DE8800039U1

DE8800039U1 - Decentralized input/output module for electronic controls

Info

Publication number: DE8800039U1
Application number: DE8800039U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-01-05
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1988-02-25

Description

IA-Er/95 &Igr;&Agr;-&Egr;&ggr;/PLI HU/il 23.11.1987IA-Er/95 &Igr;&Agr;-&Egr;&ggr;/PLI HU/il 23.11.1987

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Dezentrale Ein/Ausgabebaugruppe für elektronischeDecentralized input/output module for electronic

Die Erfindung betrifft eine dezentrale Ein/Ausgabebaugruppe für elektronische Steuerungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.The invention relates to a decentralized input/output module for electronic controls of the type specified in the preamble of claim 1.

Zur Steuerung größerer Maschinen oder Anlagen wird die Verbindung einer Vielzahl von Melde-, Stell- und Meßglieder mit der elektronischen Steuerung erforderlich, die üblicherweise nicht in unmittelbarer Nähe dieser Glieder angeordnet ist. Um nicht jede dieser Verbindungen getrennt über Leitungen bis zur Steuerung führen zu müssen, ist es bekannt (z. B. DE-OS 35 19 807) in unmittelbarer Nähe der Maschine oder des entsprechenden Anlageteils ein oder mehrere elektronische Ein/ Ausgabesysteme vorzusehen, die über einen Datenbus mit der Steuerung verbunden sind, der Signale in beide Richtungen überträgt. Im allgemeinen wird hierbei die elektronische Steuerung außerhalb des Einflußbereiches von an der Maschine oder Anlage entstehenden Stäuben, Spänen und/oder Flüssigkeiten angeordnet. Das Ein/Ausgabesystem ist häufig jedoch diesen Einflüssen ausgesetzt und/oder es muß an nicht leicht zugänglicher Stelle angeordnet werden.To control larger machines or systems, a large number of signaling, actuating and measuring elements must be connected to the electronic control, which is usually not located in the immediate vicinity of these elements. In order to avoid having to run each of these connections separately to the control via cables, it is known (e.g. DE-OS 35 19 807) to provide one or more electronic input/output systems in the immediate vicinity of the machine or the corresponding system part, which are connected to the control via a data bus that transmits signals in both directions. In general, the electronic control is located outside the area of influence of dust, chips and/or liquids generated by the machine or system. However, the input/output system is often exposed to these influences and/or it must be located in a place that is not easily accessible.

Das Ein/Ausgabesystem muß daher in einem Gehäuse untergebracht werden, das staub- und/oder wasserdicht ausgebildet ist. In dieses Gehäuse werden dann die große Zahl der Verbindungen zu den Melde-, Stell-, Meßgliedern und die Stromversorgung für das Ein/Äusgabesystem geführt. Da alle diese an oder in der The input/output system must therefore be housed in a housing that is dust- and/or waterproof. The large number of connections to the signaling, actuating and measuring elements and the power supply for the input/output system are then routed into this housing. Since all of these are connected to or in the

Maschine oder Anlage verteilt angeordneten Ausrüstungsteile üblicherweise harten Umweltbedingungen ausgesetzt sind, treten an diesen die häufigsten Fehler auf. Um diese Fehler rechtzeitig erkennen und lokalisieren zu können, ist es erforderlich (z. B. DE-OS 35 19 862 und DE-OS 34 40 025), Schaltungen vorzusehen, die eine Überwachung aller dieser Verbindungen und/ oder das Arbeiten der Melde-, Stell- und Meßglieder ermöglichen. Bei einer Störung wird dann üblicherweise die Fehlerquelle und zum Teil auch die Fehlerart wie Unterbrechung, Kurzschluß oder falsches Arbeiten angezeigt.Since the equipment parts distributed over the machine or system are usually exposed to harsh environmental conditions, the most frequent faults occur in these parts. In order to be able to detect and localize these faults in good time, it is necessary (e.g. DE-OS 35 19 862 and DE-OS 34 40 025) to provide circuits that enable monitoring of all of these connections and/or the operation of the signaling, actuating and measuring elements. In the event of a fault, the source of the fault and sometimes also the type of fault, such as interruption, short circuit or incorrect operation, are then usually displayed.

Trotz dieser Hilfen wird die eigentliche Fehlerbeseitigung in vielen Fällen schwierig, da der Fehlerort nicht eindeutig zu ermitteln ist und der Ersatz einzelner Melde-, Stell- oder Meßglieder bzw. deren Verbindung zum Ein/Ausgabesystem nicht nur arbeitsaufwendig ist, sondern nur von einer gesondert geschulten Fachkraft ausgeführt werden kann. Dies trifft vor allem dann zu, wenn eine Fehlersuche oder Fehlerbeseitigung im Ein/Ausgabesystem durchgeführt wird, oder ein Melde-, Stelloder Meßglied mit der Zuleitung zu diesem System ersetzt werden muß.Despite this help, the actual troubleshooting is difficult in many cases, as the location of the fault cannot be clearly determined and replacing individual signaling, actuating or measuring elements or their connection to the input/output system is not only labor-intensive, but can only be carried out by a specially trained specialist. This is especially true when troubleshooting or troubleshooting is carried out in the input/output system, or when a signaling, actuating or measuring element with the supply line to this system has to be replaced.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Fehlerbeseitigung und/oder Fehlersuche zu erleichtern und zu vereinfachen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Ein/Ausgabes~ystem zu schaffen, das sich leicht an sehr unterschiedlich aufgebaute Maschinen oder Anlageteile anpassen läßt. Möglich wird dies mit einer Ein/Ausgangsbaugruppe entsprechend dem kennzeichnendem Teil des Anspruches 1.The object of the invention is to facilitate and simplify the elimination of errors and/or troubleshooting. A further object is to create an input/output system that can be easily adapted to very differently constructed machines or system components. This is possible with an input/output module according to the characterizing part of claim 1.

