CN102591833B - 自动化控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种自动化控制系统，包括：输入/输出装置的接线板；接线板内的装置总线；第一总线触点，其包括双插针第一配对部件，双插针第一配对部件在接线板的第一侧上并且与装置总线的第一端通信耦合；以及第二总线触点，其包括第二配对部件，第二配对部件包括两个插针，第二配对部件在接线板的第二侧上并且与装置总线的第二端通信耦合，其中，第二侧大体面向与第一侧相反的方向，其中接线板被配置为经由第一总线触点和第二总线触点与位于接线板的第一侧和第二侧上的附加接线板耦合，并且其中第一总线触点的双插针第一配对部件的大小适合楔入第二配对部件的两个插针之间，使得第二配对部件的两个插针啮合第一配对部件的外缘。配对部件的插针是弯曲的。

Description

自动化控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年8月20日提交的美国临时专利申请第61/375,587号的优先权，在此通过引用将其全文合并于此。
技术领域
本发明一般涉及自动化控制系统领域，诸如工业和商业设置中所使用的自动化控制系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于提供、访问、配置、操作可配置模块装置(诸如，可配置输入/输出(I/O)装置)以及与可配置模块装置接口的技术，其中，可配置模块装置能够与模块自动化控制系统中的自动化控制器耦合和接口。
背景技术
自动化控制器是用于控制工业自动化等的专用计算机。在所存储的程序的导引下，自动化控制器的处理器检查反映受控处理的状态的一系列输入(例如，至自动化控制器的电输入信号)，并且基于分析和逻辑来改变输出(例如，来自自动化控制器的电输出信号)，以影响受控处理的控制。所存储的控制程序可连续地按一系列的执行循环来执行、定期地执行、或者基于事件而执行。
自动化控制器可与控制系统的其他模块部件一起运行，以利于对特定处理的控制或监测。例如，自动化控制器从受控处理接收到的输入和自动化控制器发送至受控处理的输出正常地通过一个或多个I/O装置，该一个或多个I/O装置是相关联的自动化控制系统的部件。I/O装置通常用作自动化控制器与受控处理之间的电接口。具体地，这种I/O装置典型地包括被配置为通信耦合到母线(busbar)等耦合的基座(以使得能够在I/O装置与母线之间传输电信号)、具有用于与来自现场装置的配线进行连接的端子或通道的接线板(terminalblock)、以及利于将信息从现场装置传送至其他自动化控制器部件的I/O模块。
传统的自动化控制系统通过现场功率分布(FPD)模块从电源(例如，电网或蓄电池)接收功率，其中，现场功率分布模块是用于将功率提供给自动化控制系统的部件的专用模块。接着，通过集成总线特征在整个系统中分布该功率。例如，I/O装置典型地经由装置电源总线与自动化控制系统的其他模块共享该功率。类似地，典型地经由装置数据总线在系统部件之间传输数据。实际上，每个I/O装置典型地包括内部装置电源总线和/或数据总线，其中，这些内部装置电源总线和/或数据总线经由从各个I/O装置的基本模块的一侧延伸的系统电触点与其他装置总线耦合。现在认识到，由于这样的装置电源总线的电触点的传统特性和/或布置，难以通信耦合和访问I/O装置和装置部件。相应地，期望提供一种更高效的用于提供利于系统配置的功率分布的处理和系统。
发明内容
本发明涉及一种自动化控制系统，其包括具有集成装置总线的输入/输出装置模块。输入/输出模块还包括第一总线触点和第二总线触点，其中，该第一总线触点在输入/输出装置模块的第一侧上并且通信耦合至装置总线的第一端，而该第二总线触点在输入/输出装置模块的第二侧上并且通信耦合至装置总线的第二端。第二侧大体面向与第一侧相反的方向，并且输入/输出装置模块被配置为经由第一总线触点和第二总线触点与位于输入/输出装置模块的第一侧和第二侧上的附加输入/输出装置模块耦合。另外，第一总线触点和第二总线触点位于输入/输出装置模块的非侧部表面上，第一触点和第二触点包括弹簧加载连接器，第一触点和第二触点包括双插针叉状部件(fork)或三插针叉状部件，或者输入/输出装置模块是接线板。
根据一个实施例，一种自动化控制系统包括：输入/输出装置的接线板；接线板内的装置总线；第一总线触点，其包括双插针第一配对部件，双插针第一配对部件在接线板的第一侧上并且与装置总线的第一端通信耦合；以及第二总线触点，其包括第二配对部件，第二配对部件包括两个插针，第二配对部件在接线板的第二侧上并且与装置总线的第二端通信耦合。其中，第二侧大体面向与第一侧相反的方向，其中接线板被配置为经由第一总线触点和第二总线触点与位于接线板的第一侧和第二侧上的附加接线板耦合，并且其中第一总线触点的双插针第一配对部件的大小适合楔入第二配对部件的两个插针之间，使得第二配对部件的两个插针啮合第一配对部件的外缘。其中，第一配对部件和第二配对部件中的每个的插针是弯曲的。
根据另一个实施例，一种自动化控制系统包括：输入/输出装置模块；输入/输出装置模块内的装置总线；第一总线触点，其在输入/输出装置模块的第一侧上并且与装置总线的第一端通信耦合；以及第二总线触点，其在输入/输出装置模块的第二侧上并且与装置总线的第二端通信耦合，其中，第二侧大体面向与第一侧相反的方向，并且其中输入/输出装置模块被配置为经由第一总线触点和第二总线触点与位于输入/输出装置模块的第一侧和第二侧上的附加输入/输出装置模块耦合。其中，第一总线触点和第二总线触点位于输入/输出装置模块的非侧部表面上。其中，第一总线触点包括第一配对部件，第一配对部件包括两个插针；第二总线触点包括第二配对部件，第二配对部件包括两个插针。并且其中第一配对部件和第二配对部件的插针是弯曲的。
根据又一个实施例，一种自动化控制系统包括：输入/输出装置模块；输入/输出装置模块内的装置总线；第一总线触点，其与装置总线的一端通信耦合，第一总线触点位于输入/输出装置模块的正面面板上；以及第二总线触点，其与装置总线的第二端通信耦合，第二总线触点位于从正面面板偏移的延伸部的背面面板上。其中，第一总线触点包括第一配对部件，第一配对部件包括两个插针；第二总线触点包括第二配对部件，第二配对部件包括两个插针。并且其中第一配对部件和第二配对部件的插针是弯曲的。
附图说明
当参照附图来阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在附图中，类似的附图标记在全部附图中表示类似部分，其中：
图1是根据本技术的实施例的适合于与网络部件和配置设备接口的示例性控制和监测系统或者自动化控制器系统的概略图示。
图2是根据本技术的实施例的通信耦合在一起或电耦合在一起并具有I/O适配器的多个I/O装置的透视图。
图3是根据本技术的实施例的示例性I/O装置的分解透视图。
图4是根据本技术的实施例的具有包括相应总线触点的接线板的一对I/O装置的透视图。
图5是根据本技术的实施例的包括与装置总线电路耦合的弹簧加载触点的I/O装置和包括与装置总线电路耦合的插孔的另一I/O装置的示意图示。
图6示出根据本技术的实施例的包括双插针叉状部件的一对总线触点。
图7示出根据本技术的实施例的包括双插针叉状部件和三插针叉状部件的一对总线触点。
图8是根据本技术的实施例的包括非侧部表面上的总线触点的I/O装置模块的透视图。
图9是根据本技术的实施例的经由非侧部表面上的总线触点耦合在一起的一对I/O装置模块的顶视图。
图10是根据本技术的实施例的包括经由非侧部表面上的总线触点耦合的控制器和I/O装置的自动化控制系统的透视图。
具体实施方式
图1是根据本技术的实施例的适合于与网络部件和配置设备接口的示例性控制和监测系统或者自动化控制器系统的概略图示。图1的控制和监测系统包括根据本技术的将装置电源总线与外部可使用的触点结合的I/O装置。根据本技术，这些装置电源总线触点(其在本文中被称为总线触点)包括位于I/O装置的某些模块部件上的总线触点、定向于I/O装置的非侧部表面上以利于与其他I/O装置的总线触点耦合的总线触点、以及具有特定耦合特性的总线触点。例如，本实施例包括布置在I/O装置的可移除接线板模块上的总线触点、使用弹簧加载球状触点或特有的插针布置的总线触点、以及位于I/O装置的正面面板或面上的具有配对特征的触点。
在图1中，控制和监测系统一般由附图标记10表示。具体地，控制和监测系统10被示为包括人机接口(HMI)12和适合于与处理16的部件进行接口的控制/监测装置或自动化控制器14。应该注意，可利用某些网络策略来利于根据本技术的实施例的这种接口。实际上，可采用诸如DeviceNet的工业标准网络，以实现数据传送。这种网络允许根据预定义协议交换数据，并且可为网络元件的操作提供功率。
