CN101738941B - 用于自动化设备的输入/输出模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动化设备的输入／输出模块，其带有可分离的壳体(2、3)，所述壳体具有：用于输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件；第一、第二连接件(10、20)；以及分别对应于第一、第二连接件(10、20)且设置在壳体端面(4)上的光导体(51)，用于为输入／输出模块的输入／输出通道发送状态信号。用于输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件和第一、第二连接件(10、20)设置用于连接位于输入／输出模块的壳体(2、3)中的第一印刷电路板(PCB1)上的信号线和工艺电压线，其中第一、第二连接件可以从输入／输出模块的壳体端面(4)上触及。

Description

用于自动化设备的输入/输出模块
技术领域
本发明涉及一种用于可灵活扩展的自动化设备的输入／输出模块，其带有可分离的壳体，所述壳体由壳体下部件和壳体上部件构成，在所述壳体下部件上安装有第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板具有用于所述输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件，并且所述第二印刷电路板设置用于回路接通输入／输出总线的信号，所述输入／输出模块还带有：第一、第二连接件；以及分别对应于所述第一、第二连接件且设置在所述输入／输出模块的壳体端面上的光导体，用于为所述输入／输出模块的输入／输出通道发送状态信号。 
背景技术
已知的多种市场上或专利文件中描述的可扩展自动化设备，也被称为存储程序控制装置可以适配于不同的自动化任务，并且尤其可以使用到工业自动化技术领域以及开关及控制技术的领域中。 
这种自动化系统通常模块化地由中央组件、通信耦合器以及扩展模块(例如输入／输出模块)组成。 
输入／输出模块通过设计为输入／输出总线的内部总线连接与具有中央单元(CPU)的中央组件连接，根据现有技术的该输入／输出模块包括一个由两部分构成且可分开的壳体，该壳体带有至少一个外挡板、接线夹以及显示装置，该显示装置用于显示对应各个接线夹的开关模块和／或控制模块的即时运行状态，其也被称作输入／输出通道的状态信号装置。 
根据现有技术已知多种输入／输出模块，在其壳体下部件中，多个印刷电路板插入到壳体下部件中。用于输入／输出功能的电子组件／接线夹以及例如用于显示对应各个接线夹的开关模块和／或控制模块 的即时运行状态的显示装置都设置在输入／输出模块的印刷电路板上。接线夹对应于其功能与印刷电路板点连接并且在壳体下部件的逆向部件上从壳体中伸出。因此，接线夹不能由模块的壳体端面触及，该端面具有显示装置。 
由于机械的实施方式，尤其是使用多个用于实现输入／输出模块功能的印刷电路板，前述的输入／输出模块需要大量的空间位置需求并且制作起来复杂而昂贵。 
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种用于自动化设备且成本低廉同时构造简单的输入／输出模块，在该输入／输出模块中克服了前述的缺点并且相对于已知的输入／输出模块而言尤其具有紧凑的结构并且可以成本低廉地制造。输入／输出模块不仅可以是输入模块、输出模块也可以或者是输入／输出模块。 
该目的根据本发明通过一种用于自动化设备的输入／输出模块来实现，其带有可分离的壳体，所述壳体由壳体下部件和壳体上部件构成，在所述壳体下部件上安装有第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板具有用于所述输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件，并且所述第二印刷电路板设置用于回路接通输入／输出总线的信号，所述输入／输出模块还带有：第一、第二连接件；以及分别对应于所述第一、第二连接件且设置在所述输入／输出模块的壳体端面上的光导体，用于为所述输入／输出模块的输入／输出通道发送状态信号，其特征在于，用于所述输入／输出模块的输入／输出功能的所述电子组件和所述第一、第二连接件设置用于连接位于所述输入／输出模块的壳体中的第一印刷电路板上的信号线和工艺电压线，其中所述第一、第二连接件能够从所述输入／输出模块的壳体端面上触及，并且用于连接所述输入／输出总线的第三连接件这样设置所述第一印刷电路板上，即与第二印刷电路板上的第三连接器连接并且用于所述输入／输出总线的第一连接器和第二连接器从所述壳体的下侧区域中伸出。 
根据本发明设计出，大量地减少了设置在输入／输出模块中且设计为印刷电路板或电路板的载体，其中用于输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件设置在处于输入／输出模块的壳体中的第一印刷电路板上。此外设置第二印刷电路板，用于回路流通输入／输出总线的信号。 
另外还设置连接件，其例如可以实现信号线和外部现场装置的工艺电压线的连接，并且使得输入／输出总线在第一印刷电路板上的连接一体化。因此，通过优选设计为可插拔夹具并且用于工艺连接器或工艺信号的连接件设置在第一印刷电路板上可以制成成本低廉的输入／输出模块。 
连接件优选设计为螺纹夹具、冲剪夹具或弹簧拉伸夹具或弹簧力夹具，并且可以从输入／输出模块的壳体端面触及。 
根据本发明输入／输出模块的一个有利的实施例相应设置有光导体，用于传播在第一印刷电路板上的输入／输出通道的状态信号，该光导体为此设置，即将聚拢显示装置的光并且无接触地传递到输入／输出模块的壳体端面上。 
附图说明
根据在以下附图中示出的实施例来详细描述及说明本发明和有利的设计方案、改进方案以及本发明的其他优点。 
图1示出了输入／输出模块的示例， 
图2示出了输入／输出模块的印刷电路板的实施例，该输入／输出模块设置有印刷电路板以及输入及输出模块的连接装置和显示装置， 
图3示出了输入／输出模块的显示装置的实施例， 
图4示出了依次堆叠的同类件的栓-孔连接 
图5示出了光导体的同类件的设计方案 
图6示出了附件的设计方案，即该附件用作输入及输出模块的螺纹固定的调整垫片， 
图7示出了带有多个连接器的印刷电路板，该连接器用于回路 接通输入／输出总线与自动化设备的其他模块。 
具体实施方式
图1示出了用于可灵活扩展的自动化设备的输入／输出模块1的实施例，该模块带有一个两部分构成的壳体2，其由壳体下部件3和壳体上部件2构成。在壳体下部件3上安装有第一印刷电路板和第二印刷电路板。第一印刷电路板具有用于输入／输出模块1的输入／输出功能的电子组件，并且第二印刷电路板设置用于回路接通输入／输出总线的信号。 
从壳体端面4可以触及到用于连接信号线和工艺电压线且设计为可插拔夹具的第一连接件10。 
在壳体端面还设置有显示装置13，其用于显示对应于各个第一连接件10的接线夹(在图1中未示出)的开关和／或控制模块的即时运行状态。显示装置13设计为光导体并且设置用于使得光以有利的方式实现为聚拢的光，即光仅仅被输出到输入／输出模块1的壳体端面4的一个位置上。 
第一连接件10与用于输入输出功能的电子组件的电连接通过第二连接件20(在图2中示出)来实现。 
可插拔的第一连接件10可以由单极或多极的夹具通过串连而成。根据输入／输出模块1的输入／输出功能的数量，第一连接件10和相应的第二连接件20的电极数量可以是不同的。 
根据本发明，第一印刷电路板除了用于输入／输出模块1的输入／输出功能的电气组件，还包括第二连接件20，其设置在第一印刷电路板上，即例如像显示装置13也可以从壳体的端面4上触及。另外，在第一印刷电路板上设置有第三连接件6，其优选设计为标准的插头，用于将输入／输出总线的信号传输到第二印刷电路板上。 
在第二连接器70(在图7中示出)和输入／输出总线上可以将其他模块和自动化设备的中央单元连接到输入／输出模块1上。通过第二连接器70和第一连接器71(在图7中示出)可以使模块与模块之间的输入／输出总线的信号回路接通。 
在图2中示出了用于电子组件的输入／输出模块1的第一印刷电路板PCB1的实施例，该电子组件插入到导向装置40中。用于第一印刷电路板PCB1的导向装置40优选设置在壳体下部件3的内部区域中以及壳体侧面5的下部区域中。 
在第一印刷电路板的接近壳体下部件3的一侧上设置有第二连接件20，由此以有利的方式实现了，在壳体的端面4的第一连接件10上可以连接工艺连接器。第二连接件20可以如图2所示设计为多部分构成的部件，其中所使用的第二连接件20的数量可以灵活地设计。第一连接件10的接线夹设置用于优选在机动车技术或螺纹连接技术中，外部现场设备(例如传感器和激励器)的工艺电压线及信号的连接。 
此外，在第一印刷电路板PCB1的接近壳体下部件3的一侧上插有光导体51，其具体细节将在图3中示出。 
用于连接输入／输出总线的第三连接件6这样设置在第一印刷电路板PCB1上，即其插入到设置在第二印刷电路板PCB2上的第三连接器72中，由此输入／输出总线的信号可以从第一印刷电路板PCB1传输到第二印刷电路板PCB2上。 
在壳体的下侧区域中，另外设置有连接装置60，优选是中心插脚或卡锁极板，用于将其他模块连接到输入／输出模块上。 
如果自动化设备具有输入／输出模块1以及当前所需要的另一壁装式模块，则要使用到附件30。附件30起到调整垫片的作用并且防止壳体在模块通过钻孔73进行螺纹固定时发生变形。 
图3示出了显示装置13的实施例，其带有详细示出的输入／输出模块1的光导体51，该输入／输出模块设置在第一印刷电路板PCB1上。显示装置13由光导体51形成，其将由光学显示元件53，优选是发光二极管所产生的光聚拢并且无接触地传输到射出孔62上。因此，由光导体51聚拢的光从显示元件53传输到输入／输出模块1的壳体端面4的分别对应的光射出面上。 
孔口64将由四个同类件54构成的第一光导体51捆绑在一起并且防止第一光导体51的各个束之间的干扰。 
光导体51可以由多个依次设置的光导体同类件54构成并且这样设计，即可以使用简单而低廉的注塑工具来制造该光导体。光导体51的同类件54的结构设计方案参见图5。 
同类件54的设置例如通过同类件54的彼此堆叠以及同类件54的连接，优选通过栓孔连接来实现。图4示例地示出了彼此堆叠的同类件54的栓-孔连接55。 
在图5中示出了了光导体51的同类件54的视图并且详细描述了同类件54的设计方案。同类件54由四个单一的光导体束构成。同类件54通过连接片63加固。 
由光学显示元件53产生的光通过同类件54的射入面65射入，随后在面61上通过全反射进行反射并且在射出孔或在面62中射出。 
图6示出了附件30的实施例。附件30起到调整垫片的作用并且防止壳体在通过钻孔73和74进行螺纹固定时发生变形。附件30通过栓75到达壳体下部件3上，其中定位横档76防止附件30脱落。 
图7示出了印刷电路板PCB1、PCB2的设置方案，该印刷电路板带有第二连接器70和第一连接器71，用于输入／输出总线回路接通到自动化设备的其他模块上。 
通过第二连接器70和输入／输出总线，其他模块和自动化设备的中央单元可以连接到输入／输出模块1上。通过第二连接器70和第一连接器71，输入／输出总线的信号可以从模块回路接通到另一模块。 
附图标记列表 
1      输入／输出模块 
2      壳体上部件 
3      壳体下部件 
4      壳体端面 
5      壳体侧面 
6      第三连接件 
10     第一连接件 
13     显示装置 
20     第二连接件 
30     附件 
51     光导体 
53     显示元件 
54     光导体的同类件 
55     栓-孔连接 
56     载体 
57     连接件 
60     连接装置 
61     反射面 
62     射出孔、射出面 
63     连接片 
64     孔口 
65     射入孔 
70     第二连接器 
71     第一连接器 
72     第三连接器 
73，74 钻孔 
75     栓 
76     定位横档 
PCB1   第一载体、电路板、印刷电路板 
PCB2   第二载体、电路板、印刷电路板 

Claims (10)

1.一种用于自动化设备的输入／输出模块，其带有可分离的壳体，所述壳体由壳体下部件(3)和壳体上部件(2)构成，在所述壳体下部件(3)上安装有第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板具有用于所述输入／输出模块的输入／输出功能的电子组件，并且所述第二印刷电路板设置用于回路接通输入／输出总线的信号，所述输入／输出模块还带有：第一、第二连接件(10、20)；以及分别对应于所述第一、第二连接件(10、20)且设置在所述输入／输出模块的壳体端面(4)上的光导体(51)，用于为所述输入／输出模块的输入／输出通道发送状态信号，其特征在于，用于所述输入／输出模块的输入／输出功能的所述电子组件和所述第一、第二连接件(10、20)设置用于连接位于所述输入／输出模块的壳体(2、3)中的第一印刷电路板(PCB1)上的信号线和工艺电压线，其中所述第一、第二连接件(10、20)能够从所述输入／输出模块的壳体端面(4)上触及，并且用于连接所述输入／输出总线的第三连接件(6)这样设置所述第一印刷电路板(PCB1)上，即与第二印刷电路板(PCB2)上的第三连接器(72)连接并且用于所述输入／输出总线的第一连接器(71)和第二连接器(70)从所述壳体(2、3)的下侧区域中伸出。
2.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，所述第二连接件(20)在所述信号线和工艺电压线上与其上连接的开关模块和／或控制模块的电连接通过与所述第二连接件(20)连接的第一连接件(10)实现。
3.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，所述第一印刷电路板(PCB1)具有第三连接件(6)，用于所述输入／输出模块与自动化设备的其他模块连接。
4.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，所述第一印刷电路板(PCB1)插入到导向装置(40)中，其中用于所述第一印刷电路板(PCB1)的所述导向装置(40)设置在所述壳体下部件(3)的内部区域中。
5.根据权利要求4所述的输入／输出模块，其特征在于，所述导向装置设置在壳体侧面(5)的下方区域中。
6.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，在所述壳体(2、3)的下侧区域中设置有连接装置(60)，用于将其他模块连接到所述输入／输出模块上。
7.根据权利要求6所述的输入／输出模块，其特征在于，所述连接装置是中心插脚或卡锁极板。
8.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，在所述第一印刷电路板(PCB1)上设置有设计为显示装置(13)的光导体(51)，其将由光学显示元件(53)发出的光聚拢在一起并且无接触地传输到所述输入／输出模块的壳体端面(4)上。
9.根据权利要求8所述的输入／输出模块，其特征在于，所述光导体(51)由多个同类件(54)构成。
10.根据权利要求1所述的输入／输出模块，其特征在于，所述可分离的壳体由两个部分(2、3)组成。
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