DE202013104464U1 - Function block for a bus-capable, connectable connection and / or function module - Google Patents
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Abstract
Funktionsbaustein (30) zum Einsetzen in oder Aufsetzen auf ein busfähiges, aneinanderreihbares Anschluss- und/oder Funktionsmodul (1) zur Steuerung und/oder Überwachung technischer Prozesse, insbesondere in einer industriellen Automatisierungseinrichtung, wobei das Anschluss- und/oder Funktionsmodul (1) zur Befestigung an einer Montagebasis eingerichtet ist, vorzugsweise mit Rastmitteln (3) zum Aufrasten auf eine Tragschiene, und wenigstens einem oder mehreren Busleiterkontakten (10, 11) aufweist, sowie eine Leiterplatte (6) mit der mindestens ein Funktionsbaustein (30) und/oder mindestens ein Anschlussbaustein (20) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbaustein (30) mindestens eine Leiterplatte (33) aufweist, die eine oder mehrere Einbaumöglichkeiten zum Einbauen von kunden- und/oder anwendungsspezifischen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten aufweist.Function module (30) for insertion into or placement on a bus-capable, connectable connection and / or function module (1) for controlling and / or monitoring technical processes, in particular in an industrial automation device, wherein the connection and / or function module (1) for Attachment to a mounting base is set up, preferably with latching means (3) for latching onto a mounting rail, and at least one or more bus conductor contacts (10, 11), and a printed circuit board (6) with the at least one function module (30) and / or at least a connection module (20) are connectable, characterized in that the function module (30) has at least one printed circuit board (33) having one or more installation options for installing customer and / or application-specific electrical and / or electronic components.
Description
Die Erfindung betrifft einen Funktionsbaustein zum Einsetzen in oder Aufsetzen auf ein busfähiges, aneinanderreihbares Anschluss- und/oder Funktionsmodul zur Steuerung und/oder Überwachung technischer Prozesse, insbesondere in industriellen Automatisierungseinrichtungen nachdem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus einem Anschluss- und/oder Funktionsmodul und einem Funktionsbaustein. The invention relates to a function module for insertion into or placement on a bus-capable, connectable connection and / or function module for controlling and / or monitoring technical processes, in particular in industrial automation devices. 2. The invention further relates to an arrangement comprising a connection and / or functional module and a function block.
In industriellen Automatisierungseinrichtungen werden Steuerungsdaten und/oder Messwerte über einen Feldbus zwischen einem oder mehreren zentralen Steuerungsrechnern, auch Leitrechner oder speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) genannt, und Feldgeräten ausgetauscht. Häufig wird dabei nicht jedes einzelne Feldgerät unmittelbar an den Feldbus angeschlossen, sondern über einen sogenannten Feldbuskoppler, auch Gateway genannt, der eine Datenschnittstelle zwischen dem Feldbus einerseits und einem häufig proprietären Subbus andererseits darstellt. In industrial automation equipment, control data and / or measured values are exchanged via a field bus between one or more central control computers, also referred to as master computers or programmable logic controllers (PLCs), and field devices. Frequently not every single field device is connected directly to the fieldbus, but via a so-called field bus coupler, also called gateway, which represents a data interface between the field bus on the one hand and a frequently proprietary subbus on the other.
Zum Auslesen von Sensordaten oder Schaltinformationen einerseits und zum Ausgeben von Stellgrößen oder ähnlichen Ausgangsgrößen zur Steuerung einer automatisierten Anlage werden die eingangs genannten Anschluss- und/oder Funktionsmodule verwendet. Üblicherweise werden die Module über den genannten Feldbuskoppler an den Feldbus angeschlossen. Es ist jedoch auch eine unmittelbare Anbindung an einen Feldbus möglich. For reading sensor data or switching information on the one hand and for outputting control variables or similar output variables for controlling an automated system, the connection and / or function modules mentioned above are used. Usually, the modules are connected to the fieldbus via the mentioned fieldbus coupler. However, it is also possible to connect directly to a fieldbus.
Derartige Anschluss- und/oder Funktionsmodule sind beispielsweise aus den Druckschriften
Beim Aufbau eines industriellen Automatisierungssystems werden häufig unterschiedlichste Leiter mit ggf. unterschiedlichen Anschlussquerschnitten und/oder vormontierten Steckverbindern verwendet. Auch im Hinblick auf Signalgrößen, beispielsweise Spannungen, Ströme, Frequenzen, sind unterschiedlichste Wertebereiche innerhalb eines Systems gebräuchlich und sind teilweise von ein und demselben Modell zu verarbeiten. When constructing an industrial automation system, a wide variety of conductors with possibly different terminal cross-sections and / or pre-assembled connectors are often used. Also with regard to signal quantities, for example voltages, currents, frequencies, a wide variety of value ranges are common within a system and are to be processed in part by one and the same model.
Um eine hohe Flexibilität hinsichtlich anzuschließender Leiter mit oder ohne Steckverbinder und auch hinsichtlich der eingesetzten Signalgrößen zu ermöglichen, ist aus der Druckschrift
Anstelle der Anschlussbausteine können auch Funktionsbausteine eingesetzt werden, die aufgrund von integrierten elektrischen oder elektronischen Komponenten beispielsweise eine Signalanpassung oder Signalverarbeitung bzw. Signalvorverarbeitung ermöglichen. Die Funktionsbausteine können über feste Anschlüsse verfügen, so dass die Funktionsbausteine ihrerseits kombinierte Anschluss- und Funktionsbausteine darstellen. Es ist auch denkbar, die Funktionsbausteine mit einer Aufnahmemöglichkeit für einen Anschlussbaustein auszubilden, so dass die Funktionsbausteine gewissermaßen als ein Zwischenelement zwischen das Anschluss- und/oder Funktionsmodul und den Anschlussbausteinen steckbar sind. Die Anschlussbausteine bieten eine hohe Flexibilität bei der Nutzung verschiedenster Leiter- und/oder Steckverbindertechniken. In vergleichbarer Art bieten die Funktionsbausteine eine große Flexibilität hinsichtlich der verwendeten und den Anschluss- und/oder Funktionsmodulen zugeführten oder von den Anschluss- und/oder Funktionsmodulen ausgegebenen Signalen. Instead of the connection modules, it is also possible to use functional components which, for example, enable signal adaptation or signal processing or signal preprocessing on account of integrated electrical or electronic components. The function blocks can have fixed connections, so that the function blocks in turn represent combined connection and function blocks. It is also conceivable to form the function blocks with a receptacle for a connection module, so that the function blocks can be plugged in as it were as an intermediate element between the connection and / or function module and the connection modules. The connection modules offer a high level of flexibility in the use of a wide range of conductor and / or connector techniques. In a comparable manner, the function blocks offer a great deal of flexibility with regard to the signals used and those supplied to the connection and / or function modules or output by the connection and / or function modules.
Dennoch können von den Funktionsbausteinen nicht alle erdenklichen und in der Praxis vorkommenden Signalverarbeitungsprozesse abgedeckt werden. In der Praxis führt dieses dazu, dass dem Anschluss- und/oder Funktionsmodul ein separates Signalanpassungsmodul vorgeschaltet werden muss, was Einbauplatz in einem Schaltschrank, insbesondere auf einer Tragschiene belegt, den Installationsaufwand bei der Steuerungsanlage erhöht und die Übersichtlichkeit der Verdrahtung verringert. Nevertheless, not all conceivable and practically occurring signal processing processes can be covered by the function blocks. In practice, this leads to the connection and / or function module must be preceded by a separate signal conditioning module, which occupies slot in a cabinet, in particular on a mounting rail, increases the installation cost of the control system and reduces the clarity of the wiring.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen möglichst flexiblen Funktionsbaustein für ein Anschluss- und/oder Funktionsmodul zu schaffen, durch den das Anschluss- und/oder Funktionsmodul in maximal flexibler Art und Weise an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Anordnung aus einem Anschluss- und/oder Funktionsmodul und einem derartigen Funktionsbaustein zu schaffen. It is therefore an object of the present invention to provide a flexible function module as possible for a connection and / or function module, by which the connection and / or function module can be adapted in a maximum flexible manner to the respective requirements. It is a further object to provide an arrangement of a connection and / or function module and such a function block.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Funktionsbaustein und eine Anordnung aus einem Anschluss- und/oder Funktionsmodul und einem Funktionsbaustein mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. This object is achieved by a function module and an arrangement comprising a connection and / or function module and a function module having the respective features of the independent claims.
