SE466931B - Processanpassningssystem - Google Patents

Processanpassningssystem

Info

Publication number
SE466931B
SE466931B SE9002763A SE9002763A SE466931B SE 466931 B SE466931 B SE 466931B SE 9002763 A SE9002763 A SE 9002763A SE 9002763 A SE9002763 A SE 9002763A SE 466931 B SE466931 B SE 466931B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
modules
mounting profile
adaptation
mounting
module
Prior art date
Application number
SE9002763A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9002763L (sv
SE9002763D0 (sv
Inventor
K Fridholm
Original Assignee
Asea Brown Boveri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Priority to SE9002763A priority Critical patent/SE466931B/sv
Publication of SE9002763D0 publication Critical patent/SE9002763D0/sv
Priority to JP3515571A priority patent/JPH06500664A/ja
Priority to KR1019930700612A priority patent/KR930702874A/ko
Priority to AT91916282T priority patent/ATE161676T1/de
Priority to EP91916282A priority patent/EP0546060B1/en
Priority to CA002090498A priority patent/CA2090498A1/en
Priority to DE69128534T priority patent/DE69128534D1/de
Priority to PCT/SE1991/000547 priority patent/WO1992004813A1/en
Priority to AU85276/91A priority patent/AU8527691A/en
Publication of SE9002763L publication Critical patent/SE9002763L/sv
Publication of SE466931B publication Critical patent/SE466931B/sv
Priority to NO930697A priority patent/NO303920B1/no
Priority to FI930871A priority patent/FI930871A0/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1484Electrical diagrams relating to constructional features, e.g. signal routing within PLC; Provisions for disaster recovery, e.g. redundant systems
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/21Pc I-O input output
    • G05B2219/21063Bus, I-O connected to a bus
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/21Pc I-O input output
    • G05B2219/21127Signal adaption I-O
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/23Pc programming
    • G05B2219/23305Transfer program into prom with passwords
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25145I-O communicates with local bus at one end and with fieldbus at other end
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25188Superposition high frequency data signal on power lines, current carrier
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25274Communication processor, link interface
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25327Single channel module
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25353Inductive coupling of power, transformer
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25462Galvanic separation, galvanic isolation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Devices For Executing Special Programs (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

466 931 2 internkommunikation mellan olika kort såväl som vid systemkommu- nikation mellan kretskort och dator.
Vid användning av nämnda teknik i exempelvis processdatorsystem ska givare/ ställdon anslutas till olika anpassningskort i processdatorsystemet.
Normalt ordnas denna anslutning genom att ett valfritt antal plintar är placerade i rader intill kretskorten på ramverken. Dessa plintar fungerar som kopplings- och fördelningsplintar, till vilka yttre organ anslutes genom korskoppling.
Korskoppling innebär t.ex. att parterna i en mångledarkabel anslutes i ordning, bestämd av hur kabelparterna är placerade i en kabel, till en plintrad. Till en annan plintrad anslutes kablaget från ett processanpass- ningskort i en ordning som bestäms av hur processanpassningskortet är organiserat. Mellan dessa två plintrader utföres sedan korskopplingen.
Denna är oftast belägen i ett skåp i anslutning till processanpassnings- enheterna. En liknande korskoppling förekommer ofta i anslutning till gívarna, för att deras anslutningspunkter skall kunna sammanföras till en mångledarkabel.
Spänningsförsörjning eller annan matning av kort, givare eller andra enheter i systemet kan också ombesörjas genom utnyttjande av plintarna som kontakt- och anslutningsdon.
Vid uppbyggnad av ett specifikt elektroniskt system, som exempelvis ett processdatorsystem för en viss industriell process, nyttjas en styrdator, som ansluts till anpassningsutrustning. Denna anpassningsutrustning finns vanligen inbyggd i ett skåp med ramverk enligt ovan och är oftast placerad vid sidan av processen. I skåpet förläggs systemutrustning i form av anpassningsenheter, dvs kretskort avsedda för signal- och systeman- passning. Mellan datorn och anpassningsenheter förmedlas information i bussar. Avståndet mellan systemskåp och givare/ ställdon i processen kan variera avsevärt. Normalt begagnas signalkablage där signalen direkt överföres mellan givare och anpassningsenhet, ofta i en mångledarkabel via en eller flera korskopplingar, men vid längre avstånd kan i stället processanpassningskorten, eller speciella processanpassningsenheter, placeras i närheten av givarna/ ställdonen, varefter processignalerna överföres i kodad form via en seriell buss, t. ex. med hjälp av ett modem.
