具有串行状态信号的选择性模块 |
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| 申请号 | CN201180075141.4 | 申请日 | 2011-12-01 | 公开(公告)号 | CN103959587A | 公开(公告)日 | 2014-07-30 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | 海科·雅尼施; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种具有串行状态 信号 的选择性模 块 。选择性模块应该可以有针对性地得到诊断。对此提供一种用于分配安装系统内的 载荷 电流 的选择性模块，其具有壳体(2)和多个支线(K1至K4)。此外，该选择性模块(1)在每个支线内分别具有各一个 开关 装置(S1至S4)，用于接通和关断支线电流并用于输出关于相应的开关状态的信息。还设置有控制装置(4)，它与开关装置(S1至S4)连接，用于根据开关装置的信息来输出状态信号。关于所有开关装置(S1至S4)的单个所述开关状态的所述信息串行、编码地包含在所述状态信号中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于分配安装系统内的载荷电流的选择性模块(1)，具有 |
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| 说明书全文 | 具有串行状态信号的选择性模块技术领域[0001] 本发明涉及一种选择性模块，用于分配安装系统内的载荷电流，该选择性模块具有：壳体；壳体内的多个支线；在每个支线内的各一个开关装置，用于接通和关断支线电流和用于输出关于相应的开关状态信息；以及控制装置，该控制装置与开关装置连接，用于根据开关装置的信息输出状态信号。此外，本发明涉及一种用于提供这种选择性模块的状态信号的方法。 背景技术[0002] 也可以被称为诊断模块的选择性模块用于分配安装系统内的载荷电流。本申请人制造例如名为PSE 200U的选择性模块。该选择性模块将载荷电流分配到多个24V支线上，并且其可靠地监视过载和短路。电子设备允许例如由于高接通电流而引起的短暂的电流峰值，当电子设备无电流地连接更持久的过载的支线。这自身在高欧姆的功率和“不良的”短路情况下得以确保。即使当电源可以提供所需要的断开电流时，也不断开或者过晚地断开功率保护开关。 [0003] 所述选择性模块具有例如四个支线，它们也可以被称为信道。在每一个信道内设置一个开关装置，它接通或者关断相应的信道，从而使相应的支线电流流过或者不流过。 [0004] 对于总系统而言，例如在诊断的框架内必要的是，确定断开、也就是说关断了选择性模块的哪些信道。所述的诊断和选择性模块仅仅具有无电位的继电器触点用于总误差报告。也就是说，汇总单个开关装置的状态报告，并且选择性模块向外只提供该信息，即信道中的一个断开。因此不能区分是否触发一个或者多个信道。如果需要信道的准确评估，则必须通过各一个数字输入器、例如可编程存储器控制器(SPS)或者数据处理装置逐个地监视每个信道，也就是说，需要四个输入信道。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供选择性模块，它的结构简单，并且可以其中有区别地输出单个信道的状态。此外，应该提供有用于选择性模块的状态信号的提供的相应的方法[0006] 根据本发明，该目的通过用于分配安装系统内的载荷电流的选择性模块来实现，其具有 [0007] -壳体， [0008] -在壳体内的多个支线， [0009] -在每个支线内的各一个开关装置，用于接通和关断支线电流并用于输出关于相应的开关状态的信息，以及 [0010] -控制装置，它与开关装置连接，用于根据开关装置的信息输出状态信号，其中[0011] -关于所有开关装置的单个所述开关状态的所述信息串行、编码地包含在状态信号中。 [0012] 此外，根据本发明公开了一种用于提供用于分配安装系统内的载荷电流的选择性模块的状态信号的方法，其中选择性模块具有壳体、在壳体内的多个支线和在每个支线内的各一个用于接通和关断支线电流的开关装置，包括以下步骤： [0013] -通过开关装置中的每一个输出关于它们的相应开关状态的各一个信息，[0014] -根据开关装置的信息提供状态信号，其中 [0015] -关于所有开关装置的单个所述开关状态的所述信息串行、编码地包含在状态信号中。 [0016] 以有利的方式，因此在状态信号内、特别是在一个数据字内串行、编码地包含关于所有开关装置的各个开关状态的信息。由此，在选择性模块中只需要一个唯一的数字输出端，以便向外发送所有信道或者开关装置的状态。同样例如一个接收该状态信号的SPS只需要一个唯一的数字输入端，以便有区别地评估选择性模块的单个开关装置的状态。 [0017] 优选地，该状态信号满足协议，而且该协议是能改变的。因此，状态信号可以适用于不同的应用。 [0018] 此外适合的是，在状态信号内分别二进制地表示关于单个开关状态的信息。因此，可以实现简单的二进制的评估。 [0019] 在此有利的是，状态信号具有多个彼此连续的信息块，在用于开关装置中的每一个的该信息块内，比特分别表征关于相应的开关装置的开关状态的信息。因此，通过单个的比特可靠地确定，是否接通或者关断相应的开关装置。 [0021] 在一个实施方式中，每个信息块具有起始比特和停止比特，起始比特用信号表示信息块的开始，停止比特用信号表示信息块的终结。在起始比特和停止比特之间可以可靠地评估单个的状态比特。 [0022] 在各两个彼此连续的信息块之间可以存在预定的停顿时间。因此所有比特，无论是状态比特、起始比特还是停止比特的脉冲长度是相同的，并且尽管如此，仍可以可靠地确定信息块的开始和终结。 [0023] 可替代的是，每个信息块可以具有起始比特，其中信息块的状态比特具有相同的预定的第一持续时间，并且起始比特具有不同于第一持续时间的第二持续时间。通过这种方式可以省略在两个信息块之间的停顿，从而在状态信号内，信息块中的一个在时间上被信息块中的第二个紧随。由此增加了信息密度。此外，在这种信号设计中也可以取消停止比特。附图说明 [0024] 现在参照附图进一步解释本发明，附图中示出： [0025] 图1 是带有线路布置的根据本发明的选择性模块的示意性的框图； [0026] 图2 是根据第一设计形式的状态信号的信号模式以及 [0027] 图3 是根据第二设计形式的状态信号的信号模式。 具体实施方式[0028] 接下来进一步描述的实施例展示了本发明的优选的设计形式。 [0029] 图1描述了带有壳体2的选择性模块1。在壳体2内布置有四个开关装置S1，S2，S3和S4。每个开关装置分配有信道K1，K2，K3和K4。模块输入端3与所有的信道K1至K4连接。每个开关装置S1至S4因此在输入侧与模块输入端3连接。开关装置S1至S4中的每一个在输出侧具有单独的输出端A1，A2，A3和A4，该输出端同时分别是一个模块输出端并且是选择性模块1的壳体2上的电接口。 [0030] 开关装置S1至S4中的每一个可以具有接通状态和关断状态。如果例如定义了的过载电流或者定义了的短路电流流过开关装置，那么开关装置关断，也就是说触发信道。 [0031] 每个开关装置S1至S4通过状态信号导线Z1，Z2，Z3和Z4向同样集成在壳体2内的控制逻辑电路4提供关于相应的开关状态的信息。控制逻辑电路4将单个的开关装置S1至S4的状态信息加工为串行的、编码的状态信号。该信号因此包含关于开关装置S1至S4的总状态的信息。该状态信号通过输出导线5提供给模块输出端6。 [0032] 在图1中的布线状态中，选择性模块1在输入侧、也就是说通过它的模块输入端3例如连接在整流器7的正极轨上，该整流器在这里提供24V的直流电压。整流器7的负极轨连接在选择性模块1的另一个输入端8上，为了清楚期间在此未示出其在壳体2内部的其余布线。单个的负载L1，L2，L3和L4分别连接在选择性模块1的输出端A1至A4上。负载L1至L4另一方面共同与整流器7的负极轨连接。通过这种方式，多个选择性模块可以并连在整流器7或者相应的电源上。 [0033] 为了评估信道K1至K4或者开关装置S1至S4的状态，模块输出端6例如与SPS或者相应的数据处理装置连接。这种SPS或者数据处理装置在图1中为了清楚起见未示出。 [0034] 因此可能的是，单个要监视的信道K1至K4的状态通过串行的数据字来描述。在该数据字中，单个信道的状态被编码，并且因此可以在SPS或者数据处理装置内继续处理。 [0035] 要监视的信道K1至K4或者开关装置S1至S4的状态可以单独地、也就是说信道准确地检测和继续处理。对此只需要一个单个的后接于选择性模块的控制器的数字输入端。