專利名稱：自動化技術(shù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動化技術(shù)設(shè)備，其中多個在空間上分離的功能單元借助于共同的傳輸協(xié)議相互通信。根據(jù)功能單元的自動化技術(shù)功能，這些功能單元作為現(xiàn)場設(shè)備或操作設(shè)備出現(xiàn)。
背景技術(shù)：
在測量技術(shù)、控制技術(shù)和調(diào)節(jié)技術(shù)中，長久以來通常通過兩線線路(Zweitdrahtleitung)來對現(xiàn)場設(shè)備饋電，并從該現(xiàn)場設(shè)備向顯示設(shè)備和/或調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備傳輸測量值或從調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備向現(xiàn)場設(shè)備傳輸調(diào)節(jié)值。其中，將每個測量值或調(diào)節(jié)值轉(zhuǎn)換為按比例的直流電流，其與饋電直流電流相疊加，其中表現(xiàn)測量值或調(diào)節(jié)值的直流電流可以是饋電直流電流的數(shù)倍。因此，通常將現(xiàn)場設(shè)備的饋電電流需求設(shè)置為大約4mA，并且將測量值或調(diào)節(jié)值的動態(tài)范圍映射到0到16mA之間的電流，使得可以采用已知的4…20mA電流回路。
新型現(xiàn)場設(shè)備的特征除此之外還在于通用的、盡可能與相應(yīng)過程匹配的特性。為此，與單向直流電傳輸路徑并行地設(shè)置可雙向運行的交流電傳輸路徑，通過該交流電傳輸路徑在到現(xiàn)場設(shè)備的方向上傳輸參數(shù)數(shù)據(jù)，并從現(xiàn)場設(shè)備方向傳輸測量值和狀態(tài)數(shù)據(jù)。參數(shù)數(shù)據(jù)和測量值以及狀態(tài)數(shù)據(jù)被調(diào)制為交流電壓，優(yōu)選通過頻率調(diào)制。
在過程控制技術(shù)中，通常在所謂的現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)根據(jù)預(yù)定的安全條件現(xiàn)場設(shè)置和連接作為測量組件、調(diào)節(jié)組件和顯示組件的現(xiàn)場設(shè)備。這些現(xiàn)場設(shè)備為了相互傳輸數(shù)據(jù)而具有模擬和數(shù)字接口。其中，數(shù)據(jù)傳輸通過設(shè)置在維護區(qū)域中的電源的饋電線路進行。為了遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程診斷這些現(xiàn)場設(shè)備，在所謂的維護區(qū)域中還設(shè)置有操作設(shè)備，通常對維護區(qū)域的安全性測定提出很少的要求。
通過借助于FSK(頻移鍵控)調(diào)制疊加已知的20mA電流回路來實現(xiàn)維護區(qū)域中的操作設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。其中，以框架方式(rahmenweise)模擬地傳輸對應(yīng)于二值狀態(tài)“0”和“1”的兩個頻率。
FSK信號的邊界條件(Rahmenbedingung)和調(diào)制類型描述在1990年6月20日的“HART Physical Layer Specification Revision7.1-Final”(Rosemount Dokument Nr.D8900097Revision B)中。
為了按照HART協(xié)議實施FSK接口，特別為此目的實施的ASIC、如例如SMAR公司的HT2012是市場上常見和常用的。這些專用電路的缺點在于無法改變的固定功能范圍，以及由此導(dǎo)致的缺乏與變化的要求相匹配的靈活性。
已知的新型自動化技術(shù)設(shè)備通常具有處理單元、所謂的微控制器，其中微控制器被用于根據(jù)所涉及的功能單元的自動化技術(shù)任務(wù)按照指定處理數(shù)據(jù)。
尋求在自動化技術(shù)設(shè)備的處理單元的控制中按照HART協(xié)議映射(abbilden)FSK接口的功能，而其中不影響所涉及的功能單元的自動化技術(shù)任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題具體是提供一種自動化技術(shù)設(shè)備，具有用于借助已知微控制器將FSK信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)比特流的裝置。
按照本發(fā)明，該技術(shù)問題用權(quán)利要求1的特征解決。
本發(fā)明從具有處理單元的自動化技術(shù)設(shè)備出發(fā)，其中為處理單元分配至少一個用于保存指令和數(shù)據(jù)的存儲單元。該處理單元在發(fā)送端與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器連接，該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器后面連接濾波器。
為了從經(jīng)過頻移鍵控的線路信號中重構(gòu)所發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流，設(shè)置事件控制的計數(shù)器。在線路信號每次過零時，臨時存儲計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)，并重新啟動計數(shù)器。
從通過臨時存儲的計數(shù)狀態(tài)所確定的兩個連續(xù)過零之間的時間距離中，為已過去的半波識別特征頻率并輸出相應(yīng)的比特值。為此，在線路信號每次過零時觸發(fā)中斷請求，其導(dǎo)致微控制器的程序處理中斷。在輸出重構(gòu)的數(shù)據(jù)比特之后，在中斷點重新進行和繼續(xù)微處理器的程序處理。


下面借助實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。為此所需的附圖示出圖1示出自動化技術(shù)設(shè)備的原理圖。
