本发明专利技术涉及一种用于具有现场总线耦合器(21，41)的现场总线系统的输入/输出站(20；40)，所述现场总线耦合器具有系统总线端口(22；42)和现场总线端口(24；44)，其中所述输入/输出站(20，40)具有一定数目的用于插式输入/输出模块(31
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于现场总线系统的输入/输出站，用于输入/输出站的现场总线耦合器，以及用于输入/输出站的占位模块
[0001]本专利技术涉及一种用于现场总线系统的输入/输出站，所述输入/输出站例如可用于采集数据以及用于控制机器和设备，以及涉及一种相应地设计的现场总线耦合器，和一种用于输入/输出站的相应的占位模块。
技术介绍
[0002]通常在生产设备中应用这类通信系统，例如输入/输出(I/O)站，因为通过其模块化的结构可以在生产过程中实现多种用途。这种通信系统特别是具有一个处理器、一个配置存储器、一或多个插式输入和/或输出模块(I/O模块)和一个内部总线系统。其中，I/O模块形成端口，可以经由此端口将过程数据和控制数据，如传感器信号和执行器信号发送至待控制的设备并且从这个设备接收过程数据和控制数据。此总线系统例如包括具有用于在处理器与I/O模块之间进行过程数据交换的数据总线以及存储器地址总线的系统总线、控制总线以及也被称为外设选择总线的地址总线。每个I/O模块均具有唯一地址，可以通过此地址经由地址总线选择模块。EP 0 952 523 A1例如揭示过这种通信系统。
[0003]如EP 2 274 655 A1所述，在另一实施方式中，此通信系统包含总线耦合器和具有集成总线节点的内部总线系统。这些总线节点特别是为I/O模块。
[0004]I/O站可以以不同的配置构建。这些配置一方面是指全站配置，也就是最大站点配置，在此配置中，一个I/O站的所有插槽均配设有I/O模块，另一方面是指I/O站的变体，功能性I/O模块中的一或多个未被装在这些变体中，因此，I/O站的插槽为空。在不同的配置中，所插接的I/O模块的顺序和相应类型为相同的。
[0005]针对I/O站的不同配置，根据现有技术，必须在项目设计程序或工程程序中为每个站点配置分别创建一个项目或子项目，使得I/O站的目标配置与实际配置相一致。在为I/O站扩展另一I/O模块或多个I/O模块时，为项目程序设计补充另一具有相应功能的项目。
[0006]这对已安装在生产设备部件或机器中的I/O站而言难度极大，其可能导致较长的停工期。此外，系统的扩展存在技术风险，因为信号传播时间可能会因此扩展而改变。其结果是高昂的改装成本以及难以估量的技术风险。
[0007]EP 2 042 952 A1揭示过这种被称为开关设备控制装置的通信系统，其具有一个处理器、一个用于当前配置的存储器以及至少一个开关设备通信接口。其中，此开关设备控制装置能够将外围地址识别为未配设，并且存储在用于当前配置的存储器中，其中为未配设的设备预留该地址。为避免出现空槽，可以使用物理占位模块，其作为功能性I/O模块的替代占据插槽并且分配有未使用的I/O模块的地址。
[0008]WO 2007/121968 A2揭示过一种用于现场总线领域的通信接口的插入式模块，其包含可编程控制器(PLC)的功能。此通信接口具有内部控制功能，其以某种方式作用于通信数据，如同控制功能是在另一设备中实现的那样。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于，降低本文开篇所述类型的通信系统的项目设计难度。
[0010]本专利技术用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的用于现场总线系统的输入/输出站、根据权利要求10所述的用于输入/输出站现场总线耦合器，以及根据权利要求11所述的用于输入/输出站的占位模块。
[0011]从属权利要求包含本专利技术根据对这些措施的以下描述的有利进一步方案和改进方案参阅。
[0012]在一个配置方案中，本专利技术涉及一种用于具有现场总线耦合器的现场总线系统的输入/输出站，所述现场总线耦合器具有系统总线端口和带相应固件的现场总线端口，其中所述输入/输出站具有一定数目的用于插式输入/输出模块的插槽，除了一定数目的输入/输出模块之外，所述插槽中还插有至少一个占位模块。特别之处在于，该现场总线耦合器包含针对输入/输出站的全配置所设计的固件，其中该固件以某种方式针对与控制站的通信设计，使其从控制站接收输入/输出站的全配置作为所设计的目标配置，且使得固件以与控制站的输入/输出模块对输入/输出站的实际占用无关的工作模式确认输入/输出站的全配置。这个解决方案的优点在于，不再需要在项目设计程序或工程程序中针对输入/输出站的不同配置为每个站点配置分别创建一个独立的项目(也就是超过一个项目)，使得输入/输出站的目标配置与实际配置相一致。因此，针对输入/输出站的不同配置，仅需在项目设计程序或工程程序中创建一个项目，从而为客户，也就是机器或设备制造商降低项目设计和管理难度。
