DE4316291A1 - Elektronisches Gerät, insbesondere Automatisierungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Automatisierungsgerät, nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 37 15 234 ist eine Einrichtung zum Anschluß von externen Leitungen an ein Grundgerät bekannt. Das Grundgerät ist durch elektronische Baugruppen realisiert, die in Baugruppenträgern angeordnet sind. Die Anschluß­ einrichtung besteht aus einem Gehäuse, das an einer seiner Innenseiten mit Schraubanschlußverbindungen versehen ist. Diese Schraubanschlußverbindungen sind mit Kontakt­ elementen auf der Außenseite des Gehäuses verbunden, die zu einem Frontstecker auf einer elektronischen Baugruppe des Grundgeräts korrespondieren. Die externen Leitungen sind gebündelt zu einem Kabel dem Gehäuse zugeführt und einzeln in den Schraubanschlußverbindungen kontaktiert. Das Anschließen der externen Leitungen und zusätzlich erforderlicher Potentialleitungen ist sehr zeitaufwendig, benötigt an der Frontseite der elektronischen Baugruppe viel Platz und ist eine große Fehlerquelle, da aufgrund der engen Verhältnisse im Bereich der Frontplatte des Grundgeräts Verdrahtungsfehler durch Verwechslung der Schraubanschlußverbindungen auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektroni­ sches Gerät, insbesondere ein Automatisierungsgerät, zu schaffen, das einen einfachen und fehlersicheren Anschluß externer Leitungen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue elektronische Gerät der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale auf. In den Unter­ ansprüchen 2 bis 9 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß am Grundgerät lediglich der zur Anordnung von Mitteln zur Signalübertragung erfor­ derliche Platz benötigt wird, der, insbesondere wenn viele externe Leitungen anzuschließen sind, erheblich geringer ist als der Platzbedarf für die Anschlußstellen. Die Kopp­ lung zwischen dem Grundgerät und der Einrichtung zum An­ schluß externer Leitungen kann vorteilhaft mit vorkonfek­ tionierten Kabeln, z. B. Flachbandsteckleitungen, reali­ siert werden. Auf diese Art kann mit einer elektronischen Baugruppe des Baugruppenträgers eine hohe Anzahl von Kanälen bedient werden. Da die Einrichtung zum Anschluß der externen Leitungen räumlich unabhängig vom Grundgerät in der Nähe der anzuschließenden Sensoren oder Aktoren aufgestellt werden kann, werden nur kurze externe Leitun­ gen benötigt und somit der Verdrahtungsaufwand verringert. Da zwischen Grundgerät und Anschlußeinrichtung lediglich logische Signale übertragen werden müssen, sinkt die Verlustleistung auf den nun kürzeren externen Leitungen sowie die Störanfälligkeit der eventuell auf den externen Leitungen vorhandenen Analogsignale. Aufgrund des größeren Platzangebots in der Anschlußeinrichtung können auch raum­ intensivere, aber leichter zu handhabende Anschluß­ techniken, wie z. B. die schraubenlose Federkraftklemme, verwendet werden. Zudem wird die Anschlußeinrichtung über­ sichtlicher und eine Fehlverdrahtung weniger wahrschein­ lich, da für jeden Aktor-/Sensoranschluß eine Anschluß­ stelle vorhanden ist. Am Grundgerät ist keine Rangierung der Potentiale und Signale erforderlich, da diese voll­ ständig an der Anschlußeinrichtung ausgeführt wird. Weiterhin erlaubt die Einrichtung einen feinmodularen Aufbau, bei dem je Anschlußstelle ein Umsetzmodul zur wahlweisen Beschaltung der externen Leitung vorgesehen werden kann. Ein- und Ausgabemodule sind dadurch beliebig mischbar. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Projektie­ rung, Montage, Fehlerbeseitigung oder Erweiterung des elektronischen Geräts aus. Ein Sicherungsmodul kann zur Absicherung der Potentialleitungen eingesetzt werden. Wenn im Grundgerät ein Rangierverteiler mit programmierbaren Schaltern vorhanden ist, kann die Zuordnung der Anschluß­ stellen zu den im Grundgerät verwendeten Adressen durch einen vom Anwender zu erstellenden Parametersatz beliebig festgelegt werden. Dadurch wird die Projektierung des elektronischen Geräts erleichtert.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zum Anschluß externer Leitungen,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Anschlußeinrichtung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Anschaltung mit Rangier­ verteiler im Grundgerät.

Die Anschlußeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Basisteil 1, das auf einem in Fig. 1 nicht dargestellten, normierten Profil montierbar ist. An dem Basisteil 1 be­ finden sich zwei Reihen von Öffnungen 2 mit schraubenlosen Federklemmen zum Anschluß von externen Leitungen, die über Betätigungsöffnungen 3 lösbar sind. Über einen Kabel­ anschluß 4 kann die Anschlußeinrichtung mit einem Grund­ gerät gekoppelt werden. Als Grundgeräte kommen z. B. Personal Computer oder Automatisierungsgeräte in Frage, die über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle ver­ fügen. Die Kommunikation kann sowohl über eine Digital- Ein-/Ausgabe, die für jeden Kanal eine Signalleitung bereitstellt, als auch mit einem Multiplexübertragungs­ system, z. B. einer seriellen Schnittstelle nach DIN 19 245, erfolgen. Damit das Basisteil 1 unabhängig von der Art der Signalübertragung zum Grundgerät ist, kann der Kabelanschluß 4 alternativ auch als Steckplatz für ein Kopfmodul mit einer Anpaßelektronik ausgeführt werden, das dann mit einem Steckplatz zur Kabelverbindung versehen ist. Da die Anschlußeinrichtung entfernt vom nicht dar­ gestellten Grundgerät plaziert werden kann, ist sie nicht an dessen räumliche Beschränkungen gebunden. Vorteilhaft ist somit die schraubenlose Federklemmverbindung zum Anschluß externer Leitungen verwendbar, die das schnelle Herstellen einer Klemmverbindung mit hoher Zuverlässigkeit erlaubt. Im Bereich der Federklemmen ist ein Beschriftungs­ feld 5 vorgesehen, auf dem die Kennzeichnungen L+, L-, K1 . . . K8 der einzelnen Anschlüsse 2 untergebracht sind. Durch die übersichtliche Anordnung der Anschlußstellen werden Aufwand und Fehlermöglichkeiten bei der Verdrahtung stark reduziert. Zur Umsetzung der Signalart auf den ange­ schlossenen externen Leitungen sind in das Basisteil 1 steckbare Umsetzmodule 6 vorgesehen. Diese haben einheit­ liche äußere Abmessungen und sind daher beliebig gegen­ einander tauschbar. Zur Unterscheidung weisen sie an ihrer Oberseite eine Fläche 7 zur Anbringung eines Bezeichnungs­ schildes auf. Zur Überwachung der externen Leitungen sind sie jeweils mit einer Kanalanzeige 8 versehen. Ein Siche­ rungsmodul 9 dient zur Absicherung der Potentialleitungen gegen Kurzschluß.

Das Prinzipschaltbild nach Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der elektrischen Ausführung einer Anschlußeinrichtung. Die Anschlußeinrichtung wird mit einer elektrischen Leitung 10, z. B. einem Flachbandkabel, mit einem nicht gezeigten Grundgerät verbunden. Diese Leitung 10 führt die Signale zur Spannungsversorgung +5V und M5V sowie digitale Signale D1 . . . D8 zur Ansteuerung der einzelnen Kanäle. Die Lei­ tung 10 ist an einem Basisteil 11 angeschlossen, das zur elektrischen Verdrahtung von acht Anschlußstellen K1 . . . K8 mit acht Umsetzmodulen U1 . . . U8 und einem Sicherungs­ modul 12 dient. Da an der Anschlußstelle K1 ein Schalter 13 und an der Anschlußstelle K2 eine Spule 14 eines Relais angeschlossen sind, werden als Umsetzmodule U1 und U2 ein Eingabe- bzw. ein Ausgabemodul verwendet. Die Module U1 und U2 sind jeweils mit einer Kanalanzeige 15 und 16 versehen und sind über das Basisteil 11 und die Leitung 10 an eine Stromversorgung angeschlossen. Ent­ sprechend der Wahl der Umsetzmodule U1 und U2 ist D1 ein digitales Eingangs- bzw. D2 ein digitales Ausgangssignal am Grundgerät.

In einer im Grundgerät integrierten Anschaltung nach Fig. 3 sind je Kanal eine Eingangsleitung 17 und eine Ausgangsleitung 18 auf ein IO-Interface 19 geführt, das eine Ausgangstreiberstufe für eine Beschaltung mit einem Ausgabemodul sowie einen Eingangsverstärker für ein Ein­ gabemodul enthält. Im Fall der Beschaltung mit einem Eingabemodul kann durch geeignete Wahl des Potentials an der Ausgangstreiberstufe, z. B. über Programmierung von Schaltern eines Rangierverteilers 20, sichergestellt werden, daß die Ausgangstreiberstufe inaktiv ist und das Signal am Eingabemodul nicht durch die Ausgangstreiber­ stufe beeinflußt wird. Somit ist eine frei wählbare Beschaltung einer Leitung 21 am IO-Interface 19 möglich. Über ein Bus-Interface 22, das den Rangierverteiler 20 an einen Systembus 23 des Grundgeräts koppelt, sind sowohl programmierbare Schalter des Rangierverteilers 20 durch Übergabe von Parametern 24 - in Fig. 3 durch gestrichelte Pfeile angedeutet - programmierbar, als auch nach erfolg­ ter Programmierung der Schalter Daten 25 von der Anschluß­ einrichtung einles- bzw. ausgebbar. Die Adressierung der angeschlossenen Ein-/Ausgabekanäle kann byteweise er­ folgen, indem den einzelnen Datenbits über den Rangier­ verteiler 20 jeweils ein Kanal zugeordnet wird. Die Zu­ ordnung wird durch einen vom Anwender zu er stellenden Parametersatz festgelegt, der zur Ansteuerung der pro­ grammierbaren Schalter an den Knotenstellen des Rangier­ verteilers in einer Initialisierungsphase verwendet wird.

Die Zahl der Kanäle ist bei dieser Anordnung entspre­ chend dem Bedarf frei wählbar. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel können auch andere Schnittstellen zur Kommunikation zwischen der Anschlußeinrichtung und dem Grundgerät verwendet werden, wobei dann gegebenenfalls in der Anschlußeinrichtung eine Logik zur Datendecodierung und Kanaladressierung erforderlich ist.

Claims (9)

1. Elektronisches Gerät, insbesondere Automatisierungs­ gerät, mit einem Grundgerät und mindestens einer Einrich­ tung zum Anschluß externer Leitungen an das elektronische Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgerät und die Einrichtung zum Anschluß externer Leitungen durch Mittel zur Signalübertragung miteinander gekoppelt und räumlich unabhängig voneinander aufstellbar sind.

2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Signal­ übertragung ein Multiplexübertragungssystem vorgesehen ist.

3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Signal­ übertragung je Anschlußstelle der Einrichtung eine elek­ trische Leitung vorgesehen ist.

4. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschluß externer Leitungen mit Mitteln zur Umsetzung (6) der Signalart auf der Leitung in eine zur Signalverarbeitung geeignete ausrüstbar ist.

5. Elektronisches Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Umsetzung (6) als signalartspezifische Umsetzmodule ausgeführt sind und
daß in der Einrichtung je Anschlußstelle ein Umsetzmodul einsetzbar ist.

6. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anschlußstelle externer Leitungen Anzeige­ mittel (8) für den Signalzustand auf der externen Leitung vorhanden sind.

7. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anzeigemittel auf dem zugeordneten Um­ setzmodul angeordnet sind.

8. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einrichtung ein Sicherungsmodul (9) zur Ab­ sicherung der externen Potentialleitungen einsetzbar ist.

9. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundgerät ein mit programmierbaren Schaltern versehener Rangierverteiler (20) vorhanden ist zur Zuordnung der Anschlußstellen zu den im Grundgerät verwendeten Adressen.