專利名稱：用于可靈活擴展的自動化設備的中央組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于可 靈活擴展的自動化設備的中央組件，也稱作存儲程序控制裝置。
背景技術(shù)：
已知的多種市場上或?qū)＠募忻枋龅目蓴U展自動化設備，也 被稱為存儲程序控制裝置可以適配于不同的自動化任務，并且尤其可 以使用到工業(yè)自動化技術(shù)領(lǐng)域以及開關(guān)及控制技術(shù)的領(lǐng)域中。
自動化設備通常模塊化地由中央組件、通信耦合器以及擴展模 塊(例如外部輸入/輸出模塊)組成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的中央組件包括
多個不同組件，如中央單元(也稱作CPU)、電源、用于連接外部輸
入及輸出模塊的接口。外部輸入/輸出模塊通過設計為輸入/輸出總線 的內(nèi)部總線連接與中央組件電連接。
目前，零電壓下有效地存儲殘存數(shù)據(jù)，也就是例如操作系統(tǒng)或 應用程序的程序變量則要基于靜態(tài)的數(shù)據(jù)存儲模塊，其在自動化設備 斷電時由能源存儲器(電池、電容或蓄電池)來供電并且由此可以保 存變量的數(shù)值。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提出一種用于可靈活擴展的自動化設備 的中央組件，其中將不依賴于能源存儲器而確保在中央組件中的數(shù) 據(jù)，尤其是應用程序變量的零電壓下有效的存儲，同時也降低了中央
組件的CPU的運算功率。
根據(jù)本實用新型，該目的通過一種用于可靈活擴展的自動化設 備的中央組件來實現(xiàn)，該中央組件具有權(quán)利要求1所述的特征。根據(jù) 本實用新型的中央組件的有利設計方案及改進方案在從屬權(quán)利要求
5和說明書中給出。
根據(jù)本實用新型的中央組件可以通過至少一個連接在輸入/輸 出總線上的外部的、優(yōu)選設計為外部輸入/輸出模塊的擴展模塊來進 行擴展。在中央組件的殼體(200)中設置有用于連接外部輸入/輸出 模塊的接口、帶有設計為微控制器的中央單元的第一電子組件、帶有 用于將中央組件連接到處理器上的輸入及輸出端的第二電子組件以 及用于中央組件電源的第三電子組件。
中央組件的第一電子組件具有第一微控制器；臨時存儲器， 用于在中央組件運行時存儲例如操作系統(tǒng)、應用程序及應用程序變量 的數(shù)據(jù)；閃存，用于零電壓下有效地過渡存儲存放在臨時存儲器中的 數(shù)據(jù)。在存儲器中分別存放了至少一個應用程序和操作系統(tǒng)(也成為 固件)。
由臨時存儲器輸送到閃存中的數(shù)據(jù)隨后將稱為殘存數(shù)據(jù)，因為 在中央組件電壓中斷時將一直保存在閃存中。
如果自動化設備的中央組件處在運行狀態(tài)中，殘存數(shù)據(jù)被存儲 在臨時存儲器中并且由存儲器的應用程序來使用。應用程序通過第一 微控制器來設置。
根據(jù)本實用新型，在應用程序中集成有第一操作程序，其在中 央組件電源中斷時將殘存數(shù)據(jù)存放到閃存中。
另外，在應用程序中集成有第二操作程序，其在電壓重新得到 供應時借助于第二操作程序?qū)⒅按娣旁陂W存中的數(shù)據(jù)重新復制到 臨時存儲器中。
臨時存儲器和閃存之間的數(shù)據(jù)交換通過第一微控制器在內(nèi)部地 址/數(shù)據(jù)控制總線上執(zhí)行。
通過使用閃存來用于數(shù)據(jù)的過渡儲存由此而以有利的方式確保 了數(shù)據(jù)，優(yōu)選是自動化設備的中央組件的應用程序變量的數(shù)據(jù)在零電 壓下有效的存儲。
在根據(jù)本實用新型的中央組件的設計方案中，在中央組件的第 二電子組件上設置作為預處理器的第二、成本低廉的微控制器，其與 設置第二電子組件上的輸入及輸出端連接并且為第一控制器控制和評估位于輸入及輸出端上的工藝電壓、來自于處理器的開關(guān)信號和/ 或控制信號以及由第一微控制器輸出的信號(隨后也稱為處理信號)。 處理信號的預處理通過存放在第二微機算器上的程序?qū)崿F(xiàn)。 例如預處理的操作程序有
-為帶有參數(shù)化時間常數(shù)的數(shù)字輸入信號進行輸入過濾， -實現(xiàn)模擬值測量 _實現(xiàn)模擬值輸出
-計數(shù)操作程序，例如正數(shù)計數(shù)/倒數(shù)計數(shù)或者作為快速處理的 計數(shù)操作程序的遞增信號
-提供帶有可調(diào)整脈沖寬度的周期性矩形信號的數(shù)字輸出。
位于根據(jù)本實用新型的中央組件中的作為預處理器設置的第二 微控制器可以以有利的方式實現(xiàn)，降低自動化設備的中央組件的第一 中央微控制器的計算功率。
通過在第二位控制器中集成快速處理的計算操作程序同樣也不 會要求第一微控制器對于該操作程序的計算功率。
在根據(jù)本實用新型的中央組件的有利設計方案中設計出，為了 實現(xiàn)模擬值測量及模擬值輸出部分地使用到第二微控制器的硬件結(jié) 構(gòu)，例如借助于集成在第二微控制器中的數(shù)字轉(zhuǎn)換器，從而無需要求 第一微控制器的計算功率。
在中央組件的特別的設計方案中，中央組件的第二微控制器與 用于數(shù)字輸入信號的參數(shù)化輸入信號過濾裝置連接，其中參數(shù)化輸入 信號過濾裝置的操作(程序)集成在第二微控制器的應用程序中。
第一和第二微控制器之間的通信在串行通信接口上實現(xiàn)。
為了在第一和第二微控制器之間快速傳輸信號，例如在通信接 口上沒有達到快速地串行傳輸時，在根據(jù)本實用新型的中央組件的另 一有利設計方案中，第一微控制器與第二微控制器通過并行數(shù)字信號 線路連接。
中央組件的三個電子組件優(yōu)選分別設置在單獨的載體上，其設 計為印刷電路板或電路板。優(yōu)選地，帶有第三電子組件的第三載體設 置在帶有第二電子組件的第二載體和帶有第一電子組件的第一載體
7之間。
中央組件的第一和第二載體與第三載體機械且電連接。優(yōu)選地， 載體為了機械且電連接相互間焊接，例如載體通過焊接的插腳實現(xiàn)連 接。由此而取消了單一載體之間的插塞連接并且實現(xiàn)了更好的機械穩(wěn) 定性。
載體彼此間成直角地設置，其中容納有電源和連接外部輸入及 輸出模塊的接口的第三載體設置在容納有內(nèi)部輸入及輸出模塊的第 二載體與容納有中央單元的第一載體之間。
在中央組件的優(yōu)選實施例中，僅僅第一和第三載體具有連接件， 優(yōu)選是可插拔或可焊接的接線夾、接線板或接線盒，例如用于連接設 計為輸入及輸出模塊的其他外部擴展模塊的外部信號。因為載體彼此 焊接并且確保了載體之間的電連接而無需額外的插塞連接，所以實現(xiàn) 了三個電子組件或載體之間插塞連接的減少。
在中央組件的優(yōu)選實施例中，在第一載體也設置有以太網(wǎng)接口 禾口/或一個優(yōu)選可遮蓋的裝置，作為用于容納可加裝的配件的插槽。 可加裝的配件可以是可更換的用于其他接口電路、存儲卡或用于容納 時鐘的印刷電路板。
因為設置在不同載體上的電子組件可以利用各種合適而有利的 焊接方法來制造，所以相對于在三個載體上對應其功能來協(xié)調(diào)不同功 能的組件，通過中央組件的簡單的機械機構(gòu)可以成本低廉地制造中央 組件。

本實用新型以及有利的設計方案、改進方案及本實用新型的其 他優(yōu)點可以借助于以下附圖所示的實施例來詳細描述和說明。 圖1示出了舉例的自動化設備，
圖2示出了中央組件的硬件結(jié)構(gòu)的實施例， 圖3示出了第一電子組件的實施例，
圖4示出了帶有輸入及輸出端的第二電子組件的實施例， 圖5示出了帶有中央組件電源的第三電子組件的實施例， 圖6示出了用于可靈活擴展的自動化設備的中央組件的實施例，圖7示出了中央組件的印刷電路板的實施例，該印刷電路板帶 有在其上設置的電子組件，
