操作现场总线系统的现场总线模块和方法技术方案

本发明专利技术关于现场总线系统(100)具有：切换装置(40)，用以切换第一电力供应电压(Up)和第二电力供应电压(Us)，控制装置(20)，用以利用所述切换装置(40)来控制所述电力供应电压(Up，Us)的所述切换，及现场总线模块(10)，用以连接到所述第一和所述第二电力供应电压(Up，Us)，其中，通过所述现场总线模块(10)，所述第一电力供应电压(Up)的值可被传输到所述控制装置(20)，其中，通过所述控制装置(20)，所述第一电力供应电压(Up)被确定的所述值和所述第一电力供应电压(Up)的预定值可以被相比较，其中，通过所述控制装置(20)而利用所述切换装置(40)，所述第二电力供应电压(Us)的停用是可启动的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】操作现场总线系统的现场总线模块和方法相关申请的交叉引用本专利申请主张国际优先权案为德国专利申请号102016110641.0，所述案说明书的全部内容以回溯引用的方式被包含于本案的公开之中。
本专利技术涉及一种现场总线模块。本专利技术还涉及一种现场总线系统。本专利技术更涉及一种用于操作现场总线系统的方法。
技术介绍
在自动化工程中，现场总线系统被用于控制具有分散式安排的组件的设施中的自动化过程。现场总线系统包括总线，所述现场总线大多情况下将中央控制单元连接于分散式安排的多个输入/输出模块。输入/输出模块的输入具有连接到它们的传感系统，并且输入/输出模块的输出具有连接到它们的现场总线系统的致动系统。在这种情况下，传感系统包括感测受控制的自动化过程状态的所有传感器。致动系统包括可以改变要控制的过程状态的所有致动器。现场总线通常包括数据传输媒介，例如网络连接，藉由所述数据传输媒介，数据在控制单元和输入/输出模块之间互换。为了控制自动化过程，输入/输出模块使用它们的输入来读取来自传感系统的输入信号，输入信号代表传感器捕获的测量值。输入/输出模块将输入信号转换为输入数据，输入数据随后通过现场总线传输到控制单元。控制单元对输入数据执行逻辑功能，以便通过致动系统产生用于控制自动化过程的输出数据。输出数据通过现场总线从控制单元被传输到输入/输出模块，并由输入/输出模块转换为输出信号，输出信号通过输入/输出模块的输出被输出，以致动所述致动器。当现场总线系统是在安全关键型设施的情况下，经常需要能够将输入/输出模块的输出置于安全状态。在这种情况下，安全状态是确保由致动器驱动的设施部件不会危及操作人员或损坏设施的这样一种状态。在大多数情况下，安全状态是“失能”或“零电压”或“零电流”状态，其中致动器不再被供应驱动电力。在安全关键型设施的情况下，将输出置于安全状态的控制过程本身必须以安全的方式实施。特别是，特殊保护措施需要确保安全状态被实际的采用，并且随后不再被留下。通常，致动系统通过特定的安全输入/输出模块而被置入安全状态。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于操作具有安全关键部件的现场总线系统的改进的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于控制安全关键过程的改进的现场总线系统。本专利技术的另一个目的是提供一种用于现场总线系统的改进的现场总线模块。依据第一观点，所述目的通过现场总线系统而被达成，所述现场总线系统具有：-切换装置，用以切换第一电力供应电压和第二电力供应电压，-控制装置，用以利用所述切换装置来控制这些电力供应电压的所述切换，其中所述控制装置通过线接触系统而被连接到所述现场总线系统的资料总线，和-现场总线模块，通过埠可连接于所述第一电力供应电压、所述第二电力供应电压，和所述现场总线系统的所述资料总线，其中-利用所述现场总线模块而通过所述资料总线，所述第一电力供应电压的值是可确定的，而且可被传输到所述控制装置，其中-所述第一电力供应电压的可确定的所述值和所述第一电力供应电压的预定值可以利用所述控制装置来相比较，其中-若被传输到所述控制装置的所述第一电力供应电压的所述值和所述第一电力供应电压的所述预定值不一致，通过所述控制装置而利用所述切换装置，所述第二电力供应电压的停用是可启动的。