具有电压供应和通信接口的集成布置制造技术

在用于至少一个电气可操作的IO‑链路设备(335‑350)的控制操作的电气通信电压供应的布置中，所述布置借助于由电压供应单元(300)提供的电气DC电压以及IO‑链路通信接口(305)，所述IO‑链路通信接口(305)被提供来用于所述至少一个IO‑链路设备(335‑350)的所述控制操作并且是用至少一个通道形成，规定用至少一个通道形成的所述IO‑链路通信接口(305)和所述电压供应单元(300)形成结构单元(310)，并且所述IO‑链路通信接口(305)包含提供网关功能的IO‑链路主机。

Integrated Arrangement with Voltage Supply and Communication Interface

In the arrangement of an electrical communication voltage supply for the control operation of at least one electrically operable IO link device (335 350), the arrangement relies on the electrical DC voltage provided by the voltage supply unit (300) and the IO link communication interface (305), the IO link communication interface (305) is provided for the control operation of at least one IO link device (335 350). The IO link communication interface (305) and the voltage supply unit (300) formed by at least one channel are specified to form a structural unit (310), and the IO link communication interface (305) includes an IO link host providing gateway functions.

【技术实现步骤摘要】
具有电压供应和通信接口的集成布置
本专利技术涉及根据独立权利要求1的序言的具有电压供应以及以至少一个通道形成的通信接口的布置。
技术介绍
所谓的“IO-链路”连接近年来已被使用于将工业终端设备连接到例如现场总线模块。这样的IO-链路以及用于操作这样的IO-链路的方法和控制手段从DE102012009494A1已知。如那里所描述，现场总线模块承担IO-链路主机的角色。例如，传感器、致动器、显示设备、操作设备，包括机器上的驱动机，被视为终端设备，在下文中称为“IO-链路设备”。在许多工业组装系统中，需要来用于布线和用于电气安装的开关柜的空间超过可利用的安装空间。这里，在用于信号传输到相应工业机器的系统部分的安装期间的用于工作时间和材料支出的成本通常超过附接传感器和致动器的获取成本。为了解决这个问题，关心的制造商的联盟已指定用于具有以上提到的指示“IO-链路”的智能传感器/致动器接口的标准，所述“IO-链路”通过标准IEC61131-9标准化为国际开放标准。因此，所述IO-链路设备通过说明文件IODD，IO-链路设备描述加以描述。这样的IO-链路提供用于传感器和致动器与机器的IO级之间的信号传输的串行点到点连接。原理上，IO-链路在特定IO-链路主机与作为从设备的附接IO-链路设备之间传递数据。附接IO-链路设备，即传感器、致动器或其组合设备的功率供应有利地用单独插塞连接器上的IO-链路发生。现场总线模块和PLC接口组件两者可作为IO-链路主机购得。另外，这样的IO-链路与二进制标准传感器向后兼容并且使用一致无保护的三芯或五芯标准线。虽然现场总线级负责将单独机器或它们的部件链接到系统的控制，但是IO-链路将被指派给机器级或传感器致动器级。现场总线级包括大部分标准化现场总线，因为它们通常使用在机器构造和工厂构造中。
技术实现思路
本专利技术基于以下观念：在过去，以上提到的IO-链路通信系统最初主要使用于与传感器的通信，但是同时也日益增加地使用于控制致动器诸如例如电气驱动机、电动气动驱动机、阀终端、液压控制阀、电抓取器等。为了也能够将所述通信系统使用在致动器领域中，在IO-链路规格中提供类型B的主机端口，所述主机端口具有它们自己的电位隔离电压或致动器的功率供应，所述电压或功率供应布置在单一插塞连接器上。然而，许多致动器例如用于格式调整的驱动机或抓取器需要在4A和更高的范围内的相对高的电气供应电流。对于用于操作四个以上提到的驱动机的例如四通道IO-链路主机，至少16A的总电流因此将必须可用，这在常规7/8英寸插塞的情况下是不可能的，因为这些是仅在9A的最大电流的情况下指定。因而，同时操作，具体地100％同时操作在以上提到的四个驱动机的情况下借助于单一IO-链路主机是不可能的。这个问题在具有甚至更多通道的IO-链路主机的情况下，例如在8端口主机的情况下甚至更显著。以上提到的相对高的供应电流例如出现在使用于包装工业中以用于自动格式转换/改变的目的的驱动机或致动器中。这样的格式转换涉及例如具有批次大小的频繁改变或频繁产品改变的生产系统，所述批次大小的频繁改变或频繁产品改变使生产系统或机器到不同格式的快速转换成为必需。这样的转换通常与高能量消耗有联系，因为许多停止和指南必须被调整。另外，相对长的改装时间出现，并且长机器停机时间与这有联系。本专利技术因此基于指定具有电压供应单元(AC/DC转换器)并且具有带有至少一个通道的IO-链路通信接口的布置的目的，所述IO-链路通信接口具有IO-链路主机，借助于所述布置，可避免现有技术的所述缺点，并且借且于所述布置，可使能致动器的控制，尤其用以上提到的IO-链路通信系统。这里，所述IO-链路主机提供网关功能，例如本身已知的现场总线系统到IO-链路通道(或“端口”)的网关。例如，本身已知的“PROFINET”(处理现场网络)总线系统，或市场中惯有的任何其他现场总线系统被视为现场总线系统。为了解决所述目的，提议“通信电压供应”的集成布置，例如具有AC/DC转换器单元以及带有至少一个通道的IO-链路通信接口的电压供应单元，所述IO-链路通信接口具有由IO-链路主机提供的所述网关功能。这里，对应“网关”对应于所述IO-链路主机并且包含指派给IO-链路接口的至少一个IO-链路通信接口。在根据本专利技术的布置中，可以规定用至少一个通道形成的通信接口具有至少一个IO-链路主机，所述至少一个IO-链路主机具有用于到至少一个致动器的连接的至少一个端口，其中所述IO-链路主机在现场总线系统与IO-链路通信系统之间提供网关。在根据本专利技术的布置中，还可以规定电压供应单元具有配备功率电子学的AC/DC转换器，借助于所述AC/DC转换器，操作至少一个致动器。在致动器的特殊功率要求的情况下，功率电子学可以用例如SiC晶体管和/或用GaN晶体管形成。现场总线系统和IO-链路通信系统可借助于无线通信连接连接，借此显著地改善在致动器的控制期间的空间灵活性。在根据本专利技术的布置中，可别外提供，所述至少一个IO-链路主机包含分散控制功能和用于中心可编程逻辑控制器(PLC)的解除或者也用于较小机器或机器模块的独立控制的数据预处理设备。此外，可以规定所述至少一个IO-链路主机具有所述至少一个致动器的标准化诊断功能，所述诊断功能已提供在所述“IO-链路”标准中，并且有利地仅通过所述集成布置致能，尤其还包括电压供应单元。此外，可以规定所述至少一个IO-链路主机具有用于所述至少一个致动器的参数化的标准化参数化功能，并且尤其还具有用于参数化的电压供应单元，所述电压供应单元仅通过集成布置使能。这里，所提议的“通信电压供应”可包含高效AC/DC转换器，借助于所述高效AC/DC转换器，尽可能有效地为致动器供应DC电压。AC/DC转换器可配备现代功率半导体，尤其高效和/或高度紧凑的功率电子学，例如装有SiC晶体管或GaN晶体管。集成在所提议的电压供应中的通信接口优选地另外包含类型B的至少一个IO-链路端口，例如4通道或8通道端口BIO-链路主机。AC/DC转换器和通信接口的集成或公用布置可有利地实现在适合于工业使用的单一壳体中。尤其由于所述高效AC/DC转换器，适合于工业使用的壳体可被形成为被动冷却壳体，所述被动冷却壳体满足根据关于灰尘和水的不渗透性的IP67保护的技术要求。由于所述集成构造，具体地形成为所述IO-链路设备的若干智能致动器可例如经由IO-链路附接，并且可在没有所述问题，具体地关于IO-链路主机上的总电流限制的情况下电气地操作或供应。可通过本专利技术有效地避免占用额外空间的介于电压供应单元与IO-链路主机之间的学术上复杂的不经济的电缆敷设。因而，在布置在开关柜中的对于IP20保护足够的根据现有技术的功率供应单元中，必须在相对宽的距离上引导大电流。与根据本专利技术的方法相比，开关柜到驱动机或致动器的常规电缆敷设由于复杂的电缆敷设、所述电流限制、能量损失和空间要求(例如用于安装所需要的开关柜体积)而为不利的。另外，本专利技术由于所述集成布置而使技术或功能诊断能够在附接致动器上并且在电压供应上以一致方式进行。这里，例如，可一致地诊断监视的致动器以及电压供应中两者的高压和低压或高温和低温。用于例如电压供应的“负载级”、“应力级”或“寿命”的诊断值可被一致地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于至少一个电气可操作的IO‑链路设备(335‑350)的控制操作的通信电压供应的布置，借助于由电压供应单元(300)提供的电气DC电压以及IO‑链路通信接口(305)，所述IO‑链路通信接口被提供来用于所述至少一个IO‑链路设备(335‑350)的所述控制操作并且是用至少一个通道形成，其特征在于用至少一个通道形成的所述IO‑链路通信接口(305)和所述电压供应单元(300)被形成为结构单元(310)，并且所述IO‑链路通信接口(305)包含IO‑链路主机，所述IO‑链路主机提供网关功能。

【技术特征摘要】
2017.09.06 DE 102017120483.01.一种用于至少一个电气可操作的IO-链路设备(335-350)的控制操作的通信电压供应的布置，借助于由电压供应单元(300)提供的电气DC电压以及IO-链路通信接口(305)，所述IO-链路通信接口被提供来用于所述至少一个IO-链路设备(335-350)的所述控制操作并且是用至少一个通道形成，其特征在于用至少一个通道形成的所述IO-链路通信接口(305)和所述电压供应单元(300)被形成为结构单元(310)，并且所述IO-链路通信接口(305)包含IO-链路主机，所述IO-链路主机提供网关功能。2.如权利要求1所述的布置，其特征在于用至少一个通道形成的所述通信接口(305)具有至少一个IO-链路主机，所述至少一个IO-链路主机具有用于到所述至少一个IO-链路设备(335-350)的连接的至少一个端口(315-330)，其中所述IO-链路主机在现场总线系统(360)与IO-链路通信系统(305、315-350)之间提供网关。3.如权利要求1或2所述的布置，其特征在于所述电压供应单元(300)具有配备功率电子学的AC/DC转换器。4.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特·费努尔，罗兰·舍费尔，
申请(专利权)人：巴鲁夫公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE