CN1896984A - 监视和控制装置以及为此的桥模块 - Google Patents

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Abstract

描述了一种具有一些现场总线－耦合模块、供电模块和/或输入/输出模块形式的系统模块的一个集合的监视和/或控制装置，这些系统模块被彼此相邻地设置并且具有一些连接触点，以便将一个系统总线和/或一个电压供给端子从一个系统模块引导至接着的系统模块。在系统模块的该集合的端部上，在一个用于将该系统总线耦合至一个现场总线上的现场总线耦合器的对面和/或在一个用于给这些被连接的系统模块馈送一个供电电压的电压供给模块的对面，设置至少一个桥模块，当一个系统模块被从这些系统模块的该序列中去除时，用于邻接该桥模块的这些系统模块的冗余的电压供给和/或用于为邻接该桥模块的这些系统模块提供该系统总线。

Description

监视和控制装置以及为此的桥模块
技术领域
本发明涉及具有系统模块的集合的监视和/或控制装置，其中这些系统模块具有现场总线耦合模块、供电模块和/或输入/输出模块的形式，它们被彼此相邻地设置并且具有连接触点，以将系统总线和/或电压供给端子从系统模块引导至接着的系统模块。
背景技术
这种监视和/或控制装置例如对于存储器可编程的控制装置(SPS)或用于过程监视的设施是已公开的，并且在DE 44 02 002 A1中被描述。系统模块被安装在共同的支承轨道(Hutschiene)上，这些系统模块分别有自己的、具有从外部可接近的电连接端子的壳体。这些系统模块被彼此相邻地设置在支承轨道上，其中彼此相邻的系统模块的所属的电接触端子被互相连接。通过这种方式实现了电压供给线路，通过这些电压供给线路从通常被设置在支承轨道上的左边的被调节的电源单元出发，进行了被连接的系统模块的(电压供给模块)电压供给。以相应的方式通过电接触端子实现了系统总线，该系统总线被从左侧通过现场总线耦合模块来供电。该现场总线耦合模块用于将内部系统总线耦合至外部的现场总线上。
该第一构型的优点是，供电线路和系统总线的线路长度通过系统模块被自己确定并且不需要分离的线路。
例如在2005年4月的elektro AUTOMATION第2+3页中D.Tschimpke的“Flexibilitt zahlt sich aus”中描述的第二构型考虑了，系统总线和/或电压供给线路在支承轨道上被实现。系统模块具有接触引脚用于系统总线线路和电压供给线路的接触。然而这有这样的缺点，即支承轨道相对昂贵并且线路长度并不最佳地与实际上需要的线路长度相匹配。因此可能导致不必要的衰减损耗。此外系统总线线路和电压供给线路从外部是可接近的并且遭受潜在的干扰危险。
在实现将系统总线和/或电压供给线路通过第一构型以连接端子连接至系统模块上用于将系统总线或电压供给线路输送至相邻的系统模块时，存在这样的问题，即由于在系统模块的序列中去除一个系统模块而中断系统总线和电压供给线路。
需要具有热插拔能力的系统用于过程的自动化，在这些过程中，替换单个的电子组件不允许导致整个系统的停止。替换的原因可能是单个电子组件的缺陷或者是改进的必要。
发明内容
因此，本发明的任务在于，实现一种改进的监视和/或控制装置，其功能在从系统模块序列中去除系统模块时也被保证。
根据本发明，该任务借助开始提及类型的监视控制装置通过这种方式解决，即在系统模块的该集合的端部上，在一个用于将该系统总线耦合至一个现场总线上的现场总线耦合器的对面和/或在一个用于给这些被连接的系统模块馈送一个供电电压的电压供给模块的对面，设置至少一个桥模块(Brückenmodul)，当一个系统模块被从这些系统模块的该序列中去除时，用于邻接该桥模块的这些系统模块的冗余的电压供给和/或用于为邻接该桥模块的这些系统模块提供该系统总线。
关于系统总线和电压供给线路的实现，该监视/控制装置可以是第一和第二构型的结合。而优选的是监视/控制装置完全在第一构型中被实现。
在系统模块在支承轨道上的布置中，其中这些系统模块以通常的方式从左侧通过电压供给模块被供应以供电电压并且借助现场总线耦合模块得到共同的系统总线可供使用，替代通常的具有终端电阻的终端端子，为系统总线使用了具有热插拔能力的桥模块，当该序列由于去除一个系统模块而被中断时，该桥模块为连接其上的这些系统模块从右边供应以供电电压和/或系统总线。
该桥模块优选地具有监视单元，当一个系统模块被从系统模块序列中去除时，其用于识别系统总线的分离和/或用于识别供电电压的拆除接线。借助该监视模块，接下来尽可能无延迟地为系统模块的邻接该桥模块序列提供系统总线和/或电压供给。即，电压供给和系统总线不是持续地通过该桥模块提供，而是根据需要的。由此防止了电压供给模块的被调节的电源单元的调节的干扰，并且保证了系统总线的按规定的终端(Abschluss)。为了提供冗余的系统总线，该桥模块优选地可用终端电阻，该终端电阻在按规定的状态中被接通。只有当识别出出现系统总线的分离时，该终端电阻才通过经过一个浮动的导线(fliegende Leitung)被连接至桥模块上的系统总线替代。
在一种优选的实施形式中，该桥模块具有被调节的电源单元，该电源单元具有外部可接近的连接端子，用于与监视控制装置的其它系统模块的电压供给端子接线。该桥模块借助浮动的导线被供给以例如为24V的供电电压，该供电电压通常在开关柜中可供使用。借助被调节的电源单元，该电压被向下调节到例如为5V或3.3V的内部供电电压上。
在一种另外的优选的实施形式中，该桥模块没有电源单元。而是设有外部可接近的连接端子用于至系统模块的被调节的电源单元的输出的、电压供给线路。这些连接端子被直接同用于邻接桥模块的系统模块的电压供给端子相连接。在此，可以放弃监视单元，并且电压供给可以持续地冗余地通过该桥模块被馈送，因为避免了电源单元的调节冲突。
当桥模块具有外部可接近的、用于分离的、可连接在监视控制装置的另外的系统模块上的系统总线线路的连接端子时，是同样优选的。在此，用于提供冗余电压供给的桥模块不必与用于提供冗余系统总线的桥模块相同。为了每个目的，可以设置自己的桥模块。然而有利的是，两种功能都被集成到一个桥模块中。为该系统总线设置了这些连接端子用于连接至一个现场总线耦合模块的外部可接近的连接端子。在此，该现场总线耦合模块被这样地改进，使得在那里为系统总线设置了外部可接近的连接端子。
当桥模块不但具有用于冗余的系统总线的连接端子，而且还有用于供电电压的连接端子时，也是有利的。该系统总线和供电电压由此通过浮动的导线被提供，这些浮动的导线被插入桥模块的连接端子中。监视单元可以以更简单的方式被这样设立，使得系统模块的去除借助供电电压的扰动而被识别，并且接着立刻通过将冗余供电电压接入到桥模块的连接触点以及将系统总线接入到桥模块的相应的连接触点上而引入对策。
附图说明
本发明在下面借助实施例利用附图进一步阐述。
图1示出了具有在系统模块序列的右端的桥模块的监视和/或控制装置的块状图；
图2示出了监视和/或控制装置的第二实施形式的块状图。
具体实施方式
从图1中可以看出一个监视和/或控制装置1的块状图，在该装置中，系统模块Si的集合被安装在支承轨道2上，其中i＝1至N。这些系统模块Si被彼此相邻地设置并且具有用于系统总线4的连接触点3a和用于电压供给线路5的连接触点3b。根据构型，也可以借助连接触点3a、3b仅仅实现或系统总线4或电压供给线路5。在系统模块Si的左侧上的连接触点3总是与在该系统模块Si的壳体的右侧上被配置的连接触点3连接。这些连接触点3被这样构建，使得在系统模块Si的安装中，连接触点3与相邻的系统模块Si的相应的连接触点3连接。通过这种方式，系统总线4或电压供给线路5被简单地通过系统模块Si的相互排序而形成。
在被安装在支承轨道2上的系统模块Si的左端上，一个现场总线耦合模块S1被作为系统模块S设置。该系统总线-现场总线耦合模块S1具有一个耦合单元6，用于将内部系统总线4耦合到外部的现场总线7上。这种现场总线耦合模块S1是充分公开的。
与该现场总线耦合模块S1相邻地设有一个被调节的电源单元8，它借助未被示出的、在电压供给模块S2的壳体上的连接端子被连接至例如24V的供电电压V上。该现场总线—耦合模块S1和电压供给模块S2可以彼此分离或者作为集成的单元被实现。从电压供给模块S2出发，提供了用于这些相邻的系统模块Si的电压供给线路5。
在系统模块Si序列的右边的、现场总线-耦合模块S1和电压供给模块S2的对面的端部设有一个桥模块B，它具有一个第一监视单元9，用于识别在电压供给线路5上的供电电压的扰动。此外将被调节的电源单元10集成到桥模块B中，以便当识别出电压供给的扰动时，为在左边邻接桥模块B的系统模块Sn+1提供冗余的电压供给。被调节的电源单元10通过未被示出的、在桥模块B的壳体上的、从外部可接近的连接端子借助浮动的导线11被以例如24V的供电电压V持续供电。在通常的监视/控制装置1中，供电电压V一般而言毫无问题地例如在电压供给模块S2的连接端子上可供使用。
除了冗余电压供给或替代冗余电压供给，设置了一个第二监视单元12，当例如系统模块Sn被去除时，它在识别出在电压供给线路5上的供电电压故障的情况下和/或在识别出系统总线4的崩溃情况下，给在左边邻接桥模块B的系统模块Sn+1、Sn+2...提供以系统总线。为此，桥模块B以浮动的导线13经过连接端子与在现场总线耦合模块S1上的相应的连接端子相连，该系统总线在这些接头上被提供。必要时，在桥模块B中可以设置至少一个终端阻抗，以保证系统总线4的按规定的运行。
图2中可以看出监视/控制装置1的第二实施形式，其中桥模块没有自己的电源单元并且没有监视单元9用于保证冗余的电压供给。而是设置了外部可接近的连接端子14，用于将浮动的(fliegenden)电压供给线路15连接至系统模块S2的被调节的电源单元8的一个输出端。该连接端子14直接同用于邻接桥模块B的系统模块Sn+1、Sn+2...的电压供给端子3b相连。在该第二实施形式中，用于系统模块Si的供电电压被持续地冗余地通过桥模块被馈入。
借助桥模块B，由此保证了在该桥模块B左边的这些邻接的系统模块Sn+1、Sn+2...SN的继续工作，即使一个系统模块Sn被从系统模块Si的序列中去除。在被去除的系统模块SN左边邻接的系统模块S3...Sn-1，相反地，被从左侧如在正常工作中那样供应以电压供给线路5和系统总线4。
通过这种方式，监视/控制装置1的热插拔能力被以简单的方式实现。

