EP2511984A1 - Anordnung zum Steuern einer Anlage - Google Patents

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EP2511984A1
EP2511984A1 EP20120163231 EP12163231A EP2511984A1 EP 2511984 A1 EP2511984 A1 EP 2511984A1 EP 20120163231 EP20120163231 EP 20120163231 EP 12163231 A EP12163231 A EP 12163231A EP 2511984 A1 EP2511984 A1 EP 2511984A1
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EP
European Patent Office
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module
plug
data transmission
control
contacts
Prior art date
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EP20120163231
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EP2511984B1 (de
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Dipl.-Ing. Thomas Warneke
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/2458—Electrical interconnections between terminal blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/4811—Spring details
    • H01R4/4816—Spring details the spring shape preventing insertion of the conductor end when the spring is unbiased
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2625—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4809—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a leaf spring to bias the conductor toward the busbar
    • H01R4/484—Spring housing details

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for controlling a system, comprising a control and / or data transmission module for latching onto a mounting rail and a plurality of I / O plug-in modules.
  • the aforementioned circuit elements are usually not integrated in the automation solutions from the factory to keep the size of the aforementioned devices as small and compact, and therefore require additional space on the mounting rail and specially tailored to the circuit elements and consuming wiring and / or documentation.
  • additional circuit with the aforementioned circuit elements is necessary.
  • the cabinet must be costly and / or time-consuming rebuilt, so that the additional circuit elements can be installed.
  • the invention is based on the object to provide an arrangement for controlling a system, which is particularly flexible in terms of possible additional circuit elements configurable.
  • the object of the invention is achieved by an arrangement for controlling a system, with a control and / or data transmission module for snapping onto a mounting rail and a plurality of I / O plug-in modules, each I / O plug-in module having a plurality of terminal contacts for connecting the System, each I / O plug-in module has a plurality of plug contacts for plugging onto the control and / or data transmission module such that in the plugged state, an electrical connection between the I / O plug-in module and the control and / or data transmission module is made, and at least one I / O plug-in module has an electrical circuit element and the electrical circuit element is arranged in the current path between at least one clamping contact and at least one plug-in contact.
  • the invention thus goes a new way, in which not, as known from the prior art, additional Circuit elements are arranged separately from the arrangement or the control and / or data transmission module and / or the I / O plug-in module, for example on a further mounting rail, but are arranged in and / or on the input / output (I / O) plug-in module ,
  • a circuit element can subsequently be arranged on an I / O plug-in module, ie, for example, after the control and / or data transmission module and the I / O plug-in modules have been arranged in a control cabinet on a mounting rail, or else in alternative or Additionally, replace an I / O cartridge with another I / O cartridge that has the circuitry required for the equipment.
  • the arrangement according to the invention thus makes it possible, in particular in control cabinets with high packing densities, that the installed automation solutions can be adapted extremely flexibly to changed system requirements, for example during so-called "last-minute" changes in the test phase of the system without additional space on the mounting rail is required, and without the wiring of the control and / or data transmission module as well as the I / O plug-in modules comprehensive automation solutions must be changed in a complex manner or the control cabinet has to be rebuilt.
  • the arrangement according to the invention also makes it possible to produce the I / O plug-in modules in a particularly favorable manner, since not all potentially required circuit elements "in stock" in the I / O plug-in module must already be integrated during the production of the I / O plug-in module, Thus, so the I / O plug-in module, as before, can be produced in unaltered size, however, if necessary, required additional circuit elements in particularly flexible and easier Way in and / or on an I / O plug-in module can be arranged. Furthermore, according to the invention, it is preferred that all I / O plug-in modules of the arrangement according to the invention each have an electrical circuit element.
  • the invention makes it possible, for example, for a 24 volt output provided by the control and / or data transmission module or by the I / O plug-in module to provide a voltage of 60 to 230 volts by means of an electrical circuit element designed as a coupling relay without an exchange of the control and / or data transmission module is necessary.
  • control and / or data transmission module is configured such that on the one hand interfaces for electrical connection to the I / O plug-in modules are provided, and on the other hand in addition to a controller for controlling the system and communication and / or interface connections for connecting the control and / or data transmission module are provided with further control and / or data transmission modules.
  • control and / or data transmission module can also be designed such that in addition to the aforementioned communication and / or interface connections for data transmission instead of a controller, a bus terminal is provided, the I / O plug-in modules can be plugged onto the bus terminal.
  • a Such bus terminal can be designed as any known from the prior art bus terminal.
  • terminal contacts and / or plug contacts may also be any known from the prior art contact means for connecting the one part of the modules of the inventive arrangement with each other and on the other hand for connecting the I / O plug-in modules are provided with the system.
  • the electrical circuit element can be configured as desired.
  • the electrical circuit element is designed as a passive and / or as an active electrical component, in particular as a resistor, a filter choke, a capacitor, a semiconductor circuit, a DC / DC voltage converter, a signal separator, a line driver and / or a relay.
  • the electrical circuit element may also comprise a circuit board and / or a heat sink.
  • a "suitable" electrical circuit element can thus be selected application-specifically, then preferably arranged in the I / O plug-in module and / or an I / O plug-in module with such a "matching" circuit element on the control and / or data transmission module snapped.
  • the electrical circuit element comprises a safety relay with a signaling contact and the signaling contact is connected to the plug contacts.
  • the I / O plug-in module has a housing, and the electrical circuit element is disposed within the housing and / or from outside the housing to a arranged on the housing clamping contact can be plugged. Accordingly, it is thus possible according to this embodiment of the invention that the electrical circuit element can not only be pre-assembled within the housing, but also subsequently, so if the inventive arrangement, for example, already mounted in a cabinet, attachable to the housing of the I / O plug-in module is, so that a particularly space-saving required for the system and possibly found after installation of the inventive arrangement functionality by simply plugging the electrical circuit element on the housing or on a arranged on the housing terminal contact of the I / O plug-in module can be realized.
  • the electrical circuit element from outside the housing to a arranged on the housing clamping contact can be plugged and the I / O plug-in module is designed such that alternatively the system via a terminal contact with the I / O plug-in module is connectable and an electrical circuit element by plugging on the terminal contact with the I / O plug-in module is connectable.
  • an I / O module can perform two functions, that is, on the one hand enables the connection of an actuator and / or sensor of the system and, on the other hand, allows an electrical circuit element to be the same Clamping contact can be plugged.
  • the I / O module can be connected in different ways without the configuration of the I / O plug-in module having to be changed.
  • the electrical circuit element can be plugged from outside the housing onto a clamping contact arranged on the housing, and the I / O plug-in module is designed such that the system can be connected to the I / O plug-in module via a first part of the terminal contacts and an electrical circuit element is connectable by plugging on a second part of the terminal contacts with the I / O plug-in module. Accordingly, it is therefore preferred that a part of the clamping contacts can be brought into contact with the system, while another part of the clamping contacts is designed for plugging the circuit element onto the clamping contacts. In this context, it is further preferred that the second part of the clamping contacts is arranged at a distance from the first part of the clamping contacts.
  • the I / O plug-in module to a patch panel on which the second part of the terminal contacts is arranged so that in a particularly simple manner and separated from, for example, from the first part of the terminal contacts to conditioning cables an electrical circuit element plugged onto this separate patch panel is.
  • the aforementioned plug-in field can be arranged on the one hand at one end of the I / O plug-in module or also between a group of terminal contacts on the I / O plug-in module.
  • control and / or communication module may be programmable and / or configurable in any manner known in the art. According to another preferred Embodiment of the invention, however, it is preferred that the control and / or data transmission module is configurable with respect to the pluggable I / O plug-in modules and the I / O plug-in modules are configured such that when removing a first I / O plug-in module from the control and / or or communication module and then attaching a second I / O plug-in module to the control and / or data transmission module, no change to the configuration of the control and / or data transmission module is required.
  • an I / O plug-in module can be exchanged for another I / O plug-in module, which preferably has a different electrical circuit element than the first I / O plug-in module, without the control and / or data transmission module being reconfigured got to.
  • another I / O plug-in module which preferably has a different electrical circuit element than the first I / O plug-in module, without the control and / or data transmission module being reconfigured got to.
  • control and / or data transmission module can have a certain number of I / O plug-in modules, for example 2, 4 or 8 I / O plug-in modules, which each have inputs and / or outputs for connection to sensors or actuators of the system.
  • the arrangement comprises an expansion module, wherein the expansion module with the control and / or data transmission module is connectable such that in the connected state, an electrical connection between the expansion module and the control and / or data transmission module is manufactured, and the expansion module is configured such that an I / O plug-in module can be latched onto the expansion module and in the latched state, an electrical connection between the I / O plug-in module and the expansion module is made.