Ein erfindungsgemäßer Funktionsbaustein ist zum Einsetzen in oder Aufsetzen auf ein busfähiges, aneinanderreihbares Anschluss- und/oder Funktionsmodul zur Steuerung und/oder Überwachung technischer Prozesse, insbesondere in einer industriellen Automatisierungseinrichtung geeignet, wobei das Anschluss- und/oder Funktionsmodul zur Befestigung an einer Montagebasis eingerichtet ist, vorzugsweise mit Rastmitteln zum Aufrasten auf eine Tragschiene, und wenigstens einem oder mehreren Busleiterkontakten aufweist, sowie eine Leiterplatte mit der mindestens ein Funktionsbaustein und/oder mindestens ein Anschlussbaustein verbindbar sind. Der Funktionsbaustein zeichnet sich dadurch aus, dass er mindestens eine Leiterplatte aufweist, die eine oder mehrere Einbaumöglichkeiten zum Einbauen von kunden- bzw. anwendungsspezifischen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten bereitstellt. A functional module according to the invention is suitable for insertion into or placement on a bus-capable, connectable connection and / or function module for controlling and / or monitoring technical processes, in particular in an industrial automation device, wherein the connection and / or function module is adapted for attachment to a mounting base is, preferably with latching means for latching onto a DIN rail, and at least one or more bus conductor contacts, as well as a printed circuit board with the at least one function module and / or at least one connection module are connectable. The functional module is characterized in that it has at least one printed circuit board, which provides one or more installation options for installing customer or application-specific electrical and / or electronic components.
Dem Anwender wird so die Möglichkeit gegeben, die Funktionalität des Anschluss- und/oder Funktionsmoduls individuell an entsprechende Bedürfnisse anzupassen. Trotz dieser individuellen Anpassung ist durch die Integration in das Anschlusssystem des Anschluss- und/oder Funktionsmoduls ein betriebssicherer, zuverlässiger und platzsparender Aufbau gegeben. The user is thus given the opportunity to customize the functionality of the connection and / or function module individually to appropriate needs. Despite this individual adaptation, integration into the connection system of the connection and / or function module provides a reliable, reliable and space-saving design.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Leiterplatte Funktionsbaustein zumindest bereichsweise als eine Lochrasterleiterplatte ausgebildet. Die als Lochrasterleiterplatte ausgebildete Leiterplatte ermöglicht es dem Kunden, in besonders flexibler Weise anwendungsspezifisch Elektrik- oder Elektronik-Komponenten, z. B. zur Signalanpassung, dem Anschluss- und/oder Funktionsmodul vorzuschalten. Beispielsweise können so auf einfache Weise Spannungsteiler mit bestimmten gewünschten Teilerverhältnissen und Widerstandswerten realisiert werden, um ein zu messendes Signal an den Messbereich eines digitalen oder analogen Signaleingangs des Anschluss- und/oder Funktionsmoduls anzupassen. Ebenso können Strommessungen mithilfe von eingelöteten Shunt-Widerständen realisiert werden. Auch Filter, wie beispielsweise Hoch- oder Tiefpassfilter, oder Gleichrichter zur Messung von Wechselspannungen können auf einfache Weise aufgebaut werden. In a preferred embodiment, the circuit board function module is at least partially formed as a hole grid board. Trained as a hole pattern printed circuit board allows the customer, in a particularly flexible manner application specific electrical or electronic components, such. B. for signal matching, the connection and / or function module upstream. For example, voltage dividers with certain desired divider ratios and resistance values can thus be realized in a simple manner in order to adapt a signal to be measured to the measuring range of a digital or analog signal input of the connection and / or function module. Similarly, current measurements can be realized using soldered shunt resistors. Even filters, such as high or low pass filters, or rectifiers for measuring AC voltages can be built in a simple manner.
Bevorzugt stellt die Leiterplatte Lötaugen als Kontaktflächen zum Einlöten der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten bereit. Dadurch ist ein störunanfälliger und mechanisch stabiler Aufbau mit zuverlässiger elektrischer Kontaktierung gegeben. The printed circuit board preferably provides soldering pads as contact surfaces for soldering the electrical and / or electronic components. As a result, a störunanfälliger and mechanically stable construction with reliable electrical contact is given.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Funktionsbausteins sind als Einbaumöglichkeiten Einbauplätze mit Kontaktflächen auf der Leiterplatte zum Einlöten der elektrischen und/oder elektronischen Komponenten vorhanden. Bevorzugt sind die Einbauplätze zum Einlöten von SMD(Surface Mounted Device)-Bauteilen vorbereitet. Wiederum ist ein störunanfälliger und mechanisch stabiler Aufbau mit zuverlässiger elektrischer Kontaktierung gegeben, der zudem eine hohe Packungsdichte aufweisen kann. In a further preferred refinement of the functional module, installation locations with contact surfaces on the printed circuit board for soldering in the electrical and / or electronic components are present as installation possibilities. Preferably, the bays are prepared for soldering SMD (Surface Mounted Device) components. Again, a störunanfälliger and mechanically stable construction with reliable electrical contact is given, which also can have a high packing density.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Funktionsbausteins ist zumindest ein Teil der Kontaktflächen untereinander und/oder mit Anschlüssen des Funktionsbausteins durch vorgefertigte Leiterbahnen verbunden. Bevorzugt sind durch die vorgefertigten Leiterbahnen Grundschaltungen zur Signalverarbeitung vorgegeben. Auf diese Weise können Standardschaltungen umgesetzt werden, bei denen sich die elektrischen Eigenschaften z. B. der Signalverarbeitung individuell durch die Auswahl der verwendeten Komponenten anpassen lassen. Es lassen sich auch komplexere Schaltungen anwendungsspezifisch im Funktionsbaustein umsetzen. In a further preferred refinement of the functional module, at least some of the contact surfaces are connected to one another and / or to connections of the functional module by prefabricated conductor tracks. Basic circuits for signal processing are preferably predetermined by the prefabricated conductor tracks. In this way, standard circuits can be implemented in which the electrical properties z. B. customize the signal processing by selecting the components used. Even more complex circuits can be implemented application-specifically in the function block.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Funktionsbausteins weist dieser vormontierte und mit der Leiterplatte verbundene Anschlüsse zum Anschluss externer Leiter und/oder Steckverbinder zur Verbindung mit entsprechenden Gegensteckverbindern auf. Alternativ weist der Funktionsbaustein einen Aufnahmeschacht zur Aufnahme eines Anschlussbausteins auf, wobei in dem Fall der Anschlussbaustein die Anschlüsse und/oder Steckverbinder für die externen Leiter oder Gegensteckverbinder bereitstellt. In beiden Fällen kann an der den Anschlüssen gegenüberliegenden Seite des Funktionsbausteins ein Leiterplattenrandverbinder zur Kontaktierung von Kontakten der Leiterplatte des Anschluss- und/oder Funktionsmoduls vorgesehen sein. Alternativ sind andere Verbinder oder Verbindungstechniken zur Verbindung des Funktionsbausteins mit dem Anschluss- und/oder Funktionsmodul möglich. In a further preferred embodiment of the functional module, this preassembled and connected to the circuit board connections for connecting external conductors and / or connectors for connection to corresponding mating connectors on. Alternatively, the function module has a receiving shaft for receiving a connection module, in which case the connection module provides the connections and / or connectors for the external conductors or mating connectors. In both cases, a printed circuit board edge connector for contacting contacts of the printed circuit board of the connection and / or function module can be provided on the opposite side of the terminals of the function block. Alternatively, other connectors or connection techniques for connecting the function module to the connection and / or function module are possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to figures. The figures show:
In den
Das Anschluss- und/oder Funktionsmodul
Auf dem Basisklemmenträger
Auf die Seitenteile
Im dargestellten Beispiel sind vier identische Anschlussbausteine
Die Anschlussmodule
Um eine größere Flexibilität nicht nur hinsichtlich der unterschiedlichen Anschlussarten zu erzielen, sondern auch hinsichtlich der Signale, die von dem Anschluss- und/oder Funktionsmodul
Der Funktionsbaustein
Der Funktionsbaustein
Die als Lochrasterleiterplatte ausgebildete Leiterplatte
Dem Anwender wird die Möglichkeit gegeben, die Funktionalität des Anschluss- und/oder Funktionsmoduls
In
Im Funktionsbaustein
Bei dem in
Auf diese Weise können Standardschaltungen umgesetzt werden, bei denen sich die elektrischen Eigenschaften z. B. der Signalverarbeitung individuell durch die Auswahl der verwendeten Komponenten anpassen lassen. Es lassen sich auch komplexere Schaltungen anwendungsspezifisch im Funktionsbaustein
Es versteht sich, dass das im Ausführungsbeispiel der
Es wird weiter angemerkt, dass der erfindungsgemäße Funktionsbaustein auch auf andere Art mit dem Anschluss- und/oder Funktionsmodul
Der Funktionsbaustein wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem Anschluss- und/oder Funktionsmodul eines typischen Remote-I/O-Systems beschrieben. Er kann jedoch ebenso zur Verwendung mit einer nicht busfähigen Reihenklemme ausgebildet sein und dann auch bei nicht automatisierten Systemen eingesetzt werden. The function block has been described above in connection with a connection and / or function module of a typical remote I / O system. However, it can also be designed for use with a non-bus-capable terminal block and then also be used in non-automated systems.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Anschluss- und/oder Funktionsmodule Connection and / or function modules
- 2 2
- Basisklemmenträger Base terminal carrier
- 3 3
- Rastmittel latching means
- 4 4
- Seitenteile side panels
- 5 5
- Elektronikgehäuse electronics housing
- 6 6
- Leiterplatte circuit board
- 7 7
- Anschlusskontakt connection contact
- 8 8th
- Anschluss- und/oder Funktionseinheit Connection and / or functional unit
- 9 9
- Öffnung opening
- 10,11 10.11
- Bus-Kontaktelemente Bus contact elements
- 20 20
- Anschlussbaustein connecting module
- 21 21
- Anschluss connection
- 22 22
- Leiterplattenrandverbinder Edge Connectors
- 30 30
- Funktionsbaustein function module
- 31 31
- Anschluss connection
- 31‘ 31 '
- Aufnahmeschacht receiving shaft
- 32 32
- Leiterplattenrandverbinder Edge Connectors
- 33 33
- Leiterplatte circuit board
- 34 34
- Lötauge Solder
- 35 35
- Einbaumöglichkeit (SMD-Einbauplatz) Installation option (SMD slot)
- 36 36
- Anschlusskontakt connection contact
- 40 40
- SMD-Bauteil SMD
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0364618 B1 [0004] EP 0364618 B1 [0004]
- EP 2589276 A1 [0004, 0006] EP 2589276 A1 [0004, 0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20131212 |
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R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20140708 |
|
R082 | Change of representative | ||
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |