CN117896189A - 用于运行网络或网络区段的方法和电路连接 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过网络的网络线路与PSE连接的PD，作为电子部件具有：‑耦合器，其用于与PSE连接并且用于分离供电和通信，‑至少一个逻辑单元和两个输入信道，其中耦合器具有两个PSE端口和至少四个PD端口，其中两个PD端口是功率端口并且两个PD端口是通信端口，并且其中通过两个功率端口和供电线路直接或间接地对电子部件进行供电。在此，开关单元布置在从耦合器到至少一个输入信道的供电线路中，并且供电支路从开关单元被引导到逻辑单元，其中逻辑单元构造为与耦合器通信，并且还包括供电存储器或与其连接。本发明还包括一种用于运行这种PD的方法。

Description

用于运行网络或网络区段的方法和电路连接

技术领域

本发明涉及一种受电装置(PD)，以及一种用于在网络中运行与电源设备(PSE)连接的PD的相关的方法。

背景技术

利用SPE(Single Pair Ethernet，单对以太网)或APL(Advanced PhysicalLayer，高级物理层)，原则上能够传输功能安全的协议(例如PROFIsafe，CIPP Safety)。在此，传输路径被用作“黑信道”，其中安全包通过不安全的路径被发送。

US2017/0302508 A1公开了一种车载网络中的第一通信节点的运行方法。该方法包括：测量通过车载网络中的数据线提供到第二通信节点的电流的强度；将测得的电流的强度与预定的阈值比较；当基于比较的结果确定第二通信节点处于错误状态时，生成具有与错误相关的信息的地址解析协议(ARP)帧，并且传输该ARP帧。

此外，从US2011/0047407 A1中已知，在导线连接的数据电信网络中由第一网络设备和第二网络设备提供数据的冗余和/或内线功率。这些设备被配置为电源设备(PSE)仪器并且互相联接，并且通过Y连接器与第三网络设备(例如PD)连接。在此，通过将每个网络设备的端口与Y连接器联接并且从那里与第三端口联接来向/从每对网络设备提供冗余的信令，其中第三网络设备、诸如PD能够被联接。由于Y设备基本上是无源的，因此在PSE设备和PD之间提供通信路径，以便实现主从状态、其它状态、以及相关的信息在各个网络设备之间的交换。

这些解决方案的主要缺点是，要么只是间歇地发送PD的状态数据，要么逻辑处理也必须以高安全级别来执行。为此需要耗费性的结构，例如冗余的微处理器。因此，特别是在必须从PD向PSE报告安全状态时，数字信息的安全传输需要硬件和软件方面的高开销。

发明内容

本发明的目的是，提出一种受电装置(PD)和一种用于在网络中运行与电源设备(PSE)连接的PD的相关的方法，受电装置具有更高的安全性(安全级别)，以便完成关于数据完整性和可靠的安全状态的可靠的报告。

根据本发明，该目的通过PD和相关的方法来实现。有利的设计方案在各个相关的从属权利要求中给出。

因此，该目的通过用于通过网络的网络线路与电源设备(PSE)连接的PD(PoweredDevice)实现。PD具有以下电子部件：

-耦合器，其用于与PSE连接并且用于分离通过网络线路接收的供电和通信，

-至少一个逻辑单元和至少两个输入信道，其中耦合器具有两个PSE端口和至少四个PD端口，其中至少两个PD端口是功率端口并且至少两个PD端口是通信端口，并且其中通过两个功率端口和供电线路直接或间接地对电子元件进行供电。在此，开关单元布置在从耦合器到至少一个输入信道的供电线路中并且供电支路从开关单元引导到逻辑单元，其中逻辑单元包括供电存储器和/或与供电存储器连接。

PD在本文中不受限制，并且可以是例如IO模块、具有输出和输入的组合装置、具有反馈触点的接触器、具有限位开关的马达、具有位置反馈的阀、具有反馈的门闩等。

在此耦合器设计为，使得通过将无源器件与PSE分离并且将PD的功率端口和通信端口引导到相应连接的线路，来使耦合器通过这些无源器件实现电的供给和数字的通信。在相反的方向上，供电和通信被集合并且被引导到PSE。为此，耦合器有利地具有用于通信或通信信号的高通滤波器(high-pass filter)和用于供电的低通滤波器(low-passfilter)。例如，在一种有利的实施方式中，耦合器可以根据IEEE 802.3cg:2019标准构造。

