CN103155732A - 操纵自动化技术设备的模块的操纵装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对模块进行操纵的操纵装置，该模块特别形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口，该操纵装置具有：固定部件（181、182），用于将操纵装置（100）能够拆除地固定在模块（200）上；输入部（130）和输出部（140、142），用于信息的输入和输出；第一通讯接口（110），该通讯接口在已经固定的操纵装置（100）中与设置在模块端的通讯接口（210）相连并且用于操纵装置（100）和模块（200）之间的数据交换；第二通讯接口（120），用于与分离的操纵设备（300）通讯。此外本发明还涉及操纵模块的方法。

Description

操纵自动化技术设备的模块的操纵装置和方法

技术领域

本发明涉及一种对于模块的操纵装置和方法，该模块特别形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口。

背景技术

大量的各类模块（例如用于测量技术和控制技术）在工业自动化技术领域内投入使用。用于此类模块的操纵装置典型地是开发用于某一模块或者某一个有限的一群模块，也就是说，从属于各个模块的操纵程序的菜单结构和菜单功能固定存储在各个操纵装置中。

由此不可能将操纵装置用于后续开发出的模块，而必须新开发出操纵装置，这将导致高的开发费用。

在工业自动化技术领域内投入使用的测量技术和控制技术的模块可以包括传感器；激励器；检测模块；测量值换算器或者一种或若干种其它的模块。为了设置模块和/或为模块设定参数，模块通常具有通向外部的通讯接口，可选地与其连接有一个能够取下的操纵装置或者个人计算机（PC）。如果要从PC进入该模块，为了将PC连接到通讯接口，必须将操纵装置从模块拆除，这是不利的。

发明内容

由此本发明的目的在于，揭示一种新的和/或改善的对于模块的操控方法，该模块特别形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口。

该目的通过根据权利要求1的操纵装置和根据权利要求12的方法实现。有利的实施方式和扩展方案在从属权利要求中给出。

相应地，本发明提供一种操纵具有设置在模块端的通讯接口的模块的操纵装置，该装置具有将操纵装置能够拆除地固定在模块上的固定部件，以及用于输入信息和输出信息的输入部和输出部。此外操纵装置具有第一和第二通讯接口，其中在固定好的操纵装置中，第一通讯接口与设置在模块端的通讯接口相连接并且用于操纵装置和模块之间的数据交换，并且第二通讯接口的作用为与分离的操纵设备进行通讯。

模块特别指自动化系统的一个设备，其中模块有利地形成为测量技术、调节和控制技术的设备或者测量技术、调节和控制技术的转换器。相应地，模块的操纵有利地包括显示和/或更改参数数据和/或配置数据，和/或显示过程值。

测量技术、调节和控制技术的转换器特别作用为，避免由于外部干扰信号导致的模拟信号的出错，因为在工业环境下模拟信号的传输特别容易受到干扰。转换器通过对模拟信号的精确的转换、分离或者调整，保证并且提高了传输质量以及控制回路的质量。

相应地，模块可以形成为电气分离、放大、滤波和/或调整模拟信号的信号分离器；变换信号流的测量变换器或者捕捉模拟信号和调控监测依赖于信号值的功能的监测部件。

本发明的核心思想在于，借助操纵装置的第二个通讯接口实现，在已经有一个操纵装置固定在模块上并且相应地操纵装置的第一通讯接口与设置在模块端的通讯接口相连的时候，将计算机连接到模块。

相应地，操纵装置有利地形成为对连接在第一通讯接口上的模块和连接在第二通讯接口上的分离的操纵设备之间的通讯的调控，其中分离的操纵设备特别是PC，该PC例如是笔记本电脑或者平板PC。

为了实现该目的，在有利的实施方式中设置，给连接的模块的模块端的通讯接口分配第一地址，而给操纵装置的第二通讯接口分配与第一地址不同的第二地址。在该实施方式中，操纵装置为此形成，将分离的操纵设备收到的数据（包含第一地址）传递到模块，以及将模块的回复信息传递到分离的操纵设备。操纵装置优选包含一个与模块通讯的主协议栈和与分离的操纵设备通讯的从协议栈。

本发明的另一个核心思想是，操纵装置支持不同的，特别是后续出现的模块。其由此实现，所应用的操纵装置的微控制器在运行期间可自编程。当有其它类型的模块连接到操纵装置时，操纵装置特别有利地以应用部分的形式从模块载入属于模块的菜单结构和菜单功能并且替代一部分其自身存储，其中有利地应用闪存（Flash存储器）作为存储器，并且应用部分以可执行的十六进制代码的形式载入。

相应地，固定部件优选形成为将操纵装置固定在不同模块类型的模块上。此外操纵装置有利地形成为，接收和存储连接到第一交流接口上的模块的识别信息，该识别信息识别出模块的类型。

