专利名称：具有网络接口的本质安全连接单元、本质安全器具及其网络接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于爆炸危险区域(特别地，采矿(诸如，采煤)的爆炸危险区域)中的本质安全器具的具有网络接口的本质安全连接单元，具有壳体，具有位于壳体上的电压供应连接，具有用于传输线缆(通过该传输线缆，本质安全器具能够连接到连接单元)的连接的位于壳体上的至少一个插头连接，并具有去耦电路，去耦电路连接在所述至少一个插头连接的上游并布置在壳体中。本发明还涉及一种用于连接到具有网络接口的连接单元的本质安全控制器，其中控制器具有器具壳体，具有用于传输线缆的布置在器具壳体上的插头连接，并具有去耦电路，去耦电路布置在器具壳体中并连接在插头连接的下游。最后，本发明还涉及一种用于爆炸危险区域(特别地，用于采矿的爆炸危险区域)的网络接口，具有位于电子设备侧的电路级并具有位于插头侧的电路级，所述网络接口经去耦电路连接到插头连接。
背景技术：
US 2010/0283560公开了一种用于爆炸危险区域的装置，其中通过在器具的输入侧提供去耦网络，两个器具能够为了数据交换目的而经传输线没有任何问题地彼此连接，对去耦网络确定大小并设计去耦网络以使得能够存储在去耦网络中的能量不能超过预定最大值。这旨在有效地防止能够导致爆炸危险区域中的气体混合物的爆炸的点火火花的产生，同时符合各适用的爆炸保护标准。网络接口也应该符合以太网传输标准。US2010/0283560中的传输元件建立在标准以太网电路上，其中用于去耦网络的传输元件形成为具有电容器，以便限制能够存储在传输元件中的能量。DE 10 2005 042 257 B4公开了一方面经无线LAN(WLAN)并且另一方面通过可商购获得的标准部件在爆炸危险采矿场中提供的数据通信，在这种情况下，在器具内部中使用的电以太网数据通信经媒体转换器转换成光信号，以便随后在矿区的网络基础设施中使用这些光信号。标准部件被以本质安全的形式封入、装入在中心单元中，并被容纳在壳体中，该壳体被批准为是本质安全的并特别地由不锈钢构成。同时，对例如在采煤时在爆炸危险区域中的自动化的需求已变得与在地面上对自动化的需求一样大。通常，集中布置的控制站用于在危险区域中使用的移动机器的机器控制和监视，并布置在不存在爆炸保护的问题的那些区域中。为了允许地面上控制站例如也控制并监视复杂自动化处理过程，需要大量不同的传感器和致动器(包括测量和诊断系统)，但这些传感器和致动器必须用在爆炸危险区域中。即使在爆炸危险区域中，也因此存在允许使用已在普通应用区域中建立的接口网络(特别地，基于以太网协议的网络)的需求。现今在爆炸危险区域中主要使用基于玻璃纤维的使用的以太网。这里，维修和服务工作量很大。玻璃纤维线缆不具备向通信用户提供电源的能力
发明内容
本发明因此具有这样的目的克服这种问题以及甚至允许按照更小的布线复杂性在爆炸危险区域中连接许多网络用户。为了实现这个目的，提出一种连接单元，其中在壳体上提供相同类型的多个导电插头连接作为网络接口连接，单独的去耦电路连接在每个网络接口连接的上游，位于壳体上的电压源连接优选地采用具有用于每个插头连接的单独的供应芯线的中心馈电连接的形式，其中每个插头连接具有至少两个用于数据通信的插头触点和至少两个用于经传输线缆向能够连接到连接单元的器具供电的、连接到关联的供应芯线的插头触点。一种本质安全网络开关具有本质安全连接单元，在这种开关中， 每个插头连接既用于数据通信又用于连接的器具、传感器、致动器等的供电。连接到连接单元的每个网络用户也能够在一方面经导电的并且优选地基于铜的网络接口为了信号传输目的工作，同时，在网络用户需要供电时，也能够经相同的插头连接确保对这个网络用户的供电。很明显地，随后也应该在这里使用适合这个目的的传输线缆。在根据本发明的连接单元中，优选地可以仅把一个特定器具连接到一个插头连接，或者使用一个插头连接作为用于具有多个用户的供电电路的供电连接。当供电电路连接到插头连接时，能够随后经这个插头连接的关联的供应芯线为所有连接的器具供电。把信号和电压供应芯线集成在单个插头连接中使得可以显著地减少爆炸危险区域中所需的布线。能够在一个传输线缆中携带各网络用户或器具所需的所有连接，如果需要，则也能够在作为传输线缆的柔性液压管中以受保护的形式携带各网络用户或器具所需的所有连接。在一种优选改进方案中，在壳体上的连接单元具有用于组合数据和电力供应的总共X个插头连接，优选地中心馈电连接具有2*X个供应芯线和两个另外的供应芯线；所述另外的供应芯线优选地用于单独地为去耦电路供电，特别地，为通常连接在去耦电路的上游的电子设备供电。连接单元优选地具有中心馈电连接，该中心馈电连接对于每个插头连接具有两个供应芯线。连接单元内的电子设备经两个另外的供应芯线与用于为各插头连接供电的供应芯线电隔离。在特定优选改进方案中，在壳体上形成X=6个插头连接，结果，馈电连接具有14极。随后能够经这种馈电连接提供七个电压电路，一个电压电路用于为连接单元中的电子设备供电。为了也通过该连接单元另外允许DC隔离的数据传输和/或针对例如几公里的特别长的连接路径的数据传输。也有益地，除了插头连接之外，在连接单元的壳体上提供用于光数据通信的至少一个光连接，优选地两个光连接。可选地，也可以在壳体上提供另外的插头连接，该另外的插头连接没有用于供电的插头触点和/或具有不连接到供应芯线的绝缘触点，以便根据需要允许网络用户直接连接到连接单元，这些网络用户用于纯粹诊断功能和监视功能并且不需要单独的电源。为了确保可能在具有有限线缆横截面的情况下的供应芯线的电阻尽可能低，特别有益地，为每个插头连接在每种情况下提供用于每个电源电势的两个插头触点和用于数据通信的四个插头触点，也就是说，总共8个插头触点。另外，优选地，中心馈电连接能够经具有(2*X+2)个芯线的电源线缆连接到电源单元，特别地，电源线缆是14芯线电源线缆，电源单元在优选地耐压的壳体中具有X+1个单独的电源，每个电源的输出侧经两个供应芯线连接到电源线缆的馈电连接。也从单独的电源为连接单元内的每个插头连接供电；同时，也由单独的电源为用于去耦电路的电子设备供电，在这种情况下，事实上，这种电源为电子设备以及为所有的去耦电路供电。以上目的还由一种用于连接到对应连接单元的本质安全控制器实现，其中控制器的特征在于，插头连接具有用于数据通信的至少两个插头触点(优选地，四个插头触点)和用于经传输线缆供电的至少两个插头触点，其中用于供电的插头触点连接到用于去耦电路的布置在壳体中的电子设备和/或布置在器具中的去耦电路。对应的控制器也能够连接到连接单元上的插头连接之一，其中经向连接单元供电的插头触点和控制器的插头连接上的关联的插头触点向控制器供电。根据一种有益的改进方案，控制器能够具有次级插头连接，次级插头连接设计为与插头连接相同并同样地连接到控制器中的电子设备，其中次级插头连接上的用于供电的插头触点直接以电气方式连接到插头连接上的插头触点。对次级插头连接的供电也经过该器具。为了符合本质安全的要求，特别有益地，连接在连接单元或本质安全控制器中的去耦电路的上游的每个电子设备在输入侧具有关联的功率限制电路，通过功率限制电路，对于电子设备，提供给电子设备和去耦电路的电源的电流和施加于电子设备或去耦电路的电压被限制于可预先确定的输入电流和可预先确定的输入电压。来自功率限制电路的输出电流和输出电压(该输出电流和输出电压同时形成网络接口的电子设备 和去耦电路的输入电压和输入电流)通过这种措施被限制于最大值，在该最大值，能够确定地并且有效地防止火花形成或作为符合爆炸保护的危险的任何其它状态。