專利名稱：在通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的分路元件、網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行該元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的分路元件，尤其是如由本發(fā)明的申請人的WO2005/053221公開的分路元件，在此將其全部公開內(nèi)容引入本申請中。此外本發(fā)明還涉及具有至少兩個(gè)分路元件的網(wǎng)絡(luò)以及運(yùn)行這種分路元件的方法。
背景技術(shù)：
在按照WO2005/053221的冗余通信網(wǎng)絡(luò)中，通過設(shè)置在通信網(wǎng)絡(luò)中的分路元件來隔離主線路段上的故障。主線路中的開關(guān)將有故障的導(dǎo)線分離開。通過借助冗余管理器設(shè)置的冗余轉(zhuǎn)換，向在空間位置上與故障地點(diǎn)最近的分路元件從背向故障的一側(cè)供以運(yùn)行電壓。借助該分路元件，通過在饋入檢查電流路徑中的冗余管理器并對通過冗余管理器的電流和電壓進(jìn)行分析來從兩側(cè)檢查有故障的主線路段。但是在通過同樣的原理從兩側(cè)檢查主線路段時(shí)無法識(shí)別良好情況。為了在識(shí)別出故障狀況時(shí)取消對主線路的分離，迄今在修理之后例如借助按鍵和由該按鍵出發(fā)的轉(zhuǎn)換脈沖來手動(dòng)地重新啟動(dòng)。
其缺點(diǎn)是始終需要用戶的干預(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是改善開頭所述類型的裝置以及用于運(yùn)行該裝置的對應(yīng)的方法，而且使得自主地、即獨(dú)立地識(shí)別無故障狀態(tài)。
按照本發(fā)明該技術(shù)問題是通過一種分路元件來解決的。在該分路元件中，具有饋入檢查裝置和終端檢查裝置，每個(gè)饋入檢查裝置實(shí)施為用于向線路饋入檢查電流，每個(gè)終端檢查裝置實(shí)施為用于檢測該線路上的檢查電流，每個(gè)終端檢查裝置實(shí)施為在檢測檢查電流時(shí)抑制對應(yīng)于分路元件的總線終端。
本發(fā)明以這樣的認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)對于識(shí)別無故障狀態(tài)來說，需要一個(gè)分路元件饋入檢查電流并且另一個(gè)分路元件構(gòu)成檢查電流終端。因?yàn)橹挥羞@樣才能形成通過待檢查導(dǎo)線、即線路的可分析的電流回路。
因此，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)的重點(diǎn)在于，通過饋入檢查元件和終止檢查元件的協(xié)同作用可以自動(dòng)識(shí)別修理之后的無故障狀態(tài)，從而整個(gè)系統(tǒng)、即具有至少兩個(gè)這種分路元件的網(wǎng)絡(luò)具有“自愈合能力”，使得可以識(shí)別修理之后的無故障狀態(tài)并通過抑制具有對應(yīng)于所涉及的終端檢查裝置的總線終端的分路元件取消以前進(jìn)行的對有故障導(dǎo)線的分離。
如果饋入檢查裝置實(shí)施為對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流饋入時(shí)鐘來饋入檢查電流以及終端檢查裝置實(shí)施為對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流檢測時(shí)鐘來檢測檢查電流，則在參與的分路元件之間沒有通信、同步性或其它相互作用的情況下也可以使其中饋入檢查裝置被啟動(dòng)的分路元件在一段時(shí)間間隔內(nèi)—也就是最終在檢查電流饋入時(shí)鐘和檢查電流檢測時(shí)鐘的對應(yīng)狀態(tài)“重疊”期間—向線路饋入檢查電流，在該線路中在同樣參與的分路元件中啟動(dòng)設(shè)置于此的終端檢查裝置，從而可對該檢查電流進(jìn)行分析的電流回路通過該饋入檢查裝置和終端檢查裝置閉合。利用該閉合電流回路和對檢查電流的檢測可以識(shí)別無故障狀態(tài)的返回。
當(dāng)檢查電流饋入時(shí)鐘與檢查電流檢測時(shí)鐘不同時(shí)，可以保證在同時(shí)在第一分路元件中啟動(dòng)饋入檢查裝置和在參與的另一分路元件中啟動(dòng)終端檢查裝置之間的時(shí)間間隔的存在。也就是說兩個(gè)特定的時(shí)鐘是異步的，從而在最終的時(shí)間上這樣設(shè)置一個(gè)位移，使得在該最終時(shí)間內(nèi)至少有一次同時(shí)在一個(gè)分路元件中啟動(dòng)饋入檢查裝置和在另一個(gè)分路元件中啟動(dòng)終端檢查裝置。