处理16可采用多种形式，并且包括用于实现许多不同且变化的目的的装置。例如，处理16可包括压缩机站、炼油厂、用于制作食品的批操作、机械化装配线等。因此，处理16可包括各种操作部件(诸如，电动机、阀、致动器、温度元件、压力传感器)、或者无数的制造、处理、材料处理和其他应用。另外，处理16可包括用于通过自动化和/或观察来调节处理变量的控制和监测设备。例如，所示的处理16包括传感器18和致动器20。传感器18可包括任意数量的适合于提供关于处理条件的信息的装置。致动器20可包括任意数量的适合于响应于来自控制器(例如，自动化控制器14)的信号而执行机械动作的装置。传感器18和致动器20可用于操作处理设备。实际上，它们可用在由控制/监测装置14和/或HMI12监测和控制的处理循环内。这种处理循环可基于处理输入(例如，来自传感器18的输入)或者通过HMI12接收到的直接操作员输入而被激活。
如所示，传感器18和致动器20与控制/监测装置14通信。另外，传感器18和致动器20可在控制/监测装置14中被分配有特定地址，并且从控制/监测装置14或附接装置接收功率。如所示，传感器18和致动器20可经由耦合至控制/监测装置14的一个或更多个I/O装置22与控制/监测装置14通信。I/O装置22可在控制/监测装置14与受控处理16之间传送输入信号和输出信号。I/O装置22可与控制/监测装置14集成，或者可经由扩展槽、机架(bay)或其他适合的机构而被添加或移除。例如，如以下更详细描述的那样，可添加附加I/O装置22，以将功能添加到控制/监测装置14。实际上，如果添加新的传感器18或致动器20以控制处理16，则可添加附加I/O装置22，以容纳新的特征并将其与控制/监测装置14在功能上结合。I/O装置22用作至控制/监测装置14的电接口，并且可以位于接近或远离控制/监测装置14的位置，包括至相关联系统的远程网络接口。在所示的实施例中，I/O装置22包括耦合特征或者总线触点23，其根据本实施例包括特有特性或者位于利于可访问性和操作的位置。应该注意，总线触点23可代表单个耦合特征(例如，插针)和/或一对相应的耦合特征(例如，插针和配对插孔或其他配对插针)。
I/O装置22可包括接收来自输入装置(诸如，光传感器和接近式开关)的信号的输入模块、使用输出信号来激励继电器或启动电动机的输出模块、以及双向I/O模块，诸如能够指引运动装置并且接收位置或速度反馈的运动控制模块。在一些实施例中，I/O装置22可进行装置用在受控机器或处理上的AC和DC模拟信号与控制/监测装置14所使用的DC信号之间的转换。另外，一些I/O装置22可将数字信号提供给数字I/O装置以及从数字I/O装置接收数字信号。另外，在一些实施例中，用于控制机器装置或处理控制装置的I/O装置22可包括I/O装置22的I/O模块上的本地微计算能力。
在一些实施例中，I/O装置22可位于接近控制设备的一部分而远离控制/监测装置14的其余部分的位置。在这样的实施例中，可经由共有通信链路与远程模块进行数据通信，其中，网络上的模块经由标准通信协议进行通信。多个工业控制器可以经由网络技术(诸如，以太网(例如，IEEE802.3、TCP/IP、UDP、EtherNet/IP等)、ControlNet、DeviceNet、或其他网络协议(基金会现场总线(H1和快速以太网)ModbusTCP、Profibus)进行通信并且还能够与更高级别的计算系统通信。
图2是根据本技术的实施例的连接至I/O适配器24的多个I/O装置22的透视图。I/O装置22和I/O适配器24均与DIN导轨26耦合。另外，每个I/O装置22包括直接与DIN导轨26耦合的基座28、利于与现场配线通信耦合的接线板30、以及被配置为提供功能性的I/O模块32。I/O适配器24被配置为将系统功率提供给I/O装置22，以及使得能够进行I/O装置22的通信协议与控制/监测装置14的通信协议之间的转换。I/O装置22经由各I/O装置22的装置电源总线共享来自I/O适配器22的功率，其中，根据本实施例，各I/O装置22的装置电源总线经由总线触点23耦合在一起以构成组合的装置电源线。在一些实施例中，I/O装置22还可包括现场电源总线，其经由总线触点23耦合以利于将功率提供给现场装置。类似地，I/O装置通过各I/O装置22的装置数据总线共享数据，其中，根据本实施例，各I/O装置22的装置数据总线经由总线触点23耦合在一起以形成组合的装置数据总线。在图2所示的实施例中，总线触点23(例如，弹簧加载球状触点)从接线板30延伸。然而，在其他实施例中，根据本技术，总线触点23可位于I/O装置22的一个或更多个部件上，并且可包括各种不同类型的耦合特征(例如，三插针配对特征或弹簧加载球状触点)。