具體實施例方式
在圖1中以理解本發(fā)明所需的程度示出自動化技術(shù)設(shè)備100。自動化技術(shù)設(shè)備100通過通信線路200與基本上同類型的自動化技術(shù)設(shè)備100’連接。通信線路200是雙向設(shè)置的。從自動化設(shè)備100發(fā)送的信息被自動化設(shè)備100’接收，反之亦然。因此下面只參照詳細(xì)示出的自動化技術(shù)設(shè)備100。
自動化技術(shù)設(shè)備100的核心部分是控制器110，其至少與存儲器150和給出時鐘的元件-下面為簡單起見稱為時鐘發(fā)生器120-連接。但是，通常，時鐘發(fā)生器120的部分已經(jīng)實施在控制器110中。
控制器110具有用于連接數(shù)據(jù)匯點130和數(shù)據(jù)源140的接頭。
可以設(shè)置用于將物理量轉(zhuǎn)換為電氣量的傳感器作為數(shù)據(jù)源140，其中傳感器是可配置和/或可參數(shù)化的。其中，配置和/或參數(shù)化是數(shù)據(jù)匯點130。
在一個可選實施方式中，數(shù)據(jù)匯點130可以是將電氣量轉(zhuǎn)換為物理量的執(zhí)行器，其特性可被診斷。于是，為此設(shè)置的診斷裝置是數(shù)據(jù)源140。
在另一實施方式中，自動化技術(shù)設(shè)備100可以是用于與其它自動化技術(shù)設(shè)備100’雙向通信的上級設(shè)備的組成部分。在該實施方式中，上級設(shè)備既是數(shù)據(jù)源140又是數(shù)據(jù)匯點130。
在另一實施方式中，自動化技術(shù)設(shè)備100可以被構(gòu)成為所謂的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。在該實施方式中，上級設(shè)備通過第二通信系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)源140和數(shù)據(jù)匯點130。
但是，為了執(zhí)行本發(fā)明，在缺少數(shù)據(jù)匯點130時存在數(shù)據(jù)源140就足夠了。
此外，控制器110與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器160連接，其中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器后面連接有濾波器170。濾波器170的輸出端與通信線路200連接。此外，通信線路200引至控制器110的輸入端點，通過該輸入端點接收通信線路200上的線路信號201。
從通信線路200出發(fā)，自動化技術(shù)設(shè)備在接收端具有解調(diào)裝置180。解調(diào)裝置180主要由用于識別線路信號過零的過零檢測器組成。過零檢測器的輸出端與微控制器的中斷輸入端連接。
為了在接收端從經(jīng)過頻移鍵控的線路信號中重構(gòu)所發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流，設(shè)置事件控制的計數(shù)器。
在線路信號每次過零時，觸發(fā)中斷請求，其結(jié)果導(dǎo)致微控制器的程序處理中斷。微控制器的程序處理因此轉(zhuǎn)向中斷處理例程。在該中斷處理例程中，讀出計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)狀態(tài)并進行臨時存儲。然后將計數(shù)器復(fù)位并重新啟動。
從通過臨時存儲的計數(shù)狀態(tài)所確定的兩個連續(xù)過零之間的時間距離中，為過去的半波識別特征頻率，并輸出相應(yīng)的比特值。在輸出重構(gòu)的數(shù)據(jù)比特之后，在中斷點重新進行和繼續(xù)微控制器的程序處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，在過零檢測器之前連接濾波器。由此，從線路信號中去除干擾信號。
附圖標(biāo)記100，100’自動化技術(shù)設(shè)備110控制器120時鐘發(fā)生器130數(shù)據(jù)匯點
140數(shù)據(jù)源150存儲器160數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器170濾波器180解調(diào)裝置200通信線路
權(quán)利要求
1.一種自動化技術(shù)設(shè)備，其中多個在空間上分離的功能單元借助共同的傳輸協(xié)議相互通信，所述設(shè)備具有微控制器，其中為所述微控制器分配至少一個時鐘發(fā)生器和存儲單元，并且所述微控制器至少與用于容納所接收數(shù)據(jù)比特流的數(shù)據(jù)匯點源連接，并且向所述自動化技術(shù)設(shè)備輸入經(jīng)過頻移鍵控的線路信號，其特征在于，-設(shè)置有事件控制的計數(shù)器，-在所述線路信號每次過零時臨時存儲所述計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)，并重新啟動所述計數(shù)器，-根據(jù)臨時存儲的計數(shù)狀態(tài)輸出數(shù)據(jù)比特，-為了處理所述計數(shù)器，通過中斷請求中斷所述微控制器的程序處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動化技術(shù)設(shè)備(100，100’)，其中多個在空間上分離的功能單元借助共同的傳輸協(xié)議相互通信。該設(shè)備具有微控制器(110)，其中為微控制器分配至少一個時鐘發(fā)生器(120)和存儲單元(150)，并且微控制器至少與用于輸出待發(fā)送數(shù)據(jù)比特流的數(shù)據(jù)源(140)連接。
文檔編號G08C19/16GK1941018SQ20061015392
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者?？啤た死咨? 安德烈斯·施特爾特, 拉爾夫·舍費爾 申請人:Abb專利有限公司