優(yōu)選的，饋入檢查裝置是串行設(shè)置在線路的電流輸入導(dǎo)線中的檢查電流源并具有檢查電流啟動(dòng)開關(guān)，其中可以用檢查電流啟動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)該檢查電流源并由此啟動(dòng)檢查電流的饋入。
此外，優(yōu)選終端檢查裝置包括以并聯(lián)引線形式設(shè)置在所述線路的電流輸入導(dǎo)線和電流反饋導(dǎo)線之間的檢查電流匯入點(diǎn)和檢測啟動(dòng)開關(guān)，其中利用檢測啟動(dòng)開關(guān)的啟動(dòng)來啟動(dòng)該檢查電流匯入點(diǎn)，并由此可以閉合針對檢查電流而設(shè)置的電流回路，該電流回路包括饋入檢查裝置、電流輸入導(dǎo)線、終端檢查裝置和電流反饋導(dǎo)線。
優(yōu)選，作為總線終端設(shè)置可接入和斷開的RC組件。
為了運(yùn)行上述類型的分路元件，所述饋入檢查裝置對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流饋入時(shí)鐘來饋入檢查電流，尤其是饋入到線路的電流輸入導(dǎo)線中。此外為了運(yùn)行分路元件還優(yōu)選，所述終端檢查裝置對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流檢測時(shí)鐘來檢查線路上的檢查電流的存在，尤其是對流過電流輸入導(dǎo)線和電流反饋導(dǎo)線之間的檢查電流匯入點(diǎn)的電流進(jìn)行監(jiān)測和識(shí)別。
隨本申請?zhí)岢龅膶＠麢?quán)利要求僅是表達(dá)的建議，而沒有對達(dá)到最大程度專利保護(hù)的偏見。本申請人保留要求保護(hù)其它目前只在說明書和/或附圖中公開的特征的組合的權(quán)利。
各實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)理解為是對本發(fā)明的限制。而是在所公開的范圍內(nèi)可以有很多更改和修正，尤其是例如通過組合或轉(zhuǎn)換以及結(jié)合在全部或特定描述部分描述的以及在權(quán)利要求和/或附圖中包含的特征或元件或?qū)夹g(shù)人員來說涉及技術(shù)問題的解決方案的方法步驟可以導(dǎo)出并且通過組合特征而產(chǎn)生新內(nèi)容或新方法步驟或方法步驟序列的變形、元件和組合，只要它們涉及制造方法和檢查方法。
在從屬權(quán)利要求中采用的引用指向獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容通過相應(yīng)從屬權(quán)利要求的特征的進(jìn)一步擴(kuò)展；它們不應(yīng)當(dāng)理解為放棄對引用的從屬權(quán)利要求的特征組合的獨(dú)立和客觀的保護(hù)。此外，就權(quán)利要求的設(shè)計(jì)而言，在后面的權(quán)利要求中的一個(gè)特征的近似具體化是由于這種限制在前面的權(quán)利要求中不存在。
由于從屬權(quán)利要求的內(nèi)容對于優(yōu)先權(quán)日的現(xiàn)有技術(shù)來說可以形成自己的和獨(dú)立的發(fā)明，因此申請人保留將它們用作獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容或子部分解釋的權(quán)利。還可以包含獨(dú)立的、與前面的從屬權(quán)利要求的內(nèi)容無關(guān)的結(jié)構(gòu)的發(fā)明。


下面借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。在所有附圖中相互對應(yīng)的物品或元件用相同的附圖標(biāo)記表示。
在此圖1示出兩個(gè)通過線路以通信技術(shù)連接的分路元件的簡化示意圖，圖2示出時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出兩個(gè)分路元件T1、T2，如在上述引用的WO2005/053221中例如在圖4中分別示出的。
在兩個(gè)分路元件T1和T2之間存在電傳導(dǎo)連接形式的耦合，在此為概覽起見只示出兩個(gè)分路元件，當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)(參見WO2005/053221，在該文獻(xiàn)中的附圖標(biāo)記11)可以包括多于兩個(gè)分路元件T1、T2。兩個(gè)所示分路元件T1、T2之間的連接在下面稱為線路H，其中存在于其它未示出的分路元件之間的通信連接同樣基于這種線路段實(shí)現(xiàn)，從而線路段H代表在WO2005/053221用H1、H2、H3、H4、H5表示的線路段以及其它可能的線路段。
對于所示出的分路元件T1、T2只示出本發(fā)明感興趣的細(xì)節(jié)。其它細(xì)節(jié)由于概貌起見沒有示出，其中這些元件未在該圖中示出當(dāng)然不意味著不能在所示分路元件T1和T2中存在其它可能元件、部件或電路，如在WO2005/053221中給出的。
每個(gè)分路元件T1、T2包括一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器TA1、TA2。此外每個(gè)分路元件T1、T2還包括饋入檢查裝置PE和終端檢查裝置PA。饋入檢查裝置PE包括串行設(shè)置在線路H的電流輸入導(dǎo)線SZ中的檢查電流源D1以及檢查電流啟動(dòng)開關(guān)S1。終端檢查裝置PA包括以并聯(lián)引線形式設(shè)置在線路H的電流輸入導(dǎo)線SZ和電流反饋導(dǎo)線SR之間的檢查電流匯入點(diǎn)D2，以及檢測啟動(dòng)開關(guān)S2。每個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器TA1、TA2產(chǎn)生圖2所示的矩形信號TA1′、TA2′，在此是檢查電流饋入時(shí)鐘或檢查電流檢測時(shí)鐘。在圖1所示的實(shí)施方式中，在相同地構(gòu)成兩個(gè)分路元件T1、T2之后，選擇上面挑選的概念即檢查電流饋入時(shí)鐘和檢查電流檢測時(shí)鐘只是為了要在語言上有所區(qū)分，從而在第一分路元件T1一端產(chǎn)生的矩形信號TA1’在以下被稱為檢查電流饋入時(shí)鐘，而在第二分路元件T2一端產(chǎn)生的矩形信號TA2’被稱為檢查電流檢測時(shí)鐘。實(shí)際上在運(yùn)行時(shí)，對每個(gè)分路元件T1、T2來說檢查電流饋入和檢查電流檢測輪流發(fā)揮作用。因此，在每個(gè)分路元件T1和T2中在特定時(shí)刻要么啟動(dòng)饋入檢查裝置PE要么啟動(dòng)結(jié)束檢查裝置PA。饋入檢查裝置PE或結(jié)束檢查裝置PA的這種交替并且相互排除的啟動(dòng)是這樣來引起的，即例如在第一分路元件T1的時(shí)鐘發(fā)生器TA1的矩形信號TA1′為“高”電平時(shí)啟動(dòng)饋入檢查裝置PE，其方法是閉合對應(yīng)于該饋入檢查裝置的檢查電流啟動(dòng)開關(guān)S1。同時(shí)在矩形信號TA1’的這種電平下終端檢查裝置PA抑制同一個(gè)分路元件T1，其方法是斷開與該終端檢查裝置對應(yīng)的檢測啟動(dòng)開關(guān)S2。在矩形信號TA1’發(fā)生電平交替時(shí)，給出相反的關(guān)系，也就是說終端檢查裝置PA被啟動(dòng)并且檢測啟動(dòng)開關(guān)S2閉合，而饋入檢查裝置PE由于斷開的檢查電流啟動(dòng)開關(guān)S1而被抑制。對于第二分路元件T2，基于設(shè)置在該分路元件中的信號發(fā)生器TA2和產(chǎn)生的矩形信號TA2’給出關(guān)于啟動(dòng)和抑制饋入或終端檢查裝置PE、PA的對應(yīng)關(guān)系。
本發(fā)明的作用方式利用圖2的其它顯示而變得明顯，在該圖中示出例如在矩形信號TA1’的“高”電平開始時(shí)，矩形信號TA2’具有“低”電平，其中矩形信號TA1’的“高”電平導(dǎo)致第一分路元件T1一側(cè)的饋入檢查裝置PE被啟動(dòng)，而第二矩形信號TA2’的“低”電平導(dǎo)致第二分路元件T2一側(cè)的終端檢查裝置PA被啟動(dòng)。如可以容易地借助圖1的原理電路理解的，在這種布局中，針對通過第一分路元件T1的饋入檢查裝置PE的檢查電流源D1在線路H中、即電流輸入導(dǎo)線SZ中給出的檢查電流I的電流回路通過終端檢查裝置PA、尤其是第二分路元件T2的電流匯入點(diǎn)D2以及電流反饋導(dǎo)線SR閉合，從而實(shí)際上流過檢查電流I，如在圖2上方針對檢查電流I的圖中所示。在一段時(shí)間內(nèi)，在該時(shí)間段內(nèi)兩個(gè)矩形信號TA1’、TA2’都具有“高”電平并且相應(yīng)地兩個(gè)分路元件T1、T2中設(shè)置于此的饋入檢查裝置PE都被啟動(dòng)，則沒有閉合的電流回路，從而沒有檢查電流I流過，如在圖2針對檢查電流I的圖中所示。