CN107171815B - 具有继电器的通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种通信装置，包括主单元以及从单元的块，所述从单元的块包括由所述主单元控制的多个从单元。每个从单元包括第一端口和第二端口，不同的通信线路分别连接至所述第一端口和所述第二端口，并且继电器被布置在所述第一端口和所述第二端口之间并且取决于是否供应电力而断开/闭合。

Description

具有继电器的通信装置
技术领域
本公开涉及一种具有继电器的通信装置，并且更具体地，涉及一种即使发生电力故障也允许通信装置经由继电器进行通信的具有继电器的通信装置。
背景技术
随着工业以太网技术的成本更低、具有高效率且维护方便，越来越多的应用可以在工业领域中、在现场总线的地方找到。这样的以太网可以以环形、线路等连接。环形连接是有利的，在于其具有简单连接并节省成本，并且因此经常被使用。
图1是现有的菊花链通信装置的框图。
如图1中示出的，通信装置包括主单元10、第一至第四从单元20、30、40和50。从单元彼此连接以使得它们可以经由每个从单元的第一端口和第二端口P1和P2进行通信。此外，从单元分别包括通信处理器22、32、42和52以处理从主单元10接收到的命令或数据。使用这个配置，第一至第四从单元20、30、40和50可以通过使用最小线路由单个主单元10来控制以互相通信。每个从单元可以包括其中的电力模块来接收电力。例如，可以包括逆变器。
如果电力故障发生在其中一个从单元(例如，如图2中示出的第二从单元)中，则从单元和随后的从单元不能再进行通信。
例如，向第二从单元30供应的电力被中断，第二从单元30不能进行通信。此外，在使用图2中示出的配置的通信装置中，在第二从单元30中发生了故障之后，第三从单元40和第四从单元50不能与其他从单元进行通信。
为了解决这样的问题，可以考虑连接电缆，其直接向从单元供应电力，即，向通信装置供应双工电力。然而，这种方法可能会增加安装成本和时间，并且由于许多电力电缆，所以可能会发生意料不到的困难。此外，可能需要大量的努力来维护。
发明内容
本公开的一个方面是提供一种通信装置，其中，当电力故障发生在通信装置中时，继电器被选择性地连接以针对紧急情况进行通信。
本公开的另一个方面是提供一种具有继电器的通信装置，其即使当电力故障发生在其中一个从单元中时，也允许其他从单元进行通信。
本公开的另一个方面是提供一种具有继电器的通信装置，其在没有任何额外控制器或控制信号的情况下，允许具有电力故障的从单元执行自我旁路功能。
本公开的目的不限于上面描述的目的并且其他目的和优势可以由本领域中的那些技术人员从下面的描述而领会。进一步地，容易领会的是，本公开的目的和优势可以借由在附属权利要求及其组合中详述来实践。
根据本公开的一个方面，一种通信装置，包括主单元以及从单元的块，所述从单元的块包括由所述主单元控制的多个从单元。每个从单元包括第一端口和第二端口，不同的通信线路分别连接至所述第一端口和所述第二端口，并且继电器被布置在所述第一端口和所述第二端口之间并且取决于是否供应电力而断开/闭合。
当供应电力时，可以断开所述继电器以产生所述第一端口和所述第二端口之间的断路。
当没有供应电力时，可以闭合所述继电器以产生所述第一端口和所述第二端口之间的闭合电路。
当没有供应电力时，可以形成经由所述继电器而通过所述第一端口和所述第二端口的通信路径。
所述从单元可以彼此连接以使得它们可以经由所述第一端口和所述第二端口互相通信，并且如果所述从单元中的一个从单元没有被供电，则该从单元能够经由所述继电器将命令和数据传送到下一个从单元。
根据本公开的示例性实施例，当电力故障发生在通信装置中时，其中继电器可以被选择性地连接以针对紧急情况进行通信。
根据本公开的另一个示例性实施例，即使当电力故障发生在其中一个从单元中时，其他从单元也可以进行通信。
根据本公开的另一个示例性实施例，在没有任何额外控制器或控制信号的情况下，具有电力故障的从单元可以执行自我旁路功能。
