具有一信號處理連接器和一功能單元的裝置的製作方法

2023-04-28 13:31:21 1

專利名稱：具有一信號處理連接器和一功能單元的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的裝置。
在模塊式自動化系統中期望系統的輸入和輸出部分與在技術過程中所產生的執行機構和傳感器的應用狀況相適配。為此必須使系統的CPU單元可以求出配置方式，以便可以計算出設計的在應用程式中作為前提的結構與例如用於診斷目的的實際結構間的一致性。在國際專利申請WO94/15299中對一種帶有CPU單元的裝置作了說明，該CPU單元可以識別出，裝置的插接位置是否裝設了功能單元。為此插接式單元具有電平轉換器件，當單元在讀出存取時接收到CPU單元的插接位置識別信號的情況下，該器件將對配屬給其的地址線的電平進行轉換。
為了減少在儘管可擴充度很高的自動化系統中安裝在自動化設備內的輸入和輸出部分的數量，採用了分散外設系統，例如所謂的「有源端子」形式的外設系統。帶有外設組件的機箱被移至過程中的執行機構和傳感器處，並且在自動化設備中僅需要有一個連接組件，該連接組件通過一根電纜與分散外設系統連接。該在國際專利申請WO94/15299中推薦的裝置雖然可以識別出，連接電路是否已插接在自動化設備的插接位置上，但它並不能識別出，在分散外設系統中是否有外設組件存在。
本發明的目的在於，提出一種本說明書開頭部分所述類型的裝置，在該裝置中可以對一插接的或安裝的功能單元加以識別。另外還提出了一種可以識別的功能單元，甚至在該功能單元與其信號處理連接器空間分隔設置時，它也是可以被識別的。
本發明的目的是通過權利要求1所述裝置來實現的。
甚至在依照權利要求3中給出的功能單元與其信號處理連接器空間分隔設置時，也能對其進行識別。並不需要將信號處理連接器與功能單元例如一起設置在一個備有一個底板母線的自動化設備內。
有關本發明的進一步設計請參見從屬權利要求。
功能單元裝置可以是有源的或無源的。有源的裝置具有採用裝置內自己生成的電壓產生識別信號的器件；與此相反，無源裝置將由信號處理連接器輸送的電壓轉換成識別電壓。連接器電壓以及識別電壓最好通過已有的信號線傳輸。
下面將參照附圖所示本發明實施例進一步對本發明及其改進和優點加以說明，附圖中