作为示例，功率限制电路能够把功率限制为小于3瓦特。有益地，连接单元和本质安全控制器装备有网络接口，该网络接口符合对本质安全的要求并允许用于爆炸危险区域。为了实现这一点，特别有益地，去耦电路具有位于插头连接侧的电路级和位于电子设备侧的电路级，对于位于插头连接侧的电路级提供DC电压去耦，其中位于电子设备侧的电路级具有用于射频功率限制的电阻网络，和/或位于插头侧的电路级具有用于与相同类型的其它插头连接的直流功率去耦的电容器网络。在通常情况下，既使用电阻网络又使用电容器网络。网络接口(诸如这种网络接口)可特别地以本身已知的方式采用用于以太网IP协议的传输的以太网接口的形式，它具有用于数据通信的PHY半导体部件。具有优选地串联连接的电容器的电容器网络允许限制位于PHY部件的下游的信号路径中的直流功率。优选利用在每种情况下位于电阻网络的每个信号路径中的两个电阻，能够限制射频电路的功率，经该射频电路，原则上通信数据能够以lOOMbit/s的数据速率流动。这些措施允许任何所希望的数量的器具通过本质安全网络中的合适的网络接口连接在一起。对应的网络接口具有位于电子设备侧的电路级和位于插头侧的电路级，其中位于电子设备侧的电路级具有用于射频功率限制的电阻网络，和/或位于插头侧的电路级具有用于与其它网络接口的直流功率去耦的电容器网络，该网络接口具有独立的发明的重要性。在网络接口(诸如这种网络接口)中，即使它形成连接单元或控制器的部件，也特别有益地，每个位于电子设备侧的电路级具有用于双向数据通信的发射器部分(优选地，具有合适的Tx-PHY半导体部件)和接收器部分(具有合适的Rx-PHY半导体部件)，其中去耦电路的传输元件连接在两极发射器输出的下游，并且去耦电路的不同的传输元件在每种情况下连接在两极接收器输入的上游并把位于电子设备侧的电路级与位于插头侧的电路级去耦。对于位于插头侧的电路级中的发射器输出或接收器输入的每个接触极，为了电压去耦，特别地，为了 DC电压去耦，电容器连接在传输元件和插头连接上的数据通信的插头触点之间，和/或为了射频功率限制，作为具有2端口特性的端口元件的电阻器能够连接在每个触点极和关联的传输元件之间。即使当彼此连接的器具经不同的电源被供电时，插头连接上的插头触点和相应传输元件之间的电容器也允许实现有效的直流功率耦合。因此不可能发生由外部影响引起的传输元件的破坏。具有布置在传输元件和PHY半导体部件之间的电阻器的另外的电阻网络同时使得可以限制射频功率，并相对于终端阻抗具有极小的匹配损失。上述特征的组合特别地允许用于爆炸危险区域。特别有益地，在用于数据通信的每个插头触点和电路级之间的电容器网络中连接电容器，在这种情况下，电容器网络中的每个电容器应该优选地为了冗余原因而包括两个串联连接的电容器元件。连接单元、控制器和网络接口优选地具有插头连接，该插头连接具有八个插头触点，其中两个插头触点在每种情况下用于每个电源电势，并且四个插头触点用于数据通信。
通过下面对一个示例性实施例的描述，根据本发明的连接单元、控制器和有益的网络接口的另外的优点和改进将会变得明显，所述一个示例性实施例示意性地表示在附图中，其中图I使用示意性电路图表示具有多个插头连接的连接单元，每个插头连接包括网络接口、具有用于向连接单元提供电压的多个电源的电源单元以及连接到连接单元并具有两个本质安全控制器的用户电路；
图2使用示意性电路图表示图I中显示的连接单元以及连接的控制器和在它里面使用的本质安全网络接口的进一步的细节；图3显示用于双向数据通信的如图2中所示的根据本发明的网络接口的一部分的详细示图；图4显示优选地用在连接单元、控制器和/或网络接口中的插头接触结构。
