用于通信网络基础设施设备的插头模块的制作方法

用于通信网络基础设施设备的插头模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于通信网络基础设施设备的插头模块。为了在连接到通信网络的基础设施设备和诊断设备之间传送地址信息、诊断信息或配置信息，通过与基础设施设备的耦合元件相关联的控制单元读取地址信息、诊断信息或配置信息并且将其提供给基础设施设备的至少一个连接端子。将地址信息、诊断信息或配置信息周期性地或与事件相关地传送给与基础设施设备的连接端子连接的插头模块的存储元件并且缓存在那里。缓存在插头模块的存储元件中的地址信息、诊断信息或配置信息通过诊断设备经由在插头模块和诊断设备之间的无线通信接口来调用。
【专利说明】用于通信网络基础设施设备的插头模块

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在连接到通信网络的基础设施设备和诊断设备之间、尤其在工业自动化系统中传送地址信息、诊断信息或配置信息。工业自动化系统通常包括多个经由工业通信网络彼此联网的自动化设备并且在制造自动化或过程自动化的范围内用于控制或调节装置、机器或设备。由于在借助于工业自动化系统来自动化的工程系统中的时间关键的框架条件，在工业通信网络中主要应用实时通信协议，例如Profinet、Profibus或实时以太网以用于在自动化设备之间进行通信。

【背景技术】
[0002]在自动化设备、具有通信网络接口的自动化设备或其他基础设施设备上，用于用信号传递状态信息或故障信息的发光二极管通常以良好可见的方式设置在正面上。在此，用信号传递例如能够以彩色的方式或通过具有特定频率的闪烁来进行。在许多情况下，这样的用信号传递是需要解释的并且在没有设备单独的技术文献的情况下是极其难的。为了对用信号传递的状态信息或故障信息进行深入的诊断，尤其为了避免技术设备中的停机时间常常应用基于计算机的诊断设备，所述基于计算机的诊断设备与要监控的基础设施设备耦联。在基础设施设备上存在大量发光二极管的情况下，通过诊断设备自动地检测和评估用信号传递的状态信息或故障信息是麻烦的。为了避免通过相邻发光二极管引起的干扰，因此必须将诊断设备的扫描单元准确地对准要监控的发光二极管。
[0003]替选于借助于发光二极管用信号传递状态信息或故障信息，为此也在基础设施设备上越来越多地应用小型显示器，所述小型显示器能够实现更有说服力的信息的显示。在这种显示器上例如能够显示基础设施设备的IP地址，使得诊断设备能够借助于IP地址构建到基础设施设备的连接。原则上也能够通过基础设施设备和诊断设备之间的红外接口来交换状态信息和故障信息或IP地址。然而在应用红外接口的情况下麻烦的是，需要在诊断设备上的接收器和基础设施设备上的发射器之间的不受干扰的视距连接(Sichtverbindung) 0这尤其在大型技术装置中并不总是被确保。此外，也能够通过具有明文说明或条形码的铭牌来显示基础设施设备上的IP地址。然而在空间关系狭窄的情况下铭牌与基础设施设备的关联关系和铭牌的可读性是成问题的，尤其在弱的光或反射的情况下是成问题的。
[0004]从DE 101 10 776 Al中已知一种方法，所述方法用于将移动式电子操作或观察装置与机器或机器部件相关联。在此，在操作或观察装置和相应的机器上的相应的配对部件(Gegensteile)之间的借助于接口进行的关联过程或登录过程(Anmeldungsprozess)中，为了定向地无线地对准相应的远程站(Gegenstelle)而构建明确的关联连接或登录连接。替选于此，能够借助于在发送有效范围或接收灵敏度中协调的发送或接收装置以受限制的局部的功能范围或作用范围来构建明确的关联连接或登记连接。在识别和完成关联之后经由根据其他标准设置的数据传输机构来执行机器或机器部件的操作或观察。这例如能够经由固定的联网或经由在操作或观察装置和所选择的机器之间的无线连接来进行。
