CN1216130A - 用于使一个可存储器编程的控制装置的组件与一个母线连接的接口方法及母线接口 - Google Patents

Abstract

一种用于使一个可存储器编程的控制装置的组件与一个母线连接的接口方法及母线接口,为了在一个组件式可存储器编程控制装置中在运行工作期间也能使组件(2、3)插入及拔出,而不致对通过该可存储器编程控制装置的母线(5)进行的数据交换产生干扰,根据本发明,在一个母线接口(5′)中设置一个估值电路(13)。该估值电路(13)控制一个可变电阻(12),该可变电阻设置在对组件(2、3)的供电导线(11′、11″)中,当组件与母线(5)连接时该可变电阻被控制成低电阻,而当在一个加速时间(T3)期满后在估值电路(13)的检验输入端(14″)上的电位处于一给定值范围以外时该可变电阻又被控制成高电阻。

Description

用于使一个可存储器编程的 控制装置的组件与一个母线 连接的接口方法及母线接口

本发明涉及一种使一个可存储器编程的控制装置的组件与一个母线连接的接口方法，

-其中组件至少通过一个第一及一个第二供电导线及一个信号导线连接在母线上，

-其中在至少一个供电导线中设有一个可变电阻，它可由估值电路控制成高电阻或低电阻，

-其中该估值电路在组件未连接在母线上时控制调节该可变电阻成高电阻。

此外，本发明还涉及一种使一个可存储器编程的控制装置的组件与一个母线连接的母线接口，

-其中组件至少通过一个第一及一个第二供电导线及一个信号导线连接在母线上，

-其中在至少一个供电导线中设置了一个具有一个控制输入端的可变电阻，它与一个估值电路相连接，借助该估值电路可使该可变电阻控制成高电阻或低电阻。

由EP 0388753 A1公知了：在一个组件中设置了导前的触头，借助它可使组件另外触头前面的电源触头与组件支座相接触。在该情况下，在该组件上的供电导线中设有一个电阻，它可通过一个开关被跨接。当在该组件中设置的一个缓冲电容器被足够地充电时，该开关才被操作。

由DE 3942480 C2公知了一种类似的电路装置。在那里也具有导前的电源触头及一个电子开关，其中电子开关将其中一根供电线直接地与负载相连接，并当一个缓冲电容器足够地被充电时，电子开关才导通。

借助上述现有技术，当组件工作正常时，解决了对母线不允许的副作用的问题，该组件在插入时将被连接。但是当原来使用的电路有故障、尤其出现短路时，通过该附加(有故障)的组件的插入将使整个系统的供电倾覆。

本发明的目的在于，提供一种由多个组件组成的总系统，即使在工作过程中，当一个有故障的组件连接到该总系统时该系统也能运行。

本发明的有关接口方法的目的通过下列步骤来实现：-在组件与母线相连接时，将可变电阻控制成低电阻，-在将可变电阻控制成低电阻后，等待一个加速时间，-当在加速时间期满后，在估值电路的检验输入端上的电位处于一个给定值范围以外时，将可变电阻再控制成高电阻。

在所述类型的母线接口中该问题将这样来解决：-所述估值电路具有一个检验输入端，借助它可检测组件上的电位，-估值电路是这样构成的：-在组件未连接在母线的情况下，将可变电阻控制成高电阻，-在组件与母线连接的情况下，将可变电阻控制成低电阻，-在可变电阻被控制成低电阻后等待一个加速时间，及-当在加速时间期满后在检验输入端上的电位处于一给定值范围以外时，将可变电阻再控制成高电阻。