附图说明
图1是现有的菊花链通信装置的框图；
图2是当发生故障时的现有通信装置的框图；
图3是根据本公开的示例性实施例的包括继电器的通信装置的框图；
图4和图5是在图3中示出的第一从单元的框图；并且
图6是当发生了故障时的图3的通信装置的框图。
具体实施方式
上面的目的、特征和优势将从参照附图的详细描述变得显而易见。以足够的细节描述了实施例以使本领域中的那些技术人员能够容易地实践本公开的技术理念。可以省略众所周知的功能或配置的详细公开以避免不必要地掩盖本公开的要点。在下文中，本公开的实施例将参照附图进行详细描述。贯穿附图，相同参考数字指代相同元素。
图3是包括根据本公开的示例性实施例的继电器的通信装置的框图。
参照图3，根据本公开的示例性实施例的通信装置100包括主单元110以及由主单元110控制的从单元的块120。该从单元的块120包括第一至第四从单元121、122、123和124。虽然在这个示例性实施例中示出了四个(4)从单元，但是从单元的数量不限于四个。
主单元110被连接至第一从单元121以使得其可以个别地控制从单元121、122、123和124。此外，主单元110可以经由第一从单元121提供被指定给每个从单元的命令和数据。具体地，主单元110可以以数据包的形式提供被指定给每个从单元的命令和数据。以菊花链连接的第一至第四从单元121至124可以接收和处理被指定给它们的命令和数据。
具体地，在从单元的块120中，第一从单元121包括两个通信端口，即第一端口和第二端口P1和P2，第一继电器单元121-1和第一通信处理器121-2。虽然没有在图中示出，但是每个从单元可以包括其中的电力模块来接收电力。例如，可以包括逆变器。
第一从单元121经由第一端口P1连接到主单元110并且经由第二端口P2连接到第二从单元122。
当供应电力时控制第一继电器单元121-1使得其可以与第一通信处理器121-2进行通信。此外，当没有供应电力时控制第一继电器单元121-1使得其中断与第一通信处理器121-2的通信并且可以与下一个从单元例如第二从单元122进行通信。第一继电器单元121-1将参照图4和图5在下面进行更详细描述。
第一通信处理器121-2可以处理从主单元110接收到的命令或数据。
第二从单元122具有与第一从单元121的配置类似的配置。第二从单元122包括两个通信端口，即第一端口和第二端口P1和P2，第二继电器单元122-1和第二通信处理器122-2。
第二从单元122经由第一端口P1连接到第一从单元121并且经由第二端口P2连接到第三从单元123。被包括在第二从单元122中的第二继电器单元122-1以及第二通信处理器122-2的功能和操作与上面描述的第一从单元121的那些相同。
即，在正常操作中，控制第二继电器单元122-1使得其可以与第二通信处理器122-2进行通信。当第二继电器单元122-1能与第二通信处理器122-2进行通信时，该第二通信处理器122-2可以处理从主单元110接收到的命令或数据。
然而，如果发生电力故障，则控制第二继电器单元122-1使得其中断与第二通信处理器122-2的通信并且可以与下一个、第三从单元123进行通信。
第三从单元和第四从单元123和124的配置和操作与第一从单元和第二从单元121和122的配置和操作相同；并且因此多余的描述将被省略。
值得注意的是，当从单元之一可以进行通信时，其通信处理器121-2、122-3、123-2或124-2可以接收和处理从主单元110发送的命令或数据。
虽然被包括在从单元121、122、123和124的每个从单元中的第一端口和第二端口P1和P2是为了说明的方便而由相同参考数字指示出，但是要注意的是，它们是在不同物理位置处的不同端口。第一端口和第二端口P1和P2可以是RJ45端口。虽然图3中示出的每个端口具有单个线路，但是每个端口可以包括多条线路，例如，八条线路。然而，线路的数量不限于此。换句话说，端口的配置和线路的连接在此并没有被特别地限制。
即，端口的配置和线路的连接在此并没有被特别地限制，只要它们可以经由继电器单元121-1、122-1、123-1和124-1之一保持通信即可(即使当从单元之一没有被供电时也是如此)。
第一继电器单元121-1将参照图4和图5进行详细地描述。从单元122-1、123-1和124-1中的继电器单元122-1、123-1和124-1的配置分别与第一继电器121-1的配置类似，并且因此其余的继电器单元122-1、123-1和124-1将不会被描述以避免冗余。
图4示出了在正常操作中的第一从单元121的第一继电器121-1的连接。
第一继电器单元121-1包括第一继电器R1、第二继电器R2和第三继电器R3。
第一继电器R1被布置在第一端口和第二端口P1和P2之间。第一继电器R1可以作为a-触点(arbeit contact)继电器来实施。具体地，a-触点继电器正常地是断开的(OP)并且在异常情况下由磁力闭合(CL)。
因此，当第一继电器R1被供电时，触点保持断开以产生第一端口P1和第二端口P2之间的断路。
当第一继电器R1没有被供电时，即，在异常情况下，闭合该触点以产生第一端口P1和第二端口P2之间的闭合电路。
第二继电器R2被布置在第一端口P1和第一通信处理器121-2之间。第二继电器R2可以作为b-触点(break contact)继电器而实施。与a-触点继电器相反，b-触点继电器正常地是闭合的(CL)并且在异常情况下由磁力断开(OP)。
因此，当第二继电器R2被供电时，触点保持闭合。因此，经由第一端口P1接收到的信息可以由第一通信处理器121-2处理。
第三继电器R3被布置在第二端口P2和第一通信处理器121-2之间。第三继电器R3可以作为b-触点(break contact)继电器而实施。具体地，b-触点继电器正常地是闭合的(CL)并且在异常情况下由磁力断开(OP)。
因此，当第三继电器R3被供电时，触点保持闭合。因此，在正常操作中，可以经由第三继电器R3和第二端口P2进行与第二从单元122(见图3)的通信。
图5示出了在异常操作中、即当发生了电力故障时第一从单元121的第一继电器单元121-1的连接。
当第一继电器R1没有被供电时，第一继电器R1是闭合的(CL)并且第二继电器和第三继电器R2和R3是断开的(OP)。
因此，如果发生电力故障，则第一继电器R1被连接为使得可以创建从第一端口P1至第二端口P2的直接通信路径。通过这样做，即使在从单元中发生了电力故障之后仍然提供了通信路径，并且因此可以传递来自主单元110(见图3)的命令和数据。
此时，第二继电器和第三继电器R2和R3是断开的(OP)，使得第一通信处理器121-2被旁路。
如上所述，a-触点继电器由包括电磁铁电路组成并且正常地是断开的(OP)，并且触点在异常情况下由磁力闭合。b-触点继电器也是由包括电磁铁的电路组成。然而，不同于a-触点继电器，它正常地是闭合的(CL)并且在异常情况下(在该示例性实施例中，当没有供应电力时)由磁力断开(OP)。
因此，当没有电力被供应至从单元时，即，当在从单元中的通信处理器无法操作时，第二继电器和第三继电器R2和R3被断开。因此，可以可靠地阻断通信路径。
以这种方式，根据本公开的示例性实施例，通信装置采用a-触点继电器和b-触点继电器并且控制以使得其他从单元当中的通信不受其中发生了故障的从单元影响。
虽然在该示例性实施例中第一继电器单元121-1被布置在第一通信处理器121-2之外，但是这只是说明性的。取决于设计选择，第一继电器单元121-1可以并入第一通信处理器121-2内部的专用集成电路(ASIC)芯片中。
图6示出了当发生了故障时的图3的通信装置。
参照图6，电力没有被供应至第二从单元122。
在主单元110和第一从单元121之间进行通信。
由于电力被供应至第一从单元121，所以第一继电器单元121-1提供了用于允许第一通信处理器121-2操作的路径。此外，提供了用于第二从单元122接收来自主单元110的命令和数据的通信路径。在正常操作中的第一继电器单元121-1的连接可以与如图4中示出的相同。
