DE19807710C2

DE19807710C2 - Modulares Automatisierungsgerät und Baugruppe eines modularen Automatisierungsgerätes

Info

Publication number: DE19807710C2
Application number: DE1998107710
Authority: DE
Inventors: Guenther Deinhardt; Reinhard Schirbl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: DE19807710A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein modulares Automatisie rungsgerät mit anreihbaren, auf einer Tragschiene gehaltenen Basismodulen.

Aus der älteren deutschen Anmeldung DE 197 48 530.8 ist ein solches modulares Automatisierungsgerät bekannt, wobei das Basismodul mit einem Elektronikmodul ohne Außenkontakte kon taktierbar ist und wobei das Basismodul mit einem benachbar ten Basismodul verbindbar ist.

Aus der DE 36 03 750 ist ferner ein Automatisierungsgerät, bestehend aus auf eine Tragschiene aufschnappbaren Baugrup penträgern bekannt, die über Steuerleitungen miteinander ver bindbar sind, sowie Anschlußmitteln für externe Verdrahtung zu den Baugruppen, wobei die Baugruppenträger einzeln als mo dulare, eine entsprechende Anpassungsschaltung aufweisende Baugruppenträger ausgebildet sind, die über eine Steckverbin dung mit benachbarten Baugruppenträgern elektrisch verbindbar sind. Ferner ist als Automatisierungsgerät eine sogenannte speicherprogrammierbare Steuerung der Siemens AG unter der Bezeichnung AG 100 bekannt, deren Basis- und Kontaktmodul in der DE 36 03 750 beschrieben ist, bei der im Basismodul ein Steuer- und Datenbus geführt ist, der über Buchsenleisten 12 zum Verbinden mit Steckanschlüssen von in das Basismodul ein steckbaren Ein-/Ausgabe-Baugruppen herausgeführt ist. Die Versorgungsspannung wird den Ein-/Ausgabe-Modulen über Kon taktstellen eines Anschlußmoduls zugeführt (ein Ein-/Aus gabemodul stellt jeweils acht Ein- oder Ausgänge zur Verfü gung; auf dem Anschlußmodul sind jedem Ein-/Ausgabemodul zehn Kontaktstellen zugeordnet, acht davon für die Ein- bzw. Aus gänge und die verbliebenen zwei zur Zuführung der Versor gungsspannung).

Aus der DE 297 13 960 U1 ist ein elektrisches oder elektroni sches Gerät zum Aufsetzen auf eine Tragschiene mit einem Ge häuse mit wenigstens einer im Gehäuse angeordneten Leiter platte und mit in Tragschienenlängsrichtung weisenden Buskon takten für eine Daten- und/oder Energiebusverbindung mit be nachbarten, auf die Tragschiene aufgesetzten und korrespon dierende Buskontakten aufweisende elektrischen oder elektro nischen Geräten bekannt, bei denen das Gehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet ist und ein die Leiterplatte aufneh mendes Oberteil und ein die Buskontakte aufweisendes Sockel teil mit einer Leiterplattenaufnahme vorgesehen sind.

Aus der DE 44 02 001 A1 ist ein Ein-/Ausgangsmodul für einen Datenbus, das jeweils aus einem Basisklemmenblock besteht, der auf eine Tragschiene aufrastbar ist, bekannt. Jeder Ba sisklemmenblock besitzt einen flachen Bodenkanal, in dem die Datenbusleitungen und die Stromversorgung für die EA- Elektronik auf Leiterplatten geführt sind, wobei EA- Elektronikbausteine für jede Anschlußebene oder für einzelne Gruppen von Anschlußebenen des Basisklemmenblocks auf die im Bodenkanal angeordnete Leiterplatte aufsteckbar sind, wodurch eine einfache Handhabung und hohe Modularität gegeben ist.

Aus der EP 0 661 915 A1 ist gleichfalls ein spezieller Aufbau eines Steuerungsgerätes bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein mo dulares Automatisierungsgerät bzw. eine Baugruppe eines modu laren Automatisierungsgerätes anzugeben, das einen Anschluß mit sog. stehender Verdrahtung ermöglicht, bei dem die Außen kontakte in einem mit dem Basismodul lösbar verrastbaren Anschlußmodul vorgesehen sind, und bei dem das Anschlußmodul spannungslos mit dem Basismodul verbindbar ist.

Diese Aufgabe wird für ein modulares Automatisierungsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im Falle einer anreihbaren, einer Tragschiene aufrastbaren Baugruppe eines modularen Automatisierungsgerätes wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.

Wenn im Bereich der Aufnahmeposition des Elektronikmoduls zu mindest eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstel le vorgesehen sind, wobei die erste Kontaktstelle einstückig mit dem Basismodul und die zweite Kontaktstelle einstückig mit dem Anschlußmodul verbunden ist, und die erste und die zweite Kontaktstelle mit korrespondierenden Gegenkontaktmit teln des Elektronikmoduls kontaktierbar sind, so ist die Ver rastung des Anschlußmoduls im Basismodul bei kontaktierten Kontaktstellen - d. h. bei kontaktiertem Elektronikmodul - nicht lösbar. Im Umkehrschluß ergibt sich daraus, daß ein Lö sen des Anschlußmoduls vom Basismodul ausschließlich bei de kontaktiertem Elektronikmodul möglich ist, so daß die mit den Außenkontakten der Anschlußmoduls elektrisch leitend verbind bare Peripherie eines externen gesteuerten und/oder überwach ten technischen Prozesses von der Baugruppe nur bei dekontak tierem Elektronikmodul trennbar ist. Auf diese Weise ist für das Anschlußmodul eine stehende Verdrahtung erreicht, die auch bei einem Wechsel des Elektronikmoduls bestehen bleiben kann.

Wenn ferner die Kontakte des Kontaktbereichs mit den Außen kontakten des Anschlußmoduls elektrisch leitend verbunden sind und die Außenkontakte bei dekontaktiertem Kontaktbereich spannungsfrei sind, ist darüber hinaus erreicht, daß ein Wechsel des Elektronikmoduls in Bezug auf die an die Außen kontakte des Anschlußmoduls anschließbare Prozeßperipherie weitestgehend rückwirkungsfrei erfolgen kann, wobei anderer seits sämtliche Außenkontakte des Anschlußmoduls - z. B. zu Umverdrahtungszwecken - lediglich durch das Dekontaktieren des Elektronikmoduls kurzfristig spannungsfrei gemacht werden können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung und der Zeichnung selbst; darin zeigen:

FIGen 1 bis 6 die Baugruppen des Automatisierungsgerä tes aus verschiedenen Perspektiven.

Gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 weist die dargestellte Baugruppe 4 ei nes modularen Automatisierungsgerätes ein Basismodul 1 ein Elektronikmodul 2 und ein Anschlußmodul 3 auf.

Das Elektronikmodul 2 hat selbst keine Außenkontakte; die Au ßenkontakte 15 der aus Basismodul 1, Elektronikmodul 2 und Anschlußmodul 3 gebildeten Baugruppe 4 sind im Anschlußmodul 3 vorgesehen.

Das Anschlußmodul 3 ist mit dem Basismodul 1 lösbar verrast bar. Dazu ist die Unterseite des Anschlußmoduls 3 formschlüs sig zu einer zur Aufnahme des Anschlußmoduls 3 vorgesehenen Führungskontur des Basismoduls 1 ausgebildet. Die Führungs kontur des Basismoduls 1 bzw. die korrespondierende, form schlüssige Ausbildung des Anschlußmoduls 3 ermöglicht eine Vorzentrierung bzw. Justierung des Anschlußmoduls 3. Das An schlußmodul 3 verrastet lösbar über Rastelemente mit dem Ba sismodul 1.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist das Basismodul 1 im Be reich der Aufnahmeposition des Elektronikmoduls 2 die Kon taktstellen 13 und 14' auf. Fig. 4 zeigt dabei die Verhältnis se der Fig. 3 aus der rückwärtigen Ansicht. Die Kontaktstelle 13 ist im Ausführungsbeispiel gemäß den FIGen als Kontakt buchse ausgebildet und dient zum Anschluß des Elektronikmo duls 2 an den durch die Basismodule 1 hindurchgeschleiften Bus.

Die Kontaktstelle 14' ist als mittels elektronikmodulseitiger Messerkontakte kontaktierbare Kontaktbuchse 14' ausgebilde tet. Die Kontakte des Kontaktbereichs 14' dienen zur Versor gung des Elektronikmoduls 2 mit den notwendigen Betriebsspan nungen, z. B. +24 V und Masse.

Ferner ist im Bereich der Aufnahmeposition des Elektronikmo duls 2 ein weiterer Kontaktbereich 14" vorgesehen, der gleichfalls als mittels elektronikmodulseitiger Messerkontak te kontaktierbare Kontaktbuchse 14" ausgebildet ist, die je doch im Gegensatz zu dem Kontaktbereich 14' nicht mit dem Ba sismodul 1, sondern mit dem Anschlußmodul 3 einstückig ver bunden ist. Die Kontakte des Kontaktbereichs 14" sind mit den Außenkontakten 15 des Anschlußmoduls 3 elektrisch leitend verbunden.

Die Außenkontakte 15 des Anschlußmoduls 3 sind daher mit dem durch die Basismodule 1 hindurchgeschleiften Bus bzw. mit der durch die Basismodule 1 hindurchgeschleiften Versorgungsspan nung nicht unmittelbar, sondern nur mittelbar über das Elek tronikmodul 2 verbunden. Sobald das Elektronikmodul 2 von der Baugruppe 4 entfernt wird, sind die Außenkontakte 15 des An schlußmoduls 3 spannungslos.

Darüber hinaus ist das Anschlußmodul 3 vom Basismodul 1 nur dann entfernbar, wenn zuvor das Elektronikmodul 2 aus der Aufnahmeposition des Basismoduls 1 entfernt wurde, denn das Anschlußmodul 3 wird beim Lösen aus seiner Verrastung am Ba sismodul 1 in einer Bewegungsrichtung senkrecht zur Richtung der Kontaktierung der Kontaktbereiche 14', 14" bewegt, so daß diese Bewegung des Anschlußmoduls 3 dann und nur dann möglich ist, wenn zuvor das Elektronikmodul 2 entfernt wurde und die Kontaktbereiche 14', 14" dekontaktiert wurden.

Die Außenkontakte 15 des Anschlußmoduls 3 sind also nicht nur spannungsfrei, sobald das Elektronikmodul 2 gezogen ist; das Anschlußmodul 3 selbst ist vom Basismodul 1 nur dann lösbar, wenn das Elektronikmodul 2 gezogen ist. Daher kann das An schlußmodul 3 vom Basismodul 1 nur entfernt werden, wenn die Außenkontakte 15 des Anschlußmoduls 3 spannungsfrei sind.

Damit ist eine stehende Verdrahtung der Baugruppe 4 insgesamt gewährleistet, denn die Kontaktierung der Außenkontakte 15 des Anschlußmoduls 3 kann bestehen bleiben, wenn entweder das Elektronikmodul 2 oder das Basismodul 1 der Baugruppe, z. B. im Fehlerfall, ausgewechselt wird.

Darüber hinaus werden Rückwirkungen beim Kontaktieren bzw. Dekontaktieren des Elektronikmoduls 2 auf den durch das Ba sismodul 1 der Baugruppe 4 hindurchgeschleiften Bus vermieden, da die Ansteuerung der Außenkontakte 15 ausschließlich über das Elektronikmodul 2 bewirkt wird.

Der Aufnahmebereich 10 zur Aufnahme des Elektronikmoduls 2 ist derart ausgebildet, daß vor der Kontaktierung des Elek tronikmoduls 2 mit dem Kontaktbereich 13 bzw. den Kontaktbe reichen 14', 14" eine Führung des Elektronikmoduls 2 gewähr leistet ist, die ausschließlich ein seitenrichtiges Kontak tieren des Elektronikmoduls 2 mit den entsprechenden Kontak ten 13, 14' des Basismoduls bzw. den Kontakten 14" des An schlußmoduls ermöglicht.

Dazu sind die Führungselemente 12, 12' vorgesehen. Das Elek tronikmodul 2 weist korrespondierend ausgebildete Ausnehmun gen und/oder Führungselemente 11, 11' auf. Zum Verrasten mit dem Basismodul 1 weist das Elektronikmodul 2 federnde Rastna sen auf, die in entsprechende Ausnehmungen der Führungsele mente 12, 12' eingreifen.

Im Bereich des Führungselements 12 ist für bestimmte Basismo dule 1 eine Führungsrippe 16 vorgesehen, die mit einer ent sprechenden formschlüssigen Ausnehmung 16' des Elektronikmo duls 2 zusammenwirkt. Für unterschiedliche Basismodule 1 sind dabei unterschiedliche Positionen für diese Rippe 16 im Be reich des Führungselementes 12 vorgesehen. Mit einer Rippe 16 in einer ersten Position ist nur ein Elektronikmodul mit ei ner entsprechend positionierten Ausnehmung 16' und mit einem Basismodul 1 mit einer Rippe 16 in einer zweiten Position ist nur ein Elektronikmodul 2 mit einer Ausnehmung 16' in dieser zur zweiten Position korrespondierenden Position kontaktier bar.

