SE466931B - Processanpassningssystem - Google Patents
ProcessanpassningssystemInfo
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
- H05K7/1484—Electrical diagrams relating to constructional features, e.g. signal routing within PLC; Provisions for disaster recovery, e.g. redundant systems
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0423—Input/output
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/21—Pc I-O input output
- G05B2219/21063—Bus, I-O connected to a bus
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/21—Pc I-O input output
- G05B2219/21127—Signal adaption I-O
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/23—Pc programming
- G05B2219/23305—Transfer program into prom with passwords
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25145—I-O communicates with local bus at one end and with fieldbus at other end
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25188—Superposition high frequency data signal on power lines, current carrier
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25274—Communication processor, link interface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25327—Single channel module
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25353—Inductive coupling of power, transformer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25462—Galvanic 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)
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.
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)
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)
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 |
-
1990
- 1990-08-29 SE SE9002763A patent/SE466931B/sv not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-08-20 EP EP91916282A patent/EP0546060B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-20 KR KR1019930700612A patent/KR930702874A/ko not_active Application Discontinuation
- 1991-08-20 CA CA002090498A patent/CA2090498A1/en not_active Abandoned
- 1991-08-20 AU AU85276/91A patent/AU8527691A/en not_active Abandoned
- 1991-08-20 JP JP3515571A patent/JPH06500664A/ja active Pending
- 1991-08-20 DE DE69128534T patent/DE69128534D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-20 WO PCT/SE1991/000547 patent/WO1992004813A1/en active IP Right Grant
- 1991-08-20 AT AT91916282T patent/ATE161676T1/de active
-
1993
- 1993-02-26 NO NO930697A patent/NO303920B1/no not_active IP Right Cessation
- 1993-02-26 FI FI930871A patent/FI930871A0/fi unknown
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 |