專利名稱：用于運行輸入/輸出組件的方法和輸入/輸出組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用前插頭運行控制技術(shù)的輸入/輸出組件的方法，其中，通過多個布置在前插頭的前側(cè)上的連接元件與輸入/輸出組件的功能相應(yīng)地根據(jù)連接規(guī)定連接信號導線。另外,本發(fā)明還涉及一種設(shè)計用于容納前插頭并且讀取過程值(Prozesswerte)的控制技術(shù)的輸入/輸出組件，該輸入/輸出組件具有現(xiàn)場總線接口。
背景技術(shù)：
根據(jù)本發(fā)明，控制技術(shù)被理解成通過有存儲器可編程的控制裝置實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的自動化和控制。在此，輸入/輸出組件例如是有存儲器可編程的控制裝置的信號組件，其中，該信號組件形成了用于工業(yè)化的、待被自動化的過程的接口。設(shè)計為信號組件的輸入/ 輸出組件能夠區(qū)分為數(shù)字組件和模擬組件。還可以從信道數(shù)量、輸入或輸出、測試類型和測試區(qū)域、電勢隔離、診斷功能和報警功能方面對這兩者進行區(qū)分。通過前插頭來連接待被自動化的過程的執(zhí)行元件/傳感器。輸入/輸出組件和前插頭根據(jù)插頭/插座原則共同工作。在更換輸入/輸出組件時，可以將前插頭從待更換的組件中拔出，此時，信號導線的布線停留在前插頭上。舉例而言，當舊的組件出現(xiàn)損壞從而必須用新的功能可靠的組件將其更換時，便需要這種組件更換。然而，在更換組件時可能會出現(xiàn)前插頭混淆或無意中采用了與之前主導的連接規(guī)定不一致的待更換的組件。假設(shè)在更換組件時前插頭混淆，那么這可能導致過程數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。為了避免這個現(xiàn)象，要避免前插頭混淆。在DE19514768A1中提出了一種用于避免混淆前插頭的方案，在此，前插頭具有機械編碼元件，該編碼元件可插入與輸入/輸出組件相匹配的配對元件中。通常當編碼元件和配對元件相匹配時，前插頭才能插入到輸入/輸出組件中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于簡化輸入/輸出組件與所屬的前插頭之間的編碼。通過一種用于利用前插頭運行控制技術(shù)的輸入/輸出組件的方法來實現(xiàn)該目的，其中，通過多個布置在前插頭的前側(cè)上的連接元件與輸入/輸出組件的功能相應(yīng)地根據(jù)連接規(guī)定連接信號導線，該目的由此實現(xiàn)，即，在第一次將前插頭插入到輸入/輸出組件中時，通過布置在該輸入/輸出組件中的第一寫入/讀取單元將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谇安孱^中的第二寫入/讀取單元中，由此與連接規(guī)定相應(yīng)地在輸入/輸出組件和前插頭之間建立起明確的對應(yīng)關(guān)系。在此，例如可以通過近場無線電通信連接(尤其是通過RFID-無線電通信連接)來實現(xiàn)該無線的數(shù)據(jù)傳輸。由此，其優(yōu)點在于能夠棄用機械的編碼元件。棄用機械編碼元件簡化了這種輸入/輸出組件的結(jié)構(gòu)和制造。在該方法的進一步的設(shè)計方案中，獨特的字符串存儲在用于輸入/輸出組件的配置系統(tǒng)中，并且存儲在布置在前插頭中的存儲單元中。可以將配置系統(tǒng)理解成例如自動化技術(shù)的工程系統(tǒng)。在該工程系統(tǒng)中能夠?qū)⑤斎?輸出組件的功能性參數(shù)化。在此其優(yōu)點在于，曾根據(jù)其連接規(guī)定被進行一次參數(shù)化的輸入/輸出組件具有獨特的字符串，該字符串額外地存儲在配置系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)中。為了進一步優(yōu)化更換組件的方法，在更換輸入/輸出組件的情況下，舊的輸入/輸出組件與前插頭分開并且更換為新的輸入/輸出組件，其中，在將前插頭插入到新的輸入/輸出組件中之前，將新的輸入/輸出組件與配置系統(tǒng)相連接，并且該配置系統(tǒng)將獨特的字符串寫入到布置在新的輸入/輸出組件中的存儲單元中。