CN102474435A

CN102474435A - 用于在串行数据总线和诸如执行器模块和/或e/a模块的工作模块之间传输数据的装置

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Publication number: CN102474435A
Application number: CN2010800322541A
Authority: CN
Inventors: U.格雷夫
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: US20120110227A1; WO2011006558A1; US8713226B2; CN102474435B; DE102009033691B3; EP2441215A1; EP2441215B1

Abstract

提出一种用于在串行数据总线（13）和工作模块（23,24）之间传输数据的装置，其中数据总线（13）连接到总线模块（10）中的总线节点（11）上。所述总线模块（10）具有至少两个串行通信连接端（19,20），所述至少两个串行通信连接端与连接到所述总线节点（11）或者集成在所述总线节点中的集线器（12）的端口（17,18）连接。通信连接端（19,20）构成用于连接工作模块（23,24）以及用于向所述工作模块供应电压，其中工作模块（23,24）的至少一个构成为执行器模块和/或E/A模块。所述执行器模块和/或E/A模块具有用于并行连接具有相应的工作模块（23,24）或者与相应的工作模块连接的执行器（28）和/或E/A接口（26）的串行并行转换器（25）。

Description

用于在串行数据总线和诸如执行器模块和/或E/A模块的工作模块之间传输数据的装置

技术领域

这种装置尤其适用于借助数据总线控制阀门电池。

背景技术

从DE 42 30 414 C2已知一种电动气动控制装置，其中可以通过数据总线控制多个分别配备有工作模块的阀门。在此，所有工作模块都并联到数据总线并且将数据总线的串行数据转换为控制信号，尤其是用于相应阀门的并行的控制信号。尤其是在阀门或阀门电池的数量较大的情况下，这种布置很少变化，特别是即使具有其它功能的其它工作模块应当由相同的数据总线控制或者应当与相同的数据总线通信时也是如此。

从US 2005/0288799A1已知一种用于传输数据的装置，其中多个传感器可以将它们的数据通过数据总线例如传输给微计算机。作为用于总线系统的通信协议，例如可以采用HART协议、FOUNDATION现场总线协议和Profibus-PA协议。在此，还可以通过数据总线进行对所连接的传感器的能量供应。除了传感器之外，执行器也可以连接到数据总线。

发明内容

本发明的任务在于可变地构成这种数据传输装置，使得通过单个数据总线就可以通过简单的、价格有利的方式实现控制和与不同工作模块的通信。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于传输数据的装置解决。

本发明装置的优点尤其是在于，与已知的现有技术相比可以将各个接口或通信连接端优化地与工作模块的必要的通信和电压供应功率相匹配，例如波特率等等。由此产生用于通信连接端的连接元件（例如插接连接器）的价格有利的设计，以及用于串行通信的内部电子装置的价格有利的设计。此外可以实现工作模块的可变和紧凑的布置。

通过在从属权利要求中讲述的措施可以实现在权利要求1中说明的装置的有利扩展和改进。

集线器和工作模块之间的串行连接优选构成为点对点连接，尤其是构成为IO链路连接，其中集线器尤其是构成为IO链路主机，并且工作模块中的相应的串行并行转换器构成为IO链路从机。

通信连接端适宜地构成为用于将工作模块插入总线模块的插接连接装置，其中优选以线性栅格（Raster）来布置通信连接端。由此可以以几乎任意的方式插入工作模块，尤其是也可以插入不同的工作模块。

构成为执行器模块和/或E/A模块的工作模块的至少一个以有利的方式拥有用于连接和/或插入具有至少一个执行器的执行器装置的连接器件，所述执行器装置优选构成为阀门电池。由此可以以简单和可变的方式通过将总线模块、工作模块和执行器装置插接在一起来构建或装配所述装置。

以有利的方式，构成为执行器模块和/或E/A模块的工作模块的至少一个也拥有至少一个优选构成为插接接触装置的E/A接口。于是，在这样的接口上可以连接外部的部件和组件，诸如传感器、开关或外部的执行器。这样的E/A接口适宜地构成为并行接口。

工作模块的至少一个优选也可以构成为功能模块，尤其是构成为传感器模块。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在随后的描述中详细阐述。

