專利名稱：具有一信號處理連接器和一功能單元的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的裝置。
在模塊式自動化系統(tǒng)中期望系統(tǒng)的輸入和輸出部分與在技術(shù)過程中所產(chǎn)生的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的應(yīng)用狀況相適配。為此必須使系統(tǒng)的CPU單元可以求出配置方式，以便可以計(jì)算出設(shè)計(jì)的在應(yīng)用程序中作為前提的結(jié)構(gòu)與例如用于診斷目的的實(shí)際結(jié)構(gòu)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(shè)了功能單元。為此插接式單元具有電平轉(zhuǎn)換器件，當(dāng)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(jìn)行轉(zhuǎn)換。
為了減少在盡管可擴(kuò)充度很高的自動化系統(tǒng)中安裝在自動化設(shè)備內(nèi)的輸入和輸出部分的數(shù)量，采用了分散外設(shè)系統(tǒng)，例如所謂的“有源端子”形式的外設(shè)系統(tǒng)。帶有外設(shè)組件的機(jī)箱被移至過程中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器處，并且在自動化設(shè)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(shè)系統(tǒng)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(shè)備的插接位置上，但它并不能識別出，在分散外設(shè)系統(tǒng)中是否有外設(shè)組件存在。
本發(fā)明的目的在于，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(shè)置時，它也是可以被識別的。
本發(fā)明的目的是通過權(quán)利要求1所述裝置來實(shí)現(xiàn)的。
甚至在依照權(quán)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(shè)置時，也能對其進(jìn)行識別。并不需要將信號處理連接器與功能單元例如一起設(shè)置在一個備有一個底板母線的自動化設(shè)備內(nèi)。
有關(guān)本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)請參見從屬權(quán)利要求。
功能單元裝置可以是有源的或無源的。有源的裝置具有采用裝置內(nèi)自己生成的電壓產(chǎn)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(zhuǎn)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(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明及其改進(jìn)和優(yōu)點(diǎn)加以說明，附圖中

圖1所示為分散外設(shè)系統(tǒng)；圖2為帶有與其連接的數(shù)字輸入和輸出單元的自動化設(shè)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(shè)系統(tǒng)的機(jī)殼1，機(jī)殼上備有三排孔2。這些孔2具有用于連接外部線路的無螺釘?shù)膹椈删€夾，通過控制孔3可以把這些線路拆卸下來。數(shù)字輸入和輸出模塊5被安裝在機(jī)殼1上，其輸入端與電纜連接器4連接并且其輸出端通過一機(jī)殼1內(nèi)圖中未示出的電路板與孔2連接。在孔2排的左端設(shè)置有標(biāo)示有L-和L+的電位線孔，這些孔用于把電位線加到一個帶有由前面可以調(diào)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(shè)系統(tǒng)1與自動化設(shè)備的一信號處理連接器7(圖2)連接在一起。為每個數(shù)字輸入和輸出模塊配備三個孔2，執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器通過一個三線連接器與孔連接。其中這三個孔2中有兩個加有用于傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源電壓，有一個孔用于連接信號線。在本實(shí)施例中在分散外設(shè)系統(tǒng)上可插接16塊數(shù)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條線用于連接器與最多可安裝或插接的16塊模件間的信號傳輸并且有兩條線用于電壓源+5V，M5V。電壓源+5V，M5V構(gòu)成模塊5相應(yīng)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(zhí)行機(jī)構(gòu)的孔2上。在彈簧線夾上方設(shè)有標(biāo)記位置，在該位置有各連接端子的標(biāo)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(shè)系統(tǒng)中的數(shù)字輸入和輸出模塊5的識別，為清楚地了解自動化設(shè)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(shù)字輸入和輸出模塊5。在圖1和圖2中出現(xiàn)的相同的器件用相同的附圖標(biāo)記加以標(biāo)示。模塊5的其中一個是數(shù)字輸出模塊6a，另一個是數(shù)字輸入模塊6b，其中輸出模塊6a包括一個由電阻R4，R5和二極管D3構(gòu)成的裝置8a、一個光電耦合器Oka和一個用于顯示信號狀況的發(fā)光二極管LEDa，輸入模塊6b包括一個光電耦合器Okb、發(fā)光二極管LEDb和一個由電阻R6，R7和二極管D4構(gòu)成的裝置。
在所謂的標(biāo)準(zhǔn)工作時，連接器7的電源和識別裝置9經(jīng)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(guān)器SW閉合，并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(shù)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(jù)控制程序的給定經(jīng)相應(yīng)線12a向該輸出模塊饋送0或1電平，在數(shù)字輸入模塊(例如模塊6b)情況下，裝置9經(jīng)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和去耦二極管D1、D2構(gòu)成的電路，其中二極管D1、D2的功能和工作方式對本發(fā)明并不重要，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(yù)定的時間后啟動該方式，電源和識別裝置9開啟開關(guān)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(jīng)信號線12a……12p陸續(xù)地向模塊5饋送通常的5V檢測電壓。選擇數(shù)字輸入和輸出模塊的裝置8a、8b的元件參數(shù)，使得在該檢測電壓時數(shù)字輸出模塊6a的輸出端2與連接器7不會接通并且考慮到該模塊的識別，數(shù)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(jīng)信號線12a用檢測電壓5V對數(shù)字輸出模塊6a加載。從而使電流I1流經(jīng)電阻R1、R2、二極管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和二極管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(shù)應(yīng)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(jìn)一步經(jīng)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(fā)光二極管LEDa上不致出現(xiàn)電涌現(xiàn)象。根據(jù)在電源和識別裝置9中存儲的處理規(guī)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(shù)字輸出模塊。在此識別后裝置9經(jīng)線路12b用檢測電壓+5V對模塊6b加載，從而使電流12流經(jīng)電阻R1、R2、電阻R6、二極管D4和電阻R3。對裝置8b的電阻R6選擇的參數(shù)應(yīng)使在電阻R3上的壓降在比較器K1上產(chǎn)生輸出電平0，在比較器K2上產(chǎn)生輸出電平1。同樣與電阻R3相比，電阻R7是高阻值的，并且二極管D5用于防止在激活輸入端2時考慮到模塊6b的識別，連接器7受到干擾影響。連接器7的裝置9根據(jù)處理規(guī)章由比較器K1、K2的輸出電平的位組合0、1識別出數(shù)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(shè)系統(tǒng)中的相應(yīng)安裝位置或插接位置沒有設(shè)置模塊。當(dāng)組件9用檢測電壓5V對線12c加載時，就是這種情況。當(dāng)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(quán)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，和用于連接傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二接口(2)，其中在標(biāo)準(zhǔn)工作方式時單元(5；6a，6b)由連接器(7)獲得電源電壓(+5V，M5V)并輸送給傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)一個信號或從傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得一個信號，其特征在于功能單元(5；6a，6b)備有一個裝置(8a，8b)，該裝置在識別工作方式時經(jīng)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(jù)處理規(guī)章的標(biāo)準(zhǔn)對此識別信號進(jìn)行計(jì)算并判定出單元的類型(5；6a，6b)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在識別工作方式時連接器(7)經(jīng)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(zhuǎn)換成一個識別電壓并經(jīng)電源線返送回連接器(7)。
3.一種功能單元(5；6a，6b)，它具有用于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(shè)備的信號處理連接器(7)上，并具有用于連接一傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第二接口(2)，其中在標(biāo)準(zhǔn)工作方式時功能單元(5；6a，6b)獲得電源電壓(+5V，M5V)，其特征在于功能單元(5；6a，6b)配備有一個裝置(8a，8b)，該裝置在識別工作方式時產(chǎn)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(quán)利要求3所述的功能單元，其特征在于裝置(8a，8b)將一個由連接器(7)經(jīng)第一接口的一條線輸送的問詢信號轉(zhuǎn)換成識別信號。
5.按照權(quán)利要求4所述的功能單元，其特征在于在識別工作方式時裝置(8a，8b)將一個由連接器(7)經(jīng)信號線(12a……12p)輸送的電壓轉(zhuǎn)換成識別電壓并經(jīng)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(shè)備相連接的分散外設(shè)系統(tǒng)的外設(shè)組件進(jìn)行識別。為此分散外設(shè)系統(tǒng)的外設(shè)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(zhuǎn)換成識別信號，在此工作方式時電源電壓被斷開。本發(fā)明適用于存儲器編程控制的分散外設(shè)系統(tǒng)。
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(yōu)先權(quán)日1995年6月30日
發(fā)明者德特列夫·克瑙爾 申請人:西門子公司