包括参数存储器的功能连接单元的制作方法

本发明涉及一种包括参数存储器的功能连接单元。

背景技术：

为了连接和配置例如致动器或传感器的用于自动化技术的功能模块，通常使用也称为i/o主机的功能连接单元，其例如根据用于小型传感器和致动器协议的单滴数字通信接口(sdci)操作。sdci功能连接单元的一个实例例如是在de102011006590a1中描述的i/o链路主机。

但是，连接到功能连接单元的功能模块必须被参数化，即以设备特定的方式针对期望的操作模式进行配置。这通常通过参数化功能模块来进行，其中例如可以设置传感器灵敏度。功能模块的参数化通常由服务技术人员提前通过特定服务接口进行，但是这需要较高的费用。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用于连接自动化技术中的功能模块的更有效的概念。

该目的通过具有根据独立权利要求的特征的技术方案实现。有利的实施例是从属权利要求、说明书和附图的技术方案。

本发明基于这样的认识，即如果参数存储器与描述或指定参数的参数数据一起使用，功能模块可被功能连接单元自动地参数化。参数存储器能够连接到功能模块通常可连接的功能模块端口。以这种方式，避免了对用于参数化功能模块的特定服务接口的需要。并且，功能连接单元可根据由参数存储器提供的参数数据自动地参数化功能模块。

参数数据可基于列出可参数化参数并例如以xml文件的形式存在的一般参数数据描述，例如由用户借助于计算机以及(如果合适的话)设置软件产生。

根据第一方面，本发明涉及一种用于连接功能模块的功能连接单元。功能连接单元包括：多个功能模块端口，所述功能模块可连接到所述多个功能模块端口上以根据一通信协议进行通信；以及一参数存储器，所述参数存储器含有用于所述功能模块中至少一个的设备特定的参数化的参数数据，其中，所述参数存储器可连接到所述多个功能模块端口中的一个功能模块端口，所述功能连接单元拥有从所述参数存储器读取所述参数数据并基于所读取的参数数据以一设备特定方式参数化所述功能模块中的至少一个。

所述参数数据允许功能模块的设备特定的参数化或配置。所述参数数据可指定例如功能模块的技术灵敏度、切换延迟、特征曲线或值范围。并且，所述参数数据可在工程工具中指定用于识别功能模块、过程数据和诊断数据的信息、通信特性和用户界面的设置。所述参数数据可以一个或多个文件(例如，主文件和任选的外部语音文件)的形式例如以xml格式存在。所述参数数据也可包括png格式的图像文件。在i/o链路技术的语境中，参数数据可以i/odd(i/o设备描述)文件存在。

所述功能模块例如是根据标准iec61131-9的传感器或致动器。

这提供了技术优势，即为了参数化功能模块(例如传感器或致动器)，不再需要提供特定的服务接口。并且，不需要例如现场总线的外部通信连接来参数化功能模块。

所述通信协议可为根据i/o链路或“用于小型传感器和致动器的单滴数字通信接口(sdci)”的通信协议。所述i/o链路是用于将任何所需的传感器系统和致动器系统的功能模块连接到例如控制系统的点对点接口。根据sdci，所述功能模块(例如传感器和/或致动器)按照标准iec61131-9进行连接。

在一个有利的实施例中，所述功能连接单元为根据sdci协议的主机，特别为i/o链路主机。因此，可按照标准iec61131-9连接智能功能模块，例如传感器和/或致动器。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器用于输出识别所述参数存储器的特征信号，所述功能连接单元用于基于所述特征信号在所述功能模块端口处检测所述参数存储器或将所述参数存储器与所述功能模块区分开。所述特征信号可包括例如位模式，其指示连接到功能模块连接而不是功能模块的参数存储器。以这种方式，所述功能连接单元可检测所述参数存储器连接到功能模块端口而不是功能模块，并且可经由功能模块端口从参数存储器读出参数数据。因此，能够实现功能模块端口处的参数存储器的简单检测，从而可以避免特定的服务接口。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于从所述参数存储器读取先前存储的参数数据，从而以设备特定方式参数化至少一个功能模块连接的至少一个功能模块端口。这提供了技术优势，即参数数据不必经由功能连接单元的现场总线反馈。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器用于经由所述功能模块端口将所述参数数据从所述参数存储器传输到所述功能连接单元。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于存储所读取的参数数据。因此，由于先前由参数存储器占用的功能端口对于另一个功能模块是空闲的，参数数据能够被去除。可使用存储在功能连接单元中的参数数据对另一个功能模块进行参数化。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器可从所述多个功能模块端口断开连接，所述功能模块可电连接到所述功能模块端口，所述功能连接单元用于代替所述参数存储器来使用存储在所述功能连接单元中的所述参数数据，以所述设备特定方式参数化连接到所述功能模块端口的所述功能模块。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器配置成建立用于将所述参数数据从所述参数存储器传输到所述功能连接单元的数据传输连接。

在另一个有利的实施例中，所述功能模块连接或可连接到所述参数存储器，所述功能连接单元用于经由功能模块端口基于所述参数数据，以所述设备特定方式参数化电连接到所述功能模块端口的所述功能模块。所述参数存储器可以永久或可断开的方式连接到功能模块。以这种方式，所述参数存储器的所述功能模块可通过还连接有参数存储器的功能端口进行操作，而不断开参数存储器。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器可切换到一透明模式，使得来自所述功能连接单元的数据能够经由所述参数存储器传递到所述功能模块中的至少一个，和/或使得数据能够由所述参数存储器从所述至少一个功能模块发送到所述功能连接单元，从而以所述设备特定方式参数化连接到所述参数存储器的所述功能模块。因此，不需要移除所述参数存储器以允许连接到所述参数存储器的功能模块的操作。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于将所述参数存储器切换到一存储器写入模式，使得数据可写入所述参数存储器中。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于使处于透明模式的参数存储器转换成数据可写入参数存储器的存储器写入模式。这提供了可更新操作模式的切换的技术优势。从而增加了灵活性。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于在存储器写入模式期间中断用于在功能连接单元与至少一个功能模块之间传输数据的数据传输连接。这提供了技术优势，即在读取参数存储器后，参数存储器的存储器可用以存储另外的数据，例如，从而扩展功能连接单元的存储器。因此，减少了对功能连接单元的存储器需求。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器具有用于根据第二通信协议传输数据的接口。这提供了技术优势，即数据(例如功能模块参数数据)可通过另一个接口写入参数存储器的存储器和/或从参数存储器的存储器读取。这增加了处理的便利性。在这种情况下，第一通信协议和第二通信协议是不同的。

在另一个有利的实施例中，所述第二通信协议为usb协议。这提供了为传输数据提供广泛和可靠的接口的技术优势。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器具有一操控元件，通过该操控元件可触发所述参数数据从所述参数存储器到所述功能连接单元的传输。这提供了技术优势，即可再次取消数据传输连接的中断，使得数据可经由数据传输连接从协议数据集再次传输到功能连接单元，反之亦然。参数化接口则再次处于隧道模式。

在另一个有利的实施例中，所述参数数据指定设备特定参数的物理值。

在另一个有利的实施例中，所述功能模块为传感器或致动器。

在另一个有利的实施例中，参数化接口作为所述功能连接单元的通信接口，用于传输数据，特别是所述参数数据，用于控制所述功能模块或从所述功能模块读取数据的控制命令，或用于控制所述功能连接单元或从所述功能连接单元读取数据的控制命令。

根据另一个方面，本发明涉及一种参数存储器，包括：功能模块参数端口，可连接到用于功能模块的功能连接单元的功能模块端口，其中，所述参数存储器用于经由所述功能模块参数端口提供用于所述功能模块中至少一个的设备特定的参数化的参数数据。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器用于经由所述功能模块参数端口，特别是响应于接收到请求，输出用于所述功能模块中至少一个的所述设备特定的参数化的参数数据。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器具有根据用于小型传感器和致动器协议的单滴数字通信接口(sdci)的功能模块。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器可转换为一透明模式，从而在所述参数存储器的所述功能模块参数端口与所述功能模块之间建立直接通信连接。