[0005]在KR20080301307A中说明了借助于RFID标签进行的通信设备地址的读取。从申请号为12186084.5的更早的欧洲专利申请中已知一种用于传送通信网络-基础设施设备的地址信息、诊断信息和/或配置信息的基于LED的方法。除所显示的设备或通信状态信息之外，地址信息、诊断信息或配置信息作为叠加的编码的码元序列(Symbolsequenz)通过至少一个预设的发光二极管来用信号传递。借助于包括地址信息、诊断信息或配置信息的码元序列的编码通过诊断设备来识别用信号传递地址信息、诊断信息或配置信息的至少一个预设的发光二极管。借助于诊断设备的照相机来对至少一个识别出的发光二极管进行光学扫描。从所扫描的编码的码元序列中通过诊断设备来确定地址信息、诊断信息或配置信息。
实用新型内容
[0006]本实用新型基于下述目的:提供一种用于在连接到通信网络的基础设施设备和诊断设备之间传送地址信息、诊断信息或配置信息的可靠的且可简单实现的方法以及提出一种适宜的技术实现方案。
[0007]根据本实用新型，所述目的通过一种根据本实用新型的的、用于通信网络-基实用新型础设施设备的插头模块来实现。本实用新型的有利的改进形式在本实用新型的实施例中说明。在实用新型的插头模块中，所述插头模块包括能够经由耦合元件以能切换的方式彼此连接的多个连接端子和用于地址信息、诊断信息和/或配置信息的存储单元，所述插头模块具有:存储元件，其用于缓存周期性地和/或事件相关地通过所述基础设施设备传送的地址信息、诊断信息和/或配置信息；无线通信单元，其用于将缓存在所述存储元件中的所述地址信息、诊断信息和/或配置信息经由无线通信接口以能调用的方式提供给诊断设备。
[0008]按照根据本实用新型的用于传送与连接到通信网络上的基础设施设备相关联的地址信息、诊断信息或配置信息的方法，通过与基础设施设备的耦合元件相关联的控制单元读出地址信息、诊断信息或配置信息并且将其提供给基础设施设备的至少一个连接端子。控制单元例如能够是背板式交换机的控制器。基础设施设备优选是工业自动化系统的或具有通信网络接口的自动化设备的路由器、交换机、网桥、集线器、分布式外围设备。地址信息、诊断信息或配置信息被周期性地或与事件相关地传送给与基础设施设备的连接端子连接的插头模块的存储元件并且缓存在那里。优选通过控制单元引起将地址信息、诊断信息或配置信息传送给插头模块的存储元件。
[0009]缓存在插头模块的存储元件中的地址信息、诊断信息和/或配置信息按照根据本实用新型的方法通过诊断设备经由在插头模块和诊断设备之间的无线通信接口来调用。在此，插头模块和诊断设备分别具有无线通信单元。诊断设备例如能够是便携式计算机、平板PC或智能手机。借助于根据本实用新型的方法，能够以简单的方式也在现有的基础设施设备上检测与维护和诊断相关的地址信息、诊断信息或配置信息。
[0010]按照根据本实用新型的方法的一个优选的设计方案，插头模块的无线通信单元包括无线电应答器或无线电发射器。此外，在插头模块和诊断设备之间的无线通信接口优选构造并且设立用于近场通信(NFC)。因此，所读取的地址信息、诊断信息或配置信息与进行监控的基础设施设备的可靠的关联性是可能的。
[0011]按照根据本实用新型的方法的另一有利的设计方案，经由串行数据总线将地址信息、诊断信息或配置信息传送给插头模块的无线通信单元或存储元件。串行数据总线优选是I2C总线(内部集成电路总线)。此外，插头模块能够包括以太网I2C转换器。此外，插头模块优选是构成为小型可插拔的插头收发器单元。因此，能够为现有的基础设施设备尤其简单地加装诊断接口。
[0012]按照根据本实用新型的方法的一个有利的设计方案，地址信息、诊断信息或配置信息在基础设施设备的故障状态下包括地址说明、尤其是统一资源定位符，以用于对提供诊断信息或故障排除信息的服务器进行访问。这能够实现快速的诊断或故障排除。地址信息、诊断信息或配置信息能够以相应的方式在基础设施设备开始运行期间包括用于访问服务器的地址说明，所述服务器提供用于基础设施设备的可配置的参数的处理机构，例如是用于基础设施设备的具有配置设置的网页。这能够实现基础设施设备的快速且有效的开始运行。
[0013]根据本实用新型的用于通信网络基础设施设备、包括能够经由耦合元件以能够切换的方式彼此连接的多个连接端子和用于地址信息、诊断信息或配置信息的存储单元的插头模块具有:存储元件，其用于缓存周期性地和/或事件相关地通过基础设施设备传送的地址信息、诊断信息或配置信息。此外设有无线通信单元，其用于将缓存在存储元件中的地址信息、诊断信息或配置信息经由无线通信接口以能调用的方式提供给诊断设备。此外，插头模块构造并且设立用于实施根据前面的说明所述的方法。