用于确定第一供应电压值的现场总线模块有利地允许现场总线系统中部件的电力供应故障可被安全地检测并使现场总线系统被置入安全状态。举例来说，这允许导致第一供应电压停用失效的故障被检测到，例如在两个电力供应电压被旁路，而由第一供应电压供电的组件仍然有电力供应，尽管第一电压供应停用的情况下。举例来说，现场总线系统的致动器可以被从第一电力供应电压供应电能，并且现场总线系统的通信单元和/或传感器可以被从第二电力供应电压供应电能。特别地，致动器可以是现场总线系统的安全关键部件。当在一侧的通信单元和/或传感器和在另一侧的致动器被分开地供应电能时，这带来了技术优势，特别是，对致动器的电能供应可以被修整以安全地停用所述致动系统，其自动将输出置于安全状态。同时，分开的能量供应意味着传感系统的功能和/或通过数据总线的通信的功能可以被维持，结果所述设施的非安全关键剩余部分可以被移转到一个合适的状态。有利的是，因此可行的是用于现场总线系统中传感器和/或致动器连接的输入/输出模块是不被装配用于安全工程目的的标准组件，且所述标准组件允许安全关键现场总线系统的廉价实现。而且，在标准组件的情况下，输入/输出模块的可用产品范围通常更加广泛。依据第二观点，所述目的通过现场总线系统的现场总线模块而被达成，所述现场总线系统包含控制装置，其具有：-用以使所述现场总线模块可连接于第一电力供应电压、第二电力供应电压、和所述现场总线系统的资料总线的埠，其中-所述第一电力供应电压的值是可以用所述现场总线模块确定的，且其中-所述第一电力供应电压的所述经确定的值通过所述资料总线而可被传输到所述现场总线系统的所述控制装置。所述第一电力供应电压的值到所述控制装置的传输带来技术优势，特别是所述控制装置可以检测到故障已经发生，例如以旁路两个电力供应电压的形式。在这种情况下，所述控制装置可以启动所有电力供应电压的完全停用，从而可以将整个现场总线系统置于安全状态。依据第三观点，所述目的通过一种用来操作现场总线系统的方法而被达成，包含下列步骤：-利用第一电力供应电压和第二电力供应电压，提供电力给所述现场总线系统的至少输入/输出模块，-利用所述现场总线系统的控制装置，停用所述第一电力供应电压，-利用现场总线模块，确定所述第一电力供应电压的值，-将所述第一电力供应电压的所述经确定的值从所述现场总线模块传输到所述控制装置，和-当所述第一电力供应电压的所述被传输值和所述第一电力供应电压的预定值不一致，利用所述控制装置停用所述第二电力供应电压。这带来的优点尤其在于所述第一电力供应电压的停用可以安全地被验证。如果所述第一电力供应电压的停用导致故障发生，例如以来自所述第二电力供应电压的第一电力供应电压的导体的互馈(crossfeed)的形式，则所述故障可以通过对从所述第一电力供应电压之被报告回来的值而被安全地检测到，且第二个电力供应电压同样地可以被停用。优选的实施例可以从附属权利要求而被获得。现场总线系统的一个实施例具有输入/输出模块，其中所述输入/输出模块具有用于连接到第一和第二电力电压供应以及用于连接到数据总线的埠。此外，所述输入/输出模块具有用以致动致动器的输出。所述输入/输出模块被配置为数据通信经由数据总线提供来自所述第二电力电压供应的能量给通信装置，并且提供来自所述第一电力电压供应的能量给所述致动器。所述输入/输出模块被安排于所述控制装置和所述现场总线模块之间，并且所述第一和第二电力电压供应接着通过所述输入/输出模块从所述切换装置被承载到所述现场总线模块。所述数据总线接着从所述控制装置通过所述输入输出模块被路由到所述现场总线模块。作为输入/输出模块，所述致动器和所述通信装置的每一个从分开的供应电压而被供应能量，所述致动器可以有利地通过停用所述第一电力供应电压而被隔离，同时所述输入/输出模块的所述通信装置继续被供应来自第二电力电压供应的电能。即使没有电流流过所述致动器，这仍然可以让所述数据总线上的数据通信被维持。