Durch den steckbaren Aufbau lassen sich erhebliche Vorteile erzielen, die sowohl den modularen Aufbau, die Fehlersuche, die Fehlerbeseitigung und die Anordnung an der Maschine bzw. des Anlageteils betreffen. Durch die staub- und/oder wasserdichte Ausbildung wird es möglich, einzelne Teile der Ein/Ausgabebaugruppe ohne ein zusätzliches Gehäuse direkt zugänglich zu machen, wobei ein Auswechseln einzelner Bausteine sehr einfach wird und ohne großen Zeitaufwand erfolgen kann.The plug-in design offers significant advantages in terms of modular design, troubleshooting, error elimination and the arrangement on the machine or system component. The dust- and/or watertight design makes it possible to make individual parts of the input/output module directly accessible without an additional housing, making it very easy to replace individual components and not requiring a great deal of time.

Wird zum Beispiel ein Fehler zu einem der Melde-, Stell- oder Meßglieder angezeigt, kann durch Ziehen des entsprechend gekennzeichneten Steckers der Fehler leicht nachgeprüft werden ■>; und das defekte Teil zusammen mit der Zuleitung auch von einerIf, for example, an error is indicated for one of the signaling, actuating or measuring elements, the error can be easily checked by pulling out the correspondingly marked plug ■>; and the defective part can also be removed together with the supply line from a

;'- nicht besonders geschulten Fachkraft ausgetauscht werden. Dies gilt vor allem für solche Melde-, Stell- oder Meßglieder, die wegen der harten Umweltbedingungen total abgedichtet, z. B. mit den Anschlüssen oder dem Anschlußkabel vergossen sind. So;'- not be replaced by a specially trained specialist. This applies in particular to those signaling, actuating or measuring elements that are completely sealed due to the harsh environmental conditions, e.g. with the connections or the connecting cable cast in.

&igr; kann durch eine rasche Fehlerbeseitigung, eventuell auch durch&igr; can be solved by a quick error correction, possibly also by

den entsprechend eingewiesenen Bedienungsmann, die Ausfallzeit der Maschine oder Anlage wesentlich herabgesetzt werden.With the appropriately trained operator, the downtime of the machine or system can be significantly reduced.

; Durch das Einstecken weiterer oder anderer Ein/Ausgangsmodule; By inserting additional or different input/output modules

wird weiterhin eine einfache Anpassung der Steuerung an die '* Maschine oder Anlage möglich. Weitere Vorteile ergeben sichIt is also possible to easily adapt the control system to the '* machine or system. Further advantages arise

j durch eine Ausbildung der Ein/Ausgabebaugruppe mit den Merk-j by designing the input/output module with the features

malen der Unteransprüche, die in der Beschreibung näher er-painting of the subclaims, which are further described in the description

$ läutert sind.$ are purified.

'■<'■< Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den ZeichnungenEmbodiments of the invention are shown in the drawings

dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ers läutert. Es zeigen:and explained in more detail in the following description. They show:

Fig. 1 eine Ein/Ausgabebaugruppe in der DraufsichtFig. 1 an input/output module in plan view

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'','', Fig. 2 die Ein/Ausgabebaugruppe gemäß Fig. 1 in einer Seiten-Fig. 2 the input/output module according to Fig. 1 in a side

]_:.] _: . ansichtopinion

Fig. 3 einen Steckverteilerkasten im SchnittFig. 3 a plug-in distribution box in section

Fig. 4 ein Ein/Ausgangsmodul im Schnitt und Fig. 5 das Ein/Ausgangsmodul gemäß Fig. 4 in der DraufsichtFig. 4 an input/output module in section and Fig. 5 the input/output module according to Fig. 4 in plan view

Fig. 1 und 2 zeigt eine Ein/Ausgabebaugruppe mit einem Steckverteilerkasten 1 in der Mitte und einsteckbare Ein/Ausgangsmodule 2 die spiegelbildlich um eine Mittellinie 3 auf beiden Seiten des Steckvertei!Kastens 1 leicht austauschbar befestigtFig. 1 and 2 shows an input/output assembly with a plug-in distribution box 1 in the middle and plug-in input/output modules 2 which are mounted in a mirror image around a center line 3 on both sides of the plug-in distribution box 1 in an easily interchangeable manner.

