独立式自动化设备以及机器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例整体涉及独立式自动化设备，更具体地涉及用于本领域的具有可移除存储器连接的独立式自动化设备以及机器。
【背景技术】
[0002]独立式自动化设备广泛地用作用于小规模过程控制的控制设备。单回路或多回路控制器是独立式自动化设备的典型应用。通常，其包含若干输入/输出端口和可配置的常规过程控制算法(例如PID)。随着输入/输出连接到现场信号并且过程控制算法被配置，用户可以建立控制回路并且将过程值控制为期望的设定值。
[0003]在很多情况下，借助于通过前面板中的按钮的配置和操作，独立式自动化设备可以单独工作。然而，配置中存在两个主要的不便。首先，具有两行LED字符的显示器在传输信息方面受到限制；仅可使用缩写与用户交互。其次，独立式自动化设备在有限的前面板空间中仅具有带基本操作功能的几个按钮，这会对硬件和控制逻辑配置带来不便。
[0004]另一劣势在于，对于许多应用来说，在日常操作中是将独立式自动化设备嵌入其它机器面板中。如果在设备嵌入机器面板后需要更新独立式自动化设备的固件版本或者用户未来需要另外的特征，那么借助于背面接线从机器面板拆解设备来更新固件是非常不便的。
[0005]基于上述内容，在本领域中需要开发一种改进的独立式自动化设备以支持方便的通信和供电。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种用于独立式自动化设备的新的解决方案，以解决或至少部分地缓解现有技术中的至少一部分问题，并且提高可用性、安全性以及可靠性。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种独立式自动化设备。所述设备包括:可移除存储器端口，所述可移除存储器端口被配置为在设备与同样具有可移除存储器端口的装置之间传输数据；可移除存储器控制单元，所述可移除存储器控制单元包括用于将可移除存储器接口转换为串行接口的信号转换器；供电单元，所述供电单元被配置为当设备与现场电源断开连接时，由装置向设备供电，以及隔离单元，所述隔离单元被配置为隔离供电。
[0008]根据本发明的优选实施例，隔离单元包括变压器，以隔离供电。
[0009]根据本发明的优选实施例，隔离单元还被配置为通过磁耦合器隔离信号。
[0010]根据本发明的优选实施例，磁耦合器包括单通道或双通道数字隔离器1C。
[0011]根据本发明的优选实施例，可移除存储器端口是USB、min1-USB或micro-USB端口，并且信号转换器是USB到UART转换器。
[0012]根据本发明的优选实施例，USB到UART转换器能够在正常模式与低功耗模式之间切换设备的供电。
[0013]根据本发明的优选实施例，USB到UART转换器被配置为打开或关闭M0SFET用以在正常模式与低功耗模式之间切换设备的供电。
[0014]根据本发明的优选实施例，USB、min1-USB或micro-USB端口布置在设备的前面板中。
[0015]根据本发明的优选实施例，USB, min1-USB或micro-USB端口被橡胶帽覆盖。
[0016]根据本发明的优选实施例，USB到UART转换器包括能实现全速USB接口转换成通用UART的芯片，提供从USB2.0全速接口到通用UART接口的紧凑桥接。
[0017]根据本发明的优选实施例，设备还包括显示器和用于显示、控制和监控的输入构件。
[0018]根据本发明的优选实施例，设备能够通过通用数据线连接到装置。
[0019]根据本发明的优选实施例，装置是计算机或手机。
[0020]根据本发明的优选实施例，能够通过装置对设备进行配置、监控和固件/特征更新。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种在现场中使用的机器，包括:可移除地嵌入到机器的面板中的独立式自动化设备。
[0022]与现有技术相比，用于独立式自动化设备的解决方案能够实现以下几个优势。
[0023]第一，通过提供前面板可移除存储器端口，用户仅需插入专用数据线并使设备与PC相连接。
[0024]第二，在正常情况下，独立式自动化设备需要220V AC或24V AC/DC供电以用于控制和操作。供电终端在设备的后部。在许多情况下，独立式设备需要在嵌入并且开始用于控制任务的过程之前进行预配置。具有供电的前可移除存储器端口允许独立式自动化设备在没有来自现场的220V AC或24V AC/DC供电的情况下完成配置。供电解决方案还具有保护电路以避免低带载能力，所述低带载能力可引起对电子元件的损坏或者不确定的配置错误。
[0025]第三，通过前面板中的可移除存储器端口(例如USB)，用户可以容易地将独立式自动化设备与PC相连接。在PC配置界面中，可通过直接输入选项或数字容易地配置独立式自动化设备中的所有功能。配置之后，自动化设备可与PC断开连接并且执行过程控制和监控功能。
[0026]第四，通过前面板中的可移除存储器端口，过程数据可传输至PC界面以用于监控和分析。用户可根据过程历史趋势来设置或改变控制参数。
[0027]第五，独立式自动化设备通常在220V AV环境下用于工业过程控制。因此通道隔离是非常重要的，尤其是对可由用户接触的前面板可移除存储器端口。本发明中，可移除存储器与设备内的MCU隔离，以使通用数据线可用并且不需要特殊的隔离数据线。
【附图说明】
[0028]通过参照附图对说明书中所描述的实施例进行详细说明，本公开的上述特征以及其它特征会变得更加明显，在全部附图中，相同的附图标记指示相同或相似的部件，其中:
[0029]图1示意地示出根据本公开的实施例的独立式自动化设备的框图；
[0030]图2示意地示出根据本公开的实施例的独立式自动化设备的前面板；
[0031]图3示意地示出根据本公开的实施例的独立式自动化设备的电路图的示例。
【具体实施方式】
[0032]下文中，将参照附图通过实施例详细地描述本公开所提供的解决方案。可理解地是，这些实施例被呈现为，仅使本领域技术人员更好地理解和实施本公开，而不欲以任何方式限制本公开的范围。
[0033]通常，权利要求中使用的所有术语根据本技术领域中它们的常规含义被解释，除非此处另外明确地限定。对“一(a)/—(an)/该/所述[元件、设备、部件、构件和步骤等]”的所有引用被开放地解释为是指上述元件、设备、部件、构件、单元和步骤等中的至少一个实例，不排除多个这样的设备、部件、构件、单元和步骤等，除非另外明确地陈述。此外，此处使用的不定冠词“一(a)/—(an)”不排除多个这样的步骤、单元、模块、设备和对象等。
[0034]接下来，将参照图1描述根据本公开的实施例的可被实施的独立式自动化设备的框图的示例。如图1所示，独立式自动化设备100包括可移除存储器端口 101、可移除存储器控制单元102、供电单元103和隔离单元104。可移除存储器端口 101被配置为在设备100与装置200 (例如计算机或手机)之间传输数据，所述装置200也具有可移除存储器端口。可移除存储器控制单元102包括用于将可移除存储器接口转换为串行接口的信号转换器112。供电单元103被配置为当设备100与现场电源断开连接时，由装置200向设备100供电。隔离单元104被配置为隔离供电。例如，可使用变压器114来隔离供电。
[0035]根据本公开，用户可容易地将独立式自动化设备与计算机或手机相连接。在计算机或手机的配置界面中，可直接通过输入选项或数字来容易地配置独立式自动化设备的所有功能。配置之后，自动化设备可与计算机或手机断开连接并且执行过程控制和监控功能。此外，过程数据可被传输至计算机或手机界面用于监控和分析，并且用户可以容易地设置或改变控制参数。
[0036]同时，本公开还提供供电解决方案，所述供电解决方案允许独立式自动化设备在没有来自现场的供电的情况下工作。所述供电解决方案还具有作为保护电路的隔离单元，以使通用数据线可用并且不需要特殊的隔离数据线。
[0037]此外，能够通过计算机或手机对独立式自动化设备进行配置、监控和固件/特征更新。
[0038]此外，独立式自动化设备还能够可移除地嵌入到通常情况下在现场工作的机器的面板中。
[0039]应当理解地是，上述配置仅是本公开的一个实施例，并且存在其它可能的方式来设置独立式自动化设备100。根据本公开的实施例，隔离单元104还可包括磁耦合器124，以隔离信号。例如，磁耦合器124可以是单通道或双通道数字隔离器1C，例如由Silicon Labs提供的SI8421。因此，可使信号和电力与独立式自动化设备10