De ovan nämnda plintarna är normalt fixerade vid ramverket på monte- ringsprofiler i form av metallskenor, försedda med flänsar, vid vilka plintarna normalt snäppes fast medelst snäpporgan under plinten. Plintar placeras då i rader intill varandra på monteringsprofilen. Profiler erbjuds i standardutföranden exempelvis enligt DIN-norm EN 50 022 eller EN 50 035.
Kretskorten som utgör anpassningsenheterna i systemet är normalt mång- kanaliga, dvs flera signalkommunikationskanaler är realiserade på samma kretskort. Detta kan innebära flera nackdelar. Här uppräknas några av dessa.
-Vid fel på en kanal påverkas även andra kanaler på samma kort, eftersom ett helt kort måste bytas eller repareras. 3 466 931 -Kortens uppbyggnad med konventionell elektronik medför att de enbart kan hantera en eller ett fåtal signaltyper, varför många olika typer av standardkort måste hållas i lager. j -Många typer av kretskort måste placeras nära varandra, eftersom de är anslutna till en parallell buss för kommunikation med datorn, vilket medför ökade kostnader, då de därmed ej kan placeras i direkt anslutning till givarna och ställdonen.
-Konventionell teknologi medför höga kostnader för varje kanal om avancerade programmerings- och diagnostikfunktioner m a p anslutning av olika signalnivåer införes.
-Lätt förstörbara, då normalt kostnaden blir för hög med tillräckliga skydd, realiserade i konventionell standard ic baserad teknik.
-Det är inte möjligt att konstruera ett kretskort som passar varje yttre anslutet objekt.
-Några kanaler kanske inte blir utnyttjade i varje installerat kort.
Anslutning mellan yttre organ och anpassningskort via direktanslutning av givaren via mångledarkabel och korskoppling har nämnts ovan. Vid mycket stora industriella processer utnyttjas många kanaler för kommu- nikation mellan dator och dessa yttre organ. Härvid blir kostnaden per kanal låg vid själva anpassningskortet, men samtidigt ökar kostnaden för korskopplingskablaget, en kostnad som vid dessa stora processer kan bli avsevärd. Samtidigt finns ej heller vid den ovan visade tekniken någon annan realiserbar anslutningsmöjlighet. För anslutning av mer komplexa, huvudsakligen analoga, givare och ställdon pågår en utveckling av s. k. fältbussar, där givama direkt kommunicerar med datorn. Detta är dock tillämpbart endast för dyra och komplexa givare och ställdon.
I marknaden förekommer också små anpassningsmoduler med liknande funktion som anpassningsenheterna på kretskort för inbyggnad enligt ovan.
Dessa anpassningsmoduler är avsedda att fästas på samma typ av monte- ringsprofiler som de nämnda profilerna för kopplingsplintar. Anpassnings- modulerna är då anslutna med så kallad punkt till punkt anslutning, dvs någon busstruktur finns ej. Det finns även enheter som kommunicerar med datorn medelst en parallell buss, vilken ansluts mellan varje anpass- ningsmodul via ett separat kablage, oftast en bandkabel och på så sätt kräver placering av sådana anpassningsmoduler intill varandra. Härigenom är det ej möjligt att blanda anpassningsmoduler med vanliga standardplintar på profilen. Anpassningsmodulerna är flerkanaliga, varvid flera av de ovan nämnda nackdelarna kvarstår. Korskoppling har ej heller elirninerats. Det förekommer även processanpassningsenheter, vilka är enkanaligt isolerade och utbytbara, men dessa är i så fall förlagda till ett separat bakplan och enheterna är därmed inte placerbara tillsammans med standardplintar, vilket innebär en belastning med flera av ovan uppräknade nackdelar även för dessa enkanaligt isolerade enheter.
I ett nytt utvecklingsskede inom nämnda tekniska område med möjlighet till uppbyggnad av flexibel elektronisk systemutrustning är det önskvärt med en förläggning av anpassningsenheter mellan dator och yttre enheter i form av givare eller ställdon närmare processen med dess givare och 466 951 4 ställdon. Vid detta förfarande erfordras då kanalvis isolation, ingen separat spänningsförsörjning annat än via seriebussen, samt utökade diagnostik- och prograrnmeringsmöjligheter. Genom en helt annan lösning på problemet med kommunikation mellan olika enheter i processdator- systemet är detta möjligt.
BESKRIVNING AV UPPFINN IN GEN Föreliggande uppfinning avser ett processanpassningsystem, där enkanaliga moduler uppbyggda med kompakt IC-teknik inrymmes i plintliknande block av samma typ som standard kopplingsplintar för monteringsprofiler.