werden können. Der Steckverteilerkasten 1 weist eine obere Abdeckplatte 4 auf, die abgedichtet durch eine dazwischenliegende Dichtung 5 ^t. eiiom Gehäuse 6 verschraubt ist. Ir unteren Teil der Abdeckplatte ist ein dreipoliger Steckanschluß 7 für die Stromversorgung, im mittleren Teil zwei weitere Stecken-Schlüsse 8 für den Bus und ein vielpoliger Steckanschluß 9 für tin Diagnosegerät vorgesehen. Zu diesen Steckanschlüssen werden wasserdichte, verschrauhbare Stecker (nicht dargestellt) geführt, oder wenn kein Anschluß erfolgt, insbesondere für den Anschluß des Diagnosegerätes die freien Steckeranschlüsse mit sincr entsprechenden Verschlußkappe abgedichtete Im oberen Teil ist ein Durchbruch 10 für eine Anzeigeeinrichtung 11 vorgesehen, die z. B. die Adresse der Ein- oder Ausgangsstufe und den zugehörenden Status anzeigt. Der Durchbruch 10 ist mit einem Schauglas wasserdicht abgeschlossen.The plug distribution box 1 has an upper cover plate 4 which is screwed to the housing 6 and sealed by a seal 5 in between. In the lower part of the cover plate there is a three-pin plug connection 7 for the power supply, in the middle part there are two further plug connections 8 for the bus and a multi-pin plug connection 9 for a diagnostic device. Waterproof, screwable plugs (not shown) are connected to these plug connections, or if no connection is made, in particular for connecting the diagnostic device, the free plug connections are sealed with a corresponding sealing cap. In the upper part there is an opening 10 for a display device 11 which shows, for example, the address of the input or output stage and the associated status. The opening 10 is sealed watertight with a sight glass.

Auf beiden Seiten der Abdeckplatte 4 sind jeweils vier, in einer Reihe angeordnete, mehrpolige Steckbuchsen 12 vorgesehen, die jeweils in ihrer Mitte ein Schraubgewinde 13 aufweisen. In diese Steckbuchsen lassen sich auf beiden Seiten je vier Ein/Ausgangsmodule 2 einstecken. Die Stecker hierzu sind auf der Unterseite einer Verlängerung 35 angebracht, die seitlich aus der Schmalseite Ger Gehäuse 15 der Ein/Ausgangsmodule 2 herausragt und durch eine obere Abdeckung 14 für das Gehäuse 15 abgedeckt ist. Durch die Mitte dieser Verlängerung 35 ist eine unverlierbar gehalterte Schraube 16 mit Rändelkopf geführt, die Teil der Befestigung der Ein/Ausgangsmodule 2 ist. Bei einem Anziehen dieser Schraube 16 wird der Teil der Verlängerung 35, c^!:r die Stecker 12 umgibt, auf eine Dichtung 17 gepreßt, die Teil der Dichtung 5 für die Abdeckplatte 4 sein kann.On both sides of the cover plate 4 there are four multi-pin plug sockets 12 arranged in a row, each of which has a screw thread 13 in the middle. Four input/output modules 2 can be plugged into these sockets on both sides. The plugs for this are attached to the underside of an extension 35 which projects laterally from the narrow side of the housing 15 of the input/output modules 2 and is covered by an upper cover 14 for the housing 15. A captive screw 16 with a knurled head is passed through the middle of this extension 35 and is part of the fastening of the input/output modules 2. When this screw 16 is tightened, the part of the extension 35 which surrounds the plugs 12 is pressed onto a seal 17 which can ^be part of the seal 5 for the cover plate 4.

Bleibt ein Anschluß für ein Ein/Ausgangsmodul 2 ungenutzt, wird dieser mit einer Blindkappe 18 abgedeckt. Diese Blin^kappe kann mit einem um die Steckbuchsen und die ScfcPi befestigung herumgeführten Einpreßwulst 19 versehen sein, der einen wasserdichten Verschluß ermöglicht. Ein gleichartiger Wulst kann auch an der entsprechenden Stelle an der Unterseite derIf a connection for an input/output module 2 remains unused, it is covered with a blind cap 18. This blind cap can be provided with a press-in bead 19 around the sockets and the ScfcPi fastening, which enables a watertight closure. A similar bead can also be placed at the corresponding point on the underside of the

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Verlängerung 35 für die Ein/Ausgangsmodule angebracht sein.Extension 35 for the input/output modules must be installed.

