專利名稱：多分支現(xiàn)場總線阻隔布置的制作方法
多分支現(xiàn)場總線阻隔布置本發(fā)明涉及一種用于向危險(xiǎn)區(qū)域提供功率和/或信號的形成真正安全(is)系統(tǒng) 的一部分的更多地被稱為現(xiàn)場總線阻隔的現(xiàn)場總線隔離耦合器，更具體地涉及用于向IS 環(huán)境中的各種不同設(shè)備提供功率和/或信號的多分支現(xiàn)場總線阻隔布置。除了提供用于向 工作于危險(xiǎn)區(qū)域中的IS現(xiàn)場設(shè)備供電的簡單現(xiàn)場總線阻隔裝置之外，已知多分支現(xiàn)場總 線阻隔布置具有用于連接干線連接總線的干線連接裝置，并提供多個(gè)分支插座，通過這多 個(gè)分支插座能對任何適當(dāng)數(shù)量和各種遠(yuǎn)程現(xiàn)場設(shè)備供電和/或?qū)ぶ?。在此類已知系統(tǒng)中，提供了多種現(xiàn)場總線阻隔裝置，其中通常每個(gè)阻隔裝置為多 個(gè)分支插座提供阻隔保護(hù)。然而，就成本和易用性問題而言，尤其在該多分支裝置本身可能不得不位于潛在 的危險(xiǎn)環(huán)境中的情況下，此類已知系統(tǒng)和布置呈現(xiàn)出缺點(diǎn)和局限性。具體而言，此類裝置需 要大量的布線連接，這樣會導(dǎo)致不必要的尺寸和復(fù)雜度以及人力成本問題，而且所需的箱 的數(shù)量、類型和大致尺寸也會呈現(xiàn)出問題和局限性。只要系統(tǒng)需要任何改變/維修，就必須 關(guān)閉現(xiàn)場總線干線。此外，電涌限制器更換帶來了相鄰?fù)ǖ蓝搪返娘L(fēng)險(xiǎn)，而且取決于具體環(huán) 境的特定特性，會要求氣體清除以進(jìn)行完全斷電。本發(fā)明尋求提供一種具有優(yōu)于已知的此類布置的優(yōu)點(diǎn)的多分支現(xiàn)場總線阻隔布置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種多分支現(xiàn)場總線阻隔布置，其具有干線連接 裝置，且其中多個(gè)分支中的每個(gè)分支通過阻隔和電涌保護(hù)器裝置連接至干線，其中每個(gè)阻 隔裝置包括可移除地安裝的模塊化單元，該模塊化單元被安排用于通過防火連接插入連接 至所述干線以提供安全連接。以可移除地安裝的模塊化單元的形式提供阻隔裝置顯著有助于減少布線以及該 布置的整體尺寸，且更具體地，在連接至干線時(shí)使用上述防火連接器允許在潛在的危險(xiǎn)環(huán) 境中有利地使用多分支布置。有利地，干線連接、模塊化阻隔單元和電涌保護(hù)器設(shè)置成安裝到該系統(tǒng)的支承裝置上。具體而言，由于支承裝置可包括底板，因此有利地，電涌保護(hù)器能可移除地安裝在 該布置內(nèi)，而不需要從干線斷電或?qū)ζ渖习惭b了該電涌保護(hù)器的分支斷電。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該多分支布置可包括被安排用于互連至關(guān)聯(lián)于出故障單 元的分支插座的冗余模塊化阻隔裝置單元。具體而言，該冗余模塊化阻隔裝置可被安排用于以響應(yīng)于出故障單元的故障指示 的方式互連至出故障單元的此類分支插座。本發(fā)明能進(jìn)一步提供用于將冗余模塊化阻隔裝置單元的連接配置到分支插座的 控制裝置。具體而言，每個(gè)模塊化阻隔單元可被安排成為多個(gè)分支插座提供保護(hù)。更進(jìn)一步，可提供可移除地安裝的干線電涌保護(hù)器裝置和/或可移動地安裝的端 接器裝置，并包括防火連接器。
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根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種現(xiàn)場總線阻隔裝置，其被安排成可移除地安 裝在多分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)中且在干線連接器與分支插座之間，且包括用于連接至該系 統(tǒng)的所述干線的防火連接器裝置。有利地，該防火連接器裝置包括安排用于現(xiàn)場總線阻隔裝置的可移除安裝的插塞 連接器。此外，該現(xiàn)場總線阻隔裝置可包括用于與多分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)的電涌保護(hù)器 連接的插塞連接器裝置。更進(jìn)一步，該現(xiàn)場總線阻隔裝置可被安排成通過所述防火連接器安裝至多分支現(xiàn) 場總線阻隔系統(tǒng)的支承裝置，該支承裝置可包括底板。