DE19510469A1

DE19510469A1 - Input-output unit for digital controller

Info

Publication number: DE19510469A1
Application number: DE1995110469
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Ing Klaschka; Albert Dr Ing Kiesling; Otto Dipl Ing Kirner; Martin Dipl Ing Waldhauer
Original assignee: Klaschka GmbH and Co
Current assignee: Klaschka GmbH and Co
Priority date: 1995-03-26
Filing date: 1995-03-26
Publication date: 1996-10-02

Abstract

A digital controller has an input/output interface module that provides wired connections to a range of peripheral equipment items. This has a base-plate (28) onto which is mounted a number of supply voltage terminal clamps (76,78) together with an earthing connector (74). Mounted in parallel with the plate is a second plate (32) that has an input/output module (38). This has a connection to a data cable (20) and a second connection is made to a ribbon cable (72) via a plug in connection (68).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ein-/Ausgabeeinheit für eine numerische Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine digitale Steuerung mit einer solchen.The invention relates to an input / output unit for a numerical control according to the preamble of the claim 1 as well as a digital control with such.

Bei herkömmlichen digitalen Steuerungen hat man Daten- Ein-/Ausgabeeinheiten, über welche die einzelnen mit der digitalen Steuerung zusammenarbeitenden Sensoren und Aktoren (nachstehend zusammen: periphere Geräte) mit der Zentral- oder Rechnereinheit der Steuerung zusammenar beiten. Zwischen diesen Daten-Ein-/Ausgabeeinheiten und im Schrank der Steuerung räumlich getrennt angeordneten Anschlußklemmenleisten für die verschiedenen peripheren Geräte erstrecken sich Prozeßsignal- oder Daten-Kabelbäume (nachstehend und in den Ansprüchen sollen unter der Kurzbezeichnung "Daten" sowohl Daten im eigentlichen Sinne als auch Prozeßsignale (insbesondere Sensor-Ausgangssignale und Aktor-Steuersignale) verstanden werden). An den Anschlußklemmenleisten sind neben den Daten-Anschlußklemmen zusätzlich Versorgungs-Anschlußklemmen vorgesehen, da die üblicherweise an digitale Steuerungen angeschlossenen peripheren Geräte in der Regel mit Strom zu versorgende aktive Komponenten enthalten.Conventional digital controls have data Input / output units via which the individual with the digital control cooperating sensors and Actuators (hereinafter collectively: peripheral devices) with the central or computer unit of the control work. Between these data input / output units and arranged in the control cabinet in a separate room Terminal strips for the various peripheral Devices span process signal or data wire harnesses (below and in the claims are intended under the Short name "data" both data in the actual sense as well as process signals (especially sensor output signals and actuator control signals) can be understood). To the Terminal strips are next to the data terminals additional supply terminals are provided because the usually connected to digital controls peripheral devices usually to be powered contain active components.

Das Verdrahten eines derartigen Steuerungsschrankes ist insgesamt aufwendig.The wiring of such a control cabinet is complex overall.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Ein-/Ausgabe einheit für eine digitale Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie ein einfacheres Anschließen der peripheren Geräte ermög licht. The present invention is intended to provide an input / output unit for digital control according to the generic term of claim 1 are trained so that they are a easier connection of peripheral devices light.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Ein-/Ausgabeeinheit mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a Input / output unit with those specified in claim 1 Characteristics.

Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Ein-/Ausgabeeinheit kann ein Kabel, welches zur einem peripheren Gerät führt, als ganzes zu der Ein-/Ausgabeeinheit geführt werden und dort werden sowohl Versorgungsleiter des Kabels als auch die Datenleiter des Kabels angeschlossen. Hierdurch wird die Verkabelung der Steuerung erleichtert, und Fehler quellen sind so ausgeräumt.When using an input / output unit according to the invention can a cable leading to a peripheral device be guided as a whole to the input / output unit and there are both supply cable and also the data conductors of the cable are connected. Hereby the wiring of the controller is facilitated, and errors sources are so cleared out.

Die erfindungsgemäße Ein-/Ausgabeeinheit baut auch insge samt flach.The input / output unit according to the invention also builds in total velvet flat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unter claims specified.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf den Anschluß einer großen Anzahl peri pherer Geräte bei kompakten Abmessungen der Ein-/Aus gabeeinheit und unter Verwendung weniger elektronischer Bauteile von Vorteil.The development of the invention according to claim 2 with a view to connecting a large number of peri pherer devices with compact dimensions of the on / off unit and using less electronic Components an advantage.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ermög licht es, unterschiedliche Aufbauplatinen unter Verwen dung weitgehend gleicher Grund-Komponenten herzustellen. Die Abänderung einer gegebenen Aufbauplatine für andere Funktionen kann auch noch vom Benutzer durch Austauschen der steckbaren Ein- und/oder Ausgabemodule vorgenommen werden.The development of the invention according to claim 3 enables it is easy to use different mounting boards to produce largely the same basic components. Modifying a given build board for others Functions can also be replaced by the user the pluggable input and / or output modules will.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ermög licht es, zu geringen Kosten Aufbauplatinen bereitzustel len, die sich in der Hardware stärker unterscheiden.The development of the invention according to claim 4 enables it is easy to provide assembly boards at low cost len, which differ more in hardware.

Durch den Modul-Aufbau der Leiterbahnenanordnung gemäß Anspruch 5 kann zum einen kundenspezifische stärker abgewandelte Aufbauplatinen rasch erstellen und zum anderen auch ohne eingehendes Austesten zusammenstellen, da die ein zelnen Module ausgetestet sind und durch das Zusammen schalten dieser Leiterbahnenmodule keine nicht direkt absehbaren Probleme entstehen. Das Zusammensetzen der Leiterbahnenmodule läßt sich mit Rechner-Graphikprogrammen auf einfache Weise realisieren. Verwendet man dabei Standard-Leiterbahnenmodule mit quadratischer Randkontur, so kann man diese je nach Bedarf auch Verdrehen.Due to the modular structure of the conductor arrangement according to Claim 5 can be customer-specific stronger quickly create modified mounting boards and on the other even without extensive testing, because the one individual modules have been tested and put together do not switch these conductor track modules directly foreseeable problems arise. Composing the Track modules can be created with computer graphics programs realize in a simple way. You use it Standard conductor track modules with a square edge contour, so you can twist them as needed.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf gute Übersichtlichkeit der Verkabelung der verschiedenen Aufbauplatinen von Vorteil. Auch er hält man so eine gleichmäßig gute Konvektionskühlung der auf den verschiedenen Aufbauplatinen angeordneten elektronischen Bauelement.The development of the invention is according to claim 6 with regard to good clarity of the cabling of the various assembly boards is an advantage. He too you keep an evenly good convection cooling the arranged on the various build boards electronic component.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf geringen Raumbedarf einer Ein-/Ausgabe einheit von Vorteil.The development of the invention is according to claim 7 with regard to the small space requirement of an input / output unity is an advantage.

Bei einer Ein-/Ausgabeeinheit gemäß Anspruch 8 kann man an den einzelnen Anschlußstellen für die peripheren Geräte eine übersichtliche geordnete Beschriftung für die ver schiedenen angeschlossenen peripheren Geräten anbringen.With an input / output unit according to claim 8, one can at the individual connection points for the peripheral devices clear, organized labeling for the ver attach various connected peripheral devices.

Dabei wird mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 erreicht, daß das die Beschriftungsfelder tragende Winkelprofil zugleich als großer Kühlkörper für Leistungs-Bauelemente dienen kann. It is in accordance with the development of the invention Claim 9 achieves that the labeling fields load-bearing angle profile at the same time as a large heat sink can serve for power components.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf ein ergonomisch besonders günstiges Anschließen der Leiter der zur den peripheren Geräten führenden Kabel von Vorteil. Auch sind die Aufbaupla tinen weitgehend von Anschlußklemmen freigehalten.The development of the invention according to claim 10 with regard to an ergonomically particularly favorable Connecting the conductors to the peripheral devices leading cables an advantage. Also the construction plan Tins largely kept free of terminals.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist ein besonders guter Zugang zu den Leiterbefestigungs mitteln der verschiedenen Versorgungs-Anschlußklemmen gegeben.With the development of the invention according to claim 11 is a particularly good access to the ladder attachment by means of the various supply connection terminals given.

Den gleichen Vorteil erhält man gemäß Anspruch 12 auch bezüglich der Daten-Anschlußklemmen.The same advantage is obtained according to claim 12 regarding the data terminals.

Eine Steuerung, wie sie in den Ansprüchen 13 bis 16 angegeben ist, zeichnet sich durch eine besonders klare und raumsparende Verkabelung innerhalb des Steuerungs schrankes aus.A control as in claims 13 to 16 is characterized by a particularly clear and space-saving wiring within the control barrier out.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Steuerungsschrank für eine digitale Steuerung bei abgenommenen Fronttüren; Figure 1 is a plan view of a control cabinet for a digital control with the front doors removed.

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher eine abgewandelte Anordnung von zum Anschließen von peripheren Geräten dienenden Ein-/Ausgabe einheiten wiedergegeben ist; FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1, in which a modified arrangement of input / output units used for connecting peripheral devices is shown;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, in welcher eine nochmals abgewandelte Geometrie der Anord nung der Ein-/Ausgabeeinheiten wiedergegeben ist; Fig. 3 is a view similar to Figure 2, in which a further modified geometry of the arrangement of the input / output units is shown.

