自動化技術裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種自動化技術裝置，在該裝置中多個空間上分散開的功能單元借助一個共同的傳輸協議彼此進行通信。所述裝置具有一個微控制器（１１０），為該微控制器分配了至少一個節拍發生器（１２０）和一個存儲單元（１５０），并且所述微控制器至少連接到一個數據源（１４０），所述數據源被設計為用于輸出要發送的數據比特流。

Automatic technology device

The invention relates to an automatic technology device in which a plurality of spatially dispersed functional units communicate with each other by means of a common transmission protocol. The device has a microcontroller (110), the micro controller allocates at least one clock generator (120) and a storage unit (150), and the micro controller is connected to at least one data source (140), the data source is designed for output to send data bits send the flow.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種自動化技術裝置，在該裝置中多個空間上分散開的功能單元借助一個共同的傳輸協議彼此進行通信。與其自動化技術功能相對應，這些功能單元表現為現場設備或操作設備。
技術介紹
長久以來，在測量技術、控制技術和調控技術中通常是通過雙線導線為現場設備饋電，并將測量值從這個現場設備傳輸到一個顯示設備和/或傳輸到一個調控技術設備，或者將調節值從一個調控技術設備傳輸到所述現場設備。其中每個測量值或調節值以一個疊加在饋電直流電流之上的、成比例的直流電流發生改變，其中代表所述測量值或調節值的所述直流電流可能是饋電直流電流的多倍。因此現場設備的饋電電流需求通常被調節到大約4mA，測量值或調節值的動態范圍在電流上表示為0至16mA之間，這樣可采用已知的4...20mA電流回路。此外，較新型的現場設備表現出通用的、廣泛適用于各種處理過程的特性。為此，平行于單向直流電流傳輸路徑設置了一條可雙向工作的交流電流傳輸路徑，通過它在進入現場設備的方向上傳輸參量數據，并在從現場設備出來的方向上傳輸測量值和狀態數據。所述參量數據和測量值及狀態數據被調制、最好是頻率調制到一個交流電壓上。在過程控制技術中，在作為測量、調節和顯示組件的所謂場范圍現場設備中，通常相應地設置和結合預定的現場安全條件。這些現場設備具有彼此實現數據傳輸的模擬和數字接口。其中數據傳輸通過設置在維護區域內的電源的饋電線來完成。為了對這些現場設備進行遠程控制和遠程診斷，還在所謂的維護區域內設置了操作設備，對其安全性保證的要求往往比較低。在維護區域內的操作設備與現場設備之間的數據傳輸借助FSK調制(頻移鍵控)通過疊加已知的20mA電流回路來實現。其中對應于二進制狀態“0”和“1”的兩個頻率以幀的方式模擬傳輸。對于FSK信號的幀格式和調制的方式在1990年6月20日出版的“HART Physical Layer Specification Revision 7.1-Final”(Rosemount Document No.D8900097；Revision B)中做了描述。為了實現符合HART協議的FSK接口，專門為此目的而發布的ASIC，例如SMAR公司的HT2012，是市場上常見的。這些專用電路的缺點是其固定的功能范圍不能改動，從而缺乏與變化的需求相適應的靈活性。當前已知的自動化技術裝置通常配備有一個處理單元，即所謂的微控制器，它根據自動化技術任務使用相關的功能單元來進行特定的數據處理。人們力求能夠在控制自動化技術裝置的處理單元時反映符合HART協議的FSK接口的功能，其中不會影響到相關功能單元的自動化技術任務。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的在于給出一種借助本身已知的微控制器將數據比特流轉換成FSK信號的裝置。根據本專利技術，該任務通過權利要求1的特征來解決。本專利技術的具有優點的實施例在從屬權利要求中給出。本專利技術從一個處理單元出發，為該處理單元分配了至少一個用于保存指令和數據的存儲單元。在這個處理單元上連接有一個數/模轉換器，在該數/模轉換器后面接有一個濾波器。在所述存儲單元中保存有第一個和第二個表格。所述第一個表格具有第一頻率的等間距采樣值。所述第二個表格具有與第一頻率不同的第二頻率的等間距采樣值。這樣來選擇時間柵使得輸出從較低信號頻率的60°相位角的多倍開始。由此實現在兩個信號頻率間的連續切換。附圖說明下面借助一個實施例詳細說明本專利技術。為此所需的附圖示出了圖1 一個自動化技術裝置的原理2 用于將數據比特流轉換成FSK信號的示意圖具體實施方式圖1中在框內原理性地示出了一個自動化技術裝置100，它是為理解本專利技術所必需的。該自動化技術裝置100通過一根通信線200與一個基本上為同樣類型的自動化技術裝置100’相連接。所述通信線200是雙向工作的。由自動化技術裝置100發送的信息被自動化技術裝置100’接收，反之亦然。另外，這里只參照詳細繪出的自動化技術裝置100。自動化技術裝置100的核心部件是一個控制器110，這個控制器至少與一個存儲器150和一個節拍發生單元相連接，另外為了簡單起見，所述節拍發生單元表示為節拍發生器120。但通常節拍發生器120的部件已經在控制器110內實現。控制器110具有用于連接數據宿130和數據源140的連接端。作為數據源140，可以設置一個傳感器，用于將一種物理量轉換成可配置和/或可參數化的電量。其中所述的配置和/或參數化就是數據宿130。在一種作為替代的實施方式中，數據宿130可以是一個用于將電量轉換成一種可對其特性進行診斷的物理量的執行器。為此所設置的診斷裝置就是數據源140。在另外一種實施方式中，自動化技術裝置100是一個上級裝置的組成部件，這個上級裝置被設計為用于與其他自動化技術裝置100’進行雙向通信。在這個實施方式中，所述上級裝置既是數據源140又是數據宿130。在另外一種實施方式中，自動化技術裝置100可以被設計為所謂的協議轉換器。在這種實施方式中，通過第二套通信系統來構成數據源140和數據宿130。然而，為了實現本專利技術，當缺少數據宿130時，具有數據源140就足夠了。此外，在控制器110上連接有一個數/模轉換器160，在該數/模轉換器后面接有一個濾波器170。濾波器170的輸出端與通信線200相連接。另外所述通信線200被引至控制器110的輸入連接端，通過所述輸入連接端來記錄所述通信線200上的傳導信號。下面詳細描述本專利技術的工作方式。為此，圖2對相同裝置使用相同附圖標記示出了一個用于將數據比特流轉換成FSK信號的示意性工作原理圖。根據數據比特流，為了輸出采樣值—通過開關114進行符號化—為了輸出邏輯“1”或者為了輸出邏輯“0”，在第一個表格和第二個表格之間進行切換。所述開關114通過控制器110的一個程序功能來構成。其中如此選擇時間柵使得輸出從較低信號頻率的60°相位角的多倍開始。由此實現在兩個信號頻率間的連續切換。為此，每個表格被劃分成六個區域，其中每個表格的第一采樣值分別被調整為60°相移。所述采樣值借助數/模轉換器160被轉換成模擬的、在很大程度上為正弦波形的信號，其曲線波形在后接的濾波器170中得到優化。所述濾波器170被設計為二階低通濾波器。在濾波器170的輸出端處可得到FSK信號201在本專利技術的特定實施例中，切換類型的數/模轉換器160是脈寬調制數/模轉換器。為此，用于輸出采樣值的輸出節拍被傳送到這個數/模轉換器160。具有優點的是，這種轉換器的能耗需求特別低，這與采用遠程饋電的現場設備是完全不同的。附圖標記列表 100，100’自動化技術裝置110 控制器114 開關120 節拍發生器121 節拍130 數據宿140 數據源141 發送數據150 存儲器151，152 表格160 數/模轉換器170 濾波器200 通信線201 FSK信號權利要求1.一種自動化技術裝置，在該裝置中多個空間上分散開的功能單元借助一個共同的傳輸協議彼此進行通信，所述裝置具有一個微控制器，為該微控制器分配了至少一個節拍發生器和一個存儲單元，并且所述微控制器至少連接到一個數據源，所述數據源被設計為用于輸出要發送的數據比特流，其特征在于，在所述存儲單元(150)中通過以下方式可調用地保存有正弦波形時間過程的等間距采樣值的連續序本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自動化技術裝置，在該裝置中多個空間上分散開的功能單元借助一個共同的傳輸協議彼此進行通信，所述裝置具有一個微控制器，為該微控制器分配了至少一個節拍發生器和一個存儲單元，并且所述微控制器至少連接到一個數據源，所述數據源被設計為用于輸出要發送的數據比特流，其特征在于，在所述存儲單元（１５０）中通過以下方式可調用地保存有正弦波形時間過程的等間距采樣值的連續序列，使得所述采樣值可根據數據比特流交替地以來自第一個表格（１５１）的節拍或來自第二個表格（１５２）的節拍輸出。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：海科克雷瑟，安德烈斯施特爾特，拉爾夫舍費爾，
申請(專利權)人：ABB專利有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]