DE4414352C2 - Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, insbesondere zum Erfassen, Steuern und/oder Regeln von physikalischen Größen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, insbesondere zum Erfassen, Steuern und/oder Regeln von physikalischen Größen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung dient insbesondere zur Datenverarbeitung in der Automatisierungstechnik und speziell zur Datenübertragung im Bereich der Gebäudeleittechnik, d. h. zum Erfassen, Steuern und/oder Regeln von physikalischen Größen, wie z. B. der Drehzahl eines Lüfters, der Raumtemperatur oder des Durchsatzes eines strömenden Mediums durch eine Rohrleitung. Nachfolgend soll die Funktion "Erfassung" auch die Funktion "Messen" beinhalten.

Eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus der DE-A1-38 03 713 bekannt. Bei dieser Einrichtung handelt es sich um eine Schaltungsanordnung mit mindestens einer Schaltkarte, welche Eingabe- bzw. Ausgabeschaltkreise aufweist. Die Eingabe- bzw. Ausgabeschaltkreise sind beispielsweise ein Schaltverstärker, ein Schwellwertdiskriminator, ein Verstärker, eine Filterschaltung und/oder eine Anpassungsschaltung. Durch die Festlegung der Funktionen sind der Kapazität einer solchen Einrichtung enge Grenzen gesetzt. Für eine erhöhte Anzahl an Meßpunkten sind eine oder mehrere vollständige weitere Einrichtungen erforderlich, so daß bei zahlreichen zu verarbeitenden physikalischen Größen mit einem erhöhten Raumbedarf sowie stark erhöhten Herstellungskosten einer solchen Einrichtung insgesamt zu rechnen ist. Der Wirtschaftlichkeit der bekannten Einrichtung sind somit enge Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die variabel und flexibel anwendbar sowie kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch den bipolaren Aufbau der Matrixkarte und ein beliebiges Zuschalten jedes Anschlußpunktes auf der Matrixkarte zu einer der Potentialseiten A oder B durch den Controller ist die Einrichtung äußerst flexibel, hochleistungsfähig und leicht an den konkreten Bedarf eines Einsatzfalles anpaßbar.

Vorteilhafterweise ist die Verbindung zwischen den Busmodulen ein Flachkabel oder ein Lichtwellenleiter. Flachkabelverbindungen sind in der Datenverarbeitung weit verbreitet und ko­ stengünstig herstellbar. Es ist auch für ungeübte Personen ohne weiteres möglich, mehrere Busmodule miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen. Die Lichtwellenleiter­ technik hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Daten- bzw. Signalübertragung ohne ein in aller Regel kompliziertes Verlegen eines Kabels über eine größere Distanz erfolgen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Kontroller wenigstens vier Mikrokon­ troller auf, von denen ein erster der Funktion "Erfassen", ein zweiter der Funktion "Ansteuern von Busmodul und Matrixkarte", ein dritter der Funktion "Steuern analoger Signale für Bus­ modul und Matrixkarte" und ein vierter den Funktionen "Empfangen von Daten von der Da­ tenverarbeitungsanlage, Weitergeben dieser Daten, vorzugsweise einschließlich weiterer Parameter, an die anderen Mikrokontroller" und "Empfangen von Daten von den anderen Mikrokontrollern, Weitergeben dieser Daten an die Datenverarbeitungsanlage" zugeordnet ist und diese aus- bzw. durchführt. Damit ist der Kontroller in der Lage, die Anschlußpunkte jeder Matrixkarte sicher zu verwalten und eine störungsfreie Kommunikation mit externen Einrichtungen zu gewährleisten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weist jeder Busmodul über die Leitungen "Daten", "Signale" und "Spannungen" hinaus zusätzliche Leitungen "Karten­ auswahl" und "Busmodul" jeweils für eine Potentialseite A, B zum Ansteuern der betref­ fenden Matrixkarte und des Busmoduls auf, wobei die Potentialseiten A, B jeweils einer Anschlußseite eines Feldgeräts entsprechen. Damit kann bei mehreren, auf dem Busmodul angeordneten Matrixkarten sowie bei mehreren, das Bussystem bildenden Busmodulen der gefragte Busmodul, die betreffende Matrixkarte und damit die betreffenden Anschlußpunkte sicher ausgewählt und angesteuert werden.