[0013]对控制程序而言同样较为有利。其中，在控制程序的第一次试运行期间，就已经可以例如在生产设备中一起预设机器或设备部件的可选扩展。如果之后需要将该扩展集成在生产设备中，仅需要开放控制程序中的相应控制部分以供使用，并且用预设的功能性I/O模块来替换占位模块。
[0014]所述解决方案的一个扩展在于，如此地设计固件，使得随着对输入/输出站的全配置的确认，该工作模式可以通过在固件中创建的参数打开或关闭，该参数可以通过在项目设计计算机上运行的项目设计软件远程设置或删除。借助于这种形式的固件设计实现向下兼容性，使得在通过相应地设置参数来关闭附加工作模式的情况下，这个固件同样能够采用早先固件的特性。
[0015]此外，有利地，在与控制站的通信循环中插入用于至少一个占位模块的虚拟数据，或者从控制站接收用于至少一个占位模块的虚拟数据。其优点在于，在表单中模拟全配置级的总线功能，并且在替换占位模块时不会导致现场总线上的总线循环时间发生改变。在智能占位模块中，系统总线的循环时间甚至保持恒定，因为该占位模块具有在相应插槽上预设的模块的过程数据宽度。
[0016]另一有利措施在于，占位模块具有预配置的存储器，其中存储有默认配置以及占位模块的预设定。
[0017]对输入/输出站中的内部通信而言，有利地，随着对全配置的确认，现场总线耦合器的固件以该工作模式通过过程数据宽度有所减小的系统总线与输入/输出站的输入/输出模块通信，其中过程数据宽度的减小相当于每个通信循环中针对未被占用的输入/输出模块所计划的数据量。现场总线耦合器通过输入/输出站的过程数据宽度有所减小的系统
总线与输入/输出模块通信，因为其适用实际配置的过程数据宽度<目标配置的过程数据宽度。这一点同样适用于未被占用的插槽，或者插有过程数据宽度＝0的占位模块的插槽。
[0018]在另一方案，即随着对全配置的确认，现场总线耦合器的固件以该工作模式通过全过程数据宽度的系统总线与输入/输出站的输入/输出模块通信的方案中，需要将所谓的智能占位模块插入空位。对这样的一个占位模块而言，有利地，该智能占位模块如此地设计，使其在每个内部通信循环中均通过系统总线将模拟过程数据传输至现场总线耦合器，并且从现场总线耦合器接收模拟过程数据。其主要优点在于，在所计划的初装中，在输入/输出站未完全占用的情况下，系统总线上的时序就已经相当于输入/输出站的全配置的时序。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于具有现场总线耦合器(21，41)的现场总线系统的输入/输出站(20；40)，所述现场总线耦合器具有系统总线端口(22；42)和现场总线端口(24；44)，其中所述输入/输出站(20，40)具有一定数目的用于插式输入/输出模块(31
‑
36)的插槽(51a
‑
54a)，除了一定数目的输入/输出模块(31
‑
36)之外，所述插槽中还可插入一或多个占位模块(37
‑
39)，其中空插槽同样为一个允许的变体，其特征在于，所述现场总线耦合器(21，41)包含针对所述输入/输出站(20，40)的全配置所设计的固件，其中所述固件以某种方式针对与控制站(100)的通信设计，使其从所述控制站(100)接收所述输入/输出站(20；40)的全配置作为所设计的目标配置，且使得所述固件以与所述控制站(100)的输入/输出模块对所述输入/输出站(20，40)的实际占用无关的工作模式确认所述输入/输出站(20，40)的全配置。2.根据权利要求1所述的输入/输出站(20；40)，其中所述固件如此地设计，使得随着对所述输入/输出站(20，40)的全配置的确认，所述工作模式可以通过在所述固件中创建的参数打开或关闭，所述参数可以通过在项目设计计算机(200)上运行的项目设计软件远程设置或删除。3.根据权利要求1或2所述的输入/输出站(20；40)，其中随着对所述全配置的确认，所述现场总线耦合器(21，41)的固件以所述工作模式通过过程数据宽度有所减小的所述系统总线(26，46)与所述输入/输出站(20，40)的输入/输出模块(31
‑
36)通信，其中所述过程数据宽度的减小相当于每个通信循环中针对所述未被占用的输入/输出模块(31
‑
36)所计划的数据量。4.根据权利要求1或2所述的输入/输出站(20；40)，其中随着对所述全配置的确认，所述现场总线耦合器(21，41)的固件以所述工作模式通过全过程数据宽度的所述系统总线(26，46)与所述输入/输出站(20，40)的输入/输出模块(31
‑
36)通信，其中所述至少一个插入的占位模块(37
‑
39)如此地设计，使其在每个内部通信循环中均通过所述系统总线(26，46)将模拟过程数据传输至所述现场总线耦合器(21，41)，并且从所述现场总线耦合器(21，41)接收模拟过程数...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。