CN104854972A - 用于控制和/或调节技术设备的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制和/或调节技术设备(10)的装置，该装置具有第一底板模块(102)、第二底板模块(104)和至少第三底板模块(106)，三个底板模块可以彼此并排地定位在限定纵向方向(L)的安装轨(128)上。第一底板模块(102)具有第一主体(108)和第一接触部(114)。第二底板模块(104)具有第二主体(110)和第二接触部(116)。第三底板模块(106)具有第三主体(112)和第三接触部(118)。主体(108、110、112)各自具有上侧(113)，上侧(113)具有插入开口(122)，独立的电子模块(126)的电触头(132)可以插入到该插入开口(122)中。接触部(114、116、118)形成沿纵向方向(L)的总线线路(120)，插入的电子模块(126)借助于该总线线路可以彼此电联接。第二主体(110)具有插孔(124)，第二接触部(116)选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在该插孔中。在至少两种变型中的第一变型中，第二接触部(116)具有与第一接触部(114)和第三接触部(118)的导电连接。在至少两种变型中的第二变型中，第二接触部(116)具有与第三接触部(118)的导电连接、但不具有与第一接触部(114)的导电连接。

Description

用于控制和/或调节技术设备的装置
技术领域
本发明涉及一种用于技术设备的开环控制和/或闭环控制的装置，所述装置包括构造成彼此邻近地定位在安装轨上的第一底板模块、第二底板模块以及至少第三底板模块，该安装轨限定纵向方向，其中，第一底板模块包括第一主体和第一接触部，其中，第二底板模块包括第二主体和第二接触部，并且其中，第三底板模块包括第三主体和第三接触部，其中，每个主体具有上侧，该上侧包括插入开口，插入开口构造成接纳独立的电子模块的电触头，并且其中，这些接触部沿着纵向方向形成总线，插入的电子模块可以借助于该总线彼此电联接。
背景技术
从申请人的系统描述“PSSuniversal,Programmable ControlSystemsSystem Description,No.21256-EN-04”(“PPS通用，可编程控制系统，系统描述”)中可知该类型的控制装置。
根据本发明的装置特别地可以是用于模块化的可配置或可编程控制器的基部或者部件，其中，电子模块包括用于连接传感器的输入部、用于连接致动器的输出部和/或数据处理电路以及用于处理传感器信号并用于产生针对致动器的控制信号的信号处理电路。
特别地，提供了一种用于标准任务和与安全相关的任务的模块化可编程控制器。模块化布置在此情况下包括电子模块形式的第一模块和所谓的基本模块形式的第二模块。电子模块借助于直线运动插入到基本模块上。彼此邻近地设置的基本模块形成总线，并且彼此邻近地设置的基本模块还可以被称为底板模块。
在现有技术的系统中存在电子模块的不同变型。在第一变型中，电子模块可以是输入/输出模块，即具有用于连接传感器的输入部和/或具有用于连接致动器的输出部的模块。在这种情况下，电子模块将传感器数据经由总线传输至远程可编程逻辑控制器，和/或电子模块经由总线接收来自可编程逻辑控制器的控制数据，所述控制数据以控制信号的形式输出至致动器。在第二变型中，电子模块可以是电压供应模块，该电压供应模块还称为电力供应模块。电压供应模块用于建立外部模块供应、即电压供应模块用于将电源电压供应至下游的电子模块，以及/或者该电压供应模块用于建立外围供应、即用于供应馈送至传感器和/或致动器的电源电压。利用电力供应模块可以建立多个电压电位组，并且特别地可以以灵活的方式满足高负载电流的要求。
对于电子模块(输入/输出模块)的第一变型而言，要求基本模块包括沿纵向方向的两个方向(左手侧和右手侧)的总线连接，以将数据以及电源电压从位于左手侧上的模块接转至位于右手侧上的模块。该变型因此还被称为具有接通的总线的模型。对于第二变型(电压供应模块)而言，要求特定的基本模块不沿第一方向(例如左手侧)连接至电源电压总线，而是沿另一方向(例如右手侧)连接至电源电压总线，以仅将电源电压传输至邻近右手侧的位于右手侧上的模块。这意味着在形成新的电压电位组时，有必要借助于特定的基本模块来使电源电压总线上的连接分离。这种变型因此还被称为具有分离的总线的模型。
例如由位于奥地利Eggelsberg 5142的Bernecker&RainerIndustrie-electronik Ges.m.b.H.的X20系统而已知具有包括三个模块部分的模块的控制装置，如从系统描述“X20-system，User’s Manual，Version：2.10(May 2009)，model number：MAX20-ENG”(“X20系统，用户手册，版本：2.10(2009年5月)，型号：MAX20-ENG”)中明显看出的。模块在这种情况下包括为电子模块部分形式的第一模块部分、为基本模块部分形式的第二模块部分和为端子块模块部分或端子连接模块部分形式的第三模块部分。外部端子连接器容置在该系统中的单个端子连接器模块部分中。
不同模型的基本模块部分也被用于该系统，特别是具有接通的供应的第一模型(由型号X20BM11辨识)以及沿一个方向切断供应的第二模型*(由型号X20BM01辨识)。第二模型用于连接至对应的电压供应模块部分。因此，还可以在该系统中形成独立的电压电位组。
该类型的控制装置的一个缺点为需要提供用于对应的电压供应模块的特定模型的基本模块。一方面，这增加了生产成本，并且另一方面，对于使用者而言，组装正确模型的模块可能是复杂的。另外，由于需要转换整个底板以用于各个电压电位组的新分布，因此重新配置仅可能是亏本的。
DE 197 10 768 C2公开了一种用于安装在安装轨上的电气装置或电子装置，所述装置具有壳体，该壳体具有设置在壳体中的至少一个电路板，并且该装置具有触头，所述触头在用于数据和/或能量总线连接器的安装轨的纵向方向上面向待被插到安装轨上并包括对应的触头的相邻装置。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种在引言中所述类型的装置，该装置需要较低的生产成本、更容易使用并且可以以更灵活的方式重新配置。
根据本发明的第一方面，该目的通过引言中所描述的类型的装置来实现，其中，第二主体包括插孔，并且第二接触部选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在所述插孔中，其中，在至少两种变型中的第一变型中，第二接触部具有与第一接触部以及与第三连接部的导电连接，并且其中，在至少两种变型中的第二变型中，第二接触部具有与第三接触部的导电连接、但是不具有与第一接触部的导电连接。
而且，该目的是通过用于该类型的装置的底板模块来实现的，所述底板模块包括主体，该主体具有上侧以及至少第一侧面和第二侧面，其中，上侧包括设计成用于机械地紧固且电接触独立的电子模块的插入开口，其中，第一侧面设计成用于机械地连接至相似类型、优选地相同的第一底板模块，并且其中，第二侧表面设计成用于机械地连接至相似类型、优选地相同的第二底板模块，并且所述底板模块还包括至少一个接触部，所述至少一个接触部具有构造成用于电连接相似类型的第一底板模块或第二底板模块的至少一个电触头，其特征在于插孔，接触部能够选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在该插孔中，其中，在至少两种变型中的第一变型中，接触部具有与相似类型的第一底板模块以及与相似类型的第二底板模块的导电连接，并且其中，在至少两种变型中的第二变型中，所述接触部具有与相似类型的第二底板模块的导电连接、但是不具有与相似类型的第一底板模块的导电连接。
因而，新型控制装置为包括至少三个底板模块的模块化构造的组件，该至少三个底板模块用于接纳模块化控制器的电子模块。优选地，该装置包括在一排中的多于三个的底板模块，其中，在这种情况下重要的三个底板模块可以设置在该排的任何位置中。同样地，三个底板模块可以沿纵向方向彼此邻近地设置或者沿与纵向方向相反的方向彼此邻近地设置。电子模块可以插到底板模块上。电子模块因此可以经由总线彼此联接，总线的总线线路通过底板模块来提供。与现有技术中的装置相比，在这种情况下，总线至少部分地借助于独立的模块部分、即至少可变的第二接触部形成。然而，在优选的改进中，接触部还作为紧固至相应的主体的独立的模块部分设置在第一底板模块和第二底板模块中。接触部形成设置成一个接一个地彼此相邻的一排线路部段，并且总线信号经由所述线路部段来传输。第二底板模块的接触部在这种情况下具有两种变型。在第一变型中，接触部接通总线，即提供从前面的接触部至随后的接触部的导电连接。在第二变型中，接触部断开总线，即第二接触部连接至随后的接触部，而不连接至前面的接触部。
由于可以断开总线的事实，总线可被细分成彼此电分离的不同的总线部段。各个模块因而可被组合以形成被分配到共同的总线部段的组。一旦该布置由于新的模块的添加、更换或移除而改变，可以通过改变第二接触部而无需更换底板模块来对总线进行调整从而适应新的要求。总线的设计因此更灵活并且对于使用者而言还更简单。
此外，通过利用独立的接触部来实现总线具有下述优点：可以在无须改变底板模块的主体的情况下对接触部进行调整以适应总线的要求。例如，供应总线中的电流和相关联的热负载比数据总线中的电流和相关联的热负载更高，因此与总线结构有关的要求也提高了。然而，新型装置中的总线结构实质上由接触部来确定，并且因此不取决于底板模块的主体的结构。主体因此可以具有更简单的设计并且因此生产更具成本效益。
总之，新型控制装置因此使得可以在增大灵活性的同时降低生产成本以及增加用户方便性。
因此完全实现了上述目的。
在第一改进中，第一主体和第三主体各自包括另外的插孔，其中，第一接触部和第三接触部设置在另外的插孔中的相应的一个插孔中。
在该改进中，第一底板模块和第三底板模块在它们相应的主体上还包括用于独立的接触部的插孔，即这些底板模块还以模块化的方式组装。优选的是，主体和接触部是一起形成底板模块的独立的部件。该改进由于总线结构由独立的部件——即接触部——形成而是有利的。接触部因而形成在模块化底板内的模块化总线线路。优选的是，第一主体、第二主体和第三主体各自以相同的方式构造。主体的一致的设计使得可以以成本效益好的方式生产底板模块。在另一改进中，装置包括具有另一主体和另一接触部的另一底板模块，其中，第三接触部可以以与第二接触部可相对于第一接触部和第三接触部改变的方式相同的方式相对于第二接触部和另一接触部改变。
在该改进中，底板通过邻近第三底板模块设置的另一底板模块而扩展。正如第二接触部一样，第三接触部可以选择性地以至少两种变型设置在第三主体上。根据第三接触部所处的变型，总线被第三接触部接通或者被第三接触部中断，即第二接触部与另一接触部之间的导电布置被创建或断开。如果总线被中断，则第三接触部连接至随后的另一接触部，但第三接触部不连接至第二接触部。在特定的优选的改进中，如同该另一底板模块一样，更多的模块被设置在该排中。相应的在前面的底板模块被构造为具有可变接触部的第二底板模块。在该改进的情况下有利的是，底板和一体的模块化总线可以根据需要而被延长和扩大。优选地，另外的底板模块、另外的主体和另外的接触部以与第二底板模块、第二主体和第二接触部相同的方式构造。
特别优选的是，第一接触部、第三接触部和每个另外的接触部均以与第二接触部相同的方式构造，使得可以在每个接触部处选择性地设定总线是从前面的接触部接通至随后的接触部还是被断开。以此方式，对于底板内的总线结构而言实现了高度的灵活性。这在必须改变电路系统以及改变电子模块的关联布置以形成新的电压电位组的情况下特别有利。通过改变接触部，还可以根据需要来回顾性地构造总线部段，而不需要取代、移除或更换安装轨上的底板模块。因此，没有必要在电路系统发生变化时改变已紧固就位的底板，并且这节省了时间并降低了成本。