Günstig ist ferner, daß jede Leitung "Signale" eines Busmoduls vier Einzelleitungen aufweist, von denen zwei für die Funktion "Erfassen" und zwei für die Funktion "Steuern/Schalten" vor­ gesehen sind. Dadurch ist es möglich, über diese Leitung mehrere Funktionen gleichzeitig durchzuführen, was die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems zusätzlich vorteilhaft beein­ flußt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist jeder Busmodul eine Leitung "Serielle Über­ tragung" für die Datenweitergabe an zusätzlich angeschlossene Einrichtungen oder von sol­ chen Einrichtungen an die Datenverarbeitungsanlage auf, so daß die Kommunikation zwi­ schen zusätzlich angeschlossenen Einrichtungen und der Datenverarbeitungsanlage der er­ findungsgemäßen Einrichtung schnell und reibungslos erfolgen kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist jeder Busmodul Zwischenspeicher auf, wobei jeder Potentialseite ein Zwischenspeicher zugeordnet ist. Dadurch ist ein schnelles Anwählen des gewünschten Busmoduls und ein sicheres Festlegen der Busmoduladresse gewährleistet. Durch Veränderung der Stellung des Schalters ist es möglich, die gleiche Busmoduladresse mehrmals zu vergeben. Daraus ergeben sich be­ trächtliche Vorteile in der Effektivität des Busmoduls und damit der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Matrixkarten identisch ausgebildet sind. Die identische Ausbildung der Matrixkarten verringert deren Herstellungskosten und damit auch die Betriebskosten der erfindungsge­ mäßen Einrichtung. Auch eine aufwendige Lagerhaltung unterschiedlicher Matrixkarten entfällt. Durch das Bussystem mit den letztgenannten Merkmalen ist die erfindungsgemäße Einrichtung in der Lage, zahlreiche Anschlußpunkte anzusteuern und damit eine Vielzahl von Daten zu verwalten und zu übertragen, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung in dem jeweiligen Anwendungsfall, beispielsweise in der Gebäudeleittechnik, sehr wirksam und damit kostengünstig arbeiten kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist auf jeder Matrixkarte ein Zusatzzwischenspeicher und ein damit verbundener Digital/Analog(D/A)-Wandler vorgesehen und sind die Anschlüsse des D/A-Wandlers über die ersten und zweiten Kartenzwischenspeicher mit Relais geführt. Dadurch ist jede Matrixkarte in der Lage, eine Vielzahl von Funktionen gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, stark vereinfachte Darstellung einer Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, insbesondere zum Erfassen, Steuern oder Regeln von physikalischen Größen, mit drei zu einem Bussystem zusammengefaßten Busmodulen;

Fig. 2 eine schematische, vereinfachte Darstellung eines Busmoduls gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Matrixkarte in Form eines Blockschaltbildes;

Fig. 4 eine schematische Darstellung in vergrößerter Form eines Teils der Matrixkarte gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines an eine Einrichtung gemäß Fig. 1 anschließba­ ren Feldgeräts; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung in vergrößerter Form eines anderen Teils der Matrix­ karte gemäß Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung 1 zum Verarbeiten von Daten, insbesondere zum Erfassen, Steuern und/oder Regeln von physikalischen Größen, schematisch in vereinfachter Form ge­ zeigt. Die Einrichtung 1 weist drei Busmodule 2 mit je acht Matrixkarten 3 auf, wobei die Busmodule 2 zu einem Bussystem hintereinander angeordnet und die Verbindung 4 zwischen den Busmodulen 2 ein Flachkabel ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die erfindungsge­ mäße Einrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der erforderlichen Anschlußpunkte auch nur einen Busmodul 2 oder bis zu acht zu dem Bussystem zusammengefaßte Busmodule aufweisen kann. Die einzelnen Busmodule 2 können auch auf andere Weise, beispielsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Lichtwellenleiters, miteinander verbunden sein.

Die Einrichtung 1 umfaßt ferner einen Kontroller 5, der mittels eines Flachkabels 6 an das die identischen Busmodule 2 aufweisende Bussystem sowie mittels einer seriellen Übertra­ gung 7 und eines elektrischen Leiters 8 an eine Datenverarbeitungsanlage 10 angeschlossen ist. Der Kontroller 5 programmiert jeden Anschlußpunkt 30 jeder Matrixkarte 3 als Ein- oder Ausgang und auf eine bestimmte Potentialseite A, B.

Der Kontroller 5 weist vier Mikrokontroller 11 auf, von denen ein erster (nicht näher ge­ zeigt) der Funktion "Erfassen", ein zweiter (nicht näher gezeigt) der Funktion "Ansteuern von Busmodul und Matrixkarte", ein nicht näher gezeigter dritter der Funktion "Steuern analoger Signale für Busmodul und Matrixkarte", also z. B. das Steuern von Spannungen, und ein nicht näher gezeigter vierter Mikrokontroller den Funktionen "Empfangen von Daten von der Datenverarbeitungsanlage, Weitergeben dieser Daten, vorzugsweise einschließlich wei­ terer Parameter, an die anderen Mikrokontroller" und "Empfangen von Daten von den ande­ ren Mikrokontrollern, Weitergeben dieser Daten an die Datenverarbeitungsanlage" zugeord­ net ist und diese Funktionen aus- bzw. durchführt. Der vierte Mikrokontroller empfängt also beispielsweise von der Datenverarbeitungsanlage gelieferte Meßdaten und gibt diese an die anderen Mikrokontroller z. B. mit den weiteren Parametern eines bestimmten Zeitpunkts und/oder eines bestimmten Zeitraums weiter. Ebenso empfängt der vierte Mikrokontroller von der Datenverarbeitungsanlage angeforderte Meßdaten von den anderen Mikrokontrol­ lern und leitet diese an die Datenverarbeitungsanlage weiter.

Die Mikrokontroller 11 sind identisch ausgebildet, aber unterschiedlich angeschlossen. Sie weisen jeweils einen eigenen Speicher auf, so daß die Funktionen der Mikrokontroller gleichzeitig aus- bzw. durchführbar sind. Insofern kann jeder einzelne Mikrokontroller die von ihm durchzuführenden Funktionen sowie die durchgeführten Funktionen speichern und die Daten ohne ein Blockieren der anderen Mikrokontroller verarbeiten.

Die Busmodule 2 des Bussystems sind identisch ausgebildet. Einer dieser Busmodule 2 ist schematisch genauer in Fig. 2 dargestellt. Er umfaßt acht parallel zueinander geführte Lei­ tungen, wobei die Leitung "Kartenauswahl" für die Seite A nachfolgend mit 12, die Leitung "Busmodul" für die Seite A mit 13, die Leitung "Kartenauswahl" für die Seite B mit 14, die Leitung "Busmodul" für die Seite B mit 15, die Leitung "Daten" mit 16, die Leitung "Signale" mit 17, die Leitung "Spannungen" mit 18 und die Leitung "Serielle Übertragung" mit 19 be­ zeichnet werden. Die Seiten A, B entsprechen den elektrischen Anschlußstellen eines nachfolgend näher erläuterten Feldgeräts. Das Feldgerät befindet sich also zwischen den Potentialseiten A, B. Die Leitung "Kartenauswahl" 12, 14 ermöglicht ein Ansteuern der betreffenden Matrixkarte 3; die Leitung "Busmodul" 13, 15 ermöglicht ein Ansteuern des betreffenden Busmoduls, wobei die letztgenannten Leitungen einerseits die Seite A und andererseits die Seite B betreffen.

Insgesamt gesehen umfassen die Leitungen 12 bis 15 jeweils acht nicht näher gezeigte Ein­ zelleitungen. Die Leitung 16 umfaßt hingegen zweiunddreißig, die Leitung 17 vier, die Lei­ tung 18 sechs und die Leitung 19 zwei Einzelleitungen. Bei der Leitung 17 "Signale" sind zwei der Einzelleitungen für die Funktion "Erfassen" und zwei für die Funktion "Steuern/Schalten" vorgesehen. Ferner sind von den zweiunddreißig Einzelleitungen der Leitung "Daten" sechzehn Einzelleitungen für die Datenübertragung, zwölf Einzelleitungen für die Ansteuerung der Matrixkarte und vier Leitungen nicht näher belegt vorgesehen.

Die Leitung 19 "Serielle Übertragung" dient für die Weitergabe von Daten an zusätzlich an­ geschlossene Einrichtungen bzw. für die Datenweitergabe von solchen zusätzlich ange­ schlossenen Einrichtungen an die Datenverarbeitungsanlage 10.

Gemäß Fig. 2 ist ein Bustreiber 21 vorgesehen, der mit den Leitungen 12 bis 16 verbunden ist.

Gemäß Fig. 2 weist der Busmodul 2 für jede Potentialseite A, B einen Schalter 22, 23 durch den jedes Busmodul einzeln ansteuerbar ist, und einen Zwischenspeicher 24, 25 auf. Der Schalter 22 ist einerseits mit der Leitung 13 "Busmodul" A, andererseits mit dem Zwischenspeicher 24, der Schalter 23 mit der Leitung 15 "Busmodul" B und dem Zwischenspeicher 25 verbunden. Der Zwischenspeicher 24 ist ferner an die Leitung 12 "Kartenauswahl" A, der Zwischenspeicher 25 an die Leitung 14 "Kartenauswahl" B angeschlossen. Der Zwischenspeicher 24 ist mittels Leitungen 26 mit der einen Seite jeder Matrixkarte 3, der Zwischenspeicher 25 mittels Leitungen 27 mit der anderen Seite jeder Matrixkarte 3 verbunden.

Fig. 2 verdeutlicht ferner, daß in diesem Ausführungsbeispiel acht Matrixkarten 3 parallel zueinander quer über den Leitungen 12 bis 19 des Busmoduls 2 angeordnet und mit jeder dieser Leitungen 12 bis 19 verbunden sind. Gemäß einem nicht näher gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede Matrixkarte 3 über eine Steckverbindung (nicht dargestellt) mit dem Busmodul 2 verbunden und somit auf diesen aufgesteckt.

Die Matrixkarten 3 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils bis zu zweihundertsechs­ undfünfzig (256) Anschlußpunkte 30 auf, die in Fig. 2 der Einfachheit halber lediglich in dem rechten Busmodul 3 angedeutet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Matrixkarten 3 dem Busmodul 2 zugeordnet. Ferner können in dem Ausführungsbei­ spiel bis zu acht Busmodule 2 das Bussystem bilden, das damit insgesamt bis zu sechzehn­ tausenddreihundertvierundachtzig (16384) Anschlußpunkte 30, nämlich zweitausendacht­ undvierzig (2048) Anschlußpunkte 30 pro Busmodul, aufweist.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Matrixkarte näher beschrieben.

Der Aufbau der Matrixkarte 3 ist genauer in den Fig. 3, 4 und 6 dargestellt. Die Matrixkarte ist in der Lage, sämtliche Funktionen, insbesondere die Funktionen "Erfassen", "Überwachen", "Steuern/Schalten", "Regeln", durch- bzw. auszuführen. Die Anschlußpunkte 30 der Matrix­ karte sind variabel adressierbar, so daß dadurch die durchzuführenden Funktionen veränder­ bar sind. Auf der Matrixkarte sind also keine festen Adressen vorgesehen; vielmehr ist eine beliebige Adressierung jeder Matrixkarte möglich. Das die erfindungsgemäße Matrixkarte aufweisende zuvor erläuterte Bussystem benötigt auch keine externen Dekoderkarten oder ähnliche Selektierungskarten, da die Dekodierung der Matrixkarte bzw. -karten auf dem Bussystem selbst erfolgt. Die erfindungsgemäße Matrixkarte ist deshalb eine sogenannte reine Kanalkarte und allgemein für die Verarbeitung von Daten, insbesondere auch in soge­ nannten Platinentestern, einsetzbar. Sie stellt damit eine universale Erfassungs-, Steuer- und Regelkarte dar.

