Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 2-Draht Bus vor Kurzschluss schützen


von Ralf E. (Gast)


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Guten Tag,

ich möchte einen 2-Draht-Bus (am Liebsten RS485, alternativ auch CAN) 
nutzen. Wichtig für meine Anwendung ist allerdings, dass ich diesen vor 
Kurzschluss schütze. Von Vorteil wäre natürlich, dass der Bus selbst bei 
einem Kurzschluss noch aktiv ist.

Ich hatte so etwas mal bei einer Gefahrenmeldeanlage gesehen. Ein 
Sachverständiger hatte damals bei einer Abnahme explizit einen 
Kurzschluss zwischen den Busleitungen hervorgerufen und der Teilnehmer 
war trotzdem noch nutzbar.

Wie funktioniert so etwas? Bzw. wie kann ich so etwas umsetzen?

MfG Ralf

von Der Troll (Gast)


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geschuetzt und immer noch funktional sein ist nicht dasselbe.

Geschuetzt bedeutet nach dem Kurzschluss geht es wieder.

von (prx) A. K. (prx)


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Es gibt CAN Busse, die bei bestimmten Kurzschlüssen zwar zu single wire 
CAN degenerieren, aber noch funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Oliver R. (orb)


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Bei Gefahrenmeldeanlagen ist eine Ringverkabelung üblich, die den 
Kurzschuss erkennt, das Segment abtrennt und die andere Richtung weiter 
nutzt.

von (prx) A. K. (prx)


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Siehe beispielsweise TJA1055.

von Ralf E. (Gast)


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Der Troll schrieb:
> geschuetzt und immer noch funktional sein ist nicht dasselbe.
>
> Geschuetzt bedeutet nach dem Kurzschluss geht es wieder.

Dann fang ich gerne klein an, also geschützt.

Oliver R. schrieb:
> Bei Gefahrenmeldeanlagen ist eine Ringverkabelung üblich, die den
> Kurzschuss erkennt, das Segment abtrennt und die andere Richtung weiter
> nutzt.

Ok, aber auch dann liegt der Kurzschluss ja an einer Seite vom Offenen 
Ring an. Selbst wenn ein Teilnehmer Ein- und Ausgang auftrennt.
Beim Kurzschluss kann ich doch nix mehr senden. Im Rückschluss: Eine 
Seite vom Ring wäre aus.

MfG Ralf

von (prx) A. K. (prx)


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Ralf E. schrieb:
> Ok, aber auch dann liegt der Kurzschluss ja an einer Seite vom Offenen
> Ring an.

Auf Verfügbarkeit optimierte Ringbusse sind kabelseitig als Doppelringe 
realisierbar. Bei einem Segmentausfall trennen die beiden Nachbarnodes 
das Segment ab und verbinden auf der anderen Seite die beiden Ringe. So 
entsteht ein neuer Ring mit anderer Reihenfolge der Nodes.

: Bearbeitet durch User
von Ralf E. (Gast)


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A. K. schrieb:
> Ralf E. schrieb:
>> Ok, aber auch dann liegt der Kurzschluss ja an einer Seite vom Offenen
>> Ring an.
>
> Auf Verfügbarkeit optimierte Ringbusse sind kabelseitig als Doppelringe
> realisierbar. Bei einem Segmentausfall trennen die beiden Nachbarnodes
> das Segment ab und verbinden auf der anderen Seite die beiden Ringe. So
> entsteht ein neuer Ring mit anderer Reihenfolge der Nodes.

Dank für die Info.
Das geschieht dann auch über 2 Adern?

Die GMA war von der Firma Esser. Dort nutzt man ja nur 2 Adern inkl. 
Spannungsversorgung.

MfG Ralf

von (prx) A. K. (prx)


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Ralf E. schrieb:
> Die GMA war von der Firma Esser. Dort nutzt man ja nur 2 Adern inkl.
> Spannungsversorgung.

Das würde ich auch gerne mal sehen. Also exakt 2 Adern inklusive GND und 
Spannungsversorgung der Nodes, ohne Erdung als Hilfsmasse, bei der bei 
einem Kurzschluss zwischen den Adern sowohl die Nodes Strom haben, also 
auch die Verbindung über diese Adern noch funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von Hannes (Gast)


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Ich habe gesehen, wie Batterie Module über die Akku-Zellverbinder bei 
~100A (gepult sogar noch höher) noch Signale übertragen haben...

Also auch nur über die DC Stromversorgung - mit verschobebenen Potential 
und irsinnig großen Strompulsen...

von Jürgen D. (poster)


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Müsste doch eigentlich gehen. Die beiden Geräte zwischen den der Bus 
gestört ist schalten das Segment komplett ab und suchen einen anderen 
Weg.
Bei Ethernet gibt es das ja auch.
http://de.wikipedia.org/wiki/Spanning_Tree_Protocol

von (prx) A. K. (prx)


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Jürgen D. schrieb:
> Müsste doch eigentlich gehen. Die beiden Geräte zwischen den der Bus
> gestört ist schalten das Segment komplett ab und suchen einen anderen
> Weg.

Erst einmal haben, den Weg. Der obigen Beschreibung zufolge gehen an der 
Node exakt 2 Adern raus. Im Ring oder mit Alternativwegeführung (STP) 
wären es schon mindestens 4, kein Kunststück.

: Bearbeitet durch User
von Ralf E. (Gast)


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A. K. schrieb:
> Ralf E. schrieb:
>> Die GMA war von der Firma Esser. Dort nutzt man ja nur 2 Adern inkl.
>> Spannungsversorgung.
>
> Das würde ich auch gerne mal sehen. Also exakt 2 Adern inklusive GND und
> Spannungsversorgung der Nodes, ohne Erdung als Hilfsmasse, bei der bei
> einem Kurzschluss zwischen den Adern sowohl die Nodes Strom haben, also
> auch die Verbindung über diese Adern noch funktioniert.

Korrekt. Ist für mich ein Buch mit 7 Siegeln. Aber selbst schon gesehen.
Habe mir gerade sagen lassen, dass so ein Test wohl auch üblich für die 
Prüfung von Brandmeldeanlagen ist.


Hannes schrieb:
> Ich habe gesehen, wie Batterie Module über die Akku-Zellverbinder
> bei
> ~100A (gepult sogar noch höher) noch Signale übertragen haben...
>
> Also auch nur über die DC Stromversorgung - mit verschobebenen Potential
> und irsinnig großen Strompulsen...

Dahinter steckt sicher auch eine Modulation. Ich kann mir im Fall des 
Bussystems höchstens vorstellen, dass der Strom derartig begrenzt wird, 
von der Zentrale aus, dass auch hiermit noch eine Kommunikation möglich 
ist.

MfG Ralf

von Ralf E. (Gast)


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A. K. schrieb:
> Jürgen D. schrieb:
>> Müsste doch eigentlich gehen. Die beiden Geräte zwischen den der Bus
>> gestört ist schalten das Segment komplett ab und suchen einen anderen
>> Weg.
>
> Erst einmal haben, den Weg. Der obigen Beschreibung zufolge gehen an der
> Node exakt 2 Adern raus. Im Ring oder mit Alternativwegeführung (STP)
> wären es schon mindestens 4, kein Kunststück.

Also 2 Adern rein, und 2 Adern raus. Aber es ist ein 2-Draht Bus.
Was ich mal raus gefunden habe, ist dass die Versorgung von 48V hat, was 
ich schon ganz beachtlich finde. Bei einem Kurzschluss, knallt das schon 
ganz ordentlich. Daher kann ich mir nur vorstellen, dass der Strom auf 
wenige mA begrenzt werden muss.

MgG Ralf

von Christian H. (ch-hunn)


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Ralf E. schrieb:
> Ok, aber auch dann liegt der Kurzschluss ja an einer Seite vom Offenen
> Ring an. Selbst wenn ein Teilnehmer Ein- und Ausgang auftrennt.
> Beim Kurzschluss kann ich doch nix mehr senden. Im Rückschluss: Eine
> Seite vom Ring wäre aus.

Jeder Node im Ring hat einen Ein- sowie einen Ausgang. Die Nodes können 
an einer Seite einen Fehler in der Verkabelung erkennen und trennen sich 
von dieser Seite. Durch die Ringtopologie sind dann immer noch alle 
Nodes online, es wird ja nur das gestörte Segment abgetrennt.
Allerdings darf dann kein weiterer Fehler zusätzlich auftreten, da 
ansonsten der ganze Bereich zwischen den Fehlerstellen offline geht.
Daher ist es wichtig, dass Fehler durch eine Störmeldung signalisiert 
werden.

von Ralf E. (Gast)


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Christian Hunn schrieb:
> Ralf E. schrieb:
>> Ok, aber auch dann liegt der Kurzschluss ja an einer Seite vom Offenen
>> Ring an. Selbst wenn ein Teilnehmer Ein- und Ausgang auftrennt.
>> Beim Kurzschluss kann ich doch nix mehr senden. Im Rückschluss: Eine
>> Seite vom Ring wäre aus.
>
> Jeder Node im Ring hat einen Ein- sowie einen Ausgang. Die Nodes können
> an einer Seite einen Fehler in der Verkabelung erkennen und trennen sich
> von dieser Seite. Durch die Ringtopologie sind dann immer noch alle
> Nodes online, es wird ja nur das gestörte Segment abgetrennt.
> Allerdings darf dann kein weiterer Fehler zusätzlich auftreten, da
> ansonsten der ganze Bereich zwischen den Fehlerstellen offline geht.
> Daher ist es wichtig, dass Fehler durch eine Störmeldung signalisiert
> werden.

Danke für die Info.
Das würde Sinn machen, aus diesem Grund wird Esser sicher auch einige 
Geräte mit "Trenner" anbieten.