如所示，I/O适配器24和多个I/O装置22被安装于DIN导轨26，DIN导轨26是用于将控制设备安装在架子或机柜中的工业标准支撑导轨。如以下更详细地描述的，多个I/O装置22沿DIN导轨26串联地电耦合，使得现场功率以及系统信息和功率可在I/O装置22之间传递，并且通过I/O适配器24返回至控制/监测装置14。在其他实施例中，DIN导轨26可以不同类型的系统安装结构来替代。
每个I/O装置22包括相应的基座28，基座28用于物理地和通信地将I/O装置22连接至DIN导轨26、I/O适配器24和/或相邻的I/O装置22。另外，I/O装置22的基座28可被配置为物理地和通信地将I/O装置22与现场电触点和系统电触点(例如，总线触点23)、其他基座连接特征等连接。在一些实施例中，基座28包括总线触点23。另外，基座28包括对应的接线板30或者被配置为与对应的接线板30耦合。实际上，图2中的每个I/O装置33包括对应的接线板30(在某些实施例中，其可从基座28移除)，该接线板用于将I/O装置22电连接至现场装置，诸如图1所示的传感器18和致动器20。在某些实施例中，每个接线板30可包括总线触点23。此外，每个I/O装置包括一个或更多个I/O模块32，该一个或更多个I/O模块包括I/O控制电路和/或逻辑。通常，I/O模块32接收来自现场装置的输入信号，将输出信号传递至现场装置，对输入和/或输出执行一般和/或特定的本地功能，将输入和/或输出传送至控制/监测装置14和/或其他I/O装置22等。如I/O装置22的其他部件，I/O模块32可包括总线触点23。
图3是根据本技术的实施例的包括接线板30和具有总线触点23的基座28这两者的示例性I/O装置22的分解透视图。以下将详细阐述基座28上的总线触点23。对于接线板30上的总线触点23，图3具体示出根据本实施例的具有双插针叉状形状的接线板触点33，其中，接线板触点33被配置为与类似I/O装置的相反侧上的插孔或另一个叉状部件配对。在另一个实施例中，如图4所示，接线板触点33可包括一个或更多个插针70和相应的插孔72。在操作中，从一个I/O装置22的接线板30延伸的一个或更多个导电插针70可在一对相邻插针或柔性部件之间滑动，该一对相邻插针或柔性部件定义另一I/O装置22的接线板30中的插孔72的一部分。
在图3和图4所示的实施例中，接线板30是可移除的接线板，其可在组装I/O装置22期间物理地连接并电耦合至基座28，而在拆卸(例如，为了维修)I/O装置22期间物理地断开并电去耦合。所示出的接线板30的可移除性质使得能够在不需要重新布线的情况下替换I/O模块32。另外，通过采用接线板30上的总线触点23，可随着组装接线板30而完成包括多个I/O装置22的系统的装置总线(包括用于每个I/O装置或控制系统的部件的装置总线)。实际上，本实施例可以包括位于可移除的接线板(诸如，图3和图4所示的接线板30)中的数据和电源总线触点和/或现场电源触点。通过将这样的触点设置在接线板30中而不是设置在模块壳体中，相对于传统布置，更利于I/O装置22的组装效率以及对装置总线的使用。如上所述，在其他实施例中，接线板30可直接与基座28集成，并且可利用根据本实施例的总线触点特征(例如，三插针配对特征或弹簧加载球状触点)。这样的集成实施例例如在电连接的特定布置稍微复杂的过程自动化控制应用中是希望的，并且在维修期间保持这些电连接的能力具有更大的重要性。
如所示，接线板30包括用于将现场装置配线连接至接线板30的八个端子34(即，通道)。每个端子34被配置为与至现场装置的特定输入或来自现场装置的输出相关联。如所示，每个端子34包括可插入电连接到现场装置的被覆线的端子开口36，以及附接激励器(例如，接线柱螺丝)38，其在被激励(例如，上紧)时使得接线板30内的夹具或其他电配线连接机构在已插入相关联端子开口36中的被覆线的端部周围上紧。如所示，每个端子34在具有接线板连接器40的接线板30的背面处终止，其中，接线板连接器40可插入基座28的接线板机架44正面的接线板连接器开口42中，以物理地和通信地将接线板30与基座28连接。在所示的实施例中，每个接线板连接器40包括两个相对的电插针46，其在基座28的接线板机架44的相应接线板连接器开口42中的单个电插针(未示出)周围滑动并与该单个电插针电连接。然而，在其他实施例中，其他类型的接线板连接器40可用于与基座28的接线板机架44的相应接线板连接器开口42中的配对电连接器电连接。
I/O模块32还可通过将I/O模块32插入基座28的I/O模块机架50中的配对槽48中，物理地和通信地连接至基座28。当I/O模块32插入基座28的I/O模块机架50中的槽48中时，I/O模块32经由基座28内的内部电路而电耦合至接线板30的端子34，其中，该内部电路将接线板连接器开口42中的电插针(或其他适合的电连接器)电连接至基座28的I/O模块机架50正面的相应电插座52。每个通道的电插座52继而经由相应电连接器(未示出)电耦合至I/O模块32，其中，在某些实施例中，该相应电连接器从I/O模块32的背面延伸。这样，接线板30、基座28和I/O模块32全部通信地电耦合在一起，使得至I/O装置22所连接的现场装置的信号和来自该现场装置的信号在接线板30、基座28与I/O模块32之间共享。
另外，I/O装置22还可经由I/O装置22的电耦合特征电耦合至电气上游的I/O适配器24和/或电气上游或电气下游的其他I/O装置22。在某些实施例中，电耦合在I/O装置22的上游的部件是当从正面观看I/O装置22时在I/O装置22的左侧54上的部件，而电耦合在I/O装置22的下游的部件是当从正面观看I/O装置22时在I/O装置22的右侧56上的部件。然而，在其他实施例中，可不同地配置上游和下游电耦合特征。
在某些实施例中，相邻的I/O装置22可经由基座28的背面附近的I/O装置22的一侧(例如，所示的实施例的左侧54)上的基座28的一个或更多个连接特征(例如，槽)58而彼此物理地附接。配对的连接特征诸如基座28的背面附近的I/O装置22的基座28的相反侧(例如，所示实施例的右侧56)上的突起(未示出)。在某些实施例中，I/O装置22的连接特征可滑动到相邻I/O装置22的配对连接特征中，从而物理地附接相邻的I/O装置22。
如上所述，本实施例可包括在根据本实施例的I/O装置22的各种部件上的装置总线触点23。例如，数据和电源总线触点和/或现场电源总线触点可位于接线板30、模块32上或者位于基座28上。在所示的实施例中，基座28包括被称为系统电触点60和现场电触点62的总线触点23。当相邻的I/O装置22物理地彼此附接时，基座28的一侧(例如，所示实施例的左侧54)上的系统电触点60与相邻的I/O装置22的相反侧(例如，所示实施例的右侧56)上的基座28上的配对电触点(未示出)对准，并且电耦合至这些配对电触点。类似地，一侧(例如，所示实施例的左侧54)上的基座28上的现场电触点62与相邻I/O装置22的相反侧(例如，所示实施例的右侧56)上的基座28上的配对电触点(未示出)对准，并且电耦合至这些配对电触点。在所示实施例中，I/O装置22包括五个系统电触点60和两个现场电触点62。根据本实施例，这些触点60、62中的每个包括被配置为与对应的双插针叉状部件配对的三插针叉状部件或双插针叉状部件，如以下更详细描述的。
在诸如图3所示的实施例中，系统电源可通过系统电触点60中的两个经由电连接的I/O装置22和/或I/O适配器24电通信，同时三个其他系统电触点60用于在电连接的I/O装置22和I/O适配器24之间传送数据(例如，关于传送至I/O装置22所电连接的现场装置以及从I/O装置22所电连接的现场装置传送的信号)。另外，两个现场电触点62用于将功率电传送至I/O装置22所电连接的现场装置。然而，应理解，系统电触点60和现场电触点62的具体数量可根据I/O装置22的功率和数据传输的要求在实施之间变化。另外，接线板触点33可补充这些功能或提供冗余。另外，应该理解，在一些实施例中，附加接线板触点33可设置在接线板30上以完全代替基座28上的触点60、62的功能，以使得可以排除触点60、62。
如图3所示，在某些实施例中，I/O模块32可包括在I/O模块32正面上的状态显示器64，状态显示器64用于显示I/O模块32、基座28和接线板30的工作状态信息。状态显示器64例如可包括与接线板30的每个端子34对应的状态发光二极管(LED)。另外，在某些实施例中，一旦接线板30和I/O模块32物理地且通信地连接至I/O装置22的基座28，从接线板30延伸的闩锁66或其他紧固装置就可进一步将接线板30附接于I/O模块32，从而提供其他结构支持并且稳定接线板30、I/O模块32和基座28之间的电连接。
