[发明专利]用于连接数据总线用户设备的模块单元

说明书

描述一种模块单元(8a、8b、8n)，其用于连接数据总线用户设备(20a、20b、……、20n)与本地总线(6、7)，所述模块单元(8a、8b、8n)具有能与本地总线(6、7)连接的第一输入接口(9)和第一输出接口(10)、能与数据总线用户设备(20a、20b、……、20n)连接的第一数据连接接口(14b)和第一开关器件(23)，其适用于根据来自数据总线用户设备(20a、20b、……、20n)的控制输入St占据第一或第二接通状态，并且在第一接通状态中连接第一输入接口(9)与第一输出接口(10)并且在第二接通状态中连接第一数据连接接口(14b)与第一输出接口(10)。

技术领域

本发明涉及一种用于连接数据总线用户设备与本地总线的模块单元，尤其在本地总线运行期间连接。

背景技术

用于连接数据总线用户设备与本地总线的模块单元大多用在自动化系统中。自动化系统尤其用于控制工业设备、建筑物以及交通工具。对于控制自动化系统来说，大多需要多个传感器和执行器。这些传感器和执行器监视并且控制由系统执行的过程。一个自动化系统的不同的传感器和执行器在这种情况下经常也被称为自动化设备。

这些自动化设备可以直接与自动化系统的控制器连接，或者可以首先与输入模块和输出模块(经常也被称为I/O模块)连接。接着，这些模块又与控制器直接连接。在此，自动化设备可以直接集成在I/O模块中，或者可以与这些I/O模块经由缆线或者无线地连接。

自动化系统的控制器通常借助一个或多个内存可编程的控制器、PLC实现。在此，PLC按等级地或者非中心地设置在自动化系统中。在此，在PLC中存在不同的性能级，从而PLC可以根据计算能力和存储能力承担不同的控制和调节。PLC在最简单的情况下具有输入端、输出端、运行系统(固件)和接口，通过它们可以加载用户程序。用户程序定义了应该如何根据输入切换输出。在这种情况下，输入端和输出端与自动化系统和/或I/O模块连接，并且可以借助在用户程序中寄存的逻辑监视或者控制由自动化系统执行的过程。在此，通过传感器实现过程的监视并且通过执行器实现过程的控制。这种控制器也可以被称为中央控制器或者中央单元，并且至少针对与控制器连接的一个自动化设备或者I/O模块承担控制。

不过，自动化设备与至少一个控制器直接连接或者I/O模块与至少一个控制器以并行接线的方式直接连接(亦即从每个自动化设备或每个I/O模块各布置一条线路以用于上级控制)是相当昂贵的。

尤其是随着自动化系统的自动化程度的提高，在并行接线时增加了接线工作量。这在设计、安装、调试和维修时与高成本相关联。

因此，目前在自动化技术中大多使用总线系统，利用总线系统可以将自动化设备或者I/O模块连接到控制器上。为了进一步简化各个自动化设备或者I/O模块与总线系统的连接，目前经常借助专门的本地总线将各组自动化设备或者I/O模块上下连接成本地总线系统并且接着将该本地总线的至少一个用户设备与总线系统连接，该总线系统与控制器连接。在此，本地总线系统可以与用于与控制器连接的总线系统不同。

一组本地总线用户设备的与控制器的总线系统连接的用户设备经常也被称为本地总线主控装置。备选地，也使用本地总线系统的前端的名称。这种本地总线主控装置相对于其他本地总线用户设备来说包含其他的逻辑、电路和功能性，这些逻辑、电路或功能性对于连接到控制器的总线系统上来说是必需的。本地总线主控装置本身也可以包含PLC。这种用户设备也可以具有用于在两个总线系统之间转换的逻辑和电路。因此，本地总线主控装置也可以构造为网关或者总线转换器，并且负责将以其中一个总线系统的格式存在的数据转换成本地总线系统的格式，并且反之亦然。但是，大多不强制将本地总线主控装置专门用于将本地总线连接到上级的总线上。