De enkanaliga modulerna utförs i ett fåtal olika utföranden, vilka program- meras vid installation för sitt användningsområde som AI- eller AO- anpassningsenhet respektive DI- eller DO-anpassningsenhet samt för sitt spänningsområde. Varje anpassningsmodul kommunicerar direkt med systemets dator via en seriell buss i form av elektriskt ledande banor applicerade på den monteringsprofil på vilken respektive anpassnings- modul monterats. Modulerna effektmatas även genom ledande banor på profilytan. Anslutning av givare göres direkt till respektive anpassnings- modul. Kopplingsplintar kan fritt blandas med anpassningsmodulerna för t. ex. spänningsdistribution till givarna.
Kommunikation mellan anpassningsmodul och systemdator sker via en monteringsprofil med ledande banor beskriven i den samtidigt inlämnade svenska patentansökan nr 9002762-4.
Det nya processanpassningssystemet innebär ett nytt sätt att föra ut anpassningsenheter närmare processens olika yttre organ och att förenkla inkopplingen av dessa yttre organ till respektive anpassningsenhet genom att eliminera behovet av korskoppling. Anpassningsenheter realiserade i modulform kommunicerar med datorn via en seriell buss, vilken kommu- nikation enbart kräver en fåtrådig ledare från varje lokal grupp av moduler till datorn.
De block som processanpassningsmodulerna inryms i är exteriört utförda som plintar av samma typ som ordinarie standardplintar avsedda för montage på monteringsprofiler. Genom att dessa moduler i form av plintar är utrustade med kontakter som anslutes mot monteringsprofilens ledande banor har de nämnda modulerna getts möjlighet att kommunicera med systemdatom. Kommunikation med systemdatorn åstadkommes via en seriell buss, vilken tar i anspråk minst en av de ledande banorna i profilens botten.
Beroende på integrationsgrad kan det krävas två olika typer av I/O- moduler, en för hela spektrum av digitala signaler inom förekommande industriell utrustning och en annan för de mest frekvent förekommande analoga signaltyperna inom industriell verksamhet. Typiska signaltyper beskrives t ex i IEC-dokumentet 65A (Central Office) 21 från "Technical Committe no 65" omfattande "Industrial process measurement and control 5 466 931 system considerations". Som exempel kan nämnas att fyra olika standard I/ O-moduler enligt uppfinningen täcker närmare 100 % av behovet av tänkbara I/ O-anpassningsenheter, medan motsvarande behov av olika fler- kanaliga kretskort i tidigare beskriven teknik uppgår till över 50. De signaltyper som ej täcks av standardmodulerna i denna uppfinning kan konverteras i en separat signalomvandlare. Ett annat sätt är att bygga upp en specialmodul enligt hybridteknologi med standardkomponenter.
Möjligheten att förverkliga de små integrerade anpassningsmodulerna uppnås genom användning av enkanaligt isolerade enheter, där isolation, kommunikation och effektöverföring kombineras i en diskret modulariserad enhet med en mycket långtgående 'integration i kiselbaserad elektronik.
Standard kopplingsplintar för montage på monteringsprofiler kan blandas fritt med I/O-modulerna på monteringsprofilen, såvitt de ej på något sätt kortsluter de lektriskt ledande kommunikationsbanorna för dessa I/O- moduler. Dessa kopplingsplintar kan vara nödvändiga eller önskvärda för utökning av anslutnings- och fördelningsvarianter vid installation av ett processtyrsystem.
Varje I/O-modul kan fritt anslutas eller tas ur systemet under driftförhållanden. Moduler av samma typ är dessutom sinsemellan utbytbara.
Om i ett anpassningssystem behovet av I/ O-moduler är fler än vad som ryms på en profil kan flera monteringsprofiler anslutas till varandra i en grupp. Detta åstadkommes med en speciell kommunikationsenhet i form av en särskild modul, vilken fungerar som avslutare på monteringsprofilen och dessutom kommunicerar med intilliggande monteringsprofil inom gruppen. Inom varje grupp av minst en monteringsprofil måste dessutom finnas en kommunikations- och strömförsörjníngsenhet, viken även denna monteras på profilen som en plint. Denna kommunikations- och strömförsörjníngsenhet, i fortsättningen kallad SBC-enhet, utgör ett interface mellan en fältbuss som står i kontakt med processens datorsystem och den seriella bussen för kortdistanskommunikation inom en grupp av I/ O-moduler.
Genom ett kommunikationskort i processystemets datordel avsökes varje I/ O-modul cykliskt via kommunikation på fältbussen. Varje individuell I/O-modul har en egen adress, vilken kommunikationsenheten i datordelen avkänner vid kommunikation. Varje typ av I/ O-modul har dessutom en unik identifikationskod.
