CN1118465A - 用于数据总线的输入/输出模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于数据总线的输入/输出模块，其为带有嵌入式输入/输出电子装置的排状端子(称为总线端子)，可以插装在商业上惯用的支架上，从而形成一端子总线，通过为一端子总线而将组合在总线端子内的数据总线导线，供电导线以及对总线成分的馈电，在插装到支架上时接通。

Description

用于数据总线的输入/输出模块
本发明涉及一种用于数据总线的输入/输出模块，这种模块由各个生产专用的处理器系统、工业计算机等(例如，用于生产流程、机器、设备的控制、显示以及用于建筑系统工程)的厂商以所谓场总线的方式提供。
场总线概念描述了一种用于机器设备等布线的合理方法。输入/输出模块配备有使各个总线成分(例如，可以是二级作用物、传感器，也可以是其他装置)做到并行布线的端点。这种布线能够以任一种所要求的接线技术(例如，以一、二、三或四线技术)来实现。使用起来特别简单的弹性端点或者螺纹端点都可用来作端点。
这种模块配备有一个输入/输出电路，这一输入/输出电路使连接在模块端点上的总线成分与串行数据总线相连，数据线可以是一简单的双导线，或者也可以是一根光缆。通常在大多数情况下，这一连接在此输入/输出模块上的数据总线是一个环形网络内的独立子总线，此子总线通过一总线控制器与场总线(远程总线)相耦合。总线控制器控制各个输入/输出模块，这些模块可以以任意顺序相互组合在一起，并可以位于环形中的任意位置上。
众所周知，输入/输出模块是被插入商业上常用的支架上的。同样众所周知的是，在插入同时自动地建立起与数据总线导线的连接以及与供电导线的连接，从而使输入/输出电路得到约为24V直流的常用电压的供电。为此，在通常惯用的帽形支架的底座上，安装了几个导线板，导线板与一所谓馈电架相连。在用于馈电的二导线一旁的馈电架上还有另外三根供数据总线利用的导线。导线的接触是通过插座接点来实现的，插座以一定的网格间距牢固地安装固定在馈电架上。
组合在支架中的这样一个馈电架不仅增加了用于输入/输出模块支架固定的成本费用和装配费用(馈电架未被使用的部件上必须加盖)，而且还妨碍了其模块性(Modularitt)，这是因为输入/输出模块的宽度必须总是馈电架中插座的预先给定的网格间距的倍数。安装在支架底座上的馈电架还妨碍了支架自身在一个安装面上的固定等等，因为这样一来要让为此必需的螺纹进程完全位于馈电架的规定位置上，而在实际上，这常常与实地情况不符。
在其他一些可插装在支架上的已知的输入/输出模块中，为了避免上述缺点，人们把这些模块以可靠的方式插装在未经改变的、商业上惯用的支架上，并用插接扁形电缆将数据总线以及馈电导线从一个模块到另一个模块地连接起来。然而，这对于用户来说，实在是一种有点既烦琐又费时的安装工作，并且也许正是这个原因，此系统的制造商们决定，提供相当宽的、方向与16、24或32个输入或输出并排排列的输入/输出模块。这样一来，使系统的模块性在很大程度上成为徒劳。
本发明的目的在于，以最简单的方法，在未加改变的、商业上惯用的支架上建立具有更高模块性的输入/输出模块，从而在插装过程的同时自动将数据总线导线与馈电导线连接起来。
这一目的按照本发明得以解决，输入/输出模块是一种带有嵌入式的或可插装的电子线路的接线端，用这种人们所熟知的方法，可以将分立的单个端子或者将更多个端子为一组组成的接线盒安装在支架上(下文中称为总线端子)，不仅数据总线导线，而且用于输入/输出电子线路的馈电导线都集成在总线端子处，并从这些端子处拖出引线，通过其侧面上每一总线单个端子和每一接线盒，标明各压力触点的邻近端子(下文中称为总线触点)，这样，以总线端子的连接方向，通过在支架上一个个安装总线端子来接通总线触点，从而将安装在支架上的总线端子通过连贯的数据总线导线和馈电导线连接到一端子总线上。
本发明的总线端子可以没有问题地插装在商业上惯用的支架上，并且自动地通过引出的数据总线导线和馈电导线与一个端子总线相连。因此从用户角度而言，不需附加的安装工作。
新总线端子的模块性特别大，因为每一总线单个端子总是只表明一个输入/输出组件，并只具有其自身的嵌装在总线单个端子的绝缘外壳内的输入/输出电子电路。此总线端子的宽度与常用的接线盒的宽度一致，并且与将接线盒安装到支架上采用相同的常规技术，以及关于总线成分布线端子位置的相同连接技术。因此，本发明的总线端子原则上讲是一个排状端子，从而对于用户来说，这些众所周知的安装工作和布线工作是很熟悉的。
从制造商或者用户方面看，可以将两个、三个或更多个新的总线单个端子拼合在一个总线接线盒内，实践中，可以将第二或第三模块附加到第一模块上，将任意长度、任意结构的端子总线安装到商业上常用的支架上。
端子总线可以一固定的端角固定在支架上，这对于接线板来说是已知的。这就确保了触点压力不会使总线端子之间的总线触点与支架上的端子总线分开。
自本发明的目的可以看到本发明一个特别有用的实施形式，相邻接线盒侧面上的总线端子有相应的凸口和凹口，这些凸口和凹口将总线端子交错啮合在支架上，总线端子以端子的连接方向坚固地机械连接在一起。这些凸口和凹口可以成直线或曲线状，根据支架上所要求的总线端子安装或插装的方式而定。
本发明总线端子的结构和运用的进一步改进是，用于接线板的特定输入端子是公众已知的；对连接总线成分的总线端子处的有效电流馈电是借助于电桥来实现的，这些导线牢固地连接在每一总线单个端子和每一总线接线盒的侧面上，并且在将总线端子安装在支架上时自动交错连接在一起。
如此牢固安装在总线端子上并且自动闭合的电桥是一种新型电桥，它大大减轻了端子总线在支架上的安装工作。
电桥由一个接触刀片和一个弹性接触叉组成，二者位于总线端子的侧面上，并且总线端子横向相互交错地安装在支架上，即，接触刀片横向穿越于弹性接触叉的两个U型腰之间。这一方面确保了接触刀片和接触叉之间有一个较高的接触压力，另一方面这一接触压力又不沿端子总线的连接方向，从而电桥的接触压力不会趋向于与支架上的端子总线分开。
本发明的一个特别有用的实施形式是，电桥形成杆形扁汇流排的端头，它们从内部穿过总线单个端子和总线端子盒，这样，在总线端子盒的各个总线端子之间不会发生桥接现象。
下面结合附图对本发明的实施例作更详细的描述。
图1是按照本发明的两个总线接线盒透视图，
图2和图3是图1所示总线接线盒的局部截面图，
图4和图5是图1所示总线接线盒的局部截面图，
图6是图2和图4的详细截面图，
图7是图3和图5的详细描述。
图3中是两个本发明的总线接线盒，各接线盒由三个总线单个端子组成，作为三模块。
每一总线单个端子有一个嵌装在绝缘机壳8内的输入/输出电路，图1中，此输出电路为一可辩认的导电板9的形式。
每一导电板9与总线触点连接在一起，总线触点在总线端子的一个侧面上为弹性压力环10，在总线端子相对的一个侧面上为一牢固设置的接触片11(比较图2和图4)。图6是接触片11从上面看去的截面的情况，与相邻端子相对侧面上的接触10对应。
所描述的总线单个端子(比较图4和图5)以及所描述的总线接线盒(将图1与图2和图3比较)，在其绝缘外壳的每一侧面上各共有六个总线触点。这对应于，在组成的总线端子中有导线引出，其中，两根导线用于总线端子各导电板上输入/输出电路的馈电，余下的四根为数据总线导线(两根数据线沿去方向、两根数据线沿相对来方向组成一数据总线环形网络)。
这些导线通过总线接线盒以及通过总线单个端子的引线如图2和图4所示，可以很好地被辩别出来。总线接线盒上有销钉或插座12，从而可以用最简单的方法，将圆盘形的端个端子安装到2个、3个或者其它任意个模块上。为此，还必须有坚固的绝缘外壳的按钮装置13。每一总线单个端子和总线接线盒的终端形成各自的绝缘端盖14(参见图2和图4)。
图3、5和7说明电桥的结构和布置，其各由接触片15和弹性接触叉16组成，接触叉16形成杆形扁形汇流排17的末端，其末端穿过总线单个端子(图5)和总线接线盒(图3)。如图1所示，电桥15、16与总线触点10、11之间留有足够的间距，用来向连接在总线端子处的总线成分(二级作用物、传感器、设备)馈电，以及能够引入比总线触点远远高得多的电压电位。
用作总线用户并行布线的端子是从上面连接进去的，如图1所示。本实施例中，每一总线成分有一个信号连接端18，一(+)端19，一(-)端20以及一接地端21。每一端子是一种如弹性端子22的熟知结构形式，因而不再需作进一步描述。信号连接端的上面是发光二极管23，显示输入/输出状态可能出现的差错。
从图3、图5以及图1可以看出，总线端子的侧面上有相应的凸口和凹口24和25，用来将总线端子交错安装或插装在支架上，以及沿连接方向牢固地将总线端子一个个机械连接起来。

Claims (5)

1.一种用于数据总线的输入/输出模块，
多个所述输入/输出模块可以彼此插装在一支架上，
所述输入/输出模块带有用于诸如二极作用物、传感器、装置一类总线成分并行布线的端子，
以及带有一电子装置，所述成分与串行数据总线导线相连，
其特征在于，
所述输入/输出模块为带有嵌入或者可插入的电子装置的连接端子，所述连接端子以一种熟知的分立单个端子或者多个端子组成一组而形成接线盒的方式而被安装在支架上，下文中简称作总线端子，
所述总线端子中集成有数据总线导线以及为输入/输出电子线路供电的馈电导线，并且所述总线端子中有引线引出，每一总线单个端子和每一总线接线盒的侧面上有一个个相邻端子的按压式开关(10，11)，下文中称为总线开关，
总线开关通过安装在支架上的总线端子自动沿总线端子连接方向彼此接通，从而安装在支架上的端子总线的总线端子与贯穿的数据总线导线和馈电导线相连。
2.如权利要求1所述的输入/输出模块，其特征在于，
所述总线端子至相邻端子的侧面上有相应的凸口和凹口(24，25)，所述凸口和凹口使总线端子交错啮合在支架上，并使总线端子沿端子的贯串方向相互机械地牢固连接在一起。
3.如权利要求1或2所述的输入/输出模块，其特征在于，
对连接在总线端子处总线成分的馈电是借助于电桥(15，16)来实施的，
所述电桥固定地位于每一总线单个端子和每一总线接线盒的侧面上，
所述电桥将总线端子自动交错啮合在支架上。
4.如权利要求3所述的输入/输出模块，其特征在于，
所述电桥由一接触片(15)和一接触叉(16)组成，位于总线端子的相对侧面上，并在横切方向交错咬合在位于支架上的总线端子上。
5.如权利要求3或4所述的输入/输出模块，其特征在于，
所述电桥是一杆状扁形汇流条的末端(15，16)，它从内部穿过总线单个端子和总线接线盒。
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