[发明专利]通信模块

说明书

技术领域

本发明涉及但不限于通信模块、通信组件和通信网络如工业控制环境中的控制模块、控制组件和控制网络的实现。

背景技术

通信应用如工业控制应用对于通信信号在通信网络中的传输可能是恶劣的环境。这部分是由于环境中的电磁噪声量。因此，通过其传输通信信号的通信协议和传输介质通常必须是鲁棒的，从而使其能够承受电磁干扰的潜在破坏影响。对这样的噪声鲁棒的通信通常需要高的传输功率和/或弹性的信令技术。另外，在一些环境中，通信信号覆盖的距离可能是大的，这对工业控制环境中的通信网络的实现带来了进一步的限制。

工业控制环境通常实现通信网络如控制网络，其包括可以用作网络的节点的大量控制模块。在一些控制网络中，一些节点远离其他节点，而其他节点紧密靠近地聚集在一起。在一些模块或节点紧密靠近地放置例如以对特定的设备进行测量或向其传输控制信号或为了进行其他动作的情况下，相关的模块也可以机械地彼此耦接。为了降低实现控制网络的成本，通常将通信分为使用不同协议的部分。第一协议可以用于通常充满噪声的环境中的远距离通信，而不同的第二通信协议用于聚集在一起的模块之间的通信。

因为第二协议通常在机械地耦接的模块之间在相对良好的环境中操作，所以第二协议可以是比第一协议简单的或较不鲁棒的协议。第二协议与第一协议的不同之处可以在于，分组结构和/或物理层性质与第一协议不相同。因此，控制网络中的移位节点可以使用第一协议进行通信，而控制网络中的节点的群组可以使用第二协议分离地彼此通信。这样的布置需要协议转换电路以在第一协议与第二协议之间进行转换。然而，协议转换电路通常是需要外部电功率和信号处理的有源电路，这增加了控制网络实现的功率需要、成本和复杂度，并且还可能给通信增加处理延迟。这对于可能需要快速起作用的实时的或确定性的通信的工业控制环境而言尤为不利。

需要如下控制网络中的通信实现：其中在没有对网络通信的有效性产生负面影响的情况下降低成本和复杂度。

发明内容

根据所公开的实施方式，提供了一种用于在控制网络中使用的控制模块，该控制模块包括：接口电路，用于实现与外部设备的通信的；通信装置，被配置成借助于与接口电路通信通过控制网络与外部设备通信；耦接装置，被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块并且提供通信装置与相邻的模块之间的数据连接；以及处于通信装置与耦接装置之间的数据连接中的电隔离。

通过提供包括被配置成将控制模块机械地耦接至相邻的控制模块的耦接装置以及处于通信装置与通信模块的耦接装置之间的数据连接中的电隔离的控制模块，可以仅使用单个通信协议以不对每个通信模块的操作造成负面影响的成本有效的方式来实现模块之间的通信如控制通信。通过在特定的通信模块的耦接装置与通信装置之间提供隔离，减少了通过通信装置的噪声电流量。通信模块的隔离不仅将通信装置与通信网络的其他元件隔离，还防止通信模块的接口电路中引起的噪声电流对通信装置的操作造成负面影响。

这在仅采用单个通信协议的通信网络中尤其有利，因为设置在耦接装置与通信装置之间的隔离可以由通信协议以某种方式来规定。而且，这些特征使得能够使用单个统一的通信协议来实现通信网络如控制网络的部署而不需要在通信模块中部署另外的且相当大的隔离。

通过提供该能力，因为所有元件使用与通信网络的其他元件相同的通信协议，所以也没有必要在通信组件如控制组件内执行协议转换。因此，可以实现将机械地耦接的模块集成到通信网络中而不需要第二通信协议和协议转换器。这是因为，在不对各个模块的可操作性造成负面影响的情况下，通过在接口电路与通信装置之间提供连接简化了在机械地耦接的通信模块内的鲁棒的通信协议的实现。

将理解，通过下面的详细描述，本领域技术人员会容易地理解本公开内容的其他方面，其中通过说明的方式示出和描述了本公开内容的多种实施方式。如将认识到的，本公开内容能够用于其他的和不同的实施方式，并且能够在各种其他方面对其若干细节进行修改，所有这些都不偏离本公开内容的精神和范围。因此，应当认为附图和详细描述在本质上是说明性的而不是限制性的。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式来描述实施方式，在附图中：

图1是耦接的控制模块的视图；

图2是根据本公开内容的控制模块的视图；

图3是示出了流经机械地耦接的控制模块的噪声电流的视图；

图4是控制组件的另外的视图；

图5是图4的控制组件的另外的视图；以及

图6是图5的控制组件的另外的视图。