Aus Fig. 5 ist die Demontage der aus Basismodul 1, Anschlußmo dul 3 und Elektronikmodul 2 gebildeten Baugruppe 4 ersichtlich. Fig. 6 zeigt die Verhältnisse der Fig. 5 aus einer ande ren Perspektive.

In einem ersten Schritt A wird das Elektronikmodul 2 aus sei ner Aufnahmeposition entfernt. Dabei werden die entsprechen den Kontakte 13, 14' des Basismoduls bzw. Die Kontakte 14" des Anschlußmoduls dekontaktiert. Die Außenkontakte 15 des Anschlußmoduls 3 sind damit spannungslos.

In dieser Konstellation kann das Anschlußmodul 3 in einer zur Längsachse des Basismoduls 1 parallelen Bewegungsrichtung aus der entsprechenden Aufnahme des Basismoduls 1 herausbewegt werden - Schritt B - und schließlich in der gleichen Richtung in der zuvor das Elektronikmodul 2 entfernt wurde, vom Basis modul 1 entfernt werden - Schritt C.

Claims

1. Modulares Automatisierungsgerät mit anreihbaren, auf einer Tragschiene gehaltenen Basismodulen (1), wobei das Basismodul (1) mit einem Elektronikmodul (2) ohne Außenkontakte kontak tierbar ist, und wobei das Basismodul (1) mit einem benach barten Basismodul (1) kontaktierbar ist,
wobei ein mit dem Basismodul (1) lösbar verrastbares Anschlußmodul (3) mit Außenkontakten (15) vorgesehen ist, wobei das Basismodul (1) selbst keine Außenkontakte auf weist,
wobei die Unterseite des Anschlußmoduls (3) formschlüssig zu einer zur Aufnahme des Anschlußmoduls (3) vorgesehenen Führungskontur des Basismoduls (1) ausgebildet ist,
daß das Basismodul (1) und das Anschlußmodul (3) jeweils im Bereich der Aufnahmeposition des Elektronikmoduls (2) eine erste und zweite Kontaktstelle (14', 14") aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußmodul (3) mit dem Basismodul (1) lösbar verrastbar ist,
daß die erste Kontaktstelle (14') einstückig mit dem Ba sismodul (1) und die zweite Kontaktstelle (14") einstü ckig mit dem Anschlußmodul (3) verbunden ist,
daß die erste und zweite Kontaktstelle (14', 14") mittels elektronikmodulseitiger Messerkontakte kontaktierbar sind,
daß das Anschlußmodul (3) zum Lösen aus seiner Verrastung am Basismodul (1) in einer Bewegungsrichtung senkrecht zur Kontaktierung der Kontaktbereiche (14', 14") bewegt wird, und
daß die Außenkontakte (15) mit einer durch die Basismodule (1) hindurchgeschleiften Versorgungsspannung nicht unmit telbar, sondern nur mittelbar über das Elektronikmodul (2) verbunden sind.

2. Modulares Automatisierungsgerät nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Ver rastung des Anschlußmoduls (3) im Basismodul (1) bei kon taktierten Kontaktstellen (14', 14") nicht lösbar ist.

3. Modulares Automatisierungsgerät nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Kon takte des Kontaktbereichs (14") mit den Außenkontakten (15) des Anschlußmoduls (3) elektrisch leitend verbunden sind und daß die Außenkontakte (15) bei dekontaktiertem Kontaktbereich (14") spannungsfrei sind.

4. Anreihbare, auf einer Tragschiene aufrastbare Baugruppe (4) eines modularen Automatisierungsgerätes nach dem Pa tentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verrastung des Anschlußmoduls (3) im Basismodul (1) bei kontaktierten Kontaktstellen (14', 14") nicht lösbar ist.

5. Baugruppe nach Ansprüch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kontakte des Kontaktbe reichs (14") mit den Außenkontakten (15) des Anschlußmo duls (3) elektrisch leitend verbunden sind und daß die Au ßenkontakte (15) bei dekontaktiertem Kontaktbereich (14") spannungsfrei sind.