專利名稱：用于在串行數(shù)據(jù)總線和諸如執(zhí)行器模塊和/或e/a模塊的工作模塊之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這種裝置尤其適用于借助數(shù)據(jù)總線控制閥門電池。
背景技術(shù)：
從DE 42 30 414 C2已知一種電動氣動控制裝置，其中可以通過數(shù)據(jù)總線控制多個分別配備有工作模塊的閥門。在此，所有工作模塊都并聯(lián)到數(shù)據(jù)總線并且將數(shù)據(jù)總線的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號，尤其是用于相應(yīng)閥門的并行的控制信號。尤其是在閥門或閥門電池的數(shù)量較大的情況下，這種布置很少變化，特別是即使具有其它功能的其它工作模塊應(yīng)當(dāng)由相同的數(shù)據(jù)總線控制或者應(yīng)當(dāng)與相同的數(shù)據(jù)總線通信時也是如此。從US 2005/0288799A1已知一種用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中多個傳感器可以將它們的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線例如傳輸給微計算機(jī)。作為用于總線系統(tǒng)的通信協(xié)議，例如可以采用HART協(xié)議、FOUNDATION現(xiàn)場總線協(xié)議和ftx)fibuS-PA協(xié)議。在此，還可以通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行對所連接的傳感器的能量供應(yīng)。除了傳感器之外，執(zhí)行器也可以連接到數(shù)據(jù)總線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于可變地構(gòu)成這種數(shù)據(jù)傳輸裝置，使得通過單個數(shù)據(jù)總線就可以通過簡單的、價格有利的方式實(shí)現(xiàn)控制和與不同工作模塊的通信。該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置解決。本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)尤其是在于，與已知的現(xiàn)有技術(shù)相比可以將各個接口或通信連接端優(yōu)化地與工作模塊的必要的通信和電壓供應(yīng)功率相匹配，例如波特率等等。由此產(chǎn)生用于通信連接端的連接元件(例如插接連接器)的價格有利的設(shè)計，以及用于串行通信的內(nèi)部電子裝置的價格有利的設(shè)計。此外可以實(shí)現(xiàn)工作模塊的可變和緊湊的布置。通過在從屬權(quán)利要求中講述的措施可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求1中說明的裝置的有利擴(kuò)展和改進(jìn)。集線器和工作模塊之間的串行連接優(yōu)選構(gòu)成為點(diǎn)對點(diǎn)連接，尤其是構(gòu)成為IO鏈路連接，其中集線器尤其是構(gòu)成為IO鏈路主機(jī)，并且工作模塊中的相應(yīng)的串行并行轉(zhuǎn)換器構(gòu)成為IO鏈路從機(jī)。通信連接端適宜地構(gòu)成為用于將工作模塊插入總線模塊的插接連接裝置，其中優(yōu)選以線性柵格(Raster)來布置通信連接端。由此可以以幾乎任意的方式插入工作模塊，尤其是也可以插入不同的工作模塊。構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊的工作模塊的至少一個以有利的方式擁有用于連接和/或插入具有至少一個執(zhí)行器的執(zhí)行器裝置的連接器件，所述執(zhí)行器裝置優(yōu)選構(gòu)成為閥門電池。由此可以以簡單和可變的方式通過將總線模塊、工作模塊和執(zhí)行器裝置插接在一起來構(gòu)建或裝配所述裝置。以有利的方式，構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊的工作模塊的至少一個也擁有
3至少一個優(yōu)選構(gòu)成為插接接觸裝置的E/A接口。于是，在這樣的接口上可以連接外部的部件和組件，諸如傳感器、開關(guān)或外部的執(zhí)行器。這樣的E/A接口適宜地構(gòu)成為并行接口。工作模塊的至少一個優(yōu)選也可以構(gòu)成為功能模塊，尤其是構(gòu)成為傳感器模塊。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在隨后的描述中詳細(xì)闡述。圖1示出作為本發(fā)明的實(shí)施例的裝置的示意性連接框圖，其中在總線模塊上插入或連接了兩個執(zhí)行器模塊和E/A模塊，
圖2以透視圖示出圖1所示的裝置作為真實(shí)的實(shí)施， 圖3以透視分解圖示出圖2所示的裝置，
圖4以透視圖示出本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中在總線模塊上插入或連接了一個執(zhí)行器模塊和E/A模塊以及一個功能模塊，以及
