CN1155336A - 具有一信号处理连接器和一功能单元的装置 - Google Patents

Abstract

一种具有一信号处理连接器和一功能单元的装置，在该装置中可以对与自动化设备相连接的分散外设系统的外设组件进行识别。为此分散外设系统的外设组件配备有一个装置，该装置在识别工作方式时将输送给其的问询信号转换成识别信号，在此工作方式时电源电压被断开。本发明适用于存储器编程控制的分散外设系统。

Description

具有一信号处理连接器 和一功能单元的装置

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的装置。

在模块式自动化系统中期望系统的输入和输出部分与在技术过程中所产生的执行机构和传感器的应用状况相适配。为此必须使系统的CPU单元可以求出配置方式，以便可以计算出设计的在应用程序中作为前提的结构与例如用于诊断目的的实际结构间的一致性。在国际专利申请WO94/15299中对一种带有CPU单元的装置作了说明，该CPU单元可以识别出，装置的插接位置是否装设了功能单元。为此插接式单元具有电平转换器件，当单元在读出存取时接收到CPU单元的插接位置识别信号的情况下，该器件将对配属给其的地址线的电平进行转换。

为了减少在尽管可扩充度很高的自动化系统中安装在自动化设备内的输入和输出部分的数量，采用了分散外设系统，例如所谓的“有源端子”形式的外设系统。带有外设组件的机箱被移至过程中的执行机构和传感器处，并且在自动化设备中仅需要有一个连接组件，该连接组件通过一根电缆与分散外设系统连接。该在国际专利申请WO94/15299中推荐的装置虽然可以识别出，连接电路是否已插接在自动化设备的插接位置上，但它并不能识别出，在分散外设系统中是否有外设组件存在。

本发明的目的在于，提出一种本说明书开头部分所述类型的装置，在该装置中可以对一插接的或安装的功能单元加以识别。另外还提出了一种可以识别的功能单元，甚至在该功能单元与其信号处理连接器空间分隔设置时，它也是可以被识别的。

本发明的目的是通过权利要求1所述装置来实现的。

甚至在依照权利要求3中给出的功能单元与其信号处理连接器空间分隔设置时，也能对其进行识别。并不需要将信号处理连接器与功能单元例如一起设置在一个备有一个底板母线的自动化设备内。

有关本发明的进一步设计请参见从属权利要求。

功能单元装置可以是有源的或无源的。有源的装置具有采用装置内自己生成的电压产生识别信号的器件；与此相反，无源装置将由信号处理连接器输送的电压转换成识别电压。连接器电压以及识别电压最好通过已有的信号线传输。

下面将参照附图所示本发明实施例进一步对本发明及其改进和优点加以说明，附图中：

图1所示为分散外设系统；

图2为带有与其连接的数字输入和输出单元的自动化设备的信号处理连接器的原理电路图。

在图1中示出一分散外设系统的机壳1，机壳上备有三排孔2。这些孔2具有用于连接外部线路的无螺钉的弹簧线夹，通过控制孔3可以把这些线路拆卸下来。数字输入和输出模块5被安装在机壳1上，其输入端与电缆连接器4连接并且其输出端通过一机壳1内图中未示出的电路板与孔2连接。在孔2排的左端设置有标示有L-和L+的电位线孔，这些孔用于把电位线加到一个带有由前面可以调换的保险丝的保险模件上。一扁平电缆可接在电缆连接器4上，该扁平电缆将分散外设系统1与自动化设备的一信号处理连接器7(图2)连接在一起。为每个数字输入和输出模块配备三个孔2，执行机构或传感器通过一个三线连接器与孔连接。其中这三个孔2中有两个加有用于传感器/执行机构的电源电压，有一个孔用于连接信号线。在本实施例中在分散外设系统上可插接16块数字输入和输出模块，因此接在电缆连接器4上的扁平电缆总共必须有18条线，其中有16条线用于连接器与最多可安装或插接的16块模件间的信号传输并且有两条线用于电压源+5V，M5V。电压源+5V，M5V构成模块5相应的电源电压，该电源电压加在三个孔中的两个连接传感器/执行机构的孔2上。在弹簧线夹上方设有标记位置，在该位置有各连接端子的标识符1……16(图1中的1……6被遮盖住)。

考虑到对安装在分散外设系统中的数字输入和输出模块5的识别，为清楚地了解自动化设备的信号处理连接器7的功能和工作方式，请参见图2，在图中示出该信号处理连接电路7及两个与其连接的数字输入和输出模块5。在图1和图2中出现的相同的器件用相同的附图标记加以标示。模块5的其中一个是数字输出模块6a，另一个是数字输入模块6b，其中输出模块6a包括一个由电阻R4，R5和二极管D3构成的装置8a、一个光电耦合器Oka和一个用于显示信号状况的发光二极管LEDa，输入模块6b包括一个光电耦合器Okb、发光二极管LEDb和一个由电阻R6，R7和二极管D4构成的装置。

