專利名稱：開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于輸出或分配電能量的開關(guān)裝置領(lǐng)域，并且涉及一種帶有至少兩個用于功能輸出的模塊化功能單元的開關(guān)設(shè)備，這些功能單元分別配備有一個具有連接線的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備，以便與現(xiàn)場總線進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
尤其是在高可用性的開關(guān)設(shè)備中，必須能夠在連續(xù)的運(yùn)行中在不影響其它功能單元或功能輸出的條件下更換每個功能單元。
在一種如由文獻(xiàn)DE 4210657 C2公開的上述開關(guān)設(shè)備中，將通信模塊形式的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備按照簡單的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)耦合到總線形式的現(xiàn)場總線上。為了避免在更換模塊化功能單元時現(xiàn)場總線的斷開，功能單元與現(xiàn)場總線的耦合是通過按照短線(Stichleitung)形式的連接線實(shí)現(xiàn)的。但是，該短線的采用由于信號反射的原因在高的數(shù)據(jù)傳輸率的條件下會導(dǎo)致通信干擾和通信中斷。

發(fā)明內(nèi)容
從一種按照該(DE 4210657 C2的)專利權(quán)利要求1的前序部分的開關(guān)設(shè)備出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，簡化開關(guān)設(shè)備的布線。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問題是如下解決的為了將所述至少兩個模塊化功能單元的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備耦合到所述現(xiàn)場總線上，提供一個公共的總線模塊，其中，所述總線模塊包括各個單獨(dú)的設(shè)備接入，用于將每根單個能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備的連接線連接到該總線模塊上；現(xiàn)場總線接入，用于將所述現(xiàn)場總線連接到該總線模塊上；以及分別在所述設(shè)備接入和現(xiàn)場總線接入之間設(shè)置的單獨(dú)的帶有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道，其用于將每個設(shè)備接入與現(xiàn)場總線接入電流分離地耦合。
被稱為“主動的短線”的短線是公知的，其中集成了轉(zhuǎn)發(fā)器電路并且其具有直至12MBit/s的傳輸率。這類主動的短線例如由德國Indu-Sol GmbH公司按照縮寫“ASTL”提供(http://www.indu-sol.com/opencms/export/indusol/hp/produkte/infrestrukturkomponenten/)。
此外，由計算機(jī)技術(shù)還公知具有一個RS-485輸入信道和三個RS-485輸出信道的接口變換器。不過，該已知的接口變換器由于其很低的傳輸率，既不能也不適合于用作按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備的總線模塊(http://www.spectra.de)。
該新的開關(guān)設(shè)備的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)在于，所述總線模塊具有多于兩個單獨(dú)的設(shè)備接入。
在另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，為了將多于兩個模塊化功能單元的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備耦合到所述現(xiàn)場總線上，提供至少兩個總線模塊的組合，其中，每個該至少兩個總線模塊具有兩個或者多個設(shè)備接入。在對應(yīng)的組合中可以允許按照簡單的方式連接任意數(shù)量的模塊化功能單元。
具有優(yōu)勢的是通過所述連接線和現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)交換按照傳輸標(biāo)準(zhǔn)RS485進(jìn)行，特別是按照對于公知的現(xiàn)場總線系統(tǒng)Profibus-DP通常的大于500kBit/s的傳輸率進(jìn)行。
該新的開關(guān)設(shè)備的另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)在于，所述總線模塊被設(shè)置在所述開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板(Schaltfeld)的功能空間之外的一個空間中，特別是被設(shè)置在柜體匯流排(Hutschiene)上。在此，專業(yè)人員了解功能空間是在開關(guān)設(shè)備中用來放置模塊化功能單元的結(jié)構(gòu)空間。
為了防止觸摸和異物以及防水，在另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，總線模塊的所有單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道被設(shè)置在一個共同的外殼中。
此外，所述設(shè)備接入和現(xiàn)場總線接入被構(gòu)造為可以從所述外殼拆下的插接系統(tǒng)組件，以便將總線模塊構(gòu)造得更有利于裝配以及更任意布線。


下面對照附圖1至5對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，附圖中圖1表示由迄今的實(shí)踐中已知的帶有主動的短線的低壓開關(guān)設(shè)備，圖2表示按照帶有總線模塊的低壓開關(guān)設(shè)備形式的、按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備，圖3表示圖2所示的總線模塊，以及圖4和圖5表示按照本發(fā)明的總線模塊的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在迄今的實(shí)踐中常見的開關(guān)設(shè)備1，在該開關(guān)設(shè)備中設(shè)置有多個安裝有可以通信的現(xiàn)場設(shè)備2的模塊化功能單元3，可以通信的現(xiàn)場設(shè)備2配備有短線5形式的連接線。可以通信的現(xiàn)場設(shè)備2通過這些短線5連接到按照簡單的線性拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)的現(xiàn)場總線6上。
根據(jù)圖2，在按照高可用性的低壓開關(guān)設(shè)備形式的按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備中，開關(guān)板10的模塊化功能單元9的可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8的連接是無短線地實(shí)現(xiàn)的。為此，每個可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8通過分別由兩個部分組成的連接線11耦合到總線模塊12上。在此，連接線11的第一部分13在模塊化功能單元9的內(nèi)部延伸，而連接線11的第二部分14在模塊化功能單元9和總線模塊12之間延伸。利用在圖中沒有示出的插頭形式的九針的D-SUB插接系統(tǒng)組件以及一個匹配電阻來在一側(cè)批量制造(konfektioniert)第一部分13。其長度大約為1米。利用插頭形式的第一RJ45插接系統(tǒng)組件15來在一側(cè)批量制造第二部分14。第二部分14具有一個大約2.5米的長度。
根據(jù)圖3，總線模塊12為了將單個的可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8連接到總線模塊12上而具有多個構(gòu)造為插座的第二RJ45插接系統(tǒng)組件形式的單獨(dú)的設(shè)備接入16。此外，總線模塊12為了將現(xiàn)場總線17連接到總線模塊12上而具有一個構(gòu)造為插座的9針的D-SUB插接系統(tǒng)組件的單獨(dú)的現(xiàn)場總線接入18。為了進(jìn)行每個設(shè)備接入16與現(xiàn)場總線接入18的電流分離的耦合，分別在設(shè)備接入16和現(xiàn)場總線接入18之間設(shè)置了單獨(dú)的耦合信道19，其中每個耦合信道19帶有一個本身公知的轉(zhuǎn)發(fā)器電路20。
因為在實(shí)踐中常見的是，為低電壓開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板21配備可變的、特別是偶數(shù)個多于兩個待連接的模塊化功能單元，根據(jù)圖4和圖5，在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中總線模塊22或23具有四個或六個單獨(dú)的設(shè)備接入16。由此，在總線模塊22或23上可以連接四個或六個模塊化功能單元9。利用總線模塊(四重或六重的)這兩種變形，可以通過相對應(yīng)的組合將每種在實(shí)踐中常見數(shù)目的模塊化功能單元9耦合到現(xiàn)場總線17上。
總線模塊由于其在低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部的應(yīng)用而經(jīng)受特別的環(huán)境條件，因此必需針對其發(fā)熱特性、其運(yùn)行和人員安全性以及其在其電氣環(huán)境中的特性而提出特殊的要求。因此，優(yōu)選的是，將總線模塊的所有組件(特別是單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道19)置于一個共同的外殼24中?？偩€模塊12、22、23的裝配在低壓開關(guān)板中是在圖中沒有示出的電纜連接空間或者一個同樣沒有示出的布線空間中并且是在開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板的功能空間之外實(shí)現(xiàn)的。
因為設(shè)備接入16和現(xiàn)場總線接入18被構(gòu)造為可以拆卸的插接系統(tǒng)組件的形式，所以總線模塊12、22、23可以容易地安裝和布線。通過連接線11形式的固定布線，還額外地支持了對于總線模塊12、22、23的維護(hù)和更換。
耦合信道19內(nèi)部的轉(zhuǎn)發(fā)器電路20按照公知的方式電流地分離了現(xiàn)場總線17和連接線，因此在不限制傳輸速度的條件下保證了可靠的運(yùn)行。由此，可以在不影響其它功能單元的條件下在連續(xù)的運(yùn)行中更換模塊化功能單元9。尤其可以采用外部控制電壓作為對于單個轉(zhuǎn)發(fā)器電路20的供電電壓。
權(quán)利要求
1.一種帶有至少兩個模塊化功能單元(9)的開關(guān)設(shè)備(7)，這些功能單元分別配備有一個具有連接線(11)的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)，以便與現(xiàn)場總線(17)進(jìn)行通信，其特征在于，為了將所述至少兩個模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，提供一個公共的總線模塊(12；22；23)，其中，所述總線模塊(12；22；23)包括分別的單獨(dú)的設(shè)備接入(16)，其用于將單個能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)的連接線(11)連接到該總線模塊(12；22；23)上；現(xiàn)場總線接入(18)，其用于將所述現(xiàn)場總線(17)連接到該總線模塊(12；22；23)上；以及分別在所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)之間設(shè)置的、單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道(19)，其用于將每個設(shè)備接入(16)與現(xiàn)場總線接入(18)電流分離地耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(22；23)具有多于兩個單獨(dú)的設(shè)備接入(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，為了將多于兩個模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，提供來自至少兩個總線模塊的一種組合(22，22；23，23；22，23)，其中，該至少兩個總線模塊中的每一個具有兩個或者多個設(shè)備接入。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)的傳輸率大于500kBit/s。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，通過所述連接線(11)和現(xiàn)場總線(17)的數(shù)據(jù)交換按照傳輸標(biāo)準(zhǔn)RS485進(jìn)行。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)被設(shè)置在所述開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板(21)的功能空間之外的一個空間中。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)可以被安裝在柜體匯流排上。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，總線模塊(12；22；23)的所有單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道被設(shè)置在一個共同的外殼(24)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)被構(gòu)造為可以從所述外殼(24)上拆下的插接系統(tǒng)組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有至少兩個模塊化功能單元(9)的開關(guān)設(shè)備(7)，這些功能單元分別配備有一個具有連接線(11)的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)，以便與現(xiàn)場總線(17)進(jìn)行通信。為了簡化該開關(guān)設(shè)備(7)的布線，提供一個公共的總線模塊(12；22；23)以便將所述至少兩個模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，其中，所述總線模塊(12；22；23)包括分別單獨(dú)的設(shè)備接入(16)，其用于將每條單個能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)的連接線(11)連接到該總線模塊(12；22；23)上；現(xiàn)場總線接入(18)，其用于將所述現(xiàn)場總線(17)連接到該總線模塊(12；22；23)上；以及分別設(shè)置于所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)之間的、單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道(19)，其用于將每個設(shè)備接入(16)與現(xiàn)場總線接入(18)電流分離地耦合。
文檔編號H02B1/20GK101080858SQ200580043213
公開日2007年11月28日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者?？啤た葡Ｃ椎? 斯文·奧伯諾斯 申請人:西門子公司