CN103370843A

CN103370843A - 通信设备以及含有这样设备的配电板

Info

Publication number: CN103370843A
Application number: CN2011800678175A
Authority: CN
Inventors: D.巴斯茨; E.康蒂尼
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2031-11-14
Also published as: BR112013014961A2; AU2011343147A1; EP2652850A1; EP2652850B1; WO2012080587A1; ZA201303989B; AU2011343147B2; CN103370843B; US20130278082A1; RU2013132732A; FR2969404A1; BR112013014961B1; ES2541632T3; US9385521B2; FR2969404B1

Abstract

本发明涉及一种包含至少一个抽屉(1)的配电板，该至少一个抽屉(1)可被拔出并形成放置电气设备的凹槽，其特征在于该配电板包含形成通信菊花链(30)的以太网型高频通信设备，该至少一个抽屉(1)包含可拔出连接器(5)，以便将它与通信子系统(30)连接或断开，所述至少一个抽屉(1)可以占据第一插入位置，其中抽屉被连接到通信子系统(30)，以及该抽屉包括控制旁通开关的开关以便当该抽屉(1)占据第二拔出位置时在通信链(30)上形成旁通(32)。

Description

通信设备以及含有这样设备的配电板

技术领域

本发明涉及尤其适合在高发送频率上通信的以太网型电气设备、用于配电板的通信设备。本发明还涉及本身包含这种类型的通信设备的配电板。最终，本发明涉及这种类型的配电板的抽屉单元。

背景技术

已知做法是将各种电气设备布置在配电板的抽屉单元中，以便能够通过简单地打开抽屉单元简单地对配电板的这些电气设备的每一个采取行动方便维护操作。当以这种方式打开抽屉单元时，通过安排在抽屉单元与配电板之间的所谓可拔出链接器自动切断电气设备的电连接。操作人员因此能够完全安全地对已拔出抽屉单元包含的电气设备采取行动，而配电板的其他电气设备继续正常工作。

但是，当天系统的各种电气或电子设备往往相互通信，并且通过以太网型高频通信装置相互链接。允许它们以这种方式通信的一种常见解决方案牵涉到通过菊花链式链路连接它们，在菊花链式链路中每个电气或电子设备唯一地和直接地与两个上游和下游设备连接。这种菊花链式链路也可以是闭合的。因此将它称为菊花链式环路。这样通信子系统的特别特征源自于通信数据通过整个子系统，或通过系统的所有电气设备的事实。在简单菊花链的情况下，如果这些电气或电子设备的单个设备有缺陷，或它与通信子系统的链路断了，则下游的整个通信子系统停止工作，处在下游的所有电气或电子设备再也不能接收或发送通信数据。在菊花链式环路的情况下，处在下游的设备能够继续通信。但是，如果第二个设备停止工作，则处在两个停止工作设备之间的所有设备将停止通信。

为了克服这种类型的缺点，文献WO2007/016253描述了一种方案，其中将旁通开关与每个电气或电子设备相联系，以便建立旁通路线，从而当有缺陷或有意撤掉时绕过电气或电子设备，以及通过隔开有缺陷或撤掉电气或电子设备保持通信子系统闭合使其他电气或电子设备仍然可以通信。但是，这种状况未涉及布置在配电板中的电气设备以及不允许通过配电板中的这样框架提供的有利维护操作。

发明内容

因此，本发明的目的是提出包含多个通信电气设备，允许用户友好和易于维护所述设备和没有现有技术的任何或一些缺点的系统的架构解决方案。

按照本发明的用于配电板的通信设备包含控制切换设备以便旁通高频或高速通信子系统的至少一个开关，该开关能够与配电板的可拔出抽屉单元协作，以便根据抽屉单元的位置控制切换设备。

有利的是，该开关是小尺寸的微型开关。

优选的是，该开关控制其触点使通信子系统的导线得到切换的至少一个机电或电子继电器。

优选的是，该通信子系统以至少直到100兆位每秒(Mb/s)的范围的速率发送数据。

在一个优选实施例中，该设备包含在通信子系统的导线的层面上的滑动触点，以便在配电板的抽屉单元的中间测试位置上与通信子系统保持接触。

在一个特定实施例中，该设备包含在滑动触点的层面上布置在通信子系统的两条通信绞合线之间的至少一条接地绞合线，以便降低高数据发送频率上的串扰。

按照本发明的配电板包含至少一个可拔出抽屉单元，该至少一个可拔出抽屉单元形成放置电气设备的外壳，该配电板包含形成菊花链式通信子系统、如上所定义的以太网型高频通信设备，其中该至少一个可拔出抽屉单元包含可拔出连接器，以便将它与通信子系统连接或断开，其中该至少一个可拔出抽屉单元可以占据与通信子系统连接的第一插入位置，以及其中该配电板包含与该配电板成一体、和当该抽屉单元占据第二拔出位置时控制旁通开关以便在通信子系统上形成旁通的开关。