所述参数数据可指定先前指定的参数的特性。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器配置成建立用于将先前存储的参数数据从参数存储器传输到功能连接单元的数据传输连接。这提供了将参数数据可靠地传输到功能连接单元的技术优势。从而增加了操作的可靠性。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器可在一透明模式下操作，其中，在该模式期间，参数存储器将数据从功能连接单元发送至与参数存储器相连接的至少一个功能模块，和/或数据可通过参数存储器从至少一个功能模块发送到功能连接单元。这提供了技术优势，即在数据(例如，功能模块参数数据)传输后，可发送其它数据。这不会对通信系统的功能产生不利影响。因此，在例如从参数存储器读取了新的参数数据后，可进行通信系统的操作，而不存在困难。因此，不需要移除参数存储器来允许功能模块的操作。

在另一个有利的实施例中，所述功能连接单元用于使处于透明模式的参数存储器切换到一存储器写入模式，使得数据可写入所述参数存储器中。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器用于在存储器写入模式期间中断用于在功能连接单元与至少一个功能模块之间传输数据的数据传输连接。这提供了技术优势，即在读取参数存储器后，参数存储器的存储器可用以存储其它数据，例如，以便扩展功能连接单元的存储器。因此，减少了对功能连接单元的存储器需求。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器具有用于根据第二通信协议传输数据的接口。这提供了技术优势，即数据(例如功能模块参数数据)可通过另一个接口写入参数存储器的存储器和/或从参数存储器的存储器读取。这增加了处理的便利性。

在另一个有利的实施例中，所述第二通信协议为usb协议。这提供了提供用于传输数据的接口的技术优势。

在另一个有利的实施例中，所述参数存储器具有一操控元件，通过该操控元件可触发所述参数数据从所述参数存储器到所述功能连接单元的传输。这提供了技术优势，即可再次取消数据传输连接的中断，使得数据可经由数据传输连接从协议数据集再次传输到功能连接单元，反之亦然。参数化接口则再次处于隧道模式。

优选地，所述参数存储器被配置成如所描述的与所述功能连接单元交互。因此，在另外的实施例中，所述参数存储器具有连同功能连接单元描述的参数存储器的特征。

附图说明

参照附图说明其它示例性实施例，其中：

图1示出了通信系统的示意图，

图2示出了参数存储器的示意图，以及

图3a-3d示出了参数化概念。

附图标记列表

100通信系统

102功能连接单元

104参数化接口

106设置软件，编程工具

108a数据传输连接

108b数据传输连接

108c数据传输连接

110通信端口

112参数化端口

114现场总线

116a功能模块连接线

116b功能模块连接线

116c功能模块连接线

118a功能模块

118b功能模块

120a功能模块端口

120b功能模块端口

120c功能模块端口

120d功能模块端口

120e功能模块端口

120f功能模块端口

120g功能模块端口

120h功能模块端口

122用户界面

124操控元件

126参数存储器

128存储器

130a接口

130b接口

130c接口

130d接口

130e接口

130f接口

130g接口

130h接口

132a接口

132b接口

134功能模块参数端口

136功能模块接口

300接口

302操控元件

pd参数描述

401参数列表

403设置软件

405参数数据

407现场总线从功能

409参数化功能

411管理功能

具体实施方式

图1示出了通信系统100的功能连接单元102，其中，功能连接单元具有可选的参数化接口104、第一功能模块118a、第二功能模块118b以及参数存储器126。

根据一个实施例，通信系统100用于根据i/o链路或sdci的协议通信。i/o链路技术向控制系统提供用于任何所需传感器系统和致动器系统的功能模块端口的点对点接口。因此，功能连接单元102可例如是sdci链路主机或i/o链路主机。

功能模块118a、118b例如是根据标准iec61131-9的致动器或传感器。

根据一个实施例，功能连接单元102具体为i/o链路主机，参数化接口104具体为i/o链路设备，功能模块118a具体为sdci从机或i/o链路设备，功能模块118b具体为sdci从机或i/o链路设备，以及参数存储器126具体为sdci从机或i/o链路设备。根据一个实施例，两个功能模块118a、118b为传感器或致动器，其具有或实现可例如通过i/o链路协议读取或写入例如序列号或参数数据，参数数据例如为灵敏度、切换延迟或特征曲线。根据一个实施例，i/o链路设备或sdci从机为实现此目的具有额外组合的切换状态通道和数据通道。

