專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)換器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)，其具有配屬于上位層的自動(dòng)化設(shè)備，該自動(dòng)化設(shè)備通過第一數(shù)據(jù)線與轉(zhuǎn)換器模塊相連接，其中轉(zhuǎn)換器模塊通過第二數(shù)據(jù)線與至少一個(gè)在下位層 中的終端設(shè)備相連接。此外本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換器模塊，包括第一接口，用于連接至用于與上位層進(jìn)行 通信的第一數(shù)據(jù)線；第二接口，用于連接至用于與下位層進(jìn)行通信的第二數(shù)據(jù)線；轉(zhuǎn)換裝 置用于將上位層的第一協(xié)議轉(zhuǎn)換成下位層的第二協(xié)議。
背景技術(shù)：
在自動(dòng)化技術(shù)中使用工業(yè)上的通信系統(tǒng)，例如現(xiàn)場(chǎng)總線、過程現(xiàn)場(chǎng)總線、用于使 現(xiàn)場(chǎng)用儀表與上層的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通信的過程現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)(Profinet)。所以例如存儲(chǔ) 器可編程的控制裝置可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接至分散式外圍設(shè)備，該外圍設(shè)備接收過程參數(shù) 并且發(fā)送至存儲(chǔ)器可編程的控制裝置。在從工業(yè)化過程的第一通信層過渡到工業(yè)化過程的第二通信層時(shí)，從一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總 線系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的必要性自然可以顯現(xiàn)。這種轉(zhuǎn)換借助于轉(zhuǎn)換器模塊或 者通過鋪設(shè)在其上的通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，該通信網(wǎng)絡(luò)包括不同的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。在自動(dòng)化技術(shù)中也可能會(huì)發(fā)生的是，與安全有關(guān)的過程必須加以自動(dòng)化并且因此 為此必須使用基于安全設(shè)計(jì)的組件。但現(xiàn)在在不同的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的層面上可能會(huì)發(fā)生的 是，例如在第一層中使用與安全有關(guān)的儀器并且因此也在第一層中運(yùn)行基于安全功能設(shè)計(jì) 的通信協(xié)議。與之相反，終端設(shè)備在第二層中通過轉(zhuǎn)換器模塊與第一層相連接。但是該終 端設(shè)備并不強(qiáng)制性地處于安全區(qū)域中并且與此相應(yīng)地不一定基于安全性來設(shè)計(jì)。因此在第 二層中運(yùn)行安全協(xié)議也不是必要的并且轉(zhuǎn)換器模塊與此相應(yīng)地不為了安全技術(shù)而設(shè)計(jì)。但 如果制造條件發(fā)生了變化并且因此要求安全技術(shù)的話，那么就必須將該轉(zhuǎn)換器模塊替換成 具有安全技術(shù)的轉(zhuǎn)換器模塊并且對(duì)設(shè)備重新配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通信網(wǎng)絡(luò)，該通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)利用基于安全設(shè)計(jì)的終 端設(shè)備來運(yùn)行并且使這種通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)者能夠更容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)。該用于通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)明的目的由此實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換器模塊具有用于運(yùn)行在下位層之內(nèi) 的與安全有關(guān)的通信的裝置，其中該裝置可通過釋放裝置激活。例如該轉(zhuǎn)換器模塊是用于 IO連接(ΙΟ-Link)的轉(zhuǎn)換器模塊，可以將該IO連接看作為與IO從設(shè)備(ΙΟ-Slaves)連接 的IO主設(shè)備(ΙΟ-Master)。這些IO從設(shè)備優(yōu)選地分為執(zhí)行器和傳感器，也就是說接收輸 入?yún)?shù)或者發(fā)出輸出參數(shù)的終端設(shè)備。此外，該終端設(shè)備可以劃分為標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備和安全 終端設(shè)備。在從標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備連接至設(shè)計(jì)為IO主設(shè)備的轉(zhuǎn)換器模塊時(shí)，為了應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò) 并不需要其它的步驟。但是如果安全終端設(shè)備連接至轉(zhuǎn)換器模塊，那么對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的通 信連接以及轉(zhuǎn)換器模塊到終端設(shè)備的連接就必須基于安全來設(shè)計(jì)。因此特別有利的是，該轉(zhuǎn)換器模塊通過釋放裝置激活用于運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的裝置，其中該用于激活的釋放 裝置動(dòng)用了現(xiàn)有的相連接的安全終端設(shè)備。優(yōu)選地將上位層設(shè)計(jì)為基于安全設(shè)計(jì)的通信 層。在這里例如從存儲(chǔ)器可編程的控制裝置通過設(shè)有ProfiSave (安全技術(shù)行規(guī))功能的 過程現(xiàn)場(chǎng)總線，通過連接至轉(zhuǎn)換器模塊的第一數(shù)據(jù)線與基于安全性設(shè)計(jì)的第一協(xié)議進(jìn)行通 信。由于該轉(zhuǎn)換器模塊現(xiàn)在通過用于運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的激活的裝置而布置用于連續(xù) 性的與安全有關(guān)的通信，因此可以實(shí)現(xiàn)從上位層到下位層直至終端設(shè)備的與安全有關(guān)的通信 °優(yōu)選地，該終端設(shè)備具有可由釋放裝置讀出的描述符元素(Deskriptorelement)。 在該描述符元素中優(yōu)選地存儲(chǔ)有編碼順序(Codefolge)、檢驗(yàn)密碼(Prilfziffer)、釋放許 可(Freigabelizenz)、安全等級(jí)或者使用標(biāo)準(zhǔn)。通過由設(shè)置在轉(zhuǎn)換器模塊之內(nèi)的釋放裝置 來讀出描述符元素，該轉(zhuǎn)換器模塊可以自動(dòng)調(diào)整到分別所需要的安全等級(jí)。在一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，第二數(shù)據(jù)線設(shè)計(jì)為三絞線。在此，用于IO-Link的、通 過作為三絞線的數(shù)據(jù)線的通信顯示為最低限度。備選地可以添加另外兩條電線。相應(yīng)的用 于IO連接數(shù)據(jù)線的插接觸點(diǎn)因此可能具有五個(gè)觸點(diǎn)或者說五個(gè)插針。此外，開頭所述目的通過開頭所述的轉(zhuǎn)換器模塊來實(shí)現(xiàn)，其中轉(zhuǎn)換器模塊的特征 在于一種用于在下位層之內(nèi)運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的裝置，其中該裝置可通過釋放裝置激 活。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)換器模塊被應(yīng)用為IO主設(shè)備，其中，通過釋放裝置實(shí)現(xiàn)安全協(xié)議的激活 (Freischalten)0另外的優(yōu)點(diǎn)在于，該裝置設(shè)計(jì)具有用于與安全有關(guān)的軟件的存儲(chǔ)件。為了確保在 轉(zhuǎn)換器模塊之內(nèi)的規(guī)定的功能，在轉(zhuǎn)換器模塊中運(yùn)行系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)軟件控制功能性的 過程。該系統(tǒng)軟件也稱為固件。該轉(zhuǎn)換器模塊也就有利地具有存儲(chǔ)件，以用于與安全有關(guān) 的軟件，該存儲(chǔ)件提供了用于基于安全設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器模塊的固件。另外有利的是，釋放裝置這樣來設(shè)計(jì)，即可讀出連接上的終端設(shè)備的描述符元素。 基于描述符元素的被讀出的信息，轉(zhuǎn)換器模塊可以通過釋放裝置相應(yīng)于其需要實(shí)現(xiàn)的功能 來轉(zhuǎn)接或者控制。如果安全終端設(shè)備代替標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備連接，則因此釋放裝置確保用于，使 得用于在轉(zhuǎn)換器模塊與終端設(shè)備之間運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的裝置得以激活。


另外的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案的特征可由附圖中得出，其中示出了 圖1示出了具有第一和第二通信層的通信網(wǎng)絡(luò)，以及圖2示出了具有連接上的終端設(shè)備的轉(zhuǎn)換器模塊。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1，控制系統(tǒng)7通過總線系統(tǒng)連接至自動(dòng)化設(shè)備6。自動(dòng)化設(shè)備6設(shè)計(jì)為以 安全功能為目的的可編程控制器(SPS)。自動(dòng)化設(shè)備6通過第一數(shù)據(jù)線3與轉(zhuǎn)換器模塊5 相連接。前述的組件描述了第一通信層或者說上位層1，第一通信層1與第二通信層或者說 下位層2的區(qū)分通過點(diǎn)劃線來標(biāo)明。在第一通信層1中使用第一協(xié)議，以用于在第一通信 層1中設(shè)置的通信參與者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在第二通信層2中使用第二協(xié)議以用于在第 二通信層2中設(shè)置的通信參與者的數(shù)據(jù)交換。在此，轉(zhuǎn)換器模塊5優(yōu)選地展示出接口的功能性并且設(shè)計(jì)為通過轉(zhuǎn)換裝置25將第一協(xié)議轉(zhuǎn)換為第二協(xié)議，或者反之亦然。通過第二數(shù) 據(jù)線4將第一終端設(shè)備11、第二終端設(shè)備12和第三終端設(shè)備13連接至轉(zhuǎn)換器模塊5。第 一終端設(shè)備11設(shè)計(jì)為傳感器，該傳感器測(cè)量在化學(xué)臨界過程之內(nèi)的溫度。第二終端設(shè)備12 和第三終端設(shè)備13設(shè)計(jì)為致動(dòng)器，用于激活安全措施。這種傳感器/致動(dòng)器設(shè)計(jì)為多樣性地用于安全導(dǎo)向的設(shè)備。圖2在詳細(xì)視圖中示出了轉(zhuǎn)換器模塊5，其帶有相連接的終端設(shè)備11。 為了連接 第一數(shù)據(jù)線3以用于使轉(zhuǎn)換器模塊5與上位層1的通信，轉(zhuǎn)換器模塊5具有第一接口 23。 為了連接至第二數(shù)據(jù)線4以用于與下位層2的通信而設(shè)置有第二接口 24。為了將在第一層 1中使用的第一協(xié)議轉(zhuǎn)換為在第二層3中使用的第二協(xié)議，將轉(zhuǎn)換裝置25設(shè)計(jì)為協(xié)議和信 號(hào)轉(zhuǎn)換器。為了在下位層2之內(nèi)運(yùn)行與安全有關(guān)的通信，通過用于運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的 裝置20來使得轉(zhuǎn)換器模塊5的功能得到匹配。裝置20可通過釋放裝置21激活。此外，該 釋放裝置21設(shè)計(jì)用于通過第二接口 24借助于第二數(shù)據(jù)線4從第一終端設(shè)備11的描述符 元素22中讀出標(biāo)識(shí)特征。該標(biāo)識(shí)特征在釋放裝置21中進(jìn)行評(píng)估并且使得轉(zhuǎn)換器模塊5匹 配于對(duì)于與安全有關(guān)的終端設(shè)備11，12，13的運(yùn)行是必需的或者所要求的安全條件。優(yōu)點(diǎn)在于-標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備和安全終端設(shè)備可以連接至轉(zhuǎn)換器模塊。因此在庫存管理中僅還 執(zhí)行一個(gè)變量即可。-在安全終端設(shè)備中的描述符元素可以包含許可密匙并且該許可密匙反過來又釋 放在轉(zhuǎn)換器模塊中存儲(chǔ)的鎖，從而當(dāng)終端設(shè)備與許可密匙接上時(shí)，轉(zhuǎn)換器模塊才解開其具 有附加價(jià)值的功能。-標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備在安全電路中的錯(cuò)誤的結(jié)合可以通過轉(zhuǎn)換器模塊偵測(cè)出來并且其 可以利用對(duì)安全產(chǎn)生影響的信息來對(duì)此作出反應(yīng)。因此避免了在維修的情況下錯(cuò)誤地使用 不合適的終端設(shè)備。
權(quán)利要求
一種通信網(wǎng)絡(luò)，具有配屬于上位層(1)的自動(dòng)化設(shè)備(6)，所述自動(dòng)化設(shè)備通過第一數(shù)據(jù)線(3)與轉(zhuǎn)換器模塊(5)連接，其中所述轉(zhuǎn)換器模塊(5)通過第二數(shù)據(jù)線(4)與至少一個(gè)在下位層(2)中的終端設(shè)備(11，12，13)相連接，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器模塊(5)具有用于在所述下位層(2)之內(nèi)運(yùn)行與安全有關(guān)的通信的裝置(20)，其中所述裝置(20)可通過釋放裝置(21)激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中，所述終端設(shè)備(11，12，13)具有可由所述釋 放裝置(21)讀出的描述符元素(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中，所述第二數(shù)據(jù)線(4)設(shè)計(jì)為三絞線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述轉(zhuǎn)換器模塊(5)設(shè)計(jì)為IO 連接主設(shè)備并且所述終端設(shè)備(11，12，13)設(shè)計(jì)為IO連接從設(shè)備。
5.一種轉(zhuǎn)換器模塊(5)，包括第一接口(23)，用于連接至與上位層(1)進(jìn)行通信的第 一數(shù)據(jù)線(3)；第二接口(24)，用于連接至與下位層(2)進(jìn)行通信的第二數(shù)據(jù)線(4)；轉(zhuǎn)換 裝置(25)，用于將所述上位層(1)的第一協(xié)議轉(zhuǎn)換成所述下位層(2)的第二協(xié)議，其特征在 于一種裝置(20)，所述裝置用于在所述下位層(2)之內(nèi)運(yùn)行與安全有關(guān)的通信，其中所述 裝置(20)可通過釋放裝置(21)激活。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)換器模塊(5)，其中，所述裝置(20)設(shè)計(jì)具有用于與安全 有關(guān)的軟件的存儲(chǔ)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的轉(zhuǎn)換器模塊(5)，其中，所述釋放裝置(21)這樣設(shè)計(jì)，從 而可讀出連接上的終端設(shè)備(11，12，13)的描述符元素(22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)換器模塊。轉(zhuǎn)換器模塊(5)，包括第一接口(23)，用于連接至與上位層(1)進(jìn)行通信的第一數(shù)據(jù)線(3)；第二接口(24)，用于連接至與下位層(2)進(jìn)行通信的第二數(shù)據(jù)線(4)；用于將上位層(1)的第一協(xié)議轉(zhuǎn)換成下位層(2)的第二協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置(25)，其中裝置(20)用于在下位層(2)之內(nèi)運(yùn)行與安全有關(guān)的通信，其中裝置(20)可通過釋放裝置(21)激活。
文檔編號(hào)H04L12/02GK101826966SQ20101011089
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者哈拉爾德·格布赫爾, 斯特凡·拜爾 申請(qǐng)人:西門子公司