CN112596471A - 输入/输出系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入/输出系统(1),包括输入/输出基础单元(14)，该输入/输出基础单元具有可插入输入/输出组件(10)的多个插槽(140)，以及评估装置(19)。另外，输入/输出系统包括至少一个覆盖元件(15)，其可以布置在输入/输出基础单元(14)的插槽(140)之一上，其中评估装置(19)形成用于识别在插槽(140)处至少一个的覆盖元件(15)的存在。

Description

输入/输出系统

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的输入/输出系统。

背景技术

这样的输入/输出系统，也称为I/O系统，可以例如在自动化技术领域中使用，例如在工业设备中，例如在制造设备中。这样的输入/输出系统可以例如安装在开关柜中，并且为此可以例如布置在开关柜内的支撑轨道上或布置在其他固定装置上。这样的输入/输出系统可以例如连接到现场总线系统，以便在机器和设备上探测数据并控制机器和设备。

这里所述类型的输入/输出系统包括具有其中可插入输入/输出组件的多个插槽的输入/输出基础单元。输入/输出系统还包括评估装置，例如通过总线耦合器或分散式控制器实现。总线耦合器或分散式控制器在模块化的，即在可灵活组合的输入/输出系统中通过独立组件实现，而与此相对，在紧凑，即不可扩展的输入/输出系统中牢固集成。

通过设置多个插槽，这种类型的输入/输出基础单元可以模块化地配备有不同的输入/输出组件，以便以此方式在输入/输出基础单元上提供不同的功能，并且将输入/输出基础单元与传感器或执行器连接以探测数据或控制机器或设备。输入/输出系统可以耦合到总线系统，从而可以经由输入/输出系统与其他设备交换数据，尤其是可以传输所探测的数据，并且可以接收用于控制设备或机器的控制数据。为了进行这种数据交换，输入/输出系统例如可以具有所谓的总线耦合器，输入/输出系统为了数据交换通过该总线耦合器与现场总线形式的总线系统耦合。

在输入/输出系统(也称为输入/输出站)的框架下，几个输入/输出基础单元可以相互组合。为了形成输入/输出系统，将输入/输出组件连接到输入/输出基础单元，其中这样的输入/输出系统具有站头，其中布置有总线耦合器以提供用于在输入/输出基础单元和与其连接的输入/输出组件之间进行通信连接的本地总线。

从WO 2015/049249 A2中已知一种用于识别工业自动化系统的可以通过现场总线访问的输入和/或输出单元的输入和/或输出通道的方法。

在从EP 2 035 902 B1已知的系统中，可以配置虚拟占位符用于工业自动化网络中的分布式输入和输出模块。

输入/输出基础单元基本上可以配备模块化输入/输出组件的不同组合，其可以为此插入输入/输出基础单元的插槽中，并由此机械和电气连接到输入/输出基础单元上。通常预先确定带有输入/输出组件的输入/输出基础单元的配置，其中也可以规定仅使用输入/输出基础单元的某些插槽，而其他插槽保持空闲。在这种情况下，尤其是如果为了输入/输出系统提供了一定程度的防潮和防尘保护，例如IP20等级的防护，以及可能的ESD保护，则需注意确保潮气和污物不会直接通过空闲插槽而侵入输入/输出基础单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种输入/输出系统，其中输入/输出基础单元可以通过输入/输出组件的组合来可变地运行，其中可能情况下输入/输出基础单元的一些插槽来不配备输入/输出组件。

该任务通过具有权利要求1的特征的主体解决。

相应地，输入/输出系统具有至少一个覆盖元件，该至少一个覆盖元件可以布置在输入/输出基础单元的其中一个插槽处，其中评估装置形成用于识别至少一个覆盖元件在一个插槽处的存在。

覆盖元件用于覆盖可能在输入/输出基础单元中未配备输入/输出组件的插槽，以使湿气和污物无法进入插槽。另外，覆盖元件可以提供ESD保护。因此，覆盖元件用于针对外部进行防护并用于向外部覆盖可能保持空闲的插槽(即，未配备输入/输出组件的插槽)。

为此，覆盖元件可以具有平面元件，当覆盖元件附接到输入/输出基础单元上时，该平面元件在相应的插槽上平坦地延伸。覆盖元件可以例如具有密封件，使得覆盖元件和插槽之间的过渡部被密封，因此湿气和污物不容易渗透到插槽中。

在开动之前或运行期间，可通过评估装置检查没有安装输入/输出组件的插槽是否被覆盖元件封闭，从而确保输入/输出系统的正常运行。在开动过程中或在运行过程中反复检查是否用覆盖元件关闭插槽，以便在开动或运行过程中，如果检测到没有覆盖元件，可以发出警告并采取相应的对策，例如通过完全不进行运行或停止运行。

借助于输入/输出系统的评估装置因此可以自动确定是否存在覆盖元件。评估装置有利地是输入/输出基础单元的组成部分，但是也可以被设计为在输入/输出基础单元的外部并且例如经由总线系统连接到输入/输出基础单元。

如果评估装置是输入/输出基础单元的组成部分，则评估装置可以例如通过输入/输出基础单元或所分配的输入/输出系统的系统总线的总线接口(也称为总线头)实现。

替代性地，评估装置可以通过分散控制器来实现，并且因此可以在输入/输出基础单元或所分配的输入/输出系统的外部实现。

覆盖元件可以插入例如输入/输出基础单元的插槽之一中。覆盖元件因此可以例如像可附接到输入/输出基础单元的输入/输出组件一样被插入到输入/输出基础单元的所分配的插槽中并且在附接状态下以插接形式与插入输入/输出基础单元连接。

在一个设计方案中，输入/输出系统具有检测装置，其中评估装置形成用于与检测装置一起检测至少一个覆盖元件在插槽处的存在。可以以完全不同的方式，例如以电，机械，光学或磁性方式来识别覆盖元件是否已经以预定的方式插入到插槽中。尤其可以是输入/输出基础单元的组成部分的检测装置可以相应不同地形成。

在一个设计方案中，这种检测装置可以例如由开关形成。如果将覆盖元件按预定方式插入分配的插槽中，则会启动开关，以便可以根据开关位置来检测覆盖元件是否已插入输入/输出基础单元的插槽中。

这种开关可以机械地或例如磁性地操纵。例如，覆盖元件可以具有磁性元件，尤其是由永磁体形成的磁性元件，当覆盖元件附接到输入/输出基础单元时，该磁性元件操纵开关，例如以所谓的簧片开关的形式的开关，这可以被评估并实现了对覆盖元件在输入/输出基础单元上存在的识别。

在另一个设计方案中，检测装置可以由光栅形成。利用这种光栅，例如可以通过覆盖元件在附接状态下遮断光栅来检测在输入/输出基础单元的插槽中是否存在覆盖元件。

在又一设计方案中，检测装置还形成用于识别布置在覆盖元件上的RFID标识符或另一标识符。在这种情况下，检测装置例如可以被设计为RFID读取器，从而也可以借助该检测装置读取并评估存储在覆盖元件的RFID标识符中的信息。

一方面，利用这种检测装置，可以检查和识别在输入/输出基础单元上的覆盖元件的存在。使用这种检测装置，还可以在必要时通过适当的机械，电气，光学或磁性检测器检查是否在输入/输出基础单元的指定插槽中正确放置了覆盖元件，并且是否按预定方式，例如以插接方式将其连接到该插槽。

在一个设计方案中，覆盖元件具有电气装置，该电气装置使得可以识别覆盖元件是否插入到所分配的插槽中。因此，在开动之前或在运行期间，可以通过该电气装置检查是否通过覆盖元件封闭未连接输入/输出组件的插槽，以便可以保证输入/输出系统的正常运行。

覆盖元件的电气装置可以不同的方式实现。

在一个设计方案中，电气装置可以例如通过实现信号桥的电连接来实现。这里，电连接可以将容纳在输入/输出基础单元的插槽处的输入/输出组件彼此电连接或与输入/输出基础单元电连接。覆盖元件的电气装置因此在输入/输出组件之间或与输入/输出基础单元之间提供了桥接，并由此封闭了输入/输出基础单元上的信号路径。如果缺少覆盖元件，则这种电连接相应地中断，这可以通过信号技术来识别，并且例如可以防止输入/输出系统运行。

在另一个设计方案中，覆盖元件的电气装置可以由电子电路实现，该电子电路例如具有非易失性存储器。在这种例如可以通过EEPROM来实现的非易失性存储器中，例如可以存储识别至少一个覆盖元件的标识信息，从而可以借助于该电子电路识别覆盖元件，从而可以确定覆盖元件是否正常附接在插槽上。

在这样的非易失性存储器中，例如，可以以所谓的设备类型代码的形式存储识别的标识信息。可以通过评估装置，例如输入/输出基础单元的系统总线的总线头，读取识别的标识信息，从而可以借助于存储在非易失性存储器中的标识信息来识别覆盖元件。

在一种设计方案中，评估装置构造用于根据配置信息检查插槽是否被输入/输出组件和至少一个覆盖元件所占据。

通常根据软件技术来定义输入/输出基础单元的占用，以便按预期配置和运行输入/输出基础单元。例如，可以通过该配置来确定将哪些输入/输出组件连接到输入/输出基础单元。某些输入/输出组件可以为此形成用于从连接的传感器获取，处理和转发传感器数据。可以将其他输入/输出组件例如形成用于例如控制执行器，并由此配置用于传输控制命令。通过配置信息用于例如使用项目计划和工程软件确定哪些输入/输出组件具体连接到输入/输出基础单元，以便通过配置信息确定所连接的输入/输出组件是什么类型的。

这里，通过配置信息还确定了在一个或多个插槽上是否存在覆盖元件，因为这些插槽不应配备输入/输出组件。每个输入/输出组件以及覆盖元件在此例如均通过设备说明数据(例如Profinet的GSDML)进行说明，并在配置信息中进行相应定义。如果在插槽中不存在覆盖元件，即与配置信息中的定义相反，则可以通过评估装置相应识别。

可以在开动期间以及在运行期间重复进行对应于先前定义的配置信息的是否存在覆盖元件的识别。例如，可以在运行期间周期性地查询是否对应于配置信息配备了输入/输出基础单元。

如果输入/输出组件或覆盖元件未对应于配置信息存在，则可产生警告，或者可停止运行，或者-如果在开动期间识别到-甚至根本不会进行运行。例如，如果系统的可用性具有较高的优先级并且不应直接中断运行，则应优先发出警告提示。相对而言，如果覆盖元件(以及要连接的输入/输出组件)的存在与系统的安全性相关，则可以优先考虑停止系统。

警告提示可以例如由光学或声音警报产生，例如点亮警告灯或发出警告音。警告也可以由警告信息产生，该警告信息被传达给上级控制单元，并由此以电子消息的形式发送给外部控制单元。

输入/输出组件以及覆盖元件可以插入到分别所分配的插槽中，并且在插入位置中，优选地电连接到输入/输出基础单元，并且此外还机械地保持在输入/输出基础单元上。为此目的，输入/输出组件以及覆盖元件可以例如分别具有锁定装置，其中每个输入/输出组件和覆盖元件的锁定装置被设计为在功能上基本相同，并且用于将各个相应部件锁定到输入/输出基础单元。

在一种设计方案中，这种锁定装置具有可沿操纵方向调节的操纵元件和与操纵元件作用连接的、并连接至壳体壁的锁定元件。锁定元件形成用于在附接位置将至少一个的覆盖元件锁定到输入/输出基础单元。锁定元件可以通过在朝壳体壁的操纵方向上移动操纵元件而在横向于操纵方向的解锁方向上朝向壳体壁移动，以便释放锁定。

在输入/输出系统中，覆盖元件利用锁定装置在连接位置中锁定在输入/输出基础单元上，为此目的，该锁定装置有布置在覆盖元件的壳体壁上的操纵元件，和同样布置在壳体壁上的锁定元件。锁定元件用于在覆盖元件的附接位置中建立锁定，方法是锁定元件在覆盖元件和输入/输出基础单元之间建立了作用连接。

这里，锁定元件优选地可以自动地在覆盖元件的壳体壁上占据对应于锁定位置的位置，使得当覆盖元件被附接到输入/输出基础单元时，锁定元件自动地锁定，并且由此当附接时自动地在覆盖元件和输入/输出基础单元之间建立连接。

可以通过操纵该操纵元件来解锁该锁定元件，方法是当在操纵方向上移动操纵元件时，该锁定元件在壳体壁上沿横向于操纵方向的解锁方向运动。以此方式，可以释放覆盖元件与输入/输出基础单元之间的锁定，从而可以从输入/输出基础单元移除覆盖元件。

在一个设计方案中，锁定元件与壳体壁一件式形成。锁定元件例如可以成形为壳体壁上的舌片，其中该锁定元件优选相对于壳体壁可弹性地移动。在未操纵操纵元件的初始位置，锁定元件处于这样的位置，在该位置中，覆盖元件可以通过锁定元件锁定到输入/输出基础单元。当覆盖元件被附接到输入/输出基础单元时，锁定装置由此自动锁定，从而在覆盖元件和输入/输出基础单元之间建立了安全可靠的连接。

在一个设计方案中，锁定元件在锁定位置中相对于壳体壁处于第一位置，并且例如从壳体壁向外突出。通过移动操纵元件，可以将锁定元件移动到解锁位置，在该解锁位置中，锁定元件相对于锁定位置沿解锁方向向内移动。在将覆盖元件附接至输入/输出基础单元时锁定元件可以锁定的锁定位置中，锁定元件相对于壳体壁处于这样的位置，即当将覆盖元件附接至输入/输出基础单元时，锁定元件与输入/输出基础单元上的对应锁定区段相啮合，从而可以以这种方式在覆盖元件和输入/输出基础单元之间建立锁定。可以通过操纵操纵元件将锁定元件从锁定位置移出，其中在解锁位置中，锁定元件朝着覆盖元件的壳体内部方向向内移动，从而取消了覆盖元件与输入/输出基础单元之间的锁定连接。锁定元件在壳体壁上的移动在横向于操纵方向的解锁方向上进行。

在一种设计方案中，操纵元件以平移地，优选线性地沿着操纵方向，但可能情况下还沿着弯曲的路径在覆盖元件的壳体壁上推移。因此，操纵元件可以在壳体壁上推移以进行操纵，从而由此使锁定元件朝着壳体壁移动，并且取消了覆盖元件彼此之间的锁定。

在一个设计方案中，操纵元件可沿操纵方向移动以解锁覆盖元件，该操纵方向与插入方向相反，沿该插入方向可将覆盖元件附接到输入/输出基础单元上以进行连接。这使得可以在一个运动流程中释放锁定以及从输入/输出基础单元上卸下覆盖元件，方法是为了释放锁定，例如用户可以沿操纵方向，拉动操纵元件，从而释放锁定，并在释放锁定之后沿操总方向，即反向于插入方向从输入/输出基础单元上移除覆盖元件。这尤其简化了用于解锁和释放覆盖元件的操作，因为不需要分开的运动流程来释放锁定以及将覆盖元件与输入/输出基础单元分离。

输入/输出基础单元例如可以固定在支承轨道上，并且为此具有合适的紧固装置，用于锁定与支承轨道，例如所谓的顶帽式轨道的连接。可以将覆盖元件连接到输入/输出基础单元的插入方向指向支承轨道的方向，以便当输入/输出基础单元连接到支承轨道时，覆盖元件(以及输入/输出组件)以插接的形式与输入/输出基础单元连接。

在一种设计方案中，操纵元件具有至少一个作用区段，该作用区段在锁定元件的至少一个侧边缘上可移动地，尤其是线性可移动地被引导。例如，操纵元件可以具有两个作用区段，所述两个作用区段在彼此平行延伸的侧边缘上，例如在锁定元件的彼此背离的外边缘上或在锁定元件的槽口的相对边缘上，尤其线性可移动地被引导。作用区段例如可以被形成为滑动区段，其在侧边缘上可滑动地运动，并且当操纵元件在操纵方向上被操纵时，滑动区段运动至侧边缘上，使得锁定元件在解锁方向上移动以解锁覆盖元件与输入/输出基础单元之间的连接。由此，通过作用区段实现了锁定元件沿操纵方向的运动向锁定元件沿横向于操纵方向的解锁方向的运动的力偏转，因为当操纵元件被操纵时，作用区段移动到锁定元件的侧边缘上，并由此沿解锁方向移动锁定元件。

在一个设计方案中，输入/输出基础单元具有布置在插槽上的壁和形成在壁上的闩锁区段，该闩锁区段例如呈闩锁耳的形式，锁定元件与该闩锁区段在覆盖元件的附接位置中啮合以锁定。当将覆盖元件附接到输入/输出基础单元上时，锁定元件例如在闩锁区段以及形成在其中的上升斜面上滑动，由此在插接连接覆盖元件时，锁定元件会自动与闩锁区段啮合以进行锁定。在锁定位置中，锁定元件与闩锁区段形状配合地啮合，由此将覆盖元件反向于插入方向固定在输入/输出基础单元上。通过操纵操纵元件，可以在横向于操纵方向的解锁方向上将锁定元件从与闩锁区段的啮合中拉出，从而可以将覆盖元件再次从输入/输出基础单元释放。

上述类型的输入/输出系统尤其可以承担自动化功能，例如在工业设备的框架中或在建筑物自动化领域中。所述类型的输入/输出系统例如可以安装在开关柜中，其中输入/输出基础单元可以为此例如安装在支承轨道上，这样，整个电气装置就可以布置在支承轨道上，并且可能情况下还可以与其它输入/输出系统组合。

但是也可以设想，例如通过将电气装置固定在开关柜的壁上而独立于支承轨道使用电气装置。

附图说明

下面将参考附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明所基于的思想。图中：

图1示出了具有输入/输出基础单元和输入/输出组件的输入/输出系统的实施例的视图，该输入/输出基础单元和输入/输出组件能构彼此插接在一起；

图2示出了根据图1的装置的侧视图；

图3示出了沿图2的线A-A的剖视图；

图4示出了沿图2的线B-B的剖视图；

图5示出处于输入/输出组件和覆盖元件的附接位置的输入/输出系统的另一视图；

图6示出了根据图5的布置的视图，其中输入/输出组件分离并且覆盖元件分离；

图7示出了输入/输出组件的单独视图；

图8以局部透明的视图示出了根据图7的输入/输出组件；

图9示出了在操纵元件的操纵位置中根据图7的输入/输出组件的视图；

图10以部分透明的视图示出了根据图9的输入/输出组件；

图11示出了壳体壁和布置在其上的操纵元件的单独视图；

图12示出了沿图11的线A-A的剖视图，处于锁定位置。

图13示出了沿图11的线B-B的剖视图，处于锁定位置；

图14示出了沿图11的线B-B的剖视图，处于操纵元件的操纵位置；

图15示出了沿图11的线A-A的剖视图，处于操纵元件的操纵位置；

图16示出了实施例的剖视图，其中，操纵元件通过弹簧元件被弹簧预紧，处于锁定位置中；

图17示出了根据图16的剖视图，在操纵元件的操纵位置中；

图18示出了具有附接在其上的输入/输出组件的布置和覆盖元件的输入/输出基础单元的示意图；

图19示出了现场总线形式的总线系统上的输入/输出基础单元的示意图；

图20示出了具有附接的输入/输出组件和覆盖元件的输入/输出基础单元的示意图；和

图21示出了其上布置有电子器件的覆盖元件的示意图。

具体实施方式

在图1至图4所示的输入/输出系统1的实施例中，呈壳体底座形式的输入/输出基础单元14可以经由紧固装置141布置在支承轨道2上，并且可以例如在支承轨道2上沿着排列方向A与其他输入/输出系统或其他电气装置，例如接线盒组合，从而以此方式创建电气功能模块，其例如可以承担工业设备或楼宇自动化领域的自动化功能。

输入/输出基础单元14提供了可以连接到总线系统的壳体基座，如下所述。在所示的实施例中，在输入/输出基础单元14上形成有呈插接开口140形式的多个插槽(在所示的实施例中有四个插槽)，模块化的输入/输出组件10可以插入其中，以将输入/输出组件10机械地连接到输入/输出基础单元14，并且将它们电连接到输入/输出基础单元14。