Fig. 4 eine vergrößerte Detailaufsicht auf eine der Ein-/Ausgabeeinheiten, wie sie bei den Steue rungsschränken nach den Fig. 1 bis 3 Verwen dung findet; Fig. 4 is an enlarged detail view of one of the input / output units, as used in the control cabinets according to FIGS . 1 to 3;

Fig. 5 eine seitliche Ansicht der in Fig. 4 gezeigten Ein-/Ausgabeeinheit; und Fig. 5 is a side view of the input / output unit shown in Fig. 4; and

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Rückseite einer Aufbaupla tine der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ein-/Ausgabeeinheit. Fig. 6 is a plan view of the back of a Aufbaupla tine the input / output unit shown in Figs. 4 and 5.

In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt ein Steuerungsschrank bezeichnet. Dieser hat vertikale Kabelkanäle 12, die durch mehrere parallele horizontale Kabelkanäle 14 ver bunden sind.In Fig. 1, a control cabinet is designated by 10 overall. This has vertical cable channels 12 which are connected by a plurality of parallel horizontal cable channels 14 .

Oberhalb der horizontalen Kabelkanäle 14 ist jeweils eine Reihe von insgesamt mit 16 bezeichneten Ein-/Aus gabeeinheiten angeordnet. Letztere haben ein schematisch bei 18 angedeutetes Anschlußklemmenfeld, an welchen jeweils eine Mehrzahl von Anschlußkabeln 20 befestigt ist, von denen jedes zu einem peripheren Gerät führt, welches in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. Die Koppelkarten 16 sind sämtlich über einen in Fig. 1 nicht dargestellten Datenbus mit einer schematisch dargestellten Zentral- oder Rechnereinheit 22 verbunden, die im oberen Abschnitt des Steuerschrankes 10 untergebracht ist.Above the horizontal cable ducts 14 , a number of input / output units denoted by a total of 16 is arranged. The latter have a connection field, indicated schematically at 18 , to each of which a plurality of connection cables 20 are fastened, each of which leads to a peripheral device which is not shown in the drawing. The coupling cards 16 are all connected via a data bus (not shown in FIG. 1) to a schematically illustrated central or computer unit 22 , which is accommodated in the upper section of the control cabinet 10 .

Die peripheren Geräte, die über die Ein-/Ausgabeeinheiten 16 mit der Rechnereinheit 22 verbunden sind, können Sensoren, Aktoren oder sonstige periphere Geräte sein, die der Rechnereinheit 22 entweder Daten übermitteln oder durch von dieser ausgegebene Daten gesteuert werden, z. B. auch Signalempfänger, Signalgeber, Schalter, Taster, Leuchten. Die über die Anschlußkabel 20 überstellten Daten können sowohl in digitaler Form als auch in analoger Form dargestellte Daten sein.The peripheral devices, which are connected to the computer unit 22 via the input / output units 16 , can be sensors, actuators or other peripheral devices which either transmit data to the computer unit 22 or are controlled by data output by the latter, e.g. B. also signal receivers, signal transmitters, switches, buttons, lights. The data transferred via the connecting cable 20 can be data presented both in digital form and in analog form.

Die Anschlußkabel 20 enthalten, wie später noch genauer beschrieben werden wird, neben den die Daten überstellen den Datenleitern noch Versorgungsleiter, darunter in der Regel einen mit einer positiven Versorgungsspannung beaufschlagten Versorgungsleiter, einen auf Nassepoten tial liegenden Versorgungsleiter und ggf. einen Schutz erde-Leiter. Alle diese Leiter sind im Anschlußklemmen feld 18 mit den Ein-/Ausgabeeinheiten 16 verbunden.The connection cable 20 contain, as will be described in more detail later, in addition to the data transfer the data conductors still supply conductors, including usually a supply conductor charged with a positive supply voltage, a supply conductor lying on wet potential and possibly a protective earth conductor. All of these conductors are connected in the terminal field 18 to the input / output units 16 .

Es versteht sich, daß man freie Flächen in der Vorder seite des Steuerschrankes, die nicht von Ein-/Ausgabeein heiten 16 belegt sind, durch entsprechende keine elek trische Funktion erfüllende Abdeckplatten verschließen kann, analog nicht benötigte Aufbauplatinenplätze mit Abdeck platten versehen kann, wie bei 24 gezeigt.It goes without saying that you can close free areas in the front side of the control cabinet, which are not occupied by input / output units 16 , by means of corresponding non-electrical function-fulfilling cover plates, similarly unused mounting board positions can be provided with cover plates, as in the case of 24 shown.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 sind Elemente, die oben stehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Elemente werden auch nicht nochmals im einzelnen beschrieben.In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3, elements which have already been explained above with reference to FIG. 1 are again provided with the same reference symbols. These elements are not described in detail again.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Steuerungsschrank sind die verschiedenen Ein-/Ausgabeeinheiten 16 in vertikalen Reihen angeordnet, und die Anschlußkabel 20 verlaufen von den einzelnen Ein-/Ausgabeeinheiten 16 direkt in die vertikalen Kabelkanäle 14 des Steuerschrankes 10.In the control cabinet shown in FIG. 2, the various input / output units 16 are arranged in vertical rows, and the connecting cables 20 run from the individual input / output units 16 directly into the vertical cable channels 14 of the control cabinet 10 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Koppel karten 16 ebenfalls in vertikaler Richtung aneinander gereiht, wobei man jedoch zwischen zwei entgegengesetzt ausgerichteten Reihen von Ein-/Ausgabeeinheiten 16 einen mittleren vertikalen Kabelkanal 26 beläßt. In diesem werden die verschiedenen Anschlußkabel 20 zusammengeführt.In the embodiment of FIG. 3, the coupling cards 16 are also lined up in the vertical direction, but leaving a middle vertical cable channel 26 between two oppositely oriented rows of input / output units 16 . The various connecting cables 20 are brought together in this.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, weisen die Ein-/Ausgabeeinheiten 16 jeweils eine Grundplatine 28 und eine Mehrzahl von dieser über Posten 30 getragener Auf bauplatinen 32 auf. Die Aufbauplatinen 32 erstrecken sich parallel unter Abstand vor der Grundplatine 28, haben jedoch in (in den Fig. 4 und 5) vertikaler Richtung kleinere Abmessung als die Grundplatine 28, so daß ein un terer Abschnitt 34 der Grundplatine 28 frei von vorn zugänglich bleibt.As can be seen from FIGS. 4 and 5, the input / output units 16 each have a motherboard 28 and a plurality of circuit boards 32 carried by them over items 30 . The mounting boards 32 extend parallel at a distance from the motherboard 28 , but in the vertical direction (in FIGS. 4 and 5) have smaller dimensions than the motherboard 28 , so that a lower portion 34 of the motherboard 28 remains freely accessible from the front.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 trägt die Grundplatine 28 vier in einer gemeinsamen Ebene liegende weitgehend ähnlich Aufbauplatinen 32, welche durch die Zusätze A, B, C und D in der Zeichnung und nachstehend im Text unterschieden werden, wo es auf Unterschiede zwischen den Aufbauplatinen ankommt. Ansonsten wird auf diese Platinen und die von ihnen getragenen Bauele mente mit einfachen Bezugszahlen Bezug genommen.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the motherboard 28 carries four largely similar construction boards 32 lying in a common plane, which are distinguished by the additions A, B, C and D in the drawing and below in the text, where there are differences between arrives on the build-up boards. Otherwise, reference is made to these boards and the components they carry with simple reference numbers.

Jede Aufbauplatine 32 hat in einem oberen Endabschnitt 34 einen Stecksockel 36 für ein E/A-Modul 38. In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen sollen generell unter E/A-Modulen auch solche Module verstanden werden, die nur der Eingabe oder nur der Ausgabe dienen, nicht nur Module, die sowohl der Eingabe als auch der Ausgabe dienen.Each mounting board 32 has a plug base 36 for an I / O module 38 in an upper end section 34 . In the present description and the claims, I / O modules should generally also be understood to mean those modules which are used only for input or only for output, not only modules which serve both for input and output.

Die den verschiedenen Aufbauplatinen 32 zugeordneten E/A-Module 38 können sich in Einzelheiten ihrer Funk tion unterscheiden und können noch am Einsatzort und auch nachträglich gegen andere ausgetauscht werden.The I / O modules 38 assigned to the various mounting boards 32 can differ in their function and can be exchanged for others at the place of use and subsequently.

In einem unterhalb der E/A-Module 38 liegenden Pla tinenfeld 40 tragen die Aufbauplatinen 32 unterschied liche elektronische Komponenten 42. Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Komponenten für die verschiedenen Aufbauplatinen identisch wiedergegeben. Man kann diese Komponenten aber auch anwendungsspezifisch wählen, wie später unter Bezugnahme auf Fig. 6 noch genauer beschrieben wird.In a circuit board 40 lying below the I / O modules 38 , the printed circuit boards 32 carry different electronic components 42 . In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5, these components are reproduced identically for the various assembly boards. However, these components can also be selected for specific applications, as will be described in more detail later with reference to FIG. 6.

Im unteren Drittel tragen die Aufbauplatinen 32 jeweils ein Winkelprofil 44 aus Aluminium, welches einen mit der Leiterplatte der Aufbauplatine 32 verbundenen Schen kel 46 und einen parallel zur Platinenebene verlaufenden Schenkel 48 aufweist. Auf den letzteren ist ein Papier stück 50 aufgeklebt, welches einzelne Beschriftungsfelder 52 für die verschiedenen an die Aufbauplatine 32 ange schlossenen peripheren Geräte trägt. Der vertikale Schenkel 46 kann wärmeleitend mit Leistungskomponenten 54 der Aufbauplatine 32 verbunden sein und dient dann zusätzlich als ausgedehnte Kühlrippe.In the lower third, the mounting boards 32 each have an angle profile 44 made of aluminum, which has a leg 46 connected to the printed circuit board of the mounting board 32 and a leg 48 running parallel to the board level. On the latter, a piece of paper 50 is glued, which carries individual labeling fields 52 for the various peripheral devices connected to the mounting board 32 . The vertical leg 46 can be connected in a heat-conducting manner to power components 54 of the mounting board 32 and then additionally serves as an extended cooling fin.

Unterhalb der Beschriftungsfelder 52 trägt die Aufbau platine 32 Leuchtdioden 56, die als Betriebsanzeige für die verschiedenen E/A-Kanäle dienen, die von dem E/A-Modul 38 verwaltet werden. Beim Ausführungsbei spiel nach den Fig. 4 und 5 wird durch einen E/A- Modul 38 jeweils ein Satz acht peripheren Geräten be dient.Below the labeling fields 52 , the mounting board 32 carries light emitting diodes 56 , which serve as an operating display for the various I / O channels that are managed by the I / O module 38 . When Ausführungsbei game of Figs. 4 and 5, 38 one set is used by an I / O module eight peripheral devices be.

Unterhalb der Leuchtdiodenreihe 56 befindet sich eine Anschlußklemmenleiste 58, an welche Datenleiter 60 der Anschlußkabel 20 angeschlossen werden. In Fig. 4 links der Anschlußklemmenleiste 58 gelegen ist eine Sicherungs einheit 62 vorgesehen, welche anspricht, wenn der von der Aufbauplatine 32 insgesamt gezogene Strom eine vor gegebene Größe überschreitet. Der Sicherungseinheit 62 ist eine Leuchtdiode 64 zugeordnet, welche den Zu stand der Sicherung visualisiert.Below the row of light-emitting diodes 56 there is a connecting terminal strip 58 , to which data conductors 60 the connecting cables 20 are connected. In Fig. 4 to the left of the terminal block 58 , a fuse unit 62 is provided which responds when the total current drawn by the mounting board 32 exceeds a given size. The fuse unit 62 is assigned a light-emitting diode 64 , which visualizes the state of the fuse.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen von der Aufbauplatine 32 getragenen Elementen erfolgen durch auf die Platine aufgedrucke Leiterbahnen (ein- oder zweiseitig) in an sich bekannter Weise. Über einen Steckverbinder 66 und ein Flachbandkabel 68 ist die Aufbauplatine 32 mit Datenbusleitern und Versorgungslei tern der Grundplatine 28 verbunden, die ebenso wie die Leiterbahnen der Aufbauplatine 32 in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind. Die Datenbusleiterbahnen und Versor gungsleiterbahnen der Grundplatine 28 sind ihrerseits über einen Steckverbinder 70 und ein weiteres Flachband kabel 72 an die Rechnereinheit 22 angeschlossen.The electrical connections between the different elements carried by the mounting board 32 are made by printed conductors (one or two sides) printed on the board in a manner known per se. Via a connector 66 and a ribbon cable 68 , the printed circuit board 32 is connected to data bus conductors and supply lines of the motherboard 28 , which, like the conductor tracks of the printed circuit board 32 , are not shown in the drawing. The data bus conductor tracks and supply circuit tracks of the motherboard 28 are in turn connected to the computer unit 22 via a connector 70 and a further ribbon cable 72 .

Die Versorgungsleiterbahnen der Grundplatine 28 und Schutzerde-Leiterbahnen derselben sind den Platinen bereich 33 fortgesetzt, der von den Aufbauplatinen 32 nicht überdeckt ist. In diesem Bereich ist eine Schutzerde-An schlußklemmenleiste 74, einen Masse-Anschlußklemmenleiste 76 und eine Versorgungsspannungs-Anschlußklemmenleiste 78 vorgesehen. An diese Klemmenleisten sind Schutzerde- Leiter 80, Masse-Leiter 82 und Versorgungsspannung-Leiter 84 der Anschlußkabel 22 angeschlossen.The supply conductor tracks of the motherboard 28 and protective earth conductor tracks of the same continue the circuit board area 33 , which is not covered by the mounting boards 32 . In this area, a protective earth terminal block 74 , a ground terminal block 76 and a supply voltage terminal block 78 is provided. Protective earth conductor 80 , earth conductor 82 and supply voltage conductor 84 of the connecting cable 22 are connected to these terminal strips.

Wie aus Fig. 5 gut ersichtlich, liegen die Leiter-Befe stigungspunkte der Klemmenleisten 74, 76, 78 und 58 in zunehmender Höhe über der Ebene der Grundplatine 28, und die Leiterbefestigungspunkte sind zugleich in verti kaler Richtung versetzt. Auf diese Weise hat man eine gute räumliche Trennung der verschiedenen Leiterenden im Anschlußklemmenfeld 18 und guten Zugang zu den einzelnen Leiter-Befestigungselementen der verschiedenen Klemmen leisten. Die gesamte Anschlußverdrahtung ist auch sehr übersichtlich trotz Anschlusses einer großen Anzahl von Leitern auf kleiner Fläche.As can be seen clearly from FIG. 5, the conductor fastening points of the terminal strips 74 , 76 , 78 and 58 lie at an increasing height above the level of the motherboard 28 , and the conductor fastening points are also offset in the vertical direction. In this way you have a good spatial separation of the different conductor ends in the connection terminal field 18 and good access to the individual conductor fastening elements of the various terminals. The entire connection wiring is also very clear despite the connection of a large number of conductors in a small area.

Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf die Unterseite einer der Aufbauplatinen 32, wobei die auf der Oberseite ange ordneten Bauelemente gestrichelt angedeutet sind. Fig. 6 shows a plan view of the underside of one of the build-in boards 32 , the components arranged on the top being indicated by dashed lines.

Die in Fig. 6 nicht dargestellten Leiterbahnen sind in einem unteren Bereich 86 und in einem oberen Bereich 88 der Leiterplatte standardmäßig vorgegeben.The conductor tracks, not shown in FIG. 6, are specified as standard in a lower region 86 and in an upper region 88 of the circuit board.

Vier dazwischenliegende vorzugsweise quadratische Bereiche 90, 92, 94 und 96 der Leiterbahnenanordnung sind durch Aneinanderfügen von Leiterbahnenmodulen erhalten, die als Bestandteile einer Leiterbahnenbibliothek in einem Rechner abgelegt sind. Diese Bereiche sind jeweils so konzipiert, daß sie jeweils Eingangs- und Ausgangsleiterbahnen auf weisen, die mit Ausgangsleiterbahnen und Eingangsleiter bahnen benachbarter Bereiche fluchten, so daß man beim Nebeneinander-Aufbelichten dieser Standardmodule durchge hende Leiterbahnen erhält, über welche Daten zwischen den verschiedenen Bereichen ausgetauscht werden. Es versteht sich, daß sich zwischen den verschiedenen Leiterbahnenbe reichen weitere, in der Zeichnung nicht wiedergegebene Leiterbahnen mit fluchtenden Endabschnitten erstrecken, über welche Versorgungsspannungen und Erdpotential von einem Bereich an den anderen weitergegeben werden.Four intermediate, preferably square areas 90 , 92 , 94 and 96 of the conductor track arrangement are obtained by joining together conductor track modules which are stored in a computer as part of a conductor track library. These areas are each designed so that they each have input and output conductor tracks that are aligned with output conductor tracks and input conductor tracks of adjacent areas, so that one gets continuous conductor tracks when exposing these standard modules side by side, via which data is exchanged between the different areas . It goes without saying that extending between the various conductor tracks, further conductor tracks, not shown in the drawing, with aligned end sections, via which supply voltages and earth potential are passed on from one area to the other.

Die Bereiche 90 bis 96 der Leiterbahnenanordnung können so auf einfache Weise unterschiedlichen Anforderungen gerecht werdend ausgelegt werden. The areas 90 to 96 of the conductor track arrangement can thus be designed in a simple manner to meet different requirements.

Für die Zwecke der Erläuterung sei z. B. angenommen, daß die in Fig. 6 speziell gezeigte Aufbauplatine zum Anschluß von sechs analoge Ausgangssignale bereitstellenden Sen soren dient. Diese werden auf Eingangsleiterbahnen 98-1 bis 98-6 des Leiterbahnenmoduls 96 gegeben, der zusammen mit auf ihn aufgelöteten elektronischen Komponenten einen Multiplexer bildet. Das Ausgangssignal dieses Multi plexers wird über Ausgangs-Leiterbahnen 100-1 und 100-2 auf Eingangs-Leiterbahnen 102-1 und 102-2 des Leiterbah nenmoduls 94 gegeben, der zusammen mit auf ihn aufgelöte ten elektronischen Bauelementen (nicht gezeigt) einen A/D-Wandler bildet. Das digitalisierte Analogsignal wird von Ausgangsleiterbahnen 104-1 bis 104-6 auf Ein gangsleiterbahnen 106-1 bis 106-6 des Leiterbahnenbe reiches 92 weitergegeben. Von diesem sei angenommen, daß er zusammen mit aufgelöteten elektronischen Kompo nenten ein digitales Filter darstellt. Das gefilterte digitale Signal wird auf Ausgangs-Leiterbahnen 108-1 bis 108-6 auf Eingangsleiterbahnen 110-1 bis 110-6 des Leiterbahnbereiches 90 weitergegeben. Von diesem sei beim gegebenen Ausführungsbeispiel angenommen, daß er keine signalverarbeitende Funktion erfüllt. Die Eingangs leiterbahnen 110 sind daher einfach durch Leiterbahnen abschnitte mit Ausgangsleiterbahnen 112-1 bis 112-6 verbunden, die ihrerseits dann mit dem Stecksockel 36 für das E/A-Modul verbunden sind.For the purposes of explanation, e.g. For example, assume that the motherboard specifically shown in Fig. 6 is used to connect six analog output signals providing sensors. These are given on input conductor tracks 98-1 to 98-6 of the conductor track module 96 which, together with electronic components soldered onto it, forms a multiplexer. The output signal of this multiplexer is given via output conductor tracks 100-1 and 100-2 to input conductor tracks 102-1 and 102-2 of the conductor module 94 , which together with electronic components (not shown) soldered onto it have an A / D converter forms. The digitized analog signal is passed from output conductor tracks 104-1 to 104-6 to an input conductor tracks 106-1 to 106-6 of the conductor track region 92 . This is assumed to represent a digital filter together with soldered electronic components. The filtered digital signal is passed on output conductor paths 108-1 to 108-6 on input conductor paths 110-1 to 110-6 of conductor region 90 . In the given exemplary embodiment, this is assumed to have no signal processing function. The input conductor tracks 110 are therefore simply connected by conductor track sections to output conductor tracks 112-1 to 112-6 , which in turn are then connected to the plug base 36 for the I / O module.

Die verschiedenen Leiterbahnmuster in den Bereichen 90, 92, 94 und 96 haben somit jeweils an den Stoßstellen fluchtende Leiterbahnen, die für den einen Bereich Ein gangsleiterbahnen, für den anderen Bereich Ausgangslei terbahnen sind. Beim gemeinsamen Aufbelichten dieser Leiterbahnen erhält man durchgehende Leiterbahnen. The various conductor pattern in the areas 90 , 92 , 94 and 96 thus each have aligned conductor tracks at the joints, which are input tracks for one area, and output tracks for the other area. If these conductor tracks are exposed together, continuous conductor tracks are obtained.

Es versteht sich, daß man ähnlich für eine zur Ansteue rung von Verbrauchern dienende Aufbauplatine den Leiter bahnenbereich 90 so auslegen kann, daß dieser zusammen mit seinen Komponenten einen D/A-Wandler darstellt. Ferner kann man die Leiterbahnbereiche 92, 94 und 96 dann so auslegen, daß auf ihnen zusammen acht Leistungs verstärker untergebracht sind, deren Ausgangsklemmen mit der Anschlußklemmenleiste 58 in Verbindung stehen.It is understood that one can similarly design the conductor track area 90 for a control board serving to control consumers so that this, together with its components, represents a D / A converter. Furthermore, you can then design the trace areas 92 , 94 and 96 so that eight power amplifiers are housed on them, the output terminals of which are connected to the terminal block 58 .

Für wieder eine andere Anwendungsform, bei der nur ein bidirektionaler digitaler Datenaustausch mit peripheren Geräten benötigt wird, dagegen keine Signalbearbeitung oder Verstärkung, können die Leiterbahnbereiche 90 bis 96 auch einfach durch durchgehende Leiterbahnen gebildet sein, wobei diese Bereiche dann keine zusätzlichen elek tronischen Komponenten zu tragen brauchen.For yet another form of application, in which only a bidirectional digital data exchange with peripheral devices is required, on the other hand no signal processing or amplification, the conductor track regions 90 to 96 can also be formed simply by continuous conductor tracks, these regions then not having to carry any additional electronic components need.

Ganz gleich, für welchen speziellen Anwendungsfall eine Aufbauplatine 32 ausgelegt wird, läßt sich die Bestückung im unteren Platinenabschnitt 88 und im oberen Platinenab schnitt 86 stets in gleicher Weise bewerkstelligen und somit gut automatisieren. Soweit unterschiedliche Leiter bahnenbereiche 90 bis 96 für den mittleren Platinenab schnitt 40 verwendet werden, erfolgt dort dann wieder innerhalb des Bereiches die Bestückung standardmäßig, so daß das Einsetzen der von diesen Bereichen getragenen elektronischen Komponenten wieder innerhalb des Bereiches automatisiert erfolgen kann, bzw. die Programmierung eines Bestückungsautomaten unter Verwendung vorbereiteter Stan dardmodule erfolgen kann, die jeweils den entsprechenden Leiterbahnenmodulen Rechnung tragen.Regardless of the special application for which a mounting board 32 is designed, the assembly in the lower board section 88 and in the upper board section 86 can always be accomplished in the same way and thus can be automated well. Insofar as different conductor areas 90 to 96 are used for the middle section 40 , then the assembly takes place again within the area as standard, so that the insertion of the electronic components carried by these areas can again be automated within the area, or the programming a placement machine can be done using prepared standard modules, each of which takes into account the corresponding conductor track modules.

Die Grundplatine 28 ist für alle Anwendungen unverändert, kann somit preisgünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden.The motherboard 28 is unchanged for all applications, so it can be inexpensively manufactured in large quantities.

Claims

1. input / output unit for a digital control, for input and / or output of data at a central unit ( 22 ), with a circuit board which has printed conductor tracks and associated electronic construction elements, such as among the conductor tracks are which specify a data bus, and are those which carry at least one supply voltage, and wherein the data bus conductor tracks and the supply voltage conductor tracks can be connected to the central unit ( 22 ), characterized in that the board is a motherboard ( 28 ) has, on which the data bus conductor tracks and the supply voltage conductor tracks are provided, and that the motherboard ( 28 ) carries a plurality of printed circuit boards ( 32 ) which are each connected to the data bus conductor tracks and the supply voltage conductor tracks ( 68 ) and each carry an input and / or output module ( 38 ), and that on the board ( 28 , 32 ) data terminals ( 58 ) and Versor supply terminals ( 76 , 78 ) for the peripheral devices are arranged.

2. Input / output unit according to claim 2, characterized in that the mounting boards ( 32 ) each carry a plurality of data connection terminals ( 58 ) for peripheral devices, which are equally provided on the input board on the respective mounting board ( 32 ). and / or output module ( 38 ) are operated.

3. Input / output unit according to claim 1 or 2, characterized in that the input and / or output module ( 38 ) is detachably ( 36 ) connected to the associated mounting board ( 32 ).

4. input / output unit according to claim 2 or 3, characterized in that of the on the mounting board ( 32 ) provided conductor tracks, which are in a data connection terminals ( 58 ) adjacent area of the mounting board, have a constant standard geometry and in at least one of the data terminals ( 58 ) remote area ( 90 to 96 ) have application-specific geometry.

5. input / output unit according to claim 4, characterized in that the geometry of the conductor tracks in the area from the data terminals ( 58 ) distant area ( 90 to 96 ) is obtained by joining standard conductor track modules, each at their edges have pair of aligned connecting conductor tracks ( 100 , 102 ; 104 , 106 ; 108 , 110 ), the edge contour of the standard conductor track modules preferably being square.

6. Input / output unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the build-up boards ( 32 ) are arranged in a common plane in parallel above the basic circuit board ( 28 ).

7. input / output unit according to claim 6, characterized in that the mounting boards ( 32 ) on the board plane perpendicular items ( 30 ) are carried by the motherboard ( 28 ).

8. input / output unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the build-up boards ( 32 ) each carry an L-shaped transverse cross section on pointing angle profile ( 44 ) and the one leg ( 48 ) of the angle profiles ( 44 ) in lie on a common level and are provided with labeling fields ( 56 ).

9. input / output unit according to claim 8, characterized in that the angle profiles ( 44 ) are made of thermally conductive material and with them power components ( 54 ) of the mounting board ( 32 ) are thermally connected.

10. Input / output unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the build-up boards ( 32 ) cover the base boards ( 28 ) only partially and in the uncovered area of the base board ( 28 ) the supply voltage terminals ( 76 , 78 ) and, if necessary, additional protective earth connection terminals ( 74 ) are provided for the peripheral devices.

11. input / output unit according to claim 10, characterized in that conductor fastening means of the base plate ( 28 ) carried various terminals ( 74 , 76 , 78 ) from the edge of the base plate ( 28 ) starting at increasing height above the surface of the board.

12. input / output unit according to claim 11, characterized in that on the printed circuit boards ( 32 ) lying data terminals ( 58 ) with their Leiterbefe stigungsmittel are at a greater height than the provided on the motherboard ( 28 ) supply voltage terminals ( 76 , 78 ) as well as the protective earth connection ( 74 ).

13. Control system with a cabinet ( 10 ), with a central unit ( 32 ) and an input / output unit arrangement and with a large number of connecting terminals for connecting a large number of peripheral devices for input and / or output of digital and / or analog data and / or operating signals, characterized in that the cabinet ( 10 ) carries a plurality of input / output units ( 16 ) according to one of claims 1 to 12 such that their connection terminal fields ( 18 ) are aligned, and that the cabinet Has cable channels ( 12 ; 14 ; 26 ) running parallel to the aligned connection terminal fields ( 18 ).

14. Control according to claim 13, characterized in that the input / output units ( 16 ) are arranged in horizontal rows and a horizontal cable channel ( 14 ) of the cabinet ( 10 ) extends below them.

15. Control according to claim 13, characterized in that the input / output units ( 16 ) are arranged in vertical rows and a vertical cable duct ( 12 ; 26 ) extends next to them.

16. Control according to claim 15, characterized in that the input / output units ( 16 ) are arranged in spaced vertical rows of terminal blocks ( 18 ) assigned to one another in pairs and a vertical cable duct ( 26 ) extends in each case between such a double row of input / output units .