專利名稱：用于三個(gè)總線系統(tǒng)的耦合設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)據(jù)總線的耦合設(shè)備，它具有用于第一數(shù)據(jù)總線的第一連接部件，用于第二數(shù)據(jù)總線的第二連接部件，其中所數(shù)第二數(shù)據(jù)總線與所數(shù)第一數(shù)據(jù)總線不同，以及一個(gè)與所述第一和第二連接部件連接的數(shù)據(jù)處理部件，用以實(shí)現(xiàn)在所述數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)交換。
背景技術(shù)：
在數(shù)目眾多的應(yīng)用中，都存在將不同的總線系統(tǒng)相耦合的需求。此時(shí)，在總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸中，經(jīng)常需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分。
已知的，在將不同的總線系統(tǒng)相耦合時(shí)使用了稱之為鏈路(Link)的方式。但是這些鏈路是不能加以配置的。而且，為直接輸入或者輸出數(shù)據(jù)，必須在兩個(gè)不同總線系統(tǒng)中的一個(gè)之上連接輸入/輸出部件(I/O)。這不僅會(huì)產(chǎn)生附加的費(fèi)用，降低反應(yīng)速度，同時(shí)還會(huì)加重可編程邏輯控制器(PLC)的計(jì)算量。上述缺點(diǎn)對(duì)于用于與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)的部件尤其不利，因?yàn)樵谶@種情況中，要求具有相對(duì)快速的反應(yīng)速度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于總線系統(tǒng)的耦合設(shè)備，在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)的輸入和輸出可以緊鄰所述耦合設(shè)備，不會(huì)顯著降低系統(tǒng)的反應(yīng)速度，或是加重系統(tǒng)的負(fù)荷。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一個(gè)用于數(shù)據(jù)總線的耦合裝置加以實(shí)現(xiàn)，所述耦合裝置具有用于第一數(shù)據(jù)總線的第一連接部件，用于第二數(shù)據(jù)總線的第二連接部件，其中所數(shù)第二數(shù)據(jù)總線與所數(shù)第一數(shù)據(jù)總線不同，一個(gè)與所述第一和第二連接部件連接的數(shù)據(jù)處理部件，用以實(shí)現(xiàn)在所述數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)交換，以及第三連接部件，所述第三連接部件同樣與數(shù)據(jù)處理部件連接，用于與第一和第二數(shù)據(jù)總線不同的第三數(shù)據(jù)總線，用以實(shí)現(xiàn)所述三條數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)交換。
由此，根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)由一個(gè)中央模塊來訪問三個(gè)或者更多總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的耦合設(shè)備具有可配置的優(yōu)點(diǎn)。尤為有利的是，本發(fā)明的耦合設(shè)備可以通過一個(gè)配置過程來區(qū)分要在總線系統(tǒng)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。還特別有利的是，可以通過對(duì)所述耦合設(shè)備進(jìn)行配置，使得對(duì)于在所述兩條或者三條數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂颇軌蛞砸獋鬏敂?shù)據(jù)的語義(Semantics)的一種功能來進(jìn)行。例如，可以對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行配置，使得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的傳輸方式和與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)的傳輸方式不同。
耦合設(shè)備連接在其上的第一數(shù)據(jù)總線可以是一條Profibus(Processfieldbus)現(xiàn)場(chǎng)總線。第二數(shù)據(jù)總線例如可以是一條AS-i總線(AS-i-Bus)。
可與根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備相連接的第三數(shù)據(jù)總線可以是一條外設(shè)總線，其上可以連接輸入/輸出模塊。所述模塊向鏈路輸入數(shù)據(jù)并接收由所述鏈路輸出的數(shù)據(jù)。雖然所述的輸入/輸出模塊可以通過所述鏈路或者耦合設(shè)備的方式與另外兩條數(shù)據(jù)總線連接。但是也可以使用所述的第三數(shù)據(jù)總線，以使兩個(gè)或兩個(gè)以上的耦合設(shè)備相互連接。
在所述的耦合設(shè)備中可以集成一個(gè)用于監(jiān)視配置設(shè)置和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)視器。特別的，所述的監(jiān)視器是用來識(shí)別并進(jìn)一步處理與安全和保密有關(guān)的數(shù)據(jù)。