由于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种现场总线系统(100)，具有：‑切换装置(40)，用以切换第一电力供应电压(Up)和第二电力供应电压(Us)，‑控制装置(20)，用以利用所述切换装置(40)来控制这些电力供应电压(Up，Us)的所述切换，其中所述控制装置(20)通过总线接触系统(21)而可被连接到所述现场总线系统(100)的资料总线(70)，和‑现场总线模块(10)，通过埠(15)而可连接于所述第一电力供应电压(Up)、所述第二电力供应电压(Us)和所述现场总线系统(100)的所述资料总线(70)，其中‑利用所述现场总线模块(10)而通过所述资料总线(70)，所述第一电力供应电压(Up)的值是可确定的，而且可被传输到所述控制装置(20)，其中‑所述第一电力供应电压(Up)的所述经确定的值和所述第一电力供应电压(Up)的预定值可以利用所述控制装置(20)来相比较，其中‑若被传输到所述控制装置(20)的所述第一电力供应电压(Up)的所述值和所述第一电力供应电压(Up)的所述预定值不一致，通过所述控制装置(20)而利用所述切换装置(40)，所述第二电力供应电压(Us)的停用是可启动的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.09 DE 102016110641.01.一种现场总线系统(100)，具有：-切换装置(40)，用以切换第一电力供应电压(Up)和第二电力供应电压(Us)，-控制装置(20)，用以利用所述切换装置(40)来控制这些电力供应电压(Up，Us)的所述切换，其中所述控制装置(20)通过总线接触系统(21)而可被连接到所述现场总线系统(100)的资料总线(70)，和-现场总线模块(10)，通过埠(15)而可连接于所述第一电力供应电压(Up)、所述第二电力供应电压(Us)和所述现场总线系统(100)的所述资料总线(70)，其中-利用所述现场总线模块(10)而通过所述资料总线(70)，所述第一电力供应电压(Up)的值是可确定的，而且可被传输到所述控制装置(20)，其中-所述第一电力供应电压(Up)的所述经确定的值和所述第一电力供应电压(Up)的预定值可以利用所述控制装置(20)来相比较，其中-若被传输到所述控制装置(20)的所述第一电力供应电压(Up)的所述值和所述第一电力供应电压(Up)的所述预定值不一致，通过所述控制装置(20)而利用所述切换装置(40)，所述第二电力供应电压(Us)的停用是可启动的。2.根据权利要求1所述的现场总线系统(100)，具有输入/输出模块(50)，其中所述输入/输出模块(50)具有埠(55)，用以连接到所述第一和第二电压供应(Up，Us)，且用以连接到所述资料总线(70)，其中所述输入/输出模块(50)具有用以致动致动器的输出(53)，其中所述输入/输出模块(50)被配置以经由所述资料总线(70)，为数据通信提供来自所述第二电力电压供应(Us)的能量给通信装置，且提供来自所述第一电力电压供应(Up)的能量给所述致动器，其中所述输入/输出模块(50)被安排于所述控制装置(20)和所述现场总线模块(10)之间，其中所述第一和第二电力电压供应(Up，Us)接着通过所述输入/输出模块(50)从所述切换装置(40)被承载到所述现场总线模块(10)，且其中所述资料总线(70)通过所述输入/输出模块(50)接着从所述控制装置(20)被路由到所述现场总线模块(10)。3.根据前述权利要求任一所述的现场总线系统(100)，其中所述第一和第二电压供应(Up，Us)被一起于所述切换装置(40)和所述现场总线模块(10)之间于电力线(60)中被承载。4.根据前述权利要求任一所述的现场总线系统(100)，其特征在于由所述切换装置(40)将所述第一电力供应电压(Up)停用后，所述控制装置(20)被配置以进行由所述现场总线模块(10)所确定的所述第一电力供应电压(Up)的所述值和所述第一电力供应电压(Up)的所述预定值之间的所述比较。5.根据权利要求4所述的现场总线系统(100)，其特征在于若由所述现场总线模块(10)所确定的所述第一电力供应电压(Up)的所述值没有在由所述切换装置(40)将所述第一电力供应电压(Up)停用后的潜伏期之中被所述控制装置(20)所收到，所述控制装置(20)被配置以停用所述第二电力供应电压(Us)。6.根据前述权利要求任一所述的现场总线系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍·莎奇，汤玛斯·雷帝格，克里斯多福·波尔，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE