ES2274373T3 - Convertidor para sistemas de bus de instalacion. - Google Patents
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Abstract
Convertidor para sistemas de bus de instalación para permitir una comunicación entre un sistema de bus bifilar (BS2) en el que la corriente de alimentación y la información van por el mismo par de conductores, y un sistema de bus tetrafilar (BS4) en el cual las informaciones y la corriente de alimentación van por pares de conductores separados (16, 17; 14, 15), funcionando el sistema de bus bifilar y el sistema de bus tetrafilar con el mismo protocolo de bus y presentando cada sistema de bus acopladores de bus (BA2, BA4) que contienen cada uno una unidad de telegramas (TE) para la generación de telegramas de bus a partir de señales externas, o a la inversa, y una unidad de conexión de bus (BE) con etapa de envío y etapa de recepción para telegramas de bus; caracterizado por el hecho de que las unidades de conexión de bus (BE2, BE4) de ambos sistemas de bus están reunidas sin las respectivas unidades de telegrama (TE) en un aparato (25) de forma tal que la etapa de recepción (27, 32) de ambas unidades de conexión de bus (BE2, BE4) está en acoplamiento con la etapa de envío (26, 30) de la otra unidad de conexión de bus, y de que la unidad de conexión de bus (BE2) del sistema de bus bifilar que está contenida en el aparato (25) contiene un aislador de c.c. (35).
Description
Convertidor para sistemas de bus de
instalación.
La invención se refiere a un convertidor para
sistemas de bus de instalación para permitir una comunicación entre
un sistema de bus (bus = enlace común) bifilar y un sistema de bus
tetrafilar que funcionan con el mismo protocolo de bus, presentando
cada sistema de bus acopladores de bus que contienen cada uno una
unidad de telegramas para la generación de telegramas de bus a
partir de señales externas, o a la inversa, y una unidad de
conexión de bus con etapa de envío y etapa de recepción para
telegramas de bus.
En el sector de la técnica de los sistemas de
edificios hay dos distintos tipos básicos de sistemas de bus a
través de los cuales pueden transmitirse telegramas de datos
digitales. En un bus bifilar se transmiten por las mismas líneas
tanto la información como la corriente de alimentación para los
acopladores de bus. En los acopladores de bus la corriente de
alimentación y la información son separadas una de otra o bien son
reunidas. Un sistema acreditado en esta técnica es el Bus de
Instalación Europeo (EIB). La ventaja de un sistema de bus bifilar
radica en la sencilla línea de conexión.
En un sistema de bus tetrafilar o de cuatro
hilos las informaciones y la corriente de alimentación son
conducidas por pares de conductores independientes. Se prescinde de
lo necesario para la separación de la corriente de alimentación y
la información, gracias a lo cual los acopladores de bus son
sencillos y económicos.
Los sistemas de bus de instalación se instalan
en un edificio independientemente de la alimentación por la red.
Dichos sistemas de bus de instalación se utilizan para transmitir
datos, informaciones, órdenes y cosas similares. En los puntos de
conexión se encuentran acopladores de bus que son conectados a los
aparatos externos. Los aparatos externos son a menudo sensores o
actuadores, como p. ej. elementos de ajuste, o bien dispositivos de
entrada manual tales como conmutadores o atenuadores. En un edificio
se da la circunstancia de que para determinados tramos se dispone
de líneas bifilares, y para otros tramos se dispone de líneas
tetrafilares. Cuando estas líneas instaladas son puestas en
conexión con un bus de datos, normalmente tendría que formarse un
sistema de bus que fuese todo él bifilar. Éste exige un mayor gasto
en cuanto a los acopladores de bus, y no aprovecha las líneas
tetrafilares existentes.
Otra característica de los sistemas de bus de
instalación es la que consiste en el hecho de que los acopladores
de bus están estandarizados. Los acopladores de bus contienen una
unidad de telegramas para la generación y evaluación de telegramas
de bus y una unidad de conexión de bus con etapa de envío y etapa de
recepción para los telegramas de bus. La unidad de telegramas
constituye la parte de la información, y la unidad de conexión de
bus constituye la conexión de bus física para la conexión de la
parte de información con el bus de datos.
En el documento
EP-A-0566935 está descrito un bloque
funcional que constituye una interfaz para la conexión de dos
segmentos de bus. El bloque funcional que constituye una interfaz
sirve para pasar de un régimen de funcionamiento bidireccional de
una línea de bus bifilar a un régimen de funcionamiento
unidireccional de dos líneas de bus bifilares, o sea a un régimen
tetrafilar unidireccional. En el régimen unidireccional pueden
cubrirse en la transmisión distancias considerablemente mayores que
las que pueden cubrirse en el caso del régimen de funcionamiento
bidireccional. Cada bloque funcional que constituye una interfaz
contiene un controlador de bus con un emisor y un receptor. Dicho
bloque funcional que constituye una interfaz produce una
amplificación de las señales entrantes a efectos de retransmisión.
En el bloque funcional que constituye una interfaz el receptor de
una línea bifilar queda en acoplamiento con el emisor de la otra
línea bifilar, y a la inversa. De esta manera tiene lugar un
funcionamiento bidireccional con amplificación sectorial. El
suministro de corriente se efectúa asimismo a través del sistema de
bus.
La invención persigue la finalidad de crear un
convertidor para sistemas de bus de instalación con el cual puedan
combinarse entre sí de manera sencilla un sistema de bus tetrafilar
y un sistema de bus bifilar que funcionan con el mismo protocolo de
bus.
El convertidor según la invención está definido
en la reivindicación 1. Dicho convertidor consta de un aparato que
preferiblemente en la misma caja contiene respectivamente una unidad
de conexión de bus de cada uno de ambos tipos de bus, pero sin
unidad de telegramas. Las unidades de conexión de bus quedan
reunidas de forma tal que la etapa de recepción de cada una de
ambas unidades de conexión de bus queda en acoplamiento con la
etapa de envío de la otra unidad de conexión de bus. De esta manera,
a base de las unidades de conexión de bus estandarizadas de ambos
sistemas se compone un convertidor que permite poner mútuamente en
conexión a ambos buses de datos, o sea concretamente a un bus
bifilar y un bus tetrafilar, funcionando cada bus de tal manera que
se aprovechan sus ventajas. Así pues, el bus tetrafilar puede
equiparse con sencillos y económicos acopladores de bus, mientras
que el bus bifilar exige acopladores de bus más costosos con
desacoplamiento de tensión continua. Un fabricante que suministre
de serie acopladores de bus para cada uno de ambos sistemas de bus
puede componer fácilmente el convertidor según la invención a base
de componentes de su programa de fabricación, sin que sean para
ello necesarios nuevos circuitos y aparatos.
Otra ventaja es la que consiste en el hecho de
que en general pueden tener la misma forma constructiva las
unidades de telegramas de los acopladores de bus de ambos sistemas
que constituyen la parte del sistema de información. En ambos
sistemas puede por ejemplo usarse el mismo microcontrolador adaptado
al protocolo de bus común.
El convertidor según la invención produce una
conversión bidireccional entre un sistema de bus tetrafilar y un
sistema de bus bifilar.
Si en uno de ambos sistemas reunidos tuviese que
realizarse un mayor número de funciones en comparación con el otro
sistema, la unidad de conexión de bus del otro sistema tendría que
equiparse adicionalmente para hacer frente al mayor número de
funciones.
La alimentación de los componentes del
convertidor con corriente puede efectuarse a través del sistema de
bus bifilar o bien a través del sistema de bus tetrafilar. Una
alimentación a través del sistema de bus tetrafilar tiene la
ventaja de que la tensión de alimentación está ya disponible en las
líneas y no requiere desacoplamiento alguno.
Opcionalmente puede estar prevista entre ambas
unidades de conexión de bus en el convertidor una etapa de
separación galvánica, para impedir indeseados acoplamientos
adicionales y para evitar que sean transmitidas a través del
convertidor señales parásitas. Un acoplamiento galvánico de este
tipo se efectúa preferiblemente a través de optoacopladores o
transmisores inductivos.
Se describe más detalladamente a continuación un
ejemplo de realización de la invención haciendo referencia a los
dibujos. No deberá entenderse esta descripción como algo que limite
el ámbito de protección de la invención. Éste queda en lugar de
ello determinado por las reivindicaciones.
Las distintas figuras muestran lo siguiente:
La Fig. 1, un sistema de bus combinado que
consta de un sistema de bus bifilar y un sistema de bus tetrafilar
que están mútuamente en acoplamiento mediante un convertidor;
la Fig. 2, un diagrama de bloques de un
acoplador de bus del sistema de bus bifilar; y
la Fig. 3, un diagrama de bloques del
convertidor.
En la Fig. 1 está representado un sistema de bus
bifilar BS2 que consta de ambos hilos 11, 12 que están conectados a
un bloque de alimentación. Están en conexión con los hilos 11, 12
acopladores de bus BA2 que están asimismo realizados como
acopladores bifilares. Un acoplador de bus BA2 sirve para conectar
un aparato externo (no representado) al bus de datos, para que este
aparato pueda recibir del bus y/o enviar al bus datos u otras
señales. El bloque de alimentación sirve para la alimentación de
todos los acopladores de bus BA2 del sistema de bus bifilar a
través de los hilos 11, 12. Se superponen a la corriente de
alimentación los impulsos de los telegramas de datos. Los
acopladores de bus BA2 pueden intercambiar entre sí telegramas de
datos. En este ejemplo de realización no hay una central. El
sistema de bus tetrafilar BS4 presenta cuatro hilos 14, 15, 16, 17,
de los cuales los hilos 14 y 15 conducen la corriente de
alimentación, mientras que los hilos 16, 17 transmiten la
información. Están conectados asimismo con cuatro hilos al bus de
datos BS4 acopladores de bus BA4. Los acopladores de bus BA2 y BA4
son parte integrante de la instalación de bus. A los acopladores de
bus pueden conectarse respectivamente aparatos externos.
Ambos sistemas de bus BS2 y BS4 están conectados
entre sí por medio de un convertidor 20 que será aclarado en
detalle más adelante. De esta manera, un acoplador de bus BA2 puede
comunicarse directamente con un acoplador de bus BA4.
La Fig. 2 muestra la forma constructiva de un
acoplador de bus BA2 del sistema de bus bifilar. El acoplador de
bus BA2 contiene una unidad de telegramas TE y una unidad de
conexión de bus BE. La unidad de telegramas TE contiene un
microprocesador. Dicha unidad de telegramas está en condiciones de
generar a partir de señales aportadas externamente telegramas de
datos en correspondencia con el protocolo de bus estandarizado y
evaluar los telegramas de datos que se reciben. La unidad de
telegramas TE constituye la parte del sistema de información del
acoplador de bus BA. La unidad de conexión de bus BE sirve para
establecer el acoplamiento físico a los hilos 11, 12 y para el
acondicionamiento de los impulsos. La unidad de telegramas TE y la
unidad de conexión de bus BE están conectadas entre sí a través de
una línea de recepción de datos y una línea de envío de datos.
No está representado en sí mismo un acoplador de
bus BA4 del sistema de bus tetrafilar.
La Fig. 3 muestra el convertidor 20. Éste
contiene en un aparato conjunto 25 una unidad de conexión de bus
BE4 del sistema de bus tetrafilar y una unidad de conexión de bus
BE2 del sistema de bus bifilar.
En el ejemplo de realización representado, el
suministro de corriente al convertidor 20 se efectúa a través de
los hilos de suministro de corriente 14, 15 del sistema de bus
BS4.
Los hilos 16, 17 del sistema de bus tetrafilar
están en conexión con la salida de una etapa de envío 26 y con la
entrada de una etapa de recepción 27 de la unidad de conexión de bus
BE4. La entrada de la etapa de recepción y la salida de la etapa de
envío son respectivamente simétricas.
La unidad de conexión de bus BE2 contiene una
etapa de envío 30 cuya entrada está en acoplamiento con la salida
de la etapa de recepción 27. La salida de la etapa de envío 30 está
en conexión con el bus de datos BS2 a través de un circuito
limitador de corriente 31.
La unidad de conexión de bus BE2 contiene además
una etapa de recepción 32 que consta de una etapa de adaptación de
nivel 33 y una etapa de regeneración de impulsos 34. Entre la etapa
de recepción 32 y el bus de datos BS2 está conectado un aislador de
c.c. 35 que mantiene al suministro de corriente del bus de datos
aislado de la etapa de recepción 32.
A través de una línea 40 la etapa de recepción
32 de la unidad de conexión de bus BE2 está en acoplamiento con la
etapa de envío 26 de la unidad de conexión de bus BE4. A través de
una línea 41 la salida de la etapa de recepción 27 de la unidad de
conexión de bus BE4 está en acoplamiento con la entrada de la etapa
de envío 30 de la unidad de conexión de bus BE2. En cada una de las
líneas 40, 41 está prevista una etapa de separación galvánica 42 y
43 para la separación de potencial. Esta etapa de separación consta
de un optoacoplador o un transmisor inductivo.
Los telegramas de bus que son transmitidos por
el sistema de bus tetrafilar BS4 son transmitidos al sistema de bus
BS2 por medio del convertidor 20 a través de la etapa de recepción
27 y la etapa de envío 30. Las informaciones que son generadas en
el sistema de bus BS2 son transmitidas por el convertidor 20 al
sistema de bus BS4 a través de la etapa de recepción 32 y la etapa
de envío 26.
Claims (5)
1. Convertidor para sistemas de bus de
instalación para permitir una comunicación entre un sistema de bus
bifilar (BS2) en el que la corriente de alimentación y la
información van por el mismo par de conductores, y un sistema de
bus tetrafilar (BS4) en el cual las informaciones y la corriente de
alimentación van por pares de conductores separados (16, 17; 14,
15), funcionando el sistema de bus bifilar y el sistema de bus
tetrafilar con el mismo protocolo de bus y presentando cada sistema
de bus acopladores de bus (BA2, BA4) que contienen cada uno una
unidad de telegramas (TE) para la generación de telegramas de bus a
partir de señales externas, o a la inversa, y una unidad de
conexión de bus (BE) con etapa de envío y etapa de recepción para
telegramas de bus;
caracterizado por el hecho de que
las unidades de conexión de bus (BE2, BE4) de
ambos sistemas de bus están reunidas sin las respectivas unidades
de telegrama (TE) en un aparato (25) de forma tal que la etapa de
recepción (27, 32) de ambas unidades de conexión de bus (BE2, BE4)
está en acoplamiento con la etapa de envío (26, 30) de la otra
unidad de conexión de bus, y de que la unidad de conexión de bus
(BE2) del sistema de bus bifilar que está contenida en el aparato
(25) contiene un aislador de c.c. (35).
2. Convertidor según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el acoplamiento entre etapa
de recepción y etapa de envío se efectúa a través de una etapa de
separación galvánica (42, 43).
3. Convertidor según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que la etapa de separación
presenta un optoacoplador o transmisor inductivo.
4. Convertidor según una de las reivindicaciones
1 - 3, caracterizado por el hecho de que la alimentación del
aparato (25) con corriente se efectúa a través de la parte de
alimentación del sistema de bus tetrafilar (BS4).
5. Convertidor según una de las reivindicaciones
1 - 4, caracterizado por el hecho de que la alimentación del
aparato (25) con corriente se efectúa a través del sistema de bus
bifilar (BS2).
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DE20318766U DE20318766U1 (de) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Umsetzer für Installations-Bussysteme |
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