以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，其中圖1表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備的電路框圖；圖2表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備的數(shù)據(jù)流圖；圖3表示一個(gè)耦合了多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；圖4表示一個(gè)具有輸入/輸出部件的耦合器的數(shù)據(jù)流圖；圖5表示一個(gè)不需任何其他電路的兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的耦合器的數(shù)據(jù)流圖；以及圖6表示在圖4所示數(shù)據(jù)流圖基礎(chǔ)上的一個(gè)配置實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)說明的實(shí)施例表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備或者更具體地說根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)耦合器1可以連接在兩條現(xiàn)場(chǎng)總線F1和F2之間。此外，數(shù)據(jù)耦合器1還與一條內(nèi)部的外設(shè)總線P相連接。所述的數(shù)據(jù)耦合器1可通過所述內(nèi)部的外設(shè)總線P來進(jìn)行配置，以用于所述現(xiàn)場(chǎng)總線F1和F2之間的數(shù)據(jù)傳輸，以及所述外設(shè)總線和現(xiàn)場(chǎng)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸。
圖2中顯示了在所述三條總線F1、F2和P之間可能的數(shù)據(jù)流。除標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)S外，與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)F也可以通過所述的數(shù)據(jù)總線進(jìn)行交換。在這種情況下，與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)和/或標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)輸出單元經(jīng)由所述總線F1和F2輸出到所述外設(shè)總線上，并且/或者可將與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)和/或標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過一個(gè)輸入單元從所述外設(shè)總線讀入，并繼續(xù)傳輸給所述總線F1和/或F2。
圖3所示為兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)F1、F2和F1*、F2*通過所述的外設(shè)總線P相耦合。為此，一個(gè)數(shù)據(jù)耦合器1和一個(gè)數(shù)據(jù)耦合器2由其外設(shè)總線接口彼此連接。這樣，全部的4條現(xiàn)場(chǎng)總線F1、F2、F1*和F2*都能夠彼此交換標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)S和與安全及保密相關(guān)的數(shù)據(jù)F。同樣的，兩個(gè)數(shù)據(jù)耦合器1和2也可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸要求來進(jìn)行配置。
圖4顯示了一種尤為可取的配置下的數(shù)據(jù)流圖。所述數(shù)據(jù)耦合器1通過所述外設(shè)總線P與兩個(gè)輸入/輸出部件3、4相連接。通過所述部件3、4，信息可由所述其他兩條總線輸出或者向其輸入。經(jīng)過一種恰當(dāng)?shù)呐渲梅绞?，不僅能夠以上述的數(shù)據(jù)定義方式在相互連接的數(shù)據(jù)總線之間傳輸數(shù)據(jù)，而且還允許對(duì)傳輸數(shù)據(jù)單獨(dú)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理(in-situ processing)。并且，通過對(duì)硬件和軟件進(jìn)行合理配置，同樣也可以對(duì)與安全和保密相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和/或處理。
將所述輸入/輸出部件3、4經(jīng)由所述外設(shè)總線P與所述數(shù)據(jù)耦合器1直接連接，意味著不再需要將所述部件與所述數(shù)據(jù)耦合器1附近的現(xiàn)場(chǎng)總線F1和F2相連接。由此便可減輕例如一條Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線上的PLC負(fù)荷。
圖5所示為一個(gè)單純的耦合器的數(shù)據(jù)流圖，現(xiàn)場(chǎng)總線F1和F2完全通過該耦合器相連接。所述兩條總線之間的數(shù)據(jù)傳輸可如上述實(shí)施例所說明的那樣由可配置的數(shù)據(jù)耦合器1來實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，不再需要其他的輸入/輸出部件。
如上述實(shí)施例所示，根據(jù)本發(fā)明，可以非常靈活地實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上總線系統(tǒng)的耦合。而且，由于布線的復(fù)雜度降低，系統(tǒng)的成本也可得以降低。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在一條Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC和數(shù)據(jù)耦合器之間未設(shè)置任何輸入/輸出部件，因而縮短了系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。而且，當(dāng)Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線中不存在額外的I/O時(shí)，PLC的負(fù)荷也被減輕。另外，采用所述可配置的數(shù)據(jù)耦合器使得大量不同的應(yīng)用變化得以方便實(shí)施。例如，一些應(yīng)用已在前面的實(shí)施例中加以描述，包括單純耦合器的情形，針對(duì)與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)的耦合器，以及用于與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)的可配置I/O。
