CN212752780U - 一种可信号分配pcb安装的工业数字量输出模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，涉及工业数字量信号输出设备技术领域，包括数字量输出控制系统和模块本体，模块本体包括壳体，壳体形成有安装槽，工业量输出控制系统包括集成式连接器，集成式连接器安装于安装槽内，且集成式连接器上设有微控制器、限流电路、隔离电路、功率放大电路、静电保护电路与连接器信号输出引脚。本实用新型相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，使用集成式连接器，将供电、通信、信号端口连接至信号分配PCB，通过信号分配PCB的布线设计，来分配通信信号的连接、电源供电的连接以及IO信号至不同位置端口的分配，具有节省布线时间，提高接线质量和效率，降低接线错误率的效果。

Description

一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块

技术领域

本实用新型涉及工业数字量信号输出设备技术领域，更具体地说，它涉及一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块。

背景技术

在工业控制系统中，需要依赖大量的I/O接口使系统能够控制继电器、电磁阀、灯、线圈等外围设备。一般把只有开关两种状态的设备称为数字量信号控制设备。在传统的控制系统中，IO点都为单点单线连接，而真正控制电路工作需要完整的电回路。所以，在传统控制系统中，需要将各个IO点信号先引出至接线排上，然后在接线排上，根据不同的外设需要的回路，进行电路的分配。

但是现有的这一信号线分配工作，会随着IO点数规模的增加而增加，接线过程中会有大量的重复接线工作，耗费大量的人力，接线效率低，并且由于IO点数规模的增加，伴随着更多的接线错误率，故障诊断耗时也会大大增加，接线质量低，有待改进。

基于上述问题，需要提出一种能大幅提高接线效率、准确率以及接线质量的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块。

实用新型内容

针对实际运用中这一问题，本实用新型目的在于提出一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，具体方案如下：

一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，包括数字量输出控制系统和模块本体，所述模块本体包括壳体，所述壳体形成有安装槽，所述工业量输出控制系统包括集成式连接器，所述集成式连接器安装于所述安装槽内，且所述集成式连接器上设有微控制器、限流电路、隔离电路、功率放大电路、静电保护电路与连接器信号输出引脚，所述微控制器的输出端与所述限流电路的输入端电连接，所述限流电路的输出端与所述隔离电路的输入端电连接，所述隔离电路的输出端与所述功率放大电路的输入端电连接，所述功率放大电路的输出端与所述静电保护电路的输入端电连接，所述静电保护电路的输出端与所述连接器信号输出引脚的输入端电连接。

进一步的，所述壳体上设有防错编码装置、工业量输出通道指示灯、工作状态指示灯，所述数字量输出通道指示灯、所述工作状态指示灯连接在所述壳体开设所述安装槽相对的外侧壁上，所述防错编码装置与所述安装槽同侧设置。

进一步的，所述壳体相对两侧壁上开设有呈对流设置的散热孔，且所述散热孔与所述安装槽连通设置。

进一步的，所述壳体上设有卡扣，所述卡扣与所述安装槽同侧设置且位于所述安装槽两端。

进一步的，所述卡扣包括两根卡接杆，两根所述卡接杆相对称且呈间隙设置，所述卡接杆包括一体连接的连接段以及导向段，所述连接段背离所述导向段的一端与所述壳体连接，两个所述导向段相互背离的侧面呈弧面设置。

进一步的，所述功率放大电路包括短路保护电路与过压保护电路。

进一步的，所述集成式连接器采用集成了电源供电、通信链接以及信号输出的40pin连接器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，使用集成式连接器，将供电、通信、信号端口连接至信号分配PCB，通过信号分配PCB的布线设计，来分配通信信号的连接、电源供电的连接以及IO信号至不同位置端口的分配，具有节省布线时间，提高接线质量和效率，降低接线错误率；

(2)本实用新型还通过对不同功能的模块设置不同的防错编码装置，且防错编码装置为物理式结构，防止在安装到PCB板上时，插入错误的模块本体，从而降低安装错误率，并且还设置卡扣，结合防错编码装置，将防错编码装置、卡扣与PCB板上预留的孔洞对准，进行安装，除集成式连接器提供的插拔力外，防错编码装置的物理卡接结构、卡扣与PCB板的卡接还提供额外的锁紧力，确保模块本体能够牢固安装在PCB板上，从而提高二者的连接强度，从而减小模块本体、PCB板因运输过程中产生振动而松动的可能性。

附图说明

图1为本实用新型中模块本体靠近安装槽一侧的示意图；

图2为本实用新型中模块本体靠近工作状态指示灯一侧的示意图；

图3为本实用新型中卡扣的结构示意图；

图4为本实用新型工业量输出控制系统的电路原理图。

附图标记：1、壳体；2、安装槽；3、集成式连接器；4、微控制器；5、限流电路；6、隔离电路；7、功率放大电路；71、短路保护电路；72、过压保护电路；8、静电保护电路；9、连接器信号输出引脚；10、防错编码装置；11、工业量输出通道指示灯；12、工作状态指示灯；13、散热孔；14、卡扣；15、卡接杆；151、连接段；152、导向段。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

如图1～4所示，一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，包括数字量输出控制系统和模块本体，模块本体包括壳体1，壳体1内部形成有安装槽2，安装槽2贯穿壳体1以使壳体1侧面形成开口。数字量输出控制系统包括集成式连接器3，集成式连接器3通过壳体1的开口侧安装于安装槽2的内部。

壳体1上还设有防错编码装置10、工业量输出通道指示灯11、工作状态指示灯12、卡扣14以及散热孔13。

防错编码装置10与壳体1可拆卸连接，安装于壳体1上开设有安装槽2的同一侧壁上。优选的，采用卡接方式。防错编码装置10的形状与PCB板上设计的孔洞相对应，当模块本体与PCB板连接时，防错编码装置10的物理结构能达到物理防错的功能。并给，对应不同功能的模块本体具有不同的防错编码装置10，防止在安装到PCB板上时，插入错误模块本体，从而降低模块本体的安装错误率。

卡扣14同样安装于壳体1上开设有安装槽2的同一侧。卡扣14设置有两个，分别设置于壳体1高度方向的两端。当模块本体与PCB板连接时，集成式连接器3、防错编码装置10以及卡扣14与PCB板同时连接，除集成式连接器3提供的拔插力外，卡扣14和防错编码装置10还能提供额外的锁紧力，确保模块本体能够牢固安装在PCB板上，以满足运输、振动的要求。

卡扣14包括两个对称设置的卡接杆15，两个卡接杆15间隔设置以形成间隙，卡接杆15包括一体连接的连接段151以及导向段152，连接段151呈规则的长条状，连接段151与壳体1固定连接，导向段152呈四分之一的圆柱状，且两个导向段152相互背离的侧面呈弧面设置，使得导向段152的外侧壁形成导向弧面。

卡扣14插入PCB板的孔洞时，导向弧面引导卡接杆15进入孔洞中，且当PCB板的孔洞尺寸有较小误差时，两个卡接杆15之间的间隙便于卡扣14靠拢，产生弹力，当卡扣14完全与PCB板卡接时，卡接杆15产生的弹力对PCB板施加抵紧力，从而提高卡扣14与PCB板连接稳定性。

为便于使用者直观看到模块本体以及不同路数字量信号输出的工作情况，工作状态指示灯12、数字量输出通道指示灯处于壳体1开设有安装槽2的相对侧壁上，安装槽2中的集成式连接器3与PCB板连接后，工作状态指示灯12、数字量输出通道指示灯朝上设置。数字量输出通道指示灯对应路数字量信号设置有十六个，分别间隔设置且呈“一”字排列，实现对16路数字量信号输出状态进行指示。工作状态指示灯12设置于数字量输出通道指示的上方，实现对通信连接、模块工作状态进行指示。

壳体1的两相对侧壁上开设有对流设置的散热孔13，散热孔13与安装槽2连通设置，且开设有散热孔13的侧壁与开设有安装槽2的侧壁相邻设置，使得模块本体从一侧进入冷空气，另一侧排出热空气，从而使得模块本体内部电路元件在合适温度工作。

集成式连接器3上设有微控制器4、限流电路5、隔离电路6、功率放大电路7、静电保护电路8与连接器信号输出引脚9，微控制器4的输出端与限流电路5的输入端电连接，限流电路5的输出端与隔离电路6的输入端电连接，隔离电路6的输出端与功率放大电路7的输入端电连接，功率放大电路7的输出端与静电保护电路8的输入端电连接，静电保护电路8的输出端与连接器信号输出引脚9的输入端电连接。其中，功率放大电路7包括短路保护电路71与过压保护电路72。

模块本体从集成式连接器3的通信相关引脚得到通信信息，经过微控制器4、限流电路5、隔离电路6、功率放大电路7、静电保护电路8以及连接器信号输出引脚9，将工业总线电路将通信协议数据转换为对应的数字量输出信号，通过数字量输出电路对集成式连接器3上的连接器信号输出引脚9进行信号输出。数字量输出信号可实现24VDC的NPN或PNP型，每通道0.5驱动能力，具备短路、过压、过热保护功能。

所述集成式连接器3采用集成了电源供电、通信链接以及信号输出的40pin连接器。通过集成式连接器3将这些信号与PCB板进行连接，从而进一步在PCB板上进行信号与端口的分配。

当信号通过集成式连接器3连接到PCB板后，数字量输出信号就不再受制于模块本体本身的定义。通过PCB底板的Layout(布局)，可以将信号分配至各个需要的位置，通过PCB底板的Layout来替代传统的电气接线。

相对于传统IO模块，取消了模块本体直接接线的端口，使用集成式连接器3，将供电、通信、信号端口连接至信号分配PCB，通过信号分配PCB的布线设计，来分配通信信号的连接、电源供电的连接以及IO信号至不同位置端口的分配，具有节省布线时间，提高接线质量和效率，降低接线错误率，有助于避免人为因素左右接线质量。同时，由于并且本模块本体具有紧凑的尺寸和结构，降低了IO点数的规模，能够节省安装空间，有助于提高电气柜空间的利用率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，包括数字量输出控制系统和模块本体，所述模块本体包括壳体(1)，所述壳体(1)形成有安装槽(2)，所述数字量输出控制系统包括集成式连接器(3)，所述集成式连接器(3)安装于所述安装槽(2)内，且所述集成式连接器(3)上设有微控制器(4)、限流电路(5)、隔离电路(6)、功率放大电路(7)、静电保护电路(8)与连接器信号输出引脚(9)，所述微控制器(4)的输出端与所述限流电路(5)的输入端电连接，所述限流电路(5)的输出端与所述隔离电路(6)的输入端电连接，所述隔离电路(6)的输出端与所述功率放大电路(7)的输入端电连接，所述功率放大电路(7)的输出端与所述静电保护电路(8)的输入端电连接，所述静电保护电路(8)的输出端与所述连接器信号输出引脚(9)的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)上设有防错编码装置(10)、工业量输出通道指示灯(11)、工作状态指示灯(12)，所述工业量输出通道指示灯(11)、所述工作状态指示灯(12)连接在所述壳体(1)开设所述安装槽(2)相对的外侧壁上，所述防错编码装置(10)与所述安装槽(2)同侧设置。

3.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)相对两侧壁上开设有呈对流设置的散热孔(13)，且所述散热孔(13)与所述安装槽(2)连通设置。

4.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述壳体(1)上设有卡扣(14)，所述卡扣(14)与所述安装槽(2)同侧设置且位于所述安装槽(2)两端。

5.根据权利要求4所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述卡扣(14)包括两根卡接杆(15)，两根所述卡接杆(15)相对称且呈间隙设置，所述卡接杆(15)包括一体连接的连接段(151)以及导向段(152)，所述连接段(151)背离所述导向段(152)的一端与所述壳体(1)连接，两个所述导向段(152)相互背离的侧面呈弧面设置。

6.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述功率放大电路(7)包括短路保护电路(71)与过压保护电路(72)。

7.根据权利要求1所述的可信号分配PCB安装的工业数字量输出模块，其特征在于，所述集成式连接器(3)采用集成了电源供电、通信链接以及信号输出的40pin连接器。

Images