然而，当由于电力故障(断电，POWER OFF)而造成电力没有被供应至第二从单元122时，第二从单元122中的第二继电器单元122-1的第一继电器R1是闭合的(CL)而其第二继电器和第三继电器R2和R3是断开的(OP)。因此，第二从单元122中的第二通信处理器122-2被旁路，并且可以经由第一继电器R1在第二从单元122中创建通信路径。因此，即使由于电力故障而造成第二从单元122没有被操作，也可以经由第一继电器R1提供至第三从单元123的通信路径。
随后，第三从单元123和第四从单元124被供电并且正常地被操作。第三继电器单元和第四继电器单元123-1和124-1中的每个继电器单元的连接可以与如图4中示出的连接相同。
如果解决了故障，即第二从单元122正常地被供电，则第一继电器R1被断开(OP)而第二继电器和第三继电器R2和R3自动地被闭合(CL)。
此外，虽然没有在附图中示出，但是如果由于电力故障而造成第二继电器单元和第三继电器单元122和123没有被供电，则第二继电器单元122-1和第三继电器单元123-1中的每个继电器单元的第一继电器被闭合。此外，第二继电器单元122-1和第三继电器单元123-1中的每个继电器单元的第二继电器和第三继电器被断开。因此，第二通信处理器和第三通信处理器122-2和123-2被旁路，并且可以经由第二从单元和第三从单元122和123中的每个从单元的第一继电器R1创建通信路径。因此，即使由于电力故障而造成第二从单元和第三从单元122和123没有被操作，也可以经由第一继电器提供至第四从单元124的通信路径。
像这样，根据本公开的示例性实施例，通过采用取决于当电力故障在发生通信装置中时是否供应电力而选择性地断开和闭合的继电器，而不需要额外电力线路。
进一步地，根据本公开的示例性实施例，即使当故障发生在其中一个从单元中时，其他从单元也可以进行通信。
在没有用于控制这种操作的额外控制器或控制信号的情况下，其中发生了故障的从单元可以被旁路。
在不背离本公开的保护范围和精神的情况下，上面描述的本公开可以由本发明涉及的领域中的那些技术人员进行各种替代、改变和修改。因此，本公开不限于上述示例性实施例和附图。

Claims (3)

1.一种提供通信路径的通信装置，所述通信装置包括：
主单元；以及
以菊花链连接至所述主单元且由所述主单元控制的多个从单元，
其中所述从单元中的每个从单元包括：
第一端口；
第二端口；
通信处理器，其连接至所述第一端口和所述第二端口，处理所述主单元的命令或数据；
第一继电器，其设置在所述第一端口和所述第二端口之间，并且取决于是否对所述从单元供应电力而断开/闭合；
第二继电器，其设置在所述第一端口和所述通信处理器之间；以及
第三继电器，其设置在所述第二端口和所述通信处理器之间，
所述多个从单元中的第一个从单元的所述第一端口连接至所述主单元，所述每个从单元的所述第二端口连接至所述每个从单元的下一个从单元的所述第一端口，
当没有对所述从单元供应电力时，所述第一继电器被闭合以产生所述第一端口和所述第二端口之间的闭合电路，
当所述第一继电器闭合时，提供除了所述通信处理器之外经由所述第一端口、所述第一继电器以及所述第二端口的通信路径。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，当对所述从单元中的每个从单元供应电力时，所述第一继电器被断开以产生所述第一端口和所述第二端口之间的断路。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述从单元彼此连接使得它们可以经由所述第一端口和所述第二端口互相通信，并且如果所述从单元中的一个从单元没有被供电，则该从单元能够经由所述第一继电器传送命令和数据到下一个从单元。
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