根据一个实施例，通信系统100连接或可连接到现场总线114。现场总线114可例如是过程现场总线(profibus)、profinet、interbus、as-i、eva-cat或powerlink。

根据一个实施例，功能连接单元102具有功能模块端口120a-120h，其在本实例中可具体为i/o端口。根据一个实施例，功能模块端口120a-120h具体为根据通信协议(例如i/o链路或sdci)进行通信的i/o链路或sdci可兼容接口130a-130h。

第一功能模块连接线116a连接到第一功能模块端口120a并形成用于从第一功能模块118a传输数据并将数据传输到第一功能模块118a的第一数据传输连接108a。根据一个实施例，第一功能模块连接线116a由标准的3-导体传感器/致动器电缆形成。或者，该第一数据传输连接108a可以无线方式形成，例如，通过无线电链路或通过光波导。为了将功能模块连接到第一功能模块端口120a，第一功能模块118a具有具体为i/o链路可兼容或sdci可兼容接口132a。

功能连接单元102的第二功能模块端口120b连接到参数存储器126，参数存储器126经由第二功能模块连接线116b形成的第二数据传输连接108b连接到第二功能模块118b用于双向传输数据。根据一个实施例，第二功能模块连接线116b由标准的3-导体传感器/致动器电缆形成。或者，该第二数据传输连接108b可以无线方式形成，例如，通过无线电链路或通过光波导。为了连接到第二功能模块端口120b，参数存储器126具有功能模块参数端口134，其具体为i/o链路可兼容或sdci可兼容接口。此外，第二功能模块118b也具有接口132b，此接口具体为i/o链路可兼容或sdci可兼容并连接到用于参数存储器126的功能模块接口136。根据一个实施例，功能模块接口136具体为i/o链路可兼容或sdc可兼容接口。参数存储器126具有用于连接到功能模块118a、118b中一个的接口132a、132b的功能模块接口136。

参数存储器126具有用于存储例如第二功能模块118b的参数数据等的存储器128。参数数据可例如是与制造商有关的规范、功能模块名称或第二功能模块118b的固件修订状态。此外，参数数据可指定功能模块118a、118b的灵敏度、切换延迟、特征曲线或值范围。

可选的参数化接口104连接到另外的功能模块端口120h。参数化接口104具有通信端口110以通过第三功能模块连接线116c形成到功能连接单元102以传输数据的另外的即第三数据传输连接108c。根据一个实施例，第三功能模块连接线116c由标准的3导体传感器/致动器电缆形成。或者，该第三数据传输连接108c可以无线方式形成，例如，通过无线电链路或通过光波导。根据一个实施例，第三数据传输连接108c配置为用于数据的双向传输。或者，第三数据传输连接108c可配置为用于数据的单向传输，以例如允许从设置软件106读取或接收参数数据。为了将功能模块连接到另外的功能模块，即端口120h，通信端口110具体为i/o链路可兼容或sdci可兼容。

根据一个实施例，参数化接口104具有用于将数据传输到设置软件106或与设置软件106通信的参数化端口112。参数化端口112可配置成用于双向或单向传输数据，以例如允许从设置软件106读取或接收参数数据或由设置软件106读取或接收参数数据。

根据一个实施例，参数化端口112具体为usb接口，并且根据一个实施例，设置软件106与计算机，例如，个人电脑(pc)相关。

根据一个实施例，设置软件106在计算机上执行。设置软件106具有用户界面122，参数描述pd可通过该用户界面显示。参数描述pd表示例如可参数化参数，其可由用户通过用户界面122参数化以获得参数数据。为此，用户可例如将灵敏度或反应时间或传感器范围的物理值分配给参数。

根据一个实施例，通信端口110配置成根据第二通信协议接收功能模块描述数据。根据一个实施例，第一通信协议是根据i/o链路或sdci的通信协议。因此，参数化接口104执行协议转换以根据第一通信协议将根据第二通信协议接收的功能模块描述数据传输到可参数化功能模块端口120a-120h。

根据一个实施例，功能模块描述数据通过设置软件106与功能模块描述一起存储，因此所述数据形成参数描述pd。功能模块描述可包括：与通信特性相关的信息、与功能模块参数数据，例如灵敏度、切换延迟、特征曲线或值范围、识别数据、过程数据和诊断数据相关的信息、制造商的形象和标志。根据i/o链路规范，功能模块描述也被称为i/odd(i/o设备描述)文件。所述描述可由描述功能模块(例如，两个功能模块118a、118b)的一个或多个xml文件，以及例如png格式的图像文件组成。

根据一个实施例，功能模块描述数据可对应于参数数据。

用户界面122形成编程工具的一部分，其将功能模块描述(参数描述pd)以图像形式提供给用户，并且允许用户的输入。编程工具形成上述设置软件106。

根据一个实施例，功能连接单元102具有操控元件124，其根据一个实施例具体为按钮键。下面将详细地说明操控元件124的功能。

图2示出了连接到功能模块118b的具有存储器128的参数存储器126。参数存储器126还连接到功能模块端口120b。

根据一个实施例，参数存储器126具有接口300。接口300不能与通信系统100兼容。因此，根据一个实施例，通信端口110和接口300以不同的方式实现。

根据一个实施例，接口300具体为usb接口。

数据(例如参数数据)可经由接口300写入存储器128。此外，根据一个实施例，参数存储器126可具有操控元件302，根据一个实施例，该操控元件302具体为按钮键。根据一个实施例，通过启用操控元件302，可触发参数数据从设置软件106到功能连接单元102的传输。

在将参数数据传输到功能连接单元102后，参数存储器126可在透明模式下操作，在该模式期间，参数存储器126将数据从功能连接单元102发送至与参数存储器126相连接的功能模块118b，和/或将数据从与参数存储器126相连接的功能模块118b发送到功能连接单元102。因此，在通信系统100的操作期间，数据例如从功能模块118b(具体为传感器)经由数据传输连接108b通过参数存储器126传输到功能连接单元102的功能模块端口120b并经由现场总线114由此发送，其中，数据传输连接108b采用功能模块连接线116b的形式。

在将参数数据传输到功能连接单元102后，根据一个实施例，参数存储器126可在存储器写入模式下操作，在该模式期间，数据通过功能连接单元102写入到存储器128中。为了从透明模式切换到存储器写入模式，在将功能模块描述数据传输到功能连接单元102后，功能连接单元102将唤醒信号传输到参数存储器126。因此，在将参数数据pd传输到功能连接单元102后，参数存储器126以存储器写入模式操作，在该模式期间，数据通过功能连接单元102写入到存储器128中，因此，在通信系统100的操作期间，向功能连接单元102提供扩展存储器。

为了避免形成数据传输连接108b的功能模块连接线116b上的数据冲突，在存储器写入模式期间，参数存储器126的数据传输连接108b被功能模块118b中断。随后，可从存储器写入模式切换到透明模式，使得数据可从第二功能模块118b再次传输到功能连接单元102，反之亦然。

因此，在更换有缺陷的功能模块118a、118b(例如有缺陷的传感器)后，例如可通过额外地将参数存储器126连接在分配的功能模块端口120a-120h与更换的功能模块118a、118b的中间，以将更新的参数数据传输到功能连接单元102并例如通过重写经由现场总线114改变例如已设置的参数数据。最新记录的参数数据可经由参数存储器126的接口300传输到参数存储器126的存储器128中。

基于功能连接单元102，参数化概念在图3a-3d中说明。

图3a示出了具有例如分辨率或物理单位的参数的参数列表401。参数列表401被转换成参数数据，该参数数据例如由操作员借助于图3b所示的在计算机上运行的设置软件403加载到参数存储器126中。设置软件403也可实现例如用户界面122。随后，参数存储器126可在功能连接单元102的功能模块端口120a-120h中的一个上操作。如图3c所示，参数数据405可指定一个或多个功能模块118a、118b的参数化，例如设备特定参数的物理值。

图3d示出了功能连接单元102的示例性结构。功能连接单元102包括用于经由现场总线114进行通信的现场总线从功能407。现场总线从功能407可用作例如现场总线从软件。功能连接单元102也包括用于功能模块118a、118b的设备特定参数化的参数化功能409。功能连接单元102还包括管理功能连接单元102的管理功能411。管理功能411可由i/o链路主软件来实现，例如由功能连接单元102所实施的i/o链路主机。