CN105556754B

CN105556754B - 用于耦接plc总线的装置

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Publication number: CN105556754B
Application number: CN201380079861.7A
Authority: CN
Inventors: 叶文敏; N.科克斯
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: EP3050170A1; US9634415B2; WO2015047286A1; EP3050170B1; CN105556754A; US20160204535A1

Abstract

为了有利于在PLC（100）内竖直地放置模块（104、106）并且因此在不降低PLC（100）的能力的情况下减小PLC（100）的尺寸，PLC（100）的模块（104、106）各自包括印刷电路板（PCB）（200、202、204）、通过PCB（200、202、204）的第一表面（206、208）支承并且与之电连通的弹簧加载的针式连接器（214）以及通过PCB（200、202、204）的第二表面（206、208）支承并且与之电连通的插座（216）。弹簧加载的针式连接器（214）和插座（216）经由PCB（200、202、204）彼此电连通。

Description

用于耦接PLC总线的装置

技术领域

本发明涉及用于可编程逻辑控制器（PLC）的模块，以及包括此类模块的控制器和制造PLC的方法。

背景技术

工业控制系统可用于监测参数和/或控制装置。在工业控制系统内，一个或多个传感器可以经由一个或多个输入/输出（I/O）模块（例如，通信模块）通信地耦接到可编程逻辑控制器（PLC）。经由I/O模块中的一个，PLC可控制一个或多个装置，例如变阻器、开关、定序器、伺服驱动器、电机和/或阀。

PLC的I/O模块可利用例如线缆和相对应的连接器（例如，带状线缆和绝缘位移连接器）连接到彼此和/或连接到PLC的中央处理单元（CPU）。PLC壳体被设计成围绕模块和连接线缆。由于使用用于连接I/O模块的线缆和相对应的连接器，PLC的I/O模块被水平地设置在PLC壳体内并且端对端地定位。

发明内容

为了有利于在PLC内竖直地放置模块并且因此在不降低PLC的能力的情况下减小PLC的尺寸，PLC的模块各自包括印刷电路板（PCB）、通过PCB的第一表面支承并且与之电连通的弹簧加载的针式连接器以及通过PCB的第二表面支承并且与之电连通的插座。所述弹簧加载的针式连接器和插座经由PCB彼此电连通。

在第一方面，提供了一种用于PLC的模块。所述模块包括PCB。所述PCB包括两个相对侧。所述模块还包括通过所述PCB的所述两个相对侧中的一个支承的第一连接器组件。所述第一连接器组件包括壳体和设置在所述壳体中的弹簧加载的针式连接器。所述模块还包括通过所述PCB的两侧中的另一侧支承的第二连接器组件。所述第二连接器组件包括母连接器。所述弹簧加载的针式连接器的至少一部分经由所述PCB与所述母连接器的至少一部分电连通。

在第二方面，一种控制器包括第一模块和第二模块。第一模块包括第一PCB，所述第一PCB包括两个相对侧。第一模块还包括通过所述第一PCB的所述两个相对侧中的一个支承的公连接器。所述公连接器包括壳体和设置在所述壳体中的弹簧加载的针式连接器。所述弹簧加载的针式连接器包括弹簧和插针。所述插针邻接所述弹簧的端部。所述弹簧可操作来使所述插针相对于所述公连接器的壳体移动。第二模块包括第二PCB，所述第二PCB包括两个相对侧。所述第二模块还包括通过所述第二PCB的所述两个相对侧中的一个支承的母连接器。所述母连接器包括插座。所述插座包括至少部分地延伸通过所述插座的开口。所述第一模块的弹簧加载的针式连接器的插针的一部分尺寸设定和成形为使得所述插针与所述插座可匹配。

在第三方面，提供了一种制造可编程逻辑控制器（PLC）的方法。所述方法包括将公连接器附接到第一PCB的表面，使得所述公连接器与所述第一PCB电连通。所述公连接器包括壳体和设置在所述壳体中的弹簧加载的针式连接器。所述弹簧加载的针式连接器包括弹簧和插针。所述插针邻接所述弹簧的端部。所述弹簧可操作来使所述插针相对于所述壳体移动。所述方法还包括将母连接器附接到第二PCB的表面，使得所述母连接器与所述第二PCB电连通。所述母连接器包括插座。所述插座包括至少部分地延伸通过所述插座的开口。所述方法包括相对于彼此定位所述第一PCB的公连接器和所述第二PCB的母连接器，使得所述公连接器的弹簧加载的针式连接器的插针移动到延伸通过所述母连接器的插座的开口中。

附图说明

图1示出了可编程逻辑控制器（PLC）的一个实施例；

图2示出了PLC的模块的一个实施例的第一等距视图；

图3示出了图2的PLC的模块的第二等距视图；

图4示出了PLC的模块之间的耦接结构的一个实施例；以及

图5示出了用于制造PLC的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

可编程逻辑控制器（PLC）总线的耦接结构的设计影响PLC的总尺寸。为了提供完整的硬件功能，同时与现有技术的PLC相比还减小PLC的尺寸，本发明实施例中的一个或多个的PLC总线耦接结构包括弹簧加载的POGO针式连接器（pin connector）和相对应的插座。

弹簧加载的针式连接器允许印刷电路板（PCB）竖直地放置在PLC的模块（例如，I/O模块、通信模块或中央处理单元（CPU）模块）中。竖直放置的PLC模块高效地利用PLC内的空间，因此减小了PLC的总尺寸。

图1示出了包括壳体102的PLC 100的一个实施例，其中，壳体102的一侧被移除或未示出以便提供内部模块的视图。PLC 100是用于例如机器的控制之类的过程的自动化的数字计算机。PLC 100包括多个模块104（例如，两个模块；输入/输出（I/O）模块），所述多个模块104通信地耦接到一个或多个传感器（未示出）和/或机器的一个或多个部件（例如，所述一个或多个部件中的促动器）。所述一个或多个传感器可测量机器内的或用于控制机器的参数，包括例如温度、压力、位置和/或任何数量的其他模拟过程变量。替代地或附加地，所述一个或多个传感器可读取机器的限位开关（limit switch）。机器的所述一个或多个部件可包括例如变阻器、开关、定序器、伺服驱动器、电机、气缸、磁性继电器、螺线管、模拟输出、阀和/或任何其他电可控装置。I/O模块104从所述一个或多个传感器接收数据，处理从所述一个或多个传感器接收的数据和/或将数据（例如，控制数据）传送到机器的所述一个或多个部件。

I/O模块104中的每一个包括通过印刷电路板支承并且与之连通的一个或多个电气部件，所述印刷电路板至少部分地设置在I/O模块104的壳体内。I/O模块104的所述一个或多个电气部件被用于从所述一个或多个传感器接收数据，处理从所述一个或多个传感器接收的数据和/或将控制数据传送到机器的所述一个或多个部件。所述一个或多个电气部件可包括例如通用处理器、控制处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路、存储器、开关、接口、电容器、电感器、电阻器、晶体管热管理装置（例如，散热器和/或热管）、其他部件或其组合。

PLC 100还包括模块106，其包括中央处理单元（CPU），所述中央处理单元通过至少部分地设置在壳体内的印刷电路板（未示出）支承。I/O模块104可将从所述一个或多个传感器接收的数据传送到模块106。模块106的CPU计算用于机器的所述一个或多个部件的控制数据，以自动地控制例如所述机器。

对于CPU而言替代地或附加地，模块106可包括通用处理器、控制处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路、其组合或者其他现在已知的或之后开发的装置。CPU是单一的装置或者串联、并联或分别地操作的多个装置。CPU通过指令、设计、硬件和/或软件配置成例如控制机器或机器的部件。模块106可包括与CPU通信的任何数量的其他电气部件，包括例如存储器、开关、接口、电容器、电感器、电阻器、晶体管、热管理装置（例如，散热器和/或热管）以及其他部件。

可设置其他模块。例如，控制模块106被设置为并联、按顺序或独立地操作的两个单独的模块。也可设置用于其他目的的模块。

模块104、106经由公连接器108和母连接器110彼此连通。公连接器108和母连接器110可操作来在例如模块104、106之间传送功率信号和/或数据信号。例如，从与第一模块104A（例如，图1中最左边的模块）连通的传感器接收的信号可经由第一模块104A的PCB和公连接器108、第二模块104B（例如，中央的模块104）的母连接器110、PCB和公连接器108以及模块106的母连接器110和PCB传送到模块106的CPU用于处理。替代地或附加地，CPU所产生的控制信号可经由模块106的PCB和母连接器110以及第二模块104B的公连接器108和PCB传送到例如与第二模块104B连通的促动器。信号可路由通过一个或多个模块，包括相对应的PCB和匹配的连接器。

每个模块104可包括一个公连接器108和一个母连接器110。例如，所述一个公连接器108可被设置在模块104的第一侧上，并且所述一个母连接器110可被设置在模块104的第二侧上。在一个实施例中，模块104的第一部分仅包括公连接器108，并且模块104的第二部分仅包括母连接器110。在另一实施例中，如图1中所示，模块104中的一个或多个可仅包括单连接器（例如，仅公连接器108或仅母连接器110）。

模块104、106的壳体可为模块104、106的PCB提供结构支承。模块104、106的PCB可按照任何数量的方式附接到模块104、106的壳体，包括例如利用紧固件（例如，螺钉）、延伸部（例如，凸缘和/或肋）和/或粘合剂。模块106的壳体可包括一个或多个开口，例如，一个或多个线缆（例如，用于电力）延伸通过所述一个或多个开口。模块104、106的壳体可由任何数量的材料制成，包括例如介电塑料。在一个实施例中，模块104、106不包括壳体。

模块104的壳体可包括开口，公连接器108和母连接器110延伸通过所述开口，使得例如第一模块104A的公连接器108可与第二模块104B的母连接器110匹配。对于第二模块104B，例如，公连接器108远离第二模块104B的壳体的第一外表面延伸，并且母连接器110相对于第二模块104B的壳体的第二外表面凹进。

在一个实施例中，模块104、106可滑动地附接到位于PLC 100的壳体102内的轨112。模块104、106还可以被可移除地附接到轨112，使得不同的模块可为了不同的应用而被安装在PLC 100中。公连接器108和母连接器110可以被尺寸设定和定位在相应的模块104、106上，使得当模块104、106（例如，第一模块104A）沿轨112滑动至与另一模块104、106（例如，第二模块104B）邻接时，例如第一模块104A的公连接器108移动至与例如第二模块104B的母连接器110连接。

模块104、106的壳体还可包括锁定机构，使得当例如第一模块104A的公连接器108移动至与例如第二模块104B的母连接器110连接时，第一模块104A和第二模块104B的锁定机构固定第一模块104A和第二模块104B之间的相对距离。连接器108、110可包括锁定机构，或者模块壳体可包括锁定机构。

在一个实施例中，公连接器108和母连接器110相对于轨112位于所有模块104、106的PCB上的相同位置处（例如，轨112上方的高度）。在其他实施例中，匹配成对的公连接器108和母连接器110相对于轨112位于匹配模块104、106的PCB上的相同位置处，但不同的匹配对相对于轨112可处于不同位置处。模块104、106的公连接器108和母连接器110允许模块104、106的PCB竖直地放置在模块104、106内。模块104、106的PCB的竖直布置高效地利用PLC100内的空间，因此减小了PLC 100的总尺寸。

图1示出了三个模块104、106。在其他实施例中，PLC 100可包括更多或更少的模块104、106。在一个实施例中，PLC 100包括模块106和七个I/O模块104。

图2示出了PLC 100的三个模块104、106的示例性实施例的第一等距视图，其中，移除了模块104、106的壳体。第一I/O模块104A（例如，图2中最右边的模块）包括第一PCB 200，第二I/O模块104B（例如，图2中中央的模块）包括第二PCB 202，并且模块106包括第三PCB204。第一PCB 200、第二PCB 202和第三PCB 204中的每一个支承并且电连接相应模块104、106的电气部件。所述电气部件使用例如由相应的PCB 200、202或204的铜板蚀刻成的或沉积在相应的PCB 200、202或204中的导电轨、焊盘和其他特征电连接。例如，PCB 200、202或204的铜板被层压到非导电的衬底上。也可使用PCB的其他配置（例如，其他材料）。

第一PCB 200、第二PCB 202和第三PCB 204（例如，多个PCB）可各自包括两个相对的侧206和208（例如，顶侧206和底侧208）以及一个或多个侧210。PCB 200、202、204在形状上例如可以是矩形的。在其他实施例中，PCB 200、202、204可以是其他形状（例如，圆形）。根据PLC 100的应用，PCB 200、202、204可以具有任何尺寸（例如，长度、宽度和厚度）。例如，对于需要较高处理能力的应用（例如，控制更复杂的机器），PCB 200、202、204的长度、宽度和厚度可以更大，这是因为所使用的电气部件的数量和尺寸可能更大，并且对于这样的应用，所使用的蚀刻铜板的数量可能更多。

第一PCB 200和第二PCB 202可各自支承公连接器108和母连接器110并且可各自与之电连通。例如，第一PCB 200和第二PCB 202各自支承PCB 200、202的顶部206上的公连接器108和PCB 200、202的底部208上的母连接器110。可替代地，定位可逆转（例如，公连接器108被设置在PCB 200、202的底部208上，并且母连接器110被设置在PCB 200、202的顶部206上）。第一PCB 200和第二PCB 202中的每一个上的公连接器108和母连接器110分别经由第一PCB 200和第二PCB 202的导电轨、焊盘及其他特征电连通。电连接是直接的，例如通过导体连接到另一轨的一个插针（pin），或者是间接的，例如通过一个或多个部件（例如，电路和/或处理器）来电连接。在一个实施例中，公连接器108和母连接器110可分别被焊接到PCB200、202的顶部206和底部208上的焊盘。在其他实施例中，公连接器108和母连接器110可被连接到PCB 200、202的其他部件，和/或可按不同的方式连接到PCB 200、202的顶部206和底部208上的焊盘。在一个实施例中，I/O模块104中的一个可仅包括公连接器108或仅包括母连接器110。

第三PCB 204可支承母连接器212并且可与之电连通。例如，第三PCB 204支承第三PCB 204的底部208上的母连接器212。在图2中所示的实施例中，第三PCB 204不支承公连接器108，这是因为第三PCB 204支承CPU（未示出）并且与之电连通。在其他实施例中，第三PCB204仅支承第三PCB 204的顶部206或底部208上的公连接器108（例如，第三PCB 204不支承母连接器212），除了支承在第三PCB 204的底部208上的母连接器212外，第三PCB 204还支承第三PCB 204的顶部206上的公连接器108，或者逆转连接器的定位（例如，公连接器108被设置在第三PCB 214的底部208上，并且母连接器212被设置在PCB 204的顶部206上）。

第三PCB 204所支承的CPU经由第三PCB 204的导电轨、焊盘及其他特征与母连接器212电连通。在一个实施例中，母连接器212可被焊接到第三PCB 206的底部208上的焊盘。在其他实施例中，母连接器212可被连接到第三PCB 204的其他部件，和/或可按不同的方式连接到第三PCB 204的底部208上的焊盘。

公连接器108可以是弹簧加载的针式连接器（例如，弹簧加载的POGO弹针连接器）。弹簧加载的针式连接器108可包括壳体（下面论述）和设置在壳体中的任何数量的弹簧加载的插针214。例如，如图2中所示，弹簧加载的针式连接器108可包括单行八个插针214。弹簧加载的针式连接器108可包括更多或更少的插针214。在其他实施例中，插针214可位于多个行中（例如，两行或三行的插针214）。可基于PLC 100中收容的模块的数量、PLC 100从其接收数据的传感器的数量和/或例如待通过PLC 100控制的促动器的数量，来确定插针214的数量。在PLC 100的操作期间，不是公连接器108的所有插针214都可传送信号。例如，PLC100可以是可扩展的，以包括多达七个I/O模块104，但某些应用可能不需要最大数量的I/O模块104。弹簧加载的针式连接器108可传送功率信号和/或数据信号。也可使用其他公连接器。

母连接器110可包括一个或多个插座216，公连接器108的弹簧加载的插针214被定位到所述一个或多个插座216中，以提供电连接。母连接器110的插座216的数量可匹配相应的母连接器110要匹配的公连接器108的插针214的数量。例如，在图2中所示的实施例中，第一PCB 200的公连接器108包括八个弹簧加载的插针214。因此，第一PCB 200的公连接器108所连接到的第二PCB 202的母连接器110包括八个插座216。在其他实施例中，母连接器110包括更多或更少的插座216。

第三PCB 204的母连接器212是母连接器110的替代性实施例。母连接器110包括其中设置插座216的壳体（下面论述）。母连接器212不包括壳体，并且插座216被直接附接到例如第三PCB 204的底部208上的焊盘。在一个实施例中，对于所有的模块104、106，所有的母连接器都是相同的（例如，母连接器110或母连接器212）。

图2示出了三个PCB 200、202、204。在其他实施例中，PLC 100可包括更多或更少的PCB。PCB的数量可对应于PLC 100中模块的数量。可替代地，模块中的一个或多个可收容不止一个PCB。

图3示出了图2的PLC的模块的第二等距视图。图3从不同的视角示出了第一PCB200、第二PCB 202和第三PCB 204。例如，第三PCB 204的顶部206支承CPU 300。CPU 300经由第三PCB 204的导电部件、第三PCB 204的母连接器212（图2中示出）和第二PCB 202的公连接器108与第二PCB 202连通。第二PCB 202经由第二PCB 202的母连接器110（图2中示出）和第一PCB 200的公连接器108与第一PCB 200连通。