[0014]按照根据本实用新型的插头模块的一个有利的设计方案，无线通信单元包括无线电应答器或无线电发射器。在此，无线通信单元优选构造并且设立用于近场通信(NFC)。为了将地址信息、诊断信息或配置信息传送给存储元件或无线通信单元，例如能够设有串行数据总线，尤其是I2C总线(内部集成电路总线)。附加地，在后一种情况下优选设有以太网I2C转换器，所述以太网I2C转换器能够实现将地址信息、诊断信息或配置信息从基础设施设备可靠地传送给NFC标签。为了实现紧凑的、可简单用于加装解决方案的结构类型，根据一个优选的设计方案，插头模块是构成为小型可插拔的插头收发器单元。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]下面以一个实施例借助于附图详细阐明本实用新型。附图示出:
[0016]附图示出具有工业自动化系统的多个通信设备和自动化设备以及具有用于确定地址信息、诊断信息或配置信息的诊断设备的装置。

【具体实施方式】
[0017]在附图中示出的装置包括工业自动化系统的多个彼此联网的部件。作为基础设施设备，其中包括:用于监视和控制机器的第一可编程逻辑控制器21、与可编程逻辑控制器21连接的第二交换机11、与交换机11连接的路由器12以及第二可编程逻辑控制器22。第二可编程逻辑控制器22与作为另外的基础设施设备的两个分布式外围设备23、24相关联，所述两个分布式外围设备与第二可编程逻辑控制器22经由工业通信网络连接。除交换机11之外，第二可编程逻辑控制器22以及具有操作和观察功能的计算机32与路由器12连接。基础设施设备11-12、21-24分别包括用于与各基础设施设备相关联的地址信息、诊断信息或配置信息的存储单元116以及具有通信网络连接端子的至少一个发送/接收单元117。在附图中这示例地为交换机11示出，下面为所述交换机说明代表所有基础设施设备的地址信息、诊断信息或配置信息的传送。
[0018]为了将地址信息、诊断信息或配置信息从交换机11传送给诊断设备31，通过与交换机11的耦合元件111相关联的控制单元112从存储单元116中读出地址信息、诊断信息或配置信息并且将其提供给交换机11的连接端子。交换机11具有多个分别包括至少一个连接端子的发送/接收单元117，以用于根据生成树协议、并行协议、环形协议或介质冗余协议与连接到工业通信网络上的网络基础设施设备或通信设备连接。通信设备也包括用于监视、调节或控制例如在用于生产自动化或过程自动化的技术设备中的技术过程的、包括通信模块的自动化设备。发送/接收单元117或交换机11的连接端子能够通过耦合元件111以可切换的方式彼此连接。在本实施例中，耦合元件111构成高速总线，优选具有集成的控制器的背板式交换机，所述集成的控制器通过控制单元112构成。替选于此，耦合元件111原则上也能够借助于矩阵交换网络来实现。
[0019]作为用于在工业通信网络之内进行消息传输的机构，除耦合元件111和发送/接收单元117之外，交换机11包括信号处理单元113。信号处理单元113优选借助于现场可编程门阵列(FPGA)来实现并且包括冗余处理单元114以及多路复用器单元115。各两个发送/接收单元117能够具有相同的网络地址或相同的MAC设备标识符以用于连接到具有环形冗余或并行冗余的通信网络上。多路复用器单元115用于将以冗余的方式待发送的数据帧并行转发给两个发送/接收单元117，而冗余处理单元114设置用于处理由两个发送/接收单元117接收到的冗余的数据帧。冗余处理单元114尤其设立用于检测所接收到的冗余数据帧。
[0020]将地址信息、诊断信息或配置信息周期性地或与事件相关地传送给与交换机11的连接端子连接的插头模块41的存储元件并且缓存在那里。在此，通过控制单元112引起将地址信息、诊断信息或配置信息传送给插头模块41的存储元件。在本实施例中，插头模块41的存储元件集成到包括无线通信单元的无线电应答器411中。替选于无线电应答器411，原则上也能够应用无线电发射器。无线电应答器411用于经由无线通信接口将缓存在存储元件中的地址信息、诊断信息或配置信息以可调用的方式提供给诊断设备31。为此，诊断设备31具有相应的无线通信单元。以这种方式，缓存在插头模块41的存储元件中的地址信息、诊断信息或配置信息能够通过诊断设备31来调用。在本实施例中，在插头模块41和诊断设备31之间的所述无线通信接口构造并且设立用于近场通信(NFC)。