因此，應(yīng)當(dāng)理解，該現(xiàn)場總線阻隔裝置可包括模塊化的可容易移除的插入裝置。因此，本發(fā)明能有利地允許對在多分支現(xiàn)場總線阻隔布置中提供適當(dāng)數(shù)量的現(xiàn)場 總線阻隔裝置的有效“即插即用”解決方案，該解決方案能在該布置中容易地提供冗余。該 模塊化的插入現(xiàn)場總線阻隔裝置能在需要時(shí)容易和迅速地安裝，從而設(shè)備的維護(hù)以及類似 的整個(gè)系統(tǒng)布置同樣能增強(qiáng)。因此整個(gè)系統(tǒng)在完全安裝之前容易被測試、在需要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和/或更換。關(guān)于多分支單元在危險(xiǎn)區(qū)域中的位置，認(rèn)為它能容易地被安裝在1區(qū)環(huán)境中，同 時(shí)仍允許帶電的斷開/重連。而且，當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較時(shí)，箱的整體體積以及所需的實(shí)際 箱數(shù)量顯著減少，從而具有有利的成本意義。通過去掉構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)的手工輸入，尤其是消除對大量布線的需要，發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng) 更可靠，而且所需要的對阻隔裝置的任何更換能在不斷電或不要求氣體清除的情況下實(shí) 現(xiàn)。同樣，任何分支電涌保護(hù)器插入/更換/移除、和/或任何干線電涌保護(hù)器插入/更換 /移除、和/或任何端接器插入/更換/移除能在系統(tǒng)保持工作時(shí)實(shí)現(xiàn)。以下參照僅作為示例的附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，在附圖中

圖1是常規(guī)多分支現(xiàn)場總線阻隔布置的平面圖；圖2是提供與圖1相同功能的類似框圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多分支 現(xiàn)場總線布置；以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的多分支現(xiàn)場總線布置的相似示意性框圖。先參照圖1，其中提供了一種典型的常規(guī)16分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)的平面圖，其 被安排用于連接至輸入干線，并在16個(gè)分支上提供輸出信號。如根據(jù)以下討論將理解地，這16個(gè)分支被分成四組，每一組配備有來自四分支阻 隔件的信號。如圖1所示，其中提供了 Exe接線盒1及其關(guān)聯(lián)干線電涌保護(hù)器2，以及Exde安全 防火開關(guān)3，每個(gè)防火開關(guān)3饋送至四分支阻隔件中相應(yīng)的一個(gè)，四分支阻隔件又具有連接 至四分支插座的輸出，四分支插座也由通過相應(yīng)的電涌保護(hù)器5和接線盒6饋送。四分支阻隔件4中的每一個(gè)與安全蓋7關(guān)聯(lián)，用于防止在未停用防火開關(guān)3時(shí)接 入或移除連接。端接器單元8也連接至接線盒1。通往遠(yuǎn)程設(shè)備10的分支的實(shí)際外部布線從相應(yīng)的接線盒6引出。此外，為通往干 線的外部布線13與接線盒1之間的連接設(shè)置了內(nèi)部布線和干線11，并類似地為接線盒1與 安全防火開關(guān)3之間的連接設(shè)置布線11。此外，設(shè)置了內(nèi)部布線12以從防火開關(guān)3饋送至阻隔件4，且內(nèi)部布線14、15提供阻隔件4與接線盒6之間的連接，以及電涌保護(hù)器5與接 線盒6之間的連接。此外，如圖所示，每個(gè)電涌保護(hù)器5由外部布線13直接饋送。如將理解地，如圖所示的接線盒8、干線電涌保護(hù)器2、防火開關(guān)3以及關(guān)聯(lián)布線連 接11設(shè)置在單獨(dú)的箱20內(nèi)。系統(tǒng)的余下部分，包括如圖所示的四分支阻隔件4、關(guān)聯(lián)電涌保護(hù)器5、接線盒6以 及當(dāng)然相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部布線、外部布線13和內(nèi)部布線12的元件，設(shè)置在單獨(dú)的主箱21內(nèi)。如前所討論，關(guān)于此類已知系統(tǒng)出現(xiàn)了各種缺點(diǎn)，至少包括移除各種設(shè)備，尤其 是移除四分支阻隔件4時(shí)需要?dú)怏w清除和/或斷電。此外，發(fā)現(xiàn)使用多個(gè)防火開關(guān)3是昂
貴且笨重的。具體而言，大量的內(nèi)部布線和干線12、13、14、15 (如圖所示)不利地必須采用電 線、電纜、每條電線兩個(gè)套圈、以及相關(guān)聯(lián)的熱收縮件、干線支承件、多行接線盒、din(德國 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))導(dǎo)軌以及din導(dǎo)軌支承件，這些部件都增加了已知布置的復(fù)雜度和尺寸。在安裝 系統(tǒng)的各個(gè)機(jī)械零件，尤其是安裝din導(dǎo)軌，以及與如圖1所示的大量布線相關(guān)聯(lián)的剝線、 夾緊套圈、使電纜保護(hù)器收縮等時(shí)，會產(chǎn)生高人力成本。任何需要的改變都無法帶電實(shí)現(xiàn)，且現(xiàn)場總線必須被斷電，這將實(shí)際停止存在危 險(xiǎn)環(huán)境的工廠。電涌保護(hù)器5的任何所需更換將需要斷開分支，從而產(chǎn)生相鄰?fù)ǖ蓝搪返?風(fēng)險(xiǎn)。此外，干線電涌保護(hù)器2的任何所需更換將需要?dú)怏w清除或斷電。此外，與布線的余下部分相比，四個(gè)干線-阻隔件連接7必須由不同的人員來更 換，這導(dǎo)致系統(tǒng)的附加成本、復(fù)雜度以及可能的停機(jī)時(shí)間。此外，在圖1所示布置中不存在提供冗余的余地。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，其中提供了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)的示 意性框圖。同樣，設(shè)置了干線電涌保護(hù)器22以及四分支阻隔裝置24，每個(gè)四分支阻隔裝置M 與四個(gè)電涌保護(hù)器25關(guān)聯(lián)，分支插座210的外部布線從電涌保護(hù)器25延伸至在16個(gè)分支 中的每個(gè)分支上遠(yuǎn)程定位的現(xiàn)場設(shè)備。設(shè)置了端接器觀，且來自干線的外部布線23通過干 線電涌保護(hù)器22進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)。該完整系統(tǒng)設(shè)置在單個(gè)箱30內(nèi)，且干線電涌保護(hù)器22、四分支阻隔裝置對、分支 電涌保護(hù)器25以及端接器觀中的每一個(gè)通過插入連接器可移除地安裝至支座32，該支座 32可包括整個(gè)系統(tǒng)的底板。該底板32包括如圖所示部件之間的預(yù)定電連接，從而消除了對常規(guī)系統(tǒng)中存在 的大量布線的需要。重要的是，通過使用防火連接器29，即安排成提供每個(gè)阻隔裝置M與外部干線布 線23的安全連接的連接器，系統(tǒng)本身在需要時(shí)能有利地定位于危險(xiǎn)區(qū)域中。干線電涌保護(hù)器22以及端接器觀能通過所示防火連接器四同樣地以插入方式 設(shè)置到支座32上，而不損害所需的至少“1區(qū)”安全性等級。然而，替代地，可設(shè)置端接器 28作為底板支座32的整體構(gòu)成部分。因此，相比于諸如圖1所示的常規(guī)系統(tǒng)中采用的箱，圖2的實(shí)施例的箱30的整體 尺寸能顯著減小。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢比較的另一重點(diǎn)從附圖1、2尤其是各自的干線13的比較中清楚可見。在諸如圖1所示的已知系統(tǒng)中，如上所述，干線13通過跨接線或其它適當(dāng) 的裝置連接至連接器1以提供更多的干線11，這些干線11又連接至Exed開關(guān)3。然后，可 切換干線12同樣地又通過中繼Exe干線連接7連接至阻隔件5。因此，此類現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)需要干線13的至少雙倍和一些情況下的三倍或更多倍， 以向多個(gè)阻隔件4提供適當(dāng)?shù)倪B接。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本發(fā)明以及由圖2提供的所示實(shí)施例，將立刻顯而易見的是，僅需要通 往干線23的一個(gè)連接。