圖5以透視分解圖示出圖4所示的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖1至圖3所示的第一實(shí)施例中，總線模塊10包括與集線器12連接或者與集線器12 —起形成集成裝置的總線節(jié)點(diǎn)11 (總線站點(diǎn))。在總線模塊10上連接了例如現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)總線13，所述數(shù)據(jù)總線可通過總線接口 14與對應(yīng)的外部數(shù)據(jù)總線連接，使得總線模塊10可以與外部中心站或控制裝置連接。此外，電壓供應(yīng)導(dǎo)線15連接到總線模塊10 上，所述電壓供應(yīng)導(dǎo)線可以通過電壓連接端16借助未示出的外部電纜被提供電壓。集線器12的兩個端口 17，18利用兩個通信連接端19，20連接到總線模塊10的外側(cè)，其中這是串行端口 17，18。端口 17，18的數(shù)量和通信連接端19，20的對應(yīng)數(shù)量當(dāng)然也可以更大并且可以變化。在通信連接端19，20上通過插接連接器21，22連接或插入兩個工作模塊23，對，這些工作模塊構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和E/A模塊。每個工作模塊包括將通過通信連接端19，20傳導(dǎo)的串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號的串行并行轉(zhuǎn)換器25。集線器12和串行并行轉(zhuǎn)換器25之間的串行連接構(gòu)成為點(diǎn)對點(diǎn)連接，例如構(gòu)成為IO鏈路連接。在構(gòu)成為IO鏈路連接的情況下， 集線器12構(gòu)成為IO鏈路主機(jī)，而串行并行轉(zhuǎn)換器25構(gòu)成為IO鏈路從機(jī)。原則上其它點(diǎn)對點(diǎn)連接或者其它串行連接類型也是可以的。代替插接連接器21，22地也可以布置固定在工作模塊23，24上的對應(yīng)的插頭，這些插頭可以插入構(gòu)成為插座的通信連接端19，20中，或者通信連接端19，20構(gòu)成為插頭，以便插入工作模塊23，24的對應(yīng)插座中。工作模塊23，24在根據(jù)圖2和圖3的上側(cè)上具有構(gòu)成為插接接觸裝置的E/A接口 26，這些E/A接口分別與串行并行轉(zhuǎn)換器25的并行端口連接。此外，工作模塊23，M在底側(cè)上擁有用于與閥門電池觀電連接的插接連接端27，這些閥門電池在該實(shí)施例中分別具有8 個相互排列成行的片閥四。為了將工作模塊23，24安全地機(jī)械插入到閥門電池觀上，還設(shè)置對應(yīng)的機(jī)械插接連接元件30。在此，也可以實(shí)現(xiàn)其它的機(jī)械固定可能性，例如螺旋連接、 制動連接等等。片閥四分別通過插接連接端27與串行并行轉(zhuǎn)換器25的對應(yīng)的并行接口電連接。
由此，數(shù)據(jù)總線13通過總線節(jié)點(diǎn)11、集線器12和串行并行轉(zhuǎn)換器25與E/A接口 26和片閥四通信或控制E/A接口沈和片閥四。如果設(shè)置更大數(shù)量的通信連接端19，20，則連接到總線模塊10的工作模塊23，24 的數(shù)量也可以對應(yīng)地更大。在此，代替組合的執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊，作為工作模塊 23，24也可以考慮純執(zhí)行器模塊和/或純E/A模塊。代替閥門電池觀或片閥四或者其它閥門，也可以將其它執(zhí)行器或不同的執(zhí)行器連接到工作模塊23，24。通過接口沈可以控制外部執(zhí)行器，接收通過對應(yīng)傳感器導(dǎo)線的傳感器信號或者展開其它通信過程。通過集線器12 —方和串行并行轉(zhuǎn)換器25另一方之間的連接導(dǎo)線，還輸送所需要的供電電壓和工作電壓，一方面用于運(yùn)行所連接的執(zhí)行器，并且另一方面用于只要需要就通過接口沈向外部裝置供應(yīng)電壓。為了整個裝置的機(jī)械構(gòu)建或組裝，設(shè)置平板類型的安裝元件31，總線模塊10可以裝配和固定到所述安裝元件31上。在此，總線模塊10與該實(shí)施例不同地也可以與安裝元件31 —起形成集成的安裝元件，該集成的安裝元件同時形成總線模塊。在安裝元件31的扁平側(cè)安裝或可以固定兩個閥門電池觀，其中相互排列成行的閥門電池觀的端部區(qū)域被閉合元件32，33覆蓋。這些閉合元件32，33同樣可以例如旋緊地固定在安裝元件31上。兩個工作模塊23，24裝配在閥門電池28上并且通過插接連接端27與片閥四或閥門電池28 的閥門電連接，其中存在用于更好的機(jī)械連接的機(jī)械插接連接元件30。兩個相互排列成行的工作模塊23，M也又在兩個端部上配備有閉合元件34，35，這些閉合元件34，35裝配并且可以固定在閥門電池觀的閉合元件32，33上。在該裝置中，總線模塊10也通過通信連接端19，20和插接連接裝置21，22與兩個工作模塊23，24電連接。在該實(shí)施例中，總線模塊10比安裝元件31更短地構(gòu)成，使得通過加長元件36來進(jìn)行長度匹配。增大總線模塊10的長度的加長元件36當(dāng)然也可以與總線模塊10 —體化地構(gòu)成。所描述的部件和組件相互間的固定當(dāng)然可以可變地進(jìn)行。相互排列成行的工作模塊23，24也可以在它們的功能方面不同，其中相互排列成行的工作模塊23，24的數(shù)量取決于通信連接端19，20的數(shù)量。工作模塊23，24的寬度同樣可以變化，其中只需要注意考慮通信連接端19，20的柵格。工作模塊23，24與總線模塊10的電連接在相應(yīng)的窄側(cè)插接在一起時產(chǎn)生。但是這種類型的插接連接也可以變化，例如工作模塊23，M和總線模塊10可以按照階梯類型重疊，使得插接方向改變90°。在圖4和圖5中示出的第二實(shí)施例中，只設(shè)置有一個工作模塊23和一個閥門電池 28?？s短的平板類型的安裝元件37在其長度方面與總線模塊10的長度匹配。與工作模塊 23排列成行地設(shè)置功能模塊38，所述功能模塊例如可以構(gòu)成為用于檢測壓力、溫度等等的傳感器模塊和/或構(gòu)成為執(zhí)行器模塊。在構(gòu)成為執(zhí)行器模塊的情況下，所述功能模塊例如可以構(gòu)成為閥門或包括至少一個閥門，如比例閥門、軟啟動閥門等等。該功能模塊38通過插接連接器22與通信連接端20電連接。通過在功能模塊38上的構(gòu)成為插接連接端的接口 39，可以與外部裝置進(jìn)行通信，例如與執(zhí)行器和/或傳感器進(jìn)行通信。在該實(shí)施例中，工作模塊23和功能模塊38的數(shù)量也是任意的，而且它們的順序也可以與通信連接端19，20的布置對應(yīng)地幾乎任意選擇。
