КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШКАФА Российский патент 2015 года по МПК G05B15/02 G05B23/02 

Изобретение относится к контрольному устройству распределительного (коммутаторного) шкафа с управляющим устройством, которое через промышленную сеть соединено с разными датчиками и/или исполнительными устройствами для контроля и управления различными функциями распределительного шкафа, такими как кондиционирование, регулировка влажности, контроль доступа.

Контрольное устройство распределительного шкафа такого типа приводится в DE 19911824 С2. У этого известного контрольного устройства распределительного шкафа к промышленной сети подключены одно базовое контрольное устройство и несколько контрольных блоков, при этом базовое контрольное устройство, в первую очередь, берет на себя обработку данных, и обмен данными через промышленную сеть предусмотрен лишь между соответствующим контрольным блоком и базовым контрольным устройством. Базовое контрольное устройство и контрольные блоки оснащены контактными выводами для датчиков или исполнительных устройств, при этом в контрольных блоках уже может происходить предварительная обработка сигналов датчиков и сигналов исполнительных механизмов. Число подключенных или подключаемых датчиков и исполнительных устройств ограничено заданным числом контактных выводов на базовом контрольном устройстве и контрольных блоках.

Другие варианты контрольного устройства распределительного шкафа раскрыты в DE 19710019 С2, DE 102006011127 A1, DE 102005002314 A1, DE 10119637 A1, DE 10007271 и DE 11249 A1. DE 19710019 С2 упоминает также промышленную сеть. Она взаимосвязана с интерфейсом вывода, через который в различной форме могут быть выведены информационные сигналы.

WO 98/36335 описывает систему управления (производственным) процессом с многоуровневой стратегией управления и разделением на большое количество управляющих устройств. При этом функциональный блок промышленной сети образует основную составную часть структуры управления для различных типов устройств. Автоматическая программа конфигурации реагирует при регистрирации нового управляющего компонента и автоматически конфигурирует подсистему ввода-вывода. После подключения устройства оно автоматически регистрируется и конфигурируется. Происходит автоматический запрос на идентификацию вновь подключенного устройства.

В основу изобретения положена задача разработать контрольное устройство распределительного шкафа названного вначале типа, с помощью которого при надежной передаче данных предлагаются гибкие возможности приспособления к разным случаям применения распределительных шкафов или систем распределительных шкафов. Кроме того, должен быть предложен соответствующий способ.

Эта задача решена с помощью признаков п.1 или п.11 формулы изобретения.

В устройстве предусмотрено, что по меньшей мере часть датчиков и/или исполнительных устройств в качестве датчиков прямого подключения или исполнительных устройств прямого подключения оснащены соответственно собственными схемами подключения к шине и через них соединены с промышленной сетью, и что устройство управления имеет блок инициализации или выполнено с возможностью соединения с подобным блоком, через который датчики прямого подключения и/или исполнительные устройства прямого подключения являются инициализируемыми перед их запуском в работу и при этом автоматически адресуемыми, а затем на основании индивидуально присвоенных адресов посредством устройства управления являются соединенными с обменом данными для их работы, что каждый датчик прямого подключения и/или исполнительное устройство прямого подключения, а также блок инициализации снабжены деблокирующим каскадом, что к началу инициализации только в блоке инициализации посредством деблокирующего каскада включается деблокирующий сигнал, который является распознаваемым со стороны входа на первом подключенном к промышленной сети датчике прямого подключения или исполнительном механизме прямого подключения, в то время как он является нераспознаваемым последующими контактирующими с промышленной сетью датчиками прямого подключения и/или исполнительными механизмами прямого подключения, что в этом состоянии инициализация первого датчика прямого подключения и/или исполнительного механизма прямого подключения осуществима с назначением его адреса блоком инициализации и передачей его характеристических, хранящихся в нем свойств блоку инициализации, и после его инициализации и произошедшего сообщения через его деблокирующий каскад может быть передан деблокирующий сигнал следующему датчику прямого подключения или исполнительному механизму прямого подключения, после чего происходит инициализация последующего и, при необходимости, других последующих датчиков прямого подключения и/или исполнительных механизмов прямого подключения, и что последовательность датчиков прямого подключения и/или исполнительных механизмов прямого подключения является сохраняемой в устройстве управления.

В способе предусмотрено, что датчики и/или исполнительные устройства в качестве датчиков прямого подключения и/или исполнительных устройств прямого подключения напрямую подключены к промышленной сети, что к началу инициализации лишь в блоке инициализации деблокирующий сигнал и сигнал отсутствия инициализации находятся в состоянии под напряжением, в то время как деблокирующие сигналы в датчиках прямого подключения и/или исполнительных механизмах прямого подключения являются неподключенными, что первый из датчиков прямого подключения или исполнительных механизмов прямого подключения опознает деблокирующий сигнал блока инициализации на своем входе и подключает концевое согласующее сопротивление, что затем производят обмен данными между блоком инициализации и первым датчиком прямого подключения или исполнительным механизмом прямого подключения для инициализации, при этом блоком инициализации первому датчику прямого подключения или исполнительному механизму прямого подключения присваивается адрес и от него блоку инициализации сообщаются характеристические, хранимые в нем свойства, что блок инициализации решает, имеет ли право первый датчик прямого подключения или исполнительный механизм прямого подключения начать нормальную работу на промышленной сети, и он, при необходимости, регистрируется, что затем датчик прямого подключения или исполнительный механизм при начале нормальной работы включает питание своей сенсорной техники или исполнительного органа и передает деблокирующий сигнал следующему на промышленной сети датчику прямого подключения или исполнительному механизму прямого подключения и подает сигнал отсутствия инициализации, при этом он распознает, что имеется по меньшей мере один следующий датчик прямого подключения или исполнительный механизм прямого подключения благодаря тому, что сигнал отсутствия инициализации остается на исходном уровне напряжения, прежде всего на уровне массы, и при обнаружении наличия самостоятельно отключает концевое согласующее сопротивление, и что, при необходимости, следующие расположенные на промышленной сети датчики прямого подключения и/или исполнительные механизмы прямого подключения последовательно инициализируются соответствующим образом и затем инициализация завершается, при этом запоминают распознанную последовательность подключенных к промышленной сети датчиков прямого подключения и/или исполнительных устройств.

Благодаря этим мероприятиям предлагаются гибкие возможности расширения контрольного устройства распределительного шкафа, при этом в последующем могут быть предприняты изменения или дополнения. При этом достигнута надежная проводная передача данных, которая создана помехоустойчивой, при этом можно также избежать неоправданных манипуляций.

Один предпочтительный вариант осуществления заключается в том, что промышленная сеть выполнена в виде CAN-шины. Содержащаяся в ней шинная архитектура допускает гибкие возможности конфигурирования.

Предусмотрено, что управляющее устройство имеет по меньшей мере один соединенный или выполненный с возможностью соединения с промышленной сетью центральный блок, через который является осуществимым конфигурирование инициализированных датчиков прямого подключения или исполнительных механизмов прямого подключения, посредством центрального блока может предпочтительно предприниматься запоминание данных, управление данными и обработка данных с оценкой данных контроля или данных управления для исполнительных механизмов.

Гибкой приспособляемости к различным условиям способствуют мероприятия, заключающиеся в том, что датчики прямого подключения и/или исполнительные механизмы прямого подключения выполнены с возможностью комбинирования в различные функциональные блоки, которые являются приводимыми в действие посредством устройства управления.

Различные возможности управления, например, с распределенной обработкой данных, при этом могут быть присвоены различные центры тяжести, получаются благодаря тому, что промышленная сеть выполнена способной к мультиуправлению.

Один предпочтительный вариант осуществления структуры и функционирования заключается в том, что блок инициализации является частью центрального блока, и что для инициализации в блоке инициализации записана программа инициализации.

Монтажу и вводу в эксплуатацию или изменениям конфигурации благоприятствует то, что, наряду с двумя предусмотренными для нормальной работы рабочими линиями, промышленная сеть обладает двумя дополнительными сигнальными линиями для инициализации.

Кроме того, для инициализации и монтажа являются преимущественными меры, заключающиеся в том, что каждый датчик прямого подключения и/или исполнительный механизм прямого подключения имеет каскад отсутствия инициализации и подключаемое и отключаемое концевое согласующее сопротивление.

С помощью мероприятий, заключающихся в том, что к промышленной сети подключены другие абоненты шины, такие как по меньшей мере один блок подключения датчика, блок подключения к шине и другой центральный блок, предоставляются возможности дальнейшего расширения контрольного устройства распределительного шкафа. Например, с помощью этих мероприятий к промышленной сети могут быть подключены имеющиеся датчики или исполнительные механизмы, и/или промышленная сеть может быть соединена линией для передачи данных с вышестоящими контрольными блоками и шинными системами или сетями.

Дальнейшие предпочтительные возможности выполнения контрольного устройства распределительного шкафа образуются благодаря тому, что центральный блок оснащен другими датчиками и/или исполнительными механизмами, и/или разъемами для соединения с другими датчиками, и/или исполнительными механизмами.

Изобретение будет более подробно описано ниже на примерах осуществления и со ссылками на рисунки. Показано на:

Фиг.1 - схематическая блочная схема первого примера выполнения контрольного устройства распределительного шкафа с промышленной сетью,

Фиг.2 - схематическая блочная схема еще одного примера выполнения контрольного устройства распределительного шкафа со структурой промышленной сети,

Фиг.3 - подключаемое к промышленной сети согласно фиг.1 и 2 устройство ввода-вывода в виде блочной схемы,

Фиг.4 - блок подключения к шине в виде блочной схемы, и

Фиг.5 - схематическое изображение функционального блока.

На фиг.1 показан первый пример осуществления контрольного устройства распределительного шкафа с центральным блоком 10 и подключенной к нему промышленной сетью 20, которая выполнена в виде CAN-шины. Она является способной к мультиуправлению, то есть многие абоненты шины могут функционировать или определены в качестве ведущих (Master).

Центральный блок 10, который является или может быть частью обширного устройства управления, имеет, наряду с интерфейсом 112 промышленной сети, к которому подключена промышленная сеть 20, другие интерфейсы, такие как, например, другое место подключения 106 для последовательной шины (RS232), релейный разъем 107 для использования релейных функций для пользователя, интерфейс 102 универсальной последовательной шины (USB) для подключения приборов с соответствующим стандартизованным интерфейсом, место 103 соединения для Ethernet-подключения или же перехода к другой подчиненной сети, а также возможности подключения для устройства 101 отображения и сетевой блок 100 для электрического энергоснабжения. Кроме того, центральный блок 10, как показано для примера, имеет устройство 104 звуковой сигнализации, элементы 105 ввода и отображения, один или несколько датчиков 108 температуры, один или несколько датчиков 109 влажности, цифровой вход 110 и датчик двери 111.

Как понятно из фиг.2, центральный блок 10 может быть наделен другими свойствами, таким как другой интерфейс 113 промышленной сети, другой интерфейс 102 универсальной последовательной шины, место 114 соединения для беспроводной связи, например, с приемной и передающей антенной для радиосвязи, а также блок 116 считывания карт памяти для доступа уполномоченных лиц.

Наряду с названными датчиками температуры и датчиками влажности, в качестве датчиков принимаются во внимание другие датчики, как они описаны в названных вначале публикациях. Например, в случае датчиков речь может идти о датчиках дыма, датчиках вибрации (например, трехмерные датчики ускорения), датчиках положения двери, датчиках измерения тока и напряжения, датчиках для идентификации людей для контроля доступа, датчиках для компонентов устройств кондиционирования, таких как счетчик часов работы, детектор утечек и т.п., в то время как в случае исполнительных устройств рассматриваются устройства для функций управления распределительного шкафа, такие как компоненты устройств кондиционирования, такие как вентиляторы, насосы и т.п., исполнительные механизмы для дверных замков, устройства отображения сигнализаторов и аварийных устройств и т.п.

В данном случае датчики и исполнительные механизмы выполнены в виде датчиков 30 прямого подключения или исполнительных механизмов 30′ прямого подключения для непосредственного подключения к промышленной сети 20 или другой промышленной сети 21, и для этого имеют соответствующие схемы 300 подключения к шине. Помимо этого, датчики 30 прямого подключения и исполнительные механизмы 30′ прямого подключения имеют соответствующий деблокирующий каскад (Enable), каскад отсутствия инициализации (Not-Initialized) и концевое согласующее сопротивление шины, при этом посредством деблокирующего каскада деблокирующий сигнал может прерываться или передаваться следующему абоненту шины, прежде всего следующему датчику 30 прямого подключения или исполнительному механизму 30′ прямого подключения, может поддерживаться на определенном уровне напряжения или переключаться на более низкий уровень, прежде всего на уровень массы, сигнал отсутствия инициализации, и посредством соответствующего переключателя может подключаться или отключаться от шины концевое согласующее сопротивление шины.

Как также показано на фиг.2, кроме датчиков 30 прямого подключения или исполнительных механизмов 30′ прямого подключения к соответствующей промышленной сети 20 (и, соответственно, также к промышленной сети 21) в качестве других абонентов шины могут быть подключены блок 31 подключения датчиков с местами подключения для других датчиков и/или исполнительных механизмов, прежде всего обычного типа, через приспособленные места подключения, при этом эти датчики и/или исполнительные механизмы являются распознаваемыми кодовыми схемами, например, по их сопротивлениям, или подключено устройство 32 сопряжения для оснащенных последовательным интерфейсом шины (RS422) приборов. Через еще одно устройство 33 сопряжения может быть, например, предпринято соединение с другой шиной по типу функции межсетевого интерфейса.

Соответственно, в качестве еще одного абонента, к промышленной сети 20 или 21 может быть также подсоединено показанное на фиг.3 устройство 34 ввода-вывода, а именно, через разъемы 344 (вход) и 345 (выход). В данном случае устройство 34 ввода-вывода имеет также релейные выходы 343, а также клавиатуру и светодиоды 342 отображения состояния и место 341 подключения для подлежащих подключению компонентов или приборов.

Как и другое устройство 33 сопряжения, посредством показанного на фиг.4 устройства 35 сопряжения с шиной может быть установлено соединение с другой шиной, при этом подключение к данной промышленной сети происходит через входной разъем 352 и выходной разъем 353, и через место 351 подсоединения существуют другие возможности подключения к последовательной шине (RS422/RS485).

На фиг.5 показан функциональный блок 50, который через автоматическое управление 500 группами может соединять друг с другом большое число пользователей, например датчик 301 температуры, датчик 302 доступа, а также силовой выключатель 303 и устройство 304 отображения, которые подключены к промышленной сети. При этом для того чтобы можно было предпринимать приспособление к разным условиям применения и изменяющимся воздействиям, возможность комбинирования абонентов шины выполнена универсальной. При этом комбинирование может происходить, например, через динамическую поверхность, которая подключена к устройству управления, например через центральный блок 10. При этом динамическая поверхность может находиться удаленно от местного контрольного устройства распределительного шкафа и, например, быть соединена с передачей данных через вышестоящую сеть. При этом датчики и исполнительные механизмы или датчики 30 прямого подключения или исполнительные механизмы 30' прямого подключения, а также, при необходимости, другие абоненты шины, могут быть соединены друг с другом через динамическую сетевую поверхность, при этом функциональные блоки имеют входы, к которым могут быть подключены датчики, прежде всего датчики 30 прямого подключения, и, кроме того, имеют выходы, через которые могут быть подключены исполнительные механизмы, прежде всего также исполнительные механизмы 30' прямого подключения. Показанный на фиг.5 пример осуществления функционального блока 50 относится к функции кондиционирования. Предпочтительно, в случае способной к мультиуправлению шинной технологии абоненты шины могут между собой брать на себя полную функциональность функционального блока за счет того, что, например, выключатель 303 питания или же силовой выключатель сам распознает все условия, в которых он должен переключать. Тогда он выполнен так, что он вместе с другими абонентами шины может оценивать информацию о состоянии и самостоятельно принимать решение, когда достигнуто состояние переключения. Тогда центральный блок 10 мог бы, например, брать на себя лишь функцию конфигурирования и, возможно, подключения к вышестоящей сети (такой как Ethernet). Тогда, будучи однажды сконфигурированным, функциональный блок может работать самостоятельно без центрального блока 10 в качестве самостоятельной части устройства управления. Конфигурирование делает возможной сопряжение различных абонентов шины и их установки, например заданные значения или номинальные значения.

В другой конструкции контрольного устройства распределительного шкафа может быть предусмотрен другой центральный блок, так что за счет избыточности образуются расширенные возможности контроля и управления, например, для быстрой подачи сигнала тревоги в отношении вышестоящей системы контроля.

За счет выполнения контрольного устройства распределительного шкафа с датчиками 30 прямого подключения и исполнительными механизмами 30' прямого подключения, число возможных датчиков или же исполнительных механизмов не ограничивается заданным числом соединительных разъемов, а может гибко задаваться и расширяться программным обеспечением. Посредством адресации абонентов шины, прежде всего датчиков 30 прямого подключения и/или исполнительных механизмов 30′ прямого подключения, они однозначно распознаются. Помимо этого, в данном случае особый вариант выполнения заключается в том, что посредством инициализации шинной системы с абонентами распознается также их место встраивания и после нового конфигурирования посредством добавлением абонентов шины, замены или уменьшения количества, запускается, предпочтительно автоматически, новая инициализация. Для этого при каждом включении контрольного устройства распределительного шкафа, после отключения питания или также при изменении компонентов аппаратного обеспечения во время непрерывной работы проводится инициализация.

Все абоненты шины, прежде всего датчики 30 прямого подключения и исполнительные механизмы 30' прямого подключения, оснащены двумя выводами для подключения к шине, входом и выходом. Предпочтительно, при общем потреблении тока, например, более 10 мА на первичной стороне (при напряжении питания 24 В постоянного тока) конкретный датчик или исполнительное устройство переключается по напряжению для того, чтобы гарантировать, что может быть осуществлено извещение по шине без того, чтобы была превышена имеющаяся в распоряжении устройства управления, прежде всего центрального блока 10, мощность. Только после деблокирования устройством управления, прежде всего центральным блоком 10, конкретный датчик или исполнительный механизм будет активирован с более высоким потреблением энергии для того, чтобы начать выполнять свою функцию датчика или функцию исполнительного механизма. На каждый абонент шины может подключаться или отключаться концевое согласующее сопротивление.

Для того чтобы сделать возможной автоматическую адресацию абонентов, прежде всего датчиков 30 прямого подключения и/или исполнительных устройств 30' прямого подключения, используются через вывод деблокирования деблокирующие сигналы, а через вывод отсутствия инициализации - сигнал отсутствия инициализации. Через эти сигнальные выводы также сообщается об изменении конфигурации шины (например, при приеме нового абонента шины). Каждый абонент шины имеет возможность разрывать предназначенную для деблокирующего сигнала линию деблокирующего сигнала к следующему абоненту шины посредством активного управляемого переключателя. Дополнительно, деблокирующий сигнал может быть переключен на массу. Эта функция переключения должна иметь возможность происходить в направлении центрального блока 10 или же блока инициализации блока управления (который встроен в центральный блок 10). Поскольку настоятельно не задано, на какой стороне абонента шины находится вход и выход, предпочтительно предусмотрено, что переключение на массу может происходить на обеих сторонах служащего для разрыва переключателя. Также и линия сигнала отсутствия инициализации может быть переключена абонентом шины на массу. Предусмотрено, что на эту сигнальную линию не оказывается влияние при возврате в исходное состояние или же в присутствии возвращенного в исходное состояние абонента шины. Деблокирующий сигнал используется для того, чтобы во время процесса инициализации абонента шины последовательно запускать в работу абонентов шины. После завершения инициализации линия деблокирующего сигнала используется для распознавания разрыва кабеля. Для этого последний абонент шины получает от блока инициализации команду перевести деблокирующий сигнал на низкий уровень. Тем самым возможен контроль за шинным соединением. Сигнал отсутствия инициализации служит для того, чтобы предоставить находящимся сзади на шине абонентам возможность сообщить об их присутствии в направлении вперед.

Ниже будет более подробно описан пример осуществления инициализации датчиков 30 прямого подключения или исполнительных механизмов 30′ прямого подключения. Блок инициализации имеет повышающее сопротивление для повышения напряжения деблокирующего сигнала и сигнала отсутствия инициализации, например до уровня напряжения питания. Предпочтительно, уровни деблокирующего сигнала и сигнала отсутствия инициализации оцениваются в аналоговой форме, так как исходят из того, что низкий уровень вследствие переходных сопротивления по длине линии шины в чисто цифровой форме возможно не является надежно оцениваемым.

Сначала датчики 30 прямого подключения или же исполнительные механизмы 30′ прямого подключение еще не инициализированы.

Блок инициализации подключает напряжение питания к промышленной сети 20.

Каждый абонент шины, в данном случае, например, датчики 30 прямого подключения и/или исполнительные механизмы 30′ прямого подключения, при запуске находится в неинициализированном состоянии и отключает посредством активно управляемого переключателя деблокирующий сигнал и уменьшает сигнал отсутствия инициализации до напряжения массы. Концевое согласующее сопротивление шины стандартным образом отключено. В состоянии отсутствия инициализации соответствующему датчику 30 прямого подключения или исполнительному механизму 30′ прямого подключения не разрешается никакая коммуникация, кроме как для инициализации, как описано ниже.

Блок инициализации переключает деблокирующий сигнал и сигнал отсутствия инициализации через повышающее сопротивление на уровень напряжения питания. Повышающее сопротивление может быть также длительно активным.

Первый датчик 30 прямого подключения или же исполнительный механизм 30′ прямого подключения на промышленной сети 20 стартует и видит на входе деблокирующий сигнал. Он включает концевое согласующее сопротивление шины в активное состояние. Поскольку деблокирующий сигнал к следующему абоненту шины прерван, он является единственным неинициализированным абонентом промышленной сети 20 с имеющимся в наличии деблокирующим сигналом. В этом состоянии блок инициализации и соответствующий датчик 30 прямого подключения или же исполнительный механизм 30′ прямого подключения (или, при необходимости, другой абонент шины) могут обмениваться необходимыми для инициализации данными. Блок инициализации присваивает соответствующему абоненту шины адрес. Кроме того, в рамках инициализации абонент шины сообщает блоку инициализации свои типовые характеристики, то есть в данном случае тип датчика или тип исполнительного механизма, серийный номер и т.д., а также максимальное потребление мощности. Блок инициализации решает, имеет право или нет рассматриваемый абонент шины начать свою работу. При необходимости, абонент шины получает сообщение, вслед за которым он после деблокировки блоком инициализации начинает свою нормальную работу и для этого, например, подключает питание своей собственной сенсорной техники.

Кроме того, после завершения инициализации линия деблокирования подключается к следующему абоненту шины и подается сигнал отсутствия инициализации. Если сигнал отсутствия инициализации остается на низком уровне, то абонент шины знает, что на шине находится по меньшей мере еще один неинициализированный абонент, и поэтому самостоятельно отключает концевое согласующее сопротивление шины. Предпочтительно, концептуально проверяется, обеспечивается ли при последовательном протекании инициализации в каждом случае, что следующий неинициализированный абонент шины действительно расположен дальше на промышленной сети 20. Следующие имеющиеся на промышленной сети 20 абоненты сообщают о себе друг за другом таким же образом.

Если все абоненты шины инициализированы, то блок инициализации узнает об этом по тому, что сигнал отсутствия инициализации изменяется до уровня напряжения питания. После этого фаза инициализации завершится, и последнему абоненту в цепи будет дано указание перевести деблокирующий сигнал на низкий уровень.

Если при текущей работе получится состояние, когда деблокирующий сигнал на стороне блока инициализации изменится на уровень напряжения питания (обрыв кабеля) или сигнал отсутствия инициализации изменится на низкий уровень (например, при подключении нового датчика), то полное питание шины будет кратковременно прервано, чтобы запустить у всех абонентов шины процесс сброса (Reset) и начать новую инициализацию.

Каждый абонент шины запоминает точную идентификацию блока инициализации, которому он послал сообщение о себе, чтобы во время инициализации иметь возможность установить, не изменилось ли что-нибудь в конфигурации. Эта информация важна для блока инициализации и вышестоящей оценки.

Посредством описанного типа уведомления запускается автоматически протекающая адресация абонентов шины, кроме того, могут определяться места встраивания посредством последовательности абонентов шины, соответственно датчиков 30 прямого подключения и/или исполнительных механизмов прямого подключения 30', на промышленной сети 20.

Инициализация всегда проводится после включения напряжения питания. Тем самым распознаются изменения конфигурации, которые проводятся в выключенном состоянии.

Всегда, когда при текущей работе добавляется или удаляется абонент шины, соответственно датчик 30 прямого подключения или же исполнительный механизм 30' прямого подключения, при этом при удалении промышленная сеть 20 кратковременно разъединяется и поэтому следующий абонент изменяется в состояние отсутствия инициализации, блок инициализации посредством сигнала отсутствия инициализации может распознать необходимость новой инициализации.

Каждый спадающий фронт сигнала отсутствия инициализации обрабатывается посредством новой инициализации для того, чтобы иметь возможность правильно обработать вмешательство в промышленную сеть 20 при текущем процессе инициализации.

Параллельно с используемой для коммуникацией адресацией каждым абонентом шины управляется логический адрес, на который может влиять пользователь. Тем самым обеспечивается, что, например, при изменении последовательности не должен приспосабливаться монтажной схемы монтаж вышестоящей конфигурации.

Для проведения инициализации преимущество имеет структура промышленной сети 20, в которой дополнительно к использованным во время нормальной работы обоим жилам шинной линии используются еще две жилы для процесса инициализации.

Описанное контрольное устройство распределительного шкафа предоставляет гибкие возможности приспособления к различным целям применения распределительных шкафов при надежном принципе действия и удобном для пользователя монтаже.

Изобретение относится к контрольному устройству распределительного шкафа, которое через промышленную сеть соединено с различными датчиками и/или исполнительными устройствами для контроля и управления различными функциями распределительного шкафа, такими как кондиционирование, регулирование влажности, контроль доступа. Технический результат заключается в создании контрольного устройства распределительного шкафа с надежной передачей данных и возможностью приспособления к разным случаям применения распределительных шкафов. Для этого предложены контрольное устройство и способ, в которых по меньшей мере часть датчиков и/или исполнительных устройств в качестве датчиков прямого подключения и/или исполнительных механизмов прямого подключения оснащены собственными схемами подключения к шине и через них подсоединены к промышленной сети, и устройство управления имеет блок инициализации или выполнено с возможностью соединения с подобным блоком, через который датчики прямого подключения и/или исполнительные механизмы прямого подключения являются инициализируемыми перед их запуском в работу и при этом автоматически адресуемыми, а затем на основании индивидуально присвоенных адресов посредством устройства управления являются соединенными с обменом данными для их работы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Контрольное устройство распределительного шкафа с управляющим устройством, которое через промышленную сеть (20) соединено с различными датчиками и/или исполнительными устройствами для контроля и управления различными функциями распределительного шкафа, такими как кондиционирование, регулирование влажности, контроль доступа,
отличающееся тем, что
- по меньшей мере часть датчиков и/или исполнительных устройств в качестве датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения оснащены соответственно собственными схемами (300) подключения к шине и через них подсоединены к промышленной сети (20), и
- устройство управления имеет блок инициализации или выполнено с возможностью соединения с подобным блоком, через который датчики (30) прямого подключения и/или исполнительные механизмы (30′) прямого подключения являются инициализируемыми перед их запуском в работу и при этом автоматически адресуемыми, а затем на основании индивидуально присвоенных адресов посредством устройства управления являются соединенными с обменом данными для их работы,
- каждый датчик (30) прямого подключения и/или исполнительный механизм (30′) прямого подключения, а также блок инициализации снабжены деблокирующим каскадом,
- к началу инициализации лишь в блоке инициализации посредством деблокирующего каскада включен деблокирующий сигнал, который является распознаваемым со стороны входа на первом из подключенных к промышленной сети датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения, в то время как он является нераспознаваемым последующими контактирующими с промышленной сетью датчиками (30) прямого подключения и/или исполнительными механизмами (30′) прямого подключения,
- в этом состоянии инициализация первого датчика (30) прямого подключения и/или исполнительного механизма (30′) прямого подключения является осуществляемой путем присвоения его адреса блоком инициализации и сообщения его характеристических, сохраненных в нем данных о свойствах блоку инициализации, и после его инициализации и произошедшего уведомления через его деблокирующий каскад деблокирующий сигнал является переключаемым к следующему датчику (30) прямого подключения и/или исполнительному механизму (30′) прямого подключения, после чего последовательно происходит инициализация последующих и, при необходимости, других последующих датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения, и
- последовательность датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения является сохраняемой в устройстве управления.

2. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что промышленная сеть выполнена в виде CAN-шины.

3. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство управления имеет по меньшей мере один соединенный или выполненный с возможностью соединения с промышленной сетью центральный блок (10), через который является осуществимым конфигурирование инициализированных датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения.

4. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что датчики (30) прямого подключения и/или исполнительные механизмы (30′) выполнены с возможностью комбинирования в различные функциональные блоки (50), которые являются приводимыми в действие посредством устройства управления.

5. Контрольное устройство по п.1, отличающееся тем, что промышленная сеть выполнена способной к мультиуправлению.

6. Контрольное устройство по одному из пп.3-5, отличающееся тем, что блок инициализации является частью центрального блока, и что для инициализации в блоке инициализации хранится программа инициализации.

7. Контрольное устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что промышленная сеть, наряду с двумя предусмотренными для нормальной работы линиями рабочих данных, имеет две дополнительные сигнальные линии для инициализации.

8. Контрольное устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что каждый датчик (30) прямого подключения и/или исполнительный механизм (30′) прямого подключения имеет каскад отсутствия инициализации и подключаемое и отключаемое концевое согласующее сопротивление.

9. Контрольное устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что к промышленной сети подключены другие абоненты шины, такие как по меньшей мере один блок (31) подключения датчика, блок (35) подключения к шине и/или другой центральный блок.

10. Контрольное устройство по п.7, отличающееся тем, что к промышленной сети подключены другие абоненты шины, такие как по меньшей мере один блок (31) подключения датчика, блок (35) подключения к шине и/или другой центральный блок.

11. Контрольное устройство по одному из пп.3-5 или 10, отличающееся тем, что центральный блок оснащен другими датчиками и/или исполнительными механизмами и/или разъемами для соединения с другими датчиками и/или исполнительными механизмами.

12. Контрольное устройство по п.6, отличающееся тем, что центральный блок оснащен другими датчиками и/или исполнительным механизмами и/или разъемами для соединения с другими датчиками и/или исполнительными механизмами.

13. Способ инициализации контрольного устройства распределительного шкафа с подключенными к промышленной сети (20) датчиками и/или исполнительным механизмами и имеющим блок инициализации устройством управления,
отличающийся тем, что
- датчики и/или исполнительные механизмы по меньшей мере частично подключают напрямую к промышленной сети (20) в качестве датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения,
- к началу инициализации лишь в блоке инициализации деблокирующий сигнал и сигнал отсутствия инициализации приводят в состояние под напряжением, в то время как деблокирующие сигналы в датчиках прямого подключения (30) и/или исполнительных механизмах (30′) прямого подключения являются неподключенными,
- первый из датчиков прямого подключения (30) или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения распознает деблокирующий сигнал блока инициализации на своем входе и подключает концевое согласующее сопротивление,
- затем производят обмен данными между блоком инициализации и первым датчиком (30) прямого подключения или исполнительным механизмом (30′) прямого подключения для инициализации,
- при этом блоком инициализации первому датчику (30) прямого подключения или исполнительному механизму (30′) прямого подключения присваивается адрес, и от него блоку инициализации сообщаются характеристические, хранимые в нем данные о свойствах,
- блок инициализации решает, имеет ли право первый датчик прямого (30) подключения или исполнительный механизм (30') прямого подключения начать нормальную работу на промышленной сети, и он, при необходимости, регистрируется,
- датчик (30) прямого подключения или исполнительный механизм (30′) прямого подключения затем при начале нормальной работы включает питание своей сенсорной техники или исполнительного органа и передает деблокирующий сигнал последующему на промышленной сети датчику (30) прямого подключения или исполнительному механизму (30′) прямого подключения и подает сигнал отсутствия инициализации,
при этом он распознает, что имеется еще по меньшей мере один следующий датчик (30) прямого подключения или исполнительный механизм (30′) прямого подключения благодаря тому, что сигнал отсутствия инициализации остается на исходном уровне напряжения, прежде всего на уровне массы, и при обнаружении наличия самостоятельно отключает концевое согласующее сопротивление, и
- последовательно инициализируют соответствующим образом, при необходимости, следующие расположенные на промышленной сети датчики (30) прямого подключения и/или исполнительные механизмы (30′) прямого подключения и затем инициализацию завершают,
- при этом запоминают распознанную последовательность подключенных к промышленной сети датчиков (30) прямого подключения и/или исполнительных механизмов (30′) прямого подключения.