專利名稱：監(jiān)視和控制裝置以及為此的橋模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有系統(tǒng)模塊的集合的監(jiān)視和/或控制裝置，其中這些系統(tǒng)模塊具有現(xiàn)場總線耦合模塊、供電模塊和/或輸入/輸出模塊的形式，它們被彼此相鄰地設(shè)置并且具有連接觸點(diǎn)，以將系統(tǒng)總線和/或電壓供給端子從系統(tǒng)模塊引導(dǎo)至接著的系統(tǒng)模塊。
背景技術(shù)：
這種監(jiān)視和/或控制裝置例如對于存儲器可編程的控制裝置(SPS)或用于過程監(jiān)視的設(shè)施是已公開的，并且在DE 44 02 002 A1中被描述。系統(tǒng)模塊被安裝在共同的支承軌道(Hutschiene)上，這些系統(tǒng)模塊分別有自己的、具有從外部可接近的電連接端子的殼體。這些系統(tǒng)模塊被彼此相鄰地設(shè)置在支承軌道上，其中彼此相鄰的系統(tǒng)模塊的所屬的電接觸端子被互相連接。通過這種方式實(shí)現(xiàn)了電壓供給線路，通過這些電壓供給線路從通常被設(shè)置在支承軌道上的左邊的被調(diào)節(jié)的電源單元出發(fā)，進(jìn)行了被連接的系統(tǒng)模塊的(電壓供給模塊)電壓供給。以相應(yīng)的方式通過電接觸端子實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)總線，該系統(tǒng)總線被從左側(cè)通過現(xiàn)場總線耦合模塊來供電。該現(xiàn)場總線耦合模塊用于將內(nèi)部系統(tǒng)總線耦合至外部的現(xiàn)場總線上。
該第一構(gòu)型的優(yōu)點(diǎn)是，供電線路和系統(tǒng)總線的線路長度通過系統(tǒng)模塊被自己確定并且不需要分離的線路。
例如在2005年4月的elektro AUTOMATION第2+3頁中D.Tschimpke的“Flexibilitt zahlt sich aus”中描述的第二構(gòu)型考慮了，系統(tǒng)總線和/或電壓供給線路在支承軌道上被實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)模塊具有接觸引腳用于系統(tǒng)總線線路和電壓供給線路的接觸。然而這有這樣的缺點(diǎn)，即支承軌道相對昂貴并且線路長度并不最佳地與實(shí)際上需要的線路長度相匹配。因此可能導(dǎo)致不必要的衰減損耗。此外系統(tǒng)總線線路和電壓供給線路從外部是可接近的并且遭受潛在的干擾危險。
在實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)總線和/或電壓供給線路通過第一構(gòu)型以連接端子連接至系統(tǒng)模塊上用于將系統(tǒng)總線或電壓供給線路輸送至相鄰的系統(tǒng)模塊時，存在這樣的問題，即由于在系統(tǒng)模塊的序列中去除一個系統(tǒng)模塊而中斷系統(tǒng)總線和電壓供給線路。
需要具有熱插拔能力的系統(tǒng)用于過程的自動化，在這些過程中，替換單個的電子組件不允許導(dǎo)致整個系統(tǒng)的停止。替換的原因可能是單個電子組件的缺陷或者是改進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的監(jiān)視和/或控制裝置，其功能在從系統(tǒng)模塊序列中去除系統(tǒng)模塊時也被保證。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)借助開始提及類型的監(jiān)視控制裝置通過這種方式解決，即在系統(tǒng)模塊的該集合的端部上，在一個用于將該系統(tǒng)總線耦合至一個現(xiàn)場總線上的現(xiàn)場總線耦合器的對面和/或在一個用于給這些被連接的系統(tǒng)模塊饋送一個供電電壓的電壓供給模塊的對面，設(shè)置至少一個橋模塊(Brückenmodul)，當(dāng)一個系統(tǒng)模塊被從這些系統(tǒng)模塊的該序列中去除時，用于鄰接該橋模塊的這些系統(tǒng)模塊的冗余的電壓供給和/或用于為鄰接該橋模塊的這些系統(tǒng)模塊提供該系統(tǒng)總線。
關(guān)于系統(tǒng)總線和電壓供給線路的實(shí)現(xiàn)，該監(jiān)視/控制裝置可以是第一和第二構(gòu)型的結(jié)合。而優(yōu)選的是監(jiān)視/控制裝置完全在第一構(gòu)型中被實(shí)現(xiàn)。
在系統(tǒng)模塊在支承軌道上的布置中，其中這些系統(tǒng)模塊以通常的方式從左側(cè)通過電壓供給模塊被供應(yīng)以供電電壓并且借助現(xiàn)場總線耦合模塊得到共同的系統(tǒng)總線可供使用，替代通常的具有終端電阻的終端端子，為系統(tǒng)總線使用了具有熱插拔能力的橋模塊，當(dāng)該序列由于去除一個系統(tǒng)模塊而被中斷時，該橋模塊為連接其上的這些系統(tǒng)模塊從右邊供應(yīng)以供電電壓和/或系統(tǒng)總線。
該橋模塊優(yōu)選地具有監(jiān)視單元，當(dāng)一個系統(tǒng)模塊被從系統(tǒng)模塊序列中去除時，其用于識別系統(tǒng)總線的分離和/或用于識別供電電壓的拆除接線。借助該監(jiān)視模塊，接下來盡可能無延遲地為系統(tǒng)模塊的鄰接該橋模塊序列提供系統(tǒng)總線和/或電壓供給。即，電壓供給和系統(tǒng)總線不是持續(xù)地通過該橋模塊提供，而是根據(jù)需要的。由此防止了電壓供給模塊的被調(diào)節(jié)的電源單元的調(diào)節(jié)的干擾，并且保證了系統(tǒng)總線的按規(guī)定的終端(Abschluss)。為了提供冗余的系統(tǒng)總線，該橋模塊優(yōu)選地可用終端電阻，該終端電阻在按規(guī)定的狀態(tài)中被接通。只有當(dāng)識別出出現(xiàn)系統(tǒng)總線的分離時，該終端電阻才通過經(jīng)過一個浮動的導(dǎo)線(fliegende Leitung)被連接至橋模塊上的系統(tǒng)總線替代。
在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，該橋模塊具有被調(diào)節(jié)的電源單元，該電源單元具有外部可接近的連接端子，用于與監(jiān)視控制裝置的其它系統(tǒng)模塊的電壓供給端子接線。該橋模塊借助浮動的導(dǎo)線被供給以例如為24V的供電電壓，該供電電壓通常在開關(guān)柜中可供使用。借助被調(diào)節(jié)的電源單元，該電壓被向下調(diào)節(jié)到例如為5V或3.3V的內(nèi)部供電電壓上。
在一種另外的優(yōu)選的實(shí)施形式中，該橋模塊沒有電源單元。而是設(shè)有外部可接近的連接端子用于至系統(tǒng)模塊的被調(diào)節(jié)的電源單元的輸出的、電壓供給線路。這些連接端子被直接同用于鄰接橋模塊的系統(tǒng)模塊的電壓供給端子相連接。在此，可以放棄監(jiān)視單元，并且電壓供給可以持續(xù)地冗余地通過該橋模塊被饋送，因?yàn)楸苊饬穗娫磫卧恼{(diào)節(jié)沖突。
當(dāng)橋模塊具有外部可接近的、用于分離的、可連接在監(jiān)視控制裝置的另外的系統(tǒng)模塊上的系統(tǒng)總線線路的連接端子時，是同樣優(yōu)選的。在此，用于提供冗余電壓供給的橋模塊不必與用于提供冗余系統(tǒng)總線的橋模塊相同。為了每個目的，可以設(shè)置自己的橋模塊。然而有利的是，兩種功能都被集成到一個橋模塊中。為該系統(tǒng)總線設(shè)置了這些連接端子用于連接至一個現(xiàn)場總線耦合模塊的外部可接近的連接端子。在此，該現(xiàn)場總線耦合模塊被這樣地改進(jìn)，使得在那里為系統(tǒng)總線設(shè)置了外部可接近的連接端子。
