插头连接器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种插头连接器，其用于将自动化技术的现场设备、特别是限位开关连接至电源和/或评估单元。
【背景技术】
[0002]现场设备应用在自动化技术、特别是过程自动化技术中，其用于确定和监视过程变量。这些现场设备的实例是填充料位测量设备、流量测量设备、分析测量设备、压力和温度测量设备、湿度和电导率测量设备、密度和粘度测量设备。这些现场设备的传感器记录相应的过程变量，例如填充料位、流量、PH值，物质浓度、压力、温度、湿度、电导率、密度和粘度。大量的这种现场设备由成员公司Endress+Hauser制造和销售。
[0003]由申请人在商标LIQUIPHANT、LIQUIPOINT和S0LIPHANT之下制造和销售的是用于检测预定填充料位的传感器。它们优选地应用为对栗运行干燥保护或过填充保护器，并且通常具有两个反效(antivalent)开关输出，现场设备的特定开关状态经由该开关输出而输出。这些传感器，其也称为限位开关，由于防泄漏和/或节约空间的原因，通常不具有用于两个反效开关输出的集成光学显示器(LED)。特别是这样的情况，在满足IP69K标准的封装的现场设备的情况下。然而，因为关于限位开关的各个开关输出、相应开关状态的现场信息通常对于用户是非常重要的，使开关输出可视化的LED被集成在与传感器连接的插头连接器的连接插头中。自动化技术中用作连接插头的通常是M12插头。市场中为现场设备提供的连接插头确实能够经由LED使两个反效开关输出和操作电压可视化;然而，它们不能够补充地指示现场设备在现场(因此在集成到过程的现场)的干扰或故障。因此，对操作安装了现场设备的工厂的用户来说失去了极其重要的现场信息。在连接插头的已知实施例的情况下的缺点尤其在于，有缺陷或故障工作的现场设备只能在或多或少的大时间延迟后被替换，因为技术人员不能够直接在现场检测干扰或故障。结果在给定情况下，由于现场设备的故障，工厂的运行能力可能显著降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供显示现场的干扰或故障的现场设备。
[0005]该目的是通过插头连接器实现的，该插头连接器用于将自动化技术的现场设备连接到电源和/或评估单元，其中该插头连接器包括用于现场设备的连接插头，其中该连接插头至少部分由透明材料组成，其中至少四个显示元件布置在连接插头中，其中第一显示元件用信号通知现场设备的操作就绪，其中第二和第三显示元件用信号通知现场设备的两个反效开关输出(在限位开关的情况下，一个表达MAX和MIN安全性)，其中第四显示元件用信号通知现场设备的干扰或故障，其中提供了电路，该电路被实施成使得基于现场设备的反效开关输出来检测现场设备的干扰或故障，并且在检测到干扰或故障的情况下，第四显示元件被激活。显示元件优选地是是LED。
[0006]为了集成包括现场设备的连接插头中的操作电压和反效开关输出和干扰或误差信号的显示，根据本发明将发生两个开关输出的逻辑互连。因为连接插头的尺寸是相对有限的，在例如LIQUIPHANT设备的情况下，仅能够应用具有尽量少的部件的电路。
[0007]根据本发明，考虑反效开关输出，使得检测现场的干扰或故障。取决于开关输出-MIN或MAX安全性-在覆盖的限位开关的情况下，开关输出被切换或不切换。在传统连接插头中，在发生干扰或故障的情况下，两个对应的发黄光的LED被关闭，并且仅有显示了操作电压的存在的绿色LED发光。这是有疑问的，该LED电路是否向操作人员提示干扰或故障。根据本发明，干扰或故障被无误和明确地用信号通知:如果存在干扰或故障，这是通过点亮在现场设备的安装位置处的附加的红色LED显示的。
[0008]通过通常是绿色LED的第一 LED的连续发光显示现场设备的操作。在现场设备的正确操作的情况下，两个反效开关输出使第二或第三LED(在这种情况下它们通常是黄色LED)发光。如果两个黄色LED被关闭，根据本发明被解释为干扰或故障的情况，另外的LED发光。通常在这种情况下，该另外的LED是红色LED。
[0009]在本发明的插头连接器的有利实施例中，现场设备中的干扰或故障的识别是经由集成在插头中的NOR或XNOR电路实现的。在这种情况下，XNOR电路是更安全的变型，因为两个反效开关输出MIN和MAX同时切换的状态也不被解释为正常操作状态，而是解释为干扰或故障。然而，在具有小尺寸的现场设备的连接器插头的情况下，这些电路的常规实施方式是不实际的。例如，在常用限位开关的情况下，CMOS技术的构造将超过空间要求。
[0010]然而，取决于应用的连接插头，在第一实施例中，逻辑电路用CMOS技术实现。而且，逻辑电路利用集成的门来实现。优选地，逻辑电路用集成电路芯片实现。
[0011]本发明的插头连接器的进一步有利的发展提供了具有开关元件的逻辑电路，其中开关元件被实施成使得在发生干扰或故障的情况下激活连接在下游的第四显示元件，干扰或故障是基于连接的反效开关输出来检测的。
[0012]关于本发明特别有利的是当开关元件是双极晶体管、特别是PNP晶体管，在其基极分支中，第二显示元件和第三显示元件并联连接，并且在其集电极分支中布置有第四显示元件，其中晶体管被实施成使得它在正常操作中阻断并且在发生干扰或故障的情况下导通。
[0013]此外，逻辑电路被实施成使得，第二显示元件和第三显示元件并联连接，而且第四显示元件与第二和第三显示元件串联连接，在正常操作下，位于两个并联连接的显示元件和第四显示元件之间的节点上的电压足够低以使得第四显示元件被去激活，并且在发生干扰或故障的情况下，节点上的电位足够高以使得第四显示元件被激活。
[0014]根据本发明的解决方案的有利实施例，保护二极管、特别地齐纳二极管至少设置在第四发光二极管的阳极(anode)分支中。
【附图说明】
[0015]现在将基于附图更详细地解释本发明，其附图如下所示:
[0016]图1a用于现场设备的公知的连接插头M12的侧视图，
[0017]图1b具有三个集成LED的公知的连接插头M12的触头分配，
[0018]图2当存在两个开关输出时公知的连接插头M12的接触，
[0019]图3公知的限位开关的不同安全功能的示意表示，
[0020]图4限位开关的开关输出上的电平，
[0021]图5示意表示中的本发明插头连接器的实施例的平面图，
[0022]图6a对于NOR电路的真值表的表示，
[0023]图6b对于XNOR电路的真值表的表示，
[0024]图7a基于CMOS的逻辑NOR门的表示，
[0025]图7b基于CMOS的逻辑XNOR门的表示，
[0026]图8使用逻辑门的本发明的插头连接器的有利实施例，
[0027]图9用于本发明的插头连接器的显示元件的电路的第一优选电路的电路图，并且
[0028]图10用于本发明的插头连接器的显示元件的电路的第二优选电路的电路图。
【具体实施方式】
[0029]图1a示出了用于现场设备的插头连接器的现有技术连接插头M12。本发明的插头连接器，包括连接插头M12和电缆2，将现场设备(未示出)与电源(未示出)和/或评估单元(未示出)连接。
[0030]用于操作布置在连接插头M12中的三个LEDgn、ye、ye的电路在图1b中示出:在三个线路中的每个线路中，在所有情况下，LED gn、ye、ye布置为具有用于电流限制的限流电阻R。显示现场设备的操作就绪的LED gn发绿色gn的光，而显示开关输出MIN、MAX的两个LEDye、ye发黄色的光。
[0031]图1b示出了具有三个集成LED811、76、76的公知的连接插头祖2的触头分配。
[0032]图2示出了当存在两个开关输出MIN、MAX时公知的M12插头的接触。特别地，图2所示的是用于MIN和MAX安全开关输出的MIN、MAX以及PIN的不同的连接类型，以及连接插头M12和线路的颜色分配。
[0033]图3示出了限位开关I的不同安全功能的示意表示以及插接有三个LEDgn、ye、ye的公知的连接插头M12的表示。连接插头M12包括四个线路:用于供给电压的线路，用于接地连接GND的线路，MIN安全开关输出和MAX安全开关输出。图3可视化了LED gn、ye、ye在不同安全功能的情况下从现有技术所知的功能:达到最大填充料位和达到最小填充料位。在最上面一排示出的是容器C中的可能的填充料位。容器C中的填充料位F改变。在限位开关I应用为过填充保护器的情况下，限位开关I安装在最大可容许填充料位的高度上。在限位开关I应用为对栗运行干燥保护的情况下，限位开关I定位在最小可容许填充料位的高度上。在图3的第二排中，示出了限位检测器I的相应的电路。在图3的第三排和第四排中，示出了显示元件LED gn、ye、ye，其取决于开关输出MIN、MAX点亮或去激活:在第三排中，LED gn、ye、ye集成在现场设备中，而在第四排中，它们集成在用于现场设备的连接插头M12中。
[0034]图4示出了在具有根据本发明的两