SISTEMA E/S CON CONECTORES CONFIGURABLES.
Un módulo (66) que incluye:
un primer aparato conector que incluye una primera pluralidad de conectores (74,
114) para la conexión de una primera pluralidad de cables (68) entre dicho módulo (66) y una primera pluralidad de dispositivos (70, 96), cada uno de la primera pluralidad de conectores (74, 114) comprende una multiplicidad de pines de conector,
caracterizado porque el módulo (66) incluye:
un microprocesador (82);
una fuente de alimentación (84);
una pluralidad de conjuntos de medios de conexión (98-112) de circuito, en los que hay un conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito para cada uno de la multiplicidad de pines de conector en cada uno de la primera pluralidad de conectores (74, 114), y en el que cada conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito es operable, en respuesta a una señal de entrada de un aparato de control (72), para conectar el respectivo pin de conector a un microprocesador (82) o fuente de alimentación (84)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US02/04052.
Solicitante: BERKELEY PROCESS CONTROL, INC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 1003 CANAL BOULEVARD,RICHMOND, CALIFORNIA 94804.
Inventor/es: SAGUES,PAUL, PEUARCH,JOHN,T, WOODS,LESLIE,H.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 26 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- G05B19/05N
Clasificación PCT:
- G05B19/05 FISICA. › G05 CONTROL; REGULACION. › G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 19/00 Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas, ver los lugares apropiados, p. ej. A47L 15/46; relojes que implican medios anejos o incorporados que permiten hacer funcionar un dispositivo cualquiera en un momento elegido de antemano o después de un intervalo de tiempo predeterminado G04C 23/00; marcado o lectura de soportes de registro con una información digital G06K; registro de información G11; interruptores horarios o de programa horario que se paran automáticamente cuando el programa se ha realizado H01H 43/00). › Controladores lógicos programables, p. ej. que simulen las interconexiones lógicas de señales según diagramas en escalera o gráficos de funciones.
- G06F13/00 G […] › G06 CALCULO; CONTEO. › G06F PROCESAMIENTO ELECTRICO DE DATOS DIGITALES (sistemas de computadores basados en modelos de cálculo específicos G06N). › Interconexión o transferencia de información u otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de procesamiento (circuitos de interfaz para dispositivos de entrada/salida específicos G06F 3/00; sistemas multiprocesadores G06F 15/16).
- G06F13/38 G06F […] › G06F 13/00 Interconexión o transferencia de información u otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de procesamiento (circuitos de interfaz para dispositivos de entrada/salida específicos G06F 3/00; sistemas multiprocesadores G06F 15/16). › Transferencia de informaciones, p. ej. sobre un bus (G06F 13/14 tiene prioridad).
- G06F13/40 G06F 13/00 […] › Estructura del bus.
- H01B11/00 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01B CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES ESPECIFICOS POR SUS PROPIEDADES CONDUCTORAS, AISLANTES O DIELECTRICAS (empleo por las propiedades magnéticas H01F 1/00; guías de ondas H01P). › Cables o conductores de comunicación.
- H01B11/02 H01B […] › H01B 11/00 Cables o conductores de comunicación. › Cables con pares o cuadretes retorcidos.
Clasificación antigua:
- G06F13/00 G06F […] › Interconexión o transferencia de información u otras señales entre memorias, dispositivos de entrada/salida o unidades de procesamiento (circuitos de interfaz para dispositivos de entrada/salida específicos G06F 3/00; sistemas multiprocesadores G06F 15/16).
- G06F13/38 G06F 13/00 […] › Transferencia de informaciones, p. ej. sobre un bus (G06F 13/14 tiene prioridad).
- G06F13/40 G06F 13/00 […] › Estructura del bus.
- H01B11/00 H01B […] › Cables o conductores de comunicación.
- H01B11/02 H01B 11/00 […] › Cables con pares o cuadretes retorcidos.
Fragmento de la descripción:
Sistema E/S con conectores configurables.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere en general a cableado y sistemas de cableado, y más particularmente a un sistema de cableado universal en el que el requisito de interconexiones de hilos específicos entre dispositivos primero y segundo se logra mediante el uso de un módulo programable E/S para realizar la conexión al primer dispositivo, y dirigir las conexiones desde el primer dispositivo a hilos seleccionados de un cable para la conexión al segundo dispositivo.
El documento EP-A-0.436.458 describe un sistema de interconexión que incluye características según se especifica en la parte de caracterización previa de la reivindicación 1.
El documento US-A-4.695.955 describe un dispositivo electrónico con una interfaz universal entre sensores y un sistema de adquisición y procesamiento de las señales procedentes de los sensores, en el que los diversos sensores se conectan a terminales estandarizados, que parecen todos idénticos para el usuario y que comprenden elementos de amplificación y suministro de energía, capaces de adaptarse a los sensores, y medios de identificación que reconocen automáticamente el sensor presente en el terminal, con el fin de permitir la programación de la amplificación de señal, el suministro de energía y los elementos de procesamiento.
El documento US-A-5.938.754 describe un cable de doble conector para conectar un ordenador a un bus de instrumentación en serie. El cable comprende un primer terminal situado en un primer extremo del cable para acoplar el cable al ordenador. El primer terminal comprende un conector de dispositivo que se configura para conectar el primer terminal a un conector en el ordenador. El cable también comprende un segundo terminal ubicado en un segundo extremo del cable para acoplar el cable al bus de instrumentación en serie. El segundo terminal comprende circuitos de interfaz para la interconexión del cable con el bus de instrumentación en serie. El segundo terminal también comprende un primer conector de bus que se acopla eléctricamente a los circuitos de interfaz de instrumentación en serie. El primer conector de bus se configura para conectarse a un conector de emparejamiento para el acoplamiento al bus de instrumentación en serie. El segundo terminal también comprende un segundo conector de bus que se acopla eléctricamente a los circuitos de interfaz de instrumentación en serie. El segundo conector de bus se configura para conectarse al bus de instrumentación en serie. En una realización, el primer conector de bus se puede operar para conectarse al bus de instrumentación en serie y el segundo conector de bus se puede operar para conectarse a un monitor de bus para permitir que el monitor de bus supervise señales en el bus de instrumentación en serie.
El documento US-A-5.905.249 describe un sistema de configuración y selección de interfaz para un periférico de ordenador en el que la configuración para el periférico y/o la interfaz de anfitrión se consiguen, por lo menos en parte, mediante el cable de conector de interfaz. El periférico de ordenador se equipa con una o más interfaces de equipo físico (hardware). El cable de conector de interfaz tiene un primer conector de extremo para unir el periférico de ordenador. El primer conector de extremo del cable de conector de interfaz es normalmente un conector de pines múltiples construido y dispuesto para poderse conectar de forma adecuada física y eléctricamente sólo a un periférico específico de ordenador o clase de periféricos de ordenador, el primer conector de extremo incluye por lo menos una conexión eléctrica entre dos pines para completar un circuito en el periférico de ordenador habilitando con ello al equipo periférico.
El documento US-A-5.696.988 describe un módulo de E/S de corriente/tensión que se puede configurar para un controlador lógico programable. El módulo de E/S incluye convertidores D/A (digital-analógico) primero y segundo que se conectan entre sí en cascada de tal manera que un flujo de datos suministrado al primer convertidor D/A fluye través hacia el segundo convertidor D/A. Cada uno de los convertidores D/A incluye una respectiva salida de corriente, salida de voltaje y entradas de selección intervalo/modo. Un registro de desplazamiento serie a paralelo se acopla entre una salida de datos del microprocesador y la entrada de datos del primer convertidor D/A de tal manera que la información desde un flujo de datos suministrados por el microprocesador se pasa en serie al primer y segundo convertidor D/A. El registro de desplazamiento también incluye salidas en paralelo, a saber salidas de selección de intervalo/modo, a las que se proporciona información de selección de intervalo/modo desde el flujo de datos. Las salidas de selección de intervalo/modo del registro de desplazamiento se acoplan a las entradas de selección de intervalo/modo de los convertidores D/A primero y segundo de tal manera que la información de selección de intervalo/modo puede dar instrucciones a los convertidores D/A primero y segundo con respecto a qué modo de corriente/voltaje e intervalo de corriente/voltaje emplear. De esta manera, el intervalo y el modo del módulo de E/S se pueden configurar y volver a configurar fácilmente según se desee.
El documento US-A-5.596.169 describe un cable para conectar un dispositivo periférico a un puerto de entrada/salida configurado de acuerdo a indistintamente un protocolo SCSI o un protocolo de puerto paralelo que tiene un primer conector con una pluralidad de pines de contacto para la conexión del cable con el dispositivo periférico; un segundo conector que tiene una pluralidad de pines de contacto para conectar el cable al puerto de entrada/salida; y una pluralidad de pares trenzados cada uno con un primer conductor y un segundo conductor. El primer conductor de cada uno de los pares trenzados es una línea de datos/control, y el segundo conductor del par trenzado es un retorno para la respectiva línea de datos/control de acuerdo con el protocolo SCSI. Los conductores primero y segundo de cada uno de los pares trenzados se conectan entre pines seleccionados de los conectares primero y segundo de tal manera que ninguno de los pares trenzados lleva una señal de datos/control en ambos de sus conductores primero y segundo cuando el cable se conecta a un puerto de entrada/salida que se configura de acuerdo con el protocolo de puerto paralelo.
Los sistemas eléctricos o electrónicos complejos a menudo necesitan configuraciones personalizadas de cables. Los cables tienen por lo general configuraciones especiales para una aplicación particular. Incluso en sistemas relativamente simples, tales como sistemas de ordenadores pequeños y audio en casa, se necesitan normalmente varios cables diferentes. En aplicaciones mayores, tales como sistemas industriales de control, el número de diseños de cables personalizados es muy amplio. En los sistemas industriales de control, tales como los que hacen funcionar las plantas de automoción, etc., es necesaria la interacción entre los aparatos de control, los sensores y los dispositivos de accionamiento. Los aparatos que proporcionan las conexiones correspondientes se denominarán como sistemas de entrada y salida. Mediante el sistema de salida, el sistema de control puede encender luces, bombas, válvulas y otros dispositivos. Del mismo modo, mediante el sistema de entrada, el sistema de control puede detectar el estado de un pulsador, si un interruptor está encendido o apagado, o si el depósito está lleno o qué tan rápido gira un eje.
En los sistemas de control de la técnica anterior, tales como un Controlador Lógico Programable (PLC), el usuario del sistema de control conecta eléctricamente los sensores y los dispositivos de accionamiento a los sistemas de entrada/salida utilizando conexiones de hilos individuales o mediante mazos de hilos con conectores. Un método común de conexión de sensores y dispositivos de accionamiento en sistemas industriales de control es mediante el uso de conexiones de hilos individuales a través de bloques de terminales. Los bloques de terminales suelen emplear una abrazadera de tornillo. Se retira el aislamiento del extremo del hilo eléctrico, y luego el cable pelado se desliza debajo de la abrazadera de tornillo. El tornillo se aprieta entonces para afianzar el hilo debajo de la abrazadera y efectuar una conexión eléctrica entre el hilo y el bloque de terminales. Cada vez más, se utilizan diversas abrazaderas de resorte para retener el hilo, pero éstas son esencialmente igual...
Reivindicaciones:
1. Un módulo (66) que incluye:
un primer aparato conector que incluye una primera pluralidad de conectores (74, 114) para la conexión de una primera pluralidad de cables (68) entre dicho módulo (66) y una primera pluralidad de dispositivos (70, 96), cada uno de la primera pluralidad de conectores (74, 114) comprende una multiplicidad de pines de conector,
caracterizado porque el módulo (66) incluye:
un microprocesador (82);
una fuente de alimentación (84);
una pluralidad de conjuntos de medios de conexión (98-112) de circuito, en los que hay un conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito para cada uno de la multiplicidad de pines de conector en cada uno de la primera pluralidad de conectores (74, 114), y en el que cada conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito es operable, en respuesta a una señal de entrada de un aparato de control (72), para conectar el respectivo pin de conector a un microprocesador (82) o fuente de alimentación (84).
2. Un módulo según la reivindicación 1, que incluye un segundo aparato conector (76) para la conexión de un cable (78) entre dicho módulo y un aparato de control (72).
3. Un módulo según la reivindicación 1 ó 2, en el que cada conjunto es operable para conectar su respectivo pin de conector a una fuente de señal interna.
4. Un módulo según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que los medios de conexión (98-112) de circuito de cada conjunto son operables para conectar el respectivo pin de conector a,
5. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, que comprende una pluralidad de convertidores de digital a analógico (116), en los que cada conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito comprende unos medios de conector (98) de circuito operables para conectar el respectivo pin de conector a un convertidor de digital a analógico (116).
6. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, que comprende una pluralidad de convertidores de analógico a digital, en el que cada conjunto de medios de conexión (98-112) de circuito comprende unos medios de conexión (100) de circuito operables para conectar el respectivo pin de conector a un convertidor de analógico a digital.
7. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, en el que los medios de conexión (98-112) de circuito son operables para sacar una primera señal hacia un aparato de control (72) en el que dicha primera señal transmite contenido de datos desde una entrada de señal a uno de dichos pines de conector de dicho primer aparato conector (74, 114) desde un mencionado dispositivo correspondiente (70, 96).
8. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, en el que la pluralidad de conjuntos es operable para recibir una señal Ethernet, desde una red (78), para conectar de manera independiente los respectivos pines de conector.
9. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, en el que cada uno de la primera pluralidad de conectores (74, 114) es idéntico.
10. Un módulo según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha pluralidad de tipos de señales incluye información de frecuencia.
11. Un módulo según la reivindicación 10, en el que dicha información de frecuencia representa comunicación en serie.
12. Un módulo según la reivindicación 10, en el que dicha información de frecuencia es la información de respuesta de un motor servo.
13. Un sistema de interconexión (65) que se puede configurar, que comprende:
un módulo (66) según cualquier reivindicación anterior;
uno o más cables (68);
uno o más dispositivos (70, 96); y
un aparato de control (72).
14. Un sistema según la reivindicación 13, que comprende una pluralidad de cables (68), en el que cada uno de la pluralidad de cables es idéntico.
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