CN109155173A - 电子装置和电涌处理 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子隔离器或屏障装置，其被布置成用于收纳来自现场元件的现场布线并进一步包含连接构件，所述连接构件被布置成收纳用于向所述装置提供电涌功能性的电涌元件，并借助于所述现场布线向连接性提供电涌保护，所述装置被布置成使得所述电涌元件借助于所述连接构件连接到所述装置和所述现场布线，使得所述电涌元件与所述装置的操作连接/断开不需要所述现场布线与所述装置断开。

Description

电子装置和电涌处理

背景技术

各种形式的电子装置在各种处理行业中具有广泛的用途。具体地说，例如传感器和致动器等现场元件通常部署于处理环境内的现场位置中，在某些情况下，可以要求处理环境提供适当的安全程度，例如防爆特性和所谓的本质安全特性。

鉴于此类部署的性质，此类现场元件的可靠和安全操作是最重要的，且电涌装置通常用作与现场元件的连接性的部分。

任何此电涌功能性通常需要电涌保护，特别是关于来自现场元件的连接的电涌保护。

通常采用电涌装置以实现此可靠的电涌保护功能性。

电子装置，例如但不限于已知的现场元件，通常借助于功能机柜连接到与特定处理环境相关的适当处理电路系统，其中提供一些适当的电气功能性，例如齐纳屏障、隔离、远程I/O或其它功能性。输入/输出布线接着提供到适当处理电路系统的适当连接。

当在特定环境中提供多个电子装置时，例如特定处理环境中的多个现场元件，已变得有必要进行从现场元件到功能机柜内的适当齐纳屏障、隔离或其它功能性的适当连接，以使得进行到通向处理电路系统的正确输入/输出线的进行中的连接。

从例如现场元件的此类连接的例程电涌保护功能性通常由单独的电涌机柜提供，所述电涌机柜包括用于借助于功能(例如齐纳屏障/隔离器)机柜在现场元件与处理电路系统之间连接的多个电涌元件。

电涌机柜可被布置成用于借助于额外编组机柜从现场元件连接，所述编组机柜布置成具有编组交换布线服务以对现场元件中的每一个的所需连接性进行配置。

特别是在使用隔离器时，通常需要在外部布线上装配电涌元件，并如所提到，这可能需要额外的机柜和相关联额外成本。对于机柜房内的额外机柜还需要空间，且机柜本身需要大量的布线要求，需要在系统调试时和后续故障检测和测试期间进行仔细的人工输入和交叉检查。

一个已知替代方案是采用可插入到隔离器装置中的大体积的电涌模块，但这也要求现场布线必须与隔离器断开并重新连接到电涌模块上，这当然可以证明是具破坏性、低效且不便的，并会由于不完整或错误的重新连接的可能性而引起操作问题。

因此，可限制电涌的重新装配的可能性，并且通常状况下，在机柜室内不存在用于此重新装配的合适位置，且实现此重新装配的所需的大量重新布线可导致加工厂处的冗长的停机时间。还存在在重新布线连接性中产生无法被忽略或确定地排除的错误的可能性。而且，以此已知方式部署电涌元件因此仍然是采用具有上述相关联缺点的附加机柜的动机。

本发明试图实现比已知此类布置具有优点，且具体地说，比目前已知更简化但可靠的方式允许就绪的重新装配的电涌处理布置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种电子隔离器装置，被布置成用于收纳来自现场元件的现场布线并进一步包含连接构件，所述连接构件被布置成收纳用于向所述装置提供电涌功能性的电涌元件，并借助于所述现场布线向连接性提供电涌保护，所述装置被布置成使得所述电涌元件借助于所述连接构件连接到所述装置和所述现场布线。

本发明就此来说证明是有利的，这是因为不必断开现场布线与隔离器装置以便适配电涌元件，且因此可易于避免已知装置的主要问题。此外，已发现不需要为电涌元件提供任何额外布线或实际上提供例如电涌机柜等额外相关外壳。因为各电涌元件明确与所述隔离器装置相关联是本发明的固有特征，所以可因此消除会在现有技术中出现的布线错误的可能性。

有利地，所述电涌元件可因此被布置成以不需要干扰所述装置到所述现场布线的连接件的方式以可拆卸方式安装到所述隔离器装置。

在一个实例中，所述连接构件被布置成用于相对于所述现场布线并联连接电涌构件。另外，所述连接构件可被布置成从所述装置内将所述电涌装置连接到所述现场布线。

应了解，所述装置可包括本质安全的隔离器。

根据另一方面，本发明可实现一种电子屏障装置，被布置成用于收纳来自现场元件的现场布线并进一步包含连接构件，所述连接构件被布置成收纳用于向所述装置提供电涌功能性的电涌元件，并借助于所述现场布线向连接性提供电涌保护，所述装置被布置成使得所述电涌元件借助于所述连接构件连接到所述装置和所述现场布线。

有利地，所述电涌元件被布置成定位于输入/输出线到所述装置的连接点处。具体地说，所述输入/输出线在此布置中包括现场元件线。

因此应理解，所述电子功能装置可包括齐纳屏障装置和隔离器装置中的任何一个或多个或其组合。

在一个特定实施例中，所述电涌元件被布置成借助于任何适当的构件连接到所述装置，所述构件例如是压入配合构件、凸/凹接合构件和/或螺纹构件。

本发明还可提供与相应多个隔离器或屏障装置相关联的多个电涌元件。以此方式，不管是否可插拔，所述多个装置和其相关联电涌元件可作为所述电子功能装置机柜的部分提供。

附图说明

下文中将参考附图，仅借助于实例进一步描述本发明，在附图中：

图1A是使用电涌处理功能性的已知隔离器系统的示意性表示；

图1B包括图1A的系统的机柜的部分的更详细视图；

图2A包括根据本发明实施例的隔离器机柜的示意性框图；

图2B包括图2A的机柜的部分的详细视图，以及一个机柜的所得抑制；

图3A到3E包括如本领域中已知的电涌元件到隔离器装置的连接的一系列图示；且

图4A到4C包括根据本发明实施例的可插拔连接件的一系列图示。

具体实施方式

首先转而参看图1A，说明了例如隔离器机柜1等电子功能机柜，其具有连接到位于电涌机柜2内的调压元件5的隔离器元件4。

输入/输出布线10从隔离器机柜1通向处理电子装置(未示出)，且借助于隔离器-电涌布线11实现隔离器机柜1与电涌机柜2之间的连接性。

在所说明实例中，借助于电涌现场元件布线12，来自电涌机柜2的向前连接到多个现场元件(未示出)。作为另一变型但在图1A中未说明，来自电涌机柜2的输出布线12可通向额外机柜，例如编组机柜，以辅助多个现场元件的连接性的适当配置。在图1A的此示意性表示中说明每个电涌元件5的基本组成元件的实例。

图1B提供隔离器机柜1和电涌机柜2中的每一个内的其它说明性细节。如可见，多个串联的隔离器装置4安装于隔离器机柜1内，并各自在输入/输出侧连接到输入/输出布线10和隔离器-电涌布线11。对应对的串联电涌装置5同样安装于电涌机柜2内，相关于隔离器-电涌线11中的每一个和电涌-现场元件线12中的每一个设置单独的电涌元件。

如图1A和1B中清楚地说明，提供电涌功能性需要额外机柜2，这产生额外成本并还不利地需要机柜室内的额外空间并产生额外的布线开销。额外机柜还包括串联连接的一部分，如果需要改变和/或安装电涌元件，那么必须断开所述串联连接，这会不利地导致停机时间。

此不利断开等也与现有技术有关，例如在下文参考图3A到3E进一步论述的断开，且其中必须断开连接以改造电涌元件，且在不需要额外机柜的情境下，当然假设此相对大的附加件可装配于隔离器机柜内。

现转而参看图2A，提供根据本发明实施例的隔离器机柜101的示意性表示。

此实例中的隔离器机柜101包含隔离器功能性104，其借助于输入/输出导线110连接到处理电路系统，并借助于输出导线112连接到多个现场元件。需要时，可借助于编组机柜再次进行到现场元件的此连接。

参考图2A，还示意性地说明了可能的多个可插拔电涌元件105中的一个电涌元件105，其用于视需要从图2A中所说明的输入/输出现场线112提供电涌保护。在图2A中示意性地说明可插拔电涌元件内的基本电子功能性。如可理解，可插拔电涌元件(105)的存在不需要移除/重新连接现场线112。

转而参看图2B，说明电涌机柜101内的电涌装置104的配置的其它细节，且其中关于需要电涌保护的隔离器元件104说明可插拔电涌元件105中的每一个。

如所提到，隔离器元件104中的每一个配备有适当的插座布置115，通过所述插座布置，电涌元件105可视需要以可拆卸方式插入隔离器元件104中并电连接到输入/输出现场线112以便实现所需的电涌功能性。同样，且重要的是，在不需要现场布线的任何断开的情况下实现了电涌元件与隔离器的操作连接和与隔离器的断开。这因此允许电涌元件的“实时”连接/断开，而不需要或最小化“停机时间”。

可因此实现对单独电涌机柜的有利避免而不限制现有技术。

隔离器装置104因此有利地被布置成在其自有机柜101内接受可插拔电涌元件105，且此类装置可易于恰好在关于输入/输出现场线112所需的位置处连接。

另外，在过程运行时可插入或移除电涌元件105，且此配置提供关于哪个输入/输出现场现线112与电涌装置相关联的即时指示。除了避免需要如上所述单独的电涌机柜之外，简单的可插拔性还避免了对额外、易于故障的布线的需要。又另外，还可视需要而易于实现实现对此类可插拔电涌元件/模块105的重新装配。

现在参考图3A到3E，以串联格式示出电涌元件连接到隔离器装置的方式，且如现有技术中已知。

首先参考图3A，说明了连接到隔离器装置204的输入/输出线110，所述隔离器装置又连接到在此实例中包括现场布线112的输出导线112。为了实现引入根据此已知技术的电涌功能性，必须使现场布线112与隔离器装置204断开，如图3B中所说明，以便允许以串联方式在隔离器装置204与现场布线112之间插入电涌元件模块205，如参考图3C所说明。

图3D示出工序中的下一阶段，其中电涌元件205首先连接到隔离器装置204，且接着如图3E中所说明，现场布线112接着又连接到电涌元件205。因此，先前断开的现场布线112不再直接连接到隔离器装置204，而是现在连接到充当现场布线112与隔离器装置204之间的中间元件的电涌元件205。

如将了解，电涌元件205的此操作配合需要现场布线112的断开和后续重新连接，这会展现出各种各样的缺点，但是其中至少包括对采用布线和隔离器装置的系统的操作的破坏和停机时间，而且不无法以相对简单和有效的方式反转如果此中断，那么布线和隔离器装置也会开启进一步中断的可能性。

现转而参看如参考图4A到4C所说明的本发明的实例，本发明的特定优点将易于显而易见。

首先转而参看图4A，根据本发明实施例的隔离器装置104连接到如同现有技术配置的输入/输出导线110和现场线112。但是，作为重要的差别，隔离器104包含连接构件115，所述连接构件允许电涌装置105直接可以连接方式插入到隔离器104中，并且不需要对隔离器装置104与现场布线112的连接的任何中断。

进一步参考图4B说明本发明的此有利特征，图4B说明被布置成用于插入搭配隔离器装置104的连接器布置115中的合适电涌装置105。如将接着了解，此连接件相当独立于隔离器104与现场线112之间的连接的性质。

图4C完成了连接过程的说明，并说明插入到隔离器装置104的连接器115中的电涌元件105，以便有效地实现隔离器装置104内且相对于现场布线112的到所述隔离器装置的并联连接。

如将易于了解，可插入/拔出电涌，即，适当地连接/断开多次，且在每种情况下，对隔离器装置104与现场布线112之间的连接方式没有影响，且因此如果有的话，对采用隔离器装置104的系统的操作的不利影响是非常小的，这是因为可以在电涌元件105与隔离器装置104之间实现“实时可插入性”而不需要任何停机时间。

因此，本发明提供了将电涌元件连接到例如隔离器装置等操作装置的特别有利且简化的方式，且这进一步增强了可提供此电涌功能性而不需要单独的电涌机柜的方式。

当然，应了解，本发明不限于前述实施例的细节。具体地说，可以设想相关于任何形式的隔离器提供本发明，提供本质安全或另外或实际上任何形式的屏障装置，例如齐纳屏障装置。

虽然关于呈隔离器装置和机柜形式电子功能装置和装置机柜论述本发明的上述实施例，但应理解，可易于相关于齐纳屏障装置和齐纳屏障机柜或实际上其组合提供本发明。

本发明因此不限于前述实施例的细节，特别是关于电涌元件105或其组成部分中的每一个的连接/断开的性质的细节。

Claims (13)

1.一种电子隔离器装置，其被布置成用于收纳来自现场元件的现场布线并进一步包含连接构件，所述连接构件被布置成收纳用于向所述装置提供电涌功能性的电涌元件，并借助于所述现场布线向连接性提供电涌保护，所述装置被布置成使得所述电涌元件借助于所述连接构件连接到所述装置和所述现场布线。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述连接构件被布置成用于相对于所述现场布线并联连接电涌构件。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述连接构件从所述装置内将所述电涌装置连接到所述现场布线。

4.根据权利要求1到3中任一项或多项所述的装置，其包括本质安全的隔离器。

5.一种电子屏障装置，其被布置成用于收纳来自现场元件的现场布线并进一步包含连接构件，所述连接构件被布置成收纳用于向所述装置提供电涌功能性的电涌元件，并借助于所述现场布线向连接性提供电涌保护，所述装置被布置成使得所述电涌元件借助于所述连接构件连接到所述装置和所述现场布线。

6.根据权利要求5所述的装置，其包括齐纳屏障装置。

7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其被布置成使得所述电涌元件在由所述装置收纳时进一步用以提供受所述电涌元件保护的所述装置的视觉指示。

8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中所述连接构件包含压入配合连接件的部分。

9.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中所述连接构件包含凸/凹连接件布置的部分。

10.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中所述连接构件包含螺钉螺纹构件。

11.根据前述权利要求中任一项或多项所述的装置，其中所述电涌元件被布置成定位于所述装置到现场布线的连接点处。

12.一种包括根据前述权利要求中任一项或多项所述的多个装置的电子系统元件。

13.一种包含根据前述权利要求中任一项或多项所述的多个装置的电子功能装置机柜。