图5是根据本技术的被配置为要通过总线连接器23通信耦合的第一接线板80和第二接线板82的示意性截面图。接线板80、82中的每个包括两种不同类型的总线连接器23，以使得第一接线板80的每个总线连接器23被配置为与第二接线板82的对应总线连接器23耦合。如上所述，根据本技术，总线连接器23可包括各种不同的耦合或配对特征。在图5所示的实施例中，总线连接器23包括弹簧加载连接器84和对应的插孔86。具体地，弹簧加载连接器84包括弹簧加载球状连接器88和弹簧加载插头连接器90，并且插孔86包括凸起球座92和凹口94。在其他实施例中，弹簧加载连接器84可被布置成与其他弹簧加载连接器84而不是与插孔86电耦合。图5所示的全部总线连接器23包括通信地与构成装置总线的各段的对应电路98耦合的导电材料。当弹簧加载连接器84与插孔86啮合时，耦合至每个连接器84和每个插孔86的电路98因而通信耦合至对应的装置总线并合并到对应的装置总线。
如图5所示，每个弹簧加载连接器84包括布置在通道104内的弹簧100和导电构件102。弹簧100被布置为使导电构件102在通道104的一端处偏向开口106。导电构件106因而能够从开口106中至少部分地延伸出并且伸超出制作有开口106的壳体108的边缘。通过保持特征防止了导电构件102完全从通道104穿出。例如，在弹簧加载球状连接器88中，导电构件102是球状构件，其使弹簧100偏向球座120以使得球状构件的一部分和球座120起到保持特征的作用。因而，弹簧加载球状连接器88的导电构件102的一部分偏出第一接线板80的壳体108的边缘，并且使得导电构件102能够通信耦合至第二接线板82的凸起球座92。关于弹簧加载插头连接器90，导电构件102是具有延伸的脊部(ridge)124的插头状构件，其中，弹簧100使延伸的脊部124紧靠开口106的壁架(ledge)126而偏向通道104中。延伸的脊部124和边缘126用作弹簧加载插头连接器90的保持特征。如同弹簧加载球状连接器88一样，弹簧加载插头连接器90起到使导电构件102的一部分偏向开口106外的作用，以使得弹簧加载插头连接器90的导电构件102能够与凹口94啮合，以建立包括第一接线板80和第二接线板82的电路98的装置总线。应该注意，在其他实施例中，接线板80、82可被不同的I/O装置部件替代，诸如包括一个或更多个总线连接器23(例如，弹簧加载球状连接器88或弹簧加载插头连接器90)的两个I/O装置基座。
图6示出根据本实施例的包括一对双插针叉状部件的总线触点23的耦合特征。具体地，图6示出耦合在一起的一对总线触点23，其中，总线触点23包括与第二双插针叉状部件204啮合的第一双插针叉状部件202。这些叉状部件202、204可从两个分离的I/O装置22的基座28、接线板30、或I/O模块32延伸，并且利于每个I/O装置22中的装置总线的通信耦合，以在两个I/O装置22之间形成统一的装置总线。图6中的叉状部件202、204中的每个包括一对具有向外张开的端部208的一对弯曲或倾斜的插针206以利于啮合。然而，在其他实施例中，可采用不同形状特征的插针206。例如，在一个实施例中，插针一般可以是直的且是矩形的。另外，在图6所示的实施例中，第一双插针叉状部件202的插针206位于第二双插针叉状部件204的插针206外部，以使得第一双插针叉状部件202向内按压在第二双插针叉状部件202的外部，这提供了这两个总线触点202、204之间的物理和电啮合。由于第二插针叉状部件204稍小于第一双插针叉状部件202，因此，利于这样的啮合。可通过将叉状部件202、204垂直地或水平地一起滑动来实现该啮合。
如上所述，图6中所示的从I/O装置部件的装置总线延伸的叉状部件202、204大小不同，以利于啮合。然而，在其他实施例中，叉状部件202、204可具有基本相同的几何特征。即，叉状部件202、204可具有大小和间隔相同的插针206。另外，可通过不同的插针特征和布置来利于不同的耦合配置。例如，在一个实施例中，叉状部件202、204的插针206可被配置为交错(interleave)。在又一实施例中，可添加另外的插针206，以改进物理和/或电耦合。例如，如图7所示，总线触点可包括三插针叉状部件210和双插针叉状部件212。如图7所示，三插针叉状部件210包括一对弯曲的外部插针220和位于外部插针220之间的直的插针222。双插针叉状部件212包括一对弯曲的插针224。根据本实施例，图7中的两个叉状部件210、212耦合在一起以在对应I/O装置之间提供物理和电耦合。具体地，双插针叉状部件212的插针224位于直的插针222附近并且在三插针叉状部件210的弯曲的外部插针220之间。这样的布置可向叉状部件210、212的物理耦合提供附加强度，并且为叉状部件210、212的电耦合提供附加表面积或冗余触点。尽管所示的实施例包括某些物理特征(例如，插针的曲率)，但是在其他实施例中，各种插针可具有不同的特征。例如，在一个实施例中，插针可以是直的，并且被配置为灵活地楔合在一起。
