專利名稱：用于自動化設備的輸入/輸出模塊的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于可 靈活擴展的自動化設備的輸入/輸出模塊。
背景技術(shù)：
已知的多種市場上或?qū)＠募忻枋龅目蓴U展自動化設備，也 被稱為存儲程序控制裝置可以適配于不同的自動化任務，并且尤其可 以使用到工業(yè)自動化技術(shù)領域以及開關(guān)及控制技術(shù)的領域中。
這種自動化系統(tǒng)通常模塊化地由中央組件、通信耦合器以及擴 展模塊(例如輸入/輸出模塊)組成。
輸入/輸出模塊通過設計為輸入/輸出總線的內(nèi)部總線連接與具
有中央單元(CPU)的中央組件連接，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的該輸入/輸出模
塊包括一個由兩部分構(gòu)成且可分開的殼體，該殼體帶有至少一個外擋 板、接線夾以及顯示裝置，該顯示裝置用于顯示對應各個接線夾的開 關(guān)模塊和/或控制模塊的即時運行狀態(tài)，其也被稱作輸入/輸出通道的 狀態(tài)信號裝置。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知多種輸入/輸出模塊，在其殼體下部件中，多 個印刷電路板插入到殼體下部件中。用于輸入/輸出功能的電子組件/ 接線夾以及例如用于顯示對應各個接線夾的開關(guān)模塊和/或控制模塊 的即時運行狀態(tài)的顯示裝置都設置在輸入/輸出模塊的印刷電路板 上。接線夾對應于其功能與印刷電路板點連接并且在殼體下部件的逆 向部件上從殼體中伸出。因此，接線夾不能由模塊的端面觸及，該端 面具有顯示裝置。
由于機械的實施方式，尤其是使用多個用于實現(xiàn)輸入/輸出模塊 功能的印刷電路板，前述的輸入/輸出模塊需要大量的空間位置需求 并且制作起來復雜而昂貴。
實用新型內(nèi)容
因此，本實用新型的目的在于，提出一種用于自動化設備且成 本低廉同時構(gòu)造簡單的輸入/輸出模塊，在該輸入/輸出模塊中克服了 前述的缺點并且相對于已知的輸入/輸出模塊而言尤其具有緊湊的結(jié) 構(gòu)并且可以成本低廉地制造。輸入/輸出模塊不僅可以是輸入模塊、 輸出模塊也可以或者是輸入/輸出模塊。
該目的根據(jù)本實用新型通過具有權(quán)利要求1的特征的用于自動 化設備的輸入/輸出模塊來實現(xiàn)。根據(jù)本實用新型的有利設計方案及 改進方案在從屬權(quán)利要求及說明書中進行描述。
根據(jù)本實用新型設計出，大量地減少了設置在輸入/輸出模塊中 且設計為印刷電路板或電路板的載體，其中用于輸入/輸出模塊的輸 入/輸出功能的電子組件設置在處于輸入/輸出模塊的殼體中的第一 印刷電路板上。此外設置第二印刷電路板，用于回路流通輸入/輸出 總線的信號。
另外還設置連接件，其例如可以實現(xiàn)信號線和外部現(xiàn)場裝置的 工藝電壓的連接，并且使得輸入/輸出總線在第一印刷電路板上的連 接一體化。因此，通過優(yōu)選設計為可插拔夾具并且用于工藝連接器或 工藝信號的連接件設置在第一印刷電路板上可以制成成本低廉的輸 入/輸出模塊。
連接件優(yōu)選設計為螺紋夾具、沖剪夾具或彈簧拉伸夾具或彈簧 力夾具，并且可以從輸入/輸出設備的端面觸及。
根據(jù)本實用新型輸入/輸出模塊的一個有利的實施例相應設置 有光導體，用于傳播在第一印刷電路板上的輸入/輸出通道的狀態(tài)信 號，該光導體為此設置，即將聚攏顯示裝置的光并且無接觸地傳遞到 輸入/輸出模塊的端面上。
根據(jù)在以下附圖中示出的實施例來詳細描述及說明本實用新型 和有利的設計方案、改進方案以及本實用新型的其他優(yōu)點。圖1示出了輸入/輸出模塊的示例，
圖2示出了輸入/輸出模塊的印刷電路板的實施例，該輸入/輸 出模塊設置有印刷電路板以及輸入及輸出模塊的連接裝置和顯示裝 置，
圖3示出了輸入/輸出模塊的顯示裝置的實施例，
圖4示出了依次堆疊的同類件的栓-孔連接 圖5示出了光導體的同類件的設計方案
圖6示出了附件的設計方案，即該附件用作輸入及輸出模塊的
螺紋固定的調(diào)整墊片，
圖7示出了帶有多個連接器的印刷電路板，該連接器用于回路 接通輸入/輸出總線與自動化設備的其他模塊。
具體實施方式
圖l示出了用于可靈活擴展的自動化設備的輸入/輸出模塊1的 實施例，該模塊帶有一個兩部分構(gòu)成的殼體2，其由殼體下部件3和 殼體上部件2構(gòu)成。在殼體下部件3上安裝有第一印刷電路板和第二 印刷電路板。第一印刷電路板具有用于輸入/輸出模塊1的輸入/輸出 功能的電子組件，并且第二印刷電路板設置用于回路接通輸入/輸出 總線的信號。
從殼體端面4可以觸及到用于連接信號線和工藝電壓且設計為 可插拔夾具的連接件IO。
在設備端面還設置有顯示裝置13，其用于顯示對應于各個接線 夾10 (在圖1中未示出)的開關(guān)和/或控制模塊的即時運行狀態(tài)。顯 示裝置13設計為光導體并且設置用于使得光以有利的方式實現(xiàn)為聚 攏的光，即光僅僅被輸出到輸入/輸出模塊1的端面4的一個位置上。
接線夾10與用于輸入輸出功能的電子組件的電連接通過連接器 20 (在圖2中示出)來實現(xiàn)。
可插拔的接線夾IO可以由單極或多極的夾具通過串連而成。根 據(jù)輸入/輸出模塊1的輸入/輸出功能的數(shù)量，夾具IO和相應連接器 20的電極數(shù)量可以是不同的。根據(jù)本實用新型，第一印刷電路板除了用于輸入/輸出模塊1的 輸入/輸出功能的電氣組件，還包括連接器20，其設置在第一印刷電
路板上，即例如像顯示裝置13也可以從殼體的端面4上觸及。另外， 在第一印刷電路板上設置有另一個連接件6，其優(yōu)選設計為標準的插 頭，用于將輸入/輸出總線的信號傳輸?shù)降诙∷㈦娐钒迳稀?br>
在第二連接器70 (在圖7中示出)和輸入/輸出總線上可以將其
他模塊和自動化設備的中央單元連接到輸入/輸出模塊1上。通過第 二連接器70和另一連接器71 (在圖7中示出)可以使模塊與模塊之 間的輸入/輸出總線的信號回路接通。
在圖2中示出了用于電子組件的輸入/輸出模塊1的第一印刷電 路板PCB1的實施例，該電子組件插入到導向裝置40中。用于第一印 刷電路板PCB1的導向裝置40優(yōu)選設置在殼體下部件3的內(nèi)部區(qū)域中 以及殼體側(cè)面5的下部區(qū)域中。
在第一印刷電路板的接近殼體下部件3的一側(cè)上設置有連接器 20，由此以有利的方式實現(xiàn)了，在殼體的端面4的夾具IO上可以連 接工藝連接器。連接器20可以如圖2所示設計為多部分構(gòu)成的部件， 其中所使用的連接器20的數(shù)量可以靈活地設計。接線夾10設置用于 優(yōu)選在機動車技術(shù)或螺紋連接技術(shù)中，外部現(xiàn)場設備(例如傳感器和 激勵器)的工藝電壓及信號的連接。
此外，在第一印刷電路板PCB1的接近殼體下部件3的一側(cè)上插 有光導體51，其具體細節(jié)將在圖3中示出。
另一用于連接輸入/輸出總線的連接件6這樣設置在第一印刷電 路板PCB1上，即其插入到設置在第二印刷電路板PCB2上的另一連接 器72中，由此輸入/輸出總線的信號可以從第一印刷電路板PCBl傳 輸?shù)降诙∷㈦娐钒錚CB2上。
在殼體的下側(cè)區(qū)域中，另外設置有連接裝置60，優(yōu)選是中心插 腳或卡鎖極板，用于將其他模塊連接到輸入/輸出模塊上。
如果自動化設備具有輸入/輸出模塊l以及當前所需要的另一壁 裝式模塊，則要使用到附件30。附件30起到調(diào)整墊片的作用并且防 止殼體在模塊通過鉆孔73進行螺紋固定時發(fā)生變形。圖3示出了顯示裝置13的實施例，其帶有詳細示出的輸入/輸
出模塊1的光導體51，該輸入/輸出模塊設置在第一印刷電路板PCB1 上。顯示裝置13由光導體51形成，其將由光學顯示元件53，優(yōu)選 是發(fā)光二極管所產(chǎn)生的光聚攏并且無接觸地傳輸?shù)缴涑隹?2上。因 此，由光導體51聚攏的光從顯示元件53傳輸?shù)捷斎?輸出模塊1的 端面4的分別對應的光射出面上。
孔口 64將由四個同類件54構(gòu)成的第一光導體51捆綁在一起并 且防止第一光導體51的各個束之間的干擾。
光導體51可以由多個依次設置的光導體同類件54構(gòu)成并且這 樣設計，即可以使用簡單而低廉的注塑工具來制造該光導體。光導體 51的同類件54的結(jié)構(gòu)設計方案參見圖5。
同類件54的設置例如通過同類件54的彼此堆疊以及同類件54 的連接，優(yōu)選通過栓孔連接來實現(xiàn)。圖4示例地示出了彼此堆疊的同 類件54的栓-孔連接55。
在圖5中示出了了光導體51的同類件54的視圖并且詳細描述 了同類件54的設計方案。同類件54由四個單一的光導體束構(gòu)成。同 類件54通過連接片63加固。
由光學顯示元件53產(chǎn)生的光通過同類件54的射入面65射入， 隨后在面61上通過全反射進行反射并且在射出孔或在面62中射出。
圖6示出了附件30的實施例。附件30起到調(diào)整墊片的作用并 且防止殼體在通過鉆孔73和74進行螺紋固定時發(fā)生變形。附件30 通過栓75到達殼體下部件3上，其中定位橫檔76防止附件30脫落。
圖7示出了印刷電路板PCB1、 PCB2的設置方案，該印刷電路板 帶有連接器70、 71，用于輸入/輸出總線回路接通到自動化設備的其 他模塊上。
通過第二連接器70和輸入/輸出總線，其他模塊和自動化設備 的中央單元可以連接到輸入/輸出模塊1上。通過第二連接器70和另 一連接器71，輸入/輸出總線的信號可以從模塊回路接通到另一模 塊。附圖標記列表
1輸入/輸出模塊
2殼體上部件
3殼體下部件
4殼體端面
5殼體側(cè)面
6另 一用于連接輸入/輸出總線的連接件
10連接件
13顯示裝置
20連接器
30附件'
51光導體
53顯示元件
54光導體的同類件
55栓-孔連接
56載體
57連接件
60連接裝置
61反射面
62射出孔、射出面
63連接片
64孔口
65射入孔
70第二連接器
71另一連接器
73， 74鉆孔
75栓
76定位橫檔
PCB1第一載體、電路板、印刷電路板PCB2 第二載體、電路板、印刷電路板
權(quán)利要求1.一種用于自動化設備的輸入/輸出模塊，其帶有可分離的殼體(2、3)，所述殼體具有用于所述輸入/輸出模塊的輸入/輸出功能的電子組件；連接件(10、20)；以及分別對應于所述連接件(10、20)且設置在設備端面(4)上的光導體(51)，用于為所述輸入/輸出模塊的輸入/輸出通道發(fā)送狀態(tài)信號，其特征在于，用于所述輸入/輸出模塊的輸入/功能的所述電子組件和所述連接件(10、20)設置用于連接位于所述輸入/輸出模塊的殼體(2、3)中的第一印刷電路板(PCB1)上的信號線和工藝電壓，其中所述連接件(10、20)可以從所述輸入/輸出模塊的設備端面(4)上觸及。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入/輸出模塊，其特征在于，所述 連接件(20)在所述信號線和工藝電壓線上與其上連接的開關(guān)模塊和 /或控制模塊的電連接通過與< 所述連接件(20)連接的接線盒(10) 實現(xiàn)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，所述第一印刷電路板(PCB1)具有另一個連接件(6)，用于 所述輸入/輸出模塊與自動化設備的其他模塊連接。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，用于連接所述輸入/輸出總線的所述另一連接件(6)這樣設置 所述第一印刷電路板(PCB1)上，即與第二印刷電路板(PCB2)上的 連接件(72)連接并且用于所述輸入/輸出總線的連接器(70、 71) 從所述殼體(2、 3)的下側(cè)區(qū)域中伸出。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，所述第一印刷電路板(PCB1)插入到導向裝置(40)中，其中 用于所述第一印刷電路板(PCB1)的所述導向裝置(40)設置在所述殼體下部件(3)的內(nèi)部區(qū)域中，優(yōu)選在殼體側(cè)面(5)的下方區(qū)域中。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，在所述殼體(2、 3)的下側(cè)區(qū)域中設置有連接裝置(60)，優(yōu) 選是中心插腳或卡鎖極板，用于將其他模塊連接到所述輸入/輸出模 塊上。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，在所述第一印刷電路板(PCB1)上設置有設計為顯示裝置(13) 的光導體(51),其將由光學顯示元件(53)發(fā)出的光聚攏在一起并 且無接觸地傳輸?shù)剿鲚斎?輸出模塊的端面(4)上。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，.所述光導體(51)由多個同類件(54)構(gòu)成。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的輸入/輸出模塊，其特征 在于，所述可分離的殼體由兩個部分(2、 3)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種用于自動化設備的輸入/輸出模塊，其帶有可分離的殼體(2、3)，所述殼體具有用于輸入/輸出模塊的輸入/輸出功能的電子組件；連接件(10、20)；以及分別對應于連接件(10、20)且設置在設備端面(4)上的光導體(51)，用于為輸入/輸出模塊的輸入/輸出通道發(fā)送狀態(tài)信號。用于輸入/輸出模塊的輸入/功能的電子組件和連接件(10、20)設置用于連接位于輸入/輸出模塊的殼體(2、3)中的第一印刷電路板(PCB1)上的信號線和工藝電壓，其中連接件可以從輸入/輸出模塊的設備端面(4)上觸及。
文檔編號G05B19/02GK201378266SQ20092000155
公開日2010年1月6日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者安德列亞斯·威爾默斯, 赫爾諾特·高布 申請人:Abb股份有限公司