根據(jù)有利的方式，在將前插頭插入到新的輸入/輸出組件之后，通過檢驗裝置來檢驗位于新的輸入/輸出組件中的獨特的字符串是否與存儲在前插頭中的存儲單元中的獨特的字符串相符，并且在兩個獨特的字符串相符的情況下，新的輸入/輸出組件激活斷開裝置(Freischaltmittel)，該斷開裝置表明通過信號導線所讀取的過程值是有效的，否則通過該斷開裝置表明過程值是無效的并且發(fā)出診斷報告。在該方法中，控制技術(shù)的輸入/輸出組件可以設(shè)計用于容納前插頭并且讀取過程 值，其中，使用的是具有現(xiàn)場總線接口的輸入/輸出組件。然后，開頭所述的目的還通過一種設(shè)計用于容納前插頭并且讀取過程值的控制技術(shù)的輸入/輸出組件來實現(xiàn)，該輸入/輸出組件具有現(xiàn)場總線接口，該目的由此實現(xiàn)，即第一寫入/讀取單元設(shè)計用于將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谇安孱^中的第二寫入/讀取單元中，由此與連接規(guī)定相應(yīng)地在輸入/輸出組件和前插頭之間建立起明確的(eindeutige)對應(yīng)關(guān)系。通過第一寫入/讀取單元和第二寫入/讀取單元，可以有利地棄用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機械編碼元件以及輸入/輸出組件中的配對元件。棄用額外的機械元件使得輸入/輸出組件的操作和制造更為簡單。另一個設(shè)計方案在于，輸入/輸出組件設(shè)計為具有探測裝置，該探測裝置與第一寫入/讀取單元相連接，并且在首次將前插頭插入到輸入/輸出組件中時激活用于傳輸獨特的字符串的第一寫入/讀取單元。在另一個設(shè)計方案中，輸入/輸出組件的現(xiàn)場總線接口這樣設(shè)計，在更換輸入/輸出組件的情況下，其中，舊的輸入/輸出組件與前插頭分開并且更換為新的輸入/輸出組件，新的輸入/輸出組件能通過該新的輸入/輸出組件的現(xiàn)場總線接口連接在配置系統(tǒng)上，其中，通過現(xiàn)場總線接口，舊的輸入/輸出組件的存儲在配置系統(tǒng)中的獨特的字符串被傳輸?shù)叫碌妮斎?輸出組件的存儲單元中。此時，新的輸入/輸出組件具有符合其所屬的前插頭的連接準則的獨特的字符串。在此，無線地(優(yōu)選地通過RFID連接)實現(xiàn)了在輸入/輸出組件和前插頭之間的有利的通信。通過這種無線的通信方式則不需要額外的用于進行編碼的插頭接觸件。基于該電子編碼方式，通過獨特的字符串能夠以幾乎任意的方式選擇多種編碼方式。也可以考慮通過制造者-ID (制造者識別標識)來防止插入其他制造者的前插頭(例如，仿造品)。如果前插頭不具有相符的制造者-ID，那么該前插頭將不能夠被輸入/輸出組件所接受。在另一個設(shè)計方案中，輸入/輸出組件具有布置在現(xiàn)場總線接口和存儲單元之間的過濾裝置，在此，該過濾裝置設(shè)計用于，從源于現(xiàn)場總線的主導的電報往來中過濾出獨特的字符串。自動化技術(shù)的現(xiàn)場總線可以是例如過程現(xiàn)場總線(Profibus)或過程現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)(Profinet)0另外，輸入/輸出組件包括檢驗裝置和斷開裝置，其中檢驗裝置設(shè)計用于，檢驗存儲在輸入/輸出組件中的獨特的字符串是否與存儲在前插頭中的獨特的字符串相符，其中斷開裝置設(shè)計用于，在獨特的字符串相符的情況下，表明過程值是有效的，否則表明過程值是無效的并且發(fā)出診斷報告。


在附圖中詳細地描述了本發(fā)明的一個具體實施例。
具體實施方式
該圖示出了與另一個輸入/輸出組件進行更換的輸入/輸出組件。根據(jù)該圖，輸入/輸出組件I設(shè)計用于容納前插頭2。為了容納前插頭2，輸入/輸出組件I具有帶有連接器插針的插接件23，其中，在前插頭2中，帶有相應(yīng)的插套的管套連接器22形成了用于插接件23的配對件。為了將信號導線20連接在前插頭2上，前插頭2具有連接元件21。為了將通過信號導線20所讀取的過程值傳輸給上級的自動化系統(tǒng)或配置系統(tǒng)5，輸入/輸出組件I具有現(xiàn)場總線接口 6。由于信號導線根據(jù)連接規(guī)定通過連接元件21連接在前插頭2上，并且前插頭2的每個連接點均通過管套連接器22的相應(yīng)的管套接頭被引導至插接件23的相應(yīng)的刀狀接頭，并且輸入/輸出組件I被參數(shù)化成每個刀狀接頭均接收一個特定的信號，所以輸入/輸出組件I和前插頭2必須是相互校準的。也就是說，不能將任意組件插在任意插頭上，否則將導致信號出現(xiàn)錯誤。為了避免無意中插接了“錯誤的”插頭或“錯誤的”輸入/輸出組件1，輸入/輸出組件I具有第一寫入/讀取單元11，該單元設(shè)計用于，將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谇安孱^2中的第二寫入/讀取單元12中，由此，根據(jù)必要的連接規(guī)定在輸入/輸出組件I和前插頭2之間建立了明確的對應(yīng)關(guān)系。為了實現(xiàn)前插頭2的首次識別，輸入/輸出組件I具有探測裝置7，該探測裝置7與第一寫入/讀取單元11相連接，并且這樣設(shè)計，即在前插頭2首次插入到輸入/輸出組件I中時，探測裝置7記錄下這次插接并且第一寫入/讀取單元11將獨特的字符串傳輸?shù)角安孱^2的第一寫入/讀取單元12中。如果成功地進行了這種獨特的字符串的傳輸?shù)脑挘敲此鶄鬏數(shù)莫毺刈址畬⒋鎯υ诓贾迷谇安孱^2中的第二存儲單元42中。這些獨特的字符串也存儲在布置在輸入/輸出組件I中的第一存儲單元41中。在通過現(xiàn)場總線9連接在輸入/輸出組件I的現(xiàn)場總線接口 6上的配置系統(tǒng)5中，這些獨特的字符串存儲在位于配置系統(tǒng)5中的存儲位置3中。當例如由于出現(xiàn)損壞而要對輸入/輸出組件I進行組件更換時，可以將損壞的、舊的輸入/輸出組件I更換為新的、功能完全的輸入/輸出組件I’。這兩個組件的更換由雙箭頭線更換10來表示。在更換10的過程中，前插頭2被從舊的輸入/輸出組件I中拔出?，F(xiàn)場總線接口6也從舊的輸入/輸出組件I中脫離。信號導線20可以有利地仍保持其連接在前插頭2上的配置狀態(tài)。新的、功能可靠的輸入/輸出組件I’目前設(shè)置在舊的、損壞的輸入/輸出組件I的位置上。在此，隨后將現(xiàn)場總線9連接在新的輸入/輸出組件I’的現(xiàn)場總線接口 6上。由于現(xiàn)場總線9與配置系統(tǒng)5相連接，所以能夠?qū)⑦m用于舊的組件的獨特的字符串從配置系統(tǒng)5的數(shù)據(jù)存儲器中提取出并且傳輸?shù)叫碌妮斎?輸出組件I’中。這些獨特的字符串存儲在新的輸入/輸出組件I’的第一存儲單元41中。可以注意到，舊的輸入/輸出組件I和新的輸入/輸出組件I’的構(gòu)造是相同的，由此，相同的參考標號具有相同的功能性。當新的輸入/輸出組件I’運行時，首先要將前插頭2插在新的輸入/輸出組件I’上。為了檢驗新的輸入/輸出組件I’是否與該前插頭2相匹配，新的輸入/輸出組件I’具有檢驗裝置30和斷開裝置31，其中，檢驗裝置30設(shè)計用于檢驗存儲在輸入/輸出組件I’中的獨特的字符串是否與存儲在前插頭2中的獨特的字符串相符，其中，斷開裝置31設(shè)計用于，當獨特的字符串相符的情況下，表明過程值是有效的，否則表明過程值是無效的并且發(fā)出診斷報告。另外，輸入/輸出組件I’或輸入/輸出組件I可以都具有制造標識32。該制造標識32用于讀取和比較布置在前插頭2中的相應(yīng)的配對標識32’。當插入了不具有制造者的相應(yīng)的配對標識32’的前插頭2時，由于與制造者無關(guān)的插頭被連接到了組件上，檢驗裝置 30還設(shè)計用于，將該情況記錄下來并且封鎖該輸入/輸出組件I或I’。
權(quán)利要求
1.一種用于利用前插頭(2)運行控制技術(shù)的輸入/輸出組件(I)的方法，其中，通過多個布置在所述前插頭(2)的前側(cè)上的連接元件，與所述輸入/輸出組件(I)的功能相應(yīng)地、根據(jù)連接規(guī)定連接信號導線，其特征在于，在第一次將所述前插頭(2)插入到所述輸入/輸出組件(I)中時，通過布置在所述輸入/輸出組件(I)中的第一寫入/讀取單元(11)將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谒銮安孱^(2)中的第二寫入/讀取單元(12)中，由此與連接規(guī)定相應(yīng)地、在所述輸入/輸出組件(I)和所述前插頭(2)之間建立起明確的對應(yīng)關(guān)系O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述獨特的字符串(3)存儲在用于所述輸入/輸出組件(I)的配置系統(tǒng)(5)中，并且存儲在布置在所述前插頭(2)中的存儲單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在更換所述輸入/輸出組件(I)的情況下，舊的輸入/輸出組件(I)與所述前插頭(2)分開并且更換為新的輸入/輸出組件(1’)，其中，在將所述前插頭(2)插入到所述新的輸入/輸出組件(Γ )之前，將所述新的輸入/輸出組件與所述配置系統(tǒng)(5)相連接，并且所述配置系統(tǒng)(5)將所述獨特的字符串寫入到布置在所述新的輸入/輸出組件(I’)中的存儲單元中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在將所述前插頭(I)插入到所述新的輸入/輸出組件(I’)中之后，通過檢驗裝置(30)來檢驗位于所述新的輸入/輸出組件(I’)中的獨特的字符串是否與存儲在所述前插頭(2)中的所述存儲單元中的所述獨特的字符串相符，并且在所述兩個獨特的字符串相符的情況下，所述新的輸入/輸出組件(I’)激活斷開裝置(31)，所述斷開裝置表明通過所述信號導線所讀取的過程值是有效的，否則通過所述斷開裝置(31)表明所述過程值是無效的并且發(fā)出診斷報告。
5.一種設(shè)計用于容納前插頭(2)并且讀取過程值的控制技術(shù)的輸入/輸出組件(1)，所述輸入/輸出組件具有現(xiàn)場總線接口(6)，其特征在于第一寫入/讀取單元(11)，所述第一寫入/讀取單元設(shè)計用于將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谒銮安孱^(2)中的第二寫入/讀取單元(12)中，由此與連接規(guī)定相應(yīng)地、在所述輸入/輸出組件(I)和所述前插頭(2 )之間建立起明確的對應(yīng)關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸入/輸出組件(1)，設(shè)計為具有探測裝置(7)，所述探測裝置與所述第一寫入/讀取單元(11)相連接，并且在首次將所述前插頭(2)插入到所述輸入/輸出組件(I)中時激活用于傳輸所述獨特的字符串的所述第一寫入/讀取單元(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的輸入/輸出組件(I)，其中，所述現(xiàn)場總線接口(6)這樣設(shè)計，在更換所述輸入/輸出組件(I)的情況下，其中，舊的輸入/輸出組件(I)與所述前插頭(2)分開并且更換為新的輸入/輸出組件(I’)，所述新的輸入/輸出組件(I’)能通過所述新的輸入/輸出組件(I’)的現(xiàn)場總線接口(6)連接在配置系統(tǒng)(5)上，其中，通過所述現(xiàn)場總線接口(6)，所述舊的輸入/輸出組件(I)的存儲在所述配置系統(tǒng)(5)中的獨特的字符串被傳輸?shù)剿鲂碌妮斎?輸出組件(Γ )的存儲單元中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸入/輸出組件(I)，其中，在所述現(xiàn)場總線接口(6)和所述存儲單元之間布置有過濾裝置(8)，所述過濾裝置設(shè)計用于，從現(xiàn)場總線上的主導的電報往來中過濾出所述獨特的字符串。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入/輸出組件(I)，包括 -檢驗裝置(30)，和-斷開裝置(31)， 其中，所述檢驗裝置(30)設(shè)計用于，檢驗存儲在所述輸入/輸出組件(I’)中的所述獨特的字符串是否與存儲在所述前插頭(2)中的所述獨特的字符串相符， 其中，所述斷開裝置(31)設(shè)計用于，在所述獨特的字符串相符的情況下，表明所述過程 值是有效的，否則表明所述過程值是無效的并且發(fā)出診斷報告。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)計用于容納前插頭(2)并且讀取過程值的控制技術(shù)的輸入/輸出組件(1)，該輸入/輸出組件具有現(xiàn)場總線接口(6)，其中，第一寫入/讀取單元(11)設(shè)計用于將獨特的字符串無線地傳輸?shù)讲贾迷谇安孱^(2)中的第二寫入/讀取單元(12)中，由此與連接規(guī)定相應(yīng)地在輸入/輸出組件(1)和前插頭(2)之間建立起明確的對應(yīng)關(guān)系。
文檔編號G06F13/40GK102891406SQ20121025706
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者彼得·菲舍爾 申請人:西門子公司