 62, 87) nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Geräteadapter (52, 62, 87) das Ge­ rätkennzeichen (ID1 bis ID3, 200, 202) beim Einstecken des Steckers (56, 64, 88) in die Steckdose (12 bis 16) mindestens einmal selbsttätig sendet.