Jede Abdeckplatte 14 der Ein/Ausgangsmodule 2 enthält in Vertiefungen 20 vier in Reihe angeordnete Steckbuchsen 21 in die Stecker (nicht dargestellt) für die Melde-, Stell- oder Meßglieder einsteckbar sind, und im Innern mit den Ein/Ausgangsstufen dieser Module verbunden sind. Bleibt ein Anschluß ungenutzt, wird auch dieser mit einer Kappe 22 verschlossen, wobei z. B. mit einem Gummi-0-Ring 23 ein wasserdichter Verschluß erfolgt, wenn die Kappe mit einer Schraube 24 angezogen wird. In ähnlicher Weise kann auch die Abdichtung der Stecker für die Steckbuchsen 21 bewirkt werden. Am Gehäuseboden des Steckverteilerkastens 1 ist eine dem Gehäuseboden angepaßte Kühlplatte 25 montiert, die wärmeleitend mit den im Innern vorgesehenen Leistungsteilen wie z. B. Leistungstransistoren in Verbindung steht. Die hierzu erforderlichen Durchbrüche durch den Gehäuseboden sind durch eine weitere Dichtung 26 abgedichtet. In ähnlicher Weise ist der Gehäuseboden der Ein/ Ausgangsmodule mit einer Kühlplatte 27 und einer Abdichtung 28 versehen. Diese Kühlplatte ragt auf der äußeren Schmalseite so weit über den Gehäuseboden hinaus, daß dort eine Befestigungsschraube 29 Platz findet, die von oben leicht zu erreichen ist. Hierdurch wird eine einfache Montage bzw. Auswechseln eines Ein/Ausgangsmoduls 2 über die beiden Schraubbefestigungen (16, 29) möglich. " 'Each cover plate 14 of the input/output modules 2 contains four sockets 21 arranged in series in recesses 20 into which plugs (not shown) for the signaling, actuating or measuring elements can be inserted, and which are connected internally to the input/output stages of these modules. If a connection remains unused, this is also closed with a cap 22, whereby a watertight seal is created, for example, with a rubber O-ring 23 when the cap is tightened with a screw 24. The plugs for the sockets 21 can also be sealed in a similar way. A cooling plate 25 adapted to the housing base of the plug-in distribution box 1 is mounted on the housing base, which is connected in a heat-conducting manner to the power components provided inside, such as power transistors. The openings through the housing base required for this are sealed with a further seal 26. In a similar way, the housing base of the input/output modules is provided with a cooling plate 27 and a seal 28. This cooling plate protrudes far enough beyond the housing base on the outer narrow side to accommodate a fastening screw 29 that is easily accessible from above. This enables an input/output module 2 to be easily installed or replaced using the two screw fastenings (16, 29). " '

Zur leichteren Montage der kompletten Ein/Ausgabebaugruppe ist das Gehäuse 6 des Steckverteilerkastens 1 und alle Ein/Ausgangsmodule 2 auf einem Montagerahmen 30 montiert. Dieser Montagerahmen 30 weist Gewindebohrungen 31 zur äußeren Befestigung der Ein/Ausgangsmodule 2 und unter dem Gehäuse 6 des Steckverteilerkastens 1 Durchbrüche auf, mit denen das Gehäuse 6 von unten auf dem Montagerahmen befestigt ist. An beiden Seiten des Montagerahmens ragen Befestigungsflächen 32 heraus, mit denen der Montagerahmen an der Maschine oder einem Anlageteil befestigt werden kann. Diese Befestigung kann mit jeweils einer Befestigungsschraube auf jeder Seite erfolgen oder falls erforderlich, über eine schwingungsdäitipfende und/oder i sol ie-To make it easier to assemble the complete input/output assembly, the housing 6 of the plug-in distribution box 1 and all input/output modules 2 are mounted on a mounting frame 30. This mounting frame 30 has threaded holes 31 for the external fastening of the input/output modules 2 and openings under the housing 6 of the plug-in distribution box 1, with which the housing 6 is fastened to the mounting frame from below. Fastening surfaces 32 protrude from both sides of the mounting frame, with which the mounting frame can be fastened to the machine or a part of the system. This fastening can be carried out with one fastening screw on each side or, if necessary, via a vibration-damping and/or insulated

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rende Befestigung an allen vier Ecken bewirkt werden, wenn am Befestigungsort harte Schwingungen zu erwarten sind, oder durch eine elektrisch leitende Verbindung z. B. ober Schutzleiterverbindungen sich eine Verbindungsschleife ergibt über die Störimpulse eingeschleppt werden können.This can be achieved by fastening at all four corners if strong vibrations are to be expected at the fastening location, or by an electrically conductive connection, e.g. via protective conductor connections, a connection loop is created via which interference pulses can be introduced.

In Fig. 3 ist ein Steckverteilerkasten (1) an unterschiedlichen Stellen geschnitten dargestellt. Das Gehäuse 40 besteht hier aus einem Kunststoffspritzgußteil, an dessen Boden 41 nach unten offene Befestigungsdome 42 angespritzt sind. Der Boden 41 weist ferner einen größeren Durchbruch 43 auf, durch den ein mit der Kühlplatte 44 verbundenes Wärmeleitblech 45 geführt ist. Das die Steckvorrichtungen 46 tragende Abdeckteil 47 ist hier gleichfalls ein Kunststoffspritzgußteil, das in Kammern 48 die Kontaktfedern 49 der Steckbuchsen für die Ein/ Ausgangsmodule haltert. Das Abdeckteil 47 ist über Schraubverbindungen 50 in den Befestigungsdomen 42 mit dem Gehäuse 40 verschraubt. Die wasserdichte Abdichtung wird durch umlaufende Gummiringe 51 oder Weichgummiplatten 52 sichergestellt.In Fig. 3, a plug-in distribution box (1) is shown in section at different points. The housing 40 consists here of a plastic injection molded part, on the bottom 41 of which fastening domes 42 are molded, which are open at the bottom. The bottom 41 also has a larger opening 43 through which a heat conducting plate 45 connected to the cooling plate 44 is guided. The cover part 47 carrying the plug-in devices 46 is also a plastic injection molded part here, which holds the contact springs 49 of the sockets for the input/output modules in chambers 48. The cover part 47 is screwed to the housing 40 via screw connections 50 in the fastening domes 42. The watertight seal is ensured by circumferential rubber rings 51 or soft rubber plates 52.