Gemäß Fig. 3 sind auf jeder Matrixkarte 3 zum Ansteuern der Anschlagpunkte 30 ein erster und ein zweiter Multiplexer 31, 32 und ein mit dem ersten Multiplexer 31 verbundener erster Kartenzwischenspeicher 33 mit Relais 35 sowie ein mit dem zweiten Multiplexer 32 verbundener, zweiter Kartenzwischenspeicher 34 mit Relais 36 vorgesehen, wobei erster Multiplexer 31 und erster Kartenzwischenspeicher 33 mit Relais 35 der einen Potentialseite A und zweiter Multiplexer 32 und zweiter Kartenzwischenspeicher 34 mit Relais 36 der anderen Potentialseite B zugeordnet sind. Der Multiplexer 31 ist zur An­ steuerung der Matrixkarte 3 an den Zwischenspeicher 24 des Busmoduls 2 über die Leitung 26 (vgl. auch Fig. 2) und an die Leitung 16 "Daten" mittels der drei Verbindungsleitungen 37 angeschlossen. Ebenso ist der Multiplexer 32 zur Ansteuerung der Matrixkarte 3 an den Zwischenspeicher 25 des Busmoduls 2 mittels der Leitung 27 und an die Leitung 16 "Daten" des Busmoduls 2 über die drei Verbindungsleitungen 38 angeschlossen. Die Verbindungslei­ tungen 37, 38 zwischen jeweils den Multiplexern 31, 32 und der Leitung 16 "Daten" sind in Fig. 2 für die linke Matrixkarte 3 vereinfacht als Punkte dargestellt.

Jeder Multiplexer 31, 32 ist mit seinem Kartenzwischenspeicher 33, 34 mit Relais 35, 36 über eine Leitung 40, 41 verbunden, wobei jede Leitung 40, 41 aus sechzehn Einzelleitun­ gen 42, 43 besteht. Der Einfachheit halber sind in Fig. 4 lediglich drei Einzelleitungen 42, 43 angedeutet. Jede dieser Einzelleitungen 42, 43 ist an einen eigenen Kartenzwischenspeicher 33, 34 mit zugeordnetem Relais 35, 36 angeschlossen. Damit weist die Matrixkarte 3 im einzelnen sechzehn Kartenzwischenspeicher 33 einschließlich der Relais 35 für die Potentialseite A und sechzehn Kartenzwischenspeicher 34 einschließlich der Relais 36 für die Potentialseite B auf. Dies ist in Fig. 4 durch die die Kartenzwischenspeicher 33, 34 und die Relais 35, 36 verbin­ denden Punkte 44, 45 angedeutet.

Fig. 3 verdeutlicht ferner, daß die Kartenzwischenspeicher 33, 34 mit Relais 35, 36 ferner an die Leitungen 16 "Daten" und 17 "Signale" des Busmoduls 2 angeschlossen sind, wobei die Leitung 16 "Daten" in Fig. 3 aus sechzehn Einzelleitungen (nicht näher gezeigt) und die Lei­ tung 17 "Signale" aus nicht näher gezeigten vier Einzelleitungen besteht. Die Verbindungs­ stelle der Leitung 16 "Daten" gemäß Fig. 3 ist in Fig. 2 mit 46 bezeichnet.

Die Ausgänge jedes Relais 35, 36 sind über die Leitungen 50, 51 mit den Anschlußpunkten 30 verbunden, wobei jedes Relais 35, 36 sechzehn Leitungen 50, 51 aufweist, was durch die Punkte 52, 53 angedeutet ist, so daß sich insgesamt sechzehn × sechzehn, insgesamt also zweihundertsechsundfünfzig (256) Anschlußpunkte 30 ergeben. Dies ist in Fig. 4 durch die Punkte 54 angedeutet.