當(dāng)橋模塊不但具有用于冗余的系統(tǒng)總線的連接端子，而且還有用于供電電壓的連接端子時，也是有利的。該系統(tǒng)總線和供電電壓由此通過浮動的導(dǎo)線被提供，這些浮動的導(dǎo)線被插入橋模塊的連接端子中。監(jiān)視單元可以以更簡單的方式被這樣設(shè)立，使得系統(tǒng)模塊的去除借助供電電壓的擾動而被識別，并且接著立刻通過將冗余供電電壓接入到橋模塊的連接觸點(diǎn)以及將系統(tǒng)總線接入到橋模塊的相應(yīng)的連接觸點(diǎn)上而引入對策。


本發(fā)明在下面借助實(shí)施例利用附圖進(jìn)一步闡述。
圖1示出了具有在系統(tǒng)模塊序列的右端的橋模塊的監(jiān)視和/或控制裝置的塊狀圖；圖2示出了監(jiān)視和/或控制裝置的第二實(shí)施形式的塊狀圖。
具體實(shí)施例方式
從圖1中可以看出一個監(jiān)視和/或控制裝置1的塊狀圖，在該裝置中，系統(tǒng)模塊Si的集合被安裝在支承軌道2上，其中i＝1至N。這些系統(tǒng)模塊Si被彼此相鄰地設(shè)置并且具有用于系統(tǒng)總線4的連接觸點(diǎn)3a和用于電壓供給線路5的連接觸點(diǎn)3b。根據(jù)構(gòu)型，也可以借助連接觸點(diǎn)3a、3b僅僅實(shí)現(xiàn)或系統(tǒng)總線4或電壓供給線路5。在系統(tǒng)模塊Si的左側(cè)上的連接觸點(diǎn)3總是與在該系統(tǒng)模塊Si的殼體的右側(cè)上被配置的連接觸點(diǎn)3連接。這些連接觸點(diǎn)3被這樣構(gòu)建，使得在系統(tǒng)模塊Si的安裝中，連接觸點(diǎn)3與相鄰的系統(tǒng)模塊Si的相應(yīng)的連接觸點(diǎn)3連接。通過這種方式，系統(tǒng)總線4或電壓供給線路5被簡單地通過系統(tǒng)模塊Si的相互排序而形成。
在被安裝在支承軌道2上的系統(tǒng)模塊Si的左端上，一個現(xiàn)場總線耦合模塊S1被作為系統(tǒng)模塊S設(shè)置。該系統(tǒng)總線-現(xiàn)場總線耦合模塊S1具有一個耦合單元6，用于將內(nèi)部系統(tǒng)總線4耦合到外部的現(xiàn)場總線7上。這種現(xiàn)場總線耦合模塊S1是充分公開的。
與該現(xiàn)場總線耦合模塊S1相鄰地設(shè)有一個被調(diào)節(jié)的電源單元8，它借助未被示出的、在電壓供給模塊S2的殼體上的連接端子被連接至例如24V的供電電壓V上。該現(xiàn)場總線—耦合模塊S1和電壓供給模塊S2可以彼此分離或者作為集成的單元被實(shí)現(xiàn)。從電壓供給模塊S2出發(fā)，提供了用于這些相鄰的系統(tǒng)模塊Si的電壓供給線路5。
在系統(tǒng)模塊Si序列的右邊的、現(xiàn)場總線-耦合模塊S1和電壓供給模塊S2的對面的端部設(shè)有一個橋模塊B，它具有一個第一監(jiān)視單元9，用于識別在電壓供給線路5上的供電電壓的擾動。此外將被調(diào)節(jié)的電源單元10集成到橋模塊B中，以便當(dāng)識別出電壓供給的擾動時，為在左邊鄰接橋模塊B的系統(tǒng)模塊Sn+1提供冗余的電壓供給。被調(diào)節(jié)的電源單元10通過未被示出的、在橋模塊B的殼體上的、從外部可接近的連接端子借助浮動的導(dǎo)線11被以例如24V的供電電壓V持續(xù)供電。在通常的監(jiān)視/控制裝置1中，供電電壓V一般而言毫無問題地例如在電壓供給模塊S2的連接端子上可供使用。