网络和相关的网络线路有利地是具有PoDL(Power over Data Line，数据线供电)的SPE并且按照IEEE 802.3标准或类似的或推导的标准中的一个来构造、如IEC 61156标准中的一个。

在本文中，如果不进行其他的说明，“供电”应该始终理解为电流供给和/或电压供给。与此不同地，“通信”应该理解为各种形式的数据传输(发送和接收)。通信特别是也应该包括电子部件的控制和调节，特别是通过逻辑单元来控制和调节电子部件。此外，“通信”也理解为数字信号，其仅传输电气或电子的部件的状态，例如

-在阈值以上或在阈值以下的电流(流动)，在此例如是供电测量单元到开关单元或逻辑单元，

-输入(信道)或输出(信道)被连接或不被连接，或

-负载单元或负载已经接通或断开，在此例如从负载单元到开关单元和/或逻辑单元，负载单元例如电阻或消耗器。

以下，开关单元和/或那里的开关的“零脉冲”应理解为开关单元(断开)分离供电线路，即开关切换，使得逻辑单元以及需要时供电输入信道也与之分离。

开关单元的“负载脉冲”应该理解为负载单元的接通，使得输出端被继续供电并且输入端的安全状态通过脉冲作为电压和/或电流消耗的特征来产生。

以下，如果不进行特别地说明，开关单元的切换理解为“脉冲”，脉冲不仅包括零脉冲还包括负载脉冲。

安全的输入端理解为具有至少两个独立的输入信道的输入端，这些输入信道通过生成和传输关于至少两个独立的输入信道的相应的部分状态的数字信息，来生成和传输关于安全的输入端的状态的冗余的数字信息。如果输入信道中的一个由于错误而失效，则通过比较两个输入信道来识别和传输错误。

安全的输出端由两个输出信道组成，这些输出信道代表了两个独立的断开可能性。断开的状态被认为是安全状态。特别是由逻辑单元和/或PSE反馈输出端的状态。当由于错误而存在(例如由于电子断开构件的失效引起的)断开时，可以通过第二断开可能性、例如第二电子断开构件来断开输出端。

在本文中，“第一输入信道”也同义地被称为“供电输入信道”，并且“第二输入信道”也同义地被称为“通信输入信道”。

在一种有利的实施方式中，通过供电线路实现完全供电，从该供电线路直接或间接地对电气和电子部件进行供电。在此，直接供电是指，部件在其间没有布置电子部件的情况下与供电线路连接并且由此被供电，其中直接供电也可以通过线路节点实现。间接供电是指任何其他的供电，特别是通过过滤的、放大的和/或衰减的电子部件的供电和/或通过电气的存储元件的供电。

在一种有利的实施方式中，在PD的内部，供电完全与通信分离并且通过单独的线路或单独的芯线来实现。

在一种有利的实施方式中，逻辑单元构造为包括一个或多个部分，并且通信地为PD的多个电子部件供电，特别是为PD的所有电子部件供电。为此，逻辑单元包括和/或使用一个或多个相应的软件程序。

逻辑单元有利地包括至少一个微控制器，至少一个微控制器构造为和/或使用相应的软件，以便评估通信协议，通信协议包含至少一个关于安全状态的信息，信息特别是可以冗余地在另一个信道上被传输。在此，逻辑单元特别是读取输入端，特别是安全的输入信道。此外，逻辑单元可以控制输出端，特别是安全的输出信道。

逻辑单元可以有利地通过通信线路与PD的多个部件、特别是与所有部件连接，以便在至少一个诊断步骤中检测这些部件的状态和/或相关的运行数据和/或功率数据。为此，逻辑单元有利地包括其他的、与安全不相关的数字或模拟的输入端、输出端或其他的功能块。

