CN218273124U - 一种基于EtherCAT的工业总线IO模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种基于EtherCAT的工业总线IO模块。该工业总线IO模块包括壳体，壳体的一侧设置有RJ45输入接口、RJ45输出接口、16路输入端子和16路输出端子；电路结构，电路结构包括电路板和EtherCAT单元，EtherCAT单元与电路板电性连接，RJ45输入接口和RJ45输出接口均与EtherCAT单元电性连接，16路输入端子和16路输出端子均与电路板电性连接，接线时，将控制设备的通讯接口与RJ45输入接口连接，将执行设备的通讯接口与RJ45输出接口连接，同时将16路输入端子和16路输出端子分别与控制设备和执行设备进行连接，进而能够进行网络化配线，使得现场环境干净、整洁、不凌乱，而且使用EtherCAT通信实时性高、响应性快、不易出错、安全可靠。

Description

一种基于EtherCAT的工业总线IO模块

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种基于EtherCAT的工业总线IO模块。

背景技术

目前越来越多的工厂其产线逐渐实现自动化，无人化，并且自动化集成度由以前的单元级上升到产线级、车间级、甚至工厂级。在实际实施过程中，生产作业环境多是由一个中央控制器(主控PLC)对整个自动化产线的设备进行集中控制、调度。然而，自动化程度的复杂性势必会加重中央控制器(主控PLC)的负担，尤其是现场繁多、庞杂的各种电缆、管线布置工作。传统的方法就是将现场的所有IO设备的线束一一接入中央处理器所在的电控柜，不能避免和解决中央处理电控柜距离较远，线缆较长，干扰严重及繁杂的定义线缆、分线、焊线等工作，而且极易出错，可靠性较低。

采用传统多芯线缆，现场电缆线束繁杂。即使采用多芯线缆，还是不能避免和解决中央处理电控柜距离较远，线缆较长，容易缠绕，对于工程量较大的项目现场配线工作往往需要投入大量的人力、物力、财力，项目成本大大增加。检修、维护不便，现场某个信号有问题，需要一根一根排查是否断线、短路、接插正常等，抽线、分线工作不易。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于EtherCAT的工业总线IO模块，用以解决现有技术中现场电缆线束繁杂、接线焊线不便、故障率高、成本高等问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于EtherCAT的工业总线IO模块，包括：

壳体，所述壳体的一侧设置有RJ45输入接口、RJ45输出接口、16路输入端子和16路输出端子；

电路结构，所述电路结构包括电路板和EtherCAT单元，所述EtherCAT单元与所述电路板电性连接，所述RJ45输入接口和所述RJ45输出接口均与所述EtherCAT单元电性连接，所述16路输入端子和所述16路输出端子均与所述电路板电性连接。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述电路结构还包括输入保护电路和输出保护电路，所述输入保护电路和所述输出保护电路分别与所述电路板电性连接。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述电路结构还包括输出驱动电路，所述输出驱动电路设置于所述电路板与所述输出保护电路之间。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述电路结构还包括输入隔离电路和输出隔离电路，所述输入隔离电路设置于所述输入保护电路和所述电路板之间，所述输出隔离电路设置于所述电路板与所述输出驱动电路之间。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述电路结构还包括指示灯电路，所述指示灯电路设置于所述输出隔离电路与所述输出驱动电路之间，所述指示灯电路包括有多个指示灯。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述壳体上开设有多个散热孔。

在一种可能的实施方式中，优选的，所述壳体远离所述RJ45输入接口的一侧设置有扣接结构，所述扣接结构包括安装滑槽和固定插板，所述安装滑槽开设于所述壳体上，所述固定插板滑动设置于所述壳体上，所述固定插板的一端伸入所述安装滑槽内设置，所述安装滑槽用于将所述壳体安装到装配载体上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种基于EtherCAT的工业总线IO模块，包括：壳体，壳体的一侧设置有RJ45输入接口、RJ45输出接口、16路输入端子和16路输出端子；电路结构，电路结构包括电路板和EtherCAT单元，EtherCAT单元与电路板电性连接，RJ45输入接口和RJ45输出接口均与EtherCAT单元电性连接，16路输入端子和16路输出端子均与电路板电性连接。接线时，将控制设备的通讯接口与RJ45输入接口连接，将执行设备的通讯接口与RJ45输出接口连接，同时将16路输入端子和16路输出端子分别与控制设备和执行设备进行连接，进而能够进行网络化配线，使得现场环境干净、整洁、不凌乱，而且使用EtherCAT通信实时性高、响应性快、不易出错、安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了工业总线模块的外观结构示意图；

图2示出了另一视角下工业总线模块的外观结构示意图；

图3示出了电路板的电路结构示意图；

图4示出了EtherCAT单元的电路结构示意图；

图5示出了输入保护电路和输入隔离电路的电路连接结构示意图；

图6示出了输出驱动电路和指示灯电路的电路连接结构示意图；

图7示出了指示灯电路和输出隔离电路的电路连接结构示意图。

主要元件符号说明：

100-壳体；110-RJ45输入接口；120-RJ45输出接口；130-16路输入端子；140-16路输出端子；150-散热孔；160-安装滑槽；170-固定插板；200-输入保护电路；300-输出驱动电路；400-输入隔离电路；500-指示灯电路；510-指示灯；600-输出隔离电路。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1、图2、图3和图4，本实用新型提供一种基于EtherCAT的工业总线IO模块(以下简称IO模块)，该IO模块包括壳体100和电路结构，其中在壳体100的一侧设置有RJ45输入接口110、RJ45输出接口120、16路输入端子130和16路输出端子140；电路结构包括电路板和EtherCAT单元，EtherCAT单元与电路板电性连接。

具体的，RJ45输入接口110和RJ45输出接口120均与EtherCAT单元电性连接，RJ45输入接口110用于与电控设备的通讯接口连接，RJ45输出接口120用于与执行设备的通讯接口电性连接，16路输入端子130和16路输出端子140均与电路板电性连接，16路输入端子130用于与执行设备电性连接，16路输出端子140用于与执行设备电性连接，进而能够对控制设备和执行设备进行网络化配线，使得现场环境干净、整洁、不凌乱，而且使用EtherCAT通信实时性高、响应性快、不易出错、安全可靠。

优选的，电路板采用型号为RX72M-LQFP100的处理芯片，EtherCAT单元采用型号为KSZ8081MNXIA的处理芯片。

请参阅图5和图6，在上述方案的基础上，电路结构还包括输入保护电路200和输出保护电路，输入保护电路200的电路结构与输出保护电路具有相同的电路结构，输入保护电路200和输出保护电路分别与电路板电性连接，输入保护电路200包括多个过压保护电阻，多个过压保护电阻之间相互并联，同时多个过压保护电阻分别连接到每一通路上。

优选的，电路结构还包括输出驱动电路300，输出驱动电路300设置于电路板与输出保护电路之间，输出驱动电路300包括多个DRV8803驱动继电器，多个DRV8803驱动继电器分别设置于每一通路上。

优选的，电路结构还包括输入隔离电路400和输出隔离电路600，输入隔离电路400设置于输入保护电路200与电路板之间，输出隔离电路600设置于电路板与输出驱动电路300之间，输出隔离电路600和输入隔离电路400具有相同的电路连接结构，输出隔离电路600包括包括多个LTV217光耦，多个LTV217光耦相互并联，并且多个LTV217光耦分别设置于每一通路上。

需要解释的是，16路输入端子130、电路板和16路输出端子140能够形成16个电通路，并且每一个电通路之间均形成相互独立的电连接结构，详细请参阅附图。

在上述方案中，电路结构还包括指示灯电路500，指示灯电路500包括多个指示灯510，指示灯电路500设置于输出隔离电路600与输出驱动电路300之间，多个指示灯510分别设置于每一通路上，多个指示灯510分别对应16路输出端子140设置于壳体100上。

请参阅图1和图2，在上述方案的基础上，优选的，在壳体100上开设有多个散热孔150。

在壳体100远离RJ45输入接口110的一侧设置有扣接结构，扣接结构用于将壳体100安装到装配载体上。

优选的，扣接结构包括安装滑槽160和固定插板170，安装滑槽160开设于壳体100上，固定插板170滑动设置于壳体100上，固定插板170的一端伸入安装滑槽160设置。

安装时，壳体100通过安装滑槽160滑动设置于安装载体上，并且通过固定插板170将壳体100固定在装配载体上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧设置有RJ45输入接口、RJ45输出接口、16路输入端子和16路输出端子；

电路结构，所述电路结构包括电路板和EtherCAT单元，所述EtherCAT单元与所述电路板电性连接，所述RJ45输入接口和所述RJ45输出接口均与所述EtherCAT单元电性连接，所述16路输入端子和所述16路输出端子均与所述电路板电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述电路结构还包括输入保护电路和输出保护电路，所述输入保护电路和所述输出保护电路分别与所述电路板电性连接。

3.根据权利要求2所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述电路结构还包括输出驱动电路，所述输出驱动电路设置于所述电路板与所述输出保护电路之间。

4.根据权利要求3所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述电路结构还包括输入隔离电路和输出隔离电路，所述输入隔离电路设置于所述输入保护电路和所述电路板之间，所述输出隔离电路设置于所述电路板与所述输出驱动电路之间。

5.根据权利要求4所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述电路结构还包括指示灯电路，所述指示灯电路设置于所述输出隔离电路与所述输出驱动电路之间，所述指示灯电路包括有多个指示灯。

6.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述壳体上开设有多个散热孔。

7.根据权利要求1所述的基于EtherCAT的工业总线IO模块，其特征在于，所述壳体远离所述RJ45输入接口的一侧设置有扣接结构，所述扣接结构包括安装滑槽和固定插板，所述安装滑槽开设于所述壳体上，所述固定插板滑动设置于所述壳体上，所述固定插板的一端伸入所述安装滑槽内设置，所述安装滑槽用于将所述壳体安装到装配载体上。

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