除了冗余電壓供給或替代冗余電壓供給，設(shè)置了一個第二監(jiān)視單元12，當(dāng)例如系統(tǒng)模塊Sn被去除時，它在識別出在電壓供給線路5上的供電電壓故障的情況下和/或在識別出系統(tǒng)總線4的崩潰情況下，給在左邊鄰接橋模塊B的系統(tǒng)模塊Sn+1、Sn+2...提供以系統(tǒng)總線。為此，橋模塊B以浮動的導(dǎo)線13經(jīng)過連接端子與在現(xiàn)場總線耦合模塊S1上的相應(yīng)的連接端子相連，該系統(tǒng)總線在這些接頭上被提供。必要時，在橋模塊B中可以設(shè)置至少一個終端阻抗，以保證系統(tǒng)總線4的按規(guī)定的運(yùn)行。
圖2中可以看出監(jiān)視/控制裝置1的第二實(shí)施形式，其中橋模塊沒有自己的電源單元并且沒有監(jiān)視單元9用于保證冗余的電壓供給。而是設(shè)置了外部可接近的連接端子14，用于將浮動的(fliegenden)電壓供給線路15連接至系統(tǒng)模塊S2的被調(diào)節(jié)的電源單元8的一個輸出端。該連接端子14直接同用于鄰接橋模塊B的系統(tǒng)模塊Sn+1、Sn+2...的電壓供給端子3b相連。在該第二實(shí)施形式中，用于系統(tǒng)模塊Si的供電電壓被持續(xù)地冗余地通過橋模塊被饋入。
借助橋模塊B，由此保證了在該橋模塊B左邊的這些鄰接的系統(tǒng)模塊Sn+1、Sn+2...SN的繼續(xù)工作，即使一個系統(tǒng)模塊Sn被從系統(tǒng)模塊Si的序列中去除。在被去除的系統(tǒng)模塊SN左邊鄰接的系統(tǒng)模塊S3...Sn-1，相反地，被從左側(cè)如在正常工作中那樣供應(yīng)以電壓供給線路5和系統(tǒng)總線4。
通過這種方式，監(jiān)視/控制裝置1的熱插拔能力被以簡單的方式實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.具有一些以現(xiàn)場總線-耦合模塊、供電模塊和/或輸入/輸出模塊形式的系統(tǒng)模塊(Si)的一個集合的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，這些系統(tǒng)模塊被彼此相鄰地設(shè)置并且具有一些連接觸點(diǎn)(3a，3b)，以便將一個系統(tǒng)總線(4)和/或一個電壓供給端子從一個系統(tǒng)模塊(Si)引導(dǎo)至接著的系統(tǒng)模塊(Si+1)，其特征在于，在系統(tǒng)模塊(Si)的該集合的端部上，在一個用于將該系統(tǒng)總線(4)耦合至一個現(xiàn)場總線(7)上的現(xiàn)場總線耦合器(S1)的對面和/或在一個用于給這些被連接的系統(tǒng)模塊(Si)饋送一個供電電壓的電壓供給模塊(S2)的對面，設(shè)置至少一個橋模塊(B)，當(dāng)一個系統(tǒng)模塊(Si)被從這些系統(tǒng)模塊(Sn)的該序列中去除時，用于鄰接該橋模塊(B)的這些系統(tǒng)模塊(Si)的冗余的電壓供給和/或用于為鄰接該橋模塊(B)的這些系統(tǒng)模塊(Si)提供該系統(tǒng)總線(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，所述橋模塊(B)具有一個監(jiān)視單元(9)，在該供電電壓的擾動時，用于監(jiān)視該供電電壓和識別從這些系統(tǒng)模塊(Si)的該序列中的一個系統(tǒng)模塊(Si)的所述去除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，一個系統(tǒng)模塊(Si)和/或所述橋模塊(B)具有一個監(jiān)視單元(12)，用于在從這些系統(tǒng)模塊(Si)的該序列中去除一個系統(tǒng)模塊(Si)時識別所述系統(tǒng)總線(4)的分離，并且用于為系統(tǒng)模塊(Si)的鄰接所述橋