圖8示出了印刷電路板相互間的連接解決方案，以及
圖9示出了位于印刷電路板上的裝置的實施例，該裝置作為用
于容納可加裝配件的插槽。
具體實施方式

圖1示出了帶有根據(jù)本實用新型的中央組件1的自動化設備，
該中央組件可以通過多個在輸入/輸出總線3以及總線邏輯模塊(在 圖3中示出)上連接的外部的、優(yōu)選設計為輸入/輸出模塊的擴展模 塊2進行擴展。
外部輸入/輸出模塊2分別具有由一個或多個印刷電路板構(gòu)成的 組件PCB4，用于容納外部輸入/輸出模塊2的電子組件EA1、 EA2并 且分別通過接口 4與連接到自動化設備上的處理器連接。
中央組件1的殼體200包括三個印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3。 第一印刷電路板PCB1設置用于容納用于中央單元的第一電子組件 11，該中央單元由微控制器、存儲器和邏輯電路模塊設置而成。另外， 在印刷電路板PCB1上設置有用于輸入/輸出總線3的邏輯電路。
在第二印刷電路板PCB2上具有帶有接口 5的第二電子組件21，
該接口用于將中央組件1的輸入及輸出端連接到處理器上。
第三印刷電路板PCB3設置用于容納帶有中央組件1電源6的第 三電子組件31。
圖2示出了中央組件1的硬件結(jié)構(gòu)的實施例，該中央組件帶有 設置在印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3上的三個電子組件11、 21、 31。 印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3和電子組件11、 21、 31相互機械且電 連接，其中圖8示出了印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3相互間的連接 7。
中央組件1的第一電子組件具有設計為接口的連接件和以太網(wǎng) 接口 13，該連接件用于設計為RS485的串行接口。
可選地，用于其他接口電路，例如額外存儲卡(例如設計為SD存儲卡)的接口14和另一接口 (C0M2RTC) 15也可以設置用于與額 外的印刷電路板連接，該印刷電路板用于容納時鐘和/或第二串行接 □。
帶有用于所連接的處理器的數(shù)字輸入及輸出信號的接口 5的第 二印刷電路板PCB2通過連接7與第一和第三印刷電路板PCB1、 PCB3 上的電子組件電11、 31連接。
電源6通過第三印刷電路板PCB3為中央組件1供電。
用于外部輸入/輸出模塊的連接件通過輸入/輸出總線3設置在 第三印刷電路板上。
圖3示出了印刷電路板PCB1上的中央組件1的第一電子組件11 的實施例。
第一電子組件11具有第一微控制器16;臨時存儲器17，用 于在運行時間內(nèi)存儲例如操作系統(tǒng)、應用程序及應用程序變量的數(shù) 據(jù)；閃存18，用于過渡儲存存放在臨時存儲器17中的數(shù)據(jù)；以及裝 置9;用于初始配置第一微控制器16。在存儲器17、 18中分別存放 至少一個應用程序PROGR和操作系統(tǒng)FW。
第一微控制器16配備有用于參數(shù)化的串行接口3、 10、 12、 13、 15的連接件SPI、 SCC3、 SCC4、 SMC1、 FEC2;用于電壓中斷探測 器19的連接件IRQ1;電源36，為第三電子組件31供電；以及RUN/ST0P 開關(guān)RS (啟動/暫停開關(guān))，其也可以設計為按鍵。
通過RUN/ST0P開關(guān)RS可以啟動或暫停中央組件1的程序，在 此期間RUN/ST0P開關(guān)RS在RUN (啟動)和STOP (暫停)之間切換。
在連接件SCC3上連接有RS485接口。連接件FEC2設置用于以 太網(wǎng)接口 13并且連接件SCC4設置用于第一微控制器16與位于第二 印刷電路板PCB2上的第二微控制器26 (例如ATMegal6型號的微控 制器)的串行通信線路a。
在特別有利的設計方案中，為了設置在第一電子組件11上的 MPC852-控制器16和設置在第二印刷電路板PCB2上的第二微控制器 26之間快速的信號傳輸設置有并行數(shù)字信號線路b，其將來源于 MPC852-控制器16的輸出信號通過地址/數(shù)據(jù)控制總線8和數(shù)據(jù)或信
10號存儲器40傳輸?shù)降诙娮咏M件21的第二微控制器26上。
另外，在MPC852-控制器16的另一連接件IRQ2上可以連接其他 的并行數(shù)字信號線路c，其以有利的方式實現(xiàn)通過第二印刷電路板 PCB2來快速地傳輸數(shù)字處理信號。
可選地，第一微控制器16在其連接件SMC1和Portl上通過設 置在第三印刷電路板PCB3上的用于另一接口 15的插塞連接與額外的 用于容納時鐘RTC和/或第二串行接口 COM2的印刷電路板連接。
作為第一微控制器16，根據(jù)圖3示出了來自于PPC家族的 MPC852-控制器。PPC (PowerPC)表示所使用的微控制器技術(shù)。作為 示例的MPC852-控制器的串行接口 3、 12、 13、 15的連接件SPI、SCC3、 SCC4、 SMC1、 FEC2也可以應用到其他作業(yè)方案中，或者也可以使用 PPC家族的其他微控制器或其他微控制器家族的微控制器類型。
根據(jù)本實用新型，自動化設備的中央組件數(shù)據(jù)在零電壓下有效 地存儲由此實現(xiàn)，即在中央組件1的運行狀態(tài)中，殘存數(shù)據(jù)被存儲到 臨時存儲器17中并且通過存放在存儲器中的應用程序PR0GR由 MPC852-控制器16使用。應用程序PR0GR由MPC852-控制器16配置。
根據(jù)本實用新型，在應用程序PR0GR集成有第一操作程序，其 在中央組件1的電源6中斷時將殘存數(shù)據(jù)存放到閃存18中。
另外，在應用程序PR0GR中集成有第二操作程序，其在電壓重 新提供時借助于第二操作程序?qū)⒅按娣旁陂W存18中的數(shù)據(jù)再次復 制到臨時存儲器17中。
在閃存18和MPC852-控制器16之間的數(shù)據(jù)交換以及臨時存儲器 17、閃存18和用于初始化第一微控制器16的初始配置的裝置9之間 的數(shù)據(jù)交換都通過內(nèi)部地址/數(shù)據(jù)控制總線8來實施。
另外，地址/數(shù)據(jù)控制總線8通過數(shù)據(jù)或信號存儲器40與顯示 裝置50連接，該顯示裝置例如用于顯示中央組件1的錯誤報告和/ 或運行狀態(tài)。
數(shù)據(jù)或信號存儲器40也像MPC852-控制器16(在連接件SPI上) 一樣與總線邏輯模塊10連接，該總線邏輯模塊用于適配輸入/輸出總 線3的控制信號?？偩€邏輯模塊io設計為固定布線的邏輯電路并且設置用于通過
輸入/輸出總線3連接其他外部輸入/輸出模塊。
MPC852-控制器16可以可選地具有用于其他接口電路，例如額 外存儲卡的連接件。
圖4示出了帶有用于連接的處理器的輸入及輸出端DI、 D0、 AI、 A0的第二電子組件21的實施例，該第二電子組件設置在第二印刷電 路板PCB2上。
在內(nèi)部輸入/輸出端或輸入及輸出電路601、 602上將變換信號 的水平。在處理器端上的典型水平是用于數(shù)字信號的0或24V直流電 壓或者用于模擬信號的0到10V或0到20mA。數(shù)字輸入端DI和數(shù)字 輸出端DO通過電流分隔裝置27與第二微控制器26的電勢絕緣。
帶有在其上設置的第二微控制器26的第二電子組件21通過連 接a在串行接口與第一微控制器16連接。
另外，第二微控制器26可以通過信號線路b、 c與第一電子組
件11連接。
并行數(shù)字信號線路b設置用于在設置在第二印刷電路板PCB2上 的第二微控制器26與設置在第一電子組件11上的第一微控制器16 之間的快速信號傳輸，該信號線路將第一微控制器16的輸出信號通 過設置在第一電子組件11上的數(shù)據(jù)或信號存儲器40及地址/數(shù)據(jù)控 制總線8傳輸?shù)降诙娮咏M件26的第二微控制器26。
另一并行數(shù)字信號線路c設置用于，可以實現(xiàn)通過第二印刷電 路板PCB2引導的數(shù)字處理信號到第一微控制器16上的快速傳輸。
在特別的設計方案中，第二微控制器26與用于過濾數(shù)字輸入信 號的參數(shù)化輸入信號過濾裝置連接。輸入信號過濾實現(xiàn)為第二微控制 器26的操作軟件FW2的功能之一。
由處理器提供的模擬輸入信號AI和由中央組件1提供的模擬值 輸出A0可以可選地通過第二微控制器26來引導。在此，模擬輸入信 號AI和模擬值輸出A0部分地使用到第二微控制器26的硬件結(jié)構(gòu)。 模擬輸入信號AI通過第二微控制器26的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC獲取并 且通過操作軟件FW2來處理，對于模擬輸出的輸出值由操作軟件FW2來處理并且通過第二微控制器26的輸入/輸出端Port4來傳輸額外的 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC。由此而明顯地降低了第一微控制器16所要求 的計算功率。
圖5示出了帶有用于中央組件1的電源的第二電子組件31的實施例。
中央組件1的電源通常攝入24V輸入信號，其通過第一變壓器 32轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)電壓信號或用于微控制器16、 26的電源信號36(典型 是3. 3V)。
第一變壓器32另外提供24V輸出信號和用于第一微控制器16 的電壓中斷信號34。
中央組件1的電源也可以可選地具有電源或第二變壓器33，其 將交流電壓信號，例如110-240VAC轉(zhuǎn)化為直流電壓信號，例如24VDC ， 并且將24V直流電壓信號提供給用于第一變壓器32的自動化設備且 作為24V輸出信號。
圖6示出了用于可靈活擴展的自動化設備的中央組件1的殼體 200以及殼體端面400的實施例，為了控制和/監(jiān)測技術(shù)處理，在該 殼體的殼體下部件300上設置有用于中央組件1電源的第三電子組 件。
在殼體端面400上設置有串行接口 12;以太網(wǎng)接口13;優(yōu)選
可遮蓋的裝置500，作為用于容納可加裝配件的插槽；用于該裝置的 連接器510以及連接部件20。
帶有多個插槽的可遮蓋裝置500設置用于容納其他接口電路的 可更換印刷電路板，例如作為用于存儲開的卡座，用于額外的串行接 口；和/或用于容納用于時鐘的印刷電路板。
另外，殼體端面400具有用于顯示輸入及輸出模塊的顯示元件 50和輸出模塊(其設計為光導體)。光導體為此而設置，即在設定 的位置上將光聚攏在一起并且無接觸地傳輸?shù)街醒虢M件1的端面400 上。通過在所使用的光導體中聚攏的光由此而以有利的方式實現(xiàn)，即 光僅僅在中央組件1的端面4的一個位置上輸出。
在中央組件1的特別有利的實施例中，該中央組件設置為壁裝。
13為此，第三印刷電路板PCB3和殼體下部件300都具有至少一個缺口 66，其用于容納用于壁裝的固定裝置，優(yōu)選是螺釘。
圖7示出了中央組件1的印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3的實施 例，這些印刷電路板帶有在其上設置的電子組件11、 21、 31，分別 用于中央單元、電源60及內(nèi)部輸入及輸出模塊。
中央組件1的三個電子組件分別設置在單獨的印刷電路板 PCB1、 PCB2、 PCB3上。第三印刷電路板PCB3根據(jù)本實用新型在殼體 下部件300上設置在第一印刷電路板PCB1和第二印刷電路板PCB2 之間，該第三印刷電路板具有中央組件1的電源，其面對于中央組件 1的設備端面400設置。
印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3基本上相互間以直角設置，其中 第三印刷電路板設置在容納有中央單元和以太網(wǎng)接口的第一印刷電 路板PCB1和容納有帶有連接部件20的內(nèi)部輸入及輸出模塊的第二印 刷電路板PCB2之間。
在第一和第二印刷電路板PCB1、 PCB2上分別設置有由第一和第 二光導體51、 52構(gòu)成的顯示裝置50。
可加裝的配件500和510通過在第一和第三印刷電路板PCB1、 PCB3上的連接器與電子組件11連接。
圖8示出了中央組件1的彼此以直角放置的印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3的電且機械連接，以及光導體51、 52在第一和第二印刷 電路板PCB1、 PCB2上的設置，以及用于通信接口的連接器12和用于 輸入/輸出總線的連接器3。
為了印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3相互間的連接，第一和第二 印刷電路板PCB1、 PCB2在優(yōu)選實施例中具有多個彎曲的插腳，其通 過在第三印刷電路板PCB3上設置的孔并且例如借助于波焊法進行焊 接。
印刷電路板PCB1、 PCB2、 PCB3之間的電連接優(yōu)選通過焊接插腳 來實現(xiàn)。
通過之前描述的設置在中央組件1中的印刷電路板PCB1、PCB2、 PCB3的電且機械連接取消了昂貴的插塞連接并且實現(xiàn)了更好的機械穩(wěn)定性。
在第三印刷電路板PCB3上另外顯示出用于容納固定裝置的缺口
66，該固定裝置用于中央組件1的壁裝。
圖9示出了位于第一或第三印刷電路板PCB1、 PCB3上的可遮蓋 的裝置500，其作為用于容納至少一個可加裝印刷電路板544的插槽， 其中印刷電路板544例如設置用于額外的接口、存儲卡和/或用于容 納時鐘。
在裝置500的第一實施例542中，可加裝印刷電路板544可以 插入到一種由U型軌545構(gòu)成的卡座中。
在另一實施例543中，用于容納可加裝印刷電路板544的裝置 540由兩個縱向延伸、軌道型部件546構(gòu)成，在其之間插入可加裝的 印刷電路板544。
為了容納印刷電路板544，縱向延伸、方形部件546或U型設計 的軌道545在其內(nèi)部的適于插入印刷電路板544的端部上倒棱或進行 圓滑處理，以便于容納印刷電路板544。附圖標記列表
1 中央組件
2 外部擴展模塊、外部輸入/輸出模塊
3 輸入/輸出總線、用于輸入/輸出總線的連接器
4 處理器擴展模塊的接口
5 處理器中央組件的接口
6 中央組件電源
7 載體相互間的連接
8 地址/數(shù)據(jù)控制總線
9 用于初始化初始配置的裝置
10 總線邏輯模塊
11 第一電子組件
12 串行接口
13 以太網(wǎng)接口
14 用于可加裝配件的接口
15 其他接口
16 第一微控制器
17 臨時存儲器
18 閃存
19 電壓中斷探測信號的連接件
20 連接部件
21 第二電子組件
26 第二微控制器
27 電流分隔裝置
31 第三電子組件
32 第一變壓器
33 第二變壓器
1634 電壓中斷信號
36 微控制器的電源
40 數(shù)據(jù)或信號存儲器
50 顯示元件
51 第一光導體
52 第二光導體 60 中央組件電源 66 缺口
200 殼體
300 殼體下部件
400 殼體端而
500 用于容納可加裝配件的裝置
510 用于容納可加裝配件的裝置的連接器
541 用于容納額外印刷電路板的開口
542 用于容納額外印刷電路板的第 一 實施例
543 用于容納額外印刷電路板的第二實施例
544 額外的印刷電路板
545 卡座、t」型軌
546 縱向延伸的方形部件 601,602 輸入及輸出電路
a 在用于第一微控制器與其他微控制器通信的接口上的連接
b 用于第一電子組件的快速信號輸出的并行數(shù)字信號線路
c 用于第一電子組件的快速直接輸入信號的并行數(shù)字信號線路
ADC 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
DAC 數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器
FW 操作系統(tǒng)/固件
FW2 操作軟件/固件
PROGR 應用程序PCB1用于容納中央組件的第一電子組件的第一載體
PCB2用于容納中央組件的第二電子組件的第二載體
PCB3用于容納中央組件的第三電子組件的第三載體
PCB4用于容納外部輸入/輸出模塊的電子組件的載體
PROGR應用程序
RS啟動-暫停開關(guān)
SI_SSLS-信號
EA1， EA2外部輸入/輸出模塊的電子組件
SPI, SCC3，用于微控制器的參數(shù)化串行接口的連接件
SCC4, SMC1,FEC權(quán)利要求1.一種用于可靈活擴展的自動化設備的中央組件，其通過至少一個連接在輸入/輸出總線(3)上的外部的、優(yōu)選設計為外部輸入/輸出模塊的擴展模塊(2)來進行擴展，其中在所述中央組件的殼體(200)中設置有用于連接所述外部輸入/輸出模塊的接口、帶有設計為微控制器的中央單元的第一電子組件(11)、帶有用于連接處理信號的輸入及輸出端的第二電子組件(21)以及用于中央組件電源的第三電子組件(31)，其特征在于，-所述中央組件的第一電子組件(11)具有第一微控制器(16)；臨時存儲器(17、18)，用于存儲操作系統(tǒng)、應用程序及應用程序變量的數(shù)據(jù)；以及閃存(18)，用于零電壓下有效地過渡存儲數(shù)據(jù)，-在所述存儲器(17、18)中分別存放了至少一個由所述第一微控制器(16)配置的應用程序(PROGR)和操作系統(tǒng)(FW)，-在所述應用程序(PROGR)中集成有第一操作程序，其在中央組件電源中斷時將殘存數(shù)據(jù)存放到所述閃存(18)中，-在所述應用程序(PROGR)中集成有第二操作程序，其在電壓重新得到供應時借助于所述第二操作程序?qū)⒅按娣旁谒鲩W存(18)中的數(shù)據(jù)重新復制到所述臨時存儲器(17)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央組件，其特征在于，存儲在所述 中央組件的閃存(18)中的數(shù)據(jù)是殘存數(shù)據(jù)，其在自動化設備運行時 被存儲到所述臨時存儲器(17)中并且由所述應用程序(PR0GR)或 所述操作系統(tǒng)(FW)來使用。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于， 為了所述臨時存儲器(17)和閃存(18)之間的數(shù)據(jù)交換設置有內(nèi)部 地址/數(shù)據(jù)控制總線(8)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于，所述中央組件具有內(nèi)部輸入/輸出端(601、 602)以及用于直接連接 處理信號的連接部件(20)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于， 所述第二電子組件(21)具有第二微控制器(26)，所述第二微控制 器通過輸入及輸出電路(601、 602)與所述第二電子組件(21)的輸 入及輸出端連接并且控制和評估用于所述第一微控制器(16)的位于 內(nèi)部輸入及輸出端上的信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的中央組件，其特征在于，在所述第二 微控制器(26)執(zhí)行用于數(shù)字輸入信號的可參數(shù)化的輸入信號過濾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的中央組件，其特征在于，在所述 第二微控制器(26)中集成有快速工作的計數(shù)操作程序。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一項所述的中央組件，其特征在于， 為了實現(xiàn)模擬值測量和模擬值輸出部分地使用到所述第二微控制器(26)的硬件結(jié)構(gòu)，其中所述模擬值輸入通過所述第二微控制器(26) 的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)獲取并且由所述操作軟件(FW2)進行處 理，用于所述模擬輸出的輸出值由所述操作軟件(FW2)進行處理并 且通過所述第二微控制器(26)的輸入/輸出端(Port4)傳輸?shù)綌?shù)字 -模擬換轉(zhuǎn)器(DAC)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4到7中任一項所述的中央組件，其特征在于， 所述第一微控制器(16)通過串行通信接口與所述第二微控制器(26) 連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4到8中任一項所述的中央組件，其特征在 于，所述用于快速信號傳輸?shù)牡谝晃⒖刂破?16)通過并行數(shù)字信號 線路與所述第二微控制器(26)連接。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于，所述中央組件的電子組件(11、21、31)分別設置在單獨的載體(PCB1、 PCB2、PCB3)上，其中帶有所述第三電子組件(31)的第三載體(PCB3) 設置在帶有所述第二電子組件(21)的第二載體(PCB2)和帶有所述 第一電子組件(11)的第一載體(PCB1)之間。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于， 所述中央組件具有以太網(wǎng)接口和/或串行接口。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的中央組件，其特征在于， 所述中央組件具有裝置(500)，其作為用于容納可加裝配件的插槽。
專利摘要本實用新型涉及一種用于可靈活擴展的自動化設備的中央組件，其通過至少一個連接在輸入/輸出總線(3)上的外部的、優(yōu)選設計為外部輸入/輸出模塊的擴展模塊(2)來進行擴展，其中在中央組件的殼體(200)中設置有用于連接外部輸入/輸出模塊的接口、帶有設計為微控制器的中央單元的第一電子組件(11)、帶有用于連接處理信號的輸入及輸出端的第二電子組件(21)以及用于中央組件電源的第三電子組件(31)。中央組件的第一電子組件(11)具有第一微控制器(16)；臨時存儲器(17、18)，用于存儲操作系統(tǒng)、應用程序及應用程序變量的數(shù)據(jù)；以及閃存(18)，用于零電壓下有效地過渡存儲數(shù)據(jù)，在存儲器(17、18)中分別存放了至少一個由第一微控制器(16)配置的應用程序(PROGR)和操作系統(tǒng)(FW)，在應用程序(PROGR)中集成有第一操作程序，其在中央組件電源中斷時將殘存數(shù)據(jù)存放到閃存(18)中，在應用程序(PROGR)中集成有第二操作程序，其在電壓重新得到供應時借助于第二操作程序?qū)⒅按娣旁陂W存(18)中的數(shù)據(jù)重新復制到臨時存儲器(17)中。
文檔編號G05B19/02GK201373993SQ200920001550
公開日2009年12月30日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者安德列亞斯·威爾默斯, 布里吉特·布萊, 赫爾諾特·高布 申請人:Abb股份有限公司