CN1797866A - 具有一个插座和一个电气模块的电气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气装置(6)，其包括一个电气模块(8)用于在该电气模块(8)和一个另外的电气装置之间通信。有一个标识发送器(14)，它有一个第一位置和一个第二位置，在第一位置上时电气模块(8)处于非操作状态，在第二位置上时电气模块(8)处于操作状态。另外有一个标识接收器(20)，它与标识发送器(14)在第二位置上共同作用，以便分析由标识发送器(14)定义的信息。该电气装置(6)使得一种替代的编址方案成为可能，其中，固定安装的插座(12)的位置或至插座(12)的布线被编址，因为信息发送器(14)在插座(12)上。

Description

具有一个插座和一个电气模块的电气装置

技术领域

本发明涉及一种电气装置，它具有一个电气模块用于在该模块和其它电气装置之间通信。

背景技术

一种这样的电气装置例如应用在复杂的技术系统中，例如应用在采暖、通风和空调设备、入口和湿度监控系统或普通建筑物自动设备中。EP 1 211 582描述了一种建筑物自动设备，其中大量所谓的现场设备，例如传感器和执行机构需要操作。单个的设备组成在一个这样的建筑物自动设备中通过一个下面称为I/O模块系统的输入和输出模块系统和一个或多个总线系统进行通信。

I/O模块系统形成在现场设备和其它设备组成之间的接口。它们用于将一个自动站的总线信号转换成用于现场设备的信号或者相反。I/O模块系统通常装配在一个安装条上并且安置在开关柜中。在安装I/O模块系统时首先将一个插座装配到安装条上，然后将电气I/O模块固定到插座上并且电接触。

通过一个总线系统的通信典型地要求单个现场设备和I/O模块可以编址。在所述EP 1 211 582 B1中借助于在一个I/O模块上可调的通信地址进行编址，这些通信地址储存在I/O模块的一个永久性存储器模块(例如一个非易失性存储器(NVRAM))中。

在需要从一个插座上脱开电气单元或模块时通常存在危险，即在维护或更换有故障的电气模块时混淆了电气模块。这例如可能导致一个在系统中具有已知地址的电气模块在维护后插在一个错误的插座内并且从而配属于另一个现场设备。这可能导致系统的故障功能。为了排除这种危险，EP 592 923 A1介绍了一种电气装置，它具有一个机械的钥匙-锁装置。只有带有适配的钥匙的电气模块才匹配到插座的锁中。

在EP 592 923 A1中介绍的钥匙-锁装置要求也许多个电气模块插到插座上，直到带有适配的钥匙的模块匹配到插座的锁中。这可能要求更高的时间花费。

发明内容

因此，本发明的任务是提出一种电气装置，它以一种另外的方式防止在维护或维修之后出现系统故障功能。一种这样的电气装置包括一个电气模块用于在该电气模块和一个另外的电气装置之间通信。有一个标识发送器，它有一个第一位置和一个第二位置，在第一位置上时电气模块处于非操作状态，在第二位置上时电气模块处于操作状态。有一个标识接收器，它与标识发送器在第二位置上共同作用，以便分析由标识发送器定义的信息。

在一个实施例中，电气装置有一个插座，它可取下地安放电气模块并且与之电接触。所述插座在此包含标识发送器。

电气装置使得一种替代的编址方案成为可能。在已知的系统中，例如一个可取下的I/O模块分配一个地址并且存储在模块中。在此描述的电气装置中，相反的是，固定安装的插座的位置或至插座的布线被编址，因为信息发送器在插座上。因此可取下的I/O模块不进行直接的编址。仅当模块插入到插座上并且接触时，才确定I/O模块在该位置的地址或功能，例如作为至一个温度传感器的连接件。

附图说明

在下面借助于附图的详细描述解释下面实施例的各个方面、优点和新的特征。

图1用于监控、控制和/或调节建筑物的操作技术的设备的结构的

实施例的原理结构；

图2.1和2.2电气装置的一个实施例在不同安装状态下的示意图；

图3电气装置的电气模块的一部分的实施例包括一个信息发送器和一个信息接收器的示意图；

图4按图3的局部视图，其中，信息发送器与信息接收器接触；

图5和6用于信息发送器和信息接收器共同作用的实施例的示意图。

具体实施方式

下面借助于一个建筑物自动系统描述一个电气装置的不同的实施例。然而技术人员知道，电气装置的各特征普遍地可以应用在任何一个系统中，在该系统中，电气装置在系统内的位置对于系统的功能是决定性的，例如在一个用于建筑物和设备的危险报警系统中、在一个电子仪器(例如一台计算机)内、或者在汽车或飞机的一个电气装置中。

图1在一个示意图中显示一个用于监控、控制和/或调节建筑物自动系统的结构的一个实施例的原理结构。在所示实施例中，一种通信介质1将单元2、3与一个电气装置6连接，以便能够与这些设备组成以及在这些设备组成之间通信。技术人员知道，在一个这样的结构中，多个电气装置6可以连接到通信介质1上，如图1所示省略号。

在图1中为了描述而详细显示了电气装置6的一个实施例。如下文还要详细说明的，图1显示在一个服务状态的电气装置6。该电气装置6包含一个电气模块8并且可以作为集成的单元直接连接到通信介质1上。有一个标识发送器14，它有一个第一位置和一个第二位置，在第一位置上时电气模块8处于非操纵状态，在第二位置上时电气模块8处于操纵状态。另外有一个标识接收器20，它与标识发送器在第二位置上共同作用，以便分析由标识发送器定义的信息。

在另一在图1中显示的实施例中，电气装置6包含两个组件，即电气模块8和一个插座12，它可取下地安放并且电接触电气模块8，以便能够在电气模块8和其它电气装置之间通信。插座12包含标识发送器14，它有一个第一和一个第二位置。在第一位置上，电气模块8非操作地安装在插座12内。电气模块8包含标识接收器20，它与标识发送器14在第二位置上共同作用，以便分析由标识发送器14定义的信息。

在一个实施例中，单元2、3分别是一个调节器和/或控制器，并且电气装置6是一个I/O模块，它用于控制和适配与之连接的现场设备5。电气装置6可以在一个实施例中通过一个另外的总线系统与其它的I/O模块连接，如图1省略号所示。另外，电气装置6可以有一个用于用户接口的操作装置10。在电气装置6的一个变型方案中，操作装置10也可以包括一个用于屏幕显示终端或一台移动式计算机的接头。在图1所示结构的一个实施例中，单元2通过一种另外的通信介质18与一个上级的系统例如与一个中心连接。在需要时，单元3与一个屏幕显示终端或一台计算机4连接。

可用在该结构中的总线系统和技术例如是LON、ECHELON公司的LonWorks^TM、欧洲的安装总线EIB或者按德国标准DIN 19245定义的PROFIBUS。原则上取代总线系统或者作为它的补充也可以使用光学的和混合的数据通信线路或者无线网络，例如一个玻璃纤维网络或者蜂窝式无线电话网，例如GSM或UMTS。

电气装置6有多个用于现场设备5的连接位A、B。原则上，每个电气装置6的实施的连接位的数量可以在宽的界限内选择。

连接位A、B原则上相同地构成并且通常可以用作为输入端口和作为输出端口，例如是双向的并且用于模拟和数字信号。连接位A、B分别有多个连接点(例如四个)用于现场设备5。通用的连接位A、B因此可应用于多种现场设备类型，也即可以用于传感器或者致动器，即分别有或没有馈电地通过连接位A或B用于带有模拟输入、模拟输出、数字输入或数字输出的现场设备。现场设备5例如可以是一个用于测量过程参数的传感器或者一个用于影响过程参数的伺服驱动装置。因此例如可以在连接位A、B上连接一个温度计、一个湿度计、一个用于通风蝶阀的伺服驱动装置、一个气体传感器、一个开关或者一个带有位置反馈的执行机构。

为了更深入地说明，图2.1和2.2显示电气装置6在不同安装状态下的实施例，即在一个未安装的状态(图2.1)和一个已安装的状态(图2.2)下的实施例。在如图2.1显示的未安装的状态下，电气模块8未安装在插座12上。在该状态下，信息发送器14不与电气模块8的信息接收器20接触。在图2.2中，电气模块8安装到插座12上并且电接触。信息发送器14在该状态下与信息接收器20接触。

