用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量的模塊化的總線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量的模塊化的總線系統(tǒng)，并且涉及一種用于在模塊化的總線系統(tǒng)中使用的總線用戶。
【背景技術(shù)】
[0002]已知在其中可以設(shè)置有電子模塊(例如測量儀器、自動化模塊或控制器)的系統(tǒng)，其中能夠?qū)崿F(xiàn)對電子模塊供應(yīng)電能以及經(jīng)由無線電進行通訊。
[0003]然而，已知的系統(tǒng)可能是有問題的，因為經(jīng)由無線電的功率傳輸具有不足夠的效率，由此對傳輸?shù)墓β试O(shè)定相對狹窄的范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，對于總線系統(tǒng)的用戶使經(jīng)由無線電的功率傳輸更有效率。
[0005]該任務(wù)通過從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案解決。有利的實施方式和進一步擴展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0006]本發(fā)明的一個方面涉及一種用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量的模塊化的總線系統(tǒng)，所述總線系統(tǒng)包括至少兩個能并排定位的總線用戶。在這里并排意味著，總線用戶可以緊靠并排或彼此間隔開。
[0007]本發(fā)明的另一個方面涉及一種在用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量的模塊化的總線系統(tǒng)中使用的總線用戶。
[0008]所述總線用戶或每個總線用戶可以包括具有多個壁的殼體。在所述殼體中設(shè)置或能設(shè)置電子線路或電子模塊。備選地，總線用戶可以構(gòu)成為用于與電子模塊耦合。
[0009]殼體可以具有彼此基本上成對平行的壁并且必要時基本上為平行六面體形。殼體也可以具有一種如下的形狀，在所述形狀中，壁彼此成對傾斜或非平行地設(shè)置。
[0010]總線用戶可以并排地設(shè)置或能并排地設(shè)置，從而第一總線用戶和最后的總線用戶分別具有一個緊鄰的相鄰用戶并且其余的總線用戶分別具有兩個緊鄰的相鄰用戶。
[0011]在殼體的第一壁中或上可以設(shè)置至少一個天線。在這里，第一壁不限定壁中的確定的次序，而是表示這樣的壁，天線設(shè)置在所述壁中或上。第一壁可以理解為天線壁。
[0012]每個所述總線用戶可以與其一個或多個緊鄰的相鄰用戶電耦合，其方式為，每個總線用戶的天線與其一個或多個緊鄰的相鄰用戶的天線電磁耦合。
[0013]每個所述總線用戶可以在支承軌道上設(shè)置或能設(shè)置在支承軌道上，所述支承軌道優(yōu)選構(gòu)成為頂帽式軌道(Hutschiene)，必要時電導(dǎo)線設(shè)置在所述頂帽式軌道中。優(yōu)選地，供給模塊可以電耦合或能耦合到電導(dǎo)線上，例如電流式耦合，尤其是借助T型插頭或必要時電感式或電容式地耦合。
[0014]每個所述總線用戶可以借助插接連接能機械耦合到支承軌道上。
[0015]第一總線用戶必要時可以與最后的總線用戶一致，從而總線具有環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0016]總線系統(tǒng)稱為模塊化的。在這里“模塊化”可以表示，總線用戶可以插入到總線系統(tǒng)中并且從總線系統(tǒng)中取出，而不會由此影響或妨礙總線系統(tǒng)的功能性?！澳K化”也可以表示，借助擴展卡可以擴展總線用戶的功能，從而總線用戶不必在制造階段中就已經(jīng)裝備所有功能。
[0017]總線用戶的天線可以具有幾何的天線面。
[0018]在基本上二維構(gòu)成的天線中，所述天線例如設(shè)置在壁的平面中，其中，垂直于平面的尺寸顯著小于沿平面的尺寸，幾何的天線面可以理解為這樣的面，所述面由天線的外輪廓限定。這樣的天線可以是薄地纏繞的或印刷的天線或平面天線，其以帶狀線工藝實施，例如貼片天線或帶狀線縫隙天線。
[0019]在垂直于壁地也具有不可忽略不計的尺寸的天線中，例如在包括沿縱軸線設(shè)置的線匝的線圈中，幾何的天線面設(shè)置在如下壁面中，所述壁面由天線投影的外輪廓限定到壁面上。
[0020]幾何的天線面可以相對于第一壁的面具有面積比。面積比可以理解為天線面積與第一壁或天線壁的面積的數(shù)學(xué)商。面積比可以具有至少0.5或例如至少0.6,0.7或0.8的值。由此實現(xiàn)，總線用戶之間的功率傳輸相對于總線用戶彼此不準(zhǔn)確的對準(zhǔn)較不敏感。
[0021]總線用戶可以構(gòu)成用于與至少另一個總線用戶電耦合，其方式為，所述總線用戶的天線與所述另一個總線用戶的天線電磁耦合，以用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量。
[0022]相互電耦合的總線用戶的第一壁可以大致彼此平行地設(shè)置。
[0023]總線系統(tǒng)和總線用戶的所描述的特征是非常有利的。
[0024]天線的高的面積比、第一壁的彼此平行的布置結(jié)構(gòu)以及彼此對準(zhǔn)的天線能夠?qū)崿F(xiàn)在參與的總線用戶的天線之間有效率地傳輸電磁輻射，并且能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸高的電磁功率。
[0025]使用設(shè)置在壁中或上的天線能夠?qū)崿F(xiàn)用于為總線用戶提供電能的節(jié)省空間的布置結(jié)構(gòu)，因為由此可以避免使用傳統(tǒng)的變壓器。
[0026]因此優(yōu)點在于:
[0027]-在實現(xiàn)電子模塊時的空間和成本節(jié)約，
[0028]-電子模塊的電流分離，以及
[0029]-電子模塊的能量供應(yīng)的簡化和效率提高。
[0030]以下給出有利的實施方案和進一步擴展方案。進一步擴展方案的特征只要技術(shù)上合適就可以相互并且與本發(fā)明的每個所述方面組合。
[0031]按照一種實施形式，總線系統(tǒng)可以具有供給電能和/或數(shù)據(jù)到總線用戶中或配置給其的電子模塊中或總線中的供給模塊。供給模塊可以構(gòu)成為第一總線用戶。
[0032]電磁能量可以以傳輸鏈的形式從一個總線用戶傳輸至下一個總線用戶，也就是說從供給模塊傳輸?shù)降谝豢偩€用戶上，從第一總線用戶傳輸?shù)降诙偩€用戶上等等。傳輸鏈可以構(gòu)成或形成總線。
[0033]電磁能量也可以星形地從總線用戶傳輸?shù)蕉鄠€總線用戶、例如至少兩個、三個、四個或五個總線用戶上。這樣，第一總線用戶的電磁輻射例如可以由所有總線用戶或總線用戶的至少一部分接收。
[0034]供給模塊可以具有用于信號處理或信號放大或信號再生的器件。以有利的方式借此可以處理從外部供給到總線系統(tǒng)中的信號。
[0035]特別有利的是，借此總線系統(tǒng)內(nèi)的信號也由供給模塊接收、處理并且進一步供給到總線系統(tǒng)中，也就是說可以傳輸?shù)搅硪粋€總線用戶上。
[0036]信號處理可以補償沿總線傳輸路段的損耗。
[0037]供給模塊可以連接到電源電壓上，所述電源電壓優(yōu)選為約220或I1V并且具有約50或60Hz的頻率。
[0038]按照一種實施形式，所述天線可以構(gòu)成為螺旋天線、圓形天線、線圈或電容板。
[0039]在生產(chǎn)技術(shù)方面，所述天線可以構(gòu)成為模塑互聯(lián)設(shè)備(MID)或嵌體或構(gòu)成為噴射的或薄地纏繞的或印刷的或可粘上的天線。
[0040]備選地，也可以涉及平面的天線，其以帶狀線工藝實施，例如貼片天線或帶狀線縫隙天線。尤其是可考慮這樣的天線用于傳輸數(shù)據(jù)信號。
[0041]所述天線可以設(shè)置在薄膜上，所述薄膜緊固在第一壁上。該實施形式以有利的方式能夠?qū)崿F(xiàn)天線的有效率的和低成本的安裝/拆卸或替換。
[0042]按照一種實施形式，面積比的最低值可以為0.7或優(yōu)選0.8或尤其是0.9。
[0043]天線可以通過在壁的整個面上延伸。在該情況中，面積比等于或大致等于I。
[0044]按照一種實施形式，一個總線用戶的天線可以具有如下匝數(shù)，所述匝數(shù)與總線用戶至供給模塊的距離有關(guān)，其中，所述距離作為處于其間的總線用戶的數(shù)量來測量。
[0045]至供給模塊的距離大于第二總線用戶至供給模塊的距離的總線用戶的天線的匝數(shù)可以大于所述第二總線用戶的天線的匝數(shù)，以用于補償損耗、尤其是傳輸損耗或在總線用戶的電子線路中的損耗。
[0046]按照一種實施形式，可以在至少一些所述總線用戶的殼體中，在第二壁中設(shè)置有另外的天線。在這里，第二壁不限定壁中的確定的次序，而是表示另一個壁，其附加于第一壁，天線設(shè)置在所述第一壁中或上。也就是說，在兩個、三個、四個、五個或多個壁上或中分別可以設(shè)置一個天線或必要時設(shè)置多個天線。
[0047]在至少一些所述總線用戶的殼體的第一和/或第二壁中可以設(shè)置有多個天線。
[0048]數(shù)據(jù)和能量可以通過不同的天線或必要時通過一個天線能傳輸。以有利的方式，由此可以將天線參數(shù)、如尺寸或制造技術(shù)與要傳輸?shù)男盘柕膮?shù)、例如頻率或功率相適配。
[0049]按照一種實施形式，在每個總線用戶的殼體中可以設(shè)置有電子線路或電子模塊。所述電子模塊可以尤其是測量儀器、自動化模塊或控制器。
[0050]按照一種實施形式，每個總線用戶可以構(gòu)成為用于與電子模塊連接的適配器。每個適配器可以構(gòu)成用于傳輸數(shù)據(jù)和/或能量。適配器因此補充總線系統(tǒng)的模塊化的設(shè)計，按照該設(shè)計，總線用戶或電子模塊可以容易地插入總線系統(tǒng)中并且從總線系統(tǒng)中取出。
[0051]適配器可以構(gòu)成用于與支承軌道和與電子模塊機械和電連接。在適配器的連接(例如在插入到支承軌道中的或套裝到支承軌道上)的狀態(tài)中，適配器可以視為連接機構(gòu)，所述連接機構(gòu)將支承軌道與電子模塊連接。
[0052]在該實施形式中，電子模塊可以插入支承軌道中或套