只有當(dāng)兩個(gè)矩形信號TA1’、TA2’的電平重新變得不同時(shí)，在所示情況下也就是在矩形信號TA1’的電平從“高”轉(zhuǎn)換為“低”時(shí)才又存在電流，其中在該布局中由于在第一分路元件T1一側(cè)的矩形信號TA1’的“低”電平使設(shè)置于此的終端檢查裝置PA被啟動(dòng)，由于在第二分路元件T2一側(cè)的矩形信號TA2’的“高”電平使設(shè)置于此的饋入檢查裝置PE被啟動(dòng)。也就是說，與前面用參與的饋入或終端檢查裝置PE、PA給出針對檢查電流I的電流回路的布局比較，這里分別給出幾乎相反或鏡像的情況，其中針對檢查電流I的電流回路通過線路H的第二分路元件T2的饋入檢查裝置PE、電流輸入導(dǎo)線SZ、第一分路元件T1的終端檢查裝置PA和電流反饋導(dǎo)線SR閉合。但在兩種情況下都流過檢查電流I，如在圖2的相關(guān)圖中可以看出的，從而可以識(shí)別線路H的無故障狀態(tài)，即兩個(gè)相鄰分路元件T1、T2之間用至少一個(gè)電流輸入導(dǎo)線SZ和一個(gè)電流反饋導(dǎo)線SR的任意連接。
此外在圖2中可以看到，兩個(gè)矩形信號TA1’、TA2’相互異步，其中這種異步性優(yōu)選在沒有其它電路技術(shù)成本等的情況下基于最終品質(zhì)、尤其是所涉及電部件的溫度影響和部件參數(shù)波動(dòng)以及基于發(fā)生變化的開始狀態(tài)得到。由此可以以足夠的程度保證在經(jīng)過時(shí)間T之后在分路元件T1、T2上由不同的時(shí)鐘狀態(tài)占據(jù)主導(dǎo)地位。
通過由檢查電流源D1和對應(yīng)的齊納二極管D3形成的恒定電流源，使脈沖式的檢查電流I與實(shí)際的有效信號、即所謂的PA信號去耦和。也就是說不會(huì)通過檢查電流I對有效信號造成干擾。
只要識(shí)別出檢查電流I，就斷開作為總線終端BT設(shè)置的電路、尤其是各分路元件T1、T2的實(shí)施為RC組件的終端電阻。為此設(shè)置與該總線終端BT對應(yīng)的總線終端開關(guān)S0。由于檢查電流I和/或總線終端BT的斷開而導(dǎo)致的信號過高將被冗余管理器(參見WO2005/053221；在那里附圖標(biāo)記為RM)識(shí)別。然后該冗余管理器可以啟動(dòng)無故障狀態(tài)。當(dāng)檢查電流I至少在可預(yù)先給定的時(shí)間間隔t1期間(參見圖2)出現(xiàn)時(shí)，可以可靠地識(shí)別線路H的無故障性。根據(jù)對有效信號、即尤其是PA信號的調(diào)制，得到對于時(shí)間t1的下閾值，其中對于該P(yáng)A信號從30kHz的調(diào)制開始。在用30kHz進(jìn)行調(diào)制時(shí)，對于時(shí)間t1的下閾值例如是30微秒。在這段時(shí)間內(nèi)檢查電流I必須存在，由此有效信號的信號過高才能可靠出現(xiàn)。
時(shí)間T一直進(jìn)行到自動(dòng)識(shí)別“良好狀態(tài)”為止。在該時(shí)間T內(nèi)可能出現(xiàn)較長時(shí)間的故障。其它新故障在t＜T的運(yùn)行狀態(tài)下被看作是第二故障。將時(shí)間T選擇得很小，并應(yīng)當(dāng)最小化，其方法是使在矩形信號TA1’、TA2’之間具有高度的異步性，這尤其可以用具有高容差的部件來實(shí)現(xiàn)。
總之，本發(fā)明可以簡要描述如下提供一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的分路元件T1、T2，其中在兩個(gè)按照本發(fā)明構(gòu)成的分路元件T1、T2協(xié)調(diào)作用時(shí)可以借助檢查電流I識(shí)別出在兩個(gè)分路元件T1、T2之間延伸的、具有電流輸入導(dǎo)線SZ和電流反饋導(dǎo)線SR的通信介質(zhì)、尤其是線路H中已消除的故障，該檢查電流通過優(yōu)選設(shè)置在每個(gè)分路元件中的饋入檢查裝置PE饋入，并由同樣優(yōu)選設(shè)置在每個(gè)分路元件T1、T2中的終端檢查裝置PA檢測，其中每個(gè)終端檢查裝置PA實(shí)施為在檢測檢查電流I下用于抑制與相應(yīng)的分路元件T1、T2對應(yīng)的總線終端BT。
權(quán)利要求
1.一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)(11)、尤其是PROFIBUS PA網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的分路元件，具有冗余顯示特性，其中該網(wǎng)絡(luò)(11)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有線路(H)，并且該線路的兩端與冗余管理器連接，該冗余管理器實(shí)施為在故障情況下將該線路的兩端相互連接，其特征在于，該分路元件(T1，T2)具有饋入檢查裝置(PE)和終端檢查裝置(PA)，每個(gè)饋入檢查裝置(PE)實(shí)施為用于向該線路(H)饋入檢查電流，每個(gè)終端檢查裝置(PA)實(shí)施為用于檢測該線路(H)中的檢查電流，每個(gè)終端檢查裝置(PA)在檢測檢查電流時(shí)實(shí)施為用于抑制與該分路元件相對應(yīng)的總線終端(BT)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分路元件，其中，所述饋入檢查裝置(PE)實(shí)施為對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流饋入時(shí)鐘來饋入檢查電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分路元件，其中，所述終端檢查裝置(PA)實(shí)施為對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流檢測時(shí)鐘來檢測檢查電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的分路元件，其中，所述檢查電流饋入時(shí)鐘不同于所述檢查電流檢測時(shí)鐘。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的分路元件，其中，所述饋入檢查裝置(PE)包括串行設(shè)置在所述線路(H)的電流輸入導(dǎo)線(SZ)中的檢查電流源(D1)和檢查電流啟動(dòng)開關(guān)(S1)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的分路元件，其中，所述終端檢查裝置(PA)包括以并聯(lián)引線的形式設(shè)置在所述線路(H)的電流輸入導(dǎo)線(SZ)和電流反饋導(dǎo)線(SR)之間的檢查電流匯入點(diǎn)(D2)和檢測啟動(dòng)開關(guān)(S2)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的分路元件，其中，設(shè)置可接入和斷開的RC組件作為總線終端(BT)。
8.一種網(wǎng)絡(luò)，具有至少兩個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述分路元件。
9.一種用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求2、4、5、6或7所述的分路元件的方法，其中，所述饋入檢查裝置(PE)對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流饋入時(shí)鐘來饋入檢查電流，尤其是饋入到所述線路(H)的電流輸入導(dǎo)線(SZ)中。
10.一種用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、6或7所述的分路元件的方法，其中，所述終端檢查裝置(PA)對應(yīng)于可預(yù)先給定的檢查電流檢測時(shí)鐘來檢查所述線路(H)上檢查電流的存在，尤其是檢查流過電流輸入導(dǎo)線(SZ)和電流反饋導(dǎo)線(SR)之間的檢查電流匯入點(diǎn)(D2)的電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的分路元件(T1，T2)，其中在兩個(gè)按照本發(fā)明構(gòu)成的分路元件(T1，T2)協(xié)調(diào)作用時(shí)可以借助檢查電流(I)識(shí)別出在兩個(gè)分路元件(T1、T2)之間延伸的、具有電流輸入導(dǎo)線(SZ)和電流反饋導(dǎo)線(SR)的通信介質(zhì)、尤其是線路(H)中已消除的故障，該檢查電流通過優(yōu)選設(shè)置在每個(gè)分路元件中的饋入檢查裝置(PE)饋入，并由同樣優(yōu)選設(shè)置在每個(gè)分路元件(T1、T2)中的終端檢查裝置(PA)檢測，其中每個(gè)終端檢查裝置(PA)在檢測檢查電流(I)時(shí)實(shí)施為抑制與相應(yīng)的分路元件(T1、T2)對應(yīng)的總線終端(BT)。
文檔編號H04L29/02GK101064657SQ200710096628
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者喬格·本茨, 沃爾德馬·溫策爾 申請人:西門子公司