控制模块、控制组件和控制网络制造技术

本公开涉及控制模块、控制组件和控制网络。根据本公开的控制模块用于在控制网络中使用，该控制模块包括：接口电路，用于实现与外部设备的通信；通信装置，被配置成借助于与接口电路通信通过控制网络与外部设备通信；耦接装置，被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块并且提供通信装置与相邻的模块之间的数据连接；以及处于通信装置与耦接装置之间的数据连接中的电隔离。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本公开涉及控制模块、控制组件和控制网络。根据本公开的控制模块用于在控制网络中使用，该控制模块包括：接口电路，用于实现与外部设备的通信；通信装置，被配置成借助于与接口电路通信通过控制网络与外部设备通信；耦接装置，被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块并且提供通信装置与相邻的模块之间的数据连接；以及处于通信装置与耦接装置之间的数据连接中的电隔离。【专利说明】控制模块、控制组件和控制网络
本技术涉及但不限于控制模块、控制组件和控制网络。具体地，本技术涉及但不限于通信模块、通信组件和通信网络如工业控制环境中的控制模块、控制组件和控制网络的实现。
技术介绍
通信应用如工业控制应用对于通信信号在通信网络中的传输可能是恶劣的环境。这部分是由于环境中的电磁噪声量。因此，通过其传输通信信号的通信协议和传输介质通常必须是鲁棒的，从而使其能够承受电磁干扰的潜在破坏影响。对这样的噪声鲁棒的通信通常需要高的传输功率和/或弹性的信令技术。另外，在一些环境中，通信信号覆盖的距离可能是大的，这对工业控制环境中的通信网络的实现带来了进一步的限制。 工业控制环境通常实现通信网络如控制网络，其包括可以用作网络的节点的大量控制模块。在一些控制网络中，一些节点远离其他节点，而其他节点紧密靠近地聚集在一起。在一些模块或节点紧密靠近地放置例如以对特定的设备进行测量或向其传输控制信号或为了进行其他动作的情况下，相关的模块也可以机械地彼此耦接。为了降低实现控制网络的成本，通常将通信分为使用不同协议的部分。第一协议可以用于通常充满噪声的环境中的远距离通信，而不同的第二通信协议用于聚集在一起的模块之间的通信。 因为第二协议通常在机械地耦接的模块之间在相对良好的环境中操作，所以第二协议可以是比第一协议简单的或较不鲁棒的协议。第二协议与第一协议的不同之处可以在于，分组结构和/或物理层性质与第一协议不相同。因此，控制网络中的移位节点可以使用第一协议进行通信，而控制网络中的节点的群组可以使用第二协议分离地彼此通信。这样的布置需要协议转换电路以在第一协议与第二协议之间进行转换。然而，协议转换电路通常是需要外部电功率和信号处理的有源电路，这增加了控制网络实现的功率需要、成本和复杂度，并且还可能给通信增加处理延迟。这对于可能需要快速起作用的实时的或确定性的通信的工业控制环境而言尤为不利。 需要如下控制网络中的通信实现:其中在没有对网络通信的有效性产生负面影响的情况下降低成本和复杂度。
技术实现思路
根据所公开的实施方式，提供了一种控制模块，该控制模块用于在控制网络中使用，该控制模块包括:接口电路，用于实现与外部设备的通信的；通信装置，被配置成借助于与接口电路通信通过控制网络与外部设备通信；耦接装置，被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块并且提供通信装置与相邻的模块之间的数据连接；以及处于通信装置与耦接装置之间的数据连接中的电隔离。 通过提供包括被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块的耦接装置以及处于通信装置与通信模块的耦接装置之间的数据连接中的电隔离的控制模块，可以仅使用单个通信协议以不对每个通信模块的操作造成负面影响的成本有效的方式来实现模块之间的通信如控制通信。通过在特定的通信模块的耦接装置与通信装置之间提供隔离，减少了通过通信装置的噪声电流量。通信模块的隔离不仅将通信装置与通信网络的其他元件隔离，还防止通信模块的接口电路中引起的噪声电流对通信装置的操作造成负面影响。 这在仅采用单个通信协议的通信网络中尤其有利，因为设置在耦接装置与通信装置之间的隔离可以由通信协议以某种方式来规定。而且，这些特征使得能够使用单个统一的通信协议来实现通信网络如控制网络的部署而不需要在通信模块中部署另外的且相当大的隔尚。 通过提供该能力，因为所有元件使用与通信网络的其他元件相同的通信协议，所以也没有必要在通信组件如控制组件内执行协议转换。因此，可以实现将机械地耦接的模块集成到通信网络中而不需要第二通信协议和协议转换器。这是因为，在不对各个模块的可操作性造成负面影响的情况下，通过在接口电路与通信装置之间提供连接简化了在机械地耦接的通信模块内的鲁棒的通信协议的实现。 将理解，通过下面的详细描述，本领域技术人员会容易地理解本公开内容的其他方面，其中通过说明的方式示出和描述了本公开内容的多种实施方式。如将认识到的，本公开内容能够用于其他的和不同的实施方式，并且能够在各种其他方面对其若干细节进行修改，所有这些都不偏离本公开内容的精神和范围。因此，应当认为附图和详细描述在本质上是说明性的而不是限制性的。 【专利附图】【附图说明】 现在将参照附图以示例的方式来描述实施方式，在附图中: 图1是耦接的控制模块的视图； 图2是根据本公开内容的控制模块的视图； 图3是示出了流经机械地耦接的控制模块的噪声电流的视图； 图4是控制组件的另外的视图； 图5是图4的控制组件的另外的视图；以及 图6是图5的控制组件的另外的视图。 【具体实施方式】 图1示出了控制网络如工业控制网络中的控制模块的布置。示出了多个控制模块10a、10b、10c，其中模块10a、1bUOc之间设置有电连接。每个控制模块10a、1bUOc包括通信装置lla、llb、llc,通信装置lla、llb、llc由实现通信装置lla、llb、llc中的每个之间的通信所需的电路形成。每个控制模块10a、10b、1c还包括隔离阻障12a、12b、12c，隔离阻障12a、12b、12c包括被配置成抑制电噪声穿过控制模块10a、10b、10c的电隔离。每个控制模块10a、1bUOc还包括接口电路13a、13b、13c，接口电路13a、13b、13c包括被配置成与外部设备相互作用的电路。接口电路13a、13b、13c与外部设备之间的相互作用将控制模块10a、10b、1c暴露于噪声，因而可以在每个控制模块10a、10b、1c中引起噪声电流。隔离阻障12a、12b、12c被配置成降低流经并且可能破坏通信装置11a、lib、Ilc和接口电路13a、13b、13c的噪声电流。 同样如图1所示，以前控制模块10a、10b、10c需要附接在耦接的控制模块10a、1bUOc的任一端处的协议转换单元14a、14b。协议转换单元14将由通信装置lla、llb、Ilc所使用的协议转换成通常对噪声更鲁棒的不同的通信协议和/或不同的物理层实现以使得能够越过机械地耦接的控制模块10a、10b、1c进行通信。为了转换协议，协议转换单元14包括有源电路14a、14b，有源电路14a、14b需要电功率并且通常使用处理器以执行协议转换。 图2示出了本公开内容的通信模块20。通信模块20是包括通信装置21的控制模块，通信装置21被配置成用作网络节点以使用特定的通信协议实现与通信网络如控制网络100中的其他控制模块的通信。例如，通信装置21可以被配置成通过以太网以多个不同的数据率如10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T或10GBASE-T进行通信。可以使用能够在控制环境中使用的其他协议。通信装置21包括电路，例如信号收发器、信号调节电路和/或处理器。通信装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制模块，所述控制模块用于在控制网络中使用，所述控制模块包括： 接口电路，所述接口电路用于实现与外部设备的通信； 通信装置，所述通信装置被配置成借助于与所述接口电路通信通过所述控制网络与所述外部设备通信； 耦接装置，所述耦接装置被配置成将所述控制模块机械地耦接至相邻的控制模块并且提供所述通信装置与所述相邻的模块之间的数据连接；以及 电隔离，所述电隔离处于所述通信装置与所述耦接装置之间的所述数据连接中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·马克·唯恩，布赖斯·特雷弗·贝斯顿，卢克·杜安·奥雷哈瓦，詹姆斯·罗伯特·道格拉斯·柯克伍德，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB