DE3710616C1

DE3710616C1 - Electric multiway (multiple) connector

Info

Publication number: DE3710616C1
Application number: DE3710616A
Authority: DE
Inventors: Michel Kaluzny; Alexander Schuir
Original assignee: F Wieland Elektrische Industrie GmbH
Current assignee: Wieland Electric GmbH
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-03-17
Anticipated expiration: 2007-04-01

Abstract

Electric multiway connector, in particular a feed-through (lead-through) plug-in connector for switchgear cubicles (cabinets) or the like. One of the plug-in connector parts is constructed as a converter connector in which there is arranged between a multiplicity of inputs and/or outputs and a transmission line constructed as a two-wire line or optical fibre an electronic parallel/serial converter for alternate digital conversion of the input and/or output signals available in parallel to a serial signal, or vice versa.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Mehrfach steckverbinder, insbesondere Durchführungssteckverbinder für Schaltschränke oder dergl.The invention relates to an electrical multiple connectors, in particular feedthrough connectors for control cabinets or the like

Bei der Weiterführung der Anschlußleitungen aus Schalt schränken ergibt sich das Problem, daß für jede der einzelnen Signalleitungen eine Weiterführungsleitung im Übertragungs kabel zur Verfügung stehen muß, so daß derartige Verbindungen außerordentlich kompliziert, teuer und auch wegen der Dicke der vieladrigen Kabel schwer zu handhaben sind. Diese Probleme werden noch gravierender, wenn von einer Steuerung (Schalt schrank) aus mehrere Verarbeitungs-Stationen angesteuert wer den sollen. Zur Vermeidung dieser Probleme sind zwar auch be reits Übertragungssysteme bekanntgeworden, bei denen im Schalt schrank zunächst eine Umkodierung der Signale vorgenommen wird, so daß sie dann über einfache Zweidrahtleitungen weiter geführt werden können. Bei diesen Übertragungssystemen ergibt sich aber zum einen die Schwierigkeit mit der Schrankwärme, die erhebliche Störungen der Funktion der Konverterelektronik zur Folge haben kann. Darüber hinaus kann ein solches Über tragungssystem grundsätzlich nur von vornherein für ein Steuerungssystem konzipiert werden, d.h. es muß von vornherein in einem Schrank vorgesehen sein und läßt sich - schon wegen der Raumprobleme - nachträglich nicht mehr realisieren.In the continuation of the connecting lines from switching cabinets, the problem arises that for each of the individual signal lines a continuation line in the transmission cable must be available, so that such connections are extremely complicated, expensive and also difficult to handle because of the thickness of the multi-core cable. These problems become even more serious if several processing stations are to be controlled from one controller (control cabinet). To avoid these problems, transmission systems have already become known, in which the switching cabinet is first recoded the signals so that they can then be continued via simple two-wire lines. With these transmission systems, on the one hand, there is the difficulty with the cabinet heat, which can result in considerable disruptions to the function of the converter electronics. Moreover, such over tragungssystem can basically only be designed from the outset for a control system, ie it must be provided from the outset in a cabinet and can be - if only because of space problems - not subsequently realized.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektri schen Mehrfachsteckverbinder der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß in einfacher Weise und auch bei bereits bestehenden Anlagen eine vereinfachte Fernübertragung der Steuersignale möglich ist.The invention is therefore based on the object of an electri rule multiple connectors of the type mentioned above to design that in a simple manner and even with already existing systems a simplified remote transmission of Control signals is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eines der Steckverbinderteile als Konverterstecker aus gebildet ist, bei dem zwischen einer Vielzahl von Leitungen (Signal-Ein- bzw. -Ausgängen) und einer als Zweidraht- oder Lichtwellenleiter ausgebildeten Abgangsleitung ein elektroni scher Parallel-Seriell-Konverter zur wechselweisen digitalen Umwandlung der Ein- bzw. Ausgangssignale zu einem seriellen Signal auf der Abgangsleitung, bzw. umgekehrt, angeordnet ist.To achieve this object, the invention provides that one of the connector parts as a converter plug is formed in which between a plurality of lines (Signal inputs or outputs) and one as a two-wire or Optical fiber trained outgoing an electronic Scher parallel-serial converter for alternating digital Conversion of the input and output signals to a serial Signal on the outgoing line, or vice versa, is arranged.

Für eine einfache Signalübertragung zwischen Steuerung und Verar beitungs-Station sind somit zwei Konverterstecker der er findungsgemäßen Art notwendig, einer für die Steuerung und ein zweiter für die Station, der die Rückführung des seriellen Signals in ein paralleles Signal übernimmt. Hierbei ist die Zahl der Ausgänge (z.B. zur Befehlsübergabe von der Steuerung) und die Zahl der Eingänge (z.B. zur Zustandsanzeige der Station) vorzugsweise in Gruppen zu acht Ein- oder Ausgängen frei wähl bar. Es versteht sich von selbst, daß das Verhältnis von Ein- und Ausgängen am stationsseitigen Konverterstecker zum steuerungsseitigen Stecker konvertiert werden muß.For simple signal transmission between the controller and processor Processing station are therefore two converter plugs inventive type necessary, one for control and a second for the station, which is the return of the serial Signals into a parallel signal. Here is the Number of outputs (e.g. for command transfer from the controller) and the number of inputs (e.g. for status display of the station) preferably freely selectable in groups of eight inputs or outputs bar. It goes without saying that the relationship between and outputs on the converter connector on the station side control-side connector must be converted.

Darüber hinaus stehen in einem erfindungsgemäßen Konverterstecker über die Datenleitungen hinaus weitere, vorzugsweise ebenfalls acht Steuerleitungen zur Verfügung, die es möglich machen, das Übertragungssystem zu einem Multiplexsystem zu erweitern, in dem von einer Master-Station (Steuerung) mehrere Slave-Sta tionen (Verarbeitungsstationen) über die gleiche Zweidrahtlei tung angesprochen werden können. In addition, are in a converter connector according to the invention the data lines further, preferably also eight Control lines are available that make it possible To expand transmission system to a multiplex system, in the multiple slave states of a master station (controller) tions (processing stations) over the same two-wire line tion can be addressed.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zu nächst bei der Konzeption des Steckers nicht zwischen Einfach- und Multiplexbetrieb und zwischen Master- und Slavestecker unterschieden werden muß, da diese hardwaremäßig identisch sind. Vielmehr ist ihre Funktion an einer Programmumschalt vorrichtung einstellbar, so daß jeder Stecker an jeder Stelle des Steuerungssystems eingesetzt werden kann.A particular advantage of the invention is that Next, when designing the connector, do not switch between single and multiplex operation and between master and slave connector A distinction must be made since these are identical in terms of hardware are. Rather, their function is to switch programs device adjustable so that each connector at every point of the control system can be used.

Durch die erfindungsgemäße Verlagerung eines Parallel-Seriell- Konverters in den Mehrfachsteckverbinder lassen sich mit einem Schlag eine Vielzahl von Problemen lösen, die bisher bei der Datenübertragung bestanden. Zum einen können die vieladrigen Kabel durch einfache Zweidrahtkabel oder einen Lichtwellenleiter ersetzt werden, ohne daß dies durch die er heblichen Schwierigkeiten erkauft werden muß, die eingangs in Verbindung mit bekannten Steuerungssystemen bereits ange sprochen worden sind. Der Einbau eines Parallel-Seriell-Kon verters in eines der Steckerbauteile des Mehrfachsteckverbinders ermöglicht es, die vereinfachte und verbesserte Signalübertra gung wahlweise bei allen bestehenden Systemen auch nachträglich anzubauen, wobei neben dem bloßen Ersetzen des Durchführungs steckerteils durch einen erfindungsgemäßen Konverterstecker ja schließlich auch die noch einfachere Möglichkeit besteht, bei der nur der Abgangsstecker als Konverterstecker ausgebildet ist, so daß am Schaltschrank und den Durchführungssteckerteilen durch die Schaltschrankwandung nur bedingt Änderungen erforder lich sind (z.B. polrichtige Anpassung der schaltschrankseitigen Verdrahtung des Durchführungssteckerteils).By moving a parallel-serial Converters in the multiple connector can be used solve a variety of problems in one fell swoop passed the data transfer. For one, they can multi-core cable by simple two-wire cable or one Optical fibers are replaced without this by the he significant difficulties must be bought, which at the beginning in Connection with known control systems already announced have been spoken. The installation of a parallel-serial con in one of the connector components of the multiple connector enables simplified and improved signal transmission optional for all existing systems to grow, being in addition to merely replacing the bushing connector part by a converter connector according to the invention yes Finally, there is an even easier option with which only the outgoing connector is designed as a converter connector is so that on the control cabinet and the feed-through connector parts Due to the control cabinet wall, changes are only required to a limited extent (e.g. correct polarity adjustment on the control cabinet side Wiring the bushing connector part).

Das erfindungsgemäße Vorsehen eines Konvertersteckers hat neben dem erheblichen Vorteil, daß dabei eine völlige Unab hängigkeit von der Schrankwärme gegeben ist, auch den großen Vorzug, daß extern und mit nur unwesentlichem Eingriff in die Schaltschrank-Verdrahtung oder die Schaltvorrichtung einer damit zu verbindenden Maschine eine auf den jeweiligen An wendungsfall maßgeschneidert abgestimmte Signalübertragung möglich ist. Man hat eine extrem einfache dezentrale Erweite rungsmöglichkeit und kann selbst ohne die für solche Zwecke noch vielseitiger anwendbare Lichtwellenleiterübertragung eine einfache Entfernungsübertragung vorzugsweise bis zu 1500 Metern realisieren, wobei durch Ausbildung des Schutzgehäuses des Kon vertersteckers nach Schutzart IP 55 bzw. IP 65 ein Einsatz in prozeßnaher, feuchter und aggressiver Atmosphäre unbehindert vorgenommen werden kann.The provision of a converter plug according to the invention has in addition to the considerable advantage that a complete Unab dependence on the cupboard heat is given, even the large ones Preference that external and with only insignificant intervention in the Control cabinet wiring or the switching device one machine to be connected to the respective type application tailored signal transmission is possible. You have an extremely simple decentralized scope possibility and can even be used for such purposes even more versatile fiber optic transmission simple distance transfer, preferably up to 1500 meters realize, by training the protective housing of the Kon connector according to protection class IP 55 or IP 65 can be used in Process, humid and aggressive atmosphere unhindered can be made.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, daß der Konverterstecker ein handelsübliches Mehrfachsteckerteil zur Verbindung von bekannten Durchführungssteckerteilen enthält, mit Vorteil in der Weise, daß ein gekapseltes Gehäuse zur Auf nahme des Parallel-Seriell-Konverters in seinem Mittelabschnitt am Vorderteil eine mit Halterungen versehene Ausnehmung für einen derartigen handelsüblichen Mehrfachstecker aufweist, während am anderen Ende die Programmumschaltvorrichtung, vor gesehen ist. Diese ermöglicht die Umschaltung des Konverters als steuerseitiger oder stationsseitiger Stecker, sowie die Festlegung der Adressen der einzelnen Slave-Stationen im Multiplexbetrieb. Diese Umschaltvorrichtung ist über eine rück seitige Abdeckung des Steckergehäuses erreichbar, die auch die Anschlußklemmen für die interne Verdrahtung der Zweidrahtlei tung freigibt, so daß die empfindliche Elektronik bei der Mon tage nicht aus dem stabilen Steckergehäuse entfernt zu wer den braucht.In a further development of the invention it can be provided that the converter connector is a commercially available multiple connector part for connecting known feedthrough connector parts, with advantage in such a way that an encapsulated housing for took the parallel-serial converter in its middle section on the front part a recess with brackets for has such a commercially available multiple plug, while at the other end the program switching device is seen. This enables the converter to be switched as a control-side or station-side connector, as well as the Definition of the addresses of the individual slave stations in the Multiplex operation. This switching device is a back side cover of the connector housing accessible, which also the Terminals for the internal wiring of the two-wire line device releases, so that the sensitive electronics in the Mon do not take days out of the stable connector housing that needs.

Die Erfindung soll nachtstehend an einigen schematischen Aus führungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt:The invention is intended to stand at night on some schematic examples of management and explained in more detail with reference to the drawing will. It shows:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Multiplexsystem zwischen einem Schaltschrank und einem entfernten Klemmenkasten od.dgl., Fig. 1 or the like, an inventive division multiplex system between a cabinet and a remote terminal box.,

Fig. 2 eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Multiplexüber tragungssystems auf ein Master-Slave-System, Fig. 2 is an enlargement of the multiplex About invention tragungssystems to a master-slave system,

Fig. 3 eine schematische Andeutung eines erfindungsgemäßen Mehrfachsteckverbinders, bei dem der Konverterstecker als einfacher Außenstecker ausgebildet ist, Fig. 3 is a schematic indication of a multiple connector according to the invention, in which the converter is designed as a simple plug outer plug,

Fig. 4 eine schematische, der Fig. 3 entsprechende Ansicht eines Mehrfachsteckverbinders, bei dem der Konverter stecker im Durchführungssteckerteil angeordnet ist, so daß der Abgangsstecker nur ein zweipoliger Stecker zu sein braucht, und Fig. 4 is a schematic view corresponding to Fig. 3 of a multiple connector, in which the converter connector is arranged in the feed-through connector part, so that the outgoing connector need only be a two-pin connector, and

Fig. 5 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Konverter stecker in der Bauform nach Fig. 3. Fig. 5 is a section through an inventive converter plug in the design of FIG. 3.