在所谓的标准工作时，连接器7的电源和识别装置9经扁平电缆的线10，11和电缆连接器4向模块6a、6b馈送电源电压+5V和M5V。为此可控开关器SW闭合，并且在此种工作方式时用0或1电平形式的信号对信号线12a、12p加载。在模块5是数字输出模块的情况(例如模块6a)下，电源和识别装置9将根据控制程序的给定经相应线12a向该输出模块馈送0或1电平，在数字输入模块(例如模块6b)情况下，装置9经线12b向该模块馈送0或1电平，该电平与模块的测量值输入端(孔2)的测量值相等。这16条信号线12a……12p的每一条具有一个由电阻R1、R2和去耦二极管D1、D2构成的电路，其中二极管D1、D2的功能和工作方式对本发明并不重要，故对此不再赘述。

在所谓的识别工作方式时，连接电路7周期性地或在预定的时间后启动该方式，电源和识别装置9开启开关器SW，从而对模块5断开电压+5V、M5V的馈送。除此之外，电源和识别装置9经信号线12a……12p陆续地向模块5馈送通常的5V检测电压。选择数字输入和输出模块的装置8a、8b的元件参数，使得在该检测电压时数字输出模块6a的输出端2与连接器7不会接通并且考虑到该模块的识别，数字输入模块的被激活的输入端2不会影响连接器7。假定，装置9首先经信号线12a用检测电压5V对数字输出模块6a加载。从而使电流I1流经电阻R1、R2、二极管D3和比较器K1、K2的输入电阻R3。在该输入电阻R3上加有已减去了在电阻R1、R2和二极管D3上的压降的识别电压。比较器K1、K2的输入电路包括有其它的电阻R8、R9、R10，其中为这些电阻和电阻R3选择的参数应使在比较器K1的输出端及比较器K2的输出端上都加有1电平。与电阻R3相比，电阻R4和R5是高阻值的，以便使电流I1进一步经供电线路I0流向电阻R3。加在电阻R4和R5上的电压很小，从而使光电耦合器Oka和发光二极管LEDa上不致出现电涌现象。根据在电源和识别装置9中存储的处理规章，装置9由比较器K1、K2的输出电平的位组合1、1识别出，模块6a是数字输出模块。在此识别后装置9经线路12b用检测电压+5V对模块6b加载，从而使电流12流经电阻R1、R2、电阻R6、二极管D4和电阻R3。对装置8b的电阻R6选择的参数应使在电阻R3上的压降在比较器K1上产生输出电平0，在比较器K2上产生输出电平1。同样与电阻R3相比，电阻R7是高阻值的，并且二极管D5用于防止在激活输入端2时考虑到模块6b的识别，连接器7受到干扰影响。连接器7的装置9根据处理规章由比较器K1、K2的输出电平的位组合0、1识别出数字输入模块。在比较器K1、K2分别具有一个0输出电平(位组合0、0)的情况下，装置9识别出在分散外设系统中的相应安装位置或插接位置没有设置模块。当组件9用检测电压5V对线12c加载时，就是这种情况。当在电阻R3上加有0V识别电压时，这说明在该信号线12c上没有模块连接。

Claims (5)

1、一种具有至少一个功能单元(5；6a，6b)的装置，该单元配备有电源线和信号线(12a，……)的第一接口(10，11)，该接口与信号处理连接器(7)连接，和用于连接传感器/执行机构的第二接口(2)，其中在标准工作方式时单元(5；6a，6b)由连接器(7)获得电源电压(+5V，M5V)并输送给传感器/执行机构一个信号或从传感器/执行机构获得一个信号，其特征在于：功能单元(5；6a，6b)备有一个装置(8a，8b)，该装置在识别工作方式时经第一接口的一条线路输送给连接器(7)一个识别信号，在该工作方式时连接器(7)对单元(5；6a，6b)不输送电源电压，连接器(7)根据处理规章的标准对此识别信号进行计算并判定出单元的类型(5；6a，6b)。

2、按照权利要求1所述的装置，其特征在于：在识别工作方式时连接器(7)经一条信号线(12a……12p)向装置(8a，8b)输送一个电压，装置(8a，8b)将该电压转换成一个识别电压并经电源线返送回连接器(7)。

3、一种功能单元(5；6a，6b)，它具有用于电源线和一条信号线(12a，……)的第一接口(10，11)，该信号线接在基本设备的信号处理连接器(7)上，并具有用于连接一传感器/执行机构的第二接口(2)，其中在标准工作方式时功能单元(5；6a，6b)获得电源电压(+5V，M5V)，其特征在于：功能单元(5；6a，6b)配备有一个装置(8a，8b)，该装置在识别工作方式时产生一个识别信号，在该工作方式时电源电压被断开。

4、按照权利要求3所述的功能单元，其特征在于：装置(8a，8b)将一个由连接器(7)经第一接口的一条线输送的问询信号转换成识别信号。

5、按照权利要求4所述的功能单元，其特征在于：在识别工作方式时装置(8a，8b)将一个由连接器(7)经信号线(12a……12p)输送的电压转换成识别电压并经电源线返送回连接器(7)。

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