Unter dem Abdeckteil 47 ist eine Leiterplatte 53 vorgesehen, in die alle Anschlüsse der Steckverbindungen eingelötet sind und über die die Weiterverbindung erfolgt, über Haltebolzen mit Abstandsstücken 55 sind weitere Platten im Abstand montiert, die aus einer Leiterplatte 56 für den Logikbaustein und zwei Abschirmplatten 57 bestehen, welche nach oben und unten die Leiterplatte 56 für den Logikbaustein abdecken. Zur Abschirmung nach außen kann die Innenwand des Gehäuses 40 mit einem Abschirmbelag versehen sein (nicht dargestellt) oder der Spritzguß besteht aus einem elektrisch leitenden Material. Auf dem mit der Kühlplatte 44 verbundenen Wärmeleitblech 45 ist eine weitere Netzteil-Leiterplatte 58 und die Kühlkörper der Leistungshalbleiter 62 dieses Netzteils befestigt.A circuit board 53 is provided under the cover part 47, into which all the connections of the plug connections are soldered and via which the further connection is made, further plates are mounted at a distance via retaining bolts with spacers 55, which consist of a circuit board 56 for the logic module and two shielding plates 57, which cover the circuit board 56 for the logic module at the top and bottom. To shield from the outside, the inner wall of the housing 40 can be provided with a shielding coating (not shown) or the injection molding consists of an electrically conductive material. Another power supply circuit board 58 and the heat sinks of the power semiconductors 62 of this power supply are attached to the heat conducting plate 45 connected to the cooling plate 44.

Je nach den am Einsatzort zu erwartenden Umwelteinflüssen können weitere Vorrichtungen vorgesehen sein, die Schäden durch eindringende Restfeuchtigkeit verhindern. So kann z. B. in einer Kammer des Abdeckteils hygroskopisches Material ein-Depending on the environmental influences expected at the site, other devices can be provided to prevent damage caused by residual moisture penetrating. For example, hygroscopic material can be inserted into a chamber of the cover part.

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gebracht sein, &zgr;. B. Ober einem Durchbruch in der Kühlplatte 44 ein Filter oder ein Ventil angeordnet werden, das den überdruck entweichen läßt, oder eine direkte Membran vorgesehen sein, die durch Ausdehnung einen überdruck ausgleicht und/oder auf der Leiterplatte 53 ein Feuchtigkeitssensor angebracht sein, der bei einer Betauung oder zu hoher Feuchtigkeit ein Fehlersignal liefert.B. A filter or a valve can be arranged above an opening in the cooling plate 44 to allow the excess pressure to escape, or a direct membrane can be provided which compensates for excess pressure by expanding and/or a humidity sensor can be attached to the circuit board 53 which provides an error signal in the event of condensation or excessive humidity.

Die elektrische Verbindung zwischen den Leiterplatten kann über Vielfachsteckvorrichtungen erfolgen wie dies zwischen der Leiterplatte 53 zur Anschlußverteilung und der Leiterplatte für den Logikbaustein dargestellt ist, oder es sind flexible Leiterbahnen zwischen den Leiterplatten vorgesehen.The electrical connection between the circuit boards can be made via multiple plug devices as shown between the circuit board 53 for connection distribution and the circuit board for the logic module, or flexible conductor tracks are provided between the circuit boards.

In Fig. 4 und 5 ist ein Ein/Ausgangsmodul im Schnitt und in der Draufsicht ohne obere Abdeckung (14 in Fig. 2) dargestellt. Auch hier besteht das Gehäuse 70 aus einem an der Gehäuseinnenwand mit einer metallischen Abschirmung versehenem Kunststoffspritzgußteil, das am oberen Ende eine aus einer Schmalseite herausragende Verlängerung 71 aufweist. In dieser Verlängerung 71 sind die Anschlußsteckerstifte 72 zum Einstecken in den Steckverteilerkasten (1 in Fig. 1} befestigt und ein Durchbruch 73 für die Befestigungsschraube (16 in Fig. 1) vorgesehen. Das Gehäuse weist auf jeder Breitseite einen nach außen offenen Befestigungsäom' 74 auf, der zur Befestigung der oberen Abdeckung (14 in Fig. 2) dient. An der Innenwand des Gehäuses 70 sind an den Schmalseiten je zwei Stege 75 angespritzt, zwischen denen eine Leiterplatte 76 eingeschoben ist. Auf dieser Leiterplatte 76 befinden sich die elektronisehen Schaltungen für die Verstärkung, Anpassung und/oder ä Anzeige der Ein/Ausgangssignale. Die Leistungs-Endstufen fürIn Fig. 4 and 5, an input/output module is shown in section and in plan view without the upper cover (14 in Fig. 2). Here too, the housing 70 consists of a plastic injection molded part with a metallic shield on the inner wall of the housing, which has an extension 71 protruding from a narrow side at the upper end. In this extension 71, the connector pins 72 are attached for insertion into the plug-in distribution box (1 in Fig. 1) and an opening 73 is provided for the fastening screw (16 in Fig. 1). The housing has an outwardly open fastening hole 74 on each broad side, which serves to attach the upper cover (14 in Fig. 2). On the inner wall of the housing 70, two webs 75 are molded onto the narrow sides, between which a printed circuit board 76 is inserted. The electronic circuits for amplification, adaptation and/or display of the input/output signals are located on this printed circuit board 76. The power output stages for

die vier Ein/Ausgänge sind wärmeleitend mit einem Wärmeleitp blech 78 verbunden, das durch einen Durchbruch im GehäusebodenThe four inputs/outputs are connected in a heat-conducting manner to a heat-conducting plate 78, which is inserted through a hole in the housing base

mit der dort verschraubten Kühlplatte 79 verbunden ist. Die j, Abdichtung nach außen erfolgt auch hier über eine Weichgummi-% platte 80. Die elektrische Verbindung der Bauelemente auf derconnected to the cooling plate 79 screwed there. The j, sealing to the outside is also done here via a soft rubber plate 80. The electrical connection of the components on the