图4示出了PLC的模块之间的耦接结构的一个实施例的剖视图。所述耦接结构包括例如第一PCB 200的公连接器108的一部分和例如第二PCB 202的母连接器110的一部分。图4中所示的公连接器108的所示部分包括一个弹簧加载的插针214和壳体400。弹簧加载的插针214延伸通过壳体400中的开口。弹簧加载的插针214可按任何数量的方式（例如，摩擦配合，沿弹簧加载的插针214的长度的一部分粘附到壳体400，利用尖头（prong）或其他限制件装配在狭槽中）被附接到壳体400。图4的弹簧加载的插针214可以是多个弹簧加载的插针214（例如，八个弹簧加载的插针，如图2和图3中所示）中的一个。例如，壳体400以任何数量的方式被附接到第一PCB 200的顶部206，所述方式包括例如利用粘合剂或利用螺钉。

弹簧加载的插针214包括插针402、弹簧404和弹簧壳体406（例如，桶）。桶406包括第一端408和第二端410。开口从第一端408至第二端410延伸通过桶406（例如，桶406是中空的）。通过第一端408的开口大于通过第二端410的开口。桶406可具有任何数量的形状，包括例如圆筒形。桶406的第一端408可例如经由第一PCB 200的焊盘412与第一PCB 200电连通。桶406的第一端408可利用例如焊接来附接到第一PCB 200的焊盘412。桶406的第一端408可按任何数量的其他方式被附接到第一PCB 200的焊盘412。桶406的第一端408可包括延伸部（例如，凸缘），以有利于桶406附接到第一PCB 200的焊盘412。弹簧加载的插针214经由弹簧加载的插针214的桶406被附接到公连接器108的壳体400。例如，桶406的外表面的一部分被附接到公连接器108的壳体400。

桶406收容弹簧404。例如，当公连接器108被附接到第一PCB 200时，弹簧404被完全收容在桶406内。弹簧404包括第一端414和第二端416。在弹簧加载的插针214的整个操作期间，弹簧404的第一端414保持与第一PCB 200的焊盘412接触。弹簧404的第二端416邻接插针402的一部分。

弹簧404是盘簧。可基于待提供的公连接器108和母连接器110之间的配合的紧密程度，来选择弹簧404的刚度。也可使用其他弹簧。

插针402包括第一端418和第二端420。在第一端418处，插针402可包括延伸部422（例如，凸缘）。凸缘422的最大直径大于桶406的第二端410处的开口的直径，使得当弹簧404伸长时，插针402的一部分（例如，插针402的凸缘422）仍收容在桶406内。当弹簧404伸长时，凸缘422邻接桶406与桶406的第二端410相邻的部分。

插针402可具有任何数量的形状，包括例如圆柱形。插针402的最大直径小于桶406的最小内径，使得插针402在弹簧加载的插针214的桶406内自由移动。插针402可具有任何数量的直径。例如，可基于要流过相对应的弹簧加载的插针214的最大电流的量来设定插针402的直径。在相同的公连接器108内，不同的弹簧加载的插针214的插针可具有不同的直径。插针402的第二端420可包括逐渐变细部（tapering），以有利于例如第一PCB 200的公连接器108和第二PCB 202的母连接器110之间的匹配。插针402可以是一件实心材料。可替代地，插针402可以是中空的。

插针402和弹簧404由导电材料制成，包括例如镀金铜。此外，桶406可由相同的导电材料（例如，镀金铜）制成。公连接器108的壳体400可由电绝缘材料制成，包括例如介电塑料。不同的材料可被用于公连接器108的弹簧加载的插针214和/或壳体400。

图4中所示的母连接器110的部分包括一个插座216和壳体424。插座424延伸通过壳体424中的开口。插座216可按任何数量的方式（例如，摩擦配合或沿插座216的长度的一部分粘附到壳体424）被附接到壳体424。图4的插座216可以是多个插座216（例如，八个插座，如图2和图3中所示）中的一个。例如，壳体424以任何数量的方式被附接到第二PCB 202的底部208，包括例如利用粘合剂或利用螺钉。

插座216包括第一端426和第二端428。开口从第一端426至第二端428延伸通过插座216。延伸通过插座216的开口从插座216的第一端426至第二端428可具有恒定的直径。插座216可具有任何数量的形状，包括例如圆筒形。延伸通过插座216的开口可以尺寸设定和成形为匹配弹簧加载的插针214的插针402的最大直径，使得插针402与插座216形成形状配合（例如，摩擦配合）。插座216的高度可以尺寸设定成使得当插针402被完全插入到插座216中（例如，公连接器108与母连接器110完全匹配；插针沿方向A移动到插座216中）时，桶406的第二端410邻接插座216的第二端428。在另一实施例中，延伸通过插座216的开口尺寸设定和成形为当插针402与插座216完全匹配时，匹配插针402的尺寸和形状。也可使用其他尺寸和形状。

插座216的第一端426可例如经由第二PCB 202的焊盘412与第二PCB 202电连通。插座216的第一端426可利用例如焊接来附接到第二PCB 202的焊盘412。插座216的第一端426可按任何数量的其他方式被附接到第二PCB 202的焊盘412。插座216的第一端426可包括延伸部（例如，凸缘），以有利于插座216附接到第二PCB 202的焊盘412。

插座216被附接到母连接器110的壳体424。例如，插座216的外表面的一部分被附接到母连接器110的壳体424。在一个实施例中，如针对图2的模块106所示，母连接器110不包括壳体424，并且插座216被直接附接到焊盘412或者是焊盘412。

插座216由导电材料制成，包括例如镀金铜。母连接器110的壳体424可由例如介电塑料之类的电绝缘材料制成。不同的材料可被用于母连接器110的插座216和/或壳体424。

例如经由第一PCB 200上的焊盘412、弹簧加载的插针214的弹簧404和插针402、插座216以及第二PCB 202的焊盘412，电信号被从第一PCB 200传送到第二PCB 202。例如，电信号也可相反地从第二PCB 202传送到第一PCB 200。

图5示出了用于制造PLC的方法的一个实施例的流程图。所述方法可被执行来产生图1-4的PLC或另一种PLC。所述方法按所示顺序实施，但也可以使用其他顺序。可设置附加的、不同的或更少的动作。类似的方法可被用于制造PLC。

在动作500中，公连接器被附接到第一PCB的表面，使得所述公连接器与第一PCB电连通。所述公连接器包括壳体和设置在壳体中的弹簧加载的针式连接器。所述弹簧加载的针式连接器可以是设置在壳体中的多个弹簧加载的针式连接器中的一个。弹簧加载的针式连接器可被固定到公连接器的壳体，或者弹簧加载的针式连接器可与通过壳体的开口摩擦配合。弹簧加载的针式连接器包括弹簧、插针壳体（例如，桶）和插针。在弹簧加载的针式连接器的操作期间，插针的一部分及全部或大部分的弹簧仍收容在桶内。插针邻接弹簧的一端，并且弹簧可操作来相对于壳体从凹陷位置移动插针。

公连接器以任何数量的方式被附接到第一PCB的表面，包括例如将弹簧加载的针式连接器的一部分（例如，插针壳体）焊接到第一PCB的焊盘。公连接器的壳体还可以使用例如粘合剂或紧固件（例如，螺钉）来附接到PCB的表面。

第一PCB可位于第一模块（例如，第一模块的壳体）中。第一PCB可被竖直地或水平地定位在第一模块内。第一模块的壳体可以被可移除地附接到延伸通过PLC的至少一部分的轨。在一个实施例中，第一模块可以被可滑动地附接到延伸通过PLC的所述部分的轨。

在动作502中，母连接器被附接到第二PCB的表面，使得母连接器与第二PCB电连通。所述母连接器包括插座。在一个实施例中，母连接器还包括壳体，所述插座被设置在所述壳体中。插座可以是设置在壳体中的多个插座中的一个。插座包括至少部分地延伸通过所述插座的开口。

母连接器以任何数量的方式被附接到第二PCB的表面，包括例如将插座的一部分（例如，插座的一端）焊接到第二PCB的焊盘。母连接器的壳体（如果设置的话）也可以使用例如粘合剂或紧固件（例如，螺钉）来附接到第二PCB的表面。

第二PCB可位于第二模块（例如，第二模块的壳体）中。第二PCB可被竖直地或水平地定位在第二模块内。第二模块的壳体可以被可移除地附接到延伸通过PLC的至少一部分的轨。在一个实施例中，第二模块可以被可滑动地附接到延伸通过PLC的所述部分的轨。

在动作504中，第一PCB的公连接器与第二PCB的母连接器匹配，使得公连接器的弹簧加载的针式连接器的插针移动到延伸通过母连接器的插座的开口中。第一PCB的公连接器与第二PCB的母连接器的匹配可包括使包括第一PCB的第一模块沿PLC的轨相对于包括第二PCB的第二模块滑动，或者使第二模块沿轨相对于第一模块滑动，直到形成公连接器和母连接器之间的连接。第一模块和第二模块可各自包括锁定机构、止动装置或限制件，以便一旦公连接器和母连接器之间的连接形成，就固定第一模块和第二模块之间的相对距离。

虽然上文已参照各实施例描述了本发明，但应当理解的是，能够对所述实施例作出许多改变和修改。因此，前述描述意在被视为说明性的而非限制性的，并且应当理解的是，实施例的所有等同物和/或组合意在被包括于该描述中。

Claims

1.一种用于可编程逻辑控制器（PLC）（100）的模块（104），所述模块（104）包括：

所述PLC（100）的印刷电路板（PCB）（200、202），所述PCB（200、202）包括两个相对侧（206、208）；

通过所述PCB（200、202）的所述两个相对侧（206、208）中的一个支承的第一连接器组件（108），所述第一连接器组件（108）包括壳体（400）和设置在所述壳体（400）中的弹簧加载的针式连接器（214）；以及

通过所述PCB（200、202）的所述两个相对侧（206、208）中的另一个支承的第二连接器组件（110），所述第二连接器组件（110）包括母连接器，所述母连接器包括插座，

其中，所述弹簧加载的针式连接器（214）的至少一部分经由所述PCB（200、202）与所述母连接器的至少一部分电连通，

其中所述弹簧加载的针式连接器（214）的一部分和所述插座的一部分被焊接到所述PCB的焊盘。

2.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述弹簧加载的针式连接器（214）包括壳体（406）、插针（402）和弹簧（404），所述插针（402）包括处于所述插针（402）的一端处的凸缘（422），

其中，所述弹簧加载的针式连接器（214）的壳体（406）的一个或多个壁限定了延伸通过所述弹簧加载的针式连接器（214）的壳体（406）的开口，所述开口在所述壳体（406）的第一端（410）处具有比所述壳体（406）的第二端（408）处小的直径，使得所述插针（402）的凸缘（422）和所述弹簧（404）保持完全位于延伸通过所述弹簧加载的针式连接器（214）的壳体（406）的所述开口中，

其中，所述弹簧（404）的第一端（416）邻接所述插针（402）的凸缘（422），使得在所述弹簧（404）的伸长位置，所述插针（402）的凸缘（422）与所述弹簧加载的针式连接器（214）的壳体（406）的第一端（410）相邻，并且所述弹簧（404）的第二端（414）邻接所述PCB（200、202）的焊盘（412）。

3.如权利要求2所述的模块，其特征在于，所述弹簧（404）通过施加于所述插针（402）的力能够压缩，使得所述插针（402）能够在所述弹簧加载的针式连接器（214）的壳体（406）内移动。

4.如权利要求2所述的模块，其特征在于，所述弹簧（404）是盘簧。

5.如权利要求2所述的模块，其特征在于，所述插针（402）和所述弹簧（404）由镀金铜制成。

6.如权利要求1所述的模块，其特征在于，所述第一连接器组件（108）包括设置在所述第一连接器组件（108）的壳体（400）中的多个弹簧加载的针式连接器（214），所述多个弹簧加载的针式连接器（214）包括所述弹簧加载的针式连接器（214）。

7.如权利要求6所述的模块，其特征在于，所述多个弹簧加载的针式连接器（214）在所述第一连接器组件（108）的壳体（400）中被定位成两行或更多行。

8.如权利要求1所述的模块，其特征在于，穿过所述插座的开口的尺寸被设定和成形为匹配所述弹簧加载的针式连接器（214）的插针（402）的尺寸和形状，以及

其中，所述插座（216）邻接所述PCB（200、202）的焊盘（412）。

9.如权利要求8所述的模块，其特征在于，所述第二连接器组件（110）还包括壳体（424），以及

其中，所述插座（216）被设置在所述第二连接器组件（110）的壳体（424）中。

10.如权利要求8所述的模块，其特征在于，所述插座（216）由镀金铜制成。

11.如权利要求8所述的模块，其特征在于，所述第一连接器组件（108）包括设置在所述第一连接器组件（108）的壳体（400）中的多个弹簧加载的针式连接器（214），所述多个弹簧加载的针式连接器（214）包括所述弹簧加载的针式连接器（214），

其中，所述母连接器包括多个插座（216），所述多个插座（216）包括所述插座（216），以及

其中，弹簧加载的针式连接器（214）的数量与插座（216）的数量相同。

12.一种控制器（100），包括：

第一模块（104），其包括：

包括两个相对侧（206、208）的第一印刷电路板（PCB）（200、202）；以及

通过所述第一PCB（200、202）的所述两个相对侧（206、208）中的一个支承的公连接器（108），所述公连接器（108）包括壳体（400）和设置在所述壳体（400）中的弹簧加载的针式连接器（214），所述弹簧加载的针式连接器（214）包括弹簧（404）和插针（402），所述插针（402）邻接所述弹簧（404）的端部，所述弹簧（404）能够操作来使所述插针（402）相对于所述公连接器（108）的壳体（400）移动；以及

第二模块（104、106），其包括：

包括两个相对侧（206、208）的第二PCB（202、204）；以及

通过所述第二PCB（202、204）的所述两个相对侧（206、208）中的一个支承的母连接器（110），所述母连接器（110）包括插座（216），所述插座（216）包括至少部分地延伸通过所述插座（216）的开口，

其中，所述第一模块（104）的弹簧加载的针式连接器（214）的插针（402）的一部分尺寸设定和成形为使得所述插针（402）与所述插座（216）能够匹配。

13.如权利要求12所述的控制器，其特征在于，功率信号、数据信号或者所述功率信号和所述数据信号能够经由所述插座（216）、所述插针（402）和所述弹簧（404）在所述第一PCB（200、202）和所述第二PCB（202、204）之间传送。

14.如权利要求12所述的控制器，还包括轨（112），

其中，所述第一模块（104）和所述第二模块（104、106）被能够滑动地附接到所述轨（112），使得所述公连接器（108）能够移动到所述母连接器（110）中。

15.如权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述第二模块（104、106）还包括中央处理单元（300），所述中央处理单元（300）通过所述第二PCB（202、204）支承，并且经由所述第二PCB（202、204）的母连接器（110）和所述第一PCB（200、202）的公连接器（108）与所述第一PCB（200、202）电连通。

16.如权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述第二模块（104、106）的母连接器（110）是第一母连接器（110），以及

其中，所述第一模块（104）还包括第二母连接器（110），所述第二母连接器（110）通过所述第一PCB（200、202）的所述两个相对侧（206、208）中的另一个支承，并且经由所述第一PCB（200、202）与所述公连接器（108）电连通，以及

其中，所述第二母连接器（110）包括插座（216），所述插座（216）包括至少部分地延伸通过所述第二母连接器（110）的开口。

17.如权利要求12所述的控制器，其特征在于，所述第一模块（104）是输入/输出（I/O）模块。

18.一种制造可编程逻辑控制器（PLC）（100）的方法，所述方法包括：

将公连接器（108）附接（500）到第一印刷电路板（PCB）（200、202）的表面（206、208），使得所述公连接器（108）与所述第一PCB（200、202）电连通，所述公连接器（108）包括壳体（400）和设置在所述壳体（400）中的弹簧加载的针式连接器（214），所述弹簧加载的针式连接器（214）包括弹簧（404）和插针（402），所述插针（402）邻接所述弹簧（404）的端部（414、416），所述弹簧（404）能够操作来使所述插针（402）相对于所述壳体（400）移动；

将母连接器（110）附接（502）到第二PCB（202、204）的表面（206、208），使得所述母连接器（110）与所述第二PCB（202、204）电连通，所述母连接器（110）包括插座（216），所述插座（216）包括至少部分地延伸通过所述插座（216）的开口；以及

相对于彼此定位（504）所述第一PCB（200、202）的公连接器（108）和所述第二PCB（202、204）的母连接器（110），使得所述公连接器（108）的弹簧加载的针式连接器（214）的插针（402）移动到延伸通过所述母连接器（110）的插座（216）的所述开口中。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述公连接器（108）所述附接（500）到所述第一PCB（200、202）的表面（406、408）包括将所述弹簧加载的针式连接器（214）的一部分焊接到所述第一PCB（200、202）的焊盘（412），以及

其中，所述母连接器（110）所述附接（502）到所述第二PCB（202、204）的表面（406、408）包括将所述插座（216）的一部分焊接到所述第二PCB（202、204）的焊盘（412）。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述定位（504）包括使所述第一PCB（200、202）沿所述PLC（100）的轨（112）相对于所述第二PCB（202、204）滑动，或者使所述第二PCB（202、204）沿所述PLC（100）的轨（112）相对于所述第一PCB（200、202）滑动，所述第一PCB（200、202）和所述第二PCB（202、204）能够滑动地附接到所述轨（112）。