有利的是，将该开关布置在与该抽屉单元的侧面相对的基座上，以及前者包含与该开关协作的协作元件。

优选的是，当该抽屉单元占据其协作元件与该开关协作的第一正常工作位置时，该开关处在闭合位置上，而当该抽屉单元占据其协作元件不再与该开关协作的第二打开位置时，该开关处在打开位置上。

在一个特定实施例中，该面板包含通信子系统通过的、在可拔出抽屉单元的侧面的层面上的滑动链接器，以便在该抽屉单元的第一正常工作位置上和在该抽屉单元打开一点的第二中间测试位置上将该抽屉单元与该通信子系统链接，而在该抽屉单元的拔出位置上将该抽屉单元与该通信子系统断开，该开关相对于该抽屉单元布置，以便在小于或等于10ms的时段内，几乎在滑动链接器断开的同时控制通信子系统的旁通。

有利的是，该面板包含布置在该抽屉单元的背面上的可拔出电力连接。

按照本发明、用于如上所定义的配电板的抽屉单元包含用于以太网型高频通信子系统的可拔出通信连接器、和能够与通信子系统的切换设备的控制开关协作的协作单元。

附图说明

在如下对以非限制方式提供的特定实施例的描述中将结合附图详细说明本发明的这些目的、特征和优点，其中：

图1a到图1c示意性地示出了实现本发明的构思期间的三个步骤；

图2a到图2c示出了按照本发明实施例的配电板的抽屉单元的三个不同位置：

图3示出了与按照本发明实施例的配电板的抽屉单元相联系的切换设备；以及

图4示出了在按照本发明实施例的配电板的抽屉单元的层面上的通信子系统的布线。

具体实施方式

本发明的构思涉及在配电板内配备形成菊花链型通信网络的以太网型高频通信设备，以及配备自动开关，以便当被拔出时绕过配电板的某个抽屉单元，以便对于配电板的其余部分使通信子系统继续起作用。在一些情况下，该菊花链可以是形成环路的。

这样的解决方案具有即使正在进行维护操作，或当过程中的正常工作要求有意拔出功能单元时，在保证设备之间的通信的可靠和连续工作的同时融入通过配电板提供的维护操作的用户友好性的优点。

图1a到图1c示意性地例示了本发明的实现。它们示出了包含举例来说四个抽屉单元1的配电板，每个抽屉单元1包含未示出的电气或电子设备。当配置成正常工作时，如图1a所示，所有抽屉单元被插入，配电板的四个电气或电子设备通过由配电板的控制元件20驱动的以太网型菊花链式通信子系统30链接在一起。

在对布置在第一抽屉单元上的电气设备的维护操作期间，打开前者，促使拔出，因此同时断开其未示出的电源、以及它与通信子系统30的链接。图1b示出了正好在第一抽屉单元1打开之后的中间状况：通信子系统30因此在它与第一抽屉单元中的电气设备的链接31的层面上打开。但是，按照本发明，该面板配有与每个抽屉单元1相联系的切换设备10。当检测到第一抽屉单元1的拔出位置时，切换设备几乎同时切换，以便形成旁通32来恢复通信子系统30，以及如同显示在图1c中的切换后通信子系统，使面板的其他电气设备可以继续通信。旁通32也可以称为绕过。

有利的是，这种切换是非常迅速的，持续时间小于10ms，以便保证通信子系统30的连续性，以免给甚至100Mb/s数量级的高速率的正在进行的通信带来什么麻烦。在维护操作结束时，再次闭合抽屉单元1，再次插入它，也就是说，使包含的电气设备自动重新连接和自动重新并入通信子系统中，如同图1a中的图形，接着将切换设备10反向切换。

本发明的构思的最佳实现因此必须克服各种技术问题，包括：

-如上所述，通信子系统必须达到迅速切换；

-电气设备的可拔出连接必须足够健壮，以承受抽屉单元上的许多次致动操作，例如，至少500次操作；

-该解决方案必须适合与操作人员操纵抽屉单元的方式无关的操作，也就是说，当致动抽屉单元时，必须适合各种速度、力量等；以及

-此外必须使大规模生产配电板成为可能，因此是可靠的和可再生的。

现在详细说明本发明的最佳实施例。

图2a示出了在正常工作的闭合插入配置下包含电气设备2的抽屉单元1。这个抽屉单元1能够相对于配电板的固定基座21沿着箭头F所示的方向平移地放置。一个或多个电源22被安排在这个基座21上，并且被发送直到可拔出连接，该可拔出连接由第一连接器23形成，第一连接器23配备在基座21的表面上并与安排在抽屉单元1的背面上的电连接器3协作。这两个电连接器3、23具有公/母“郁金香”型连接器的形式。当然，作为变种，也可以使用任何其他可拔出电连接解决方案。接着，通过电缆4使电力从抽屉单元1的电连接器3最终通到电气设备2。

按照该优选实施例，抽屉单元1可以分别占据显示在图2b和2c中、电连接器3、23断开的两个其他位置。称为“测试位置”的第二位置显示在图2b中；抽屉单元1相对于配电板的基座21沿着F方向打开一点。在这个测试位置上，电气设备2的通信链接仍然得到保证。在显示在图2c中、称为“拔出位置”的第三位置上，拔出了也就是说打开了像通信连接那样的电力连接。

为了实现这种操作，抽屉单元1配有滑动型通信连接器5，其在抽屉单元1的侧面的层面上、与固定在配电板的基座21上的相应连接器25协作。接着，将通信链路6从抽屉单元1的通信连接器5延伸到电气设备2。应该注意到，对于抽屉单元的电力连接，也可以实现相似的滑动连接。

此外，在抽屉单元1的其他侧部的层面上，将微型开关型的开关27安排在配电板的基座21上，例如，拧入该面板中。前者配有微型开关27的协作器件7，它具有从抽屉单元1的侧面突出的突件的形式，促使将微型开关致动到分别显示在图2a和图2b中的两个正常和测试操作位置中，也称为“接通(ON)位置”的闭合工作位置中。这个协作器件7可以是与抽屉单元成一体的梯形形式的金属片。这个协作器件7的位置和形状是这样的：滑动通信链接器5、25一断开，它们就停止致动微型开关27，微型开关27因此自动移到也称为“断开(OFF)位置”的打开静止位置。将微型开关用于配电板的这种开关具有切换非常迅速、只占用一点空间和与大量用途相容的优点。

图3更详细地示出了与抽屉单元1相联系的通信子系统30的框架。事实上，它包含四条通信线，第一条用于称为T+的正数据发送，第二条用于称为T-的负数据发送，第三条用于称为R+的正数据接收，以及第四条用于称为R-的负数据接收。两条发送线T+、T-和两条接收线R+、R-分别形成两条不同通信绞合线。

布置在抽屉单元1中的电气设备2包含将它与通信子系统链接的以太网型连接器。这个连接事实上使用分别形成通信子系统30的输入端和输出端的两个RJ45型连接器11、12。这些连接器可以与电路断路器连接。通信子系统30因此包含来自配电板的上游部分的输入33和去往配电板的下游部分的输出34。如同如上所述，通信子系统30中链接电气设备2所需的八条导线T+、T-、R+、R-的每一条在基座21与抽屉单元1之间的接口的层面上按照滑动连接器5、25链接起来。

此外，将切换设备1O配备在配电板内，使通信子系统30的八条导线起作用。这个切换设备10首先包含前述的微型开关27、专用电源28，然后包含与机电或电子继电器29的链路，该机电或电子继电器29的触点用于在微型开关27的控制下切换通信子系统的导线。

举例来说，图3示出了处在打开或OFF位置上的微型开关，这使继电器处在的确与抽屉单元1的拔出位置相对应、为通信子系统30的四条导线的每一条形成旁通链路32的位置上，在该位置上分别在配电板中的抽屉单元1和基座21的滑动连接器5、25是分开的。这种机制使得可以达到与在以太网型通信中实现的高频相容的非常迅速切换时间。

此外，用在抽屉单元／基座接口的层面上的滑动触点5、25是这样的：在为正常工作的配置中，当插入抽屉单元1时，也就是说，当抽屉单元1处在其插槽的背面时，它们允许盲连接，同时继续与由于抽屉单元1的移动性而存在的间隙相容，以及同时提供抵抗抽屉单元的质量和操纵它时产生的力量的足够强机械抵抗力，以便承受许多次这些操纵，以及某个操作人员无论以何种速度和方式操纵抽屉单元都以可靠方式作出反应。这些滑动触点具有金属接触条的形式。

最后，为了减轻可能在高数据发送频率上出现在滑动连接器5、25的层面上的串扰现象，通信子系统的导线的电缆包含插在两条通信绞合线T+、T-和R+、R-之间的接地绞合线。图4示出了这种实现。抽屉单元1内的每条通信链路使用屏蔽电缆13形成，屏蔽电缆13通过金属固定套环14与配电板的地连接。接着，通过在通信连接器5的层面上的六个滑动触点将这些屏蔽电缆13与通信子系统的其余部分连接，这六个滑动触点的两个为接地信号形成插在两条通信绞合线之间的接地绞合线。因此，在滑动连接器5的层面上按如下次序布置来自形成抽屉单元1内的通信链路6的屏蔽电缆13的六条导线：第一条导线用于称为T+的正数据发送，第二条导线用于称为T-的负数据发送，第三条是接地导线，第四条导线用于称为R-的负数据接收，第五条导线用于称为R+的负数据接收，以及第六条是接地导线。

上面以非限制方式根据特定配电板对本发明作了描述。即使特别适用于以太网型或其他高速通信装置，该构思也仍然可应用于任何其他通信装置。此外，无论其框架、其中的抽屉单元的数量等如何，都可以在任何配电板中实现。应该注意到，可以将抽屉单元配备成仅仅占据两个位置、或不止三个位置。

Claims

1.一种用于配电板的通信设备，其中它包含控制切换设备(10)以便旁通高频或高速通信子系统(30)的至少一个开关，该开关能够与配电板的可拔出抽屉单元(1)协作，以便根据抽屉单元(1)的位置控制切换设备(10)。

2.如前面权利要求所述的用于配电板的通信设备，其中该开关是小尺寸的微型开关(27)。

3.如权利要求1或2所述的用于配电板的通信设备，其中该开关控制其触点使通信子系统(30)的导线(T+，T-，R+，R-)得到切换的至少一个机电或电子继电器(29)。

4.如前面权利要求之一所述的用于配电板的通信设备，其中该通信子系统(30)以至少直到100Mbit/s的范围的速率发送数据。

5.如前面权利要求之一所述的用于配电板的通信设备，其中该通信设备包含在通信子系统(30)的导线的层面上的滑动触点(5，25)，以便在配电板的抽屉单元(1)的中间测试位置上与通信子系统(30)保持接触。

6.如前面权利要求所述的用于配电板的通信设备，其中该通信设备包含在滑动触点(5，25)的层面上布置在通信子系统的两条通信绞合线(T+，T-；R+，R-)之间的至少一条接地绞合线，以便降低高数据发送频率上的串扰。

7.一种包含至少一个可拔出抽屉单元(1)的配电板，该至少一个可拔出抽屉单元(1)形成放置电气设备的外壳，其中该配电板包含形成菊花链式通信子系统(30)、如前面权利要求之一所述的以太网型高频通信设备，该至少一个抽屉单元(1)包含可拔出连接器(5)，以便将它与通信子系统(30)连接或断开，该至少一个抽屉单元(1)可以占据与通信子系统(30)连接的第一插入位置，以及该配电板包含与该配电板成一体、和当该抽屉单元(1)占据第二拔出位置时控制旁通开关以便在通信子系统(30)上形成旁通(32)的开关。

8.如前面权利要求所述的配电板，其中将该开关布置在与该抽屉单元(1)的侧面相对的基座(21)上，以及前者包含与该开关协作的协作元件(7)。

9.如前面权利要求所述的配电板，其中当该抽屉单元(1)占据其协作元件(7)与该开关协作的第一正常工作位置时，该开关处在闭合位置上，而当该抽屉单元占据其协作元件(7)不再与该开关协作的第二打开位置时，该开关处在打开位置上。

10.如权利要求7到9之一所述的配电板，其中该配电板包含通信子系统(30)通过的、在可拔出抽屉单元(1)的侧面的层面上的滑动链接器(5，25)，以便在该抽屉单元的第一正常工作位置上和在该抽屉单元打开一点的第二中间测试位置上将该抽屉单元(1)与该通信子系统(30)链接，而在该抽屉单元(1)的拔出位置上将该抽屉单元(1)与该通信子系统断开(30)，该开关相对于该抽屉单元(1)布置，以便在小于或等于10ms的时段内，几乎在滑动链接器(5，25)断开的同时控制通信子系统(30)的旁通。

11.如权利要求7到10之一所述的配电板，其中该配电板包含布置在该抽屉单元的背面上的可拔出电力连接(3，23)。

12.一种如权利要求7到11之一所述的配电板的抽屉单元，其中该抽屉单元包含用于以太网型高频通信子系统(30)的可拔出通信连接器(5)、和能够与通信子系统(30)的切换设备(10)的控制开关协作的协作单元(7)。