[发明专利]网络布线上的安全扭矩断开

说明书

背景技术

机器可以利用经由通信网络连接在一起的电子电动机驱动器以及其它致动器而被自动化。控制和监控信号横穿网络，这就使得机器的布线简单化。电子电动机驱动器包括诸如伺服电动机的电动机，控制电子设备以及相关的电子和电子机械元件，例如反馈装置、机械制动器、网络接口、诊断装置等等。机器的整体协调通常通过在主控制器上运行控制程序而被获得，主控制器向电子电动机驱动器以及其它致动器发送命令并且类似地从所述驱动器和致动器接收位置和状态信息。为了便于说明，电子电动机驱动器及其它致动器在这里将被称作从动装置（slave devices）。

除了主控制器和所有从动装置之间传送命令和状态信息的布线之外，还期望具有硬连接线连接衣可靠地确保没有电力流到电动机从而启动称为安全扭矩断开（STO）状态的状态。所谓的混合电缆，具有用于命令和状态信息以及发出STO信号的分开的信号线，通常使用该混合电缆，从而从主控制器向从动装置设置单个电缆束。当然，混合电缆可以包括用于向从动装置供给电力的电源线，还包括支持其它功能的其它信号线。

混合电缆的使用意味着，在机器中必须有访问点，以将网络、STO信号及其它信号结合到混合电缆中。在这里将使用术语STO访问点来表示该访问点。由于网络必须通过STO访问点，因此访问点包括任何必要的网络功能，例如网络中继器，网络集线器或者网络交换器。

图1图解典型的分散型驱动器布置，在该典型的分散型驱动器布置中，STO访问点110被耦接到多个从动装置150A-150C。STO访问点110还结合至少一个网络接口115，从而可以连接到主控制器100及其它网络装置。STO访问点110具有至少一个混合端口130A，该混合端口130A经由混合电缆105A被直接联接到从动装置150A。从动装置150A经由混合电缆105B被耦接到从动装置150B，然后从动装置150B经由混合电缆105C被耦接到从动装置150C。从动装置150A-150C的这种连接布置通常被称为菊花链（daisy-chain）。STO访问点110还包括用于接收STO命令160A的STO输入端口190A和用于基于从从动装置150A-150C接收的信息输出STO诊断信号170A的STO诊断端口180A。与现代的自动实际操作相一致，命令信号从主控制器100被向下发送到STO访问点110，STO访问点110在用于传输到从动装置150A-150C的混合电缆105A的分开的信号线上结合它们。类似地，从每个从动装置返回通过STO访问点110接收的反馈信号。STO访问点从专用STO线去除STO诊断信息并且使其它的反馈信号通过到主控制器100。

尽管图1显示安全扭矩断开（Safe Torque Off）命令信号160A出现于STO访问点110的STO端口190A并且单个诊断信号170A从STO诊断端口180A被传输，但是将会认识到，为了实现最高水平的安全完整性，可以实现第二个独立的安全扭矩断开命令信号和相关的诊断信号。

图2是以常规的分散驱动器布置的控制信号通信的方框图。网络物理层为这样的类型：信号通过从附接到一个网络端口的线首先接收信号然后将信号再传输到另一个网络端口，从一个从动装置被转换到下一个相邻的从动装置，这种网络物理层的实例为100BASE-TX（IEEE802.3u1995）。因此，尽管图2和随后的附图分别图解上游和下游的双绞线（twisted pairs），但是这些双绞线将是相同布线的部分，相同布线被设置成在通用网络端口处的通用连接器处终止。不管从动装置的功能，任何两个从动装置之间的网络链路的结构都是相同的。每个链路都具有下游的一半和上游的一半。在图2中，下游的一半包含发射机电路202A、传输隔离变压器204A、混合电缆（105A-105C中的任何一个）内部的双绞线导体206A、接收隔离变压器222A和接收器电路224A。类似地，在图2中，上游的一半包含发射机电路202B、传输隔离变压器204B、混合电缆（105A-105C中的任何一个）内部的双绞线的导体206B、接收隔离变压器222B和接收器电路224B。

网络的每个链路携带只关于相邻的从动装置的控制信号信息。为了允许信息到达进一步的从动装置，每个从动装置包含向下一个链路转发网络信息的数字转接电路（digital repeater circuit）。因此，如图2所示，从动装置150A包括数字电路226B，数字电路226B将网络信息从接收器电路224A转发到发射机电路202C。类似地，数字电路226B将通过接收器电路224D从下游的从动装置接收的网络信息转发到发射机电路202B用于传输到STO访问点110。