圖1所示為分散外設系統；圖2為帶有與其連接的數字輸入和輸出單元的自動化設備的信號處理連接器的原理電路圖。
在圖1中示出一分散外設系統的機殼1，機殼上備有三排孔2。這些孔2具有用於連接外部線路的無螺釘的彈簧線夾，通過控制孔3可以把這些線路拆卸下來。數字輸入和輸出模塊5被安裝在機殼1上，其輸入端與電纜連接器4連接並且其輸出端通過一機殼1內圖中未示出的電路板與孔2連接。在孔2排的左端設置有標示有L-和L+的電位線孔，這些孔用於把電位線加到一個帶有由前面可以調換的保險絲的保險模件上。一扁平電纜可接在電纜連接器4上，該扁平電纜將分散外設系統1與自動化設備的一信號處理連接器7(圖2)連接在一起。為每個數字輸入和輸出模塊配備三個孔2，執行機構或傳感器通過一個三線連接器與孔連接。其中這三個孔2中有兩個加有用於傳感器/執行機構的電源電壓，有一個孔用於連接信號線。在本實施例中在分散外設系統上可插接16塊數字輸入和輸出模塊，因此接在電纜連接器4上的扁平電纜總共必須有18條線，其中有16條線用於連接器與最多可安裝或插接的16塊模件間的信號傳輸並且有兩條線用於電壓源+5V，M5V。電壓源+5V，M5V構成模塊5相應的電源電壓，該電源電壓加在三個孔中的兩個連接傳感器/執行機構的孔2上。在彈簧線夾上方設有標記位置，在該位置有各連接端子的標識符1……16(圖1中的1……6被遮蓋住)。
考慮到對安裝在分散外設系統中的數字輸入和輸出模塊5的識別，為清楚地了解自動化設備的信號處理連接器7的功能和工作方式，請參見圖2，在圖中示出該信號處理連接電路7及兩個與其連接的數字輸入和輸出模塊5。在圖1和圖2中出現的相同的器件用相同的附圖標記加以標示。模塊5的其中一個是數字輸出模塊6a，另一個是數字輸入模塊6b，其中輸出模塊6a包括一個由電阻R4，R5和二極體D3構成的裝置8a、一個光電耦合器Oka和一個用於顯示信號狀況的發光二極體LEDa，輸入模塊6b包括一個光電耦合器Okb、發光二極體LEDb和一個由電阻R6，R7和二極體D4構成的裝置。
在所謂的標準工作時，連接器7的電源和識別裝置9經扁平電纜的線10，11和電纜連接器4向模塊6a、6b饋送電源電壓+5V和M5V。為此可控開關器SW閉合，並且在此種工作方式時用0或1電平形式的信號對信號線12a、12p加載。在模塊5是數字輸出模塊的情況(例如模塊6a)下，電源和識別裝置9將根據控制程序的給定經相應線12a向該輸出模塊饋送0或1電平，在數字輸入模塊(例如模塊6b)情況下，裝置9經線12b向該模塊饋送0或1電平，該電平與模塊的測量值輸入端(孔2)的測量值相等。這16條信號線12a……12p的每一條具有一個由電阻R1、R2和去耦二極體D1、D2構成的電路，其中二極體D1、D2的功能和工作方式對本發明並不重要，故對此不再贅述。
在所謂的識別工作方式時，連接電路7周期性地或在預定的時間後啟動該方式，電源和識別裝置9開啟開關器SW，從而對模塊5斷開電壓+5V、M5V的饋送。除此之外，電源和識別裝置9經信號線12a……12p陸續地向模塊5饋送通常的5V檢測電壓。選擇數字輸入和輸出模塊的裝置8a、8b的元件參數，使得在該檢測電壓時數字輸出模塊6a的輸出端2與連接器7不會接通並且考慮到該模塊的識別，數字輸入模塊的被激活的輸入端2不會影響連接器7。假定，裝置9首先經信號線12a用檢測電壓5V對數字輸出模塊6a加載。從而使電流I1流經電阻R1、R2、二極體D3和比較器K1、K2的輸入電阻R3。在該輸入電阻R3上加有已減去了在電阻R1、R2和二極體D3上的壓降的識別電壓。比較器K1、K2的輸入電路包括有其它的電阻R8、R9、R10，其中為這些電阻和電阻R3選擇的參數應使在比較器K1的輸出端及比較器K2的輸出端上都加有1電平。與電阻R3相比，電阻R4和R5是高阻值的，以便使電流I1進一步經供電線路I0流向電阻R3。加在電阻R4和R5上的電壓很小，從而使光電耦合器Oka和發光二極體LEDa上不致出現電湧現象。根據在電源和識別裝置9中存儲的處理規章，裝置9由比較器K1、K2的輸出電平的位組合1、1識別出，模塊6a是數字輸出模塊。在此識別後裝置9經線路12b用檢測電壓+5V對模塊6b加載，從而使電流12流經電阻R1、R2、電阻R6、二極體D4和電阻R3。對裝置8b的電阻R6選擇的參數應使在電阻R3上的壓降在比較器K1上產生輸出電平0，在比較器K2上產生輸出電平1。同樣與電阻R3相比，電阻R7是高阻值的，並且二極體D5用於防止在激活輸入端2時考慮到模塊6b的識別，連接器7受到幹擾影響。連接器7的裝置9根據處理規章由比較器K1、K2的輸出電平的位組合0、1識別出數字輸入模塊。在比較器K1、K2分別具有一個0輸出電平(位組合0、0)的情況下，裝置9識別出在分散外設系統中的相應安裝位置或插接位置沒有設置模塊。當組件9用檢測電壓5V對線12c加載時，就是這種情況。當在電阻R3上加有0V識別電壓時，這說明在該信號線12c上沒有模塊連接。
權利要求
1.一種具有至少一個功能單元(5；6a，6b)的裝置，該單元配備有電源線和信號線(12a，……)的第一接口(10，11)，該接口與信號處理連接器(7)連接，和用於連接傳感器/執行機構的第二接口(2)，其中在標準工作方式時單元(5；6a，6b)由連接器(7)獲得電源電壓(+5V，M5V)並輸送給傳感器/執行機構一個信號或從傳感器/執行機構獲得一個信號，其特徵在於功能單元(5；6a，6b)備有一個裝置(8a，8b)，該裝置在識別工作方式時經第一接口的一條線路輸送給連接器(7)一個識別信號，在該工作方式時連接器(7)對單元(5；6a，6b)不輸送電源電壓，連接器(7)根據處理規章的標準對此識別信號進行計算並判定出單元的類型(5；6a，6b)。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於在識別工作方式時連接器(7)經一條信號線(12a……12p)向裝置(8a，8b)輸送一個電壓，裝置(8a，8b)將該電壓轉換成一個識別電壓並經電源線返送回連接器(7)。
3.一種功能單元(5；6a，6b)，它具有用於電源線和一條信號線(12a，……)的第一接口(10，11)，該信號線接在基本設備的信號處理連接器(7)上，並具有用於連接一傳感器/執行機構的第二接口(2)，其中在標準工作方式時功能單元(5；6a，6b)獲得電源電壓(+5V，M5V)，其特徵在於功能單元(5；6a，6b)配備有一個裝置(8a，8b)，該裝置在識別工作方式時產生一個識別信號，在該工作方式時電源電壓被斷開。
4.按照權利要求3所述的功能單元，其特徵在於裝置(8a，8b)將一個由連接器(7)經第一接口的一條線輸送的問詢信號轉換成識別信號。
5.按照權利要求4所述的功能單元，其特徵在於在識別工作方式時裝置(8a，8b)將一個由連接器(7)經信號線(12a……12p)輸送的電壓轉換成識別電壓並經電源線返送回連接器(7)。
全文摘要
一種具有一信號處理連接器和一功能單元的裝置，在該裝置中可以對與自動化設備相連接的分散外設系統的外設組件進行識別。為此分散外設系統的外設組件配備有一個裝置，該裝置在識別工作方式時將輸送給其的問詢信號轉換成識別信號，在此工作方式時電源電壓被斷開。本發明適用於存儲器編程控制的分散外設系統。
文檔編號G05B19/05GK1155336SQ95194500
公開日1997年7月23日 申請日期1995年6月30日 優先權日1995年6月30日
發明者德特列夫·克瑙爾 申請人:西門子公司