[0021]插头模块41优选是构成为小型可插拔(SFP)的插头收发器单元。经由插头模块41的I2C总线(内部集成电路总线:Inter-1ntegrated Circuit Bus)将地址信息、诊断信息或配置信息在本实施例中传送给无线电应答器411。此外，插头模块在此包括以太网I2C转换器413。
[0022]在本实施例中，将平板PC 31设置作为用于基础设施设备的诊断设备。所述平板PC适合用于基础设施设备，例如路由器、交换机、网桥、集线器、分布式外围设备、具有通信网络接口的自动化设备、显示设备、输入设备或打印机。原则上，便携式计算机或智能手机也能够用作为诊断设备。
[0023]在本实施例中，地址信息、诊断信息或配置信息包括用于报告故障的补充信息，所述补充信息在平板PC 31上的触摸式显示器上显示出。为此，在平板PC上安装有控制应用程序，所述控制应用程序在调用地址信息、诊断信息或配置信息之后调用具有进一步的诊断信息的网页。替选于此，控制应用程序也能够调用所链接的诊断应用程序。
[0024]借助于平板PC 31也能够从第一可编程逻辑控制器21中调用地址信息、诊断信息或配置信息，所述地址信息、诊断信息或配置信息用信号传递第一可编程逻辑控制器21的中央单元的停止状态和用于故障诊断的网页的地址信息。在这种情况下，安装在平板PC 31上的控制应用程序打开用于故障诊断的、与第一可编程逻辑控制器21相关联的网页。以相应的方式，能够借助于平板PC 31从分布式外围设备23、24中调用地址信息、诊断信息或配置信息，所述地址信息、诊断信息或配置信息用信号传递分布式外围设备23、24的地址信息和停止状态。借助于所述地址信息，安装在平板PC上的规划软件，例如SIMATIC STEP7能够对分布式外围设备23、24进行访问并且提供故障诊断。
[0025]在基础设施设备的故障状态下，根据一个优选的实施例，地址信息、诊断信息或配置信息能够包括地址说明、例如统一资源定位符(URL)以用于对提供诊断或故障排除信息的服务器进行访问。类似于此，在基础设施设备开始运行期间，地址信息、诊断信息或配置信息能够包括用于访问服务器的地址说明，所述服务器提供相应的基础设施设备的配置环境。
【权利要求】
1.一种用于通信网络基础设施设备的插头模块，所述插头模块包括能够经由耦合元件以能切换的方式彼此连接的多个连接端子和用于地址信息、诊断信息和/或配置信息的存储单元，所述插头模块具有: -存储元件，其用于缓存周期性地和/或事件相关地通过所述基础设施设备传送的地址信息、诊断信息和/或配置信息； -无线通信单元，其用于将缓存在所述存储元件中的所述地址信息、诊断信息和/或配置信息经由无线通信接口以能调用的方式提供给诊断设备。
2.根据权利要求1所述的插头模块，其中所述无线通信单元包括无线电应答器或无线电发射器。
3.根据权利要求2所述的插头模块，其中所述无线通信单元构造并且设立用于近场通信，亦即=NFC0
4.根据权利要求1至3之一所述的插头模块，其中设有串行数据总线，以用于将所述地址信息、诊断信息和/或配置信息传送给所述存储元件和/或所述无线通信单元。
5.根据权利要求4所述的插头模块，其中所述串行数据总线是I2C总线，亦即:内部集成电路总线。
6.根据权利要求5所述的插头模块，其中设有以太网I2C转换器。
7.根据权利要求1至3之一所述的插头模块，其中所述插头模块是构成为小型可插拔的插头收发器单元。
8.根据权利要求4所述的插头模块，其中所述插头模块是构成为小型可插拔的插头收发器单元。
9.根据权利要求5所述的插头模块，其中所述插头模块是构成为小型可插拔的插头收发器单元。
10.根据权利要求6所述的插头模块，其中所述插头模块是构成为小型可插拔的插头收发器单元。
【文档编号】H04L12/02GK204190781SQ201320882741
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】马丁·梅恩 申请人:西门子公司