In Fig. 3 sind die Leitungen 50, 51 vereinfachend als eine Leitung dargestellt. Es ist aber klar, daß in Fig. 3 die Leitungen 50, 51 in dem gewählten Ausführungsbeispiel aus zweihun­ dertsechsundfünfzig (256) Einzelleitungen bestehen. Ebenso ist gemäß Fig. 3 jeder Karten­ zwischenspeicher 33, 34 mit Relais 35, 36 an die Leitung 16 "Daten" und an die Leitung 17 "Signale" angeschlossen. In Fig. 4 sind die letztgenannten Anschlüsse der Einfachheit halber weggelassen.

Gemäß Fig. 3 sind für die Funktion "Regeln" ein Zusatzzwischenspeicher 55 und ein damit verbundener Digital/Analog(D/A)-Wandler 56 vorgesehen. Letzterer ist einerseits an jeden Kartenzwischenspeicher 33, 34 mit Relais 35, 36 und andererseits über den Zusatzzwi­ schenspeicher 55 an die Leitung 16 "Daten" des Busmoduls 2 angeschlossen. Die Verbin­ dungsleitung zwischen dem Zusatzzwischenspeicher 55 und dem D/A-Wandler 56 ist mit 57 bezeichnet, während die Verbindungsleitungen zwischen dem D/A-Wandler 56 und den Kartenzwischenspeichern mit Relais die Bezugszeichen 60, 61 haben.

Nachfolgend wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Matrixkarte 3 an Hand mehrerer Funktionen mit Bezug insbesondere auf die Fig. 5 und 6 näher erläutert.

Beispiel 1

Es soll eine physikalische Größe eines Feldgeräts 62, nämlich die Drehzahl n eines Lüfters, erfaßt, d. h. gemessen werden.

Das Feldgerät 62, im vorliegenden Beispiel also der Lüfter, ist schematisch in Fig. 5 mit sei­ nen, den Potentialseiten A, B entsprechenden bzw. zugeordneten Anschlußstellen 63, 64 dargestellt. Diese Anschlußstellen sind mit zwei bestimmten Anschlußpunkten 30 auf der Matrixkarte 3 verbunden (vgl. Fig. 2 bis 4). Diese bestimmten Anschlußpunkte auf der Matrixkarte werden über die Schalter 22, 23, die Zwischenspeicher 24, 25, die Leitungen 26, 27 auf der bestimmen Matrixkarte 3 angewählt. Die angewählten Punkte tragen in den Fig. 4 und 6 die Bezugszeichen C und D. Diese dienen dem Ansteuern der bestimmten Anschlußpunkte 30 auf der Matrixkarte.

Durch das Ansteuern der ausgewählten Punkte C, D schließt das angesteuerte Relais 35, 36 einen ersten Analogschalter 65, 66 (Fig. 6). Anschließend werden die zweiten Analogschal­ ter 67, 68 geschlossen, so daß die benötigte Information, also die augenblickliche Drehzahl des Lüfters, über die Leitungen 70, 71 zum Busmodul 2 und von dort über den Kontroller 5 zur Datenverarbeitungsanlage 10 gelangt. Die benötigte Information kann also über die An­ schlußstellen 63, 64 nur dann zu den Leitungen 70, 71 und damit zur Datenverarbeitungsan­ lage 10 gelangen, wenn die ersten Analogschalter 65, 66 und die zweiten Analogschalter 67, 68 geschlossen sind.

Beispiel 2

Es soll die Funktion "Überwachen" ausgeführt und dabei festgestellt werden, ob ein Feldgerät 62, nämlich ein Lüfter, in vorschriftsmäßiger Weise angeschlossen und daher betriebsbereit ist.

Im nachfolgenden werden für die ausgewählten Punkte, die dabei angesteuerten Relais und ersten Analogschalter, die zweiten Analogschalter, die Anschlußstellen des Lüfters und die Anschlußpunkte auf der Matrixkarte der Einfachheit halber dieselben Bezugszeichen wie in Beispiel 1 verwendet. Es ist klar, daß in der Praxis normalerweise eine andere Funktion auch anderen Meß- und Anschlußstellen sowie anderen Meßpunkten auf der Matrixkarte zuge­ ordnet ist.

