[發(fā)明專利]用于外圍組件的數(shù)字輸入端的電路布置和外圍組件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710815980.4
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN108170196A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 斯特凡·格羅塞爾
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發(fā)明涉及一種用于電子外圍組件的數(shù)字輸入端的電路布置，包括：作為數(shù)字輸入端起作用的輸入端口；接地端口，其中，在輸入端口和接地端口之間布置有用于輸入電流的電流限制的半導體開關(guān)件；基準電壓源，其為了驅(qū)控半導體開關(guān)件而與半導體開關(guān)件的控制輸入端連接，其中，存在調(diào)節(jié)件，其設(shè)計為根據(jù)輸入端口處的輸入電壓調(diào)節(jié)基準電壓源，使得半導體開關(guān)件在輸入電壓的第一電壓值的情況中將輸入電流調(diào)整為第一輸入電流，并在輸入電壓的第二電壓值的情況中將輸入電流調(diào)整為第二輸入電流，其中，第一電壓值大于第二電壓值并且由此通過調(diào)節(jié)件使得第一輸入電流小于第二輸入電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電子外圍組件的數(shù)字輸入端的電路布置，包括：作為數(shù)字輸入端起作用的輸入端口；接地端口，其中，在輸入端口和接地端口之間布置有用于輸入電流的電流限制的半導體開關(guān)件；基準電壓源，其為了驅(qū)控半導體開關(guān)件而與半導體開關(guān)件的控制輸入端連接。

此外，本發(fā)明涉及一種用于自動化設(shè)備的電子外圍組件，其具有上述電路布置。

背景技術(shù)

在本發(fā)明的意義中，被稱為外圍組件的是自動化設(shè)備中或用于自動化設(shè)備的每種組件或每個模塊，其用于連接外部的外圍設(shè)備，即例如特定的和所設(shè)置的傳感器。

前文所述類型的自動化設(shè)備、特別是模塊化的自動化設(shè)備的實施方式是普遍已知的，例如由發(fā)明人以SIMATIC品牌所提供的自動化設(shè)備。從這些自動化設(shè)備中也已知了作為單個模塊所實施的外圍組件、特別是輸入組件或組合的輸入/輸出組件作為外圍組件的具體實例。

本發(fā)明特別地涉及具有作為數(shù)字輸入端起作用的用于外圍組件的至少一個輸入端口。這樣的電路布置或這樣的外圍組件相應(yīng)地是具有數(shù)字輸入功能的外圍組件。這樣的組件通常以多個、例如16或32個數(shù)字輸入端來實施并且相應(yīng)地被稱為數(shù)字輸入組件。數(shù)字輸入組件也是僅具有數(shù)字的輸入功能的外圍組件的特殊形式。此外，也能夠具有混合形式，即例如數(shù)字輸入/輸出組件或具有至少一個數(shù)字輸入端的數(shù)字輸入和模擬輸出組件。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知的數(shù)字輸入組件基于的原理是，在所連接的傳感器被激活的情況下，電流經(jīng)由數(shù)字輸入端、即與輸入端口連接的輸入通道流入到組件中。在最簡單的情況下，在存在電流時傳感器識別為激活的。相應(yīng)地，在不存在電流時傳感器識別為未激活的。然而，在傳感器未激活的情況下，電流也能夠流入到組件中，從而通常在電壓高度上識別傳感器的狀態(tài)，優(yōu)選地根據(jù)超過特定的預設(shè)的或能預設(shè)的閾值來識別，該閾值是對于使得電流經(jīng)過輸入端口所必需的電壓高度的闕值。只要由于輸入電流而在組件之中產(chǎn)生損耗功率，該標準原理就不是完全最優(yōu)的。在根據(jù)IEEC61131-2預設(shè)的用于數(shù)字輸入端(類型1：在電壓范圍15V至30V的高信號，在高信號時的輸入電流：至少2mA；類型2：在電壓范圍11V至30V中的高信號，在高信號時的輸入電流：6mA)上的電壓和電流值的標準中，在上述兩個類型的輸入通道處的損耗功率至少為30V·6mA＝180mW。在此，損耗功率根據(jù)輸入通道的電路發(fā)生變化，在借助于無源的電路實現(xiàn)的輸入通道中的損耗功率為30V·16.4mA＝492mW。之前的數(shù)字實例(損耗功率：180mW)為具有所謂的電流沉的有源電路。

此外，上面示例地示出的損耗功率對于每個輸入通道都出現(xiàn)。也就是說，在具有32個輸入通道的組件中，損耗功率總共為32V·180mW＝5.76W或者32V·492mW＝15.74W。

從兩個歐洲專利申請EP 1770456 A1和EP 1770457 A1中已經(jīng)已知了所述的外圍組件、其電路布置和所述的問題。

在現(xiàn)今的小型SPS系統(tǒng)或者自動化設(shè)備中不能排出例如在類型2的數(shù)字輸入端中產(chǎn)生的損耗功率。因此，應(yīng)用根據(jù)IEC 61131-2:2007標準的類型3的數(shù)字輸入端。類型3：高電平為>＝11V(電流消耗>＝2mA)，低電平為<＝5V。