MfG Ralf

von Ralf E. (Gast)


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Was ich mich jetzt noch Frage. Wie erkennen die Teilnehmer den 
Kurzschluss?
Die Spannung wird ja dann an allen Teilnehmern kurzfristig abfallen und 
gegen Null laufen.

MfG Ralf

von Magic S. (magic_smoke)


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Ach ja, ich hätte auch zu gerne, daß bei einem Kurzschluß auf dem 
Basteltisch nicht immer so viele Halbleiter abbrennen oder das Licht 
ausgeht.

von Matt (Gast)


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magic smoke schrieb:
> Ach ja, ich hätte auch zu gerne, daß bei einem Kurzschluß auf dem
> Basteltisch nicht immer so viele Halbleiter abbrennen oder das Licht
> ausgeht.

Unsachlich....

von Ga R. (garath)


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Aktuelle RingBus-Melder von Esser haben alle 2 Trenner, frühere 
Ring-Melder hatten einen Sockel, in den man die Trenner-Platinen 
einbauen konnte. Da die Ringe oft mehrere 100 Meter lang sind, fließt 
auch bei Kurzschluss durch die 0,5mm² Leitung kaum Strom. Bei 
Kurzschluss wird das Leitungssegment abgetrennt und die Anlage arbeitet 
mit 2 Stichen weiter.

Bei Kurzschluss versagt die Esser-Firmware regelmäßig. Dann gehen erst 
mal alle Trenner auf und er schließt solange die Trenner, bis er die 2 
Stiche wieder in Betrieb hat. Das dauert dann schon-mal 1-2 Minuten, bis 
der Ring wieder steht. Eigentlich sollten die Melder das erkennen und 
nur das Segment abschalten. Hekatron und Telenot haben imho damit keine 
Probleme.

von Ralf E. (Gast)


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Danke für die Antwort.

Ein Bekannter von mir sagte, dass die Teilnehmer wohl Allgemein jeweils 
die Eingangs- und Ausgangsklemmen auf einen bestimmten Wiederstand 
prüfen.
Über einen Spannungsteiler wohl.

Ist dieser Unterschritten, öffnet sofort der passende Trenner.

MfG Ralf

von Ga R. (garath)


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Ralf E. schrieb:
> Danke für die Antwort.
>
> Ein Bekannter von mir sagte, dass die Teilnehmer wohl Allgemein jeweils
> die Eingangs- und Ausgangsklemmen auf einen bestimmten Wiederstand
> prüfen.
> Über einen Spannungsteiler wohl.
Was du beschreibst hat mit Bus nichts zu tun. Das ist die 
Grenzwert-Meldetechnik. Dabei schließt der letzte Melder mit einem 
Widerstand den Stich ab. Erkennt ein Melder Feuer, schließt er den Stich 
kurz. Angenommen der Letzte Rauchmelder brückt die 2 Drähte mit einem 
10kOhm Widerstand. Jetzt können alle angeschlossenen Melder diesen 
Widerstand durch Kurzschluss oder auch durch einen anderen definierten 
Widerstandswert verändern und der Gefahrenmeldezentrale mitteilen, dass 
es wohl brennen mag. Esser verwendet so etwas auch als failsave für 
seine Ringtechnik. Das bewirkt dann das Ringfeuer.

Die Busmeldetechnik von Esser ist sehr altbacken. Da gibt es keine 
Fehlerüberprüfung. Ich möchte dich daher auf einen alten Faden 
verweisen, wenn dich deren Funktionsweise noch interessiert. Prinzipiell 
kommunizieren die Melder mit der Zentrale über eine Stromsenke.
Beitrag "Novar / Esser BUS2 esserbus Esser BUS"

In der Praxis hat bei mir ein Kurzschluss immer den Neustart der 
Teilringe bewirkt. Zumindest lässt die Dauer bis "wieder Meldebereit" 
darauf schließen. Falls es Esser-Melder gibt, die einen Kurzschluss 
erkennen und lokal reagieren können ohne den Ring komplett zu killen, so 
wäre das eine Funktion die bei meinen IQ8-Anlagen nie gegeben war.

Einen wirklich intelligenten Bus wie den Hekatron-Bus kann ich dir 
leider nicht beschreiben. Ich habe ihn mir mal auf dem Osszi angeschaut, 
aber per reverse-Engineering kannst du den nicht wie den Esser-Bus 
verstehen. Da werden wirklich Daten übertragen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ralf E. schrieb:
> Wiederstand
Was ist das?

von Die Welt geht vor die Hunde (Gast)


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ga rp schrieb:
> Einen wirklich intelligenten Bus wie den Hekatron-Bus kann ich dir
> leider nicht beschreiben.

http://www.der-moba.de/index.php/RS-R%C3%BCckmeldebus

von Ga R. (garath)


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Die Welt geht vor die Hunde schrieb:
> http://www.der-moba.de/index.php/RS-R%C3%BCckmeldebus

Möchtest du damit ausdrücken, Hekatron verwende den RS-Rückmeldebus?

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