通过根据权利要求2或10的措施可以达到：仅当组件的所有触头与相应母线触头相连接时，组件才可靠地与母线相连接。由此可避免对母线不允许的干扰。

通过根据权利要求3或11的措施可以达到：组件与母线进行“软”连接，由此进一步减少了组件连接时对母线的副作用。

通过根据权利要求4或12的措施可以达到：在连接有一带故障的组件时，由母线传输的信号受到尽可能小的影响。

通过根据权利要求5和6或13的措施可以达到：仅当组件能够通过母线通信时，组件才用数据技术与母线相连接，由此可避免母线数据交换的干扰。

通过以下将一个实施例的说明及另外的权利要求可以得到本发明的其它优点及细节，附图中：

图1所示为一个组件式可存储器编程的控制装置；

图2示出该可存储器编程的控制装置的一个组件与母线的接口连接；及

图3为组件对母线接口连接的流程图。

根据图1，一个组件式可存储器编程控制装置由一个电源组件1、一个中央单元2及外围组件3组成。外围组件3例如可以是数字量或模拟量的输入或输出组件。此外，外围组件3也可以是混合式输入/输出组件或智能功能组件。中央单元2通过外围组件3控制或操纵一个技术过程6、例如一个化学设备或一个液压机。

为此中央单元2及组件3通过控制母线4彼此用数字技术相连接。中央单元2及外围组件3还通过供电导线4′、4″被供给电能。通过供电导线4″形成一个公共接地连接，供电导线4′通常引入一个+5伏的电位。控制母线4及供电导线4′、4″一起构成可存储器编程的控制装置的背壁母线5。如从图1可看到的，背壁母线5被分成单个的母线接口5′，每个母线接口配置有一个组件2、3。

在上述的示例中仪表示出两个外围组件3。当然该可存储器编程控制装置也可以具有多个组件、例如5、8、10……个。此外，控制母线4可根据需要来设置。例如，控制母线4可以是串行母线，它在最小情况下仅包含一个时钟导线及一个数据导线。控制母线4也可以是并行母线，它包括多个地址导线、数据导线及控制导线。控制母线4的导线构成了本发明的信号导线。

图2则表示一个这样的母线接口。如从图2中可看到的，该控制母线4在现在的情况下为一个串行母线。它具有五根导线4-1至4-5。导线4-1是一根双向数据导线。导线4-2是时钟母线，通过它对所有的组件2、3传送公共的时钟信号。借助控制导线4-3及4-4可显示，是否瞬间发生了数据或指令的传输。通过应答导线4-5可使组件3向中央单元2通知：传输的数据已按规定由它发送或接收了。导线4-2至4-5为单向工作。

在一个指令传输时，接入的组件3借助一个开关7-1跨接该数据导线4-1，并使一个移位寄存器7-2接在数据导线4-1上。在一个数据传输时，组件3对最后传送的指令估值，且要么将移位寄存器7-2环接到数据导线4-1要么借助开关7-1跨接数据导线4-1。

如从图2中可看到的，连接在母线5上的组件2、3具有一个内部电路7。在一个外围组件3的情况下，该内部电路再经由过程导线8与技术过程6相连接。但在每个情况下，组件通过插销9插入到母线接口5′的插座10中，并由此与母线5相连接。在此情况下组件2、3与母线5的数据技术连接是通过数据触头9-1a、9-1b、10-1a及10-1b、时钟触头9-2及10-2、控制触头9-3、10-3和9-4、10-4以及应答触头9-5、10-5来进行的。

而组件2、3供电是通过供电触头9′、9″及10′、10″来实现的。在供电导线4′及供电触头10′之间的连接导线11′中设置了一个MOSFET 12。该MOSFET 12的导通电阻以公知方式可在一个宽的界限中变化和调节。该MOSFET 12在本发明中也可称为可变电阻。该MOSFET 12可以由估值电路13通过在MOSFET 12的控制输入端施加一个相应的控制信号控制成高电阻或低电阻，估值电路同样与供电导线4′、4″相连接。

此外，插座10具有一个检验触头14，它直接与估值电路13的检验输入端14″相连接并通过一个嵌拉电阻(Pullwiderstand)15与供电导线4′相连接。而在连接导线11″中没有设任何电阻，即既无固定电阻也无可变电阻。

