CN113661687A - 电子设备和通信单元 - Google Patents

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CN113661687A CN202080024207.6A CN202080024207A CN113661687A CN 113661687 A CN113661687 A CN 113661687A CN 202080024207 A CN202080024207 A CN 202080024207A CN 113661687 A CN113661687 A CN 113661687A
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斯特凡·奥厄尔
菲利普·诺伊格鲍尔
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Abstract

一种电子设备，所述电子设备具有控制电子装置，所述控制电子装置具有至少一个程序存储器与存储在其中的计算机程序和具有用于执行所述计算机程序的计算机，其中所述计算机程序具有用于控制所述电子设备的功能的软件控制功能，其中所述电子设备具有至少一个与所述控制电子装置耦合的通信单元，所述电子设备设立用于通过所述通信单元与外部的计算机设备进行数据通信，其特征在于，所述通信单元构成为可更换的通信模块，其中所述通信模块具有网关功能性，通过所述网关功能性，在由所述外部的计算机设备所使用的外部的通信协议和/或物理层与在所述通信模块和所述计算机之间所使用的内部的通信协议和/或物理层之间进行双向转换，其中所述通信模块要么支持恰好一个外部的通信协议要么支持多个外部的通信协议。

Description

电子设备和通信单元
技术领域
本发明涉及一种电子设备。电子设备例如能够是用于从能量源中给电部件供应电能的电能量供应设备和/或电子保护开关。本发明尤其涉及用于工业设施的电子设备的领域，尤其用于诸如存储器可编程的控制设施的工业控制器。本发明还涉及一种电子设备的通信单元和一种具有多个通信模块的产品线(Sortiment)。
背景技术
能量供应设备用于提供在特定的电压水平例如12伏或24伏和特定的电压类型例如直流电压上的电能，其中能量供应设备例如从供电网，例如交流电网中提供该电能供应。为此，电子设备具有用于转换和/或整流由供电网提供的电能的相应部件，如果所述电子设备是开关电源，那么所述部件例如呈时钟控制的转换电路的形式，和/或所述电子设备具有至少一个变压器。
发明内容
在工业供电领域中，对这种电子设备的可靠性和功能性提出了很高的要求。本发明基于如下目的：提供一种进一步改进的电子设备。
为了实现该目的，电子设备能够具有控制电子装置，所述控制电子装置具有至少一个程序存储器与存储在其中的计算机程序和具有用于执行所述计算机程序的计算机。计算机程序具有软件控制功能，用于控制电子设备的功能，例如供电功能。以这种方式，能够实现具有多种功能的电子设备，所述功能分别能够以软件方式来实现。由此，电子设备也能通过如下方式升级，也就是说，所述电子设备无需更改硬件即可保存进一步开发的计算机程序。
电子设备能够具有参数存储器，在所述参数存储器中可存储用于限定电子设备的功能的参数。通过这样的参数，用户能够根据需要设定电子设备的功能的特定的细节并且适配于相应的应用。
在一个有利的设计方案中，电子设备具有至少一个与控制电子装置耦合的通信单元，电子设备设立用于通过所述通信单元与外部的计算机设备进行数据通信。以这种方式，外部的计算机设备和电子设备之间的数据交换是可行的，例如以便读取电子设备的运行数据或通过外部的计算机设备设定和/或控制电子设备的特定的功能。此外，如果电子设备具有参数存储器，那么可以在该电子设备中存储可变的参数。
外部的计算机设备能够是任何计算机，诸如笔记本电脑或个人电脑。外部的计算机设备也能够是存储器可编程的控制设施的控制设备或这种存储器可编程的控制设施的其他设备。外部的计算机设备能够是连接到数据总线上的设备。为此，电子设备能够经由通信单元与数据总线耦合。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信单元构成为可替换的通信模块，其中通信模块具有网关功能性，通过所述网关功能性，在由外部计算机设备使用的外部通信协议和/或物理层与在通信模块和计算机之间使用的内部通信协议和/或物理层之间进行双向转换，其中通信模块要么支持恰好一种外部通信协议要么支持多种外部通信协议。因此，针对电子设备的计算机，通信模块利用内部通信协议和/或物理层工作，而针对外部的计算机设备，通信模块利用外部通信协议和/或物理层工作。通过网关功能性，通信模块能够执行从外部通信协议到内部通信协议的转换和反过来从内部通信协议到外部通信协议的转换。这同样适用于在内部的物理层和外部的物理层之间的转换。在此，将物理层理解为在OSI层模型中的位传输层。
