[發明專利]總線系統

有效

• 申請號: 201680057522.2
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN108141370B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 克里斯多福·波爾;艾利克·馮納美
• 申請（專利權）人: 倍福自動化有限公司
• 主分類號: H04L12/10
• 分類號: H04L12/10;H04L12/40
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

一種總線系統、用于總線系統的數據線、用于總線系統的輸入/輸出模塊、用于操作輸入/輸出模塊的方法、以及計算器程序被設計為使得：若通過數據線連接到輸入/輸出模塊的遠程的另外的輸入/輸出模塊未被設計為經由數據線來接收電子供應電壓，則用于所述總線系統的輸入/輸出模塊不經由所述數據線為所述遠程的另外的輸入/輸出模塊提供供應電壓。

技術領域

本發明涉及一種總線系統、輸入/輸出模塊、數據線且還涉及一種用于操作輸入/輸出模塊的方法以及計算器程序。

本專利申請案主張德國專利申請案10 2015 116 802.2的優先權，其公開內容通過引用并入本文。

背景技術

工業自動化工程中(也就是在使用軟件的技術過程控制以及監視中)的現代概念是基于具有分布式傳感器/致動器級的中央控制的概念。在這種情況下，用戶經由工業數據網絡互相通信并與上級系統進行通信，隨后也稱為自動化網絡。

以太網是局域網(LAN)中最廣泛使用的通信標準、且主要由IEEE標準802.3規定。以太網是基于LAN設計，其中多個控制節點(例如計算器或機器)是通過纜線相互連接，其中以太網協議對要以數據分組(隨后也稱為消息，具有預定的格式)傳輸的數據執行封裝。在此情況中，可以使用不同的以太網變體，這些以太網變體在傳輸速率、使用的纜線類型以及線路編碼方面不同。

在工業中使用的以太網網絡的例子中，用戶之間的通信通常經由具有四條導線的數據線路進行，四條導線常常被體現為兩個絞線對。導線對的纏繞降低了串擾。導線對的兩條導線總是一起使用，差分數據信號經由相應的導線對被傳輸。有時，所有四條導線也會纏繞在一起，這無疑會導致電磁兼容性的缺陷，但具有線路更大靈活性的優點。

對自動化網絡慣常的重要要求是機器的輸出、致動器可以在任何時間進入安全狀態，而不會失去在過程中監控機器的能力。因此，自動化網絡中的傳感器及控制必須能夠獨立于致動器而被操作。為此，致動器的電源供應器通常與用于傳感器或控制的電源供應器分開體現，以獨立于傳感器或控制電源來執行致動器電源的關閉。

自動化網絡中所需的電源供應線路通常獨立于數據線路鋪設，這需要使用適當接觸技術的至少兩條專用布線。然而，在工業自動化中，期望可能在自動化網絡中始終實現最便宜且簡單的布線。這在環境需求意指需要良好的屏蔽、高防護等級或高耐熱性以用于布線時尤為重要。因此，布線通常占有系統成本的相當高比例。

一種節省布線成本的方法涉及將電源供應以及數據傳輸結合在一個布線中。因此，除了兩個絞線對上的兩個差分數據信號外，還可能使用“以太網供電”(PoE)標準以經由四線標準以太網數據線路來傳輸單一電壓。在PoE標準的情況中，這是通過使用特定適配的以太網變壓器來完成，所述以太網變壓器經由中央抽頭將電壓所需的兩個電位施加到一個導線對。然而，因為在工業自動化中經常需要兩個單獨的電源供應器，一個用于致動器，另一個用于傳感器或控制，即使是具有四線數據線的PoE系統也需要用于第二電源供應器的額外布線。

PoE系統的概念可以轉移到自動化工程中，使得可以為用戶提供將自動化工程裝置(例如輸入/輸出模塊)連接到僅僅一條而不是通常的兩條線路(通信及電源供應)的能力。為此，供應電壓以及數據信號在相同線路上傳輸、并通過電子電路彼此分離。

具有此技術的裝置因此不能輕易地連接到沒有此技術的裝置，因為沒有此技術的裝置會將供應電壓施加到通信組件，這可能導致(不可修復的)損壞所述裝置。

公開說明書US 2013/0093444A1及專利說明書US 6,218,930B1每一個顯示出檢測遠程裝置能力的方式。

發明內容

本發明所基于的目的可以被認為是提供有效概念的目的，利用此概念，如果遠程另外的輸入/輸出模塊未被配置為經由數據線接收電力供應電壓，可能確保輸入/輸出模塊不經由數據線提供供應電壓給經由數據線而與輸入/輸出模塊連接的遠程另外的輸入/輸出模塊。