图8是包括布置在I/O装置模块300的非侧部表面上的总线触点23的I/O装置模块300(例如，基座28、接线板30或I/O模块32)的透视图。具体地，I/O装置模块300包括从模块300的面304延伸的公接触件302和布置在从面304偏移的延伸部308内的母接触件306，以使母接触件306朝向模块300的主体310打开。公接触件302所位于的面304可被认为是正面面板，并且母接触件306可被认为位于朝后的面板上。延伸部308在所示实施例中从面304向外伸展，并且延伸部308的后部是朝后的面板。公接触件302和母接触件306的该布置利于位于I/O装置模块300附近的其他I/O装置模块的通信耦合。例如，图9是根据实施例的耦合在一起的一对I/O装置模块300的顶视图。如图8和图9所示，总线触点23使得I/O装置模块300能够在安装I/O装置模块期间通过沿侧面314将模块滑动到一起而耦合。实际上，I/O装置模块300可通过将I/O装置模块300安装在母线或者将I/O装置模块300附接于其他I/O装置部件时所涉及的相同运动(例如，与模块300的深度维度316平行的运动)而耦合在一起。即，通过移动I/O装置模块300以与母线或其他模块部件啮合(例如，将接线板滑动到基座中)，相邻模块300的总线触点23可变得耦合。通过使总线触点23位于非侧部表面上，总线触点23的耦合或去耦合可能不需要I/O装置模块300的横向移动。应该注意，在其他实施例中，公接触件302和母接触件306可由根据本实施例的其他类型的触点(例如，双插针叉状部件、三插针叉状部件、或弹簧加载连接器)替换。
如同在其他实施例中一样，公接触件302和母接触件306表示总线触点23，这些总线触点可用于联结对应的装置总线以形成根据本实施例的单个装置总线。实际上，公接触件302和母接触件306中的每个可与装置总线电路耦合。因此，几个I/O装置模块300(和对应的I/O装置)可耦合在一起以建立单个装置总线，其可包括用于控制系统的特征的电源总线或数据总线，包括现场部件。当几个I/O装置模块300耦合在一起时，至少一个公接触件302或母接触件306可保持不耦合。因此，如图10中的系统400所示，本实施例可包括覆盖物或挡板(blank)402，其被配置为与其他方式暴露的公接触件302和母接触件306耦合。具体地，在所示的实施例中，挡板402与一个公接触件302耦合。这可为公接触件302或母接触件306提供保护性覆盖，并且防止与这样暴露的特征的不利电通信。应该注意，图10示出I/O装置模块300(包括公接触件302和母接触件306)作为与基座406和接线板408耦合的I/O模块404。基座406与母线410啮合，并且系统400包括控制器412。在其他实施例中，诸如公接触件302和母接触件306的总线触点可布置在其他I/O装置部件中一个或更多个上。
尽管本文中仅示出并描述了本发明的某些特征，但是本领域的技术人员可以想到多种变型和改变。因此，应理解，所附权利要求覆盖落入本发明的真实精神内所有这样的变型和改变。

Claims (18)

1.一种自动化控制系统，包括：
输入/输出装置的接线板；
所述接线板内的装置总线；
第一总线触点，其包括双插针第一配对部件，所述双插针第一配对部件在所述接线板的第一侧上并且与所述装置总线的第一端通信耦合；以及
第二总线触点，其包括第二配对部件，所述第二配对部件包括两个插针，所述第二配对部件在所述接线板的第二侧上并且与所述装置总线的第二端通信耦合，其中，所述第二侧大体面向与所述第一侧相反的方向，其中所述接线板被配置为经由所述第一总线触点和所述第二总线触点与位于所述接线板的所述第一侧和所述第二侧上的附加接线板耦合，并且其中所述第一总线触点的所述双插针第一配对部件的大小适合楔入所述第二配对部件的所述两个插针之间，使得所述第二配对部件的所述两个插针啮合所述第一配对部件的外缘，
其中，所述第一配对部件和所述第二配对部件中的每个的插针是弯曲的。