在一个实施例中，可以这样构成信息发送器14和信息接收器20，使得当信息发送器14与信息接收器20接触时电气模块8机械锁止。例如只要服务技工中断该接触，电气模块8就知道，应该中断它的运行并且自动断开。然后电气模块8可以安全无危险地从插座12上取出。

在一个实施例中，电气装置6另外占据一个例如在图1中表示的服务状态。在该状态下，信息发送器14同样不与信息接收器20接触。电气模块8位于插座12内，然而不再与插座12电接触。通过电气模块8与插座12的分离并且从而与现场设备5的分离，它们可以由服务技工安全无危险地检查和维护。因为电气模块8和信息发送器14与插座12保持机械连接，排除了或者至少显著降低了在重新用另一个结构相同的组件插入时的混淆的危险。

图3和4示意简化地显示了电气模块8的一部分，以便原理性地解释一个实施例。电气模块8的所示部分是电气模块8的一个理论的剖面，它这样放置，使得可以看到信息接收器20的更近的周围。技术人员知道，它在此只是一个原理性的实施例并且也可以有利的是辅助的和/或其它的元件，以便达到期望的机械或电子功能。

如图3所示，电气模块8包括一个壳体26，它包含信息接收器20。从外面看，在一个实施例中，信息接收器20的一部分可视为插孔。在壳体26之外是信息发送器14，它在一个实施例中构成为插头，它匹配信息接收器20的插孔。在壳体26内有一个带有一个接触区22的印刷电路板21。一个接触元件24有一个接触点28并且直接或间接与壳体26连接。在图3中，信息发送器14不与信息接收器20接触并且接触点28不碰到接触区22。电气装置6因此既不处于未安装状态也不处于服务状态。

图4显示在电气装置6的安装状态时的电气模块8的一部分。在该状态下，信息发送器14与信息接收器20接触。信息发送器14在此施加一个力到接触元件24上并且将接触元件24、从而也将接触点28沿印刷电路板21的方向压。在该状态下，接触点28碰到接触区22。信息发送器14因此是一个电触点，它使电气模块8进入一个预定的状态。在一个实施例中，该预定的状态包含一个或多个功能或者一个地址的分配。在另一实施例中，预定状态可以是功能和地址的组合。

在一个实施例中，接触元件24是一个板式弹簧，它由一种导电的材料，例如铜、铜合金或者弹簧钢制成。

板式弹簧这样固定在壳体26上，使得它在如图3所示的静止状态下不与接触区22接触并且贴靠在一个凸起30上。直到信息发送器14将板式弹簧从凸起30上顶离并且接触点28靠在接触区22上，因此产生电接触。只要信息发送器14又从信息接收器20上离开，那么接触中断并且接触元件24在凸起30上占据静止状态。

在电气装置6的一个实施例中，导电板21有多个接触区22。在该实施例中，每个接触区22配有一个接触点28。接触区22的数量等于接触点28的数量。接触区22和相应的接触点28的数量可以在宽的界限内选择并且与所期望的功能、允许的模块费用和空间需求相一致。在一个对于在建筑物自动设备中应用的实施例中，每个电气装置6典型地有八个或者十个接触位。

在图3和4中解释的原理适用于每个接触位。信息发送器14相应于接触区22和接触点28的数量配置。也就是说，信息发送器14在一个实施例中有相应数量的“位置”，它们或者通过一个元件或者一个自由位占据。一个元件压到一个接触元件24上，而一个自由位不压到接触元件24上。每个接触位可以是开放的或者连接的，这取决于信息发送器14是否压到一个接触元件24上。通过一个例如选择的八个接触位，例如可以编码127个地址或者功能，或者地址与功能的组合。信息发送器14在一个实施例中有至少两个元件，因此能够区别两种情况，在一种情况中信息发送器14被插入，在另一种情况中信息发送器14没有被插入。

图5和6示意显示用于信息发送器14和信息接收器20的共同作用的实施例。图5显示信息发送器14，它可以绕着一根轴线32摆动并且具有八个接触元件24。各接触元件24在静止状态下不接触板21上的八个接触区22。信息发送器14有一个主体34和从主体34上伸出的元件Ti，i＝1，2，3...。在所示实施例中，信息发送器14可以有八个元件T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8，然而它在元件T3、T4和T4、T5之间的位置上没有元件。也就是说，没有元件T4、T6，它们因此在图6中通过虚线显示。在图6中，信息发送器14摆入。元件T1、T2、T3、T5、T7、T8将相应的接触元件24压到接触区22上。没有元件(在此为T4和T6)与之相对的接触元件24未被压到接触区22上。

在一个实施例中采取专门的预防措施，因此例如电气模块8在插入或者脱离信息发送器14时不解释错误的地址或功能。例如在插入时，元件T1首先与一个接触元件24接触，然后剩下的元件和与之相配的接触元件24接触。为了在该时间期间避免未定义的状态，在一个实施例中只有与元件T8接触才接通电路。也就是说，只有当信息发送器14完全插入时，模块8才得到电。除了连接电路的功能外，在一个实施例中，元件T8略短于其它的元件T1-T7。因此另外还确保，当所有其它元件T1-T7已经处于其有效位置上时，元件T8才压到一个接触元件24上。

所述电气装置6能够使电气装置6的位置编址或者在该位置确定电气装置6的功能。为此，信息发送器14可以对于每个位置分别借助于元件T1-T8编码。一个这样的编码可以在一个实施例中包含复位功能，通过复位功能可以将电气模块8设置在初始状态。另外，信息发送器14与信息接收器20的共同作用可以使电气模块8机械锁止。因此在一个实施例中得到一种主开关功能，因为只要信息发送器14从信息接收器20上脱离，那么电气模块8自动切断。

Claims (13)

1.一种电气装置(6)，其包括一个电气模块(8)用于在该电气模块(8)和一个另外的电气装置之间通信，其特征在于：有一个标识发送器(14)，它有一个第一位置和一个第二位置，在第一位置上时电气模块(8)处于非操作状态，在第二位置上时电气模块(8)处于操作状态；有一个标识接收器(20)，它与标识发送器(14)在第二位置上共同作用，以便分析由标识发送器(14)定义的信息。

2.按权利要求1所述的电气装置(6)，其中有一个插座(12)，它可取下地安放电气模块(8)并且与之电接触。

3.按权利要求2所述的电气装置(6)，其中在插座(12)上设置标识发送器(14)。

4.按权利要求3所述的电气装置(6)，其中电气模块(8)在非操作状态下非操作地安装在插座(12)上，并且在操作状态下操作地安装在插座(12)上。

5.按上述权利要求1至4之一所述的电气装置(6)，其中所述信息为电气模块(8)定义一个地址，以便在一个系统中标识电气模块(8)。

6.按上述权利要求1至4之一所述的电气装置(6)，其中所述信息为电气模块(8)定义一个预定的操作状态。

7.按上述权利要求1至6之一所述的电气装置(6)，其中标识发送器(14)是插头，并且其中标识接收器(20)是插孔，以便安放标识发送器(14)的至少一部分。

8.按权利要求7所述的电气装置(6)，其中插头有元件(T1-T8)，它们与标识接收器(20)的接触元件(24)共同作用。

9.按权利要求7所述的电气装置(6)，其中插头包含一个由元件(T1-T8)和自由位构成的组合，该组合与标识接收器(20)的接触元件(24)共同作用。

10.按权利要求7至9之一所述的电气装置(6)，其中标识接收器(20)包含作为接触元件(24)的板式弹簧。

11.按权利要求8至10之一所述的电气装置(6)，其中标识发送器(14)和标识接收器(20)产生锁止，其将电气模块(8)机械锁止。

12.按权利要求11所述的电气装置(6)，其中如果所述锁止松开，那么电气模块(8)断开。

13.按权利要求2至12之一所述的电气装置(6)，其中标识发送器(14)活动地固定在插座(12)上。

Images