具体实施例方式图I使用示意性简化草图表示用于爆炸危险区域的网络100的网络基础设施的基本结构，网络100使用根据本发明的本质安全连接单元10以及在这种情况下的根据本发明的两个本质安全控制器50,本质安全连接单元10和本质安全控制器50在图I中连接在一起以在网络100上形成用户链。经电源单元I把电力既提供给连接单元10又提供给本质安全控制器50，电源单元I优选地具有耐压、密封的壳体2，在壳体2中，布置了多个单独的电源3A、3B、3C，这些电源整体上表示为标号3。电源单元中的电源3的数量取决于插头连接11、网络接口 15和能够连接到连接单元10的电压电路的数量。在图I中表示的示例性实施例中，仅表示了提供的优选的六个插头连接11中的三个插头连接，这些插头连接在图I中利用标号11A、11B、11C表示。在一种优选的改进方案中，使用具有总共七个单独的电源3的电源单元I,其中通过中心电力线4为这些电源3H、3A、3B、3C中的每一个提供电力，中心电力线4连接到电源单元I的交流输入侧5。每个本质安全电源3A、3B等把提供给它的电力转换成DC电压和直流电，由于这个原因，能够在每种情况下经位于电源单元I的次级侧的芯线6’提供用于连接单元10中的各组件的DC电压源。仍然需要解释的是，也经电源单元I中的电源3为下游的控制器50提供电力。电源线缆6的各个芯线6’ (也就是说，当存在七个电源时的十四个芯线6’ )优选地布置在单个电源线缆内，以便一方面能够为电源单元I的壳体2提供优选地用于电源线缆6的中心电压源输出7，并且另一方面，能够在连接单元10上提供中心馈电连接12。连接到芯线6’之一的每个馈电电极又在馈电连接12经一对单独的供应芯线13A、13B、13C连接到相关联的插头连接11A、11B、11C。连接单元10具有壳体14，壳体14优选地由金属构成并由通过密封件覆盖的金属盖封闭，形成密封。在壳体14内，至少为每个插头连接11A、IIB、IIC提供网络接口 15，网络接口 15在整体上利用标号15表示，在图I中与各个插头连接11A、IlBUlC关联的网络接口对应地利用标号15A、15B、15C表示。除了优选的六个插头连接11 (每个插头连接11经单独的供应芯线13A、13B、13C连接到中心馈电连接12)之外，连接单元10还具有两个光连接16并且在这里也具有绝缘插头连接17，虽然绝缘插头连接17具有网络接口 15’，然而绝缘插头连接17并不连接到电源单元I中的电源3之一。这种绝缘插头连接17也能够被省略，并且在这种情况下，仅意图表示另外的部件能够集成在连接单元10中。 在示出的示例性实施例中，电子设备18连接在所有网络接口 15的上游，在这种情况下，连接在网络接口 15A、15B、15C、15’的上游的这些电子设备18(可能与容纳于连接单元10中的印刷电路板上的另外的电路元件等一起)经单独的供应芯线13H被提供来自电源单元I的第一电源3H的电力。各网络接口 15也经单独的电源3H并在每种情况下独立于电源3A、3B、3C被提供电力，经电源3A、3B、3C，电力在相同插头连接IlAUlB上被提供给下游的控制器50。除了供电之外，每个插头连接11也允许经关联的网络接口 15的数据通信。与对各控制器和用户电路的供电分开地，为网络100内(特别地，连接单元10内)的全部数据通信处理过程供电。从图I中的连接单元10的表示也能够看出，优选地允许基于以太网IP协议的数据通信的每个网络接口 15在每种情况下具有用于在一个方向上的数据通信的两个信号路径19和用于在另一方向上的数据通信的两个分开的信号路径20。因此，在示出的示例性实施例中，每个插头连接11以及绝缘插头连接17具有用于数据通信的四个插头触点21，插头触点21通过相对较小的圆圈表示。除了用于数据通信的插头触点21之外，在每个插头连接11上存在通过大圆圈指示的至少两个插头触点22，以便允许在各插头连接11A、11B处分接关联的供应芯线13B、13C和经它们提供的电力。为了在具有有限线缆横截面的情况下使供应芯线的电阻最小化，特别有益地，使用于供电的两个插头触点22中的每一个加倍，从而在每个插头连接IlAUlB上存在总共八个插头触点21、22，例如对于如图4中所示的插头连接11A，具体地讲，存在四个插头触点21和用于供电的四个插头触点
22。用于供电的插头触点22中的两个在这种情况下形成用于地电势的导体，而另外两个插头触点22形成具有优选地12伏特的电压电势的电压线。例如通过把地插头触点22之一布置在中心，各插头触点的固定的预定位置使得可以确保总是仅能够以相同的方式实现插头到插头连接11的连接并且实现预定的接触，而不会作为错误的插头连接的结果发生错误。插头连接11上的插头触点21、22的分布的几何形状还确保线缆(诸如，具有它的八极线缆插头的传输线缆)能够仅在一个特定位置连接到插头连接11。现在将首先参照图I简要地解释用在网络100中的本质安全控制器50的结构。图I中表示的两个本质安全器具50都在输入侧具有插头连接51，插头连接51的结构与连接单元10上的插头连接11相同，作为其结果，参照那里的描述。插头连接51也具有八个插头触点61、62，所述八个插头触点61、62具有如参照图4针对插头连接11所解释的触点布线。用于电压供应的插头触点62在一方面连接到布置在本质安全控制器50的壳体54中的电子设备58，并且另一方面直接连接到次级插头连接71，次级插头连接71再次以与插头连接11和51相同的方法构造。因为这种结构，次级插头连接71也能够形成控制器50的输入侧。图I中的草图很好地显示用于控制器50的供电的插头连接51上的两个插头触点62经两个布线线路63连接到次级插头连接71上的插头触点82。再次，网络接口 65在用于信号传输的插头触点61后面布置在插头连接51上，并以与连接单元10中的网络接口15相同的方式构造。在次级插头连接71上也存在用于数据通信的插头触点81，再次地，网络接口 65在壳体54内连接在这些插头触点81的上游。经电子设备58控制本质安全控制器50的所有网络接口 65。 连接单元10中的所有网络接口 15、15A、15B、15C或者本质安全控制器50中的网络接口 65彼此相同地构造，并且每个网络接口具有去耦电路，去耦电路具有用于两个传输方向的传输元件30，并且现在将另外参照图3首先解释去耦电路的结构。图3仅表不用于网络接口 15或65的一个信号方向的电路布置,具有表不在左半部分并具有形成发射器部分的Tx-PHY半导体部件的电路部分以及具有形成网络接口的接收器部分的Rx-PHY半导体部件的右手侧电路部分。传输元件30在每种情况下位于PHY半导体模块和仅部分指示的插头连接11或51之间，对于对应网络接口(特别地，用于以太网协议的接口)的结构，传输元件30可按照本身已知的方式由本领域技术人员所熟悉的其上面布置了绕组的芯构成。根据用于爆炸危险区域的根据本发明的网络接口 15、65的改进方案，在电子设备侧的电路级31在每种情况下布置在传输元件30和每个PHY (布置在关联的电子设备(图I中的18、58)上)之间。另外，在插头连接侧的电路级32布置在传输元件30和插头连接11或51之间。如图中所示，在电子设备侧的每个电路级31具有在整体上利用标号35表示的电阻网络，而在插头连接侧的电路级32具有电容器网络36，在这种情况下，电容器网络36在发射器部分中由两个电容器Cl、C2构成并且在接收器部分中由两个电容器C3、C4构成。虽然附图在每种情况下在电容器网络36中在每个信号路径中仅例示了一个电容器Cl、C2、C3、C4，但由于冗余原因，电容器优选地加倍，并且每个电容器由两个串联连接的电容构成，以便如果一个电容器Cl、C2、C3、C4短路，则仍然能够在故障的情况下确保功率去耦，而不管第二、串联连接的电容器如何。由于一个电容布置在具有至少一个电容器Cl、C2、C3、C4的每个传输路径或信号路径中，所以这确保不能传输DC电力。电容应该选择得尽可能小，以便也使物理尺寸最小化，然而，在这种情况下，待发射的RF信号应该受到尽可能小的干扰，以便允许发射和接收lOOMbit/s信号而没有干扰。为了这个目的，作为示例，在每个传输路径中的电容器可一起具有大约16nF的电容，但也可使用更大的电容。100Mbit/s传输速率是用于以太网接口的标准。两个电阻器R5、R6 ;R7、R8 ;R9、RlO以及Rll、R12作为电阻网络35的部件在用于传输路径的每个信号路径中布置在每个传输元件30的上游，并限制射频信号的功率，以便仅具有这种接口规范(点到点链接)的所希望的器具、所希望的数量的器具能够在本质安全网络中互连。电阻网络35中的所述电阻器R5至R16特别地结合发射器半导体模块Tx-PHY和接收器半导体模块Rx-PHY的本质安全电压源确保针对RF功率(射频AC电压功率)的功率耦合的限制。另外，电阻网络35还包含电阻器Rl、R2、R3、R4，如也针对“传统”以太网网络接口所知。因为电阻器的布置，对于具有关联的Tx-PHY的发射器部件以及对于具有关联的Rx-PHY的接收器部件，每个电阻网络35都具有2端口网络的形式，其中电阻网络35被设计成以使得在每种情况下存在大约IOOW的终端阻抗zQ，同时允许RF功率限制。作为示例，电阻器R5至R16可以是3W电阻器，并且电阻器Rl至R4可以是例如47W电阻器。应该选择电阻器的电阻，以使得一方面实现足够的RF功率限制，而同时衰减损失不会过大。对于例如大约2. 7伏特的单个PHY半导体模块的最大电压，信号路径中的总功率能够因此保持低于上限。现在将参照图2，在图2中，再一次详细地并且以选取的形式表示了本质安全的地下网络100的以上进一步描述的一些部件。然而，图2仅显示连接单元10上的插头连接IlA以及控制器50上的插头连接51。另外，也仅从电源单元I例示用于连接单元中的电子设备18的本质安全电源3H和用于在第一插头连接IlA馈电的电源3A(因此，用于连接到插头连接IlA的所有器具)以及控制器50中的电子设备58的电源。如以上进一步所述，为了对于连接单元10中的电子设备18和控制器50中的电子设备58确保功率限制，电子设备18、58优选地分别具有关联的连接单元10中的本质安全功率限制电路39和控制器50中的功率限制电路69。功率限制电路39把由电源3H为连接单元10中的电子设备18提供的电流和施加的电压限制于例如大约I安培的可预先确定的输入电流和大约2. 7伏特。相 应地，功率限制电路69把由电源3A为控制器50中的电子设备58提供的电流和对它施加的电压限制于例如大约I安培的可预先确定的输入电流和大约2. 7伏特的输入电压。功率限制电路39、69也可与具有二极管的输入保护电路关联，在这种情况下，输入保护电路和电流限制电路优选地在每种情况下加倍，以便确保在电路之一发生故障的情况下仍然存在保护功能。应该为每个控制器50提供对应的功率限制电路69。图2特别清楚地表示网络接口 15和65具有相同的结构并且在电容器网络36和电阻网络35两种情况下，网络接口 15和65中的每一个具有以彼此相同的方式构造的发射器部分和接收器部分。连接单元10上的插头连接IIA和控制器90上的插头连接51之间的所有传输通过示意性表示的传输线缆进行，由于以上进一步提及的原因，传输线缆优选地具有八个芯线。用于把电源连接到连接单元的电源线缆6优选地具有14个芯线，以便允许具有七个电源3的电源单元I连接到具有六个载流插头连接11的连接单元10。通过以上描述，许多修改对于本领域技术人员而言是很明显的，并且这些修改应该被包括在从属权利要求的保护的范围内。附图表示了以太网接口作为优选示例性实施例。然而，选择的电路原理也能够应用于类似的接口，诸如基于RS485电路原理的接口。另夕卜，能够在每个连接单元中提供更大或更小数量的插头连接，并且除了作为光连接的光波导连接之外，每个连接单元也能够具有多个绝缘插头等。
权利要求
1.一种用于爆炸危险区域中的本质安全器具的具有网络接口的本质安全连接单元，具有壳体(14)，具有位于壳体上的电压源连接(12)，具有用于本质安全器具至连接单元的传输线缆的连接的位于壳体上的至少一个插头连接(11)，以及具有去耦电路，去耦电路连接在所述至少一个插头连接(11)的上游并布置在壳体(14)中，其特征在于，在壳体(14)上提供相同类型的多个导电插头连接(11A，11B)作为网络接口连接，在所述多个导电插头连接(11A，11B)中的每一个导电插头连接的前面存在单独的去耦电路，并且位于壳体上的电压源连接(12)采用具有用于每个插头连接(11A，11B，11C)的单独的供应芯线(13A, 13B, 13C)的中心馈电连接的形式，其中每个插头连接(11)具有至少两个用于数据通信的插头触点(21)和至少两个用于经传输线缆向可连接的器具供电的、连接到关联的供应芯线(13)的插头触点(22)。
2.如权利要求I所述的连接单元，其特征在于，在壳体(14)上提供用于组合数据和电 力供应的总共X个插头连接(11)，并且中心馈电连接(12)具有2*X个供应芯线(13)和两个另外的供应芯线(13H)，其中所述另外的供应芯线(13H)用于单独地为去耦电路和/或连接在去耦电路的上游的电子设备(18)供电。
3.如权利要求2所述的连接单元,其特征在于,在壳体(14)上形成X=6个插头连接(11)。
4.如权利要求I至3之一所述的连接单元，其特征在于，除了位于壳体(14)上的插头连接(11)之外，还提供用于光数据通信的至少一个光连接，优选地两个光连接(16)。
5.如权利要求I至4之一所述的连接单元，其特征在于，在壳体(14)上提供另外的插头连接(17)，其中该另外的插头连接(17)没有用于供电的插头触点和/或具有不连接到供应芯线的绝缘触点。
6.如权利要求I至5之一所述的连接单元,其特征在于,每个插头连接(11)在每种情况下设置有用于每个电源电势的两个插头触点(22)和用于数据通信的四个插头触点(21)。
7.如权利要求I至6之一所述的连接单元,其特征在于,所述中心馈电连接(12)能够经由具有(2*X+2)个芯线的电源线缆(6)连接到电源单元(I)，特别地，电源线缆(6)是14芯线电源线缆，电源单元(I)在优选地耐压的壳体(2)中具有X+1个单独的电源(3)，每个电源(3)的输出侧连接到电源线缆(6)的优选地中心馈电连接(7)。
8.一种用于连接到如权利要求I至7之一所述的具有网络接口的连接单元的本质安全控制器，具有器具壳体，具有用于传输线缆的布置在器具壳体(54)上的插头连接(51)，以及具有去耦电路，去耦电路布置在器具壳体(54)中并连接在插头连接(51)的下游，其特征在于，插头连接(51)具有至少两个用于数据通信的插头触点(61)和至少两个用于经由传输线缆供电的插头触点(62)，其中用于供电的插头触点(62)连接到布置在壳体(54)中的用于去耦电路的电子设备(58)。
9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，每个器具壳体(54)具有次级插头连接(71)，次级插头连接(71)设计为与插头连接(51)相同并连接到控制器中的电子设备(58)，其中次级插头连接上的用于供电的插头触点(82)电连接到插头连接(51)上的插头触点(62)。
10.如权利要求2至9之一所述的连接单元，或如权利要求8或9之一所述的器具，其特征在于，连接在去耦电路的上游的电子设备(18; 58)在输入侧与功率限制电路(39，69)关联，通过功率限制电路(39，69)，对于电子设备(18;58)，利用电源提供的电流和施加的电压被限制于可预先确定的输入电流和可预先确定的输入电压。