在特别优选的实施方式中，操纵装置包含至少一个用于存储操纵应用程序的存储器，其中存储器包含一个存储第一应用部分的第一存储器区域和一个存储第二应用部分的第二存储器区域，其中在两个应用部分之间的存取优选通过预先设定的操纵装置的软件接口调节。第二应用部分为特定模块相关的应用部分，该应用部分由相连的模块载入。

操纵应用程序特别优选地提供操纵接口，该接口包含一个图形用户接口，借助该用户接口向用户展示出可执行的功能的选择菜单。特定模块相关的菜单区域由第二应用部分提供，该菜单区域包含特定模块特异的菜单结构和模块特异的功能。

操纵装置优选地形成为，在下载第二个应用部分之前接收相连的模块的识别信息并且与上一次存储的识别信息相比较，只有当接收到的识别信息和上一次存储的识别信息不同时，才载入连接的模块的第二应用部分并存储接收到的识别信息。以这种方式，只在必要时才载入模块的第二应用部分。

作为存储器优选设置有随机存储器（RAM存储器）和/或Flash存储器，其中第一和第二存储器区域分别包含一个RAM存储器和一个Flash存储器。

在优选的实施方式中，操纵装置的第一和第二通讯接口形成为串行的数据传输。

根据本发明的对于模块的操控方法（该模块特别形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口）设置有，在模块上固定一个如上述的操纵装置，因此操纵装置的第一个通讯接口与设置在模块端的通讯接口相连，并且借助存储在操纵装置的存储器内的操纵应用程序提供一个用户接口。

该方法优选包含：将识别信息从模块传递到操纵装置，该识别信息识别出模块的类型；和将接收到的识别信息与在操纵装置的预先设定的存储位置存储的识别信息通过操纵装置进行比较。当接收到的识别信息与存储的识别信息不同时，操纵装置载入第二应用部分，将载入的第二应用部分存储在操纵装置的第二个存储器区域内，其中第二应用部分和在操纵装置的第一存储器区域内存储的第一应用部分共同形成操纵应用程序，并且将接收到的识别信息存储在操纵装置的预先设定的存储位置。在完成对识别信息的比较和必要时进行的第二应用部分的载入和存储以及接收到的识别信息的存储之后，操纵装置运行操纵应用程序，其中第一和第二应用部分之间的存取通过预先设定的软件接口实现。

在有利的实施方式中，模块的设置在模块端的通讯接口分配有第一地址，而操纵装置的第二通讯接口分配有和与第一地址不同的第二地址，操纵装置调节在连接到第一通讯接口的模块和连接到第二通讯接口的分离的操纵设备之间的通讯，其中将传递到第一地址的数据（操纵装置从连接到第二通讯接口的分离的操纵设备接收到该数据）传递到模块。

在接收由分离的操纵设备传递到第一地址的数据的同时存在操纵装置和模块之间的通讯的时候，推迟将从分离的操纵设备接收到的数据传递到模块，直至在操纵装置和模块之间进行的通讯结束是有利的。相应地有利的是，在操纵装置和模块之间进行通讯的时候，推迟由操纵装置发起的在操纵装置和模块之间的通讯，直至在分离的操纵设备和模块之间进行的通讯结束。

附图说明

下面凭借优选的实施方式和相关的附图更准确地描述本发明。其中在图中相同的附图标记表示同一个或者类似的组成部分。附图中：

图1：为根据本发明的操纵装置的优选的实施方式，该操纵装置卡锁在模块上，

图2：为未卡锁状态的图1中示出的操纵装置，

图3：为根据本发明的操纵装置的优选的实施方式的自编程过程，而

图4：为根据本发明的操纵装置的优选的实施方式，该操纵装置与模块和作为分离的操纵设备的PC相连。

具体实施方式

图1示出了自动化技术设备的模块200，该模块包含模拟信号输入端230并且形成为例如传感器、激励器或者监测部件。在该模块200上固定有根据本发明的操纵装置100，其中操纵装置100通过卡锁部能够拆除地与模块200相连。在所示的实施例中，模块200为装配支承轨道400上而形成。

在所示的实施方式中，操纵装置100包含按钮130形式的输入部，以及显示屏140和发光二级管142形式的输出部。此外为了保护输入部和输出部设置能够扣上的盖子190。在操纵装置100中存储操纵应用程序，该应用程序为此形成，借助输入部和输出部提供图形用户接口，其中在运行操纵应用程序时在显示屏140上示出一个具有能够由客户选择的功能的菜单，其中该选择通过按钮130实现。

操纵装置100包含第一通讯接口110，在所示的固定状态该第一通讯接口与设置在模块端的通讯接口210相连，由此实现模块200和操纵装置100之间的通讯。在所示的实施方式中，设置在模块端的通讯接口210安置在模块200的上侧面的上面，并且操纵装置100的第一通讯接口110安置在操纵装置的下侧面。因此接口110和210在图1中不可见。