因此可能的是，复杂的装配件非常适当并且简单地在自动化解决方案内生效。 [0036] 这种类型的状态通信的特征在于，它可以使用非常简单的协议，所述协议容易产生。通过简单的数字输入端和相应的处理模块，在处理程序内可以低成本地继续处理该信号。特别的是，因此参照在图1的实例中不需要SPS的四个单个的数字输入端用于模块，如至今为止已知的选择性模块中的情况。因此产生了用于布线和SPS必需的数字输入端的低成本。协议是可扩展的，也就是说可改变的，因此可以在供电装置领域内匹配于许多应用。 [0038] 在图2中示出了状态信号的具体形式，即串行脉冲序列。特别的是，图2示出了周期性的状态信号的一部分。一个周期与一个数据块IB的持续时间相对应。数据块IB包含关于选择性模块的信道或者开关装置的整个状态的信息。它在这里划分为信息时间IZ和停顿时间PZ。两者在具体的实施例中可以具有2200ms的时长。信息时间IZ由起始比特3 2 1 0 开始，终止于停止比特。四个有效位为2，2，2 和2 的比特位于其间。每个比特具有T0的持续时间。在两个相邻的比特之间分别有一个T0的停顿时间。每一个比特具有一个信号值，该信号值与比特位相对应。例如，信号值在比特值的情况下对应于预定电平的比特位，在比特值是零时，信号值同样是零。总的状态比特在图2的实例中是零，因此在起始比特和停止比特之间产生最大的停顿MP。当T0为200ms时，信息时间IZ内的最大的停顿MP可以是1800ms。因此当所有的信息比特是0时，限定了比在信息时间IZ内的最大停顿MP更长的停顿时间PZ(2200ms)。因此，停顿时间PZ和信息时间IZ之间始终存在可区分性。 [0039] 在图2的实例中所选择的时间也可以由“慢”的SPS通过单个的数字输入端来处理。对此的理由是，电平时间长200ms，因此明显长于SPS的典型循环时间。 [0040] 图2的状态信号与预定的协议相对应。但该协议可以改变用于另一个应用。对此的实例在图3中描述。根据那个协议，再次使用周期性传递的信息块IB’。每个信息块IB’由起始比特开始。起始比特的宽度在这个实例中是图2中的起始比特的宽度的2倍。该起始比特的宽度为2·T0(例如400ms)。也就是说，起始比特从开始起具有非零的预定的信号值，该信号值直至位末是恒定的。 [0041] 在两个起始比特之间再次有四个状态比特，该状态比特表征图1中的选择性模块的四个信道的状态。每个状态比特具有如图2的实例中那样的结构。 [0042] 信息块IB’的长度在这里与信息时间IZ’的长度相对应。与图2中的变体相比优点在于循环(刷新)时间减半。这在此由此使得起始比特和状态比特具有不同长度的(一个)电平时间。在该实例中，起始比特内非零的电平是状态或信息比特内的两倍长。 [0043] 用于该状态信号的协议可以继续变化。例如单个比特的结构可以改变。此外，电平也可以反转。此外，选择性模块也可以具有其他数量的信道，例如两个、三个、五个等等，从而使信息块相对于所示出的带有四个信道的实例相对应地缩短或者延长。 [0044] 二进制的状态信号可以根据下表用于例如信号编码。 [0045] 表格：信号编码 [0046]比特23 比特22 比特21 比特20 值 信道 A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 10 1 0 1 1 11 1 1 0 0 12 1 1 0 1 13 1 1 1 0 14 1 1 1 1 15 [0047] 与该信号编码相对应，选择性模块的状态的分别设定的状态或者信息比特通过四个信道以数值(0至15)清楚地示出。因此，数值零相应于四个信道都没有断开的情况。数值四相应于只有信道B断开的情况。此外，数值11相应于信道A、C和D断开的情况，数值15相应于所有信道断开的情况。 [0048] 表征十进制的数值的数据字可以在每个SPS内评估和继续处理。数值的循环更新在图2的实例中都是以4.4s实现，而在图3的实例中都是以2.2s实现。 [0049] 在一种有利的方式中，通过串行的、编码的状态信号，所输出的状态信息可能直接分配给信道，这样可能减少设备的停机时间。此外，当循环地进行信号传递时，可以可靠地识别选择性模块和所连接的SPS之间的导线断裂或者连接中断。SPS可以对状态信号的消失做出相应的反应。 |
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