输入/输出基础单元14以及布置在其上的输入/输出组件10是输入/输出系统(也称为输入/输出站)的一部分，大量传感器和执行器可以连接到该输入/输出系统上。为了形成输入/输出系统，多个输入/输出基础单元14可以彼此组合，其中输入/输出基础单元14例如在支承轨道上并排排列并通过本地总线互连以形成输入/输出系统。这里，除了输入/输出基础单元14之外，输入/输出系统还可以具有站头，该站头具有总线耦合器。

如从图18和19可见，输入/输出基础单元14可以例如(直接或通过相关输入/输出系统的站头的总线耦合器)与现场总线形式的总线系统6相连，以便输入/输出组件10通过输入/输出基础单元14连接到总线系统6，并且由此可以例如通过网络80与控制设备7和外部计算机设备8进行数据通信。

输入/输出组件10例如可以分别包含电子设备，使得通过附接到输入/输出基础单元14，可以模块化的方式在输入/输出系统1上提供不同的电气和/或电子功能。例如，如图19中示意性所示，输入/输出组件10可用于从传感器3、4、5形式的设备接收数据和/或向执行器3、4、5形式的设备输出控制信号，并由此用于获取数据并在工业设备领域中的机器或设备上执行控制功能。

通过将输入/输出组件10插入每个插槽140，输入/输出基础单元14的插槽140可分别配备有输入/输出组件10。然而，如果不为插槽140配备输入/输出组件10，则在保持空闲的插槽140处布置覆盖元件15，该覆盖元件将相应的插槽140针对外部覆盖到，并由此防止湿气和污物渗透到插槽中140中，使得输入/输出系统满足一定的防护等级，例如IP20。另外，覆盖元件15提供ESD保护(ESD代表“静电放电”)。

相应地，在根据图18和19的示例中，在三个插槽140处布置有输入/输出组件10，而在一个插槽140处布置有覆盖元件15，使得该插槽140被针对外部而覆盖。

通常在配置信息的框架内预先指定在输入/输出基础单元14上使用输入/输出组件10和覆盖元件15的哪种组合，例如，该配置信息由项目计划和工程软件通过经由现场总线6和控制站7与输入/输出基础单元14连接的项目计划计算机8产生。在项目计划和工程软件的框架中，每个输入/输出组件10和覆盖元件15由设备描述数据(例如Profinet中的GSDML)描述，其中借助于项目计划和工程软件确定输入/输出基础单元的相应配置，并且在配置信息的框架内进行编程。

每个输入/输出组件10形成用于执行输入和/或输出数据的功能，即例如用于从连接的传感器获取传感器数据和/或用于向连接的执行器输出控制数据，而覆盖元件15没有任何评估或控制功能，也没有用于连接传感器或执行器的接头。覆盖元件15作为无源元件用于覆盖分别分配的插槽140，从而防止湿气和污物渗透到插槽140中。

但是，从图20和21可以看出，覆盖元件15具有电子设备152，在所示的实施例中，该电子设备152由具有非易失性存储器的电子设备形成，该非易失性存储器例如为EEPROM形式，并且其中存储有识别覆盖元件15的标识信息。覆盖元件15在连接到分配的插槽140的位置上通过接头153连接到输入/输出基础单元14的内部系统总线190，并由此连接到输入/输出基础单元14的系统总线接口(也称为总线头)形式的评估装置19，其又连接到总线接口18，并由此与以现场总线6的形式的总线系统连接。

总线头19可以是输入/输出基础单元14的组成部分，但是也可以是更高级别的输入/输出系统的站头的组成部分，在几个输入/输出基础单元14的框架内彼此组合。

覆盖元件15的电子器件形式的电气装置152可以用于确定覆盖元件15是否以预期的方式插入到插槽140中。因此，取决于是否已经正确地插入覆盖元件15，例如可以通过在缺少覆盖元件15时产生警告指示或者防止输入/输出基础单元14的运行来控制输入/输出系统的运行。

在电子器件形式的电气装置152中，例如可以存储识别覆盖元件15的标识信息形式的标识符，例如以所谓的设备类型代码的形式。可以在开动输入/输出基础单元14时和/或在运行期间周期性地查询覆盖元件15是否以预定的方式位于分配的插槽140处，该插槽是基于先前编程的配置信息而定义的。如果不是这种情况，则可以产生警告，或者可以例如通过停止运行来修改输入/输出基础单元14的运行。

可以例如经由总线系统6将警告指示发送到控制站7，由此也可以例如通过停止整个系统的运行直到故障排除来调整更高级别的整个系统的运行。

作为在输入/输出基础单元14的分配的插槽140处识别覆盖元件15的附加或者替代，也可以通过检测装置191进行识别，如图20中示意性所示。这样的检测装置191例如与输入/输出基础单元14或输入/输出系统的站头的总线头19连接。这样的检测装置191例如可以用于对覆盖元件15在输入/输出基础单元14的分配的插槽140处的存在进行机械，光学，磁性或电学检测。

例如，这种检测装置191可以通过开关来实现，该开关可以经由布置在覆盖元件15上的磁性元件被机械地或磁性地操纵，并且其开关位置可以被评估以便识别在插槽140处覆盖元件15的存在。

可替代地，这种检测装置191可以例如通过光学光栅来实现，使得覆盖元件15在插槽140处的存在可以基于光栅被安装到插槽140上的覆盖元件15的中断来检测。

再次替代地，检测装置191也可以由读取装置，例如用于与覆盖元件15的RFID标签通信的RFID读取装置形成。

输入/输出组件10，如覆盖元件15一样，可以分别插入各自分配的插槽140中，并且在插入时一方面被机械地连接到输入/输出基础单元14，并且还电连接到输入/输出基础单元14。

输入/输出组件10分别具有插入区段100，利用该插入区段可以将各个输入/输出组件10沿着插入方向E插入到输入/输出基础单元14上的所分配的插入开口140中，以便以这种方式将输入/输出组件10连接到输入/输出基础单元14。

从图6中可以看出，覆盖元件15同样具有插入区段154，利用该插入区段可以将覆盖元件15插入相应分配的插槽140中。如图5所示，如果将覆盖元件15插入分配的插槽140中，则形成在覆盖元件15的端面上的平面元件150覆盖了分配的插槽140，使得湿气和污物不能轻易地从外部进入插槽140的区域中。

如覆盖元件15一样，每个输入/输出组件10具有锁定装置11，该锁定装置用于将输入/输出组件10或覆盖元件15在附接到输入/输出基础单元14的位置中与输入/输出基础单元14锁定，使得输入/输出组件10或覆盖元件15相对于插入方向E形状配合地固定在输入/输出基础单元14上，并且由此机械地保持在输入/输出基础单元14上。该锁定是可释放的，以将输入/输出组件10或覆盖元件15反向于插入方向E从输入/输出基础单元14上取下。

针对输入/输出组件10，锁定装置11的功能将在下面参考图7至图17进行说明。然而，覆盖元件15的锁定装置11在功能上与输入/输出组件10的锁定装置11相同，因此除非另有说明，否则下述内容基本完全适用于覆盖元件15。

为了形成锁定装置11，在输入/输出组件10上布置有锁定元件13，该锁定元件与输入/输出组件10的壳体壁101一体并且集成地形成，并且与可沿着操纵方向B向壳体壁101移动的操纵元件12处于作用连接中。

操纵元件12具有操纵头120，该操纵头布置在相应分配的输入/输出组件10的背向插入区段100的头侧104的区域中，例如从图5中可见。头部120形成在轴区段121上，该轴区段121在远离头部120的端部处形成脚区段122，该脚区段由腿127、128和形成在该腿上的作用区段123、124形成，例如从图11可见。

操纵元件12在壳体壁101上沿着操纵方向B线性可移动地引导，该壳体壁通过输入/输出组件10的待连接到壳体盒的壳体部分105实现。经由脚区段122的作用区段123、124，操纵元件12与形成在壳体壁101上的插入区段100的区域中的锁定元件13作用连接，从图11可以看出，该锁定元件与壳体壁101一体地形成，并且为此在相连的端部135连接到壳体壁101，并且以端部边缘132背离连接的端部135。锁定元件13布置在壳体壁101中的凹口103内，并且在凹口103内可弹性地相对于壳体壁101移动。

从图7、8和图9、10中可以看出，操纵元件12的作用区段123、124在锁定元件13的侧边缘130、131上滑动。在侧边缘130、131的面向连接的端部135的下端，在锁定元件13上形成有凹部133、134，其使得能够通过建立作用区段123、124与锁定元件13之间的作用连接而安装操纵元件12。

从根据图12和13的剖视图中可以看出，锁定元件13在锁定位置中倾斜于壳体壁101放置，并且其自由端部边缘132指向外部。在锁定位置中，通过将输入/输出组件10沿插入方向E插入到输入/输出基础单元14的对应插槽140中时，锁定元件13移动至闩锁区段142上并且在经过该闩锁区段142之后与该闩锁区段142卡合啮合，可以通过该锁定元件13在输入/输出基础单元14的插槽140内部的壁143上建立与闩锁区段142的锁定，特别是从图13中可以看出。在锁定位置，当输入/输出组件10、14并排相互连接时，由此在输入/输出组件10、14之间建立了形状配合连接，从而使输入/输出组件10、14相对于插入方向E相互固定。

从图12和图13结合图11可以看出，操纵元件12在腿127、128之间的脚区段122上形成锁止区段125，该锁止区段在操纵元件12的锁定位置中卡合在锁定元件13下方，从而锁定元件13在解锁方向C上被锁止。锁止区段125在解锁方向C上位于锁定框架13的端部边缘132的后面，从而操纵元件12反向于解锁方向C支撑锁定元件13，从而将其保持在锁定位置。

在锁止区段125上形成斜面，该斜面倾斜于操纵方向B和解锁方向C。借助该斜面，当操纵元件12移动到锁定位置中时，锁止区段125可以移动到端部边缘132上，从而可以将锁止区段125支撑在锁定元件13的端部边缘132上。

通过沿操纵方向B操纵操纵元件12，可以解锁锁定元件13。当操纵操纵元件12时，作用区段123、124以分别形成在相应作用区段123、124的内侧上的斜面126(见图11)在锁定元件13的侧边缘130、131上滑动，并且由此在解锁方向C上朝着壳体壁101向内弹性地移动锁定元件13，如从图12、13到图14、15的过渡可以看出。由此，如从图14可见，锁定元件13的端部边缘132与输入/输出基础单元14的壁143上的闩锁区段142脱离啮合，使得输入/输出组件10、14可以反向于插入方向E彼此移除。

操纵方向B反向于插入方向E指向，在该操纵方向B中操纵操纵元件12以解锁锁定装置11。为了操纵操纵元件12，使用者例如可以拉动操纵元件12的头部120，以便以此方式使操纵元件12在输入/输出组件10上沿操纵方向B移动。然后，在操纵方向B上将输入/输出组件10从输入/输出基础单元14移除，从而操纵操纵元件12并从输入/输出基础单元14移除输入/输出组件10可以在一个运动路程并由此在一个工作过程中进行。

如在图16和17中的实施例中所示，操纵元件12可以通过弹簧元件136向着输入/输出组件10弹性地预紧。为此，弹簧元件136例如可以被容纳在操纵元件12的轴区段121上的以容纳槽形式的凹口129中，并且在到脚区段122的过渡部中，以其一端支撑在凹口129的底部129A上，而以另一端支撑在支撑区段106上，其形成在壳体部分105上，并且作为突出部嵌入到容纳槽形式的凹口129中。

在所示的实施例中，弹簧元件136形成为压缩弹簧并且在锁定位置的方向上预张紧操纵元件12(图16)。当移动操纵元件12以沿操纵方向B解锁时，由于凹口129的底部129A与壳体部分105上的支撑区段106之间的距离沿操纵方向B变化，弹簧元件136在压力下被张紧(图17)。弹簧元件136上的张力使得在进行操纵之后，操纵元件12反向于操纵方向B自动返回到锁定位置(图16)。

这使得操纵元件12在操纵之后，能够自动返回到对应于锁定元件13的锁定位置的初始位置，即在操纵之后，操纵元件12反向于操纵方向B复位。

这种弹簧元件136对于简化的操作可以是有利的。但是也可以省去这种弹簧元件136。当在插入方向E上将输入/输出组件10附接到输入/输出基础单元14时，如果操纵元件12不在其对应于锁定元件13的锁定位置的初始位置上，则用户通常会按压操纵元件12的头部120，由此使操纵元件12处于其对应于锁定元件13的锁定位置的位置。

输入/输出组件10的壳体壁101和输入/输出基础单元14的插槽140内的壁143可以横向于操纵方向B具有这样的弹性，使得即使在不操纵操纵元件12的情况下，也可以沿插入方向E将输入/输出组件10插到输入/输出基础单元14上。壳体壁101尤其可以被成形为使得当操纵元件12处于根据图12和13的起始位置时，锁定元件13可以这样偏移，使得锁定元件13可以移动经过闩锁区段142，直到锁定元件13与闩锁区段142啮合为止。

覆盖元件15的锁定装置11也由在覆盖元件15的插入区段154的壳体壁151上可滑动地引导的操纵元件16和与壳体壁151集成地且一件式地形成的呈舌片形式的锁定元件17形成。如上所述，操纵元件16和锁定元件17在功能上与输入/输出组件10的操纵元件12和锁定元件13相同。在覆盖元件15的锁定装置11中，同样在操纵元件16上形成有作用区段163、164，其通过轴区段161连接到操纵元件16的头部160，并在锁定元件17的侧边缘170、171上滑动地引导。通过沿着操纵方向B移动操纵元件16，锁定元件17可以在对应于图12和13的位置的移出的锁定位置之间被移动至对应于根据图14和15的位置的向内偏置的解锁位置，以解锁盖覆盖元件15。

覆盖元件15的锁定装置11和输入/输出组件10的锁定装置11之间的结构差异是由于覆盖元件15和输入/输出组件10的高度不同引起的。这样的结果是，覆盖元件15的操纵元件16形成得较短，如尤其从图6中可以看出的，其中在覆盖元件15中，作用区段163、164也连接至轴区段161，并且由此连接至头部160，因此，通过作用于头部160来移动操纵元件16，由此可以向着锁定元件17调节作用区段163、164，以便解锁覆盖元件15。

本发明所基于的思想不限于上述示例性实施例，而是还可以以其他方式来实现。

输入/输出基础单元上可以设置任意数量的插槽。尤其地，插槽的数量可以不同于四个。例如，可以在输入/输出基础单元上设置2、3、4、5、6、7、8或更多个插槽。

输入/输出组件和覆盖元件可以彼此任意组合使用。覆盖元件在这里用于覆盖空闲的插槽，也就是说，覆盖未配备输入/输出组件的插槽。

覆盖元件上的电气装置不是强制通过电子器件来实现。也可以考虑例如通过导电的桥接区段来实现电气装置，该桥接区段将输入/输出组件彼此电连接或将其与输入/输出基础单元的系统总线电连接，从而如果缺少覆盖元件，则电连接中断，这可以相应被识别或直接导致故障。

附图标记说明

1 输入/输出系统

10 输入/输出组件

100 插入区段

101、102 壁

103 开口

104 头侧

105 壳体部分

106 支撑区段

11 锁定装置

12 操纵元件

120 头部

121 轴区段

122 脚区段

123、124 作用区段

125 锁止区段

126 斜面

127，128 腿

129 凹口(容纳槽)

129A 底部

13 锁定元件

130、131 侧边缘

132 端部边缘

133、134 凹部

135 连接端部

136 弹簧元件

14 输入/输出基础单元

140 插槽

141 紧固装置

142 闩锁区段

143 壁

15 覆盖元件

150 平面元件

151 壁

152 电气装置(电子器件)

153 接头

154 插入区段

16 操纵元件

160 头部

161 轴区段

163、164 作用区段

17 锁定元件

170、171 侧边缘

18 总线接口

19 评估装置(系统总线接口)

190 系统总线

191 检测装置

2 支承轨道

3、4、5 设备(传感器或执行器)

6 总线系统(现场总线)

7 控制站

8 项目计划计算机

80 网络

A 排列方向

B 操纵方向

C 解锁方向

E 插入方向

Claims (19)

1.输入/输出系统(1),具有输入/输出基础单元(14)，所述输入/输出基础单元具有多个插槽(140)以及评估装置(19)，输入/输出组件(10)能够插入所述插槽中，其特征在于，包括至少一个覆盖元件(15)，其可以布置在输入/输出基础单元(14)的插槽(140)之一上，其中评估装置(19)形成用于识别在插槽(140)处至少一个的覆盖元件(15)的存在。

2.根据权利要求1所述的输入/输出系统(1),其特征在于，所述至少一个的覆盖元件(15)可以插入输入/输出基础单元(14)的插槽(140)之一中。

3.根据权利要求1或2所述的输入/输出系统(1),其特征在于，具有检测装置(191)，其中评估装置(19)形成用于与检测装置(191)一起识别至少一个的覆盖元件(15)在插槽(140)处的存在。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，所述至少一个的覆盖元件(15)具有电气装置(152)，其中评估装置(19)形成用于与所述至少一个的覆盖元件(15)的所述电气装置(152)一起识别至少一个的覆盖元件(15)在插槽(140)处的存在。

5.根据权利要求4所述的输入/输出系统(1),其特征在于，电气装置(152)实现了信号桥，其形成用于在覆盖元件(15)附接到插槽(140)上的位置中在输入/输出基础单元(14)上封闭了电气路径。

6.根据权利要求4或5所述的输入/输出系统(1),其特征在于，电气装置(152)由电子电路实现。

7.根据权利要求6所述的输入/输出系统(1),其特征在于，电子电路具有非易失性存储器。

8.根据权利要求7所述的输入/输出系统(1),其特征在于，非易失性存储器通过EEPROM实现。

9.根据权利要求7或8所述的输入/输出系统(1),其特征在于，非易失性存储器中存储有识别至少一个覆盖元件(15)的标识信息。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，评估装置(19)构造用于根据配置信息检查插槽(140)是否被输入/输出组件(10)和至少一个覆盖元件(15)所占据。

11.根据权利要求10所述的输入/输出系统(1),其特征在于，所述评估装置(19)形成用于探测在借助于配置信息定义的插槽(140)处至少一个的覆盖元件(15)的缺失。

12.根据权利要求10或11所述的输入/输出系统(1),其特征在于，评估装置(19)形成用于，当在所定义的插槽(140)处缺失至少一个的覆盖元件(15)时，产生警告信息和/或引起输入/输出系统(1)运行方式的改变。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，所述至少一个的覆盖元件(15)具有锁定装置(11)，其中，所述至少一个的覆盖元件(15)可沿插入方向(E)布置在输入/输出基础单元(14)上所分配的插槽(140)处并在附接位置通过锁定装置(11)与输入/输出基础单元(14)锁定。

14.根据权利要求13所述的输入/输出系统(1),其特征在于，所述至少一个的覆盖元件(15)具有壳体壁(151)，其中锁定装置(11)具有可沿操纵方向(B)移动地布置在壳体壁(151)上的操纵元件和与操纵元件(16)作用连接的、并可移动地连接至壳体壁(151)的锁定元件(17)，其中所述锁定元件(17)形成用于在附接位置将至少一个的覆盖元件(15)锁定到输入/输出基础单元(14)，并且锁定元件可以通过在朝壳体壁(151)的操纵方向(B)上移动操纵元件(16)而在横向于操纵方向(B)的解锁方向(C)上朝向壳体壁移动，以便释放锁定。

15.根据权利要求14所述的输入/输出系统(1),其特征在于，锁定元件(17)与壳体壁(151)一件式形成。

16.根据权利要求14或15所述的输入/输出系统(1),其特征在于，操纵元件(16)在壳体壁(151)上沿着操纵方向(B)可推移地引导。

17.根据权利要求14至16中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，可将至少一个的覆盖元件(15)沿插入方向(E)附接到输入/输出基础单元(14)上，其中用以解锁锁定元件(17)的操纵方向(B)与插入方向(E)相反。

18.根据权利要求14至17中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，操纵元件(16)具有至少一个作用区段(163,164)，所述作用区段在锁定元件(17)的至少一个侧边缘(170,171)上可移动地被引导。

19.根据权利要求14至18中任意一项所述的输入/输出系统(1),其特征在于，输入/输出基础单元(14)具有布置在插槽(140)上的壁(143)和形成在壁(143)上的闩锁区段(142)，锁定元件(17)与所述闩锁区段在至少一个的覆盖元件(15)的附接位置中啮合以锁定。

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