權(quán)利要求
1.一種用于在串行數(shù)據(jù)總線(13)和工作模塊(23，24，38)之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中數(shù)據(jù)總線(13)連接到總線模塊(10)中的總線節(jié)點(diǎn)(11)上，所述總線模塊具有至少兩個串行通信連接端(19，20)，所述至少兩個串行通信連接端與連接到所述總線節(jié)點(diǎn)(11)或者集成在所述總線節(jié)點(diǎn)中的集線器(12)的端口(17，18)連接，其中通信連接端(19，20)構(gòu)成為用于連接工作模塊(23，24，38)以及用于向所述工作模塊供應(yīng)電壓，并且其中工作模塊 (23，24)的至少一個構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊，所述執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊包括用于并行連接具有相應(yīng)的工作模塊(23，24)或者與相應(yīng)的工作模塊連接的執(zhí)行器(28) 和/或E/A接口(26)的串行并行轉(zhuǎn)換器(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述集線器(12)和工作模塊(23，M，38)之間的串行連接構(gòu)成為點(diǎn)對點(diǎn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，所述點(diǎn)對點(diǎn)連接構(gòu)成為IO鏈路連接，其中集線器(12)尤其是構(gòu)成為IO鏈路主機(jī)，并且工作模塊(23，24)中的相應(yīng)的串行并行轉(zhuǎn)換器(25) 構(gòu)成為IO鏈路從機(jī)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，所述通信連接端(19，20)構(gòu)成為用于將工作模塊(23，24，38)插入總線模塊(10)的插接連接裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，以線性柵格來布置通信連接端(19，20)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，構(gòu)成為工作模塊和/或E/A模塊的工作模塊(23，24)的至少一個擁有用于連接和/或插入具有至少一個執(zhí)行器(29)的執(zhí)行器裝置 (28)的連接器件(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，所述執(zhí)行器裝置(28)是閥門電池。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊的工作模塊(23，24)的至少一個擁有至少一個E/A接口(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述至少一個E/A接口(26)構(gòu)成為插接接觸裝置ο
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的裝置，其特征在于，所述至少一個E/A接口(26)構(gòu)成為并行接口。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的裝置，其特征在于，工作模塊(38)的至少一個構(gòu)成為功能模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，構(gòu)成為功能模塊的至少一個工作模塊(38) 是傳感器模塊和/或執(zhí)行器模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的裝置，其特征在于，構(gòu)成為功能模塊的至少一個工作模塊 (38)擁有用于與外部裝置連接的接口(39)。
全文摘要
提出一種用于在串行數(shù)據(jù)總線(13)和工作模塊(23,24)之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中數(shù)據(jù)總線(13)連接到總線模塊(10)中的總線節(jié)點(diǎn)(11)上。所述總線模塊(10)具有至少兩個串行通信連接端(19,20)，所述至少兩個串行通信連接端與連接到所述總線節(jié)點(diǎn)(11)或者集成在所述總線節(jié)點(diǎn)中的集線器(12)的端口(17,18)連接。通信連接端(19,20)構(gòu)成用于連接工作模塊(23,24)以及用于向所述工作模塊供應(yīng)電壓，其中工作模塊(23,24)的至少一個構(gòu)成為執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊。所述執(zhí)行器模塊和/或E/A模塊具有用于并行連接具有相應(yīng)的工作模塊(23,24)或者與相應(yīng)的工作模塊連接的執(zhí)行器(28)和/或E/A接口(26)的串行并行轉(zhuǎn)換器(25)。
文檔編號H04L12/10GK102474435SQ201080032254
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者格雷夫 U. 申請人:費(fèi)斯托股份有限兩合公司