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CN100461054C - 用于三个总线系统的耦合设备 - Google Patents

用于三个总线系统的耦合设备 Download PDF

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CN100461054C CNB2004800197669A CN200480019766A CN100461054C CN 100461054 C CN100461054 C CN 100461054C CN B2004800197669 A CNB2004800197669 A CN B2004800197669A CN 200480019766 A CN200480019766 A CN 200480019766A CN 100461054 C CN100461054 C CN 100461054C
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Abstract

本发明的目的在于简化总线系统之间的连接。为此，本发明涉及一个耦合设备(1)，用以将两条现场总线(F1，F2)与一条外设总线(P)相耦合。所述外设总线(P)可用来连接输入/输出部件(3，4)，以对数据进行中心监控或处理。优选的，所述耦合设备(1)可以根据所述三个总线系统(F1，F2，P)之间的标准数据(S)和与保密相关的数据(F)的传输来进行配置。

Description

用于三个总线系统的耦合设备
技术领域
本发明涉及一种用于数据总线的耦合设备，它具有用于第一数据总线的第一连接部件，用于第二数据总线的第二连接部件，其中所数第二数据总线与所数第一数据总线不同，以及一个与所述第一和第二连接部件连接的数据处理部件，用以实现在所述数据总线之间的数据交换。
背景技术
在数目众多的应用中，都存在将不同的总线系统相耦合的需求。此时，在总线系统之间的数据传输中，经常需对标准数据及与安全或保密相关的数据进行区分。
已知的，在将不同的总线系统相耦合时使用了称之为链路(Link)的方式。但是这些链路是不能加以配置的。而且，为直接输入或者输出数据，必须在两个不同总线系统中的一个之上连接输入/输出部件(I/O)。这不仅会产生附加的费用，降低反应速度，同时还会加重可编程逻辑控制器(PLC)的计算量。上述缺点对于用于与安全或保密相关的数据的部件尤其不利，因为在这种情况中，要求具有相对快速的反应速度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于总线系统的耦合设备，在本发明中，数据的输入和输出可以紧邻所述耦合设备，不会显著降低系统的反应速度，或是加重系统的负荷。
根据本发明，上述目的通过一个用于数据总线的耦合装置加以实现，所述耦合装置具有用于第一数据总线的第一连接部件，用于第二数据总线的第二连接部件，其中所数第二数据总线与所数第一数据总线不同，一个与所述第一和第二连接部件连接的数据处理部件，用以实现在所述数据总线之间的数据交换，以及第三连接部件，所述第三连接部件同样与数据处理部件连接，用于与第一和第二数据总线不同的第三数据总线，用以实现所述三条数据总线之间的数据交换，所述耦合设备能够加以配置，以使对于在所述两条或者三条数据总线(F1，F2，P)之间的数据传输的控制能够以要传输数据的语义的一种功能来进行。
由此，根据本发明，可以实现由一个中央模块来访问三个或者更多总线系统的数据。
本发明的耦合设备具有可配置的优点。尤为有利的是，本发明的耦合设备可以通过一个配置过程来区分要在总线系统之间传输的数据。还特别有利的是，可以通过对所述耦合设备进行配置，使得对于在所述两条或者三条数据总线之间的数据传输的控制能够以要传输数据的语义(Semantics)的一种功能来进行。例如，可以对数据的传输进行配置，使得标准数据的传输方式和与安全或保密相关的数据的传输方式不同。
耦合设备连接在其上的第一数据总线可以是一条Profibus(Processfieldbus)现场总线。第二数据总线例如可以是一条AS-i总线(AS-i-Bus)。
可与根据本发明的耦合设备相连接的第三数据总线可以是一条外设总线，其上可以连接输入/输出模块。所述模块向链路输入数据并接收由所述链路输出的数据。虽然所述的输入/输出模块可以通过所述链路或者耦合设备的方式与另外两条数据总线连接。但是也可以使用所述的第三数据总线，以使两个或两个以上的耦合设备相互连接。
在所述的耦合设备中可以集成一个用于监视配置设置和/或数据传输的监视器。特别的，所述的监视器是用来识别并进一步处理与安全和保密有关的数据。
附图说明
以下将参照附图对本发明进行更加详细的描述，其中：
图1表示一个根据本发明的耦合设备的电路框图；
图2表示一个根据本发明的耦合设备的数据流图；
图3表示一个耦合了多个现场总线系统的数据流图；
图4表示一个具有输入/输出部件的耦合器的数据流图；
图5表示一个不需任何其他电路的两个现场总线系统的耦合器的数据流图；以及
图6表示在图4所示数据流图基础上的一个配置实例。
具体实施方式
下面详细说明的实施例表示本发明的优选实施方式。
如图1所示，根据本发明的耦合设备或者更具体地说根据本发明的数据耦合器1可以连接在两条现场总线F1和F2之间。此外，数据耦合器1还与一条内部的外设总线P相连接。所述的数据耦合器1可通过所述内部的外设总线P来进行配置，以用于所述现场总线F1和F2之间的数据传输，以及所述外设总线和现场总线之间的数据传输。
图2中显示了在所述三条总线F1、F2和P之间可能的数据流。除标准数据S外，与安全或保密相关的数据F也可以通过所述的数据总线进行交换。在这种情况下，与安全或保密相关的数据和/或标准数据可以通过一个输出单元经由所述总线F1和F2输出到所述外设总线上，并且/或者可将与安全或保密相关的数据和/或标准数据通过一个输入单元从所述外设总线读入，并继续传输给所述总线F1和/或F2。
图3所示为两个现场总线系统F1、F2和F1*、F2*通过所述的外设总线P相耦合。为此，一个数据耦合器1和一个数据耦合器2由其外设总线接口彼此连接。这样，全部的4条现场总线F1、F2、F1*和F2*都能够彼此交换标准数据S和与安全及保密相关的数据F。同样的，两个数据耦合器1和2也可以根据标准数据和与安全或保密相关的数据传输要求来进行配置。
图4显示了一种尤为可取的配置下的数据流图。所述数据耦合器1通过所述外设总线P与两个输入/输出部件3、4相连接。通过所述部件3、4，信息可由所述其他两条总线输出或者向其输入。经过一种恰当的配置方式，不仅能够以上述的数据定义方式在相互连接的数据总线之间传输数据，而且还允许对传输数据单独地进行现场处理(in-situ processing)。并且，通过对硬件和软件进行合理配置，同样也可以对与安全和保密相关的数据进行传输和/或处理。
将所述输入/输出部件3、4经由所述外设总线P与所述数据耦合器1直接连接，意味着不再需要将所述部件与所述数据耦合器1附近的现场总线F1和F2相连接。由此便可减轻例如一条Profibus现场总线上的PLC负荷。
图5所示为一个单纯的耦合器的数据流图，现场总线F1和F2完全通过该耦合器相连接。所述两条总线之间的数据传输可如上述实施例所说明的那样由可配置的数据耦合器1来实现。在本实施例中，不再需要其他的输入/输出部件。
如上述实施例所示，根据本发明，可以非常灵活地实现两个或两个以上总线系统的耦合。而且，由于布线的复杂度降低，系统的成本也可得以降低。
此外，根据本发明，由于在一条Profibus现场总线的PLC和数据耦合器之间未设置任何输入/输出部件，因而缩短了系统的反应时间。而且，当Profibus现场总线中不存在额外的I/O时，PLC的负荷也被减轻。另外，采用所述可配置的数据耦合器使得大量不同的应用变化得以方便实施。例如，一些应用已在前面的实施例中加以描述，包括单纯耦合器的情形，针对与安全或保密相关的数据的耦合器，以及用于与安全或保密相关的数据的可配置I/O。
图6描述了一个多个数据总线与本发明的耦合装置相联接的具体实施例。数据耦合器1具有一个与现场总线F1的Profibus接口11，所述的现场总线为一条Profibus现场总线，以及一个与现场总线F2的接口AS-i主接口12，所述的现场总线F2为一条AS-i总线。Profibus接口11和AS-i主接口12通过一条链路13彼此连接。一条扩展总线或一个外设总线接口14将数据耦合器1与外设总线P相联接。所有的接口11、12和14均可通过一个内部的配置单元15进行配置。此外数据耦合器1还具有一个监视器16，用于监视配置设置和/或数据传输。
一个输入模块I1、一个输出模块O1以及一个PLC5通过现有的方式与所述的Profibus现场总线F1相连接。类似的，一个输入模块I2和一个输出模块O2与所述的AS-i总线F2相连接。此外，一个输入模块I3、一个输出模块O3以及一个诊断单元6与所述外设总线P相连接。位于外设总线P上的部件可通过数据耦合器1进行配置。
由此，根据本发明的耦合设备除具有一个带有内部通信接口的Profibus现场总线/AS-I总线链路以外，还能够提供一个完全的AS-i安全性或保密性监视器，所述的监视器能够通过一个内部通信接口与其它的I/O模块相连接并具有任意所需数量的输出。而且，如上面已在一定程度上描述过的，根据本发明的耦合设备也能够提供一个以上的AS-i安全性或保密性监视器，所述的监视器通过一个内部通信接口与其它的I/O模块相连接，同时作为一个配置接口和诊断单元具有一个Profibus连接、一个AD-i连接或者是一个Profibus/Profisafe和AS-i连接。上述被称之为Profisafe的安全现场总线也能够进行与安全或保密相关的数据传输。最终通过复数个根据本发明的耦合设备，其中每个所述耦合设备具有至少3个总线连接，便可形成具有任意所需数量总线系统的数据网络。

Claims (5)

1.用于数据总线的耦合设备，具有：
-用于第一数据总线(F1)的第一连接部件(11)，
-用于第二数据总线(F2)的第二连接部件(12)，所述第二数据总线与所述第一数据总线不同，以及
-一个与所述第一和第二连接部件(11，12)连接的数据处理部件(13，15)，用于实现所述数据总线(F1，F2)之间的数据交换，
其特征在于，
-用于第三数据总线(P)的第三连接部件(14)，用于实现所述三条数据总线(F1，F2，P)之间的数据交换，所述第三连接部件也与所述数据处理部件(13，15)相连接，所述第三数据总线与所述第一和第二数据总线不同；
-所述耦合设备能够加以配置，以使对于在所述两条或者三条数据总线(F1，F2，P)之间的数据传输的控制能够以要传输数据的语义的一种功能来进行。
2.如权利要求1所述的耦合设备，所述的第一数据总线(F1)为一条Profibus现场总线。
3.如权利要求2所述的耦合设备，所述的第二数据总线(F2)为一条AS-i总线。
4.如在先权利要求之一所述的耦合设备，输入/输出模块(I3，O3)与所述第三数据总线(P)相连接，并通过所述耦合设备(1)与所述第一和/或第二数据总线相连接。
5.如权利要求1所述的耦合设备，所述耦合设备具有一个可配置的监视器(16)。
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