11.如权利要求I至10之一所述的连接单元或控制器，其特征在于，所述去耦电路具有位于插头连接侧的电路级(32)和位于电子设备侧的电路级(31)，对于位于插头连接侧的电路级(32)提供DC电压去稱，其中位于电子设备侧的电路级(31)具有用于射频功率限制的电阻网络(35)，和/或位于插头侧的电路级(32)具有用于与相同类型的其它插头连接的直流功率去耦的电容器网络(36)。
12.一种用于爆炸危险区域的网络接口，具有位于电子设备侧的电路级(31)以及具有位于插头侧的电路级(32)，所述网络接口经去耦电路连接到插头连接(11;51)，其特征在于，所述去耦电路对于位于插头连接侧的电路级(32)提供DC电压去耦，其中位于电子设备侧的电路级(31)具有用于射频功率限制的电阻网络(35)，和/或位于插头侧的电路级(32)具有用于与其它网络接口的直流功率去耦的电容器网络(36)。
13.如权利要求11所述的连接单元或控制器，或如权利要求12所述的网络接口，其特征在于，位于电子设备侧的每个电路级(31)具有用于双向数据通信的发射器(Tx-PHY)和接收器(Rx-PHY)，其中去耦电路的传输元件(30)连接在两极发射器输出的下游，并且去耦电路的不同的传输元件(30)连接在两极接收器输出的上游并把位于电子设备侧的电路级(31)与位于插头侧的电路级(32)去耦，其中对于发射器输出或接收器输入的每个接触极，为了电压去耦，特别地，为了位于插头侧的电路级(32)中的DC电压去耦，电容器(Cl, C2, C3, C4)连接在传输元件(30)和插头连接上的用于数据通信的插头触点(21 ;61)之间，和/或其中为了射频功率限制，电阻器(R5-R16)作为具有2端口特性的端口元件连接在每个接触极和关联的传输元件(30)之间。
14.如权利要求11至13之一所述的连接单元、控制器或网络接口，其特征在于，两个电阻器(R5,R6;R7,R8;R9,R10;R11,R12)在电阻网络(35)的每个信号路径中串联连接在PHY和传输元件(30)之间。
15.如权利要求11至14之一所述的连接单元、控制器或网络接口，其特征在于，所述电容器网络(36)中的每个电容器(C1-C4)具有两个串联连接的电容器元件。
16.如权利要求I至15之一所述的连接单元、控制器或网络接口，其特征在于，每个插头连接(11;51;71)具有八个插头触点，其中两个插头触点(22;62;82)在每种情况下用于每个电源电势，以及四个插头触点(21;61;81)用于数据通信。
全文摘要
一种用于爆炸危险区域中的本质安全器具的具有网络接口的本质安全连接单元，具有壳体14、电压源连接12，用于经由传输线缆连接本质安全器具的插头连接11和去耦电路。为了甚至允许按照更小的布线复杂性在爆炸危险区域中连接许多网络用户，提供相同类型的多个插头连接11A,11B作为网络接口，在所述多个插头连接11A,11B中的每一个插头连接的前面存在单独的去耦电路，并且电压源连接12建立具有用于每个插头连接11A,11B,11C的单独的供应芯线13A,13B,13C的中心馈电连接，每个插头连接具有至少两个用于数据通信的插头触点21和至少两个用于经传输线缆向可连接的器具供电的插头触点22。本发明还涉及一种与本质安全连接单元一起使用的控制器和网络接口。
文档编号E21F17/04GK102741505SQ201180007902
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月28日 优先权日2010年2月1日
发明者H·海曼, J·韦贝尔曼, K·什温宁, M·伦津 申请人:卡特彼勒全球矿场欧洲有限公司