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CN101635417A - 插塞连接器模块 - Google Patents

插塞连接器模块 Download PDF

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CN101635417A
CN101635417A CN200910160514A CN200910160514A CN101635417A CN 101635417 A CN101635417 A CN 101635417A CN 200910160514 A CN200910160514 A CN 200910160514A CN 200910160514 A CN200910160514 A CN 200910160514A CN 101635417 A CN101635417 A CN 101635417A
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connector module
plug connector
data
field apparatus
plug
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霍尔格·埃伯哈德
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Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种插塞连接器模块(100)，所述插塞连接器模块(100)具有至少一个插塞连接器(110a)，所述至少一个插塞连接器(110a)用于与现场设备(200)机电连接，该现场设备特别是用于过程技术中的测量数据捕获。根据本发明，插塞连接器模块(100)包括用于存储数据的存储器单元(120)和实现与现场设备(200)数据连接的通信接口(130)。

Description

插塞连接器模块
技术领域
本发明涉及一种插塞连接器模块，所述插塞连接器模块具有至少一个插塞连接器，所述至少一个插塞连接器用于与现场设备机电连接，该现场设备特别是用于过程技术中的测量数据捕获。
背景技术
传统的插塞连接器和插塞连接器模块仅用于设备的机电接触，诸如用于过程技术中测量数据捕获的设备的机电接触，例如，用以与诸如现场总线的数据总线建立数据连接。此外，已知插塞连接器，该插塞连接器提供集成的测试功能性，以测试通过插塞连接器实现的数据连接。以这种方式，例如，能够探测到数据线的错误布线和缺少或有缺陷的总线终端。例如，相应的状态报告通过布置在插塞连接器中的发光二极管光学地发出信号。
发明内容
本发明的目的是改进上述类型的插塞连接器模块，以达到提供增加的实用性目标。
根据本发明，在上述类型的插塞连接器模块的情形下，该目的由以下特征实现：插塞连接器模块包括用于存储数据的存储器单元；并且提供能够与现场设备数据连接的通信接口。经由本发明的通信接口，有利地是，能够将来自与插塞连接器模块连接的现场设备的数据传递到插塞连接器模块内，以便然后将该数据存储在本发明的存储器单元中用于以后应用。
这样，有利地地是，为以特别简单的方式在不同现场设备之间交换数据提供了机会。具体地说，本发明的插塞连接器模块能够用于将配置数据从第一现场设备传递到第二现场设备。
在本发明的实施例的具体优选形式的情形下，插塞连接器模块被实施成能够经由通信接口自动读取所连接的现场设备的配置数据，并且将这种数据存储在存储器单元内，从而有利地是不需要关于现场设备维修的专业技术知识，便将其配置数据传递到本发明的插塞连接器模块。
在本发明的实施例的另外的具体优选形式的情形下，插塞连接器模块被实施成能够经由通信接口将存储在存储器单元内的配置数据自动传递到所连接的现场设备，从而在也不用专业技术知识的情况下，仅通过使用现有现场设备的早先存储的配置就可实现新设备的配置。
上述自动读取和传递优选地分别通过合适的通信协议来控制，该通信协议既在本发明的插塞连接器模块中实现，也在对应的现场设备中实现。例如，一旦本发明的插塞连接器模块经由其插塞连接器中的一个已与相关现场设备连接，总是能够分别进行自动读取和传递。能够以本质上已知的方式，例如经由既控制通信接口也能够访问存储器单元的集成微控制器，进行本发明的插塞连接器模块的过程流程控制。
特别有益的是，具体在数据总线系统的情形下使用本发明的插塞连接器模块，能够存储和在不同的现场设备之间传递参与的现场设备的地址。例如，以这种方式，在Profibus兼容的现场设备的情形下，能够几乎自动地在不同现场设备之间传递现场设备的Profibus地址，由此，有利地是，防止了设备置换的情形下特别频繁的故障源。
为了将旧现场设备的Profibus地址和其他配置数据传递到新现场设备，维修人员仅需要将本发明的插塞连接器模块与已配置的旧现场设备连接，以便将其数据自动地本地存储在本发明的插塞连接器模块内。然后，维修人员将本发明的插塞连接器模块与未配置的新现场设备连接，以便重新获得本地存储在本发明的插塞连接器模块内的配置数据，并且将这种数据传递给新现场设备。通过使用本发明使得新现场设备的与错误来源相关联的手动配置变得没有必要。
当存储器单元包括非易失性存储器时，具体是包括EEPROM(电可擦除可编程ROM)、和/或闪速EEPROM、和/或MRAM(磁阻RAM)存储器时，在实施例的另外形式中提供将数据特别可靠的存储在本发明的插塞连接器模块中。
在本发明另外的变型中，提供了本发明的插塞连接器模块对本地数据存储的特别容易的扩展性，根据该变型，存储器单元包括存储器接口，该存储器接口用于与外部存储器模块连接，具体与USB(通用串行总线)存储器模块或SD存储器卡(安全数字存储器卡)连接。
根据本发明，为了防止未经授权的外部存储器模块的移除或外部存储器模块与插塞连接器模块的分离，能够另外提供用于锁定外部存储器模块的装置，例如机械地实施该装置。
通常，还可选的是，以插塞连接器模块记录所有的事件(与现场设备连接、或移除现场设备等)、并且将这种事件本地存储在一个或多个记录文件中以使能够进行以后的计算的方式，构造本发明的插塞连接器模块。
在本发明的另外的变型的情形下，特别有利地是，设置由经由至少一个插塞连接器实现的机电连接形成的通信接口，其中，具体地，经由至少一个插塞连接器实现的连接的数据线用于形成1线接口。以这种方式，在任何情况下，最佳利用在现场设备上或在对应的插塞连接器内存在的资源。
取代1线接口，还能够建立其他数据连接，该数据连接的配置仅由对应的插塞连接器或现场设备中的数据线的数量或布线来限制。在插塞连接器具有足够多的数据线的情形下，例如还可选形成并行接口，从而能够在现场设备与插塞连接器模块之间进行数据交换。
在本发明另外的有利变型的情形下，通信接口由无线和/或光学数据连接形成，并且插塞连接器模块包括用于与现场设备建立无线和/或光学数据连接的装置，例如紫蜂(ZigBee)或蓝牙(Bluetooth)兼容的收发器和/或光学收发器。
具体在无线数据连接的情形下，不再必须地需要将本发明的具有插塞连接器的插塞连接器模块插塞到相关的现场设备中。然而，例如，通过插塞连接器添加建立的机电连接能够有利地用于如经由无线数据连接开始自动数据交换。
优选地，本发明的插塞连接器模块包括用于电能供应的集成能量源，在该情形下，该集成能量源能够优选是长寿命电池或大容量电容器，具体是所称的双层电容器。
可替代地或作为补充，还能够提供用于电能供应的集成能量供应单元，该集成能量供应单元被实施成存储和/或转化经由现场设备的插塞连接器或数据总线接收的电能。为此，集成能量供应单元能够使用合适的(直流)电压转换器等。
优选地，本发明的插塞连接器模块还包括用于干扰抑制的集成装置，该用于干扰抑制的集成装置能够具体由至少一个干扰抑制电阻形成，该干扰抑制电阻具体串联地与至少一个插塞连接器的数据线连接。更复杂的滤波网络、带通滤波器、用于过电压偏转的部件等同样能够被集成到本发明的插塞连接器模块中。
本发明的插塞连接器模块还能够有利地包括多个不同的插塞连接器，从而该插塞连接器模块能够与不同现场设备或系统一起使用。在这种情形下，不同插塞连接器能够既关于其机械形状也关于电参数或其组合有所不同。
在足够大的存储器容量的情形下，本发明的插塞连接器模块还能够有利地用作数据记录器，用于记录与其连接的现场设备的测量值或其他运行变量。例如，本发明的插塞连接器模块能够与确定的测量点固定关联，并且在设备置换的情形下能够将数据从旧现场设备传递到新现场设备，从而在设备置换等期间也提供测量点的相关参数的连续数据记录。以这种方式，事实上，称为“记录薄”的测量点可在产生多个安装设备等时实现。
用于待连接现场设备的识别、或兼容性、测试的信息可同样被存储在本发明的插塞连接器模块中。以这种方式，待被存储的数据集能够特别安全地与确定的现场设备相关联。
根据以下附图所示的本发明实施例的示例的描述，本发明的其他特征、应用的机会、和优点将变得显而易见。在这种情形下，所有描述或示出的特征单独或以任何组合形成本发明的主题，而不管其在专利权利要求中的概述或其相关性，以及不管其在说明书中或在附图中的形式或表述。
附图说明
附图示出以下内容：
图1是本发明的插塞连接器模块的实施例的第一形式的示意性框图；
图2a是本发明的插塞连接器模块的实施例的第二形式的示意性框图；以及
图2b是本发明的插塞连接器模块的实施例的另一形式的示意性框图。
具体实施方式
图1示出本发明的插塞连接器模块100的实施例的第一形式的示意性框图。插塞连接器模块100包括插塞连接器110a，该插塞连接器110a用于与现场设备200机电连接，该现场设备200具体能够是用于在过程技术中捕获测量数据的设备。
根据本发明，插塞连接器模块100包括通信接口130，从而能够经由通信接口130与现场设备200进行数据交换。对于本地数据存储，本发明的插塞连接器模块100包括存储器单元120，该存储器单元优选集成在插塞连接器模块100中。具体在无持久电能供应时，当存储器单元120包括确保数据保存的非易失性存储器时，具体是包括EEPROM和/或闪速EEPROM和/或MRAM存储器时，提供特别安全和可靠的数据存储。
有利地是，经由本发明的通信接口130，能够将与插塞连接器模块100连接的现场设备200的数据传递到插塞连接器模块100中，然后存储在本发明的存储器单元120中用于以后应用。
这样，有利地是，为以特别简单的方式在不同现场设备200之间交换数据提供了机会。具体地说，例如在设备置换或引入新的但有待配置的设备的情形下，本发明的插塞连接器模块100能够用于将配置数据从第一现场设备200传递到第二现场设备(未示出)。
在本发明的实施例的具体优选形式的情形下，插塞连接器模块100被实施成经由通信接口130自动读取所连接的现场设备200的配置数据，并且将这种数据存储在存储器单元120内，从而有利地是不需要关于现场设备200维修的专业技术知识，便将其配置数据传递到本发明的插塞连接器模块。简单地建立插塞连接器模块100与现场设备200之间的插塞连接足以开始本发明的数据交换。
在本发明的实施例的另外的具体优选形式的情形下，插塞连接器模块100被实施成经由通信接口130将存储在存储器单元120内的配置数据自动传递到所连接的现场设备200，从而在也不用专业技术知识的情况下，仅使用现有现场设备200的早先存储的配置就可实现新设备的配置。
上述自动读取和传递优选地分别通过合适的通信协议来控制，该通信协议既在本发明的插塞连接器模块100中实现，也在对应的现场设备200中实现。例如，一旦本发明的插塞连接器模块100经由其插塞连接器110a中的一个已与相关现场设备200连接，总是能够分别进行自动读取和传递。
能够以本质上已知的方式，例如使用既控制通信接口130也能够访问存储器单元120的集成微控制器(未示出)，进行本发明的插塞连接器模块100的过程流程控制。
在本发明另外的变型中，提供了本发明的插塞连接器模块100对本地数据存储的特别容易的扩展性，其中，存储器单元120具有存储器接口120a，该存储器接口120a用于与外部存储器模块160连接，具体与USB(通用串行总线)存储器模块或SD存储器卡(安全数字存储器卡)连接。
在足够大的存储器容量的情形下，本发明的插塞连接器模块100还能够有利地用作数据记录器，用于记录与其连接的现场设备200的测量值或其他运行变量。例如，本发明的插塞连接器模块100能够与确定的测量点如用于在过程链中记录pH值的测量点固定关联，并且在设备置换的情形下能够将数据从旧现场设备200传递到新现场设备，从而在设备置换等期间也提供pH测量点的相关参数的连续数据记录。以这种方式，事实上，称为“记录薄”的测量点可在产生多个安装设备等时实现。
用于待连接现场设备200的识别、或兼容性、测试的信息可同样被存储在本发明的插塞连接器模块100中。以这种方式，待被存储的数据集能够特别安全并可靠地与确定的现场设备200相关联。
此外，根据本发明，为了防止未经授权的外部存储器模块160的移除，能够设置用于锁定外部存储器模块160的装置(未示出)，其中，例如机械地实施该装置。
通常，还可选的是，以插塞连接器模块100记录所有的事件(与现场设备200连接、或移除现场设备200等)、并且将这种事件本地存储在一个或多个记录文件中以使能够进行随后的计算的方式，构造本发明的插塞连接器模块100。
在本发明的另外的变型的情形下，特别有利地是，设置由经由至少一个插塞连接器110a实现的机电连接形成的通信接口130，其中，具体地，经由至少一个插塞连接器110a实现的连接的数据线(未示出)用于形成1线接口。以这种方式，在任何情况下，最佳利用在现场设备200上或在对应的插塞连接器110a内存在的资源。
取代1线接口，还能够建立其他数据连接，该数据连接的配置仅由对应的插塞连接器110a或现场设备200中的数据线的数量或布线来限制。在插塞连接器具有足够多的数据线的情形下，例如还可选形成并行接口，从而能够在现场设备与插塞连接器模块之间进行数据交换。
例如，当现场设备200包括Profibus兼容系统时，那么本发明的插塞连接器模块100的插塞连接器110a能够同样有利地被设计成Profibus兼容，并且通信接口130由Profibus标准限定。
根据本发明，可替代地或补充地，与上述的1线接口相比较，Profibus兼容的插塞的连接110a的单个或多个数据线还能够用于实现另一种数据连接、或其他协议。
经由系统接口140a，例如Profibus接口、4～20mA传递器、电流回路等，插塞连接器模块100上位单元140如控制系统或控制单元连接。例如，上位单元140能够用于控制过程的可视化和/或监测，在该过程中，现场设备200记录测量数据。
本发明的插塞连接器模块100还能够有利地包括多个不同的插塞连接器110a、110b(对照图2a)，从而该插塞连接器模块100能够与不同现场设备200或系统一起使用。例如，第一插塞连接器110a能够被设计成Profibus兼容，而第二插塞连接器110b被设计成SMA插塞连接器，从而能够将高频数据传递到其他系统。因此，插塞连接器模块100具有两个可用的不同的通信接口130a、130b，这两个通信接口130a、130b能够与对应兼容的系统进行数据交换。
根据本发明，既经由第一通信接口130a也经由第二通信接口130b获得的数据能够被存储在存储器单元120中。当然，同样能够在相反的方向上进行数据交换。因此，插塞连接器模块100能够在Profibus兼容的设备与具有可高频的SMA插塞连接器的设备之间进行特别简单的数据交换。
不同插塞连接器110a、110b关于其机械形状以及电参数或其组合能够大致不同。
在图2中示出的本发明另外的有利变型的情形下，通信接口130c由无线数据连接形成。因此，插塞连接器模块100包括用于与另一设备如图1的现场设备200建立无线数据连接的装置140。
例如，装置140能够是紫蜂(ZigBee)或蓝牙(B1uetooth)兼容的收发器、或与广泛分布的RFID标签兼容的收发器。
因此，有利地是，图2b中示出的插塞连接器模块100能够经由两个硬连线的插塞连接器110a、110b和对应的通信接口130a、130b分别与其他设备进行数据交换；然而，作为补充，也经由通信接口130c由无线电进行数据交换。
优选经由对应的插塞连接器(未示出)，同样能够进行光学数据连接应用，提供所述插塞连接器以在光导纤维之间建立光学连接。在对应的红外发送器和/或接收器能够集成在本发明的插塞连接器模块100的壳体中的情形下，实现光学数据连接的另一方式是经由IrDA(红外数据协会)兼容接口。
具体在无线数据连接的情形下，不再必须地需要将本发明的具有插塞连接器110a、110b的插塞连接器模块100插塞到对应的现场设备200或其合适的即互补的插塞连接器(未示出)中。然而，例如，通过插塞连接器110a、110b添加建立的机电连接能够有利地用于如经由无线数据连接开始自动数据交换。
优选地，本发明的插塞连接器模块100包括未示出的用于电能供应的集成能量源，在该情形下，该集成能量源能够优选是长寿命电池或大容量电容器，具体是所称的双层电容器。
可替代地或作为补充，同样未示出，能够提供用于电能供应的集成能量供应单元，该集成能量供应单元被实施成存储和/或转化经由现场设备200的插塞连接器110a、110b或数据总线接收的电能。为此，集成能量供应单元能够使用本领域技术人员所知的用于电能转换的合适的(直流)电压转换器和其他电路或电路部件。
优选地，本发明的插塞连接器模块100还包括用于干扰抑制的集成装置，该用于干扰抑制的集成装置能够具体由至少一个干扰抑制电阻形成，该干扰抑制电阻优选串联插入到至少一个插塞连接器110a、110b的数据线中。更复杂的滤波网络、带通滤波器、用于过电压偏转的部件等同样能够被集成到本发明的插塞连接器模块100中。
本发明的插塞连接器模块100能够在不同或类似的现场设备200之间实现特别简单的数据交换。具体在自动数据交换的情形下，不需要维修单个现场设备200的专业知识，也能够由没有维修现场设备的专业知识的人员执行从第一现场设备200到第二现场设备的配置数据的传递。
具体地，通过使用本发明的插塞连接器模块100大为简化在过程技术中的现场设备200的置换。特别有利地是，本发明的插塞连接器模块100的应用使得现场设备200的手动配置变得没有必要，所述手动配置总代表错误的重要来源。
本发明的插塞连接器模块100另外能够有利地用作数据记录器，即除了仅仅在多个现场设备200之间传递配置数据的之外，本发明的插塞连接器模块100例如允许涉及数据捕获的测量点。
本发明的插塞连接器模块100的插塞连接器110a还能够被有利地实施成：电接触能够通过到另外的例如互补的插塞连接器(未示出)连接，从而能够将插塞连接器模块100也经由该插塞连接器110a插入到如两个现场设备之间的现有数据连接中。在该应用的情况下，插塞连接器模块100优选用作数据记录器，该数据记录器监测两个现有现场设备之间的通信并且将该通信存储在其存储器单元120中用于以后的计算。

Claims (19)

1.插塞连接器模块(100)，具有至少一个插塞连接器(110a)，所述至少一个插塞连接器(110a)用于与现场设备(200)机电连接，该现场设备特别是用于在过程技术中的测量数据捕获，其特征在于，所述插塞连接器模块(100)包括用于存储数据的存储器单元(120)和实现与所述现场设备(200)数据连接的通信接口(130)。
2.根据权利要求1所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述插塞连接器模块被实施成经由所述通信接口(130)从所连接的现场设备(200)自动读取配置数据，并且将所述配置数据存储在存储器单元(120)内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述插塞连接器模块被实施成经由所述通信接口(130)将存储在所述存储器单元(120)内的配置数据自动传递到所连接的现场设备(200)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述插塞连接器模块被实施成存储和/或在不同的现场设备(200)之间传递所述现场设备(200)的专用参与地址，特别是Profibus兼容的现场设备(200)的Profibus地址。
5.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述存储器单元(120)包括非易失性存储器，特别是EEPROM和/或闪速EEPROM和/或MRAM存储器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述存储器单元(120)包括存储器接口(120a)，所述存储器接口(120a)用于与外部存储器模块(160)连接，该外部存储器模块特别是USB(通用串行总线)存储器模块或SD存储器卡(安全数字存储器卡)。
7.根据权利要求5所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，设置用于锁定外部存储器模块(160)的装置，特别是用于防止未经授权移除所述外部存储器模块(160)或用于防止与所述插塞连接器模块(100)分离。
8.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述通信接口(130)由经由所述至少一个插塞连接器(110a)实现的机电连接形成，其中，具体地，经由所述至少一个插塞连接器(110a)实现的所述连接的数据线用于形成1线接口。
9.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述通信接口(130)由无线和/或光学数据连接形成，并且所述插塞连接器模块(100)包括用于与所述现场设备(200)建立无线和/或光学数据连接的装置(140)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，用于电能供应的集成能量源。
11.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，用于电能供应的集成能量供应单元，所述能量供应单元被实施成存储和/或转化经由插塞连接器(110a)接收的电能。
12.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，用于干扰抑制的集成装置，特别是至少一个干扰抑制电阻，所述干扰抑制电阻与所述至少一个插塞连接器(110a)的数据线连接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，设置多个不同的插塞连接器(110a、110b)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的插塞连接器模块(100)，其特征在于，所述存储器单元(120)特别是关于其存储器容量被设计成作为数据记录器来记录与所述插塞连接器模块连接的所述现场设备的测量值或其他运行变量。
15.用于将数据从第一现场设备传递到第二现场设备的方法，所述方法包括如下步骤：
将根据前述权利要求1至14中任一项所述的插塞连接器模块(100)与所述第一现场设备(200)连接；
将已存储在所述第一现场设备(200)中的数据特别是自动地本地存储在所述插塞连接器模块(100)内；
将所述插塞连接器模块(100)与所述第二现场设备连接；
重新获得所述本地存储在所述插塞连接器模块(100)内的数据，并且将所述数据传递给所述第二现场设备。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中，所述数据是配置数据，所述配置数据被存储在所述第一现场设备(200)内。
17.根据权利要求15或16所述的方法，
其中，所述数据包括所述第一现场设备(200)的专用参与地址，特别是Profibus兼容的现场设备的Profibus地址。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，
其中，所述数据由所述插塞连接器模块(100)自动传递给所述第二现场设备。
19.根据权利要求15或18中任一项所述的方法，
其中，所述第一现场设备(200)的所述数据被自动地本地存储在所述插塞连接器模块(100)内。
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