Die schematische Übertragungsstrecke in Fig. 1 geht aus von einem Schaltschrank 1 mit einer angedeuteten Schaltschrank wand 2, in welcher ein Durchführungssteckerteil 3 eines elektri schen Mehrfachsteckverbinders befestigt und im Inneren in nur durch Pfeile angedeuteter Weise mit den vielen Steuerungsbau teilen verdrahtet ist. Auf das Durchführungssteckerteil 3 ist außen ein Konverterstecker 4 aufsetzbar, der im vorderen Teil (man vergleiche hierzu insbesondere Fig. 5) einen handelsüb lichen Steckereinsatz 5 mit einer Vielzahl von Steckerstiften 6 enthält, wobei selbstverständlich die Anordnung der Stifte und Buchsen in den Bauteilen 3 und 4 auch umgekehrt sein könnte. Die Signale der über die Steckerstifte eingespeisten Anschlüs se werden einem elektronischen Parallel-Seriell-Konverter 7 zugeleitet, der in Fig. 5 durch eine Schaltungsplatine 8 und eine Mehrzahl darauf angeordneter, nur angedeuteter, gedruckter Schaltungen 9 angedeutet ist, wobei schaltungstechnisch der Auf bau eines solchen Parallel-Seriell-Konverters im Stand der Technik bekannt ist und deshalb an dieser Stelle nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Dem Konverter 7 ist eine Umschaltvorrichtung 10 am anderen Ende des gekapselten Gehäuses 11, also verdeckt innerhalb des Gehäuses 11, zuge ordnet. The schematic transmission path in Fig. 1 is based on a control cabinet 1 with an indicated control cabinet wall 2 , in which a feed-through connector part 3 of an electrical multiple connector is attached and is wired inside in parts indicated only by arrows with the many control components. On the bushing plug part 3 , a converter plug 4 can be placed on the outside, which in the front part (compare in particular FIG. 5) contains a commercially available plug insert 5 with a large number of plug pins 6 , the arrangement of the pins and sockets in the components 3 and 4 could also be reversed. The signals of the terminals fed via the plug pins are fed to an electronic parallel-serial converter 7 , which is indicated in FIG. 5 by a circuit board 8 and a plurality of printed circuits 9 arranged thereon, only indicated, with circuitry the construction of one such parallel-serial converter is known in the prior art and therefore need not be described in detail here. The converter 7 is a switching device 10 at the other end of the encapsulated housing 11 , that is hidden within the housing 11 , assigned.

Durch den elektronischen Konverter 7 erfolgt eine Trans formation der parallel anstehenden Signale der einzelnen Signalleitungen, die am Eingang 5 vom Schaltschranksteckerteil 3 übernommen werden, in ein serielles Signal, welches über einen einfachen Zweidrahtleiter 12 (der auch durch einen Licht wellenleiter ersetzt sein könnte, was selbstverständlich optoelektronische Koppler zusätzlich erforderlich machen würde) sehr einfach vom Schaltschrank 1 zu dem gleichartigen Konverter am entfernten Klemmenkasten 13, beispielsweise einer in größerer Entfernung angeordneten Maschine, transportiert werden kann. Dort erfolgt über einen gleichartigen Konverter stecker 4 die Rückumwandlung des seriellen Signals in eine Vielzahl von Einzelsignalen, die ihrerseits wie bei bisherigen Schaltungstechniken an den nach innen abgehenden Einzelleitungen des Durchführungssteckerteils 3′ parallel anstehen. Im darauf folgenden Übertragungszyklus erfolgt in gleicher Weise aber entgegengesetzter Richtung die Rückmeldung der Zustandsänderung der Maschine über die dafür zur Verfügung stehenden Ausgänge im Maschinenstecker bzw. in den Eingängen im Steuerungsteil.Through the electronic converter 7 there is a trans formation of the parallel signals of the individual signal lines, which are taken over at the input 5 by the control cabinet connector part 3 , into a serial signal, which can be replaced by a simple two-wire conductor 12 (which could also be replaced by a light waveguide, which is of course, would make optoelectronic couplers additionally required) can be transported very easily from the control cabinet 1 to the similar converter on the remote terminal box 13 , for example a machine arranged at a greater distance. There takes place via a similar converter connector 4, the back conversion of the serial signal into a variety of individual signals, which in turn are present in parallel to the outgoing individual lines of the feed-through connector part 3 'as in previous circuit techniques. In the subsequent transmission cycle, the status change of the machine is reported in the same way but in the opposite direction via the outputs available for this in the machine connector or in the inputs in the control section.

