自动化设备、用于自动化设备的连接模块和用于操作自动化设备的方法

文档序号:9924408阅读:957来源:国知局
自动化设备、用于自动化设备的连接模块和用于操作自动化设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有主模块和可互换连接模块的自动化设备,其中可互换连接模块中被安排有用于自动化设备的现场总线端口。本发明还涉及一种用于这种类型的自动化设备的可互换连接模块,以及一种用于操作具有可互换连接模块的自动化设备的方法。
【背景技术】
[0002]在工业自动化系统中,用于在一个或者多个控制计算机与现场设备之间传送控制数据和/或测量值的现场总线是互换的,控制计算机也称为主计算机或可编程逻辑控制器(PLC)。现场设备包括输入和输出模块,下文简称为1/0(输入/输出)模块,其提供模拟和/或数字输入和/或输出信道,经由这些信道系统组件可以被控制并且经由这些信道测量值(例如来自传感器的)可以被读入。常常,并非是被直接连接到现场总线,每个个人现场设备都经由所谓的现场总线耦合器连接到现场总线,现场总线耦合器充当一方的现场总线与另一方的通常是私有的子总线之间的数据接口。许多有总线能力的模块例如所说的I/O模块可以被耦合到子总线。
[0003]在本申请的范围内,自动化设备在下文中被理解为自动化系统的具有现场总线端口的任意组件。由此,例如,自动化设备既包括控制计算机,也包括现场总线耦合器或者直接连接到现场总线的现场设备。
[0004]多个不同现场总线系统在自动化系统中被标准地使用。这些包括例如Profibus、Profinet和EtherCAD。为了避免不得不为各种现场总线系统提供多个不同配置的自动化设备,例如根据文档DE 10 2004 056 363A1可知有具有用于不同现场总线系统的可互换连接模块的自动化设备。模块化连接概念降低了开发、生产和储存自动化设备的成本。对于自动化设备的使用者,模块化系统还便于在现有系统中改变现场总线系统或者在新系统中重复使用自动化设备,即使当一个现场总线系统不同于之前使用的系统那样。
[0005]然而,利用这种类型的模块化系统,存在可能会使用不适当的连接模块来操作自动化设备的风险。由于硬件工程、软件工程和/或许可的原因,自动化设备和连接模块的某些配对可能是不被允许的。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供在申请的摘要部分描述的类型的自动化设备和适于这种类型的自动化设备中使用的连接模块,其中可以防止主模块与连接模块之间的兼容性问题。另一个目的是提供一种用于操作这样一种自动化设备的方法。
[0007]该目的可以通过一种自动化设备、一种用于自动化设备的连接模块以及一种具有独立权利要求的相应特征的方法来实现。从属权利要求中描述了有利实施例和进一步的发展。
[0008]如本申请摘要部分所描述地,根据本发明的自动化设备,其特征在于可以由自动化设备的主模块读出的非易失性存储器位于连接模块中。
[0009]关于各种设备的兼容性的信息可以被存储在连接模块的非易失性存储器中。以这种方式,一旦自动化设备已经耦合到了连接模块,自动化设备可以查询该连接模块在硬件、软件或许可因素方面是否适于和被允许与自动化设备的主模块进行协作。此外,连接模块的非易失性存储器可以包含可以由自动化设备一旦已经被耦合到连接模块就读入的程序或程序单元或程序段,并且可以纠正任何早已存在的软件相关的不兼容性。
[0010]在自动化设备的有利实施例中,连接模块的非易失性存储器是闪存、铁电存储器(FRAM-铁电随机存取存储器)或者EEPROM(电子可擦除可编程只读存储器)。非易失性存储器优选地永久地被焊接到连接模块的电路板,用于操作连接模块的现场总线端口的接口驱动器和/或中央控制单元的组件被安排在电路板上。将非易失性存储器集成到现场总线端口的电路板中可使篡改连接模块更困难。
[0011]在另一个优选实施例中,非易失性存储器连接到控制单元或连接到用于连接模块的现场总线端口的接口驱动器。这允许非易失性存储器还被用于接收将被存储用于连接模块的信息,例如用于连接模块的所谓固件。