这具有以下优点：通信模块和从而其网关功能性并且尤其是所支持的外部的通信协议和/或物理层能够通过如下方式简单地进行交换：从电子设备中移除通信模块并且将另一通信模块与电子设备连接。以这种方式，电子设备能够在不需要大的耗费的情况下适配于不同的外部的通信协议和/或物理层。内部的通信协议例如能够是任何现场总线通信协议，例如Modbus-RTU。
这种模块化的通信设计理念的另一优点在于：同一通信模块首先能够用于特定的电子设备并且在稍后的时间点用于另一电子设备或另一设备。与通信接口相关联的成本与之相应地不与电子设备或其他设备相关联，而是与通信模块相关联。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，外部的通信协议是总线协议或P2P协议，所述总线协议或P2P协议支持多个连接在共同的数据总线上的外部的计算机设备的数据通信。这具有以下优点：能够通过通信模块使电子设备有总线能力。外部的通信协议例如能够是任何现场总线通信协议，例如IO-Link、以太网/IP、EtherCAT、Interbus、SafetyBusP、Profibus、Sercos、Modbus-RTU等。
通信模块能够设立用于执行与电子设备的计算机的循环通信和/或非循环通信。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信模块设立用于经由内部的通信协议从电子设备的控制电子装置中读取指示电子设备的设备类型的标志并且经由外部的通信协议传输给外部的计算机设备。这具有以下优点：电子设备尤其在具有多个通信参与者(例如在通信模块与数据总线连接时)的数据传输环境中，与所使用的内部和外部的通信协议无关，总是能够被识别为这种电子设备。以这种方式，电子设备能够与相应插接的通信模块不相关地被其他数据传输参与者辨识为这种电子设备。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信模块设立用于将经由外部的通信协议从外部的计算机设备接收的用于控制电子装置的区块参数化的命令转换成内部的通信协议，使得控制电子装置，尤其是其参数存储器，可借助于用于进行区块参数化的命令写入多个参数。以这种方式，新的参数集可被集中地激活。这样具有如下优点：电子设备即使在使用本身不知悉用于区块参数化的任何等效命令的内部的通信协议时也能够借助于经由外部的通信协议接收的命令通过这种区块参数化在“区块”中被参数化，即大量参数能够通过命令快速且简单地传输并且储存到电子设备中。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信模块设立用于将经由外部的通信协议从外部的计算机设备接收的数据存储命令可选地在多个步骤中转换成内部的通信协议的所选择的功能，其中控制电子装置的参数数据通过通信模块读取并传输给外部的计算机设备和/或参数数据从外部的计算机设备经由通信模块写入控制电子装置中。以这种方式，即使内部的通信协议不知悉这种等效命令，也使电子设备适用于外部接收的数据存储命令。然后通过通信模块将接收到的数据存储命令转换成内部的通信协议的现有的、所选择的功能，这能够可选地在多个步骤中进行，也就是说，通过内部的通信协议的多个逐步地相继执行的功能进行。通过数据存储命令，能够读取电子设备的控制电子装置的当前的参数集并将其传输给外部的计算机设备，然后能够在那里存储参数集。然后能够对电子设备进行重新参数化，例如通过如下方式：借助于用于区块参数化的命令将新的参数集传输给控制电子装置。尤其地，通过数据存储命令能够经由通信模块实现电子设备的参数集的备份功能性。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信模块具有或允许密码保护，使得经由通信模块与电子设备通信的外部的计算机设备至少在访问控制电子装置的特定的功能时必须执行密码验证。以这种方式，提供防错误操作并且尤其防操纵电子设备的提高的安全性。这种提高的安全性通过通信模块中的密码保护来实现，通过所述密码保护能够禁止至少对控制电子装置的特定的功能进行任何未经验证的访问。外部的计算机设备必须首先执行密码验证，即，在通信模块准许对控制电子装置的特定的功能访问之前，将正确的密码传输给通信模块。
1.根据上述权利要求中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备(1)构成为用于从能量源中为电子部件进行电能供应的电能量供应设备和/或构成为电子保护开关。
2.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电能量供应设备构成为电源，例如作为工业控制装置尤其存储器可编程的控制设施的电源，构成为开关电源和/或构成为不间断的供电装置(USV)。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备构成为用于从能量源中为电子部件进行电能供应的电能量供应设备和/或构成为电子保护开关。电能量供应设备构成为电源，例如作为工业控制装置尤其存储器可编程的控制设施的电源，构成为开关电源和/或构成为不间断的供电装置(USV)。这具有如下优点：电子设备能够在各种各样的变型形式中实现。在这种情况下，相同的模块化的通信设计理念可分别通过可更换的通信模块使用。换言之，通信模块能够与实现电子设备的方式无关地使用。可从电子设备的控制电子装置中读取的、指示电子设备的设备类型的标志，在这方面例如能够区分工业控制装置的电子设备、开关电源和/或不间断的供电装置。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通信模块借助于电插接连接部可从外部插到电子设备的壳体上。这允许无需要工具地简单地更换通信模块以及简单地安置通信模块。通信模块例如能够具有锁止元件，通过所述锁止元件，通信模块锁止在电子设备的壳体上并且以这种方式固定在电子设备的壳体上。
通信模块能够具有自身的控制计算机，所述控制计算机执行存储在通信模块中的计算机程序。以这种方式，尤其能够进行外部的通信协议和内部的通信协议之间的高效转换，尤其当这需要特定的计算耗费和/或存储器要求时如此。通信模块也能够构成为不具有自身的控制计算机，这例如在如下情况下是有利的：例如外部的通信协议与内部的通信协议相同或仅仅略有不同。例如，在这种情况下，通信模块能够仅具有一个按硬件方式的适配电路，例如用于调整物理层的电压电平。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备具有按硬件方式的识别电路，通过所述识别电路，控制电子装置能够识别：是具有自身的控制计算机的通信模块还是不具有自身的控制计算机的通信模块与电子设备连接。这具有如下优点：电子设备能够以小的耗费自动确定：哪种类型的通信模块与电子设备连接。与之相应地，电子设备能够自动地使其通信功能适应于各自连接的通信模块。在通信模块不具有自身的控制计算机的情况下，电子设备的计算机能够承担通信模块的特定的控制功能，例如操控通信模块的控制输入以设定数据传输方向。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备设立用于在运行正在进行时更换通信模块(热插拔)。由此，进一步提高电子设备匹配不同需求的灵活性。电子设备能够在此能够设立用于，在更换通信模块之后自动地使其通信接口的改变的接口参数适配于通信模块。也能够从新插接的通信模块处请求通信参数的适配。
上述目的还通过一种之前阐述的类型的电子设备的通信单元来实现。在这种情况下，通信单元构成为可更换的通信模块，其中通信模块具有网关功能，通过所述网关功能，在由外部的计算机设备使用的外部的通信协议和/或物理层与在通信模块和计算机之间所使用的内部的通信协议和/或物理层之间进行双向转换，其中通信模块要么支持恰好一个外部的通信协议，要么支持多个外部的通信协议。由此也能够实现之前阐述的优点。
本发明还涉及一种具有多个之前阐述的类型的通信模块的产品线，其中所述产品线的通信模块分别具有相同的内部的通信协议和/或物理层，但是具有不同的外部的通信协议和/或物理层。通过这种产品线，在需要时能够使具有通信模块的更换可能性的电子设备适配于不同的外部的通信协议和/或物理层。
所述产品线能够以通信模块来补充，所述通信模块具有与内部的通信协议和/或物理层相同的通信协议和/或物理层作为外部的通信协议和/或物理层。该通信模块例如能够构成为不具有自身的控制计算机。
例如，如果使用IO-Link协议作为外部的通信协议，那么通信模块能够设立用于执行以下功能：
开始阶段：通过如下数据对IO-Link通信进行参数化和初始化，所述数据从电子设备读取(辨识块)。
过程数据：循环Modbus请求，与IO-Link请求同步或与IO-Link请求异步。
参数数据：从IO-Link到Modbus的转换和反向转换，为此通过常量偏移将IO-Link标示转换为Modbus地址，将Modbus错误通知映射到IO-Link错误通知上，将事件转发给IO-Link主机。
区块参数化-BP：
当通信模块获得IO-LinkBP启动指令时，通信模块使所述电子设备置于BP状态中。