Über die Ansteuerung der ausgewählten Punkte C, D schließen die Relais 35, 36 wie im Beispiel 1 die ersten Analogschalter 65, 66. Anschließend werden die zweiten Analogschal­ ter 72, 73 geschlossen und über die Leitungen 74, 75 eine Referenzspannung von beispiels­ weise 10 Volt eingespeist. Diese Referenzspannung wird durch den Kontroller 5 von der Leitung 18 "Spannungen" auf die Leitungen 74, 75 gelegt.

Anschließend werden wie im Fall des Beispiels 1 die zweiten Analogschalter 67, 68 ge­ schlossen. Es ist dann möglich, über die Leitungen 70, 71 die eingespeiste Referenzspan­ nung zu messen. Liegt diese an den Leitungen 70, 71 an, hat das Feldgerät, also der Lüfter "Durchgang"; er ist also ordnungsgemäß angeschlossen und deshalb betriebsbereit.

Beispiel 3

Es soll ein Feldgerät, nämlich ein Lüfter, eingeschaltet werden.

Wie bereits im Beispiel 2 erwähnt, werden der Einfachheit halber auch in diesem Beispiel dieselben Bezugszeichen verwendet, obgleich in der Praxis wegen einer anderen durchzu­ führenden Funktion als im Beispiel 2 normalerweise nicht identische Elemente verwendet werden.

Wie im Beispiel 1 werden die ausgewählten Punkte C, D angesteuert und dadurch letztlich die ersten Analogschalter 65, 66 geschlossen. Über die Leitungen 74, 75 wird - wie im Fall des Beispiels 2 - eine Spannung eingespeist. Die zweiten Analogschalter 72, 73 werden dazu geschlossen. Eine solche Dauerspannung beträgt beispielsweise 24 Volt. Diese liegt nun auch an den Anschlußstellen 63, 64 des Lüfters an, so daß dieser mit einer bestimmen Drehzahl läuft. Falls die Drehzahl des Lüfters erfaßt, also gemessen werden soll, ist wie im Fall des Beispiels 1 vorzugehen.

Beispiel 4

Es ist die Drehzahl eines Feldgeräts 62, z. B. eines Lüfters, in Abhängigkeit von der Raum­ temperatur zu regeln.

Wie in den Beispielen 2 und 3 werden auch hier dieselben Bezugszeichen verwendet, ob­ gleich normalerweise unterschiedliche Funktionen auch unterschiedlichen, in den Fig. 5 und 6 jeweils nur einfach dargestellten Elementen zugeordnet sind.

Wie im Beispiel 1 werden zunächst die ausgewählten Punkte C, D angesteuert und dadurch die ersten Analogschalter 65, 66 geschlossen. Der Istwert, d. h. die augenblickliche Drehzahl des Lüfters, wird über andere Anschlußpunkte, wie im Beispiel 1 angegeben, ermittelt. Der Vergleich zwischen dem Istwert und dem einer bestimmten Raumtemperatur zugeordneten Sollwert erfolgt in der Datenverarbeitungsanlage 10. Die daraus resultierende Regelgröße wird von der Datenverarbeitungsanlage in die Leitung 16 "Daten" an die Verbindungsstelle 46 und damit zu dem ausgewählten Punkt E geleitet (vgl. Fig. 6). Diese digitale Regelgröße gelangt über den Zusatzzwischenspeicher 55 und die Verbindungsleitung 57 sowie den D/A-Wandler 56 und die Verbindungsleitungen 60, 61 zu dritten Analogschaltern 76, 77. Sobald diese geschlossen sind, liegt die analoge Regelgröße, vorzugsweise eine Spannung zwischen 0 und 10 Volt, an den Anschlußstellen 63, 64 des Feldgeräts 62, also am Lüfter, an. Beim Ausführen der zuvor beschriebenen Funktion "Regeln" sind die zweiten Analog­ schalter 67, 68 und 72, 73 in der Regel geöffnet.

Da, wie zuvor beschrieben, der Vergleich zwischen dem Istwert und dem Sollwert in der Datenverarbeitungsanlage 10 erfolgt, kann die Funktion "Regeln" von der Matrixkarte 3 sy­ stemunabhängig durchgeführt werden.

Ende der Beispiele

Die Leitungen 70, 71 und 74, 75 sind neben den Fig. 5 und 6 auch in der linken Matrixkarte 3 in Fig. 2 dargestellt. Sie sind mit der Leitung 17 "Signale" verbunden.

Die vorstehende Beschreibung verdeutlicht, daß die erfindungsgemäße Einrichtung 1 erwei­ terungsfähig und flexibel anwendbar sowie darüber hinaus kostengünstig herstellbar ist und daß die Matrixkarte 3 variabel einsetzbar ist.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, insbesondere zum Erfassen, Steuern und/oder Regeln von physikalischen Größen,
mit wenigstens einem Busmodul (2) zur Aufnahme von Anschlußpunkte (30) aufweisenden Matrixkarten (3) und
mit einem Kontroller (5), der einerseits an den wenigstens einen Busmodul (2) und andererseits an eine Datenverarbeitungsanlage (10) anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kontroller (5) jeden Anschlußpunkt (30) jeder Matrixkarte (3) als Ein- oder Ausgang und auf eine bestimmte Potentialseite (A, B) programmiert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Busmodul (2) wenigstens ein Schalter (22, 23) vorgesehen ist, durch den jeder Busmodul (2) einzeln ansteuerbar ist, so daß mehrere Busmodule (2) hintereinander schaltbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (4) zwischen den Busmodulen (2) ein Flachkabel oder ein Lichtwellenleiter ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontroller (5) wenigstens vier Mikrokontroller (11) aufweist, von denen ein erster der Funktion "Erfassen" ein zweiter der Funktion "Ansteuern von Busmodul und Matrixkarte", ein dritter der Funktion "Steuern analoger Signale für Busmodul und Matrixkarte" und ein vierter den Funktionen "Empfangen von Daten von der Datenverarbeitungsanlage, Weitergeben dieser Daten vorzugsweise einschließlich weiterer Parameter an die anderen Mikrokontroller" und "Empfangen von Daten von den anderen Mikrokontrollern, Weitergeben dieser Daten an die Datenverarbeitungsanlage" zugeordnet ist, so daß diese Funktionen gleichzeitig aus- bzw. durchführbar sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Busmodul (2) über Leitungen "Daten" (16), "Signale" (17) und "Spannungen" (18) hinaus zusätzliche Leitungen "Kartenauswahl" (12, 14) und "Busmodul" (13, 15) jeweils für eine Potentialseite (A, B) zum Ansteuern der betreffenden Matrixkarte (3) und des Busmoduls (2) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitung "Signale" (17) eines Busmoduls (2) vier Einzelleitungen aufweist, von denen zwei für die Funktion "Erfassen" und zwei für die Funktion "Steuern/Schalten" vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Busmodul (2) eine Leitung "Serielle Übertragung" (19) für die Datenweitergabe an zusätzlich angeschlossene Einrichtungen oder von solchen Einrichtungen an die Datenverarbeitungsanlage (10) aufweist.

8. Einrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Busmodul (2) Zwischenspeicher (24, 25) aufweist, wobei jeder Potentialseite (A, B) ein Zwischenspeicher (24, 25) zugeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixkarten (3) identisch ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Matrixkarte (3) zum Ansteuern der Anschlußpunkte (30) ein erster und ein zweiter Multiplexer (31, 32) und ein mit dem ersten Multiplexer (31) verbundener, erster Kartenzwischenspeicher (33) mit Relais (35) sowie ein mit dem zweiten Multiplexer (32) verbundener, zweiter Kartenzwischenspeicher (34) mit Relais (36) vorgesehen sind, wobei erster Multiplexer (31) und erster Kartenzwischenspeicher (33) mit Relais (35) der einen Potentialseite (A) und zweiter Multiplexer (32) und zweiter Kartenzwischenspeicher (34) mit Relais (36) der anderen Potentialseite (B) zugeordnet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Matrixkarte (3) ein Zusatzzwischenspeicher (55) und ein damit verbundener Digital/Analog(D/A)-Wandler (56) vorgesehen und die Anschlüsse des D/A-Wandlers (56) über die ersten und zweiten Kartenzwischenspeicher (33, 34) mit Relais (33, 36) geführt sind.