[0012]在自动化设备的另一个有利实施例中,连接模块具有用于连接到自动化设备的主模块的插头连接器,插头连接器耦合到连接模块中的非易失性存储器。继而可以经由分配给非易失性存储器的接口驱动器直接地建立插头连接器与非易失性存储器之间的耦合。在这种情况下,所述的插头连接器提供单独的数据信道用于从非易失性存储器向主模块传送数据。可以提供仅用于所述数据信道的插头连接器,或者还使用被用于其他目的的插头连接器的部分可以用于所述数据信道。
[0013]作为替代,非易失性存储器可以经由接口驱动器连接到连接模块的中央控制单元,并且可以经由控制单元以及可选地经由附加的接口驱动器耦合到插头连接器。在这种情况下,在主模块与连接模块之间仅建立一条数据信道,经由该数据信道来自非易失性存储器的数据被传送到主模块并且现场总线数据被交换。
[0014]在自动化设备的又一个有利实施例中,主模块和/或连接模块具有用于将连接模块机械连接到主模块的耦合装置。该耦合装置优选地具体化为锁钩。
[0015]在自动化设备的又一个有利实施例中,主模块和/或连接模块被设计为安装在安装轨上并且特别地具有卡扣式安装轨凹口。除了主模块和连接模块的机械互连之外,这还允许自动化设备例如在设备柜中受到机械保护。
[0016]在自动化设备的又一个实施例中,所述设备是现场总线耦合器和/或控制计算机。
[0017]根据本发明的用于自动化设备的连接模块的特征在于连接模块包含非易失性存储器,其可以由自动化设备的主模块经由位于连接模块上的插头连接器来读出。
[0018]根据本发明的用于操作自动化设备的方法包括下述步骤:将所述自动化设备的主模块连接到连接模块;和通过所述主模块读取所述连接模块的非易失性存储器。然后检测可能存在于所述主模块与所述连接模块之间的任何不兼容性。如果没有检查到任何不兼容性,则使所述自动化设备投入运行。
[0019]根据本发明的连接模块和根据本发明的方法得到了上述与自动化设备有关的好处。
[0020]在本方法的一个有利实施例中,来自连接模块的非易失性存储器的数据在主模块中被使用来纠正可能存在的任何不兼容性。在又一个有利实施例中,来自连接模块的非易失性存储器的数据被用于更新主模块中的操作性软件,特别是固件。
[0021]在本方法的又一个有利实施例中,连接模块还提供无线通信信道。该无线通信信道可以被用于出于诊断或配置目的将例如膝上型计算机或平板计算机经由连接模块链接到主模块。连接模块由此还将主模块根据需要扩展为具有此连接选项。作为结果,系统的模块化性和其用于升级的容量被进一步增加。无线通信信道可以基于例如WLAN(无线局域网)标准、NFC (近场通信)标准、Z i gbee标准或者蓝牙标准。
【附图说明】
[0022]下文中,将结合一组附图在若干实施例的上下文中详细描述本发明。附图示出了:
[0023]图1a和Ib:自动化设备的一个实施例的透视图,具有主模块和连接模块组装在一起(图1a),彼此拆开(图1b);
[0024]图2:图1b的自动化设备的侧视图;
[0025]图3:自动化设备的主模块和各种连接模块的俯视图;
[0026]图4a-4c:主模块和连接模块的各种组合,每一个都为俯视图;
[0027]图5:自动化设备的框图;
[0028]图6a和6b:自动化设备的又一个实施例的透视图,具有主模块和连接模块组装在一起(图6a),彼此拆开(图6b);
[0029]图7:图6b的自动化设备的侧视图;以及
[0030]图8:图6a的自动化设备的俯视图。
【具体实施方式】
[0031]图la、Ib和图2以透视图(图1a和Ib)和侧视图(图2)示出了根据本申请的自动化设备的第一个实施例。所示出的自动化设备的这一实施例是现场总线耦合器。
[0032]现场总线耦合器包括现场总线耦合器主模块20、下文称为主模块20,以及附接于其上的连接模块10。图1a示出了组合状态的现场总线耦合器,而图1b和图2示出了连接模块10从主模块20上拆下的状态。
[0033]主模块20包括外壳上面部分21,其顶表面包括显示和连接单元22。外壳上面部分21附接到外壳下面部分23,其在所示本实施例中被设计为安装到安装轨特别是卡扣式(snap-on)安装轨上。在所示图中,用于主模块20的相应卡扣式安装轨凹口是不可见的。
[0034]在这一实施例中,连接模块10具有外壳,同样也包括多个部分,在这一情况下是两个部分,具有外壳上面部分11和外壳下面部分13。在连接模块10的顶表面上,提供了现场总线端口 12,在所示出的实施例中,是用于接收“RJ
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