电子设备并不直接将写入的参数值传输到有效的配置中，而是对其暂存。当发送BP停止指令并且在BP期间任何写入请求都没有错误时，写入的参数值变得有效。
BP的结果被发送给IO-Link主机。
数据存储DS
响应于IO-Link主机的请求，通信模块从电子设备中读取标示(固定定义的地址)并且集合可供IO-Link主机使用的DS_IndexList。
当写入参数集时，通信模块将电子设备置于BP状态中(电子设备处理以下请求，如区块参数化)。
当读取参数集时，像正常的读取请求一样处理。
从电子设备中提供参数集的CRC。
电子设备具有用于输出电能以为电部件(消耗器)进行电能供应的端口。这些端口也能够称为电子设备的供电装置输出端口。根据一个有利的设计方案，电子设备具有至少一个可控的数字或模拟输出端口和/或至少一个数字或模拟输入端口作为其他端口。在可控的数字或模拟输出端口的情况下，该数字或模拟输出端口可被外部的计算机设备经由通信单元控制。在数字或模拟输入端口的情况下，输入值可由该输入端口经由通信单元从外部的计算机设备读取。这具有如下优点：经由电子设备附加地还能够提供至少一个简单的远程I/O功能性。数字或模拟输出端口与之相应地是这种远程I/O单元的输出，数字或模拟输入端口是这种远程I/O单元的输入。与之相应地，至少能够利用电子设备执行简单的控制和监视任务，使得在许多情况下在设施中不需要附加的I/O模块。在这种情况下，电子设备的现有I/O端口已经能够用于实现数字或模拟输入端口和/或数字或模拟输出端口，所述现有的I/O端口例如对于特定的标准功能，如显示正确的电压电平(“DC-OK”)本来就存在。与之相应地，在提供所提及的远程I/O功能性时，不会提高对于电子设备所需的硬件耗费。
通过该远程I/O功能性，电子设备能够用作为数字的分支部位(Auβenstelle)，所述分支部位借助于数据通信例如能够用于状态或功能监控。这种远程I/O功能性能够通过纯软件扩展，即通过计算机程序的相应的代码来实现。因此不需要附加的硬件。
如果数字或模拟输入端口构成为数字输入端口，那么仅提供二进制输入值(0和1)。如果数字或模拟输入端口构成为模拟输入端口，那么提供具有特定的值域的输入值，例如具有8位(0到255)或12位(0到4095)的输入值，视所使用的模数转换器的分辨率而定。
如果数字或模拟输出端口构成为数字输出端口，那么仅可设定二进制的输出值(0和1)。如果数字或模拟输出端口构成为模拟输出端口，那么提供具有特定的值域的输出值，例如具有8位(0至255)或12位(0至4095)的输出值，视所使用的数模转换器的分辨率而定。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备恰好具有一个可控的数字或模拟输出端口。由此将用于远程I/O功能性的耗费最小化，尤其是在这种电子设备中通常本来就需要单独的可控数字或模拟输出端口。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备具有恰好一个数字或模拟输入端口。这使远程I/O功能的耗费最小化，尤其在这种电子设备中通常本来就需要单独的可控数字或模拟输入端口。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备具有参数存储器，在所述参数存储器中能够存储用于定义电子设备的功能性的参数，其中数字或模拟输入端口的功能性可通过至少一个参数来设定和/或可控的数字或模拟输出端口的功能性是可设定的。这具有以下优点：数字或模拟输入端口或数字或模拟输出端口的功能性可由用户选择并且与之相应地设定。由此进一步提高电子设备使用中的灵活性。数字或模拟输入端口的功能性例如能够在两个不同功能或数量更多的不同功能之间转换。数字或模拟输出端口的功能性例如能够在两个功能或数量更多的功能之间转换。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，数字或模拟输入端口的功能性借助于至少一个参数至少可设定为固定预设的标准输入功能，和/或可控的数字或模拟输出端口的功能性借助于至少一个参数至少可设定为固定预设的标准输出功能。这简化了用户选择数字或模拟输入端口的功能性或数字或模拟输出端口的功能性。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，标准输出功能是信号在可控的数字或模拟输出端口处的输出，所述信号表明：电子设备的在用于输出电能的端口处输出的电压是否在允许的范围中。与之相应地，数字或模拟输出端口能够设定为作为“DC-OK”端口的标准功能。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，标准输入功能是经由数字或模拟输入端口以远程可控的方式接通/关断电子设备或者在用于输出电能的端口处所输出的能量。与之相应地，数字或模拟输入端口能够在标准功能中用作为电子设备的远程控制端口。
