CN107463159A - 一种工业总线io模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工业总线IO模块，涉及工业控制技术领域，其中，该一种工业总线IO模块包括：总线通讯线路板和IO输入输出线路板两个线路板，并且，总线通讯线路板固定在底座内，其中，该底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构，IO输入输出线路板在总线通讯线路板的上部，IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进，总线通讯线路板和IO输入输出线路板相互平行，总线通讯线路板和IO输入输出线路板之间用信号连接器相互连接，通过上述连接方式，改变了生产作业环境中各个部件之间的接线方式，减少了各个部件之间的接线数量，有效减少了因接线导致的电路故障，进而有利于生产作业环境中信号的稳定传输。

Description

一种工业总线IO模块
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种工业总线IO模块。
背景技术
随着科技的进步，工业自动化的程度越来越高，越来越多的人力从繁杂的重复性劳动中解放出来，越来越多的机器和控制系统被应用到生产作业中，并且，由机器和控制系统加工制作出来的产品的规格更加统一，产品的质量更有保障。
在实际操作过程中，生产作业环境多是由一个中央控制器来操控整个生产线上的装置和设备，这样便于整个生产线进行统一作业。举个例子，将工业生产线上的多个传感器(例如，位置传感器)和多个执行机构(例如，刺绣生产线上的刺绣器)都接到中央控制器上，上述各个部件的具体连接方式需要根据生产作业环境的空间大小、部件的具体安装位置以及用户的需求等多种因素的影响来进行导线的布置。在这种情况下，生产作业环境现场的线路会较多，特别是执行机构的体积较大、数量较多时，中央控制器与执行机构之间的连接非常复杂，既要考虑到信号传输的稳定性，又要考虑到执行机构的正常作业，而接线问题所造成的生产成本过高、干扰过大等问题，严重时甚至会影响控制信号的正常传输。
为了降低上述情况带来的影响，有些厂家在生产作业环境中(例如，中间位置处)安装了接线板、转接头等，虽然在一定程度上对接线进行了整理，但是，仍无法解决成本高、干扰大等的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了一种工业总线IO模块，通过设置集成有IO输入输出线路板和总线通讯线路板的模块，简化了生产作业环境中的接线问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种工业总线IO模块，包括：底座、总线通讯线路板、IO输入输出线路板和上盖；
底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构；
总线通讯线路板固定在底座内，IO输入输出线路板设置在总线通讯线路板的上部，总线通讯线路板和IO输入输出线路板平行设置，且，IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进；
上盖固定到底座上，构成一个容纳腔，总线通讯线路板和IO输入输出线路板固定在容纳腔内。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，总线通讯线路板固定在底座上，IO输入输出线路板固定在总线通讯线路板远离底座的一侧。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，工业总线IO模块还包括信号连接器；
总线通讯线路板和IO输入输出线路板之间通过信号连接器连接。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，总线通讯线路板包括通讯电路和总线通讯接口，通讯电路和总线通讯接口，均用于与工业分布式总线控制系统的主控器通讯，且，与IO输入输出线路板通过信号连接器相连，以读取状态输入信号和发送执行输出信号。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，IO输入输出线路板包括输入输出IO连接器和电子元件，组成输入状态采集电路和执行输出电路，同时与总线通讯线路板通过信号连接器相连，供总线通讯线路板读取状态输入信号和发送执行输出信号。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，总线通讯接口为以太网网口、CAN总线接口、RS-485、RS-232总线接口中的一种。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，状态输入信号为传感器、指令按钮、开关信号，类型为模拟量信号或者开关量信号中的一种；
执行输出信号为电磁阀、接触器、给定信号中的一种，且，执行输出信号的类型为模拟量信号或者开关量信号。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，IO输入输出线路板还包括LED指示灯、指示工业总线IO模块、电源状态单元、通讯状态单元以及输入输出IO状态单元。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，工业总线IO模块还包括：数据采集模块，数据采集模块与计算机设备通讯相连；
以及楼宇控制模块，楼宇控制模块与楼宇主控制器通讯相连。
本发明实施例提供的一种工业总线IO模块，其具体包括：底座、总线通讯线路板、IO输入输出线路板和上盖，在该底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构，总线通讯线路板固定在底座内，IO输入输出线路板设置在总线通讯线路板的上部，总线通讯线路板和IO输入输出线路板平行设置，并且，IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进，上盖固定到底座上，构成一个容纳腔，总线通讯线路板和IO输入输出线路板固定在容纳腔内，通过上述设置，使得生产作业环境中原本由导线进行传输的信号可分别由IO输入输出线路板和总线通讯线路板进行传输，进而简化了生产环境中的接线过程，减少了接线造成的信号干扰，提高了其生产作业的稳定性，并进一步减小了生产成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中转接模块的第一种结构连接图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中转接模块的第二种结构连接图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中转接模块的第三种结构连接图；
图4示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中带壳体的转接模块的第一种结构连接图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中带壳体的转接模块的第二种结构连接图；
图6示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块中带壳体的转接模块的第三种结构连接图；
图7示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块的安装结构连接图；
图8示出了本发明实施例所提供的一种工业总线IO模块的安装连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在实际生产作业过程中，通常是由一个中央控制器来操控整个生产线上的设备，以使整个生产线统一进行作业。例如，当需要将工业生产线上的多个传感器和多个执行机构都接到中央控制器上时，上述传感器和执行机构等各个部件都要根据生产作业环境的空间大小、部件的具体安装位置以及用户的需求等多种因素的影响来进行导线的布置。在这种情况下，生产作业环境现场的线路会比较多、比较杂，特别是执行机构的体积较大、数量较多时，中央控制器与执行机构之间的连接非常复杂，既要考虑到信号传输的稳定性，同时，又要考虑到执行机构的正常作业，而接线问题所造成的生产成本过高、干扰过大等问题，甚至会影响到控制信号的正常传输，从而给生产作业过程造成了严重影响。
基于此，本发明实施例提供了一种工业总线IO模块，下面通过实施例进行描述。
实施例1
参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本实施例提出的一种工业总线IO模块具体包括：底座、总线通讯线路板、IO输入输出线路板和上盖，其中，上述底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构，这里需要说明的是，固定导轨多为设置在生产作业环境中的用于连接总线通讯线路板和IO输入输出线路板的固定部件，其形状大小等可进行灵活设定，同时，固定导轨与底座相互配合使用。总线通讯线路板固定在底座内，IO输入输出线路板设置在总线通讯线路板的上部，总线通讯线路板和IO输入输出线路板平行设置，并且，IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进一段距离，并且，上盖固定到底座上构成一个容纳腔，总线通讯线路板和IO输入输出线路板固定在容纳腔内，从而有效减少了外界的电磁干扰对总线通讯线路板和IO输入输出线路板的影响。
此外，总线通讯线路板固定在底座上，IO输入输出线路板固定在总线通讯线路板远离底座的一侧，两个线路板以此顺序进行安装的好处好处具体阐述如下：
第一，便于接线。由于IO板在上方，距离接线人更近，利于视线和接线的操作。
第二，接口位置比较低，进而有效利用了安装空间。因为通讯连接器普遍都比较高，需要比较高的安装空间，通讯板接近安装导轨，降低了通讯接口的空间位置，从而降低了通讯连接器的安装高度，减小整个总线IO模块的安装空间。
第三，减少外面对通讯板的辐射干扰。因为通讯部分抗干扰能力比较薄弱，容易受到外面辐射的干扰。通讯板接近导轨，上面有IO板，如果有正面有辐射干扰，IO板可以起到屏蔽的作用，保护通讯板不受正面的辐射干扰。
此外，工业总线IO模块还包括信号连接器，总线通讯线路板和IO输入输出线路板之间通过信号连接器连接，以使通讯信号和控制信号等进行传输。
此外，总线通讯线路板包括通讯电路和总线通讯接口，通讯电路和总线通讯接口均用于与工业分布式总线控制系统的主控器通讯，并且，与IO输入输出线路板通过信号连接器相连，以读取状态输入信号和发送执行输出信号。这里需要说明的是，状态输入信号为传感器、指令按钮、开关信号，类型为模拟量信号或者开关量信号中的一种，执行输出信号为电磁阀、接触器、给定信号中的一种，并且，执行输出信号的类型为模拟量信号或者开关量信号。可见，在该工业总线IO模块中，状态输入信号和执行输出信号的种类多样，并能够自由组合，使用方式灵活多变。
此外，IO输入输出线路板包括输入输出IO连接器和电子元件，这里所需要的具体电子元件的型号不再一一赘述，由上述输入输出IO连接器和电子元件组成输入状态采集电路和执行输出电路，同时与总线通讯线路板通过信号连接器相连，二者配合使用，供总线通讯线路板读取状态输入信号和发送执行输出信号。
此外，总线通讯接口为以太网网口、CAN总线接口、RS-485、RS-232总线接口中的一种。
以太网是通用的通信协议标准，常见的有总线型和星型两种，总线型以太网所需的电缆较少、价格便宜、但是，不易隔离故障点、采用共享的访问机制，易造成网络拥塞；星型以太网管理方便、容易扩展、需要专用的网络设备作为网络的核心节点、对设备的可靠性要求高。CAN总线是ISO国际标准化的串行通信协议，其性能优越、可靠性高。RS485是一个半双工通讯标准，RS485为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点，在RS485中一般采用的是主从通信方式。RS232是一种全双工异步传输标准接口，其内设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。上述总线通讯接口各有各的优势，生产作业环境中采用哪种方式的总线通讯接口，要根据实际情况进行灵活设定。
此外，为了能够更好的了解工业总线IO模块的工作状态，IO输入输出线路板还包括LED指示灯、指示工业总线IO模块、电源状态单元、通讯状态单元以及输入输出IO状态单元，通过上述各个部件的设置实现对工业总线IO模块的实时监控。
此外，工业总线IO模块还包括：数据采集模块，数据采集模块与计算机设备通讯相连，以及楼宇控制模块，楼宇控制模块与楼宇主控制器通讯相连。即在该工业总线IO模块中集成数据采集模块和楼宇控制模块，以便更好的与外界的计算机设备和楼宇主控制器进行通讯，以达到控制的目的。
综上所述，本实施例提供的一种工业总线IO模块包括：底座、总线通讯线路板、IO输入输出线路板和上盖，底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构，总线通讯线路板固定在底座内，IO输入输出线路板设置在总线通讯线路板的上部，总线通讯线路板和IO输入输出线路板平行设置，且，IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进，上盖固定到底座上，构成一个容纳腔，总线通讯线路板和IO输入输出线路板固定在容纳腔内，能有效减少生产作业环境中的繁琐接线，使得接线造成的信号干扰减小，从而也提高了生产作业的稳定性，并减小了生产成本。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种工业总线IO模块，其特征在于，包括：底座、总线通讯线路板、IO输入输出线路板和上盖；
所述底座上设有用于卡位到固定导轨上的卡位机构；
所述总线通讯线路板固定在底座内，所述IO输入输出线路板设置在总线通讯线路板的上部，所述总线通讯线路板和所述IO输入输出线路板平行设置，且，所述IO输入输出线路板相对于总线通讯线路板缩进；
所述上盖固定到所述底座上，构成一个容纳腔，所述总线通讯线路板和所述IO输入输出线路板固定在容纳腔内。
2.根据权利要求1所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述总线通讯线路板固定在所述底座上，所述IO输入输出线路板固定在所述总线通讯线路板远离所述底座的一侧。
3.根据权利要求2所述的工业总线IO模块，其特征在于，还包括信号连接器；
所述总线通讯线路板和所述IO输入输出线路板之间通过所述信号连接器连接。
4.根据权利要求3所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述总线通讯线路板包括通讯电路和总线通讯接口，所述通讯电路和所述总线通讯接口，均用于与工业分布式总线控制系统的主控器通讯，且，与所述IO输入输出线路板通过所述信号连接器相连，以读取状态输入信号和发送执行输出信号。
5.根据权利要求4所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述IO输入输出线路板包括输入输出IO连接器和电子元件，组成输入状态采集电路和执行输出电路，同时与所述总线通讯线路板通过信号连接器相连，供总线通讯线路板读取状态输入信号和发送执行输出信号。
6.根据权利要求5所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述总线通讯接口为以太网网口、CAN总线接口、RS-485、RS-232总线接口中的一种。
7.根据权利要求6所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述状态输入信号为传感器、指令按钮、开关信号，类型为模拟量信号或者开关量信号中的一种；
所述执行输出信号为电磁阀、接触器、给定信号中的一种，且，所述执行输出信号的类型为模拟量信号或者开关量信号。
8.根据权利要求6所述的工业总线IO模块，其特征在于，所述IO输入输出线路板还包括LED指示灯、指示工业总线IO模块、电源状态单元、通讯状态单元以及输入输出IO状态单元。
9.根据权利要求8所述的工业总线IO模块，其特征在于，还包括：数据采集模块，所述数据采集模块与计算机设备通讯相连；
以及楼宇控制模块，所述楼宇控制模块与楼宇主控制器通讯相连。
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