Som nämnts nyttjas i princip endast två olika typer av I/ O-moduler i processanpassningssystemet, en för digitala och en för analoga anslutningar till yttre organ. Dessa tvâ olika I/ O-moduler innefattar kretsar för den seriella kommunikationen mellan modul och systemdator, kretsar för signal-, ström- och spänningsanpassning, för kabelövervakning av kablaget mellan givaren och I/O-modulen, kanaldiagnostik, isolation samt EMI- 466 931 6 barriär, skyddsanordningar mot anslutning av felaktiga signaltyper och dessutom krets för intern temperaturövervakning.
I/O-modulerna är individuellt isolerade och kortslutningssäkra. De är ej reparerbara utan kasseras vid felfunktion. Dessutom är framställningen av moduler kännetecknad av låg kostnad och enkel produktion.
FIGURBESKRIVNING Fig 1 visar principen för ett modulariserat processanpassningssystem enligt uppfinningen och detta systems kommunikation med en systemdator.
Fig 2 återger schematiskt det yttre utförandet av en I / O-modul och dess montering vid en monteringsprofil.
Fig 3 återger schematiskt den inre blockstrukturen hos en I/ O-modul enligt uppfinningen.
Fig 4 visar hur ett anpassningssystem kan varieras efter behov genom att fullständigt flexibelt kunna anpassas för sin funktion med hjälp av valfria kombinationer av I/O-moduler och kopplingsplintar.
Fig 5 och 6 visar schematiskt de olika kretsarna i form av block för en digital resp. en analog I/ O-moduls inre uppbyggnad.
UTFÖRINGSFORMER Med stöd av de i figurbeskrivningen återgivna figurerna redovisas en föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinningen.
I figur 1 återges en systemdator PC, vilken kommunicerar med ett process- anpassningssystem 1 genom en kommunikationsenhet COM via en fältbuss 2. Systemdatom PC programmeras med data för övervakning eller styrning av en process och står via processanpassningssystemet 1 i kontakt med yttre givare, vilka i figuren betecknats med 3a, 3b, 3c osv. För processen nödvän- diga data lagras i systemdatorns minne.
Anpassningsenheten 1 innefattar minst en monteringsprofil 4 och på denna monterade plintar av olika slag, vilka redovisas nedan.
En monteringsprofil 4 av standardtyp, förslagsvis enligt DIN-norm EN 50022-35*7.5, har försetts med elektriskt ledande banor 5a, 5b osv, vilka är elektriskt isolerade från varandra och från monteringsprofilens eventuella metallstomme. De ledande banorna 5a, 5b, 5c osv. löper längs monterings- profilen, exempelvis såsom visats i figuren. En annan förläggning av de ledande banorna är fullt möjlig. Som alternativ kan dessa också/ eller vara belägna på profilens flänsar. De ledande banorna 5a-5c kan exempelvis utgöras av en isolerande tunn board, på vilken de ledande banorna 7 466 931 applicerats i form av tunna elektriskt ledande skikt, vilken board förlagts till monteringsprofilens 4 yta som ett bakplan till monteringsprofilen.
På monteringsprofilen 4 kan plintar av olika typer monteras genom att dessa fastsnäppes på eller vid monteringsprofilens flänsar. Normalt utnyttjas standardplintar i samband med kopplingsarbeten och installa- tioner för sammankoppling eller anslutning av elektrisk utrustning.
Sådana standardplintar har här betecknats med hänvisningsbeteckningar 6a, 6b, 6c, 6d. Dessa plintar används här endast som kopplings- och fördelnings- plintar och kan normalt ej kommunicera med övriga plintar eller annan utrustning via de ledande banorna på monteringsprofilen.
På monteringsprofilen, vilken normalt är utformad som en skena med flänsar har även monterats digitala och analoga I/O-moduler D, A. Dessa I/O-moduler har ett ytterhölje som ger I/O-modulerna ett plintliknande utseende enligt figur 2. Avsikten är också att I/O-modulerna ska hanteras i likhet med de ovan nämnda standardplintama, dvs att modulerna lätt snäppes fast på monteringsskenan. De nämnda modulerna har förutom anslutningskontakter för yttre givare och för eventuella ström- och spän- ningsanslutningar ett antal kontaktorgan undertill. Dessa kontaktorgan på I/O-modulerna kommer vid montage av en sådan modul på profilen i ingrepp med någon av de ledande banorna på monteringsprofilen 4, varvid den eller de berörda ledande banorna kan fungera som elektrisk förbindelse- ledning med andra elektriska enheter utanför I/O-modulen.
Enheten PM utgör en strömförsörjningsenhet, vilken mottar inmatad effekt via ledningarna 7. Strömförsörjningsenheten PM, även kallat matnings- don, levererar önskad spänning, primärt till givarna eller ställdonen 3, men även till en kommunikationsenhet SBC för vidare distribution ut via busstrukturen i skenan till plintarna D och A. Beroende på de yttre orga- nens 3 effektförbrukning, kan eventuellt också matningsdonet PM placeras på skenan 4 på samma sätt som plintarna.