以这种方式，通过供电线路可以在PSE中检测和检查第一安全信道、供电安全信道中的安全的输入状态。

两个安全信道的高的多样性冗余通过如下来实现，即供电安全信道(供电)的安全功能与通信安全信道(通信)的逻辑单元中的硬件组件或软件组件无关。

另一种改进可以在于，逻辑单元和/或PSE构造为和/或包括相应的软件，以便识别通过供电支路中的供电单元或供电存储器的表现特征的供电。

在此，表现特征的供电理解为电流量、电压和/或其时间变化曲线(梯度)，时间变化曲线不能够或不能够以最高的统计概率随机地产生、特别是不能够随机地由供电线路提供。

以这种方式，除了供电安全信道之外，额外地，PSE还可以识别通过供电单元经由通信安全信道对逻辑元件的供电，也就是说确定开关单元的开关状态，该开关状态可以通过通信安全信道被传输。输入端的该安全状态可以有利地由逻辑单元传输到耦合器的至少一个通信端口并且传输到PSE。

优点可以在于，开关单元包括至少一个时间测量单元和开关，理想地是具有两个时间测量元件的时间测量单元，其中开关在时间测量单元的控制下周期地触发脉冲。这特别可以是零脉冲，其中供电线路与逻辑单元，在需要时，进一步可以与供电输入信道分离。在此，用于测量时间的时间测量元件可以是无源部件，例如电阻或电容和/或计数器模块。

在此，开关单元有利地与至少一个供电输入信道连接，使得当供电输入信道是激活的、特别是具有限定的电流消耗时，开关单元仅触发一个负载脉冲。

作为开关，开关单元有利地包括场效应晶体管(FET)或其他的晶体管，或包括构造成这种部件。

在一种替代的实施方式中可以规定，根据需要切换开关单元和/或将由时间测量单元周期地接通的供电线路的分离延长成限定的持续时间。

在一种有利的实施方式中，至少一个供电输入信道通过开关单元与供电线路可分离，即供电输入信道可以与供电线路分离。两个输入信道各自检测数字的输入信号，其中两个输入信号共同形成安全的输入信号(安全状态)，因为这两个输入信号(部分状态)可以冗余地或明确反向地由PSE检测。

有利地，由至少两个输入信道的两个输入信号、特别是数字的输入信号来限定安全的输入信号或安全状态，这两个输入信号必须在限定的时间段(dt)内具有相同或非等价的(部分)状态。以这种方式，在PD中可以将第一安全信道(供电安全信道)中的安全的开关状态(部分状态)传输到PSE，其中这与逻辑元件完全独立地进行。

此外，第二安全信道(通信安全信道)中的安全的部分状态可以通过通信输入信道来检测并且通过逻辑单元传输到PSE。

另一种改进的实施方式可以在于，开关单元构造用于在至少一个时间段(dt)中促使一个或多个脉冲和/或表现特征的脉冲模式，其中，在零脉冲期间，不对下游的组件供给电流。在此，供电输入信道可以有利地设计为，使得零脉冲被用于无电势接触的横向连接识别，其中零脉冲可以周期地进行。

有利地存在的供电输出信道可以设计为，使得零脉冲被用于检查断开能力，其中零脉冲同样可以周期地进行。

在此，“表现特征的脉冲模式”是指两个或多个脉冲与至少一个脉冲间歇的时间的顺序，其中脉冲模式特别是如下，即其不能够随机地形成。这种表现特征的脉冲模式特别是可以由时间测量单元来触发，并且通过耦合器的通信端口传输到PSE。

另一种改进的实施方式可以在于，在引导向逻辑单元的供电支路中布置有包括至少一个供电存储器和电源件的供电单元。

在此，电源件有利地包括直流变换器，直流变换器将由供电存储器提供的电压转换成限定的、更低的电压。为此，电源件可以包括恒定电流消耗器，通过恒定电流消耗器可以设定恒定的电流消耗。

在从开关单元到逻辑单元的供电支路中，供电存储器可以布置在电源件之前或之后。

另一种改进的实施方式可以在于，供电存储器包括至少一个无源的存储部件和至少一个无源的定向部件，其中存储部件例如是电容和/或电感，并且至少一个定向部件例如是二极管。

无源存储模块也可以是存储模块的组，理想地是无源存储模块的组，其在开关单元的脉冲期间产生表现特征的供电或供电的表现特征的上升或断开，并且对断开进行补偿，使得逻辑单元恒定地被继续供电。如上所述，可以规定，通过逻辑单元可以检测和评估表现特征的供电或表现特征的上升。

理想地，逻辑单元不可以影响开关单元的脉冲，并且逻辑单元本身也不受脉冲影响。在一种特别有利的实施方式中，由开关单元仅接通引导向逻辑单元的支路，而供电输出端和可能存在的供电输出端不由此被接通。定向部件用于确定电流方向并且特别是用于防止在脉冲期间电流在供电输入信道的方向上流动。

另一种改进的实施方式可以在于，供电存储器构造为并且尺寸设计为，使得在输出端不运行之后实现可提供的高度(大小)和/或持续时间的供电，其中由此是指输出端的不安全的运行，也就是未断开的运行。

为此，供电、即必要的电流强度和/或必要的电压优选小于用于运行输出端的供电的50％、特别是小于25％，理想地小于15％。

另一种改进可以在于，供电存储器的存储容量的大小设计为，使得所存储的供电(能量数量)仅足够用于开关元件的脉冲(脉冲持续时间)和/或表现特征的脉冲模式。

此外可以有利的是，供电存储器设计为，使得通过供电线路实现再充电并且实现并行地运行逻辑单元。

另一种改进的实施方式可以在于，在耦合器和开关单元之间的供电线路中设置负载单元，其中负载单元与开关单元通信和/或由开关单元控制。

以这种方式可以在供电线路中的脉冲(零脉冲)期间、也就是说在其分离期间接通在耦合器和开关单元之间的限定的负载，其激活可以由PSE(提高的电流或电阻)来检测和评估。理想地，对于额外的负载单元，将电流或电压设置到限定的值和/或限定的电流模式和/或电压模式上。以这种途径，对于PSE而言开关单元的脉冲的持续时间可以通过负载脉冲(提高的电流脉冲)来有利地检测，这代表另外的安全等级。

通过连续地测量电流并且检测限定的阈值以下或以上的周期性出现的脉冲来作为度量或数字的信息，来使PSE有利地评估供电安全信道(第一安全信道)的第一部分状态。同样检测周期性脉冲的缺失。通过通信协议与PD的通信提供了关于通信安全信道中的不安全或安全的部分状态的相同信息。可以评估冗余地传输的两个部分状态的信息，是否给出PD的总体的安全状态。如果有不一致，则可以生成安全状态。

有利地，在负载接通的情况下，可以通过负载单元将不安全或安全的部分状态实施为负载脉冲。于是，用于例如供电输入端或供电输出端的较高的负载电流不必中断。在负载被断开的情况下，不安全或安全的部分状态可以实施为零脉冲。

理想地，额外的负载单元由开关单元通信地接通，其中一种替代方案在于，存在从逻辑单元到负载单元的通信线路，并且通过接通负载单元对逻辑单元进行供电，从而代替通过供电单元对逻辑单元的供电。

另一种改进的实施方式可以在于，在供电线路中设置有供电测量单元，供电测量单元与开关单元通信，其中开关单元可以设计用于，根据由供电测量单元检测的供电值来产生零脉冲或负载脉冲。

该实施方式具有如下优点，即，电流变化和/或电压变化在高度上受限制，由此可以更快地接通或对于部件存在较小的负荷。

供电测量单元理想地是电流测量装置，其例如通过分流电阻或通过磁性的霍尔探测器来检测电流值。供电测量单元通过通信线路与开关单元和/或逻辑单元连接。根据在供电线路中所测量的电流来触发

-零脉冲，或

-负载脉冲。

本发明还包括一种用于在网络中运行与PSE连接的PD的方法，其中PD包括以下：

-耦合器，通过耦合器将PD与PSE连接，

-供电线路，通过供电线路为电子部件供电，

-逻辑单元，PD通过逻辑单元与PSE通信，

-至少两个输入信道。

在此，安全状态通过以下具有相应各自的部分状态的至少两个安全信道(供电安全信道和通信安全信道)来实现：

-供电安全信道的第一部分状态在于，对于第一输入信道，在供电线路中的零脉冲或负载脉冲期间，将作为供电的数字信息的值、特别是电流强度或电流在PD的供电线路中传输到PSE，并且并行地

-通信安全信道的第二部分状态在于，将数据的一致性，也就是说是否存在安全的(部分)状态，从至少一个另外的输入信道通过逻辑单元传输到耦合器，其中

i)与零脉冲并行地或通过零脉冲，至少将逻辑单元与供电线路分离并且在分离(零脉冲)的持续时间通过PD的供电存储器给逻辑单元供电，或

ii)与负载脉冲并行地，将逻辑单元上游的电压从较高的第一电压转换为较低的第二电压。

在此，逻辑单元被接入供电支路中，供电支路通过开关单元与供电线路连接。

在此，“并行地”是指，“同时”或“几乎同时”地进行，使得例如同时或几乎同时进行另外的安全部分状态的产生和通信。

为了避免重复并且由于技术上的接近，在本文中，关于PD、PSE和/或关于网络的所有优点、方面和实施方案应当相同地或以类似方式也适用于方法，并且反之亦然。

在一种改进的方法中，提高安全性可以在于，将供电线路通过PSE和PD的开关单元分离(零脉冲)。

有利地，通过至少一个开关单元触发和/或控制零脉冲和/或负载脉冲，其中开关单元有利地布置在供电线路中。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，将供电存储器在脉冲或脉冲模式之外通过供电线路充电并且将其通过开关单元与供电线路分离。

因此，特别的优点在于，通过冗余的、完全解除联接的信道传输安全的输入端(安全状态)。这是供电输入信道(电流)和第二通信输入信道(数据)，它们将关于输入端的安全的部分状态、并且由此关于总体一个安全状态的相同的或类似的信息传输到PSE。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，额外地或替代地以类似的方式通过冗余的信道形成安全的输出端。这通过以类似的方式通过第一供电输出信道(电流，第一部分状态)和第二通信输出信道(数据，第二部分状态)来实现。这两个信道获得关于输出端与PSE的接通或断开的相同信息，即输入信道的两个部分状态。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，在通信安全信道的第二部分状态中，与根据替代方案i)的零脉冲并行地，将在逻辑单元上游的由供电存储器提供的电压从较高的第一电压转换为较低的第二电压。

在改进的方法中可以规定，与在供电安全信道的第一部分状态中的负载脉冲并行地存在如下电路中的至少一个：

-第一输入信道，也称为供电信道，与PSE和供电线路导电地连接，和/或

-输出信道与PSE和供电线路导电地连接。

以这种方式，特别是可以通过输出端向后续的部件传输PD的安全状态。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，借助于开关单元作为脉冲有节律地触发安全状态(第一部分状态、第二部分状态)的存在或不存在，并且被逻辑单元和/或PSE检测该存在或不存在。在此，脉冲持续时间可以有利地为1ms至50ms并且周期持续时间为300ms至800ms。

在有利的实施方式中，周期持续时间为500ms。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，逻辑单元仅在与供电线路分离的持续时间经由开关单元通过供电存储器来供电。在此，改进可以在于，从供电存储器到逻辑单元的电力提取通过电源件实现，特别是直流变换器，使得提供恒定的电流强度或电压。

在方法的另一种变型中，优点可以在于，由供电存储器和/或直流电流提供的供电被设计为，使得不能够进行输出端的不安全的运行，因为这根据必要的高度(大小)和/或最小的(供电)持续时间这是是不可能实现的。

在此，一种设计例如可以是，对于逻辑单元和输入信道的运行存在30mA的电流需求。不同地，PSE端口(输出端)的电流需求例如是300mA，也就是10倍，使得PSE端口通过由供电单元的供电即使在干扰或错误情况下也不能够被运行。

有利地，通过供电单元以限定的电流值供电的开关边沿被实施为并且被相应缓慢地改变，使得布置在耦合器中的低通滤波器(low-pass filter)和/或PSE的相应滤波器可以通过。

在方法的一种有利的变型中，优点可以在于，PD根据在本文中提及的变型和实施方式中的一个来构造，以便通过网络的网络线路与PSE连接。

附图说明

示出：

图1示出了处于作为网络的具有PSE的电路连接中的PD，

图2示出了处于可替代图1的电路连接中的PD，

图3示出了处于相对图1或图2的另一种电路连接中的PD，

图4示出了关于时间的第一开关脉冲序列的图形，以及

图5示出了关于时间的另一种开关脉冲序列的图形。

具体实施方式

在图1中示出了PD 100，PD 100在网络300中通过网络线路302与PSE 200连接。网络300是具有PoDL(Power over Data Line，数据线供电)的SPE(Single Pair Ethernet，单对以太网)并且网络线路302是相应地被标准化的所属的双芯线缆。

PD 100在图1中被示出为仅具有用于对安全的状态数据进行通信的可靠运行的部件，并且可以具有其他的功能部件。

作为到PSE 200的连接构件和到网络线路302的连接，PD 100具有耦合器102，耦合器具有用于与网络线缆302连接的两个PSE端口128、130。耦合器102还具有两个功率端口132、134和两个通信端口136、138。

供电线路140通过功率端口132、134连接并且通过通信端口136、138建立与逻辑单元104的通信。

除了逻辑单元104之外，PD 100还包括两个输入信道106、108和开关单元110，开关单元110布置在从耦合器102到第一供电输入信道106的供电线路140中。此外，供电支路142从开关单元110引导到逻辑单元104，并且在供电支路142中，供电单元112与供电存储器114和电源件116串联连接。

此外，PD 100包括第二通信输入信道108、具有供电输出信道152和通信输出信道154的输出信道150。输出信道150通过支路144与供电线路140连接，其中支路144通过节点的连接布置在开关单元110的下游。

此外，负载单元118和供电测量单元120在供电线路140中布置在开关单元110的上游。

逻辑单元110可以通过其他的通信线路146与所有部件连接，以便检测这些部件的状态或与安全功能不相关的或次级的相关运行数据和/或功率数据。为了清晰起见，这些在附图没有描绘出。对此，逻辑单元包括在附图中未示出的其他的、与安全不相关的数字或模拟的输入端、输出端或其他的功能块。

开关单元110通过通信线路146与供电输入信道106、负载单元118和供电测量单元120连接，其中负载单元118在本文中是电阻或电阻组，并且供电测量单元120是分流电阻传感器。

逻辑单元104通过通信线路146与通信输入信道108连接，并且除了该连接之外，与耦合器102连接，还与通信输出信道154连接。

如果由开关单元110识别到激活的供电输入信道106，则开关单元110根据在本文中为500ms的限定的开关周期，其中一个脉冲(脉冲持续时间)为25ms，而进行切换并且由此将逻辑单元104和供电输入信道106与供电线路140分离。

针对脉冲的持续时间，逻辑单元104还检测通信输入信道108的部分状态(以及必要时一致性)，并且为了转达关于可靠的输入的(可能的)一致性的信息，逻辑单元由供电单元112供给电压。来自供电存储器114、电容器组的电压借助于电源件116被降低到限定的值，其中电容器在来自供电线路140的脉冲之后被重新充电。

因为对于脉冲的持续时间电流是接通的，所以该功率降低在PSE 200中是可检测的。这代表了附加的安全特征。

因此，在断开的安全的状态中第一安全信道形成供电安全信道180，供电安全信道包括开关单元110、可选的负载单元118和可选的供电测量单元120以及可切换的供电输入信道106。

第二安全信道完全独立于第一安全信道，第二安全信道构造为通信安全信道190，通信安全信道包括用于逻辑单元104的独立的供电单元112和具有所属的通信线路146的通信输入信道108，以及附加地包括具有至逻辑单元104的所属的通信线路146的可选的通信输出信道154。

图2示出了一种替代的实施方式，其中整体上所有附图标记都保持相同的含义，并且不总是被再次提到和解释。在本实施方式中，PD 100包括耦合器102和通过供电线路140直接连接的开关单元110，开关单元又与供电输入信道106连接。逻辑单元104通过与图1相同的开关单元110与供电线路140连接。在示出的实施方式中，用于信号放大的通信输入信道108通过节点和支路148在供电单元112的下游与供电支路142连接。在这种情况下，供电单元112并且特别是供电存储器114被配置为，使得能够实现信号放大。在一种未示出的实施例中，也设置有或替代地设置有至供电输入信道106的模拟的支路148。与图1类似地，PD100特别是可以具有输出信道150或其他的输入信道。