作为估值电路13的输入信号，主要是对其输入：在供电触头10′上的电位，在检验触头14上的电位及在应答触头10-5上的电位。估值电路13通过分析这些输入信号来控制(双向)可阻断驱动器16-1a至16-1d以及(同样为双向的)可阻断驱动器16-2至16-5，这些驱动器设置在信号连接导线11-1a、11-1b及11-2至11-5中。可阻断驱动器16-x例如可以是三态驱动器。但也可考虑其他的结构。

现在将结合图2和图3来详细说明控制的细节。

在组件2、3插入到插座10中以前，母线接口5′处于初始化状态。在初始化时将根据框17首先将标志M置为0。对于标志M的意义将在下面结合框33详细说明。接着根据框18：-通过阻断驱动器16-1a、16-1b及16-2至16-5使信号触头10-1a、10-1b及10-2至10-5与控制母线4去耦，及-通过导通驱动器16-1c及16-1d使估值电路13连接到数据导线4-1上。

最后根据框19，MOSFET 12被估值电路13控制成高电阻。

然后在框20中检验：组件2、3是否插入到插座10中。这是通过对位于检验触头14上的电位的估值来实现的。当该电位相应于供电导线4′上的电位时，则没有任何组件2、3插入在插座10中。而当组件2、3插入插座10时，检验触头14通过反方触头14′直接与供电导线4″相连接，由此使估值电路13能检测电位的变化。

当在插座10上设有插入组件2、3时(右支路)，在框21中将标志M置于0，并重新进行根据框20的询问。当相反地插入组件2、3时，将在框22中询问：是否标志M具有值0。当不是该情况时(右支路)，则再次执行框20。当相反地，标志M具有值0时，则组件2、3重新被插入。在此情况下执行框23，根据它将等待连接时间T1的期满。然后执行框24，根据它询问：组件2、3是否一直插在插座10中。在对检验触头14上的电位进行估值时也进行这样的询问，如果组件2、3不再插在插座10中(右支路)，将中断组件2、3对反向母线5的继续耦接，并返回到框20。否则(下支路)，根据框25估值电路13在一个起动时间T2期间将MOSFET 12从高电阻控制成低电阻。由此，MOSFET 12不是突然的、而是在起动时间T2期间被控制成低电阻，这就实现了组件2、3对背壁母线5的电源的软连接。

然后根据26等待加速时间T3的期满。在该时间期间例如对组件2、3的缓冲电容器7′充电。在加速时间T3期满后将根据框27检验：组件2、3是否按规则被供电。这是通过对供电触头10′上电位的估值来实现的。当在供电触头10′上的电位大约相当于供电导线4′的电位，例如最大偏离该电位0.5伏时，则它被分析为电源对组件2、3按规定连接。在此情况下继续进行到框28。否则执行框33，根据它将标志M置于值1，并返回到框19。

在框33中标志M的置位其结果是，从现在起使框20及22循环地被执行，直到组件2、3与插座10分开为止。由此可避免：估值电路13重复交替地使MOSFET 12先调节成低电阻然后调节成高电阻。

而当供电触头10′的电位在允许范围内时，根据框28使可阻断驱动器16-2至16-5持续地导通。此外，在从中央单元2向一个外围组件3传输数据时使可阻断驱动器16-1a导通。在从外围组件3向中央单元2传输数据时使可阻断驱动器16-1b导通。由此可使组件2、3“监听”通过控制母线4进行的数据交换，而不是通过控制母线4分送本身有效的信号。在此情况下，可阻断驱动器16-1c及16-1d持续导通。估值电路13根据通过控制导线4-3及4-4和数据导线4-1监听到的母线数据交换可以知道，刚才已进行了哪些数据传输。

在驱动器16-x导通后将根据框29等待一个接收等待时间T4。由此使组件2、3有时机进行初始化。当接收等待时间T4进行期间，由估值电路13对在应答触头10-5上的信号估值。如从图2中可看到的，应答触头10-5通过嵌拉电阻7″与供电导线4′相连接。当在监听期间组件2、3了解到通过控制母线4进行的数据交换并破译为有意义的情况下，组件2、3通过适合的内部接线使应答触头9-5并由此当然也使应答触头10-5处于供电导线4″的电位。这将由估值电路13监测。

当在接收等待时间T4期满后，估值电路13没有收到接收信号，则由框30返回到框18。否则根据框31，估值电路13检验通过数据导线4-1传输的数据流。当估值电路13根据读入到寄存器13′的指令识别出：该可存储器编码的控制装置执行一个所谓的识别运行、也即中央单元2试图求得哪个外围组件3与它相连接时，根据框32估值电路13使可阻断驱动器16-1a及16-1b持续地导通并使可阻断驱动器16-1c及16-1d持续地阻断。由此从现在起使估值电路13与数据导线4-1去耦，组件2、3连接到控制母线4上。因此从现在起组件3不但可读地而且可写地在控制母线上4存取。

在图3中为了更加清楚起见，个别的框被简化示出。例如框组23/24、26/27及29/30实际上为环路，在它们运行期间询问：是否存在着相应的中断判据。当然在运行中也检验：是否组件2、3还插接着及是否供电工作正常。一旦这两个条件中有一个不再能被满足，将立即(需要时，在将标志M置成值1后)分路到框18或19。

如从图2可以看到的，所有的母线导线4-2至4-5还直接地与估值电路13相连接。因为估值电路13还要知道：是否通过对其设置的组件2、3进行了母线数据交换，当组件2、3未连接到控制母线4上时，它可相应地操作移位寄存器13′及开关13″。换句话说，在组件2、3的监听连接后的第一次识别运行前，估值电路13监听母线的数据交换和：

-在指令传输时借助开关13″跨接数据导线4-1并使移位寄存器连接在数据导线4-1上；及

-在数据传输时借助开关13″跨接数据导线4-1或使移位寄存器13′环接到数据导线4-1，这视最后的传输指令而定。

Claims (15)

1．一种用于使一个可存储器编程的控制装置的组件(2、3)与一母线(5)连接的接口方法，-其中组件(2、3)至少通过一个第一及一个第二供电导线(11′、11″)及一个信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)连接在母线(5)上，-其中在至少一个供电导线(11′)中设有一个可变电阻(12)，它可由一估值电路(13)控制成高电阻或低电阻，-其中在组件(2、3)未连接在母线(5)的情况下，估值电路(13)将可变电阻(12)控制成高电阻，

该方法具有以下步骤：-在组件(2、3)与母线(5)相连接时使可变电阻(12)控制成低电阻，-在将可变电阻(12)控制成低电阻后，等待一个加速时间(T3)，-当在加速时间(T3)期满后在估值电路(13)的检验输入端(14″)上的电位处于一个给定值范围以外时，将可变电阻再控制成高电阻。

2．根据权利要求1所述的接口方法，其特征在于：只有在一个连接时间(T1)期满后才将可变电阻控制成低电阻。

3．根据权利要求1或2所述的接口方法，共特征在于：控制可变电阻(12)从高电阻到低电阻在一个预定起动时间(T2)期间进行。

4．根据权利要求1、2或3所述的接口方法，其特征在于：只有当在加速时间(T3)期满后在估值电路(13)的检验输入端(14″)上的电位处于给定值范围内时，才经过信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)使组件(2、3)与母线(5)相连接。

5．根据权利要求4所述的接口方法，其特征在于：组件(2、3)在与母线(5)相连接后经由信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)接收所传输的信号，但本身不通过信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)发送任何信号。

6．根据权利要求5所述的接口方法，其特征在于：-所述组件(2、3)对通过信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)所传输的信号估值，-当组件(2、3)能够对通过信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)传送的信号估值时，组件(2、3)向估值电路(13)传送一个接受信号，及-当在一个接收等待时间(T4)期满后未收到接受信号时，估值电路(13)将可变电阻(12)控制成高电阻。

7．根据上述任一项权利要求所述的接口方法，其特征在于：-经常检测哪一个组件(2、3)与母线(5)相连接，及-当估值电路(13)在接收等待时间(T4)期满前已得到接受信号时，它就在接收等待时间(T4)期满后对所接通的组件(2、3)进行第一次检测时，将组件(2、3)可写入地连接在母线(5)上。

8．根据上述任一项权利要求所述的接口方法，其特征在于：-对母线(5)设置估值电路(13)，-至少在一信号传输部件中信号导线(4-1)通过组件(2、3)环接，及-在组件(2、3)未与母线(5)接口时，在信号传输情况下，估值电路(13)使一个与估值电路(13)相配置的移位寄存器(13′)环接在信号导线(4-1)中。

9．一种用于一个可存储器编程的控制装置的组件(2、3)与一个母线(5)连接的母线接口，-其中组件(2、3)至少通过一个第一及一个第二供电导线(11′、11″)及一个信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)连接在母线上，-其中在至少一个供电导线(11′)中设置了一个具有一控制输入端的可变电阻(12)，它与一个估值电路(13)相连接，借助该估值电路可将该可变电阻(12)控制成高电阻或低电阻，-其中估值电路(13)具有一个检验输入端(14″)，借助它可检测组件(2、3)上的电位，-其中估值电路(13)被设计成这样，即：-它能在组件(2、3)未连接在母线的情况下，将可变电阻(12)控制成高电阻，-在组件(2、3)与母线(5)连接的情况下，将可变电阻(12)控制成低电阻，-在可变电阻(12)被控制成低电阻后等待一个加速时间(T3)，及-当在加速时间(T3)期满后在检验输入端(14″)上的电位处于一给定值范围以外时，将可变电阻再控制成高电阻。

10．根据权利要求9所述的母线接口，其特征在于：估值电路(13)被设计成这样，即在一个连接时间(T1)期满后，才将可变电阻(12)控制成低电阻。

11．根据权利要求9或10所述的母线接口，其特征在于：估值电路(13)被设计成这样，即在一个给定起动时间(T2)期间，该估值电路将可变电阻(12)控制成低电阻。

12．根据权利要求9、10或11所述的母线接口，其特征在于：估值电路(13)被设计成这样，即只有当加速时间(T3)期满后在估值电路(13)上的电位处于给定值范围内时，组件(2、3)才通过信号导线(11-1a、11-1b、11-2至11-5)与母线相连接。

13．根据权利要求12所述的母线接口，其特征在于：-组件(2、3)被设计成这样，即它在与母线(5)连接后：-通过信号导线(4-1)接收所传输的信号并对其估值，但本身不经过信号导线(4-1)发送任何信号，-当估值电路(13)能够对通过信号导线(4-1)传输的信号估值时，该估值电路(13)传送一个接受信号，及-估值电路(13)被设计成这样，即当在一个接收等待时间(T4)期满后它未接收到接受信号时，它将可变电阻(12)控制成高电阻。

14．根据权利要求9至13中任一项所述的母线接口，其特征在于：-母线(5)被设计成这样，即它经常地检测哪个组件(2、3)与它相接口连接，及-估值电路(13)被设计成这样，即当它在接收等待时间(T4)期满前已得到接受信号时，在接收等待时间(T4)期满后对所接通的组件(2、3)所进行的第一次检测中，将组件(2、3)可写入地连接在母线(5)上。

15．根据权利要求9至14中任一项所述的母线接口，其特征在于：-对母线(5)设置母线接口，-至少在一信号传输的部件中通过组件(2、3)环接信号导线(4-1)，及-对估值电路(13)至少配置一个开关(13″)，借助该开关在组件(2、3)未与母线(5)连接时，在信号传输情况下使一个同样与估值电路(13)相配置的移位寄存器(13′)环接在信号导线(4-1)中。

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