此外操纵装置100具有第二通讯接口120，该第二通讯接口与例如形成为PC的分离的操纵设备相连。

图2中示出了未卡锁状态下的操纵装置100和模块200。借助卡锁部件181和182将操纵装置100卡锁在模块200中，卡锁部件181和182在卡锁状态下卡锁进相应的模块200的卡锁部件。至少一个卡锁部件181、182或者模块200的卡锁部件设置为能够移动的，从而实现通过手动操作松开卡锁。

图3示出了操纵装置100和与其连接的模块200的优选的实施方式的存储结构。该实施例示出通过操纵装置100的一个微控制器调控的自编程过程。每个模块类型都能通过明确的识别号码（ID）区分。操纵装置将模块的ID存储，当前载入的菜单区域属于该模块。该菜单区域包含特定模块相关的菜单结构和特定模块相关的功能，这些功能可以由菜单开启。

在启动之后，操纵装置100首先读取连接的模块200的ID作为第一个ID，并且将该ID与当前载入的菜单区域的ID进行比较。如果两个ID不同，表示操纵装置100之前是与其它类型的模块相连，操纵装置100开始从连接的模块200的存储器250中载入属于该模块200的菜单区域（以可执行的十六进制代码的形式），并且在运行阶段进行自编程。原来的固件存储在微控制器的Flash存储器的存储器区域152内，并且使用微控制器的RAM存储器的存储器区域154。

在操纵装置100的微控制器的Flash存储器中为菜单区域预留了固定区域162。此外在微控制器的RAM中为菜单区域的静态变量预留了固定区域164。

为了能够从菜单区域外的编码中获取菜单区域内的功能和/或变量，以及从菜单区域的功能获取菜单区域外的功能和/或变量，在两个区域之间设置确定的接口170。以这种方式实现了，不需要改变操纵装置自身的、存储在微控制器的Flash存储器的存储器区域152内的固件，菜单区域就与各个模块相匹配。

对于在所示实施方式中应用操纵装置100，必须在确定菜单区域后将该菜单区域以十六进制代码的形式存储在各个模块的存储器中，这样各个操纵装置可以从模块载入该菜单区域并且和模块一起运行。

在图4所示的实施例中，PC300与操纵装置100相连，并且操纵装置与模块200相连。接口110、210、220和320优选形成为用于串行的数据传递的串行接口。相应地，模块200的接口210和操纵装置100的第二个接口120优选形成为12针的插座而操纵装置100的第一个接口110和PC300的接口320优选形成为12针的插头，其中接口320在所示的实施方式中与线缆325共同形成多针连接线缆。

为了实现操纵装置100和模块200之间的通讯，以及PC300和模块200之间的通讯，操纵装置100具有一个主协议栈和一个从协议栈。操纵装置100对于PC300的作用为连接的从协议栈，而对于模块100的作用为连接的主协议栈。

在所示的实施方式中，形成为串行端口的模块200的通讯端口210具有协议中的地址192，而操纵装置100的前端串口120具有地址191。在操纵装置100的从协议栈中首先检查，到达的信息具有哪个地址。如果是地址191，该信息在操纵装置100的从协议栈中处理。因此有可能，直接从形成为PC的分离的操纵设备300与操纵装置100通讯，例如可以进行参数的读写。如果是地址192，信息将被输送到操纵装置100的主协议栈，并且发送到连接的模块200上。模块200的回复信息接着传递到PC300上。

因为可能同时发生操纵装置100和模块200之间的通讯，一旦PC300要和模块200通讯，操纵装置100的从协议栈必须等到操纵装置100和模块200之间的当前的数据传递结束，才能将信息传递到主协议栈。当操纵装置100的固件要与模块200通讯并且正好在PC300和模块200之间有数据传递时，那么固件同样必须要等到PC300和模块200之间的当前的通讯结束，再开始传递数据。

Claims (15)

1.一种对模块（200）进行操纵的操纵装置（100），所述模块形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口（210），所述操纵装置具有：

-固定部件（181、182），用于将所述操纵装置（100）能够拆除地固定在模块（200）上；

-输入部（130）和输出部（140、142），用于信息的输入和输出；

-第一通讯接口（110），所述通讯接口在已经固定的所述操纵装置（100）中与设置在模块端的所述通讯接口（210）相连并且用于所述操纵装置（100）和所述模块（200）之间的数据交换；

-第二通讯接口（120），用于与分离的操纵设备（300）通讯。

2.根据权利要求1所述的操纵装置，其特征在于，所述模块（200）形成为测量技术、调节和控制技术的设备或者测量技术、调节和控制技术的转换器。

3.根据前述权利要求的任意一项所述的操纵装置，其特征在于，所述操纵装置形成为对连接到第一通讯接口（110）的模块（200）和连接到第二通讯接口（120）的分离的操纵设备（300）之间的通讯进行调节。

4.根据权利要求3所述的操纵装置，其特征在于，为连接的模块（200）的设置在模块端的所述通讯接口（210）分配第一地址并且为操纵装置（100）的所述通讯接口（120）分配与第一地址不同的第二地址，其中所述操纵装置（100）形成为，将从分离的所述操纵设备（300）接收到的、包含第一地址的数据信息传递到所述模块（200）。

5.根据权利要求4所述的操纵装置，其特征在于，所述操纵装置包含与所述模块（200）通讯的主协议栈和与分离的所述操纵设备（300）通讯的从协议栈。

6.根据前述权利要求的任意一项所述的操纵装置，其特征在于，所述固定部件（181、182）形成为将所述操纵装置（100）固定在不同模块类型的模块上，其中所述操纵装置（100）形成为，从连接到第一通讯接口（110）的所述模块（200）接收识别信息，并且存储所述识别信息，所述识别信息用于识别出模块类型。

7.根据权利要求6所述的操纵装置，其特征在于，所述操纵装置包含至少一个用于存储操纵应用程序的存储器（152、154、162、164），其中所述存储器包含一个用于存储第一应用部分的第一存储器区域（152）和一个用于存储第二应用部分的第二存储器区域（162），其中在应用部分之间的存取通过预先设定的接口（170）实现，并且所述操纵装置（100）形成为，从连接的模块（200）载入所述第二应用部分。

8.根据权利要求7所述的操纵装置，其特征在于，所述操纵装置形成为，在下载所述第二应用部分之前，从连接的模块（200）接收识别信息并且将所述识别信息与之前存储的识别信息进行比较，只有当接收到的识别信息与之前存储的识别信息不同时，才从连接的模块（200）载入所述第二应用部分，并且将接收到的识别信息存储。

9.根据权利要求7或8的任意一项所述的操纵装置，其特征在于，所述存储器包含一个RAM存储器（154、164）和/或一个Flash存储器（152、162）。

10.根据前述权利要求的任意一项所述的操纵装置，其特征在于，对所述模块（200）的操纵包括显示和/或更改参数数据和/或配置数据，和/或显示过程值。

11.根据前述权利要求的任意一项所述的操纵装置，其特征在于，所述第一通讯接口（110）和/或第二通讯接口（120）形成为用于串联的数据传递。

12.一种对模块（200）进行操纵的方法，所述模块形成为自动化系统的设备并且具有设置在模块端的通讯接口（210），其中，在所述模块（200）上固定一个根据前述权利要求的任意一项所述的操纵装置（100），从而所述操纵装置（100）的第一通讯接口（110）与所述设置在模块端的通讯接口（210）相连，并且其中，借助在所述操纵装置（100）的存储器中存储的操纵应用程序提供一个用户接口。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于如下步骤：

-读取识别信息，所述识别信息由所述操纵装置（100）的模块（200）识别出模块类型，

-通过所述操纵装置（100）将接收到的识别信息与在所述操纵装置（100）中预先设定的存储位置中存储的识别信息进行比较，

当所述接收到的识别信息与存储的识别信息不同时，

-通过所述操纵装置（100）下载模块（200）的第二应用部分并且将下载的第二应用部分存储在操纵装置（100）的第二存储器区域（162）内，其中所述第二应用部分与在操纵装置的第一存储器区域（152）内存储的第一应用部分共同形成操纵应用程序，并且

-将接收到的识别信息存储在操纵装置（100）的预先设定的存储位置上，

-通过所述操纵装置（100）运行所述操纵应用程序，其中在第一和第二应用部分之间的存取通过预先设定的软件接口（170）实现。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，

-为所述模块（200）的设置在模块端的通讯接口（210）分配第一地址并且为所述操纵装置（100）的通讯接口（120）分配与第一地址不同的第二地址，并且

-所述操纵装置（100）操控连接到第一通讯接口（110）的所述模块和连接到第二通讯接口（120）的分离的操纵设备（300）之间的通讯，其中输送到第一地址的数据信息传递到所述模块（200），所述操纵装置（100）从连接到第二通讯接口（120）的分离的操纵设备（300）接收到所述数据信息。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在从分离的操纵设备（300）接收传递到第一地址的数据信息，并且同时有操纵装置（100）和所述模块（200）之间的通讯时，将从分离的操纵设备（300）接收的数据信息向模块（200）的传递推迟，直至所述操纵装置（100）和所述模块（200）之间的通讯结束，并且在同时有分离的操纵设备（300）和所述模块（200）之间的通讯时，将由所述操纵装置（100）发起的所述操纵装置（100）和所述模块（200）之间的通讯推迟，直至所述分离的操纵设备（300）和所述模块（200）之间的通讯结束。

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