圖6描述了一個(gè)多個(gè)數(shù)據(jù)總線與本發(fā)明的耦合裝置相聯(lián)接的具體實(shí)施例。數(shù)據(jù)耦合器1具有一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)總線F1的Profibus接口11，所述的現(xiàn)場(chǎng)總線為一條Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線，以及一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)總線F2的接口AS-i主接口12，所述的現(xiàn)場(chǎng)總線F2為一條AS-i總線。Profibus接口11和AS-i主接口12通過一條鏈路13彼此連接。一條擴(kuò)展總線或一個(gè)外設(shè)總線接口14將數(shù)據(jù)耦合器1與外設(shè)總線P相聯(lián)接。所有的接口11、12和14均可通過一個(gè)內(nèi)部的配置單元15進(jìn)行配置。此外數(shù)據(jù)耦合器1還具有一個(gè)監(jiān)視器16，用于監(jiān)視配置設(shè)置和/或數(shù)據(jù)傳輸。
一個(gè)輸入模塊I1、一個(gè)輸出模塊O1以及一個(gè)PLC 5通過現(xiàn)有的方式與所述的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線F1相連接。類似的，一個(gè)輸入模塊I2和一個(gè)輸出模塊O2與所述的AS-i總線F2相連接。此外，一個(gè)輸入模塊I3、一個(gè)輸出模塊O3以及一個(gè)診斷單元6與所述外設(shè)總線P相連接。位于外設(shè)總線P上的部件可通過數(shù)據(jù)耦合器1進(jìn)行配置。
由此，根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備除具有一個(gè)帶有內(nèi)部通信接口的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線/AS-I總線鏈路以外，還能夠提供一個(gè)完全的AS-i安全性或保密性監(jiān)視器，所述的監(jiān)視器能夠通過一個(gè)內(nèi)部通信接口與其它的I/O模塊相連接并具有任意所需數(shù)量的輸出。而且，如上面已在一定程度上描述過的，根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備也能夠提供一個(gè)以上的AS-i安全性或保密性監(jiān)視器，所述的監(jiān)視器通過一個(gè)內(nèi)部通信接口與其它的I/O模塊相連接，同時(shí)作為一個(gè)配置接口和診斷單元具有一個(gè)Profibus連接、一個(gè)AD-i連接或者是一個(gè)Profibus/Profisafe和AS-i連接。上述被稱之為Profisafe的安全現(xiàn)場(chǎng)總線也能夠進(jìn)行與安全或保密相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸。最終通過復(fù)數(shù)個(gè)根據(jù)本發(fā)明的耦合設(shè)備，其中每個(gè)所述耦合設(shè)備具有至少3個(gè)總線連接，便可形成具有任意所需數(shù)量總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1.用于數(shù)據(jù)總線的耦合設(shè)備，具有-用于第一數(shù)據(jù)總線(F1)的第一連接部件(11)，-用于第二數(shù)據(jù)總線(F2)的第二連接部件(12)，所述第二數(shù)據(jù)總線與所述第一數(shù)據(jù)總線不同，以及-一個(gè)與所述第一和第二連接部件(11，12)連接的數(shù)據(jù)處理部件(13，15)，用于實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)總線(F1，F(xiàn)2)之間的數(shù)據(jù)交換，其特征在于，-用于第三數(shù)據(jù)總線(P)的第三連接部件(14)，用于實(shí)現(xiàn)所述三條數(shù)據(jù)總線(F1，F(xiàn)2，P)之間的數(shù)據(jù)交換，所述第三連接部件也與所述數(shù)據(jù)處理部件(13，15)相連接，所述第三數(shù)據(jù)總線與所述第一和第二數(shù)據(jù)總線不同。
2.如權(quán)利要求1所述的耦合設(shè)備，所述耦合設(shè)備能夠加以配置。
3.如權(quán)利要求2所述的耦合設(shè)備，所述耦合設(shè)備能夠加以配置，以使對(duì)于在所述兩條或者三條數(shù)據(jù)總線(F1，F(xiàn)2，P)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂颇軌蛞砸獋鬏敂?shù)據(jù)的語義的一種功能來進(jìn)行。
4.如在先權(quán)利要求之一所述的耦合設(shè)備，所述的第一數(shù)據(jù)總線(F1)為一條Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線。
5.如在先權(quán)利要求之一所述的耦合設(shè)備，所述的第二數(shù)據(jù)總線(F2)為一條AS-i總線。
6.如在先權(quán)利要求之一所述的耦合設(shè)備，輸入/輸出模塊(I3，O3)能夠與所述第三數(shù)據(jù)總線(P)相連接，并通過所述耦合設(shè)備(1)與所述第一和/或第二數(shù)據(jù)總線相連接。
7.如在先權(quán)利要求之一所述的耦合設(shè)備，所述耦合設(shè)備具有一個(gè)可配置的監(jiān)視器(16)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于簡化總線系統(tǒng)之間的連接。為此，本發(fā)明涉及一個(gè)耦合設(shè)備(1)，用以將兩條現(xiàn)場(chǎng)總線(F1，F(xiàn)2)與一條外設(shè)總線(P)相耦合。所述外設(shè)總線(P)可用來連接輸入/輸出部件(3，4)，以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行中心監(jiān)控或處理。優(yōu)選的，所述耦合設(shè)備(1)可以根據(jù)所述三個(gè)總線系統(tǒng)(F1，F(xiàn)2，P)之間的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)(S)和與保密相關(guān)的數(shù)據(jù)(F)的傳輸來進(jìn)行配置。
文檔編號(hào)H01R31/00GK1820233SQ200480019766
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者帕特里克·格利恩, 沃納·克雷默, 伯恩哈德·威斯吉克爾, 羅曼·旺希克 申請(qǐng)人:西門子公司