在另一改进中，第二接触部在插孔中能够采取限定的第一位置布置和至少一个替代性的第二位置布置，其中，第一位置布置形成第一变型，并且其中，替代性的第二位置布置形成第二变型。
位置布置由位置和对准的组合来限定。在该改进中，第二接触部在主体上的插孔中可以采取第一位置布置和至少一个第二位置布置，并且在此基础上可以以第一变型或第二变型定位。根据所述变型，接触部因此可以设置在主体上的至少两个不同位置中的一个位置中以及/或者设置在在主体上的至少两个不同的对准中的一个对准中。因此，第二接触部的变型主要由位置布置来决定，并且不太由第二接触部本身的形式来决定。第二接触部因此对于第一变型和第二变型而言可以是相同的，并且因此可以降低生产成本和储存成本。然而，替代性地，第二接触部可包括用于每种变型的专用的结构形式。
在另一优选的改进中，该装置包括锁定元件，第二接触部能够借助于该锁定元件选择性地或者在第一位置布置或者在第二位置布置中固定在插孔中。
在该优选的改进中，第二接触部可以在相应的位置布置中固定在插孔中。为此优选的是，可移动的销设置在接触部上并且所述销在相应的位置布置中可以插入到主体中的切口中，并且因此将接触部锁定在相应的位置布置中。通过将接触部固定在插孔中来防止接触部意外地拆卸或者防止接触部不期望地移动到其他位置布置中。
在又一优选的改进中，第一位置布置为第二接触部在插孔中的第一空间位置，并且第二位置布置为第二空间位置，第二接触部能够通过平移运动移动到第二空间位置中。
在该优选的改进中，插孔比第二接触部更大。接触部可以以可移位的方式设置在插孔中，并且可以在至少两个位置之间来回地移动。在第一位置中，接触部处于第一变型中。优选的是，接触部的上侧与主体的上侧齐平。为了改变变型，接触部被转移到第二位置中，该第二位置优选地在插孔中的较低位置处。因此没有必要将第二接触部从插孔中拆除以改变变型，并且优选的是，所述第二接触部在运送时已经以防损耗的方式设置在所述插孔中。在变型之间进行转换并因此对总线进行再划分是特别简单的。优选的是，变型之间的转换通过必然地要求总线被分开的电子模块插接来自动地进行。例如，这可以是使接触部在插接过程期间移动的电力供应模块，因此是一种特别的结构。
在再一改进中，总线线路包括多个第一芯和独立的多个第二芯，其中，第一芯形成用于传输控制数据的数据总线，并且其中，第二芯形成用于分配供应电压的电流轨，其中，第二芯延伸穿过接触部，而第一芯远离接触部设置在主体中。
在该改进中，总线被再划分成两个功能组，即一方面被划分成数据总线，并且另一方面被划分成供应总线，两个组以不同的方式被引导在底板模块中或底板模块上。不同的指令被置于数据总线上而非置于供应总线上。在最坏的情况下，例如由于数据总线中无意地产生电压，因而供应总线影响数据总线或者数据总线影响供应总线。此外，优选的是，数据总线不能被分开，而供应总线出于产生不同的电压电位组的目的而可通过接触部被再分成数个总线部段。总线的再分——特别地将供应总线分成独立的模块化结构——创建了所需的灵活性并且同时提高了数据总线上的可靠通信。
在又一改进中，至少第二接触部以使得所述第二接触部能够以非破坏性方式拆卸的方式设置在插孔中。
在该改进中，第二接触部可以从插孔中拆下并被替换。优选的是，接触部为此作为阳型连接器插入到插孔中。这在接触部有缺陷且需要被替换的情况下是特别有利的。
在再一改进中，第二主体在纵向方向上具有限定的宽度，其中，第二接触部基本上在限定的宽度上延伸。
在该改进中，第二接触部几乎精确地与第二主体一样宽。优选的是，第二接触部接触相邻模块的第一接触部和第三接触部。优选的是，在接触部的一侧上，用于产生电连接的呈触头片形式的电触头突出到主体的外壳以外。在相反侧上，第二接触部包括配对触头，并且相邻接触部的向外突出的触头片可以接合到所述配对触头中。优选的是，配对触头不从主体的外壳突出而是嵌入在接触部中。在该改进中有利的是，第二接触部可以直接连接至第一接触部和第三接触部，并且为此重要的是触头本身设置在接触部上。这使得可以以简单的方式来组装仅通过接触部实施的牢固的模块化电流轨。另外，该改进使得具有低的过渡电阻以及散热效果非常好的相对较大的触头是可能的。
在另一改进中，主体中的至少两个主体形成一体的结构单元。
在该改进中，主体中的至少两个主体形成“一整件”。在优选的示例性实施方式中，该“一整件”的主体为提供了至少两个主体的功能的单个注塑模制零件。为迅速地组装大的底板模块，对形成一体的结构单元的相应的四个主体的量化已被证明在实践中是特别优选的。有利地，具有仅具有单个主体的功能和结构宽度的其他的底板模块。具有不同结构宽度的底板模块可以以有利的方式彼此组合，以便能够讯速地且以灵活的方式结合大的底板。
在又一改进中，至少第二接触部包括合成材料本体，该合成材料本体具有用于电连接第一接触部和第三接触部的嵌入式金属触头。
在该改进中，第二接触部是具有合成材料本体和嵌入式金属触头的牢固的、独立式部件。这种类型的部件易于制造为注塑模制零件并且可以以成本有效的方式进行大批量生产。优选地在每种情况下实施为单个金属零件的触头在对合成材料本体进行注塑模制的同时被封装。
在再一改进中，第二接触部包括完全地设置在所述插孔中的合成材料本体。
原则上，插孔可以是位于主体的自由端处的插入位点，该主体例如包括插入元件、夹紧元件和/或锁闩元件，并且接触部以使得所述接触部能够从多个侧触及到的方式紧固至或者可以紧固至所述插入位点。然而，在本改进中，插孔为主体中的切口或开口，并且接触部以一定程度装埋在其中。第二接触部在本改进中是受保护的并以牢固的方式设置在插孔内，使得接触部的合成材料本体不突出到主体的外壳以外。主体容置第二接触部并且以此方式防止在与电子模块配合时第二接触部被损坏。另外，避免了不必要的边缘。
在又一改进中，装置包括能够选择性地插接到主体上的至少一个第二电子模块和第一电子模块，其中，第一电子模块包括第一电触头，并且第二电子模块包括第二电触头，其中，第一电触头设计成在插接状态下仅与处于第一变型的第二接触部电接触，而第二电触头设计成在插接状态下仅与处于第二变型的第二接触部电接触。
在该改进中，第一电子模块有利地为逻辑模块，特别地为用于电连接传感器和/或致动器的输入/输出模块，并且第二电子模块为用于将电源电压供应到由接触部形成的总线中的电力供应模块。从用户的角度而言从总线提取电力的第一电子模块在本改进中以这样的方式设置，即，使得第一电子模块在相关联的第二接触部处于第一变型中并且因此连接至前面的总线部段的情况下仅与总线接触。将电源电压供应到总线中的第二电子模块产生沿纵向方向的新的电压电位组，并且因此不必连接至前面的总线部段。相关联的第二接触部因此处于第二变型中并与前面的总线部段分离。
优选的是，电子模块以这样的方式设置，即，在接触部处于对于对应的电子模块而言为错误的变型中的情况下，电子模块不能机械地插到底板模块上或者电触头不机械地连接至配对触头。该改进在避免可能导致装置被损坏的差错或安装不正确的零件方面是特别有利的。特别优选的是在插接过程期间由于壳体或电触头的形状而将相应的第二接触部自动放置到正确的变型中的电子模块。
当然，上述特征以及还将在下面说明的特征不仅可以用于相应的公开的组合，而且在不背离本发明的范围的情况下还可以用于其他组合或单独使用。
附图说明
在附图中示出了本发明的示例性实施方式，并且还在下面的描述中对本发明的示例性实施方式进行了进一步描述。在附图中：
图1示出了根据控制装置的示例性实施方式的技术设备的简化视图；
图2示出了具有彼此邻近地设置的多个底板模块的控制装置的示例性示例的立体图；
图3示出了在底板模板上具有额外的电子模块的根据图2的控制装置的示例性实施方式的立体图；
图4示出了具有接触部的截面图的多个底板模块的示例性实施方式的立体图；
图5示出了在集成单元中具有四个底板模块的示例性实施方式的立体图；
图5a示出了单个底板模块的立体图；
图6示出了第二接触部的立体图；
图7示出了具有第一变型和第二变型中的第二接触部的示例性实施方式的示意图；
图7a示出了另一示例性实施方式的示意图；
图7b示出了又一示例性实施方式的示意图；以及
图8示出了具有电子模块的单个第二底板模块的立体图。
具体实施方式
图1示出了技术设备10，该技术设备10具有用于技术设备10的开环和/或闭环控制(也被称为用于自动化控制的控制装置)的新型装置1的示例性实施方式。在该示例性实施方式中，装置1适于以故障安全的方式切断设备10，即装置1用于与安全相关的任务。设备10例如包括机械手12，该机械手12在工作操作期间的运动会给机械手12的工作区域之内的人带来危险。为此，机械手12的工作区域由具有安全门14的保护围栏保护。安全门14提供了例如用于维修工作或用于安装工作的通向机械手12的工作区域的入口。然而，在正常的工作操作期间，机械手12仅可以在安全门14关闭的情况下工作。一旦安全门14被打开，则机械手12必须被切断或以其他方式转为安全的。
为了检测安全门14是处于关闭状态的，具有门部分16和框架部分18的安全门开关附接至安全门14。框架部分18在线路20上产生安全门信号，该安全门信号经由线路20传送至新型装置1。
装置1在本示例性实施方式中包括具有多个连接器(外部连接器或装置连接器)29的输入/输出部分24。在一些示例性实施方式中，连接器29为设置在装置1的壳体27的壳体侧部上——例如在将在下面进一步说明的连接器模块部分上——的连接端子或现场端子。例如，连接器可以是弹簧加载式端子或螺旋式端子。在其他示例性实施方式中，连接器可以是包括多个接触元件(销)的阳型连接器或阴型连接器，其中，一个相应的销形成一个连接器。具有五个接触销的M8阴型连接器常用于现场级连接信号装置或其他传感器。因此，新型控制装置的示例性实施方式可以是或可以包括设置在在空间上接近机械手12的开关柜外面的现场装置。
装置1在本示例性实施方式中包括两个冗余信号处理通道。例如，在此示出了在每种情况下均连接至输入/输出部分24的两个微控制器28a、28b。如箭头29所示，装置1在输入/输出部分24的装置连接器处接收的输入信号通过比较其结果的微控制器28a、28b以相对于彼此冗余的方式进行处理。可以使用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或其他信号处理电路来代替两个微控制器28a、28b。优选的是，装置1的示例性实施方式包括相对于彼此冗余并且能够各自执行逻辑信号连接以据此产生信号的至少两个信号处理通道。该信号用于控制切换元件来在适当的情况下切断机械手12。该类型的装置1可以用于以故障安全的方式(FS)切断设备10，例如在此情况下切断机械手12。
在所示出的情况下，装置1包括两个冗余切换元件30a、30b。这两个切换元件30a、30b中的每个切换元件均能够将高电压电位32连接至装置1的装置连接器38a、38b，以便使电流能够流至接触器40a、40b或者以便中断该电流流动。因此，切换元件30中的每个切换元件均可切断诸如接触器或电磁阀之类的致动器。
接触器40a、40b各自包括工作触头42a、42b。工作触头42a、42b相对于彼此成排地设置在从电源44至机械手12的电力供应路径中。一旦装置1切断接触器40a、40b，则触头42不再接触并且供应至机械手12的电力被切断。对于本领域技术人员而言清楚的是，这是通过该类型的“径向”切断程序的示例来进行描述的。作为其替代方案，可以在满足安全要求时仅切断机械手12的诸如危险的驱动器之类的零件，而机械手的其他零件保持操作。在适当的情况下，延迟切断程序以使得机械手12可以在切断驱动器之前以受控的方式减速也是可行的。
装置1根据线路20上的安全门开关的信号以及根据来自应急断电按钮46的另一输入信号来控制切换元件30a、30b。应急断电按钮46还经由线路连接至装置1的装置连接器。优选的是，每个这种输入信号均以冗余方式提供并且两条输入线路和输出线路或者连接器因此可以在每种情况下被提供(未在图1中示出)。在图1中示出的示例中，因此可以为应急断电按钮46提供两个输入线路或输入部，所述两个输入线路或输入部在每种情况下输送来自应急断电按钮46的输入信号。这也同样适用于安全门开关的信号。
在一些示例性实施方式中，装置1产生被供应至各个信号装置的输出信号。例如，该类型的输出信号经由线路48供应至安全门开关的框架部分18。框架部分18在门部分16接近框架部分18的情况下、即在安全门14关闭的情况下将装置1的输出信号从线路48传递至线路19。装置1因而可以借助于线路48上的输出信号并且借助于线路19上的输入信号来监控安全门开关。装置1以类似方式监控应急断电按钮46。
与图1中的图示相比，实际上通常使用装置1的两个冗余输出信号，并且所述冗余输出信号分别经由独立的信号线路被供应至信号装置，并且经由该信号装置返回至装置1。例如对于该类型的构型而言，关于该类型的信号装置的冗余监控程序的细节，请参照通过引入而包括在本文中的DE 10 2004 020 995 A1。实际上常通过如上所述的冗余输入和输出线路来监控应急断电按钮46。
在图1中示出的装置1的示例性实施方式中，装置用于与安全相关的任务，特别地用于以故障安全的方式(FS)切断系统。然而，装置1还可以用于与安全不相关的任务，即用于标准任务(ST)。
装置1具体为用于开环和闭环控制程序的模块化装置，并且基本上由电子模块和也被称为底板的基部组装而成。底板用作用于电子模块的支承件，并且还优选地提供数据总线和/或电源总线。
图2和图3示出了底板100的示例性实施方式的立体图，该底板100具有沿纵向方向L安装在安装轨128上的第一底板模块102、第二底板模块104和第三底板模块106，并且该底板100还具有多个另外的底板模块136，所述多个另外的底板模块136具有另外的主体138和邻近第一底板模块102、第二底板模块104和第三底板模块106而设置的另外的接触部140。替代性地，第一底板模块102、第二底板模块104和第三底板模块106还设置在底板内和/或在安装轨128上与纵向方向L相反的其他位置处。第一底板模块102、第二底板模块104、第三底板模块106以及另外的底板模块136在本示例性实施方式中具有相同的结构，如第一接触部114、第二接触部116、第三接触部118以及另外的接触部140以及第一主体108、第二主体110、第三主体112以及另外的主体138。为此，在下面仅对底板模块、主体和接触部进行进一步地描述。各个底板模块在本示例性实施方式中被组装以形成一体的单元。示出了六个单元，其中五个单元在每种情况下包括四个底板模块，一个单元仅包括单个底板模块。
底板100还包括通信总线120b和独立的供应总线120a。与供应总线120b分开的通信总线120b沿纵向方向L延伸穿过底板模块的主体。供应总线120a由底板模块的接触部形成并平行于通信总线120b延伸。
此外，每个底板模块均包括第一插入开口122a和第二插入开口122b，电子模块(仅在图3中示出)可以借助于第一插入开口122a和第二插入开口122b电连接至底板模块和沿所述底板模块延伸的总线线路120a、120b。在本示例性实施方式中，电连接借助于第一插入开口122a提供至底板模块的接触部以及沿所述底板模块延伸的供应总线120a。以将进行更详细地说明的方式，电子模块可以或者转移出电源电压或者供应电源电压。第二插入开口122b用于将电子模块连接至延伸穿过主体的通信总线120b。
图3示出了底板100，其中，电子模块126安装在该底板100上。电子模块126例如可以是输入/输出模块，在下面还被称为可以被设计成故障安全模块(failsafe或者FS)或非故障安全标准模块(ST)的输入/输出模块。例如对于该类型的构型而言，关于该类型的模块化控制装置的细节，请参照通过引入而包括在本文中的WO2005/003869A1。
不需要将电子模块126彼此相邻地设置在底板上连续的排中。如图3中明显的是，由于通信总线120b和供应总线120a在底板模块中延伸，因此不必将电子模块设置在特定的底板模块上。因此留给终端用户来将电子模块设置在底板100上并且将它们组装成组。同样地，单个电子模块也可以在多个底板模块上延伸，如图3所示。
装置1还可以包括具有接口和处理部分的头部模块(未在图2和图3中示出)，该头部模块特别地用于协调在如先前所述的通信总线120b上通信的数据。可能的是，头部模块还被安装在或者可以安装在安装轨128上。在图3中，头部模块例如可沿纵向方向L设置在邻近第一电子模块的左手侧上，并且可以经由总线线路120连接至电子模块。
图4示出了八个底板模块的立体图，其中，第一底板模块102、第二底板模块104、第三底板模块106以及另外的底板模块136同样以相同的方式构造。底板模块被组合以形成两个一体的单元，每个一体的单元均包括四个底板模块。第一底板模块102包括处于第一变型的第一接触部114，第二底板模块104包括处于第二变型的第二接触部116，并且第三底板模块106包括也处于第一变型的第三接触部。
接触部114、116、118各自以可移动的方式设置在主体的凹口124中，并且可以移动到两个位置中的一个位置中。在第一位置中，接触部的上侧与主体的上侧113齐平，而在第二位置中，接触部被向下推入到主体中。优选的是，接触部在这两种情况下均设置在主体的尺寸内或者设置在主体的外壳内，并且接触部不突出到主体以外。可以借助于可调节元件130来将接触部固定在相应的位置中。在本示例性实施方式中，销为此被设置在接触部上，并且所述销可以在对应位置中插入且紧固到主体上的插孔中，并且因而保护接触部免于无意地移动。如果接触部位于第一位置中，则接触部处于第一变型，并且如果接触部位于第二位置中，则接触部处于第二变型。
为了对底板模块彼此链接的方式进行说明，图4还示出了穿过底板模块的接触部的横截面。接触部形成供应总线120的沿着纵向方向L延伸的单个的部段。第二接触部116以及在本示例中的所有其他接触部各自具有金属导体152，该金属导体152沿着纵向方向L延伸穿过接触部116并且在端部处包括用于连接至相邻的接触部114、118的触头。平面金属触头片144被设置为突出于接触部的一侧的触头并且与配对触头146配合，在这种情况下，郁金香形形式的插孔被实施在相对侧上，并且相邻接触部的触头片可以接合在所述郁金香形的插孔中。邻近放置的接触部借助于金属导体形成链，并且总线延伸穿过所述链。
如图所示，第二底板模块104的第二接触部116在此处于第二变型，即供应总线在该位置处被断开。第二接触部116低于第一接触部114或第三接触部118，使得金属导体152也较低。在第一接触部114上的配对触头146a被实施成使得配对触头146a没有与较低的触头片144形成电连接，而较低的导体152与第三接触部的触头片144a在相反侧上保持电连接。这是由于下述事实而实现的：触头片144在接触部的移位方向上并且因此在相对于纵向方向L的横向上比配对触头146长。此外，配对触头146以非对称的方式或者在一侧上沿向上的方向偏移的方式设置在导体152上。如图4中可见，关于第一接触部114、第二接触部116和第三接触部118，第二接触部116的接触片144没有达到位置较高的第一接触部114的配对触头146a那么远，而位置较低的第二接触部的配对触头146接触第三接触部118的触头144a的下部的自由端。原则上，触头144和配对触头146的尺寸还可以颠倒过来。此外，接触部不仅可被从上向下推动以中断供应总线；原则上，接触部被向上拉动和/或旋转也是可行的。然而，在该图中示出的示例性实施方式是有利的，这是因为总线在此情况下在底板模块的输送状态下是闭合的，并且可以仅通过向下推动所选择的接触部而被中断。
供应总线120在此情况下在第一接触部与第二接触部116之间被断开，并且供应总线的新的总线部段从第二接触部116以及第二接触部116至第三接触部118的电连接开始。如果第二接触部116定位在第一变型(顶部)处，则金属导体152位于相邻接触部中的金属导体的高水平处，并且电连接被提供至两侧。
金属导体152还连接至供应连接器132，该供应连接器132在此情况下为U形的、向上敞开的弹簧加载式端子的形式，所述供应连接器设置在插入开口122a的下方。当电子模块安装在底板上时，电子模块的触头通过插入开口122a被引导至接触部，根据电子模块的构型，触头连接至供应连接器132或者没有连接至供应连接器132。
在本示例性实施方式中，从总线汲取电压的电子模块(图中未示出)包括相当短的触头134(参阅图8)，该相当短的触头134仅可以在对应的接触部处于第一变型的情况下接触供应连接器132。如果对应的接触部处于第二变型中，则供应连接器132位于过低的位置，因此不提供插入的电子模块的触头与供应连接器之间的连接。金属导体和连接至金属导体的供应连接器位于如此低的位置以至于电子模块的触头无法触及到他们。相反，电力供应模块在本示例性实施方式中与电子模块相比具有较长的触头134，并且因此触头134还可以触及到并与位置较低的供应连接器132接触。该构型的额外的优点为当尝试将电力供应模块放置在处于第一变型的接触部上时，这自动地转换成第二变型，这是因为电力供应模块的接触连接器推动供应连接器并且因此推动整个接触部并且移动到第二变型中。然而，这在本示例性实施方式中预先假定的是，用于固定接触部的锁定元件被释放或者根本没有提供该类型的锁定元件。
通过截面图更加明显的是，如果接触部以相同的方式进行构造，则总线可以在每个底板模块处断开并且因此可以开始新的总线部段。为此，所有的接触部均以与第二接触部116的构造方式类似的可变方式来构造。相对于一排中的任一接触部而言，该排中相应的在前面的接触部可以作为第一接触部，并且相应的在后的接触部可以作为第三接触部。以此方式可以将供应总线120划分成各自独立的总线部段。通过供应不同的供应电压，这些总线部段可以形成不同的电压电位组。
图5和图5a示出了用于底板模块的两个不同的优选模型。图5示出了具有四个底板模块的模型的示例性实施方式的立体图，所述四个底板模块被结合以形成一个“件”。底板模块的四个主体在此情况下被制造成一整件并且形成一体的单元，而底板模块104的接触部116仍是优选地以防损耗的方式设置在主体上的单独的模块化元件。接触部被制造成独立的模块化元件的事实强调了供应总线120a与平行延伸的通信总线120b相比的模块化结构。而通信总线120b以相同的方式穿过所有的底板模块形成环路，并且因此以固定的方式一体地结合在主体中或结合在主体的组合内，供应总线120a可以借助于接触部在每个底板模块处单独地调节。
图5a示出了底板模块104的另一示例性实施方式。该实施方式提供了最大的灵活性，但是与较大的底板相比构造成本更高。因此优选的是组合使用图5和图5a中的示出的构型，并且新型控制装置有利地包括这两种构型的底板模块。
图6示出了第二接触部116的示例性实施方式的立体图。第二接触部116在这种情况下包括独立的合成材料本体142，并且包括在一侧上从合成材料本体142突出的触头片144和相反(远端)侧上的对应的配对触头。配对触头146在这种情况下为郁金香形插孔，并且相邻接触部的触头片可以从上面以垂直的方式接合到所述郁金香形插孔中。附图还示出了在每种情况下的双芯总线的每侧上的两个触头。替代性地，供应总线还可以包括其他的芯或仅包括单个芯。
配对触头146借助于电导体在接触部116内相应地连接至触头片144。优选的是，导体和相应的触头为利用注塑模制技术封装以产生用于接触部116的坚固的合成材料本体142的单个金属部件。此外，接触部116包括插入开口122并且电子模块的电触头134可插入到所述插入开口中。U形端子132隐藏在插入开口后面，所述U形端子在接触部116内连接至电导体并提供了与电子模块的插入触头的电连接。
图7、图7a和图7b示意性地示出了新型控制装置的其他的示例性实施方式。所有三个图都示出了具有插在底板上的电子模块126的控制装置。电子模块126在这些图中在四个底板模块上方延伸。底板100由四个单个的底板模块组装而成，所述四个单个的底板模块在本示例中包括相同形状的主体。四个第二接触部116a、116b、116c和116d设置在主体上，并且供应总线120(由箭头示出)延伸穿过所述第二接触部。沿纵向方向L观察，第二接触部116a、116b和116d处于第一变型，并且第二接触部116c处于第二变型。
在图7中，第二接触部116c以可释放的方式紧固至主体以便是可替换的。或者接触部116c或者接触部116c’可以选择性地紧固在插孔124中。接触部116c形成第一变型。接触部116c’形成替换的第二变型。两种变型借助于第二接触部116c、116c’的两个不同的实施方式来实现。
在图7a中，第二接触部116c(在第三位置处)设置成相对于其他接触部116a、116b、116d偏移。接触部116c采取与相邻的接触部116a、116b和116d不同的位置。尽管电连接被提供至随后的(位于图中的右手侧上)接触部116d，但是没有提供与前面的(位于图中的左手侧上)接触部116b的连接。此外，供应连接器132在本示例性实施方式中相对于主体偏移，并且这影响了与已插在底板上的电子模块进行接触的程度。优选的是，仅电力供应模块可以机械地接触偏移的接触部116c的供应连接器132。如果接触部116c移位到与接触部116a、116b、116d对应的位置中，则这使得总线通过所示出的所有四个接触部形成环路。因此可以根据接触部116c相对于其他接触部116a、116b、116d的位置来选择两种变型。这与图2至图6中示出的示例性实施方式的可变性相符。
在图7b中，第二接触部116c再次示出为处于第二变型。为了改变该变型，第二接触部116c在本示例性实施方式中未被取代或者不移动到相对于主体的不同位置中；而是接触部的对准旋转180°。对准的变化意味着接触部116c处于第二变型，但是相对于主体处于同一位置中。在本实施方式中，供应连接器132优选地在每种情况下处于主体上的同一位置中。
图8示出了具有单个底板模块104和单个电子模块126的又一示例性实施方式，其中，单个电子模块126插在所述单个底板模块上。因为电子模块126的第一端部钩挂到底板模块的匹配插孔110中，因此电子模块126仅部分地插在底板模块104上。电子模块借助于绕第一端部的枢转运动被推动抵靠底板模块的上侧113。底板模块104还包括延伸穿过主体110的通信总线120b和延伸穿过第二接触部116的供应总线120a。电子模块126在本示例性实施方式中借助于两个触头组134a、134b接触底板模块。触头组134b(在这种情况下为突出于电子模块的壳体的电路板的优选形式，并且接触轨迹形成在所述电路板上)通过枢转运动插入到第二插入开口122b中并与通信总线120b产生电连接，而第一触头组134a接合在接触部116上的第一插入开口122a中并与供应总线120a产生电连接，但是这事实上取决于接触部116是处于第一变型还是处于第二变型。
在本示例性实施方式中，电子模块126能否与处于两种变型中的一种变型的第二接触部116产生电连接是通过第一触头组134a的特征、特别地通过第一触头组134a的长度l来确定的。优选地，必须与处于第二变型的接触部接触的电力供应模块具有第一触头组134a，所述第一触头组134a比在仅通过处于第一变型的接触部来提供连接的电子模块的情况下的第一触头组更长。该构造还防止电力供应模块被不经意地地插在处于第一变型的接触部上，这是由于第一触头136已经证明自身对此太长。以此方式，该构型的机械结构防止将不适当的模块插在接触部上。
替代性地，也可使用其他结构——例如处于两种变型的第二接触部的供应连接器132的不同形式——以将电子模块以防差错的方式插入。
总之，底板可以借助根据本发明的控制装置包括独立的总线结构，并且所述总线结构可以以简单且灵活的方式构造并且可被调整以满足相应的要求。可变的接触部可以与底板的主体分别地制造并且可被优化以满足总线的要求。

Claims (15)

1.一种用于技术设备(10)的开环控制和/或闭环控制的装置，所述装置包括构造成彼此邻近地定位在安装轨(128)上的第一底板模块(102)、第二底板模块(104)和至少第三底板模块(106)，所述安装轨(128)限定纵向方向(L)，其中，所述第一底板模块(102)包括第一主体(108)和第一接触部(114)，其中，所述第二底板模块(104)包括第二主体(110)和第二接触部(116)，并且其中，所述第三底板模块(106)包括第三主体(112)和第三接触部(118)，其中，所述主体(108、110、112)各自具有上侧(113)，所述上侧(113)包括构造成接纳独立的电子模块(126)的电触头(134)的插入开口(122)，并且其中，所述接触部(114、116、118)形成沿所述纵向方向(L)的总线线路(120)，插入的电子模块(126)能够借助于所述总线线路(120)彼此电联接，其特征在于，所述第二主体(110)包括插孔(124)，并且所述第二接触部(116)选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在所述插孔中，其中，所述第二接触部(116)在所述至少两种变型中的第一变型中具有与所述第一接触部(114)以及与所述第三连接部(118)的导电连接，并且其中，所述第二接触部(116)在所述至少两种变型中的第二变型中具有与所述第三接触部(118)的导电连接、但是不具有与所述第一接触部(114)的导电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一主体(108)和所述第三主体(112)各自包括另外的插孔，其中，所述第一接触部(114)和所述第三接触部(118)设置在所述另外的插孔中的相应插孔中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于另一底板模块(136)，所述另一底板模块(136)具有另一主体(138)和另一接触部(140)，其中，所述第三接触部(118)能够以与所述第二接触部(116)能够相对于所述第一接触部(114)和所述第三接触部(118)变化的方式相同的方式相对于所述第二接触部(116)和所述另一接触部(140)变化。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二接触部(116)在所述插孔(124)中能够采取限定的第一位置布置和至少一个替代性第二位置布置，其中，所述第一位置布置形成所述第一变型，并且其中，所述替代性第二位置布置形成所述第二变型。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于锁定元件(130)，所述第二接触部(116)能够借助于所述锁定元件(130)选择性地以所述第一位置布置或以所述第二位置布置固定在所述插孔中。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述第一位置布置为所述第二接触部(116)在所述插孔(124)中的第一空间位置，并且所述第二位置布置为第二空间位置，所述第二接触部(116)能够通过平移运动移动到所述第二空间位置中。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其特征在于，所述总线线路(120)包括多个第一芯(120b)和多个独立的第二芯(120a)，其中，所述第一芯(120b)形成用于传输控制数据的数据总线，并且其中，所述第二芯(120a)形成用于分配供应电压的电流轨，其中，所述第二芯(120a)延伸穿过所述接触部(114、116、118)，而所述第一芯(120b)远离所述接触部(114、116、118)设置在所述主体(108、110、112)中。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于，至少所述第二接触部(110)以使得所述第二接触部能够以非破坏性方式拆卸的方式设置在所述插孔(124)中。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二主体(110)在所述纵向方向上具有限定的宽度(B)，其中，所述第二接触部(116)基本上在所述限定的宽度上延伸。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其特征在于，所述主体(108、110、112)中的至少两个主体形成一体的结构单元。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置，其特征在于，至少所述第二接触部(116)包括合成材料本体(142)，所述合成材料本体(142)具有用于与所述第一接触部(114)和所述第三接触部(118)的电连接的嵌入式金属触头(144、146)。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二接触部(116)包括完全地设置在所述插孔(124)中的合成材料本体(142)。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的装置，其特征在于能够选择性地插接在所述主体(108、110、112)上的第一电子模块(126a)和至少一个第二电子模块(126b)，其中，所述第一电子模块(126a)具有第一电触头(134a)，并且所述第二电子模块(126b)具有第二电触头，其中，所述第一电触头(134a)设计成在插接状态下仅与处于所述第一变型的所述第二接触部(110)电接触，而所述第二电触头设计成在插接状态下仅与处于所述第二变型的所述第二接触部(110)电接触。
14.一种用于在根据权利要求1至13中的任一项所述的装置中使用的底板模块，所述底板模块包括主体，所述主体具有上侧(113)以及至少第一侧面(148)和第二侧面(150)，其中，所述上侧(113)包括设计成用于机械地紧固且电接触独立的电子模块(126)的插入开口(122)，其中，所述第一侧面(148)设计成用于机械地连接至相似类型的第一底板模块(102)，并且其中，所述第二侧面(150)设计成用于机械地连接至相似类型的第二底板模块(106)，所述底板模块还包括至少一个接触部(116)，所述至少一个接触部(116)具有构造成用于电连接所述相似类型的第一底板模块或所述相似类型的第二底板模块的至少一个电触头(146)，其特征在于插孔(124)，所述接触部能够选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在所述插孔(124)中，其中，在所述至少两种变型中的第一变型中，所述接触部(116)具有与所述相似类型的第一底板模块(102)以及与所述相似类型的第二底板模块(106)的导电连接，并且其中，在所述至少两种变型中的第二变型中，所述接触部(116)具有与所述相似类型的第二底板模块(106)的导电连接、但是不具有与所述相似类型的第一底板模块(102)的导电连接。
15.一种用于在根据权利要求14所述的底板模块中使用的接触部，所述接触部具有本体(142)、第一电触头(144)和至少一个第二电触头(146)，所述至少一个第二电触头(146)设置在所述本体(142)的背向所述第一电触头的一侧上，其中，所述本体(142)设计成用于选择性地以至少两种限定的变型中的一种变型设置在所插孔(124)中，其中，所述第一电触头(144)仅根据所述选择的变型来与所述相似类型的第一底板模块形成第一电连接，而所述第二电触头(146)不管所述选择的变型如何都与所述相似类型的第二底板模块形成第二电连接。
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