■■ Leiterplatte 76 mit den Anschlußsteckern 72 und den Anschlußfl büchsen auf der oberen Abdeckung (14 in Fig. 2) erfolgt über■■ The circuit board 76 with the connector plugs 72 and the connector sockets on the upper cover (14 in Fig. 2) is connected via

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Leitungen auf einer flexiblen Leiterbahn 81, in der die Anschlüsse eingelötet sind und die zur leichteren Montage in Schlaufen 82 geführt ist. Die Anzeige kann hierbei über LEDs erfolgen, die wie die Anschlüsse für die Steckbuchsen (21 in Fig. 1) auf der flexiblen Leiterplatte angelötet und durch in Fig. 1 dargestellte Durchbrüche 63 zu erkennen, nach außen durchsichtig und wasserdicht abgeschlossen sind.Lines on a flexible conductor track 81, in which the connections are soldered and which is guided in loops 82 for easier assembly. The display can be made using LEDs, which are soldered to the flexible circuit board like the connections for the sockets (21 in Fig. 1) and can be recognized through openings 63 shown in Fig. 1, are transparent to the outside and sealed watertight.

Durch den besonderen Aufbau wird es möglich, die Ein/Ausgangsmodule (2) leicht zu installieren, zu prüfen und/oder auszutauschen. Oft wird es erforderlich, die Ein/Ausgarig~stufen bezüglich ihrer Leistung, Strom oder Spannung an die Melde-Steil- oder Meßglieder der Anlage anzupassen. So können im Innern unterschiedlich aufgebaute Ein/Ausgangsstufen ausgewählt und entsprechend zusammengestellt am Steckverteilerkasten (1) angeschlossen werden, d. h. es wird ein einfacher modularer Aufbau möglich.The special design makes it possible to easily install, test and/or replace the input/output modules (2). It is often necessary to adapt the input/output stages to the signaling or measuring elements of the system in terms of their power, current or voltage. This means that input/output stages with different designs can be selected inside and connected to the plug-in distribution box (1) in the appropriate configuration, i.e. a simple modular design is possible.

An sich besteht die Möglichkeit, die einzelnen Stufen derart aufzubauen, daß sie sich sowohl als Eingangs- oder auch als Ausgangsstufen verwenden lassen, Hierzu wird jedoch oin zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich und/oder die Stufen lassen sich nicht optimal auslegen. Bei der erfindungsgemäßen Ein/Ausgabebaugruppe ist eine derartige Doppelverwendtmg nicht erforderlich, da hier durch die Auswahl der Moduln die erforderliche Anzahl an Ein- oder Ausgangsstufen weitgehend frei gewählt werden kann. So kann aus Module mit z. B. vier Eingangsstufen, Modulen mit z. B. 4 Ausgan.qsstufen die erforderliche Zahl ausgewählt werden. Zur besseren Anpassung an die jeweilige Zahl der Ein- oder Ausgänge können auch Module zur Auswahl stehen, die z. B. zwei Ein- und zwei AusgangäStufen enthalten.In principle, it is possible to construct the individual stages in such a way that they can be used as both input and output stages. However, this requires additional circuitry and/or the stages cannot be optimally designed. With the input/output module according to the invention, such dual use is not necessary, since the required number of input or output stages can be selected largely freely by selecting the modules. The required number can be selected from modules with, for example, four input stages or modules with, for example, four output stages. To better adapt to the respective number of inputs or outputs, modules can also be selected that contain, for example, two input and two output stages.

Bei einigen Anlagen oder Maschinen wird auch die Verarbeitung von analogen Signalen erforderlich. Hierzu können Module vorgesehen sein, die analoge Eingangssignale verarbeiten, d. h. bei vorgegebenen oder einstellbaren Signalpegeln entsprechendeSome systems or machines also require the processing of analog signals. For this purpose, modules can be provided that process analog input signals, i.e. at specified or adjustable signal levels, corresponding

digitale Signale weitergeben oder die analogen Eingangssignaie werden in einem Digital/Analogwandler in digitale Werte umgewandelt über den Signalbus an die Steuerung gegeben. In ähnlicher Weise können auch Ausgangsmodule so aufgebaut sein, daß sie digitale Signale in analoge Werte umwandeln und diese z. B. zu Steuerungszwecken an die Maschine bzw. Anlage weitergeben.pass on digital signals or the analogue input signals are converted into digital values in a digital/analogue converter and sent to the control system via the signal bus. In a similar way, output modules can also be designed so that they convert digital signals into analogue values and pass these on to the machine or system, e.g. for control purposes.

Durch die Möglichkeit, eine Diagnoseeinrichtung direkt am Steckvertei lerkast-en anschließen zu können, kann im Fehlerfall eine weitergehende Diagnose durchgeführt werden, die mit Hilfe des Logikbausteines eine Fehlerermittlung bis hin zu den einzelnen Melde-, Stell- oder Meßgliedern ermöglicht. Zur leichteren Ermittlung der einzelnen Steckverbindungen können neben diesen in den oberen Abdeckungen 4, 14, 47 Schlitze 33 vorgesehen werden, in die sich von der Seite her Bezeichnungsschilder 34 festklemmend einschieben lassen.The possibility of connecting a diagnostic device directly to the plug-in distribution box means that in the event of a fault, a more detailed diagnosis can be carried out, which, with the help of the logic module, enables fault detection down to the individual signaling, actuating or measuring elements. To make it easier to identify the individual plug connections, slots 33 can be provided in the upper covers 4, 14, 47, into which labeling plates 34 can be inserted and clamped from the side.

Claims

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Expectations

1. Decentralized input/output module for electronic controls, in particular programmable logic controllers, which can be attached to or in the immediate vicinity of the machine or the part of the system to be controlled and is connected to the electronic control via a bus line for the transmission of input/output signals, characterized by a plug-in distribution box (1) which has at least one plug connection (8) for the bus line, further plug connections (12) for input/output modules (2) with identical or different input/output stages (77), the plug-in distribution box (1) contains a Lovjik module (56) which is particularly shielded from the outside and which controls the intended exchange of signals between the control and the input/output stages (77) and their distribution via the bus line, and the input/output module including all plug connections is designed to be dust- and/or waterproof.

2. Input/output module according to claim 1 ₁ , characterized in that the plug-in distribution box (1) has a further plug connection for the power supply of the logic module and the input/output modules (2) via their plug connections (12).

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3. Input/output module according to one of claims 1 or 2, characterized in that the plug-in distribution box (1) has an upper cover plate (4) in which all plug connections (7, 8, 9, 12) are arranged and the plug-in devices are inserted into these plug connections (7, 8, 9, 12) from above.

4. Input/output module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plug-in distribution box (1) has an upper cover plate (4) in which a row of similar plug-in devices (12, 48, 49) for the input/output modules (2) are provided on at least one outer edge.

5. Input/output module according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the middle part of the upper cover plate (4,47) of the plug-in distribution box (1) two plug connections (8) for bus lines are provided, one plug connection serving for the distribution of the signal bus.

6. Input/output module according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the middle part of the upper cover plate (4,47) of the plug-in distribution box (1) a plug-in device (9) for a diagnostic device is provided.

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7. Input/output module according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the middle part of the upper cover plate (4,47) of the plug-in distribution box (1) a display device (11) for the address of the respective input or output stage and/or the status for this input/output is provided.

8. Input/output module according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the plug-in distribution box (1) a circuit board (53) is provided parallel to the upper cover plate (47), in which the connections (49) for the plug connections (46, 49) fastened to the cover plate (47) and an internal multiple plug device (61) for a logic module (56) are soldered.

9. Input/output module according to one of claims 2 to 8, characterized in that in the plug-in distribution box (1) parallel to the upper cover plate (47) a circuit board

(56) is provided on which the components of the logic module are arranged.

10. Input/output module according to claim 9, characterized in that a shielding plate (57) is provided in the plug-in distribution box (1) above and/or below the circuit board (56) for the logic module.

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11. Input/output module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the components for the power supply are accommodated in the lower part of the plug-in distribution box (1), and the power parts (62) of the power supply are connected in a heat-conducting manner to a cooling body (44) which is designed as part of the base (41) of the plug-in distribution box (1), or protrudes from the base of the plug-in distribution box _v

12. Input/output module according to claim 11, characterized in that the cooling body is designed as a cooling plate (25, 44) which is attached to the bottom of the plug-in distribution box (1) and the bottom of the plug-in distribution box (1) has at least one opening (43) through which fastening elements or heat conducting plates for the power

parts (62) of the power supply heat-conducting with the j

cooling plate (25,44)".

13. Input/output module according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the lower part of the plug-in distribution box an additional circuit board (58) is provided parallel to the upper cover part (47), on which components for the power supply are arranged.

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14. Input/output module according to one of claims 1 to 13, characterized in that the input/output modules (2) are arranged outside the plug-in distribution box (1) and are mechanically and electrically connected to the plug-in distribution box or the corresponding electrical connections in the plug-in distribution box (1) via a plug-in device.

15. Input/output module according to one of claims 1 to 14, characterized in that the input/output modules (2) have an upper cover (14) in which a row of plug sockets (21) are provided, which serve to connect the signaling, actuating or measuring elements distributed on the machine or system.

16. Input/output module according to one of claims 1 to 15,

&igr; characterized in that the input/output modules (2)

\ on its narrow side a lateral extension (35,71)

f, on the underside of which plug pins (72)

for the electrical connection to the plug distribution box (1) and through which a screw connection (16) is guided, which serves for the mechanical fastening to the plug distribution box (1). _f

17. Connector according to one of claims 1 to 16, characterized in that the individual input/output modules (2) have narrow housings (70) in which the input/output stages for the signals coming in or going out via the plug sockets (21) are amplified or adapted.

18. Input/output module according to one of claims 1 to 17, characterized in that the individual input/output modules (2) have a cooling plate (27, 79) on the bottom of their housing (70), which is connected in a heat-conducting manner to cooling plates (78) for the power semiconductors of the input/output stages.

19. Input/output module according to claim 18, characterized in that the cooling plate (2" ⁷ ^) is fastened to the bottom of the housing of the individual input/output modules (2) and is designed in such a way that it projects with one end beyond the bottom of the housing and this end receives a fastening element (29).

20. Input/output module group according to one of claims 1 to 19, characterized in that the housings (70) of the individual input/output modules (2) are designed in such a way that several, in particular four, input/output modules (2) can be plugged in next to one another on one or two sides of the plug-in distribution box (1).

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21. Ein/Ausgabebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gehäusen (70) die Verbindung der einzelnen Ein/Ausgangsmodule (2) mit der Steckvorichtung (72) zum Steckverteilerkasten (1) und/oder einer Reihe von Steckbuchsen (21) für die einzelnen Ein/ Ausgänge über zumindest in Teilbereichen flexibel ausgebildete Leiterbahnen (81) erfolgt, die derart ausgebildet sind, daß eine Demontage der Abdeckung (14) mit den Steckvorrichtungen ohne e.ln Auslöten möglich ist.21. Input/output module according to one of claims 1 to 20, characterized in that in the housings (70) the connection of the individual input/output modules (2) with the plug device (72) to the plug distribution box (1) and/or a series of plug sockets (21) for the individual inputs/outputs takes place via conductor tracks (81) which are flexible at least in some areas and are designed in such a way that the cover (14) with the plug devices can be dismantled without desoldering.

22. Ein/Ausgabebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Steckverteilerkasten (1) eingesteckten Ein/Ausgangsmodule (2) aus einer Reihe unterschiedlich aufgebauter Ein/Ausgangsmodule z.B bezüglich der Ausgangsleistung oder sonstiger Anpassungen und/ oder ihrer Anzahl entsprechend den Anforderungen der Haschine oder Anlage ausgewählt sind.22. Input/output module according to one of claims 1 to 21, characterized in that the input/output modules (2) plugged into the plug-in distribution box (1) are selected from a series of differently constructed input/output modules, e.g. with regard to the output power or other adaptations and/or their number, in accordance with the requirements of the machine or system.

23. Ein/Ausgabebaugruppe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß Ein/Ausgangsmodule (2) mit Ein- oder Ausgänge in einer anderen Technik, wie Fluid-Technik, Glasfasertechnik oder Pneumatik aufgebaut sind.23. Input/output module according to claim 22, characterized in that input/output modules (2) with inputs or outputs are constructed using another technology, such as fluid technology, fiber optic technology or pneumatics.

24. Ein/Ausgabebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverteilerkasten (1) auf einem Montagerahmen (30) oder einer Montageplatte befestigt ist, die seitliche Befestigungsflächen aufweist die sich unterhalb der eingesteckten Ein/Ausgangsmodule erstrecken und der zusätzlichen Befestigung (29) dieser Ein/Ausgangsmodule (2) dienen.24. Input/output module according to one of claims 1 to 23, characterized in that the plug-in distribution box (1) is fastened to a mounting frame (30) or a mounting plate which has lateral fastening surfaces which extend below the plugged-in input/output modules and serve for the additional fastening (29) of these input/output modules (2).

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25. Input/output module according to one of claims 1 to 24, characterized in that the plug connections (7,8,9,

21) for the external connections of the plug-in distribution box (1) and the plugged-in input/output modules (2) lie approximately in one plane, and that next to the plug connections, holders, in particular insertion slots (33) for replaceable label plates (34) are provided -rind.

26. Input/output module according to one of claims 1 to 25, characterized in that the plug devices are provided with seals which enable sealing with and without a plug connection, in particular caps (18,

22) are provided with which unused plugs and sockets can be sealed by screwing or clamping.

27. Input/output module according to one of claims 1 to 26, characterized in that openings are provided in the plug-in distribution box (1) and/or in the individual input/output modules (2) which are closed in such a way that they enable pressure equalization to the outside and thereby largely prevent the ingress of dust and/or moisture. ,

28. Input/output module according to one of claims 1 to 27, characterized in that a humidity sensor is provided in the housing (40) of the plug-in distribution box (1) and/or the input/output modules (2), which generates an error signal in the event of increased humidity or condensation.

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29. Input/output module according to one of claims 1 to 28, characterized in that the housing (40) of the plug-in distribution box (iy) and/or the input/output modules (2) is designed as a plastic injection-molded part which has a shielding metallization on the inner wall or is made of an electrically conductive material.

30. Input/output module according to one of claims 1 to 29, characterized in that the input/output modules (2) are assembled by selecting modules which contain either several, in particular four, input stages or several, in particular four, output stages.

31. Input/output module according to claim 30, characterized in

' indicates that individual modules are available for selection, half of which contain input stages and the other half output stages.

32. Input/output module according to one of claims 30 or 31, characterized in that individual modules are available for selection which process analog input signals, in particular detect a signal level or a threshold value, or convert the input signals into digital values via an analog/digital converter.

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EA-ER/95 10 for the 33. Input/output module according to a of claims 30 31, characterized , that individual modules

There are several options available that process digital output signals, in particular converting them into analog control voltages via a digital/analog converter.

34. Input/output module according to one of claims 1 to 33 characterized in that in the plug-in distribution box (1) two plug connections (8) for bus connections are provided, which serve to connect the input/output module into a ring line for bus connections of other input/output modules.

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