图1示出作为本发明的实施例的装置的示意性连接框图，其中在总线模块上插入或连接了两个执行器模块和E/A模块，

图2以透视图示出图1所示的装置作为真实的实施，

图3以透视分解图示出图2所示的装置，

图4以透视图示出本发明的第二实施例，其中在总线模块上插入或连接了一个执行器模块和E/A模块以及一个功能模块，以及

图5以透视分解图示出图4所示的实施例。

具体实施方式

在图1至图3所示的第一实施例中，总线模块10包括与集线器12连接或者与集线器12一起形成集成装置的总线节点11（总线站点）。在总线模块10上连接了例如现场总线的数据总线13，所述数据总线可通过总线接口14与对应的外部数据总线连接，使得总线模块10可以与外部中心站或控制装置连接。此外，电压供应导线15连接到总线模块10上，所述电压供应导线可以通过电压连接端16借助未示出的外部电缆被提供电压。

集线器12的两个端口17,18利用两个通信连接端19,20连接到总线模块10的外侧，其中这是串行端口17,18。端口17,18的数量和通信连接端19,20的对应数量当然也可以更大并且可以变化。

在通信连接端19,20上通过插接连接器21,22连接或插入两个工作模块23,24，这些工作模块构成为执行器模块和E/A模块。每个工作模块包括将通过通信连接端19,20传导的串行信号转换为并行信号的串行并行转换器25。集线器12和串行并行转换器25之间的串行连接构成为点对点连接，例如构成为IO链路连接。在构成为IO链路连接的情况下，集线器12构成为IO链路主机，而串行并行转换器25构成为IO链路从机。原则上其它点对点连接或者其它串行连接类型也是可以的。

代替插接连接器21,22地也可以布置固定在工作模块23,24上的对应的插头，这些插头可以插入构成为插座的通信连接端19,20中，或者通信连接端19,20构成为插头，以便插入工作模块23,24的对应插座中。

工作模块23,24在根据图2和图3的上侧上具有构成为插接接触装置的E/A接口26，这些E/A接口分别与串行并行转换器25的并行端口连接。此外，工作模块23,24在底侧上拥有用于与阀门电池28电连接的插接连接端27，这些阀门电池在该实施例中分别具有8个相互排列成行的片阀29。为了将工作模块23,24安全地机械插入到阀门电池28上，还设置对应的机械插接连接元件30。在此，也可以实现其它的机械固定可能性，例如螺旋连接、制动连接等等。片阀29分别通过插接连接端27与串行并行转换器25的对应的并行接口电连接。

由此，数据总线13通过总线节点11、集线器12和串行并行转换器25与E/A接口26和片阀29通信或控制E/A接口26和片阀29。

如果设置更大数量的通信连接端19,20，则连接到总线模块10的工作模块23,24的数量也可以对应地更大。在此，代替组合的执行器模块和/或E/A模块，作为工作模块23,24也可以考虑纯执行器模块和/或纯E/A模块。代替阀门电池28或片阀29或者其它阀门，也可以将其它执行器或不同的执行器连接到工作模块23,24。通过接口26可以控制外部执行器，接收通过对应传感器导线的传感器信号或者展开其它通信过程。

通过集线器12一方和串行并行转换器25另一方之间的连接导线，还输送所需要的供电电压和工作电压，一方面用于运行所连接的执行器，并且另一方面用于只要需要就通过接口26向外部装置供应电压。

为了整个装置的机械构建或组装，设置平板类型的安装元件31，总线模块10可以装配和固定到所述安装元件31上。在此，总线模块10与该实施例不同地也可以与安装元件31一起形成集成的安装元件，该集成的安装元件同时形成总线模块。在安装元件31的扁平侧安装或可以固定两个阀门电池28，其中相互排列成行的阀门电池28的端部区域被闭合元件32,33覆盖。这些闭合元件32,33同样可以例如旋紧地固定在安装元件31上。两个工作模块23,24装配在阀门电池28上并且通过插接连接端27与片阀29或阀门电池28的阀门电连接，其中存在用于更好的机械连接的机械插接连接元件30。两个相互排列成行的工作模块23,24也又在两个端部上配备有闭合元件34,35，这些闭合元件34,35装配并且可以固定在阀门电池28的闭合元件32,33上。在该装置中，总线模块10也通过通信连接端19,20和插接连接装置21,22与两个工作模块23,24电连接。