Claims (10)

1.具有一些以现场总线-耦合模块、供电模块和/或输入/输出模块形式的系统模块(Si)的一个集合的监视和/或控制装置(1)，这些系统模块被彼此相邻地设置并且具有一些连接触点(3a，3b)，以便将一个系统总线(4)和/或一个电压供给端子从一个系统模块(Si)引导至接着的系统模块(Si+1)，其特征在于，在系统模块(Si)的该集合的端部上，在一个用于将该系统总线(4)耦合至一个现场总线(7)上的现场总线耦合器(S1)的对面和/或在一个用于给这些被连接的系统模块(Si)馈送一个供电电压的电压供给模块(S2)的对面，设置至少一个桥模块(B)，当一个系统模块(Si)被从这些系统模块(Sn)的该序列中去除时，用于邻接该桥模块(B)的这些系统模块(Si)的冗余的电压供给和/或用于为邻接该桥模块(B)的这些系统模块(Si)提供该系统总线(4)。
2.根据权利要求1的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，所述桥模块(B)具有一个监视单元(9)，在该供电电压的扰动时，用于监视该供电电压和识别从这些系统模块(Si)的该序列中的一个系统模块(Si)的所述去除。
3.根据权利要求1或2的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，一个系统模块(Si)和/或所述桥模块(B)具有一个监视单元(12)，用于在从这些系统模块(Si)的该序列中去除一个系统模块(Si)时识别所述系统总线(4)的分离，并且用于为系统模块(Si)的邻接所述桥模块(B)的序列紧接着提供该系统总线(4)。
4.根据权利要求1至3之一的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，所述桥模块(B)具有一个被调节的电源单元(10)，该电源单元(10)具有外部可接近的连接端子(3a，3b)，用于与该监视和/或控制装置(1)的一个另外的系统模块(Si)的电压供给端子接线。
5.根据权利要求1至4之一的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，所述一个桥模块(B)具有外部可接近的连接端子(3a，3b)，用于一个分离的、可连接至该监视和/或控制装置(1)的一个另外的系统模块(Si)上的系统总线线路。
6.根据权利要求1至5之一的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，所述桥模块(B)具有外部可接近的连接端子(3a，3b)，用于至一个系统模块(Si)的一个被调节的电源单元的一个输出端的电压供给线路，并且这些连接端子(3a，3b)直接与该电压供给端子连接，该电压供给端子用于邻接该桥模块(B)的这些系统模块(Si)。
7.根据权利要求5的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，为该系统总线(4)设置了这些连接端子(3a，3b)用于连接至一个现场总线耦合模块(S1)的外部可接近的连接端子(3a，3b)。
8.根据前述权利要求之一的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，一个桥模块(B)不但具有连接端子(3a，3b)，用于冗余的系统总线(4)，而且具有一个与用于供电电压的连接端子(3a，3b)相连接的、被调节的电源单元(10)，用于提供一个冗余的供电电压。
9.根据前述权利要求之一的监视和/或控制装置(1)，其特征在于，这些系统模块(Si)和所述至少一个桥模块(B)被设置在一个共同的支承轨道(2)上。
10.用于根据前述权利要求之一的监视和/或控制装置(1)的桥模块(B)，其特征在于，当这些被耦合的系统模块(Si)不再另外地被供应以供电电压和/或不再另外地与一个系统总线相连接时，所述桥模块(B)被设置用于为被耦合至所述桥模块(B)上的系统模块(Si)提供一个冗余的电压供给和/或提供一个系统总线(4)。
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