在一个有利的设计方案中，电子设备具有至少一个借助于计算机程序按软件方式实现的电子过流保护开关。有利地，因此能够以至少基本上以软件实现的过电流保护开关功能性来扩展电子设备。因此，电子设备与至少单通道的电子保护开关功能性整合在一个设备内。这具有如下优点：通常能够弃用外部的过流保护开关(circuit breaker)。由此能够为用户节省成本和结构空间。此外，提高了用户的灵活性。此外，由于不需要用于外部过流保护开关的附加的接线耗费，简化了外部接线。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子过电流保护开关仅通过计算机程序实现，而不需要补充的硬件构件。因此，在电子设备中本来就可用的硬件用于实现电子过流保护开关的功能性。因此，保护开关软件仅使用如下硬件就能够完全地发挥功能，所述硬件也使用用于控制电子设备或具体地用于控制能量供应设备本身的软件。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子过电流保护开关包括用于切断由电子设备输出的输出电流的功能和/或用于将由电子设备输出的输出电流限制到预定的电流值的功能。所述切断在此能够包括输出电流的永久切断或输出电流的临时(暂时)切断。这同样适用于限制输出电流，该限制能够可选地是永久的或临时的。电子过电流保护开关的功能还能够包括在切断输出电流和限制输出电流之间切换。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，通过在初级侧控制电子设备来进行由电子设备输出的输出电流的切断或由电子设备输出的输出电流的限制。例如能够在初级侧直接控制主变换器，例如变压器。这允许简单地实现电子过电流保护开关功能性。因此，能量输送和从而输出电流的输出能够被停止或设置为更低的程度，其方式为：电子设备的实际的主变换器在初级侧不再主动地被操控。
为了实现电子过流保护开关功能性，电子设备在输出支路中具有电流测量装置。通过电流测量装置能够确定输出电流是否过高并且电子过流保护开关必须与之相应地做出响应，以便执行对输出电流的切断或限制。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子过电流保护开关具有：监控由电子设备输出的输出电流是否超过极限电流值，其中在超过极限电流值时切断输出电流或者将输出电流限制为预定的电流值，例如极限值。所输出的输出电流在此能够经由上述电流测量装置来确定。通过计算机能够比较：所测量的输出电流是否超过极限电流值。与之相应地，计算机能够采取相应的对应措施，例如切断输出电流或限制输出电流。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，仅在预定的触发时间之后才切断输出电流或限制输出电流，在所述触发时间期间输出电流持续地或在大部分时间上超过极限电流值。这具有以下优点：电子过电流保护开关功能性在每次略微短暂地超过极限电流值时不一定做出响应，而是仅在预定的触发时间后才做出响应。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备具有参数存储器，在所述参数存储器中可存储用于定义电子设备的功能性的参数，其中电子过电流保护开关可通过一个或多个可在参数存储器中设定的参数根据用户的期望配置。这具有如下优点：保护开关功能性能够适配用户的需求。尤其地，触发时间和/或极限电流值能够作为参数来设定。由于触发时间的设定可行性，可选地可设定“快”和“慢”保护开关特性。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，能够经由通信单元借助于外部的计算机设备设定电子设备的参数存储器中的参数。由此，也可以远程设定保护开关功能性。此外提供改变参数的一种简单的可行性。
根据本发明的一个有利的设计方案，过电流保护开关的响应，例如触发对所输出的输出电流的切断和/或限制，能够经由灯光反馈和/或经由通信接口以信号的形式表示。为此，能够有利地使用本来就存在的灯光信号显示器，例如LED，其在正常运行中显示电子设备的负荷。但是，特殊状态例如保护开关功能性也能够经由不同的闪烁码(离开正常运行)以信号形式表示。电子设备的已经提到的通信单元能够用作为通信接口。
电子设备能够具有协议化功能，在所述协议化功能中将电子过电流保护开关功能性的有效性
Figure BDA0003277258340000101
协议化。例如，能够将通过电子过流保护开关何时并且多长时间地执行对输出电流的切断和/或对输出电流的限制来协议化。协议文件能够由外部的计算机设备经由电子设备的通信单元读取。由此为用户提供改进的诊断可行性。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，电子设备具有壳体，在所述壳体上设置有承载轨道固定元件，通过所述承载轨道固定元件能够将电子设备固定在电气安装技术的承载轨道上。以这种方式，电子设备能够像工业控制设施的其他部件一样固定在承载轨道上，例如与其他设备并排排列。电子设备例如能够锁止在承载轨道上。
就本发明而言，不应不定冠词“一”理解为数词。也就是说，例如如果提到一个构件，那么这应按照“至少一个构件”来解释。如果角度说明以度数为单位，所述角度说明涉及360度(360°)的圆度。如果提及计算机，那么该计算机能够设立用于例如在软件意义下执行计算机程序。计算机能够构成为市售计算机，例如PC、手提电脑、笔记本电脑、平板电脑或智能手机，或者构成为微处理器、微控制器或FPGA，或这些元件的组合。如果提及闭环控制，那么闭环控制与开环控制的不同之处在于，闭环控制具有测量值或内部值的反馈或反向耦合，就闭合的闭环控制回路而言，通过所述闭环控制，闭环控制的所产生的输出值反过来又受到影响。在开环控制的情况下，变量被单纯地控制而没有这种反馈或反向耦合。
附图说明
下面利用附图根据实施例详细阐述本发明。
附图示出：
图1示出电子设备的示意图，和
图2示出通信模块的示意图，和
图3示出由电子设备和通信模块构成的装置的示意图。
在附图中使用的附图标记具有以下含义：
1.电子设备
2.壳体
3.通信单元
4.数字或模拟输出端口
5.数字或模拟输入端口
6.计算机
7.数据总线
8.外部的计算机设备
9.能量供给输出端口
10.输入端口
11.程序存储器
12.参数存储器
13.初级侧部件
14.变压器
15.次级侧部件
16.控制电子装置
30.通信模块
31.插接连接部
32.内部的硬件接口
33.控制计算机
34.程序存储器
35.参数存储器
36.外部的硬件接口
37.插接连接部
I.输出电流
U.输出电压
R1.电阻
R2.电阻
具体实施方式
图1示出具有壳体2的电子设备1。电子设备1的控制电子装置16设置在壳体2中。在壳体2中还存在功率电子构件13、14、15。电子设备具有输入端口10，电子设备1利用所述输入端口连接到供电网上，例如交流电网。电子设备1用于将从供电网经由输入端口10接收的电能转换成在输出侧输出的电能，所述电能在能量供应输出端口9处提供。例如，具有输出电压U的输出电流I能够在能量供应输出端口9上提供，例如直流电压。
功率电子装置部件13、14、15能够包括初级侧的部件13和次级侧的部件15。此外，在初级侧的部件13和次级侧的部件15之间也能够存在变压器14。
控制电子装置16具有计算机6、程序存储器11和参数存储器12。计算机6与程序存储器11和参数存储器12连接。在程序存储器11中存储有计算机程序。计算机程序具有用于控制电子设备1的供电功能的软件控制功能，例如用于保持输出电压U和/或输出电流I恒定的闭环控制功能。在参数存储器12中存储有用于用户特定地定义电子设备的功能性的参数，例如在软件控制功能中选择不同的选项或子功能。计算机6执行计算机程序并且在此考虑出自参数存储器12的相应参数。在这种情况下，计算机6控制功率电子装置部件13、14、15，使得在能量供应输出端口9处提供所期望的输出电流I和/或所期望的输出电压U。
如上所述，计算机经由其它在计算机程序中存在的软件功能执行电子过流保护开关功能性和/或远程I/O功能。
关于远程I/O功能，计算机6与电子设备的附加的端口连接，所述附加的端口包括至少一个可控的数字或模拟输出端口4和至少一个数字或模拟输入端口5。经由数字或模拟输入端口5，计算机6能够读入输入信号，例如数字值或模拟值。计算机6能够在输出端口4处输出数字或模拟的输出信号。端口4、5在此不必直接与计算机6连接，而是能够经由合适的接口电路与所述计算机解耦。
计算机6还与通信单元3连接。经由通信单元3，计算机6和进而电子设备1能够与外部的计算机设备8执行数据通信。在所示的实施例中，计算机设备8连接到数据总线7上。电子设备1经由其通信单元3同样与数据总线7连接。以这种方式，能够在电子设备1和外部的计算机设备8之间进行数据通信。
在远程I/O功能性的情况下，外部的计算机设备8能够经由通信单元3控制数字或模拟输出端口4。在这种情况下，计算机6经由通信单元3从外部的计算机设备8接收控制命令并且根据控制命令操控数字或模拟输出端口4。外部的计算机设备8能够经由通信单元3从数字或模拟输入端口5读取输入值。在这种情况下，计算机6经由通信单元3从外部的计算机设备8接收读取命令，从数字或模拟输入端口5读入输入值，并且借助于响应消息经由通信单元3将输入值传送给外部的计算机设备8。此外，数字或模拟输出端口4和/或数字或模拟输入端口5的功能性能够经由存储在参数存储器12中的参数来设定。
在图1中示出的通信单元3能够构成为可更换的通信模块30，例如在图2中所示出的那样。通信模块30具有电插接连接部31，通信模块30利用所述电插接连接部能够与电子设备1并且尤其是其控制电子装置16电连接。通信模块30具有另一电插接连接部37，通信模块30利用所述另一电插接连接部能够与外部的计算机设备8直接连接或间接地经由数据总线7连接。
在通信模块30中可以存在自身的控制计算机33。在这种情况下有利的是，通信模块30具有自身的程序存储器34并且可选地还有自身的参数存储器35，其中这些存储器分别与控制计算机33连接，使得控制计算机33能够访问存储内容。
通信模块30具有网关功能性，通过所述网关功能性，在由外部的计算机设备8使用的外部的通信协议和/或物理层与在通信模块30和计算机6之间使用的内部的通信协议和/或物理层之间进行双向转换。这种双向转换在此基本上由控制计算机33执行和控制。为此，控制计算机33一方面与插接连接部31连接，例如经由内部的硬件接口32，而另一方面与另一插接连接器37连接，例如经由外部的硬件接口36。控制计算机33和所使用的内部物理层之间的在硬件方面的信号适配能够经由内部的硬件接口32进行。控制计算机33和所使用的外部物理层之间的在硬件方面的信号适配能够经由外部的硬件接口36进行。
如果内部的通信协议和外部的通信协议实质上不同并且网关功能性复杂至使得需要自身的控制计算机33，那么根据图2阐述的通信模块30的结构是尤其有利的。如果内部的和外部的通信协议之间的差异不是很大或者甚至使用相同的通信协议，那么通信模块30也能够构成为没有其自身的控制计算机33。在这种情况下，也能够取消程序存储器34和参数存储器35。可选地，能够弃用内部的硬件接口32，或者该内部的硬件接口能够与外部的硬件接口36组合地构成。
图3结合电子设备1的部分视图示出通信模块30的这种实施方案。在这种情况下，通信模块30构成为没有自身的控制计算机。基本上，通信模块30于是仅具有外部的硬件接口36。根据实施方式，外部的硬件接口36的特定的操控功能尽管如此仍然必须以处理器控制的方式进行，这在通信模块30中缺少自身的控制计算机的情况下在该处是不可行的。就此而言根据图3描述了一个有利的实施方式，其中外部的硬件接口36的这种以处理器控制的方式进行的操控能够经由电子设备1的计算机6进行。
所示出的是在计算机6和外部的硬件接口36之间的接口连接，所述接口连接例如能够以具有发送线路Tx和接收线路Rx的串行接口的形式构成。此外示出电能供应线路Vcc(硬件接口36的工作电压)和GND(地线)。还示出计算机6的I/O端口，所述I/O端口既能够作为输出端口也能够作为输入端口来运行。如果I/O端口作为输出端口运行，那么计算机6能够由此控制外部的硬件接口36的控制端口，例如以便设定数据传输方向，即发送/接收。如果I/O端口用作为输入端口，那么能够经由其读入数字或模拟信号。
图3在此示出按硬件方式的识别电路，通过所述识别电路，控制电子装置16或计算机6能够识别：具有自身的控制计算机33的通信模块30或不具有自身的控制计算机33的通信模块30是否与电子设备1连接。由此，计算机6能够自动地确定：其是必须还是不必经由I/O口的输出信号来执行控制功能。
在这种情况下，按硬件方式的识别电路具有安装在电子设备1中的电阻R2，所述电阻建立Vcc和I/O端口之间的连接(上拉电阻)。在通信模块30中存在另一电阻R1，所述另一电阻建立GND和I/O端口之间的连接(下拉电阻)。计算机6能够根据经由I/O端口读入的、基于电阻比R1/R2所设定的电压电平来识别：连接有通信模块30，而不具有自身的控制计算机。具有自身的控制计算机的相应的通信模块30可能构成为没有这样的电阻R1，使得于是在I/O端口处出现不同的电压电平，这对于计算机6同样是能识别的。

Claims (14)

1.一种电子设备(1)，所述电子设备具有控制电子装置(16)，所述控制电子装置具有至少一个程序存储器(11)与存储在其中的计算机程序和具有用于执行所述计算机程序的计算机(6)，其中所述计算机程序具有用于控制所述电子设备(1)的功能的软件控制功能，其中所述电子设备(1)具有至少一个与所述控制电子装置(16)耦合的通信单元(3)，所述电子设备(1)设立用于通过所述通信单元与外部的计算机设备(8)进行数据通信，其特征在于，所述通信单元(3)构成为可更换的通信模块(30)，其中所述通信模块(30)具有网关功能性，通过所述网关功能性在由所述外部的计算机设备(8)所使用的外部的通信协议和/或物理层与在所述通信模块(30)和所述计算机(6)之间所使用的内部的通信协议和/或物理层之间进行双向转换，其中所述通信模块(30)要么支持恰好一个外部的通信协议要么支持多个外部的通信协议。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)设立用于，经由所述内部的通信协议从所述电子设备(1)的控制电子装置(16)中读取标志，所述标志指示所述电子设备(1)的设备类型，并且经由所述外部的通信协议传输给所述外部的计算机设备(8)。
3.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)设立用于，经由所述外部的通信协议将从所述外部的计算机设备(8)接收的用于所述控制电子装置(16)的区块参数化的命令转换为所述内部的通信协议，使得所述控制电子装置(16)能够借助于用于进行区块参数化的命令写入多个参数。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)设立用于，将经由所述外部的通信协议从所述外部的计算机设备(8)所接收的数据存储命令可选地在多个步骤中转换为所述内部的通信协议的所选择的功能，其中所述控制电子装置(16)的参数数据通过所述通信模块(30)读取并且传输给所述外部的计算机设备(8)，和/或将所述外部的计算机设备(8)的参数数据经由所述通信模块(30)写入所述控制电子装置(16)中。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)设立用于，将经由所述外部的通信协议从所述外部的计算机设备(8)接收的数据写命令可选地在多个步骤中转换为所述内部的通信协议的所选择的功能，其中类型相同的电子设备的以前所存储的参数数据通过所述通信模块(30)由所述外部的计算机设备(8)存储到所述电子设备(1)上，其中可选地能够覆写现有的数据。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)具有或者允许密码保护，使得经由所述通信模块(30)与所述电子设备(1)通信的外部的计算机设备(8)至少在访问所述控制电子装置(16)的特定的功能时必须执行密码验证。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备(1)构成为用于从能量源中对电子部件进行电能供应的电能量供应设备和/或构成为电子保护开关。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电能量供应设备构成为电源，例如工业控制装置尤其存储器可编程的控制设施的电源，构成为开关电源和/或不间断的供电装置(USV)。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块(30)能够借助于电插接连接部(31)从外部插接到所述电子设备(1)的壳体(2)上。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备(1)具有按硬件方式的识别电路(R2)，所述控制电子装置(16)通过所述识别电路能够识别：是具有自身的控制计算机(33)的通信模块(30)还是不具有自身的控制计算机(33)的通信模块(30)与所述电子设备(1)连接。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备，其特征在于，所述外部的通信协议是总线协议或者P2P协议，所述总线协议或P2P协议支持多个连接在共同的数据总线(7)上的外部的计算机设备(8)的数据通信。
12.一种根据上述权利要求中的任一项所述的电子设备的通信单元，其特征在于，所述通信单元(3)构成为可更换的通信模块(30)，其中所述通信模块具有网关功能性，通过所述网关功能性，在由所述外部的计算机设备(8)使用的外部的通信协议和/或物理层与在所述通信模块(30)和所述计算机(6)之间所使用的内部的通信协议和/或物理层之间进行双向转换，其中所述通信模块(30)要么支持恰好一个外部的通信协议要么支持多个外部的通信协议。
13.一种具有多个根据权利要求12所述的通信模块(30)的产品线，其特征在于，所述产品线的通信模块(30)分别具有相同的内部的通信协议和/或物理层，但是具有不同的外部的通信协议和/或物理层。
14.根据权利要求13所述的产品线，其特征在于，所述产品线以通信模块(30)补充，所述通信模块具有与所述内部的通信协议和/或物理层相同的通信协议和/或物理层作为外部的通信协议和/或物理层。
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