查实和调整设备耦合器的电流限制的方法和执行它的电路的制作方法_4

文档序号:9308503阅读:来源:国知局
耦合器放弃任何过剩,就可需要存在另一重新计算,以确保各设备耦合器仍至少接收它需要的最小输入电压。
[0077]作为以这种方式重新分布对于其它设备耦合器的任何过剩电流的替代,设备耦合器中的任一个可在其自身的支线之中分布任何过剩,或者,可以使用过剩以产生比该设备耦合器或者其特定支线中的任一个的初始区段设计高的余量。也可对已知将在某个时间点具有更高的需求的特定的设备保留过剩,以执行某些功能。同样,一些设备也可被驱动到睡眠模式中。
[0078]在所有情况下,一旦设备耦合器处于其电流限制上,它就不能改变它或者超过它,直到在向电流分布控制机构传达任何要求的变化之后被允许这样做,并且,已执行了本发明的第二方面的方法。可能通过在支线之间重新分布余量或支线,设备耦合器如果可能的话仍可根据其“微循环”在内部应对变化。还可根据其支线层级决定关断特定的支线,该支线层级根据优先级将设备耦合器的支线分级。该分级可被预先定义,但是它也可以是随机的,或者它可是自适应的并且与特定点处的支线要求有关。
[0079]简言之,本发明的第三方面的区段将具有3D操作包线上限。它可在上限处或者在从上限算起的安全距离内工作。将在特定的设备耦合器之间决定线性或非线性电流分布。如果需要的话,也可存在手动推翻和重新分布电流的设施。
[0080]关于新设备与设备耦合器的支线的连接或者甚至新设备耦合器与区段的连接,电流分布控制机构可与其通信,以向其提供小的加入电流,该小的加入电流可来自任何识别的电流支线。但是,该电流允许必须被限制,原因是,如果由新连接的设备提出的电流要求太高,那么它可导致区段失效,而不管任何保护手段。例如,设备耦合器应只允许比方说5mA或1mA的加入电流。如果此时对于1mA不存在备用容量,那么可通过IP网络向安装者报告该信息。根据本发明的第二方面的方法,为了与所有参与设备耦合器和/或电流分布控制机构重新沟通电流限制,一旦被加入并且使用所述加入电流,新设备或设备耦合器就可然后向电流分布控制机构传达其最大工作电流。在它被赋予的电流限制的界限内,它也可评定其支线负载中的每一个并且每次附着一个支线,并且,它可因此调整各支线的设定点,直到电流限制被满足或者所有支线是活动的。
[0081]由于对于电压和电流来说能够通过使用本发明的方法测量沿电缆(通过推断)的任何损失,因此,为了进行能量监测和效率估计,也能够作为功率使用数据中转该信息,该信息然后可在IP网络被发送。
[0082]可通过各种方式执行本发明的三个方面,但是,现在将作为例子并且参照附图描述一个实施例,其中,
[0083]图1是根据本发明的第三方面的电路的示图,该电路可执行本发明的第一和第二方面的方法;
[0084]图2是图1所示的电源的示意图;
[0085]图3是图1所示的设备耦合器的示意图;
[0086]图4是图1所示的电路的布局层级的示意图;
[0087]图5是示出图1所示的电路的操作包线的示图;
[0088]图6是示出本发明的第一方面的方法的流程图;
[0089]图7是示出本发明的第二方面的方法的流程图。
[0090]图1示出根据本发明的第三方面的二导线Fieldbus区段的形式的电路。它包括冗余电源4a和4b的形式的电源、冗余干线3a和3b的形式的干线、在分布式物理位置处安装于所述干线3a上的多个设备耦合器9a、9b和9n和用于执行以下的权利要求1?9中的任一个的方法的电流分布控制机构10,该电流分布控制机构10存在于设置在设备耦合器9a、9b和9n中和电源4a中的电子器件中,并且在图1中由这些部件之间的虚通信线10示出。
[0091 ] 如后面进一步描述的那样,所述设备耦合器9a、9b和9n中的每一个能够服务于以支线电缆11和附着到它的设备8的形式与其连接的一个或更多个支线,并且包括通过图3所示的设备电流限制管理器28设定的电气可调整电流限制。
[0092]干线3a具有总干线电流和已知的电阻成分,并且,设备耦合器9a、9b和9n沿长度依次安装于所述干线3a上,由此将所述干线3a分成在所述设备耦合器9a、9b和9n之间延伸的各部分5、6和7,这些部分中的每一个具有由其电阻成分导致的固有电压降。
[0093]电流分布控制机构10包含数据库13的形式的数据库,该数据库出于解释的目的位于设备耦合器9a中,但将理解,它可位于区段中或区段逻辑控制器中的任何位置。数据库13填充有执行了权利要求1的方法之后的数据,所述数据:在14处包含沿长度在所述干线3a上安装所述设备耦合器9a?9n的次序;在15处包含各设备耦合器9a?9n服务于与其连接的一个或更多个支线11所需要的负载电流;在16处包含由其电阻成分导致的干线5?7的所述部分中的每一个的电压降,该电压降与其物理长度和由干线3a的该部分5?7服务的各设备耦合器9a?9n的组合负载电流15成比例;在17处包含各设备耦合器9a?9n可用的中间干线电流;以及,在18处包含各设备耦合器9a?9n的电流限制,根据预先确定的容限意向,该电流限制比所述负载电流15大,并且也不超过其可用的中间干线电流17。该纯粹解释性的例子的预先确定的容限意向是20mA的余量或者负载电流15的25%,取两者中的较小者。将理解,它可能是不同的,并且,根据它服务的设备8,所述意向可以是设备耦合器9a?9n特定的。
[0094]如在说明书的别处解释的那样,在由所述设备耦合器9a?9n中的一个提出的电流要求变化的情况下,所述电流分布控制机构10被调整,以调整所述设备耦合器9a?9n中的一个或更多个的电流限制18,以适应电流需求的所述变化。
[0095]图1不出电流分布控制机构10如何至少在附着于干线3a的设备親合器9a?9n之间以及在设备耦合器9a?9n与电源4a之间延伸。将理解,它也可延伸到网关2a和2b和电缆网络1,因此它可延伸到更高的逻辑控制器(未示出)。
[0096]电流分布控制机构10促进的通信可以是有线的,或者它可以是无线的,哪个合适用哪个。根据如何在电子器件中查实电流分布控制机构,各参与设备9a-9n和4a可以是管理器和/或计算器和/或监测器/注射器和/或调整器。将理解,本领域技术人员可在位于所示的通信网络10中或附着于网络(未示出)的其它IP(或其它协议)可访问设备中的任何其它位置内的电子器件内实现本发明的三个方面的各种功能。如上所述,在该示出的例子中,数据库13位于第一设备耦合器9a的电子器件中。另外,管理电子器件19被设置在后面进一步描述的电源4a中。
[0097]还应理解,电子器件被编程为执行本发明的三个方面的各种功能的方式将将是本领域技术人员的事务,并且将在其电子编程的一般知识内。并且,使用的特定意向,诸如用于确定设备耦合器的适当的余量和区段的支线的那些,以及用于根据优先级将支线分级的那些,将是本领域技术人员的事务,这些本领域技术人员可根据现场的要求设定这种参数。因而,在这里不进一步详细描述本发明的这些具体方面。
[0098]图2示出具有可调整输出电压20、电流松开点21、负载涌入限制和时间22、以及电流测量23的电源4a。它还可包括可调整或选择的电流预负载(未示出)。电源4a还托管管理电子器件19,该管理电子器件19接收来自设备耦合器9a?9n的数据并且执行本发明的第一和第二方面的方法的各种计算。
[0099]电源4a还具有用于通过使用Fieldbus电报以已知的方式与设备親合器9a?9n通信的手段。这允许管理电子器件19接收来自设备耦合器9a?9n的数据并且向其传达操作指令,具体而言,一旦执行了本发明的第一和第二方面的方法,为各设备耦合器要具有的电流限制18。它还可传达电流和电压的其自身的输出参数,并且,它可从其它参与的设备取得指令,以调整输出电压和/或输出电流松开点和/或任何涌入容量。
[0100]设备親合器9a?9η还具有通过使用Fieldbus电报以已知的方式的相互通信以及与管理电子器件19通信的手段。作为电流分布控制机构的一体化部分,设备親合器9a?9n还具有参与调整其它参与设备的操作参数的能力。
[0101]图3示出设备耦合器9a,该设备耦合器9a具有输入电流测量24、和/或电流注入手段25、输入电压测量26、控制支线电流的设备连接管理器和涌入排序器(sequencer) 27、以及托管根据上述的宏观电力管理过程设定的规定的设备耦合器电流限制18并且根据上述的微观电力管理过程设定各支线电流限制的设备电流限制管理器28。设备耦合器9a还具有多个支线出口,每个支线出口具有由设备电流限制管理器28控制的支线电流限制29。设备耦合器9b-9n与图3所示的设备耦合器9a相同。重新参照图1,其在设备耦合器9a和附着到它的支线11、8之间的12处示出虚通信线,它示出由上述的设备电流限制管理器28执行的支线电流限制的微观电力管理。
[0102]因此,设备耦合器9a?9n具有用于检测输入端子电压以及用于检测输入电流的手段。它们还具有通过使用循环电流注入而监测输入电压的情况下调整输入电流的能力。可以执行为dV/dl = R计算的该特征,以关于其它给定的部分5?7查实给定干线部分5-7的容量。设备耦合器9a?9n还具有用于通过使用Fieldbus电报以已知的方式相互以及与管理电子器件19通信的手段。作为电流分布控制机构10的一体化部分,设备親合器9a?9n还具有参与调整其它参与设备的操作参数的能力。
[0103]图4示出图1所示的区段的布局层级,该层级包含设备耦合器9a?9n的干线3a层级、支线11的设备親合器9a?9n层级和设备8的支线11层级。
[0104]图5示出给定分布的总区段操作包线,该示图示出设备耦合器任何越接近电源4a则负载电流可增大得越大且与更远离的设备耦
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