專利名稱：開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于輸出或分配電能量的開關(guān)裝置領(lǐng)域，并且涉及一種帶有至少兩個(gè)用于功能輸出的模塊化功能單元的開關(guān)設(shè)備，這些功能單元分別配備有一個(gè)具有連接線的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備，以便與現(xiàn)場總線進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
尤其是在高可用性的開關(guān)設(shè)備中，必須能夠在連續(xù)的運(yùn)行中在不影響其它功能單元或功能輸出的條件下更換每個(gè)功能單元。
在一種如由文獻(xiàn)DE 4210657 C2公開的上述開關(guān)設(shè)備中，將通信模塊形式的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備按照簡單的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)耦合到總線形式的現(xiàn)場總線上。為了避免在更換模塊化功能單元時(shí)現(xiàn)場總線的斷開，功能單元與現(xiàn)場總線的耦合是通過按照短線(Stichleitung)形式的連接線實(shí)現(xiàn)的。但是，該短線的采用由于信號(hào)反射的原因在高的數(shù)據(jù)傳輸率的條件下會(huì)導(dǎo)致通信干擾和通信中斷。

發(fā)明內(nèi)容
從一種按照該(DE 4210657 C2的)專利權(quán)利要求1的前序部分的開關(guān)設(shè)備出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，簡化開關(guān)設(shè)備的布線。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問題是如下解決的為了將所述至少兩個(gè)模塊化功能單元的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備耦合到所述現(xiàn)場總線上，提供一個(gè)公共的總線模塊，其中，所述總線模塊包括各個(gè)單獨(dú)的設(shè)備接入，用于將每根單個(gè)能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備的連接線連接到該總線模塊上；現(xiàn)場總線接入，用于將所述現(xiàn)場總線連接到該總線模塊上；以及分別在所述設(shè)備接入和現(xiàn)場總線接入之間設(shè)置的單獨(dú)的帶有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道，其用于將每個(gè)設(shè)備接入與現(xiàn)場總線接入電流分離地耦合。
被稱為“主動(dòng)的短線”的短線是公知的，其中集成了轉(zhuǎn)發(fā)器電路并且其具有直至12MBit/s的傳輸率。這類主動(dòng)的短線例如由德國Indu-Sol GmbH公司按照縮寫“ASTL”提供(http://www.indu-sol.com/opencms/export/indusol/hp/produkte/infrestrukturkomponenten/)。
此外，由計(jì)算機(jī)技術(shù)還公知具有一個(gè)RS-485輸入信道和三個(gè)RS-485輸出信道的接口變換器。不過，該已知的接口變換器由于其很低的傳輸率，既不能也不適合于用作按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備的總線模塊(http://www.spectra.de)。
該新的開關(guān)設(shè)備的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)在于，所述總線模塊具有多于兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備接入。
在另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，為了將多于兩個(gè)模塊化功能單元的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備耦合到所述現(xiàn)場總線上，提供至少兩個(gè)總線模塊的組合，其中，每個(gè)該至少兩個(gè)總線模塊具有兩個(gè)或者多個(gè)設(shè)備接入。在對(duì)應(yīng)的組合中可以允許按照簡單的方式連接任意數(shù)量的模塊化功能單元。
具有優(yōu)勢的是通過所述連接線和現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)交換按照傳輸標(biāo)準(zhǔn)RS485進(jìn)行，特別是按照對(duì)于公知的現(xiàn)場總線系統(tǒng)Profibus-DP通常的大于500kBit/s的傳輸率進(jìn)行。
該新的開關(guān)設(shè)備的另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)在于，所述總線模塊被設(shè)置在所述開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板(Schaltfeld)的功能空間之外的一個(gè)空間中，特別是被設(shè)置在柜體匯流排(Hutschiene)上。在此，專業(yè)人員了解功能空間是在開關(guān)設(shè)備中用來放置模塊化功能單元的結(jié)構(gòu)空間。
為了防止觸摸和異物以及防水，在另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，總線模塊的所有單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道被設(shè)置在一個(gè)共同的外殼中。
此外，所述設(shè)備接入和現(xiàn)場總線接入被構(gòu)造為可以從所述外殼拆下的插接系統(tǒng)組件，以便將總線模塊構(gòu)造得更有利于裝配以及更任意布線。


下面對(duì)照附圖1至5對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋，附圖中圖1表示由迄今的實(shí)踐中已知的帶有主動(dòng)的短線的低壓開關(guān)設(shè)備，圖2表示按照帶有總線模塊的低壓開關(guān)設(shè)備形式的、按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備，圖3表示圖2所示的總線模塊，以及圖4和圖5表示按照本發(fā)明的總線模塊的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在迄今的實(shí)踐中常見的開關(guān)設(shè)備1，在該開關(guān)設(shè)備中設(shè)置有多個(gè)安裝有可以通信的現(xiàn)場設(shè)備2的模塊化功能單元3，可以通信的現(xiàn)場設(shè)備2配備有短線5形式的連接線?？梢酝ㄐ诺默F(xiàn)場設(shè)備2通過這些短線5連接到按照簡單的線性拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)的現(xiàn)場總線6上。
根據(jù)圖2，在按照高可用性的低壓開關(guān)設(shè)備形式的按照本發(fā)明的開關(guān)設(shè)備中，開關(guān)板10的模塊化功能單元9的可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8的連接是無短線地實(shí)現(xiàn)的。為此，每個(gè)可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8通過分別由兩個(gè)部分組成的連接線11耦合到總線模塊12上。在此，連接線11的第一部分13在模塊化功能單元9的內(nèi)部延伸，而連接線11的第二部分14在模塊化功能單元9和總線模塊12之間延伸。利用在圖中沒有示出的插頭形式的九針的D-SUB插接系統(tǒng)組件以及一個(gè)匹配電阻來在一側(cè)批量制造(konfektioniert)第一部分13。其長度大約為1米。利用插頭形式的第一RJ45插接系統(tǒng)組件15來在一側(cè)批量制造第二部分14。第二部分14具有一個(gè)大約2.5米的長度。
根據(jù)圖3，總線模塊12為了將單個(gè)的可以通信的現(xiàn)場設(shè)備8連接到總線模塊12上而具有多個(gè)構(gòu)造為插座的第二RJ45插接系統(tǒng)組件形式的單獨(dú)的設(shè)備接入16。此外，總線模塊12為了將現(xiàn)場總線17連接到總線模塊12上而具有一個(gè)構(gòu)造為插座的9針的D-SUB插接系統(tǒng)組件的單獨(dú)的現(xiàn)場總線接入18。為了進(jìn)行每個(gè)設(shè)備接入16與現(xiàn)場總線接入18的電流分離的耦合，分別在設(shè)備接入16和現(xiàn)場總線接入18之間設(shè)置了單獨(dú)的耦合信道19，其中每個(gè)耦合信道19帶有一個(gè)本身公知的轉(zhuǎn)發(fā)器電路20。
因?yàn)樵趯?shí)踐中常見的是，為低電壓開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板21配備可變的、特別是偶數(shù)個(gè)多于兩個(gè)待連接的模塊化功能單元，根據(jù)圖4和圖5，在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中總線模塊22或23具有四個(gè)或六個(gè)單獨(dú)的設(shè)備接入16。由此，在總線模塊22或23上可以連接四個(gè)或六個(gè)模塊化功能單元9。利用總線模塊(四重或六重的)這兩種變形，可以通過相對(duì)應(yīng)的組合將每種在實(shí)踐中常見數(shù)目的模塊化功能單元9耦合到現(xiàn)場總線17上。
總線模塊由于其在低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部的應(yīng)用而經(jīng)受特別的環(huán)境條件，因此必需針對(duì)其發(fā)熱特性、其運(yùn)行和人員安全性以及其在其電氣環(huán)境中的特性而提出特殊的要求。因此，優(yōu)選的是，將總線模塊的所有組件(特別是單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路的耦合信道19)置于一個(gè)共同的外殼24中?？偩€模塊12、22、23的裝配在低壓開關(guān)板中是在圖中沒有示出的電纜連接空間或者一個(gè)同樣沒有示出的布線空間中并且是在開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板的功能空間之外實(shí)現(xiàn)的。
因?yàn)樵O(shè)備接入16和現(xiàn)場總線接入18被構(gòu)造為可以拆卸的插接系統(tǒng)組件的形式，所以總線模塊12、22、23可以容易地安裝和布線。通過連接線11形式的固定布線，還額外地支持了對(duì)于總線模塊12、22、23的維護(hù)和更換。
耦合信道19內(nèi)部的轉(zhuǎn)發(fā)器電路20按照公知的方式電流地分離了現(xiàn)場總線17和連接線，因此在不限制傳輸速度的條件下保證了可靠的運(yùn)行。由此，可以在不影響其它功能單元的條件下在連續(xù)的運(yùn)行中更換模塊化功能單元9。尤其可以采用外部控制電壓作為對(duì)于單個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器電路20的供電電壓。
權(quán)利要求
1.一種帶有至少兩個(gè)模塊化功能單元(9)的開關(guān)設(shè)備(7)，這些功能單元分別配備有一個(gè)具有連接線(11)的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)，以便與現(xiàn)場總線(17)進(jìn)行通信，其特征在于，為了將所述至少兩個(gè)模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，提供一個(gè)公共的總線模塊(12；22；23)，其中，所述總線模塊(12；22；23)包括分別的單獨(dú)的設(shè)備接入(16)，其用于將單個(gè)能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)的連接線(11)連接到該總線模塊(12；22；23)上；現(xiàn)場總線接入(18)，其用于將所述現(xiàn)場總線(17)連接到該總線模塊(12；22；23)上；以及分別在所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)之間設(shè)置的、單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道(19)，其用于將每個(gè)設(shè)備接入(16)與現(xiàn)場總線接入(18)電流分離地耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(22；23)具有多于兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備接入(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，為了將多于兩個(gè)模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，提供來自至少兩個(gè)總線模塊的一種組合(22，22；23，23；22，23)，其中，該至少兩個(gè)總線模塊中的每一個(gè)具有兩個(gè)或者多個(gè)設(shè)備接入。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)的傳輸率大于500kBit/s。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，通過所述連接線(11)和現(xiàn)場總線(17)的數(shù)據(jù)交換按照傳輸標(biāo)準(zhǔn)RS485進(jìn)行。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)被設(shè)置在所述開關(guān)設(shè)備的開關(guān)板(21)的功能空間之外的一個(gè)空間中。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述總線模塊(12；22；23)可以被安裝在柜體匯流排上。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，總線模塊(12；22；23)的所有單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道被設(shè)置在一個(gè)共同的外殼(24)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)被構(gòu)造為可以從所述外殼(24)上拆下的插接系統(tǒng)組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有至少兩個(gè)模塊化功能單元(9)的開關(guān)設(shè)備(7)，這些功能單元分別配備有一個(gè)具有連接線(11)的、能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)，以便與現(xiàn)場總線(17)進(jìn)行通信。為了簡化該開關(guān)設(shè)備(7)的布線，提供一個(gè)公共的總線模塊(12；22；23)以便將所述至少兩個(gè)模塊化功能單元(9)的能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)耦合到所述現(xiàn)場總線(17)上，其中，所述總線模塊(12；22；23)包括分別單獨(dú)的設(shè)備接入(16)，其用于將每條單個(gè)能夠通信的現(xiàn)場設(shè)備(8)的連接線(11)連接到該總線模塊(12；22；23)上；現(xiàn)場總線接入(18)，其用于將所述現(xiàn)場總線(17)連接到該總線模塊(12；22；23)上；以及分別設(shè)置于所述設(shè)備接入(16)和現(xiàn)場總線接入(18)之間的、單獨(dú)的、配備有轉(zhuǎn)發(fā)器電路(20)的耦合信道(19)，其用于將每個(gè)設(shè)備接入(16)與現(xiàn)場總線接入(18)電流分離地耦合。
文檔編號(hào)H02B1/20GK101080858SQ200580043213
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者?？啤た葡Ｃ椎? 斯文·奧伯諾斯 申請(qǐng)人:西門子公司