在该实施例中，总线模块10比安装元件31更短地构成，使得通过加长元件36来进行长度匹配。增大总线模块10的长度的加长元件36当然也可以与总线模块10一体化地构成。

所描述的部件和组件相互间的固定当然可以可变地进行。相互排列成行的工作模块23,24也可以在它们的功能方面不同，其中相互排列成行的工作模块23,24的数量取决于通信连接端19,20的数量。工作模块23,24的宽度同样可以变化，其中只需要注意考虑通信连接端19,20的栅格。

工作模块23,24与总线模块10的电连接在相应的窄侧插接在一起时产生。但是这种类型的插接连接也可以变化，例如工作模块23,24和总线模块10可以按照阶梯类型重叠，使得插接方向改变90°。

在图4和图5中示出的第二实施例中，只设置有一个工作模块23和一个阀门电池28。缩短的平板类型的安装元件37在其长度方面与总线模块10的长度匹配。与工作模块23排列成行地设置功能模块38，所述功能模块例如可以构成为用于检测压力、温度等等的传感器模块和/或构成为执行器模块。在构成为执行器模块的情况下，所述功能模块例如可以构成为阀门或包括至少一个阀门，如比例阀门、软启动阀门等等。该功能模块38通过插接连接器22与通信连接端20电连接。通过在功能模块38上的构成为插接连接端的接口39，可以与外部装置进行通信，例如与执行器和/或传感器进行通信。

在该实施例中，工作模块23和功能模块38的数量也是任意的，而且它们的顺序也可以与通信连接端19,20的布置对应地几乎任意选择。

Claims

1.一种用于在串行数据总线（13）和工作模块（23,24,38）之间传输数据的装置，其中数据总线（13）连接到总线模块（10）中的总线节点（11）上，所述总线模块具有至少两个串行通信连接端（19,20），所述至少两个串行通信连接端与连接到所述总线节点（11）或者集成在所述总线节点中的集线器（12）的端口（17,18）连接，其中通信连接端（19,20）构成为用于连接工作模块（23,24,38）以及用于向所述工作模块供应电压，并且其中工作模块（23,24）的至少一个构成为执行器模块和/或E/A模块，所述执行器模块和/或E/A模块包括用于并行连接具有相应的工作模块（23,24）或者与相应的工作模块连接的执行器（28）和/或E/A接口（26）的串行并行转换器（25）。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述集线器（12）和工作模块（23,24,38）之间的串行连接构成为点对点连接。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于，所述点对点连接构成为IO链路连接，其中集线器（12）尤其是构成为IO链路主机，并且工作模块（23,24）中的相应的串行并行转换器（25）构成为IO链路从机。

4.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于，所述通信连接端（19,20）构成为用于将工作模块（23,24,38）插入总线模块（10）的插接连接装置。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于，以线性栅格来布置通信连接端（19,20）。

6.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于，构成为工作模块和/或E/A模块的工作模块（23,24）的至少一个拥有用于连接和/或插入具有至少一个执行器（29）的执行器装置（28）的连接器件（27）。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于，所述执行器装置（28）是阀门电池。

8.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于，构成为执行器模块和/或E/A模块的工作模块（23,24）的至少一个拥有至少一个E/A接口（26）。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述至少一个E/A接口（26）构成为插接接触装置。

10.根据权利要求8或9的装置，其特征在于，所述至少一个E/A接口（26）构成为并行接口。

11.根据前述权利要求之一的装置，其特征在于，工作模块（38）的至少一个构成为功能模块。

12.根据权利要求11的装置，其特征在于，构成为功能模块的至少一个工作模块（38）是传感器模块和/或执行器模块。

13.根据权利要求11或12的装置，其特征在于，构成为功能模块的至少一个工作模块（38）拥有用于与外部装置连接的接口（39）。