在如图3中示出的实施方式中，开关元件110没有接入供电线路140中，而是接入到节点之后的支路144中。

因此，供电输入信道106不受开关元件110的断开的影响，并且仅供电支路142能够被断开，以便向逻辑单元104供电。

供电支路以类似的方式通过供电单元112在零脉冲期间继续被供电。两个输入信道106、108的不安全的或安全的状态如在根据图1的实施中那样通过相应的安全信道180、190冗余地传输到PSE 200。供电输入信道106和在那里所检测的部分状态形成供电安全信道180，供电输入信道仅能够被PSE 200受控地断开。通信输入信道108、供电单元112和逻辑单元104以及在那里测量的关于逻辑单元104的协议的状态形成通信安全信道190。

在一种未示出的实施变型中，为了提高供电信道180中的安全性，在供电线路140中可以设置供电测量单元120，供电测量单元通过通信线路与逻辑单元104连接，特别是通过电流隔离的通信线路。因此，测量的供电线路140的状态可以通过逻辑单元104和耦合器102补充地被传输到PSE 200。

与图1类似地，PD 100特别是可以具有输出信道150或其他的输入信道。

在图4和图5中，在各个图形中描绘了关于时间(x轴)的电流消耗(y轴)，其如在供电线路140中存在的那样，该电流消耗由PSE 200可检测。

在图4中示出，如何在脉冲(零脉冲)的情况下通过开关单元110在时间点t1至t4分别将供电线路140中的电流供给针对限定的脉冲持续时间断开。在供电安全信道180中的安全的输入端和安全的输出端在脉冲期间不被供给电压。该脉冲可以用于，在两个输入信道106、108之间出现横向连接的情况下将通信输入信道108与安全的供电输入信道106区分开。此外通过开关单元110的脉冲可以用于，通过断开周期性地测试安全的输出端的断开能力。

在根据图5的方法的实施例中，设置有可调节的负载单元118和以电流测量单元为形式的供电测量单元120。在高电流消耗的情况下，例如在时间点t3和t4时，功率不受限制并且向PSE的输出是断开的。在这种情况下可以有利的是，供电线路140不通过开关单元110分离，而是生成负载脉冲以替代脉冲(零脉冲)，负载脉冲同样被赋值为用于输入端的安全状态的限定的电流值。

该方法的这种实施方式具有如下优点和作用，即供电安全信道中的安全的输入端和安全的输出端在负载脉冲期间继续被供以电压。

因此，通过本发明，在PD中，例如传感器致动器单元或输入输出组合，即使功率已经被PSE安全地限制了，安全状态(安全提示)也可以在从PSE到PD并且从PD到PSE的方向上被传输。这通过如下方式实现，即，通过使PD具有至少一个用于克服脉冲(零脉冲)的作为缓冲元件的内部的供电存储器，来使逻辑单元在安全状态(安全提示)的传输期间可以继续运行。

附图标记列表

100PD(受电装置)

102 耦合器

104 逻辑单元

106 供电输入信道

108 通信输入信道

110 开关单元

112 供电单元

114 供电存储器

116 电源件

118 负载单元

120 供电测量单元

128 PSE端口

130 PSE端口

132功率端口(PD)

134功率端口(PD)

136通信端口(PD)

138通信端口(PD)

140 供电线路

142 供电支路

144 支路

146 通信线路

148 支路

150 输出信道

152 供电输出信道

154 通信输出信道

180供电安全信道(第一安全信道)

190通信安全信道(第二安全信道)

200PSE(电源设备)

300网络(SPE)

302网络线路

Claims (16)

1.一种用于通过网络(300)的网络线路(302)与电源设备PSE(200)连接的受电装置PD(100)，具有

-耦合器(102)，其用于与所述PSE(200)连接并且用于分离通过所述网络线路(302)接收的供电和通信，

-至少一个逻辑单元(104)和至少两个输入信道(106、108)，其中所述耦合器(102)具有两个PSE端口(128、130)和至少四个PD端口(132、134、136、138)，其中至少两个PD端口是功率端口(132、134)并且至少两个PD端口是通信端口(136、138)，并且其中通过所述两个功率端口(132、134)和供电线路(140)直接或间接地对电子部件进行供电，其特征在于，

