用于自动化系统的通信接口模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于自动化系统的通信接口模块(20)，所述通信接口模块(20)用于耦合至少两个现场总线系统，所述通信接口模块具有至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，所述至少一个第一功能单元用于通过基于第一现场总线协议的第一通信链路(1)连接到高级控制装置(10)上，所述至少一个第二功能单元用于通过基于第二现场总线协议的第二通信链路(2)连接现场设备(30)。所述模块(20)具有至少一个用于与连接到所述通信模块上的设备(40)通信的串行接口(3,4)以及至少一个第三功能单元(50)，另外的现场设备能够连接到所述至少一个第三功能单元上。
【专利说明】用于自动化系统的通信接口模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信接口模块，也称作网关设备，其用于通过总线系统将现场设备连接到高级控制装置上并且用于耦合至少两个现场总线系统。
【背景技术】
[0002]用于控制技术过程或技术设备的自动化系统通常包括中央控制单元。中央控制单元通过通信接口模块一也称作网关设备一与自动化系统的输入/输出单元和/或现场设备通信。网关设备在此提供在不同协议的现场总线之间一例如在FOUNDATION现场总线和PR0FIBUS之间一的通信能力。
[0003]现场设备和中央控制单元之间的连接通过输入/输出单元来实现。US 6 016 523A不出这种输入/输出单兀。
[0004]通常，用在自动化系统或控制系统中的网关设备通过第一总线与高级控制装置连接，并且通过第二总线与现场设备通信。
[0005]在DE 199 25 547 Al中描述一种引导/控制系统，所述引导/控制系统具有中央计算机、总线和多个输入单元和/或多个输出单元和/或多个输入/输出单元和/或多个传感器和/或多个执行机构一以下称作现场设备，其中，这些现场设备通过“智能的”现场总线连接器连接到引导/控制系统的总线上。在此，现场总线连接器分别通过第一插入式装置连接到所配属的现场设备上。每一个现场总线连接器设有第二插入式装置并设有连接线缆。现场设备的连接线缆通过连接器在其端部处嵌接在另一现场设备的插入式装置中。现场设备嵌接在总线耦合部件的另外的插入式装置中，由此建立与总线的连接以及与总线的中央计算机的连接。在每一个现场总线连接器中，在内部，其第二插入式装置的连接接触部与连接线缆的相应的线路连接，从而保证现场设备与总线和中央计算机的持续连接。
[0006]为了不同总线系统之间的过渡(网关)和数据交换，在每一个现场总线连接器中，通过昂贵的布线耗费来实施用于不同总线之间的连接的内部连接接触部。
[0007]因为为了使现场设备连接到高品质总线或高性能总线一例如高速以太网总线或PR0FIBUS—上，每一个现场设备使用自身的现场总线连接器，所以当所连接的现场设备的功能性不一定需要到高性能总线的直接连接、即例如不需要设备与高级引导系统的数据交换时，这些现场总线应用的实现尤其成本密集。
【发明内容】
[0008]因此，本发明所基于的任务是，提供用于自动化系统或控制系统的新颖的通信接口模块，由此更成本有利地设计现场总线应用并且尤其减少用于连接现场设备的耗费。
[0009]根据本发明，所述任务通过一开始提到的类型的具有在权利要求1中说明的特征的通信接口模块来解决。根据本发明的装置的有利的扩展方案和改进在其他权利要求和说明书中说明。
[0010]根据本发明的通信接口模块被设置用于在过程自动化或机器控制的自动化系统或控制系统中使用。
[0011]为了对不同协议进行处理的现场总线系统的通信，根据本发明的通信接口模块包括至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，所述至少一个第一功能单元通过基于第一现场总线协议的第一通信链路能够实现到高级控制单元一例如可编程控制器一上的连接，所述至少一个第二功能单元通过基于第二现场总线协议的第二通信链路能够实现现场设备的连接。
[0012]借助至少一个集成在通信接口模块中的串行接口可实现与连接到所述通信接口模块上的设备的通信。
[0013]串行接口优选实施为RS232接口、/RS422接口和/或RS485接口，并且可以具有相同的实施或不同的实施。
[0014]在一种有利的实施方式中，可自由配置的串行接口被设置用于传输不同的协议一例如 Modbus、CS31-bus、RC0M、RCOM+、COML1、EPVS、SysLibCom 和 / 或 Multi (两种不同的协议一例如 Modbus、ASCI1、SysLibCom一之间的切换)。
[0015]根据本发明，通信接口模块具有至少一个第三功能单元，所述至少一个第三功能单元具有输入和/或输出功能性，另外的现场设备可连接到所述输入和/或输出功能性上。输入和/或输出功能性不仅可以是输入单元、输出单元,或者也可以是输入和输出功能性。
[0016]在一种优选的实施方式中，通信接口模块借助第一通信链路通过现场总线协议PROFINET与高级控制装置通信，并且借助第二通信链路通过现场总线协议CAN或CANopen与现场设备通信。
[0017]通过有利的方式，通信接口模块接管连接到其上的现场设备借助被实施为“主”联接的第一高性能通信链路与高级控制系统的通信，而且接管连接到第二总线上的现场设备通过集成在通信接口模块中的作为“从”联接实施的第二通信链路的通信，其中，用于现场设备通过总线系统的数据交换的主联接和从联接借助专门的软件模块和/或硬件模块来实现。这意味着，通信模块包括初级通信系统(例如PROFINET)上的从功能和次级通信系统(例如CANopen)上的主功能。
[0018]通过有利的方式，根据本发明的、具有输入/输出扩展可能性的通信接口模块配备有接口，以便利用数字的和/或模拟的输入和/或输出设备来扩展通信接口模块。例如，可以设置可达320个数字信道或160个模拟信道或相应减少的数字信道和模拟信道的混
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[0019]利用根据本发明的模块，自动化系统或控制系统的设备费用得到显著减少，这是因为通常实施为单独设备的输入单元、输出单元或输入和输出单元通过其功能在根据本发明的通信接口模块中的实现而省去，因此，现场设备在无附加的总线的情况下可直接连接到网关设备上。
[0020]通过有利的方式，本发明能够利用现有通信链路来实现例如输入端和/或输出端的数目的模块化的配置、作为数字的或模拟的输入端和/或输出端的使用或者其设置参数的确定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]根据在下面的附图中示出的实施例，较详细地解释和描述本发明以及本发明的有利的扩展方案、改进和其他优点。
[0022]图1示出自动化系统的示例性结构，所述自动化系统具有根据本发明的用于连接多个现场设备到高级控制单元上的装置。
【具体实施方式】
[0023]图1中所示的至少两个不同的现场总线系统1、2之间网关设备20的示例性的实现包括实施为可编程控制器的控制单元10。中央控制单元10通过其通信模块11通过网关设备20与现场设备30、40连接。网关设备在此提供不同协议的现场总线1、2之间一例如PROFINET和CAN或者CANopen之间一的通信能力。
[0024]网关设备20包括第一功能单元和第二功能单元或者接口，所述第一功能单元通过现场总线协议PROFINET I进行与控制单元10的通信，所述第二功能单元或者接口用于通过现场总线协议CAN或CANopen与连接到其上的、CAN兼容的或CANopen兼容的设备30通信。
[0025]借助两个集成在网关设备20中的彼此无关的可配置的电分离串行接口 3、4(其例如实施为RS232接口、/RS422接口和/或RS485接口)，可以通过串行总线实施与连接到其上的设备40的串行通信。
[0026]此外，输入和/或输出设备或者另外的现场设备50可连接到集成在网关设备20中的第三功能单元上。
[0027]优选地，根据本发明的网关设备20配备有数字的输入/输出功能性，使得可达10个扩展模块50可连接到所述网关设备上。然而，模拟的和数字的输入/输出功能性也可以没有问题地混合。
【权利要求】
1.一种用于自动化系统或控制系统的通信接口模块(20)，所述通信接口模块(20)用于耦合至少两个现场总线系统(1，2)，所述通信接口模块具有至少一个第一功能单元和至少一个第二功能单元，所述至少一个第一功能单元用于通过基于第一现场总线协议的第一通信链路(I)连接到高级控制装置(10)上，所述至少一个第二功能单元用于通过基于第二现场总线协议的第二通信链路(2)来连接现场设备，其特征在于， -所述模块具有至少一个串行接口(3，4)，所述至少一个串行接口(3，4)用于与连接到所述通信接口模块上的设备(40)进行通信，以及 -所述模块(20)具有至少一个第三功能单元，所述至少一个第三功能单元被设置用于连接另外的现场设备(50)。
2.根据权利要求1所述的通信接口模块(20)，其特征在于，所述串行接口(3，4)实施为 RS232 接 口、/RS422 接口和 / 或 RS485 接 口。
3.根据以上权利要求中任一项所述的通信接口模块(20)，其特征在于，所述通信接口模块(20)通过现场总线协议PROFINET与所述高级控制装置(10)进行通信。
4.根据以上权利要求中任一项所述的通信接口模块(20)，其特征在于，所述通信接口模块(20)通过现场总线协议CAN或CANOPEN与所述现场设备(30)进行通信。
5.根据以上权利要求中任一项所述的通信接口模块(20)，其特征在于，所述通信接口模块(20)具有两个串行接口(3，4)和另外的接口，所述两个串行接口(3，4)用于与连接到所述通信接口模块上的设备(40)进行串行通信，所述另外的接口用于通过现场总线协议CAN或CANOPEN与连接到所述通信接口模块上的CAN兼容或CANopen兼容的设备(30)进行通信。
6.根据以上权利要求中任一项所述的通信接口模块(20)，其特征在于，所述模块(20)配备有接口，以便利用数字的和/或模拟的输入和/或输出设备来扩展所述模块。
7.根据以上权利要求中任一项所述的通信接口模块(20)在所述过程自动化或机器控制的自动化系统或控制系统中的使用。
【文档编号】H04L12/40GK103797758SQ201280033503
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】S.古特穆特, G.高布 申请人:Abb股份公司