提供干線電涌保護(hù)器22及其防火連接器四有利地提供了通向干 線23的唯一接口，該唯一接口是饋送圖2中所示的所有阻隔裝置M所需的。重要的是，且如所理解的，阻隔裝置M和實(shí)際上的電涌保護(hù)器25、干線電涌保護(hù) 器22以及端接器觀能同樣地以插入/撥出方式容易地移除和更換，同時(shí)保持所需安全程 度且不需要系統(tǒng)任何關(guān)機(jī)時(shí)間或者氣體清除，且不需要除模塊化阻隔單元M的移除和更 換之外的僅特定手動操作。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，提供了本發(fā)明的另一實(shí)施例的平面圖，且使用了之前存在的相似附 圖標(biāo)記。這里，設(shè)置了兩個(gè)(或它可以是更多)單獨(dú)的支座32，每個(gè)支座被安排用于兩個(gè)或 更多個(gè)多分支阻隔裝置M以及它們相關(guān)聯(lián)的分支電涌保護(hù)器25的可移除安裝。用于有效地實(shí)現(xiàn)單一底板的支座32之間的連接通過防火跨接線30實(shí)現(xiàn)，該防火 跨接線30被安排用于通過與支座32內(nèi)的插座配合的防火連接器四將連接分組，且該防火 跨接線30可按照其它方式由端接器觀占據(jù)；端接器洲之一在右側(cè)支座32中示出。然后可將任何適當(dāng)數(shù)量的支座32串聯(lián)連接，以從本發(fā)明的現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)提 供任何適當(dāng)數(shù)量的分支插座。作為本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)，通過對作為冗余單元的模塊化現(xiàn)場總線阻隔單元M之 一的選擇操作，可向該系統(tǒng)中引入適當(dāng)?shù)娜哂喽?。如圖2和3的實(shí)施例中所示，具體而言是鑒于現(xiàn)場總線阻隔單元M的模塊化本 質(zhì)，此類冗余度能容易地引入本發(fā)明中。此外，在需要時(shí)，可在冗余單元M與關(guān)聯(lián)于出故障 的阻隔單元M的分支電涌保護(hù)器25或分支插座10之間設(shè)置受控連接。然后能容易和簡單地?fù)艹龀龉收系哪K化阻隔單元M，而無需斷電或氣體清除， 從而通過更換阻隔單元進(jìn)行簡單的更換。如能進(jìn)一步理解地，本發(fā)明的電涌保護(hù)器22、25能容易地被更換，而不影響該系 統(tǒng)的整個(gè)操作，且可在系統(tǒng)使用期間當(dāng)系統(tǒng)帶電時(shí)適時(shí)引入、移除或更換端接器觀。阻隔單元M的模塊化本質(zhì)允許在不需要斷開任何其它阻隔裝置的情況下進(jìn)行更 換，且本發(fā)明的“即插即用”解決方案顯著地減少了工作人員需要出現(xiàn)在現(xiàn)場的時(shí)間，且對 諸如參照圖3所示的系統(tǒng)的任何進(jìn)一步擴(kuò)展能在不需要斷電或氣體清除的情況下執(zhí)行，且 適當(dāng)冗余度的容易引入同樣也允許系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)部件的帶電修理。具體而言，本發(fā)明有利地采用了防火連接器四而不是常規(guī)系統(tǒng)中常見的螺絲接 線端子，實(shí)際上也不使用當(dāng)前已知的防火開關(guān)3。支座32提供相比于當(dāng)前系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量布線而言簡化和可靠的替代選擇，且 可帶電插入而不干擾系統(tǒng)功能的電涌裝置的使用提供了如支座板或底板裝置為系統(tǒng)的冗 余功能所提供的另一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)，且可按需設(shè)置模塊化現(xiàn)場總線阻隔單元和電涌連接器的任何適當(dāng)配置以及實(shí)際上的支座板，并提供適當(dāng)?shù)恼嬲踩Ｗo(hù) 度。再者，具體參照圖2，雖然通過四個(gè)阻隔單元M提供了總共16個(gè)分支，但其它構(gòu)造也顯 然是可能的。例如，可設(shè)置自身提供16個(gè)輸出分支的單個(gè)阻隔單元，或可設(shè)置均提供8個(gè) 輸出分支的兩個(gè)阻隔單元。在需要時(shí)，任何配置是可能的。
權(quán)利要求
1.一種多分支現(xiàn)場總線阻隔布置，其用于連接至干線，且其中多個(gè)分支中的每個(gè)分支 被安排成通過阻隔裝置連接至所述干線，其特征在于，所述阻隔裝置包括可移除地安裝的 模塊化單元，所述模塊化單元被安排用于通過防火連接插入連接至所述干線。
2.如權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，每個(gè)模塊化單元包括用于與關(guān)聯(lián)于所述分 支的電涌保護(hù)器連接的插入連接器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的布置，其特征在于，所述模塊化阻隔單元被安排成安裝在所 述布置內(nèi)的支承件上。
4.如權(quán)利要求3所述的布置，其特征在于，所述支承件包括支座。
5.如權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，所述支座包括底板。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的布置，其特征在于，所述電涌保護(hù)器可移除地安裝在所述 布置內(nèi)。
7.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的布置，其特征在于，包括干線電涌保護(hù)器，所述干 線電涌保護(hù)器具有用于向所述干線提供接口的防火連接器。
8.如權(quán)利要求7所述的布置，其特征在于，每個(gè)所述阻隔裝置通過所述接口連接至所 述干線。
9.如權(quán)利要求7或8所述的布置，其特征在于，所述干線電涌保護(hù)器裝置可移除地安 裝，且具有防火連接器。
10.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的布置，其特征在于，包括冗余的模塊化阻隔裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的布置，其特征在于，所述冗余的模塊化阻隔裝置被安排用于 連接至關(guān)聯(lián)于出故障的阻隔裝置的分支插座。
12.如權(quán)利要求11所述的布置，其特征在于，所述冗余的模塊化阻隔裝置被安排用于 以響應(yīng)于所述出故障單元的故障的方式連接至所述分支。
13.如權(quán)利要求11或12所述的布置，其特征在于，還包括用于將所述冗余模塊化阻隔 裝置的所述連接配置到所述分支插座的控制裝置。
14.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的布置，其特征在于，被安排用于接納可移除地安 裝的分支電涌保護(hù)器裝置。
15.一種現(xiàn)場總線阻隔裝置，其被安排成可移除地安裝在多分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)中 以及干線與分支插座之間，所述裝置包括用于連接至系統(tǒng)的所述干線的防火連接器裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述防火連接器裝置包括被安排用于所 述現(xiàn)場總線阻隔裝置的可移除安裝的插塞連接器。
17.如權(quán)利要求15或16所述的裝置，其特征在于，包括用于與多分支現(xiàn)場總線阻隔系 統(tǒng)的電涌保護(hù)器連接的插塞連接器裝置。
18.如權(quán)利要求15至17中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，被安排成通過所述防火 連接器安裝至多分支現(xiàn)場總線阻隔系統(tǒng)的支承裝置。
19.如權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，包括模塊化的可容易移 除的插入裝置。
20.一種基本如以上參照附圖的圖2和圖3所描述的多分支現(xiàn)場總線布置。
21.—種基本如以上參照附圖的圖2和圖3所描述和說明的現(xiàn)場總線阻隔裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多分支現(xiàn)場總線阻隔布置，其具有干線連接(23)且其中多個(gè)分支(210)中的每個(gè)分支通過阻隔裝置(24)連接至干線(23)，其中每個(gè)阻隔裝置(24)包括可移除地安裝的模塊化單元，該模塊化單元被安排用于通過防火連接(29)插入連接至干線(13)，而且其中冗余阻隔裝置可響應(yīng)于阻隔裝置的故障而類似地被納入以便啟用。
文檔編號H01R13/53GK102144340SQ200980135004
公開日2011年8月3日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者F·艾斯普斯托德拉特瑞拉 申請人:庫帕技術(shù)公司