开关单元(110)布置在供电线路(140)中，所述供电线路(140)从所述耦合器(102)到至少一个输入信道(106)，并且供电支路(142)从所述开关单元(110)被引导到所述逻辑单元(104)，其中所述逻辑单元(104)包括供电存储器(114)和/或与供电存储器连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关单元(110)构造用于在至少一个时间段(dt)中触发一个或多个脉冲和/或表现特征的脉冲模式，所述一个或多个脉冲和/或表现特征的脉冲模式至少能够由所述逻辑单元(104)和/或所述供电的PSE(200)检测。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述供电支路(142)中布置有供电单元(112)，所述供电单元包括至少一个供电存储器(114)和电源件(116)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述供电存储器(114)包括至少一个无源的存储部件和至少一个无源的定向部件，其中所述存储部件例如是电容和/或电感，并且所述至少一个定向部件例如是二极管。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述供电存储器(114)构造为并且尺寸设计为，使得在输出端不运行之后实现可提供的高度(大小)和/或持续时间的供电。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述耦合器(102)和所述开关单元(110)之间的供电线路(140)中设置有负载单元(118)，其中所述负载单元(118)与所述开关单元(110)通信。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述供电线路(140)中设置有供电测量单元(120)，所述供电测量单元与所述开关单元(110)和/或所述逻辑单元(104)通信，其中，所述开关单元(110)能够设计为，根据由所述供电测量单元(120)测量的供电值来产生脉冲。

8.一种用于在网络(300)中运行与PSE(200)连接的PD(100)的方法，其中所述PD(100)包括：

耦合器(102)，通过所述耦合器将所述PD与所述PSE(200)连接，

供电线路(140)，通过所述供电线路为电子部件供电，

逻辑单元(104)，所述PD(100)通过所述逻辑单元与所述PSE(200)通信，

至少两个输入信道(106、108)，其中从所述PD(100)向所述PSE(200)传输至少两个安全的部分状态，

其特征在于，

安全状态通过以下具有相应各自的部分状态的至少两个安全信道来实现：

-供电安全信道(180)，所述供电安全信道(180)的第一部分状态在于，对于第一输入信道(106)，在所述供电线路(140)中的零脉冲或负载脉冲期间，将供给的值在所述PD(100)的所述供电线路(140)中传输到所述PSE(200)，并且并行地

-通信安全信道(190)，所述通信安全信道(190)的第二部分状态在于，将数据的一致性从至少一个另外的输入信道(108)通过所述逻辑单元(104)传输到所述耦合器(102)，其中

i)与零脉冲并行地，至少将所述逻辑单元(104)与所述供电线路(140)分离并且在分离的持续时间通过所述PD(100)的供电存储器(114)给所述逻辑单元(104)供电，或

ii)与负载脉冲并行地，将所述逻辑单元(104)上游的电压从较高的第一电压转换为较低的第二电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过至少一个开关单元(110)触发和/或控制零脉冲和/或负载脉冲。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述供电存储器(114)通过所述供电线路(140)来充电并且通过所述开关单元(110)与所述供电线路(140)分离。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述通信安全信道(190)的第二部分状态中，与根据替代方案i)的零脉冲并行地，将在所述逻辑单元(104)上游的由所述供电存储器(114)提供的电压从较高的第一电压转换到较低的第二电压。

12.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，与在所述供电安全信道(180)的第一部分状态中的负载脉冲并行地存在以下电路中的至少一个：

-第一输入信道(106)与所述PSE(200)和所述供电线路(140)导电地连接，和/或

-输出信道(152)与所述PSE(200)和所述供电线路(140)导电地连接。

13.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，借助于所述开关单元(110)作为脉冲有节律地产生安全状态的存在。

14.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述逻辑单元(104)仅在与所述供电线路(140)分离的持续时间，经由所述开关单元(110)通过所述供电存储器(114)来供电。

15.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，由所述供电存储器(114)提供的根据必要的高度(大小)和/或持续时间的供电不允许输出端的运行。

16.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述PD(100)根据权利要求1所述的PD(100)来构造，以便通过所述网络(300)的网络线路(302)与所述PSE(200)连接。