2.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其中，所述第一配对部件和所述第二配对部件中的至少一个的插针包括向外张开的端部。
3.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其中，所述第二总线触点的所述第二配对部件包括三插针配对部件，所述三插针配对部件包括一对外部插针和布置在所述外部插针之间的中心插针，其中所述一对外部插针和所述中心插针在相同的方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的自动化控制系统，其中，所述外部插针是弯曲的，而所述中心插针是直的。
5.根据权利要求3所述的自动化控制系统，其中，所述第一配对部件包括一对插针，该一对插针被配置为布置在所述中心插针附近且在所述外部插针之间。
6.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其中，所述第一总线触点和所述第二总线触点中的一个或两个包括弹簧加载连接器。
7.根据权利要求1所述的自动化控制系统，包括附加输入/输出装置的附加接线板，其中，所述接线板的所述第一总线触点和所述第二总线触点与所述附加接线板上的相对总线触点耦合。
8.一种自动化控制系统，包括：
输入/输出装置模块；
所述输入/输出装置模块内的装置总线；
第一总线触点，其在所述输入/输出装置模块的第一侧上并且与所述装置总线的第一端通信耦合，其中所述第一总线触点包括第一配对部件，所述第一配对部件包括两个插针；以及
第二总线触点，其在所述输入/输出装置模块的第二侧上并且与所述装置总线的第二端通信耦合，其中，所述第二侧大体面向与所述第一侧相反的方向，并且其中所述输入/输出装置模块被配置为经由所述第一总线触点和所述第二总线触点与位于所述输入/输出装置模块的所述第一侧和所述第二侧上的附加输入/输出装置模块耦合，其中所述第二总线触点包括第二配对部件，所述第二配对部件包括两个插针；
其中，所述第一总线触点和所述第二总线触点位于所述输入/输出装置模块的非侧部表面上，
其中，所述第一配对部件和所述第二配对部件的所述插针是弯曲的，并且
其中，所述第一配对部件的两个插针的大小适合楔入所述第二配对部件的两个插针之间。
9.根据权利要求8所述的自动化控制系统，其中，所述第一侧是所述输入/输出装置模块的面，而所述第二侧是从所述面偏移的延伸部的背部。
10.根据权利要求9所述的自动化控制系统，其中，所述第一总线触点是公配对部件，而所述第二总线触点是母配对部件。
11.根据权利要求9所述的自动化控制系统，其中，所述第一总线触点是三插针叉状部件，而所述第二总线触点是双插针叉状部件。
12.一种自动化控制系统，包括：
输入/输出装置模块；
所述输入/输出装置模块内的装置总线；
第一总线触点，其与所述装置总线的一端通信耦合，所述第一总线触点位于所述输入/输出装置模块的正面面板上，其中所述第一总线触点包括第一配对部件，所述第一配对部件包括两个插针；以及
第二总线触点，其与所述装置总线的第二端通信耦合，所述第二总线触点位于从所述正面面板偏移的延伸部的背面面板上，其中所述第二总线触点包括第二配对部件，所述第二配对部件包括两个插针，
其中，所述第一配对部件和所述第二配对部件的所述插针是弯曲的，并且
其中，所述第一配对部件的两个插针的大小适合楔入所述第二配对部件的两个插针之间。
13.根据权利要求12所述的自动化控制系统，其中，所述输入/输出装置模块包括基座、接线板或输入/输出模块，并且其中所述第一总线触点包括弹簧加载连接器。
14.根据权利要求13所述的自动化控制系统，其中，所述弹簧加载连接器包括弹簧加载球状连接器。
15.根据权利要求12所述的自动化控制系统，包括挡板，所述挡板经由所述第一总线触点或所述第二总线触点与所述输入/输出装置模块通信耦合。
16.根据权利要求12所述的自动化控制系统，其中，所述第一总线触点包括公配对部件，而所述第二总线触点包括母配对部件。
17.根据权利要求12所述的自动化控制系统，其中，所述第一总线触点包括三插针配对部件，所述三插针配对部件包括一对外部插针和布置在所述外部插针之间的中心插针。
18.根据权利要求12所述的自动化控制系统，包括经由所述第一总线触点或所述第二总线触点与所述输入/输出装置模块通信耦合的控制器或适配器。
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