DISPOSITIVO DE CONTROL DE COMUNICACIÓN ENTRE UN MÓDULO Y UN BUS DE TRANSMISIÓN.

Dispositivo de control de comunicación entre un módulo y un bus de transmisión La presente invención se refiere a un dispositivo de control de comunicación entre un módulo y un bus de transmisión. La invención encuentra una aplicación especialmente ventajosa en el ámbito de los autómatas programables. Un autómata programable o PLC (Programmable Logical Controller) es un equipamiento de automatismo capaz de controlar, gobernar y/o supervisar uno o más procesos, concretamente en el ámbito de los automatismos industriales, de la construcción o de la distribución eléctrica. De construcción generalmente modular, un autómata programable PLC está compuesto por distintos módulos que se comunican entre sí mediante un bus de transmisión, llamado generalmente bus de fondo de carcasa (o llamado también bus de backplane). Los módulos se fijan mecánicamente en un armazón compartimentada normalizada o rack, que comprende un circuito impreso que soporta también el bus de fondo de carcasa así como los elementos de conexión destinados a cooperar generalmente con conectores presentes sobre la parte posterior de los módulos para realizar el enlace necesario entre los módulos y el bus. El número de módulos depende por supuesto del tamaño y el tipo de proceso que debe automatizarse. Típicamente, un autómata programable puede incluir: - Un módulo de alimentación que proporciona las distintas tensiones a los otros módulos a través del bus de fondo de carcasa. - Un módulo de unidad central UC que incluye un programa informático integrado (firmware) que integra un sistema operativo OS en tiempo real, y un programa de aplicación, o programa usuario, que contiene las instrucciones que el programa informático integrado debe realizar para efectuar las operaciones de automatismo deseadas. El módulo UC incluye también generalmente una conexión de cara delantera hacia herramientas de programación de tipo ordenador personal PC. - Módulos de entrada/salida E/S de distintos tipos en función del proceso a gobernar, tales como E/S digitales o TOR, analógicos, de recuento, etc. Estos módulos E/S se conectan a sensores y accionadores que participan en la gestión automatizada del proceso. - Uno o más módulos de comunicación hacia redes de comunicación (Ethernet, CAN...) o de interfaces hombre-máquina (pantalla, teclado...). A título de ejemplo, un módulo de entrada/salida puede incluir de 1 a 32 vías E/S, pudiendo ser capaz un autómata PLC, según los modelos, de gestionar varios centenares de vías E/S. En caso de necesidad, se conectan pues varios racks entre sí en un mismo PLC. Así, en función de la aplicación y el proceso que debe automatizarse, un autómata PLC puede incluir un gran número de módulos. En funcionamiento normal, si uno de los módulos pasa a estar fuera de servicio, se quiere que se pueda sustituir sin interferir con los otros módulos del PLC. Es necesario pues poder extraer el módulo defectuoso mientras que está bajo tensión, y luego insertar un módulo de sustitución, sin perturbar el resto de la configuración del autómata y el desarrollo del programa. Es lo que llama la función de sustitución en caliente o hot swap. La misma situación se presenta cuando el cliente usuario decide, en función de su aplicación o su proceso, retirar un módulo de un sitio de un rack y/o añadir uno en un sitio vacío. Para solucionar las dificultades vinculadas a la intercambiabilidad de los módulos en caliente, se ha propuesto una primera solución que consiste en realizar, en función de las señales aplicadas, una secuenciación en el tiempo de la conexión eléctrica entre el elemento de conexión de fondo de carcasa y el conector presente sobre el módulo, de manera por ejemplo que se garantice el orden de conexión siguiente durante la inserción de un módulo: masa, tensión positiva de alimentación, señales útiles, etc. A tal efecto, la solución propuesta conocida prevé dar longitudes diferentes, de acuerdo con el orden de conexión deseado, a los distintos pasadores del elemento de conexión de fondo de carcasa o del conector del módulo. La ventaja de esta solución es estar seguro de la secuenciación de las señales en la inserción y en la extracción del módulo del fondo de carcasa. Por ejemplo, la señal de masa permanece siempre conectada mucho más tiempo que la tensión positiva de alimentación, por lo tanto el pasador correspondiente será más largo. Por el contrario, este sistema conocido presenta varios inconvenientes, concretamente el desgaste mecánico y sobre todo su coste puesto que utiliza conectores específicos no normalizados. Además, es necesario prever una importante 2   longitud de los pasadores para crear divergencias de longitud suficientes para obtener intervalos de tiempo necesarios para las secuencias de inserción/extracción. Estas longitudes importantes para los pasadores de los conectores pueden resultar incompatibles con la voluminosidad total del autómata programable. Una segunda solución existente consiste en insertar el conector del módulo en el elemento de conexión de fondo de carcasa por rotación alrededor de un eje, lo que permite obtener que los pasadores próximos al eje de rotación se conecten antes de lo que se conectan los más distantes, durante la inserción de un módulo según un movimiento de rotación alrededor del eje. La ventaja de este sistema es idéntica a la que se ha descrito anteriormente. Su principal inconveniente es imponer especificaciones suplementarias a conectores no previstos inicialmente para esta función. Además, la implantación de tolerancias es difícil de realizar para productos de pequeñas dimensiones ya que los conectores van a incluir pasadores que se encuentran muy cercanos entre sí, y puede pues que sea difícil tener un comportamiento reproducible en cualquier circunstancia. Se conoce por el documento US 6.237.057 un método y un dispositivo para conectar selectivamente tarjetas de expansión a un bus para periféricos (PCI). El dispositivo comprende un árbitro de bus capaz de gestionar dinámicamente la conexión y la desconexión en caliente de tarjetas de expansión, permitiendo así el aumento del número de tarjetas de expansión en el sistema. Se conoce por el documento 6.532.558 un método y un dispositivo para comprobar circuitos de conexión en caliente de un bus de fondo de carcasa activo. El bus comprende un conector adicional que permite que el técnico coloque una tarjeta de comprobación que sirve para simular la carga de un componente sobre el bus. Durante el procedimiento de comprobación, la tarjeta de expansión presente en el sitio a comprobar está aislada del bus. También, un objetivo de la invención es proponer un dispositivo que permitiría la inserción en caliente de un módulo sobre el bus de transmisión, sin perturbar el funcionamiento de los otros módulos ya presentes ni perturbar las señales de comunicación que circulan sobre el bus, y evitando al mismo tiempo las implicaciones mecánicas vinculadas a la realización de los pasadores y conectores como en los sistemas conocidos descritos anteriormente. Este objetivo se alcanza, de manera conforme a la invención, gracias a un dispositivo de control de comunicación entre un módulo y un bus de transmisión, caracterizado porque el dispositivo incluye: - una unidad de control de comunicación dispuesta entre un elemento de conexión del módulo al bus de transmisión y el bus de transmisión, comprendiendo dicha unidad una entrada de comando y siendo apta para poner en comunicación el elemento de conexión con el bus de transmisión por aplicación de una señal de validación a la entrada de comando, - en el módulo, medios para generar la señal de validación. Así, el dispositivo conforme a la invención garantiza que, durante la inserción del módulo en el elemento de conexión de fondo de carcasa, la comunicación con el bus de transmisión será establecida por la unidad de control de comunicación si, y solamente si, ésta ha recibido en la entrada de comando una señal de validación que indica que el módulo está listo para comunicarse en condiciones óptimas con el bus de comunicación de fondo de carcasa. El arranque del módulo insertado es pues completamente determinante. Se comprende por la definición que acaba de darse de la invención que ésta no se limita únicamente al ámbito de los autómatas programables y que se extiende a todo sistema modular basado en un bus de transmisión del tipo fondo de carcasa. Al suprimir las implicaciones mecánicas de los sistemas conocidos, la invención permite utilizar conectores normales con la ventaja en términos de coste que eso representa. Además, la inserción bajo tensión se garantiza incluso en productos de bajas dimensiones para los cuales la exigencia de bajo coste la volvía imposible de realizar para un dimensionamiento y... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control de comunicación entre un módulo (10) y un bus de transmisión (22), que incluye una unidad de control de comunicación (23) dispuesta entre el bus de transmisión (22) y un elemento de conexión (21) destinado a conectar el módulo (10) al bus de transmisión (22), comprendiendo dicha unidad (23) una entrada de comando (25) y siendo apta para poner en comunicación el elemento de conexión (21) con el bus (22) por aplicación de una señal de validación a la entrada de comando (25), caracterizado porque dicho dispositivo incluye medios (12) presentes en el módulo (10) para generar dicha señal de validación, comprendiendo dichos medios un componente lógico (12) que recibe a la entrada al menos una señal de entrada (S1, S2, S3, S4) característica de un estado del módulo (10) y que entrega una salida (S), generando dicha salida (S) dicha señal de validación cuando la señal de entrada (S1, S2, S3, S4) es representativa de un estado de funcionamiento del módulo compatible con la puesta en comunicación del módulo (10) con el bus de transmisión (22). 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control de comunicación (23) es apta para impedir la comunicación entre el elemento de conexión (21) y el bus de transmisión (22) por aplicación de una señal de pasivación a la entrada de comando (25). 3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende un módulo de pasivación (26) que está dispuesto entre el elemento de conexión (21) y la entrada de comando (25), y que genera dicha señal de pasivación cuando el módulo (10) no está conectado al elemento de conexión (21). 4. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de control de comunicación (23) presenta una alta impedancia de entrada para el bus de transmisión (22) cuando dicha señal de pasivación se aplica a la entrada de comando (25). 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la unidad de control de comunicación (23) se elige entre los siguientes medios: puertas lógicas de tres estados, relés electromecánicos, relés estáticos. 6. Equipamiento de automatismo que comprende un bus de transmisión (22) y una pluralidad de módulos (10) susceptibles de conectarse al bus de transmisión (22), caracterizado porque incluye al menos un dispositivo de control de comunicación según una de las reivindicaciones anteriores. 7. Equipamiento de automatismo según la reivindicación 6, que incluye un sistema mecánico de inserción y de extracción del módulo (10) por rotación alrededor de un eje, caracterizado porque dicha entrada de comando (25) está conectada a un punto del elemento de conexión (21) situado en las proximidades de un extremo del elemento de conexión opuesto a dicho eje de rotación. 7   8