En kommunikationsenhet SBC är monterad på samma monteringsprofil 4 som I/ O-modulerna samt isolerar och distribuerar spänningsmatning till dessa. Denna kommunikationsenhet SBC tar emot eller levererar data från eller till I/O-modulema. Datakommunikationen sker i seriell form inom processanpassningsenheten 1. Enheten SBC fungerar som ett interface mellan processdatoms PC kommunikationsenhet COM och process- anpassningsenhetens interna seriella kommunikation. Processystemets dator PC avsöker med hjälp av kommunikationsenheten COM cykliskt varje ansluten I/O-modul D, A via fältbussen 2. Varje på skenan 4 ansluten modul har getts en egen identifikationskod i form av en kommunikations- adress, vilket ombesörjs i samband med installation av systemet, då varje installerad I/ O-modul programmeras för sin uppgift. Alternativt kan I/ O- modulens adress tilldelas denna genom en selekteringsmekanism, vilken utnyttjar till varje I/O-modul dedicerade selektsignaler, vilka genereras i kommunikationsenheten SBC, eller att en ramp selekterar de enskilda I/ O- modulema. Lagringen av kommunikationsadress sker exempelvis i respektive I/O-moduls EEprom. Genom den beskrivna kommunikationen _. 8 4 6 6 9 f» 1 möjliggörs en direktkommunikation mellan respektive I/O-modul och systemdatorn.
I figur 2 visas det yttre utförandet av en digital eller analog anpassnings- modul D, A enligt uppfinningen. Här framgår också hur I/O-modulens IC- kretsar integrerats i ett hölje 8, vilket ger modulen ett utseende som påmin- ner om en standard kopplingsplint för monteringsprofiler av nämnt slag.
Av figuren framgår också hur I/ O-modulen D, A angörs vid en monterings- profil 4. Undertill antyds de snäpporgan 9, vilka låser I/ O-modulen till profilen 4. Ett antal ledande banor 5a- Sd är förlagda till monteringsprofilens 4 botten. Dessa ledande banor utgör anslutningsledningar till I/O-modulen.
De huvudsakligen två olika typerna av I/O-moduler D, A är åskådliggjorda i fig 3, där dessas innandömen är schematiskt redovisade i blockstruktur- form. Dessa block är identiska i allt utom med avseende på det sista blocket ST som är olika beroende på I/ O-modulens funktion som analog eller digi- tal anpassningsenhet.
Det första blocket i varje I/ O-modul utgörs av en kommunikationsanpass- ningsenhet ANP, vilken anpassar mottagna signaler till en seriell kommu- nikationslänk 10, vilken utgörs av en av de ledande banorna 5a-5d på monteringsprofilen 4. I enheten ANP finns också inprogrammerad den interna adressen till respektive modul, vakt-funktioner för felhantering vid utebliven kommunikation, spänningsmatning av enheten TR samt filter- funktioner. Effektförsörjning av I/O-modulen åstadkommes via ledningen 10a realiserad genom en ledande bana 5a-5d på monteringsprofilen 4. Fi 5 och 6 återger anpassningsenheten ANP i ett mer detaljerat blockschema.
Här utgör 11 ett businterface, medan 12 utgör en protokollkonverterare, 13 utgör den omnämnda kretsen med vaktfunktioner en så kallad "watchdog círcuit" och 14 utgör ett kommunikationsinterface och effektförsörjningsorgan.
Blocket TR krävs för isolation mellan kommunikationsenheten ANP och signalomvandlingsblocket ST. I blocket TR överförs också effekt mellan enheterna ANP och ST. Förutom dessa nämnda funktioner utgör enheten TR även en kommunikationslänk för signalöverföring mellan ST-blocket och kommunikationsenheten ANP, samt isolations- och EMI-barriär. I sitt enklaste utförande åstadkommes dessa funktioner genom att en transfor- mator förverkligar blockets TR funktion.
Signalomvandlingen mellan till I/ O-modulen anslutna yttre organ 3a-3c realiseras i signalomvandlingsenheten ST. De anslutna yttre organen sänder eller tar emot signaler av helt andra former och spänningsnivåer än vad som är lämplig form och nivå för kommunikation med systemdatorn.
Härvid utnyttjas känd teknik för signalomvandling mellan analoga och digitala signaler i enheten ST. För inkoppling av de yttre organen 3 är I/O- modulerna D, A utrustade med kontaktdon för inkommande eller utgående signaler samt för inkoppling till yttre drivspänningar. Möjlighet till sistnämnda inkoppling av yttre drivspänningar gäller enbart för analoga I/O-moduler A samt endast när dess arbetar med utgående signaler. 9 466 931 Drivspänningar till själva den interna elektroniken i I/O-modulen föres till densamma via de ledande banorna 5 på monteringsprofilen 4. Kontakt- donen för anslutning av yttre organ är av samma typ som på ordinarie standard kopplingsplintar. Inre blockstruktur för enheten ST visas för en digital I/O-modul i figur 5 och för en analog I/O-modul i figur 6. I sist- nämnda figurer utgör 15 ett kommunikationsinterface och effektmatare av samma typ som blocket 14. Här förekommer också en protokollkonverte- rare och analogkontrollenhet 16. I den digitala varianten av en I/O-modul D står blocket 16 i förbindelse med en MOSFET 17, vilken tillsammans med en enhet för spännings-och strömavkänning, i samma block, fungerar som switch och/ eller strömgenerator. Sist i kedjan finns en skyddsenhet 18, vilken ger ett skydd för elektroniken i I/O-modulen gentemot yttre till I/O- modulen anslutna störningar.
En analog I/O-modul A skiljer sig från en motsvarande digital D sådan genom att blocken 19 - 21 ersätter blocken 17 och 18. Blocken 19 och 20 är uppbyggda som konventionella D/ A-omvandlare resp. A/D-omvandlare, vilka utnyttjas efter behov beroende på vilka yttre organ som är anslutna till den aktuella I/ O-modulen. Kretsen 21 är en buffer och skyddskrets.
Kretsen 22 är en buffer och ström-spänningskonverterare.
Fältbussen 2, som utgör kommunikationsledningen mellan systemdator PC och processanpassningsenhet 1 innefattar till exempel en skärmad tvåtrådig ledare. Detta kan ses som en stor fördel med ett processanpassningssystem av beskrivet slag. Behovet av korskopplingar elimineras. Dessutom inses lätt fördelen med att I/ O-modulerna utgörs av enkanaliga enheter, vilka lätt monteras, utbytes och placeras på ledig valfri plats på monteringsprofilen 4.
Genom den kanalvisa isolationen erhålles en större störimmunitet, samt ytterligare förenklad installation. Befintliga signalnivåer hos befintliga, ej direkt till fältbussen anslutningsbara, enheter kan alltså anslutas billigt och enkelt För de fall där utrymmet på en enstaka monteringsprofil blir för begränsat för att samtliga för processanpassningsenheten 1 behövliga I/ O-moduler D, A ej inrymmes på en och samma monteringsprofil kan antalet monterings- profiler som innefattas i i processanpassningsenheten utökas, såsom visas i fig. 4. För att möjliggöra denna utökning av anatalet profiler 4 i processan- passningsenheten 1 anordnas vid tillkommande profilers ändar buss- expansionsenheter T, vilka ombesörjer den seriella kommunikationen med intilliggande monteringsprofilers I/ O-moduler. I figur 4 åskådliggörs dessa bussexpansionsenheter T vid ändarna av tillkommande monteringsprofiler 4b, 4c. Mellan dessa enheter T förekommer I/ O-moduler D, A varvade med standard kopplingsplintar P. Liksom vid en processanpassningsenhet med endast en monteringsprofil 4 förses en kombinerad kommunikations- och strörnförsörjningsenhet SBC med yttre drivspänning DC för hela gruppen av moduler A, D på det utökade antalet profiler 4.
Ovan redovisade system för installation, anslutning och uppbyggnad av ett elektroniskt system, där modulariserade enheter kommunicerar via en seriell länk 2 på en monteringsprofil kan tillämpas på annan elektronisk

Claims (13)

466 951 *° utrustning och är naturligtvis ej knuten till enbart industriella processanpassningssystem utan kan användas varhelst en förenklad kommunikations- och anslutningsmetod med en överordnad elektronisk anordning är önskvärd. Antalet ledande banor på en monteringsprofil är ej på något sätt fixerat vid det i utföringsexemplet angivna, utan kan varieras fritt beroende på önskad funktion. PATENTKRAV
1.
Processanpassningssystem innefattande systemdator PC, yttre organ (3a, 3b, 3c) och anpassningsenheter mellan dessa k ä n n e t e c k n a t av att anpassningsenheter i systemet för nödvändig kommunikation mellan datorn PC och systemets yttre organ (3a, 3b, 3c) är inrymda i plintliknande moduler (D, A), vilka moduler monteras på en monteringsprofil (4) och kommunicerar med datorn (PC) via elektriskt ledande banor (5a, 5b, 5c) applicerade på monteringsprofilens (4) yta eller applicerade på ett separat bakplan placerat på någon yta hos monteringsprofilen (4 .
Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att modulema (D, A) är fritt blandbara med standardplintar på samma monteringsprofil (4).
Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att anpassningsenheterna i form av moduler (D, A) är enkanaliga och individuellt isolerade och att yttre organ (3a, 3b, 3c) kan anslutas direkt till respektive modul.
Processanpassningssystem enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a t av att modulen (D, A) programmeras för sitt användningsområde som in- eller utgång samt för sitt operationsområde.
Processanpassningssystem enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a t av att modulerna (D, A) kommunicerar direkt med datorn (PC) via en seriell buss, vilken seriella buss utgörs av en eller flera ledande banor (5a, 5b, 5c) på monteringsprofilens (4) yta eller på ett bakplan i profilen (4).
Processanpassningssystem enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a t av att modulerna (D, A) kommunicerar med datorn via en kommunikationsenhet (SBC) på monteringsprofilen (4).
Processanpassningssystem enligt patentkrav 5 eller 6 k ä n n e t e c k n a t av att anpassningsenheten i respektive modul
(D, A) innefattar enheter för kommunikationen via den seriella bussen (10), isolation, effektöverföring och signalomvandling <- 3 f: *i
10.
11.
12.
13. ” 466 931 Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att antalet profiler (4) i systemet kan utökas genom att bussexpansionsenheter (T) vid anslutna profiler (4) står i förbindelse med och kommunicerar med varandra. Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att givare/ ställdon i processen och/ eller moduler (D, A) effektförsörjes via matningsdon (PM) på eller vid sidan av monteringsprofilen (4). Processanpassningssystem enligt patentkrav 9 k ä n n e t e c k n a t av att anpassningsenheterna i modulema (D, A) ström- och spänningsförsörjes via de ledande banorna (Sa, 5b, 5c) samt via ett isolationselement (TR). Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att modulerna (D, A) är utrustade med kontaktorgan, vilka kommer i elektrisk anslutning med de ledande banorna (Sa, 5b, 5c) på monteringsprofilens (4) yta vid montering av en modul (D, A) på en monteringsprofil. Processanpassningssystem enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a t av att modulema (D, A) innefattar fästorgan (9), med vilka modulerna snäppes fast vid monteringsprofilen (4) vid montering av moduler på profilen (4). Processanpassningssystem enligt patentkrav 7 k ä n n e t e c k n at av att modulema (D, A) innefattar kretsar för diagnostik, kabelöver vakning, vakter, individuell isolering och lokal filtrering av givarsignaler.
SE9002763A 1990-08-29 1990-08-29 Processanpassningssystem SE466931B (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9002763A SE466931B (sv) 1990-08-29 1990-08-29 Processanpassningssystem
AU85276/91A AU8527691A (en) 1990-08-29 1991-08-20 Process interface system
EP91916282A EP0546060B1 (en) 1990-08-29 1991-08-20 Process interface system
KR1019930700612A KR930702874A (ko) 1990-08-29 1991-08-20 프로세스 인터페이스 시스템
AT91916282T ATE161676T1 (de) 1990-08-29 1991-08-20 Schnittstelleneinrichtung für automatisierungsgerät
JP3515571A JPH06500664A (ja) 1990-08-29 1991-08-20 プロセス・インタフェース・システム
CA002090498A CA2090498A1 (en) 1990-08-29 1991-08-20 Process interface system
DE69128534T DE69128534D1 (de) 1990-08-29 1991-08-20 Schnittstelleneinrichtung für automatisierungsgerät
PCT/SE1991/000547 WO1992004813A1 (en) 1990-08-29 1991-08-20 Process interface system
NO930697A NO303920B1 (no) 1990-08-29 1993-02-26 Prosesstilpasningssystem
FI930871A FI930871A0 (fi) 1990-08-29 1993-02-26 Ett processinterfacesystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9002763A SE466931B (sv) 1990-08-29 1990-08-29 Processanpassningssystem

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9002763D0 SE9002763D0 (sv) 1990-08-29
SE9002763L SE9002763L (sv) 1992-03-01
SE466931B true SE466931B (sv) 1992-04-27

Family

ID=20380234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9002763A SE466931B (sv) 1990-08-29 1990-08-29 Processanpassningssystem

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0546060B1 (sv)
JP (1) JPH06500664A (sv)
KR (1) KR930702874A (sv)
AT (1) ATE161676T1 (sv)
AU (1) AU8527691A (sv)
CA (1) CA2090498A1 (sv)
DE (1) DE69128534D1 (sv)
FI (1) FI930871A0 (sv)
NO (1) NO303920B1 (sv)
SE (1) SE466931B (sv)
WO (1) WO1992004813A1 (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4232519C2 (de) * 1992-09-22 1995-12-21 Mannesmann Ag Computerbus-gesteuerte Leistungsventilansteuerung
DE9315087U1 (de) * 1993-10-05 1993-12-09 Siemens AG, 80333 München Quaderförmige Baugruppe
FR2718543B1 (fr) * 1994-04-08 1996-06-21 Robot Consult Sa Système et dispositif de pré-automatisation des installations d'un bâtiment.
DE9415342U1 (de) * 1994-09-22 1995-01-26 C. Haushahn Gmbh & Co, 70469 Stuttgart Ein- und Ausgabesystem für Aufzugssteuerungen
DE4436405A1 (de) * 1994-10-12 1996-04-18 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Steuerung von mechanischen oder elektromechanischen Stellgliedern
DE19512372A1 (de) 1995-04-01 1996-10-10 Abb Patent Gmbh Einrichtung zur eigensicheren Signalanpassung
DE19953189A1 (de) 1999-11-05 2001-05-10 Bosch Gmbh Robert Regelanordnung für ein hydraulisches oder pneumatisches System
US7756812B2 (en) * 2005-09-22 2010-07-13 Eastman Kodak Company Adaptive input-cell circuitry useful in configurable electronic controllers
WO2010023545A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Phoenix Contact Development & Manufacturing, Inc. Inherently safe modular control system
FR2980048B1 (fr) * 2011-09-08 2015-08-07 Schneider Electric Ind Sas Dispositif et procede de controle d'appareil ou d'installation electrique, installation electrique comportant un tel dispositif
WO2013110295A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Pepperl + Fuchs Gmbh Vorrichtung zum eigensicheren versorgen, ansteuern und/oder auswerten von feldgeräten im explosionsgeschützten bereich
DE102018103669B3 (de) 2018-02-19 2019-03-28 PSZ electronic GmbH Abgreifvorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie und Abgreifvorrichtungssystem

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI76235C (sv) * 1985-11-08 1988-09-09 Delcon Oy Monteringsunderlag för elektriska anpassnings- eller kopplingsenheter
JPS62150404A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Mitsubishi Electric Corp プログラムコントロ−ラ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06500664A (ja) 1994-01-20
EP0546060A1 (en) 1993-06-16
NO930697D0 (no) 1993-02-26
NO930697L (no) 1993-02-26
DE69128534D1 (de) 1998-02-05
WO1992004813A1 (en) 1992-03-19
KR930702874A (ko) 1993-09-09
CA2090498A1 (en) 1992-03-01
ATE161676T1 (de) 1998-01-15
FI930871A (fi) 1993-02-26
SE9002763L (sv) 1992-03-01
NO303920B1 (no) 1998-09-21
AU8527691A (en) 1992-03-30
EP0546060B1 (en) 1997-12-29
SE9002763D0 (sv) 1990-08-29
FI930871A0 (fi) 1993-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6275881B1 (en) Device for inherently safe signal matching
JP4468331B2 (ja) モニタおよび/または制御装置ならびにそのブリッジ・モジュール
SE466931B (sv) Processanpassningssystem
EP3715976B1 (en) Modular backplane for an industrial controller
US11412632B2 (en) Isolated power smart terminal block
CN113261396B (zh) 用于开关柜***的基本模块和功能模块以及开关柜***
US6816919B2 (en) Method and system for configuring input/output points
KR100676579B1 (ko) 기계를 제어하기 위한 제어 장치
CN107966922B (zh) 模块化子机架中的单通道输入/输出
US7190093B2 (en) Modular automation device including control and power units
KR940004063Y1 (ko) 공업용 재봉기를 위한 제어장치
PT1695158E (pt) Dispositivo de transmissão de dados intrinsecamente seguro
RU195051U1 (ru) Программируемый логический контроллер
US20050106899A1 (en) Electrical connector
JPH09504400A (ja) 建物の設備のプリオートメーションのシステムと装置
EP2156620B1 (en) A communication interface between a control unit and a high voltage unit
US6787939B2 (en) Electronic module interconnect system
RU2749103C1 (ru) Промышленный программируемый контроллер
US20060128171A1 (en) Signal processing unit for use in process automation technology to be mounted on a top-hat rail
US9338917B2 (en) Arrangement having a first peripheral device and a second peripheral device
CN213303666U (zh) 核电站安全级的模块化控制设备
RU2600715C2 (ru) Устройство связи с объектом
KR102277497B1 (ko) 철도 차량용 입출력 제어 장치
JP4172356B2 (ja) コントローラ装置
EP1074901A2 (en) Programmable and computerised unit system for centralised management of command and actuation devices in electrical plants

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 9002763-2

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed