[发明专利]耦合装置和用于操控可替换的电系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于连接电系统与上级控制装置的耦合装置；具有功能模块，该功能模块被构造用于向电系统提供电信号和/或用于从电系统接收电信号；具有总线耦合器，该总线耦合器为按照内部通信协议与功能模块的通信以及为按照可预先给定的总线通信协议与上级控制装置的通信而被构造。此外，本发明还涉及用于操控可替换的电系统的方法。

背景技术

用于将电系统如执行器、阀、传感器和其组合与上级控制装置、尤其是存储器可编程的控制器连接的耦合装置由现有技术是已知的，并且由申请人例如以“模块化电终端CPX”的名称销售。这种耦合装置用于将由上级控制装置按照总线通信协议提供的控制信号转换成用于所连接的系统的合适的电信号并且将信号从电系统传输给上级控制装置。该已知的耦合装置被设立为使得在关断的耦合装置情况下进行所希望的电系统的连接并且接着在用于耦合装置的接通过程期间自动地进行对所连接的电系统的特性的确定。所确定的特性于是经由属于该耦合装置的总线耦合器被传输给上级控制装置，其中所述总线耦合器为与上级控制装置的通信而被构造。这于是可以借助被提供的信息来进行与耦合装置的、与所连接的系统的特性、尤其是数量和类型相协调的通信。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种耦合装置，该耦合装置能够实现所连接的电系统的简化的替换。

该任务按照针对开始所述类型的耦合装置的第一发明方面利用权利要求1的特征被解决。

在此情况下规定，在总线耦合器和功能模块之间接入（eingeschleift）切换装置，该切换装置被构造为用于影响在功能模块和上级控制装置之间的通信，使得为了在功能模块和上级控制装置之间的通信可以可选地设定第一通信状态或者第二状态，其中在第一通信状态情况下对连接到功能模块上的电系统的特性进行动态检测以及将所确定的特性提供给总线耦合器，在第二通信状态情况下将连接到功能模块的电系统的特性的可预先给定的静态映像（Abbild）提供给总线耦合器。

可借助切换装置设定的第一通信状态相应于已知的耦合装置的通信方式并且在电系统的替换、添加或移除之前要求耦合装置的停机，由此该耦合装置短暂地是无功能的。此外，在电系统的替换、添加或移除之后必须进行耦合装置的重新起动。由此，连接到耦合装置上的电系统的可用性是受限制的。第一通信状态的优点其中可看出，在上级控制装置和耦合装置之间的通信精确地匹配于所连接的电系统的需求并且由此只要由上级控制装置、耦合装置和所连接的电系统构成的控制系统被保持就具有高效率。

只要所述电系统中的一个或多个较经常地被替换、添加或者移除，本发明的耦合装置能够实现至第二通信状态的转变。在第二通信状态中，与连接到耦合装置上的电系统的特性无关地始终给上级控制装置传送相同的特性。因此与更换、添加或者移除电系统无关地，可以始终基于在上级控制装置和耦合装置之间的总线通信的相同通信条件。由此在耦合装置的持续运行期间能够实现电系统的更换、添加或者移除。这例如在具有高自动化程度的加工线和/或安装线情况下具有优点，其中给工件载体分配一个或多个电系统，其可被电耦合到具有耦合装置的可预先给定的工作站，以便能够在该工作站处执行一个或多个工作步骤，并且接着从该耦合装置被移除并且与工件载体一起被输送给下游的工作站。

通过将耦合装置置于第二通信状态的可能性，在耦合装置和上级控制装置之间的通信始终是相同的，而与是否在确定的时间点将一个或多个电系统连接到该耦合装置上无关。在此情况下，虽然在上级控制装置和耦合装置之间的通信的效率与第一通信状态相比被减少。但是，通过取消对于电系统的每次更替对耦合装置的停机和重新起动实现了时间收益，其至少在较经常地更替一个或多个电系统情况下导致耦合装置的较高的可用性。

本发明的有利的改进方案在从属权利要求中被说明。

合乎目的的是，切换装置被构造用于在多个可预先给定的静态映像之间进行选择。这些映像是被提供给上级控制装置的可预先给定的特性组合。这些映像例如可以在电系统的类型方面进行区别，所述电系统例如可以被构造为尤其是用于处理传感器信号的输入模块、尤其是用于转交控制信号给执行器或阀的输出模块、或者尤其是用于操控执行器和阀并且用于处理传感器信号的输入/输出模块。此外可以规定，所述映像在上级控制装置和耦合装置之间要传输的数据的数据宽度方面相区别。例如可以规定，二或四或六或八位的数据宽度通过相应的映像预先给定。

切换装置优选可以手动地在第一和第二通信状态之间进行切换。因此已经可以在构建控制系统时进行所期望的通信状态的选择，其中所述控制系统包括至少一个具有这种切换装置的耦合装置。