模塊(B)的序列緊接著提供該系統(tǒng)總線(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，所述橋模塊(B)具有一個被調(diào)節(jié)的電源單元(10)，該電源單元(10)具有外部可接近的連接端子(3a，3b)，用于與該監(jiān)視和/或控制裝置(1)的一個另外的系統(tǒng)模塊(Si)的電壓供給端子接線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，所述一個橋模塊(B)具有外部可接近的連接端子(3a，3b)，用于一個分離的、可連接至該監(jiān)視和/或控制裝置(1)的一個另外的系統(tǒng)模塊(Si)上的系統(tǒng)總線線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，所述橋模塊(B)具有外部可接近的連接端子(3a，3b)，用于至一個系統(tǒng)模塊(Si)的一個被調(diào)節(jié)的電源單元的一個輸出端的電壓供給線路，并且這些連接端子(3a，3b)直接與該電壓供給端子連接，該電壓供給端子用于鄰接該橋模塊(B)的這些系統(tǒng)模塊(Si)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，為該系統(tǒng)總線(4)設(shè)置了這些連接端子(3a，3b)用于連接至一個現(xiàn)場總線耦合模塊(S1)的外部可接近的連接端子(3a，3b)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，一個橋模塊(B)不但具有連接端子(3a，3b)，用于冗余的系統(tǒng)總線(4)，而且具有一個與用于供電電壓的連接端子(3a，3b)相連接的、被調(diào)節(jié)的電源單元(10)，用于提供一個冗余的供電電壓。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)，其特征在于，這些系統(tǒng)模塊(Si)和所述至少一個橋模塊(B)被設(shè)置在一個共同的支承軌道(2)上。
10.用于根據(jù)前述權(quán)利要求之一的監(jiān)視和/或控制裝置(1)的橋模塊(B)，其特征在于，當(dāng)這些被耦合的系統(tǒng)模塊(Si)不再另外地被供應(yīng)以供電電壓和/或不再另外地與一個系統(tǒng)總線相連接時，所述橋模塊(B)被設(shè)置用于為被耦合至所述橋模塊(B)上的系統(tǒng)模塊(Si)提供一個冗余的電壓供給和/或提供一個系統(tǒng)總線(4)。
全文摘要
描述了一種具有一些現(xiàn)場總線－耦合模塊、供電模塊和/或輸入/輸出模塊形式的系統(tǒng)模塊的一個集合的監(jiān)視和/或控制裝置，這些系統(tǒng)模塊被彼此相鄰地設(shè)置并且具有一些連接觸點(diǎn)，以便將一個系統(tǒng)總線和/或一個電壓供給端子從一個系統(tǒng)模塊引導(dǎo)至接著的系統(tǒng)模塊。在系統(tǒng)模塊的該集合的端部上，在一個用于將該系統(tǒng)總線耦合至一個現(xiàn)場總線上的現(xiàn)場總線耦合器的對面和/或在一個用于給這些被連接的系統(tǒng)模塊饋送一個供電電壓的電壓供給模塊的對面，設(shè)置至少一個橋模塊，當(dāng)一個系統(tǒng)模塊被從這些系統(tǒng)模塊的該序列中去除時，用于鄰接該橋模塊的這些系統(tǒng)模塊的冗余的電壓供給和/或用于為鄰接該橋模塊的這些系統(tǒng)模塊提供該系統(tǒng)總線。
文檔編號G06F13/40GK1896984SQ200610093829
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者阿伯斯·托馬斯 申請人:Wago管理有限公司