Die Fig. 2 zeigt eine Erweiterung des Systems auf ein Multi plexverfahren, bei der ausgehend von einem Master 4 eine Vielzahl von Slave-Stationen 4 a, 4 b bis 4 i ansteuerbar sind. Bei einem solchen Betrieb wird ein Teil der Steuerleitungen als Adreß-Bus ausgenützt, so daß wie in einem besonderen Aus führungsbeispiel bei vier Adreßleitungen bis zu fünfzehn Slave-Stationen angesteuert werden können. Fig. 2 shows an extension of the system to a multi-plex process in which, starting from a master 4, a plurality of slave stations 4 a , 4 b to 4 i can be controlled. In such an operation, part of the control lines is used as an address bus, so that up to fifteen slave stations can be controlled with four address lines, as in a special exemplary embodiment.

Die Fig. 3 zeigt etwas ausführlicher einen möglichen Aufbau eines elektrischen Mehrfachsteckverbinders derart, daß auf ein handelsübliches Durchführungssteckerteil 3, auf welches innen ein ebenfalls bekannter Adapter 14 aufsteckbar ist, so daß die Verdrahtung der vielen einzelnen Leitungsadern 15 nicht direkt im Durchführungssteckerteil 3 zu erfolgen braucht, ein Konverterstecker 4 aufgesetzt wird, von dem dann nur ein Zwei drahtleiter 12 als Ausgangsleitung herausgeführt ist. Fig. 3 shows a little more detail of a possible structure of an electrical multiple connector such that a commercially available bushing plug part 3 , on which an also known adapter 14 can be plugged inside, so that the wiring of the many individual line wires 15 need not be done directly in the bushing plug part 3 , A converter plug 4 is placed, from which then only a two wire conductor 12 is led out as an output line.

Demgegenüber zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher, wiederum unter Verwendung eines Adapters 14, der Parallel- Seriell-Konverter in das Durchführungssteckerteil 3′′ eingebaut ist, und zwar in einen Steckerabschnitt, der außerhalb der Wanddurchführungsebene angeordnet ist. Dadurch ist gleichwohl eine Unabhängigkeit von der Schrankwärme gegeben, die demzu folge auch den Parallel-Seriell-Konverter nicht störend beein flussen kann.In contrast, Fig. 4 shows an embodiment in which, again using an adapter 14 , the parallel-serial converter in the feed-through connector part 3 '' is installed, namely in a connector section which is arranged outside the wall bushing level. This nevertheless ensures independence from the cabinet heat, which consequently cannot have a disruptive effect on the parallel-serial converter either.

Claims

1. An electrical multi-plug connector, in particular through connector for control cabinets, or the like., Characterized in that one of the connector parts is (3 '', 4) is formed as a converter plug, in which between a plurality of inputs and / or outputs and one as a two-wire or optical waveguide ( 12 ) formed transmission line an electronic parallel-serial converter ( 7 ) for alternating digital conversion of the parallel input and / or output signals to a serial signal or vice versa is arranged.

2. Electrical multiple connector, characterized in that the converter plug ( 3 '') is designed as a feed-through plug part, the parallel-serial converter ( 7 ) being arranged in a plug section outside the wall bushing level.

3. Electrical multiple connector according to claim 1, characterized in that the converter connector ( 4 ) contains a commercially available multiple connector part ( 5 ) for connection to known bushing connector parts ( 3 ).

4. Electrical multiple connector according to claim 3, characterized by an encapsulated housing ( 11 ), which in the front part has a recess provided with brackets for commercially available multiple connector parts ( 5 ).

5. Electrical multiple connector according to one of claims 1 to 4, characterized by a preferably covered in the outer protective housing ( 11 ) arranged program switching device ( 10 ).

6. Electrical multiple connector according to one of claims 1 to 5, characterized in that the program switching device of the converter plug ( 4 , 4 ', 4 a - 4 i ) is designed such that it can be changed without changing the hardware solely by setting the function mode and the address can be used anywhere in a single or multiplex control system.