  • the expansion module is configured such that a second expansion module is connectable to the aforementioned first expansion module, so that in the connected state, both expansion modules, an electrical connection between the two expansion modules is made.
  • the arrangement according to the invention can be extended by any number of I / O plug-in modules for connecting sensors and / or actuators to a system, so that the arrangement can be used in a particularly flexible manner for controlling systems of different sizes.
  • the width of the I / O plug-in module corresponds to the width of the expansion module.
  • an expansion module can be configured such that 2, 4, 6 or 8 I / O plug-in modules can be plugged onto the expansion module.
  • the arrangement according to the invention can be modularly expanded with an arbitrary number of I / O modules and can therefore be used particularly flexibly.
  • the size of the housing of the I / O plug-in module can be arbitrary. According to a particularly preferred embodiment of the invention, however, it is provided that the I / O plug-in module, ie preferably the housing of the I / O plug-in module, in the area by the I / O plug-in module in the inserted state rests against the control and / or data transmission module , has a width of 12 mm and a height of 18 mm.
  • Fig. 1 shows an inventive arrangement for controlling a system with a control and / or data transmission module 1 for snapping onto a mounting rail 2, not shown, with a plurality of I / O plug-in modules 3rd
  • the control and / or data transmission module 1 has a plurality of contacts 4, which establish an electrical connection with provided on the I / O plug-in module 3 terminal contacts 5 by snapping an I / O plug-in module 3 on the control and / or data transmission module.
  • the aforementioned snapping is in Fig. 1 and Fig. 2 , which shows the control and / or data transmission module 1 and the I / O plug-in module 3 in a sectional view, symbolized by arrow 6.
  • the I / O plug-in module 3 In the latched state, the I / O plug-in module 3 is located in the area of the plug-in contacts 5 directly on the control and / or data transmission module 1.
  • the I / O plug-in module has 3 terminal contacts 8. While, how out Fig. 1 it can be seen that four I / O plug-in modules 3 can be snapped onto the control and / or data transmission module 1, expansion modules 9 can be connected to the control and / or data transmission module 1, so that in the connected state an electrical connection between the expansion module 9 and the control module and / or data transmission module 1 is produced.
  • the expansion module 9 is configured in such a way that an I / O expansion module 3 can likewise be snapped onto the expansion module 9.
  • control and / or data transmission module 1 has communication interfaces 10 for connection to further control and / or data transmission modules 1, as well as a microprocessor, not shown, for controlling the system.
  • At least one I / O plug-in module 3 has an electrical circuit element 11 which is arranged in the current path between a clamping contact 8 and a plug contact 5.
  • the electrical circuit element 11 may, on the one hand, as in Fig. 1 or Fig. 3a shown locked onto the I / O plug-in module 3, for example, snapped into the terminal contacts 8, or, as in Fig. 2 shown to be disposed within the housing of the I / O plug-in module 3.
  • the electrical circuit element 11 can in principle be embodied as any passive and / or active electrical component, for example as a resistor, a filter choke, a capacitor, a semiconductor circuit, a DC / DC voltage converter, a signal separator, a power driver and / or a Relays, as in Fig. 2 shown include.
  • the electrical circuit element 11 may be designed as a safety relay for establishing a safety-relevant circuit, wherein the safety relay may comprise a signaling contact, which may also be connected to the plug contacts 5.
  • a second part 12 of the terminal contacts 8 spaced from a first part 13 of the terminal contacts 8 may be arranged so that on such a patch panel 14, an electrical circuit element 11 can be plugged.
  • a heat sink 15 is provided, which can be plugged onto the terminal contacts 8, so that a heat caused by the electrical circuit element 11 heat can be dissipated through the heat sink 15, as in Fig. 1 or Fig. 3c shown.
  • circuit element 11 is arranged in or on the I / O plug-in module 3, even after the arrangement according to the invention has already been installed in a control cabinet, additional circuits can be realized in a particularly simple manner, that one for the additional circuit necessary electrical circuit element 11 to the I / O plug-in module 3, as in Fig. 3a shown, plugged.
  • additional circuits can be realized in a particularly simple manner by means of a circuit element 11 designed as an optocoupler circuit, without the entire arrangement having to be replaced in the control cabinet.
  • all or part of the terminal contacts 8 may be designed such that either a sensor and / or an actuator of the system with the terminal contact 8 is connectable or an electrical circuit element 11 can be snapped onto the terminal contact 8.
  • the arrangement according to the invention also makes it possible, since the housing of the I / O plug-in module 3 in the region of the plug contacts 5 only has a width of 12 mm at a height of 18 mm, that a particularly space-saving Installation in a control cabinet to achieve a high packing density with a high number of I / O connections per meter cabinet width is possible, but which is extremely flexible configurable to different plant circuits.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern einer Anlage, mit einem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) zum Aufrasten auf eine Montageschiene (2) und einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen (3), wobei jedes E/A Steckmodul (3) eine Mehrzahl von Klemmkontakten (8) zum Anschließen der Anlage aufweist, jedes E/A Steckmodul (3) eine Mehrzahl von Steckkontakten (5) zum Aufstecken auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) derart aufweist, dass im aufgesteckten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem E/A Steckmodul (3) und dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) hergestellt ist, und wenigstens ein E/A Steckmodul (3) ein elektrisches Schaltungselement (11) aufweist und das elektrische Schaltungselement (11) im Strompfad zwischen wenigstens einem Klemmkontakt (8) und wenigstens einem Steckkontakt (5) angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird es in Schaltschränken mit hohen Packungsdichten möglich, dass die installierten Automatisierungslösungen (1, 3) äußerst flexibel an geänderte Anlagenanforderungen angepasst werden können.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Steuern einer Anlage, mit einem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul zum Aufrasten auf eine Montageschiene und einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen.
  • Die fortschreitende Miniaturisierung von Automatisierungslösungen zur Steuerung von Anlagen ermöglicht immer höhere Packungsdichten in Schaltschränken, so dass bei der Installation einer derartigen Automatisierungslösung in einem Schaltschrank die Anzahl der Eingabe/Ausgabe-Punkte zum Anschließen von Sensoren bzw. Aktoren zur Steuerung der Anlage pro Meter Schaltschrankbreite vergrößert werden kann. Zusätzlich werden applikationsbedingt bei manchen Anwendungen weitere Schaltungselemente, wie z.B. Entstörfilter, Überspannungs-Schutzelemente und/oder Mess- oder Anschlusswiderstände benötigt, die vielfach als nachträglich installierbares Zubehör zur Montage auf eine in dem Schaltschrank vorgesehene Montageschiene angeboten werden.
  • Vorgenannte Schaltungselemente sind in der Regel jedoch nicht in den Automatisierungslösungen ab Werk integriert, um die Baugröße vorgenannter Geräte möglichst klein und kompakt zu halten, und benötigen daher zusätzlichen Platz auf der Montageschiene sowie speziell auf die Schaltungselemente abgestimmten und aufwendigen Verdrahtungs- und/oder Dokumentationsaufwand. Vielfach wird erst nach Fertigstellung der kompletten Verdrahtung des Schaltschranks erkannt, beispielsweise in der Erprobungsphase einer Anlage, dass eine Zusatzbeschaltung mit vorgenannten Schaltungselementen notwendig ist. Wenn jedoch aufgrund der hohen Packungsdichte kein freier Platz mehr auf der Montageschiene vorhanden ist, muss der Schaltschrank kosten- und/oder zeitaufwändig umgebaut werden, damit die zusätzlichen Schaltungselemente installiert werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zum Steuern einer Anlage anzugeben, die besonders flexibel hinsichtlich möglicher zusätzlicher Schaltungselemente konfigurierbar ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Demnach wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Anordnung zum Steuern einer Anlage, mit einem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul zum Aufrasten auf eine Montageschiene und einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen, wobei jedes E/A Steckmodul eine Mehrzahl von Klemmkontakten zum Anschließen der Anlage aufweist, jedes E/A Steckmodul eine Mehrzahl von Steckkontakten zum Aufstecken auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul derart aufweist, dass im aufgesteckten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem E/A Steckmodul und dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul hergestellt ist, und wenigstens ein E/A Steckmodul ein elektrisches Schaltungselement aufweist und das elektrische Schaltungselement im Strompfad zwischen wenigstens einem Klemmkontakt und wenigstens einem Steckkontakt angeordnet ist.
  • Die Erfindung geht damit einen neuen Weg, in dem nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, zusätzliche Schaltungselemente separat von der Anordnung bzw. dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul und/oder dem E/A Steckmodul, beispielsweise auf einer weiteren Montageschiene, angeordnet werden, sondern in und/oder auf dem Eingabe/Ausgabe (E/A) Steckmodul angeordnet sind. Somit lässt sich in besonders einfacher Weise zum einen ein Schaltungselement nachträglich an einem E/A Steckmodul anordnen, also beispielsweise nachdem das Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul und die E/A Steckmodule in einem Schaltschrank auf einer Montageschiene angeordnet wurden, oder aber in alternativer bzw. zusätzlicher Weise ein E/A Steckmodul gegen ein anderes E/A Steckmodul austauschen, welches das für die Anlage benötigte Schaltungselement aufweist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird es also insbesondere in Schaltschränken mit hohen Packungsdichten möglich, dass die installierten Automatisierungslösungen äußerst flexibel an geänderte Anlagenanforderungen angepasst werden können, beispielsweise bei sogenannten "last minute"-Änderungen in der Erprobungsphase der Anlage, ohne dass zusätzlicher Platz auf der Montageschiene benötigt wird, und ohne dass die Verdrahtung der das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul sowie der die E/A Steckmodule umfassenden Automatisierungslösungen in aufwändiger Weise geändert werden muss oder der Schaltschrank dazu umgebaut werden muss. Ebenfalls ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung, dass die E/A Steckmodule weiterhin in besonders günstiger Weise herstellbar sind, da nicht alle möglicherweise benötigten Schaltungselemente "auf Vorrat" in dem E/A-Steckmodul bereits bei der Herstellung des E/A Steckmoduls integriert sein müssen, somit also das E/A Steckmodul, wie bisher, in unveränderter Größe herstellbar ist, allerdings bei Bedarf benötigte zusätzliche Schaltungselemente in besonders flexibler und einfacher Weise in und/oder auf einem E/A Steckmodul angeordnet werden können. Weiterhin ist gemäß der Erfindung bevorzugt, dass alle E/A-Steckmodule der erfindungsgemäßen Anordnung jeweils ein elektrisches Schaltungselement aufweisen.
  • Dadurch, dass das elektrische Schaltungselement in dem Strompfad zwischen einem Klemmkontakt und einem Steckkontakt, also zwischen der Anlage und dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul, angeordnet ist, können mittels des elektrischen Schaltungselements Eingangssignale und/oder Ausgangssignale unmittelbar durch das elektrische Schaltungselement beeinflusst werden. Somit wird es durch die Erfindung beispielsweise möglich, dass ein durch das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul bzw. durch das E/A Steckmodul bereitgestellter 24 Volt Ausgang durch ein als Koppelrelais ausgeführtes elektrisches Schaltungselement eine Spannung von 60 bis 230 Volt bereitstellen kann, ohne dass ein Austausch des Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmoduls notwendig ist.
  • Vorzugsweise ist das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul derart ausgestaltet, dass zum einen Schnittstellen zum elektrischen Verbinden mit den E/A Steckmodulen vorgesehen sind, sowie zum anderen neben einer Steuerung zum Steuern der Anlage auch Kommunikations-und/oder Schnittstellenverbindungen zum Verbinden des Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmoduls mit weiteren Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodulen vorgesehen sind. Ebenfalls kann das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul auch derart ausgestaltet sein, dass neben vorgenannten Kommunikations- und/oder Schnittstellenverbindungen zur Datenübertragung anstelle einer Steuerung eine Busklemme vorgesehen ist, wobei die E/A Steckmodule auf die Busklemme aufsteckbar sind. Eine derartige Busklemme kann als beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Busklemme ausgeführt sein. Anstelle von Klemmkontakten und/oder Steckkontakten können ebenfalls beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktmittel zum Verbinden einerseits der Module der erfindungsgemäßen Anordnung untereinander sowie andererseits zum Verbinden der E/A Steckmodule mit der Anlage vorgesehen sein.
  • Grundsätzlich kann das elektrische Schaltungselement beliebig ausgestaltet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das elektrische Schaltungselement als ein passives und/oder als ein aktives elektrisches Bauelement ausgeführt, insbesondere als ein Widerstand, eine Filterdrossel, ein Kondensator, eine Halbleiterschaltung, ein DC/DC-Spannungswandler, ein Signaltrenner, ein Leitungstreiber und/oder ein Relais. Darüber hinaus kann das elektrische Schaltungselement ebenso eine Platine und/oder einen Kühlkörper umfassen. Gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung lässt sich also applikationsspezifisch ein "passendes" elektrisches Schaltungselement auswählen, dann vorzugsweise in dem E/A Steckmodul anordnen und/oder ein E/A Steckmodul mit einem derart "passenden" Schaltungselement auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul aufrasten. In diesem Zusammenhang ist ganz besonders bevorzugt, dass das elektrische Schaltungselement ein Sicherheitsrelais mit einem Meldekontakt umfasst und der Meldekontakt mit den Steckkontakten verbunden ist. Somit lassen sich also auch in besonders einfacher Weise sicherheitsrelevante Applikationen durch das E/A Steckmodul realisieren, ohne dass eine aufwändige Zusatzbeschaltung in dem Schaltschrank notwendig ist, die zusätzlichen Platz auf einer Montageschiene benötigt.
  • Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das E/A Steckmodul ein Gehäuse aufweist, und das elektrische Schaltungselement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und/oder von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt aufsteckbar ist. Demnach ist also gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung möglich, dass das elektrische Schaltungselement nicht nur innerhalb des Gehäuses vormontiert sein kann, sondern auch nachträglich, also wenn die erfindungsgemäße Anordnung beispielsweise bereits in einem Schaltschrank montiert ist, auf das Gehäuse des E/A-Steckmoduls aufsteckbar ist, so dass besonders platzsparend eine für die Anlage benötigte und möglicherweise nach Installation der erfindungsgemäßen Anordnung festgestellte Funktionalität durch einfaches Aufstecken des elektrischen Schaltungselements auf das Gehäuse bzw. auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt des E/A Steckmoduls realisierbar ist.
  • Nach einer anderen Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass das elektrische Schaltungselement von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt aufsteckbar ist und das E/A Steckmodul derart ausgestaltet ist, dass alternativ die Anlage über einen Klemmkontakt mit dem E/A Steckmodul verbindbar ist und ein elektrisches Schaltungselement durch Aufstecken auf den Klemmkontakt mit dem E/A Steckmodul verbindbar ist. Das bedeutet also, dass gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, dass ein E/A Modul zweierlei Funktionen ausüben kann, also zum einen das Verbinden eines Aktors und/oder Sensors der Anlage ermöglicht und zum anderen ermöglicht, dass ein elektrisches Schaltungselement auf den gleichen Klemmkontakt aufsteckbar ist. Insofern ist vorgesehen, dass das E/A Modul in unterschiedlicher Weise beschaltbar ist, ohne dass die Konfiguration des E/A Steckmoduls geändert werden muss.
  • In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass das elektrische Schaltungselement von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt aufsteckbar ist und das E/A Steckmodul derart ausgestaltet ist, dass die Anlage über einen ersten Teil der Klemmkontakte mit dem E/A Steckmodul verbindbar ist und ein elektrisches Schaltungselement durch Aufstecken auf einen zweiten Teil der Klemmkontakte mit dem E/A Steckmodul verbindbar ist. Demnach ist also bevorzugt, dass ein Teil der Klemmkontakte mit der Anlage in Verbindung gebracht werden kann, während ein anderer Teil der Klemmkontakte zum Aufstecken des Schaltungselements auf die Klemmkontakte ausgestaltet ist. In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass der zweite Teil der Klemmkontakte beabstandet von dem ersten Teil der Klemmkontakte angeordnet ist. Vorzugsweise weist das E/A Steckmodul dazu ein Steckfeld auf, an dem der zweite Teil der Klemmkontakte angeordnet ist, so dass in besonders einfacher Weise und getrennt von beispielsweise von dem ersten Teil der Klemmkontakte zur Anlage führenden Kabeln ein elektrisches Schaltungselement auf dieses getrennte Steckfeld aufsteckbar ist. Dazu kann vorgenanntes Steckfeld einerseits an einem Ende des E/A Steckmoduls oder aber auch zwischen einer Gruppe von Klemmkontakten auf dem E/A Steckmodul angeordnet sein.
  • Grundsätzlich kann das Steuerungs-und/Datenübertragungsmodul in beliebiger aus dem Stand der Technik bekannter Weise programmierbar und/oder konfigurierbar sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch bevorzugt, dass das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul hinsichtlich der aufsteckbaren E/A Steckmodule konfigurierbar ist und die E/A Steckmodule derart ausgestaltet sind, dass bei einem Entfernen eines ersten E/A Steckmoduls aus dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul und nachfolgendem Aufstecken eines zweiten E/A Steckmoduls auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul keine Änderung an der Konfiguration des Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmoduls erforderlich ist. Gemäß dieser Ausgestaltung ist also vorgesehen, dass ein E/A Steckmodul gegen ein anderes E/A Steckmodul, welches vorzugsweise ein gegenüber dem ersten E/A Steckmodul anderes elektrisches Schaltungselement aufweist, austauschbar ist, ohne dass das Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul umkonfiguriert werden muss. Das bedeutet, dass beispielsweise in der Erprobungsphase einer Anlage ein E/A Steckmodul mit einem anderen Schaltungselement auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul aufsteckbar ist, ohne dass die Konfiguration des Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmoduls geändert werden muss.
  • Grundsätzlich kann das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul eine bestimmte Anzahl von E/A Steckmodulen aufweisen, beispielsweise 2, 4 oder 8 E/A-Steckmodule, die jeweils Eingänge und/oder Ausgänge zum Verbinden mit Sensoren bzw. Aktoren der Anlage aufweisen. Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Anordnung ein Erweiterungsmodul aufweist, wobei das Erweiterungsmodul mit dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem Erweiterungsmodul und dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul hergestellt ist, und das Erweiterungsmodul derart ausgestaltet ist, dass ein E/A Steckmodul auf das Erweiterungsmodul aufrastbar ist und im aufgerasteten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem E/A Steckmodul und dem Erweiterungsmodul hergestellt ist. Vorzugsweise ist das Erweiterungsmodul derart ausgestaltet, dass ein zweites Erweiterungsmodul mit dem vorgenannten ersten Erweiterungsmodul verbindbar ist, so dass im verbundenen Zustand beide Erweiterungsmodule eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Erweiterungsmodulen hergestellt ist. Gemäß dieser Ausführungsform lässt sich also die erfindungsgemäße Anordnung um eine beliebige Anzahl von E/A Steckmodulen zum Anschließen von Sensoren und/oder Aktoren an eine Anlage erweitern, so dass die Anordnung in besonders flexibler Weise zur Steuerung von Anlagen unterschiedlicher Größe einsetzbar ist. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Breite des E/A Steckmoduls mit der Breite des Erweiterungsmoduls entspricht. Ebenfalls kann ein Erweiterungsmodul derart ausgestaltet sein, dass 2, 4, 6 oder 8 E/A Steckmodule auf das Erweiterungsmodul aufsteckbar sind. Durch ein derartiges Erweiterungsmodul lässt sich die erfindungsgemäße Anordnung mit einer beliebigen Anzahl von E/A Modulen modular erweitern und insofern besonders flexibel einsetzen.
  • Grundsätzlich kann die Größe des Gehäuses des E/A Steckmoduls beliebig sein. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das E/A Steckmodul, also vorzugsweise das Gehäuse des E/A Steckmoduls, in dem Bereich, indem das E/A Steckmodul im gesteckten Zustand an dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul anliegt, eine Breite von 12 mm und eine Höhe von 18 mm aufweist. Durch eine derartige Dimensionierung wird es möglich, in einem Schaltschrank eine sehr hohe Packungsdichte zu erreichen, so dass also pro Meter Schaltschrankbreite eine besonders große Anzahl von E/A Punkten realisierbar ist, also auf sehr geringem Raum eine möglichst große Anzahl von Eingängen und/oder Ausgängen zur Steuerung der Anlage zur Verfügung steht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Anordnung mit einem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul, einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen und Erweiterungsmodulen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Explosivansicht,
    Fig. 2
    das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul mit einem E/A Steckmodul gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht, und
    Fig. 3a-c
    drei E/A Steckmodule gemäß unterschiedlicher bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in perspektivischer Ansicht.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zum Steuern einer Anlage mit einem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 zum Aufrasten auf eine Montageschiene 2, nicht gezeigt, mit einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen 3.
  • Das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 weist eine Mehrzahl von Kontakten 4 auf, welche durch Aufrasten eines E/A Steckmoduls 3 auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 eine elektrische Verbindung mit an dem E/A Steckmodul 3 vorgesehenen Klemmkontakten 5 herstellen. Vorgenanntes Aufrasten ist in Fig. 1 und Fig. 2, die das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 und das E/A Steckmodul 3 in einer Schnittansicht zeigt, durch Pfeil 6 symbolisiert. Dazu weisen sowohl das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 als auch das E/A Steckmodul 3 Rastmittel 7 auf, welche an beiden Enden des E/A Steckmoduls 3 vorgesehen sind und ebenfalls ein Ausrasten des E/A Steckmoduls 3 aus dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul 1 mittels eines Hebels ermöglichen. Im verrasteten Zustand liegt das E/A Steckmodul 3 im Bereich der Steckkontakte 5 unmittelbar auf dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 auf.
  • Zum Anschließen von Sensoren und/oder Aktoren der Anlage weist das E/A Steckmodul 3 Klemmkontakte 8 auf. Während, wie aus Fig. 1 ersichtlich, vier E/A Steckmodule 3 auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 aufrastbar sind, sind Erweiterungsmodule 9 mit dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul 1 verbindbar, so dass im verbundenen Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem Erweiterungsmodul 9 und dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 hergestellt ist. Das Erweiterungsmodul 9 ist derart ausgestaltet, dass ebenfalls ein E/A Erweiterungsmodul 3 auf das Erweiterungsmodul 9 aufrastbar ist. Ferner können Erweiterungsmodule 9, wie aus Fig. 1 ersichtlich, derart ausgestaltet sein, dass zum einen nur ein einzelnes E/A Erweiterungsmodul 3 auf ein Erweiterungsmodul 9 aufsteckbar ist oder vier E/A Erweiterungsmodule 3 auf eine zweite Ausgestaltung des Erweiterungsmoduls 9 aufsteckbar sind.
  • Ferner weist das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul 1 Kommunikationsschnittstellen 10 zum Verbinden mit weiteren Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodulen 1 auf, sowie einen Mikroprozessor, nicht gezeigt, zum Steuern der Anlage.
  • Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, dass wenigstens ein E/A Steckmodul 3 ein elektrisches Schaltungselement 11 aufweist, welches im Strompfad zwischen einem Klemmkontakt 8 und einem Steckkontakt 5 angeordnet ist. Das elektrische Schaltungselement 11 kann zum einen, wie in Fig. 1 oder Fig. 3a gezeigt, auf das E/A Steckmodul 3 aufgerastet werden, beispielsweise in die Klemmkontakte 8 eingerastet werden, oder, wie in Fig. 2 gezeigt, innerhalb des Gehäuses des E/A Steckmoduls 3 angeordnet sein.
  • Dabei kann das elektrische Schaltungselement 11 grundsätzlich als ein beliebiges passives und/oder aktives elektrisches Bauelement ausgeführt sein, beispielsweise als ein Widerstand, eine Filterdrossel, ein Kondensator, eine Halbleiterschaltung, ein DC/DC-Spannungswandler, ein Signaltrenner, ein Leistungstreiber und/oder ein Relais, wie in Fig. 2 gezeigt, umfassen. Ebenfalls kann das elektrische Schaltungselement 11 als ein Sicherheitsrelais zum Aufbau einer sicherheitsrelevanten Schaltung ausgestaltet sein, wobei das Sicherheitsrelais einen Meldekontakt umfassen kann, welcher ebenfalls mit den Steckkontakten 5 verbunden sein kann.
  • Darüber hinaus ist es möglich, wie in Fig. 3b gezeigt, dass, wenn das elektrische Schaltungselement 11 innerhalb des E/A Steckmoduls 3 vorgesehen ist, ein zweiter Teil 12 der Klemmkontakte 8 beabstandet von einem ersten Teil 13 der Klemmkontakte 8 angeordnet sein, so dass auf einem derartigen Steckfeld 14 ein elektrisches Schaltungselement 11 aufsteckbar ist. Ebenfalls ist es möglich, dass ein Kühlkörper 15 vorgesehen ist, welcher auf die Klemmkontakte 8 aufsteckbar ist, so dass eine durch das elektrische Schaltungselement 11 verursachte Wärme durch den Kühlkörper 15 abgeführt werden kann, wie in Fig. 1 oder Fig. 3c gezeigt.
  • Dadurch, dass das Schaltungselement 11 in bzw. an dem E/A Steckmodul 3 angeordnet ist, können auch, nachdem die erfindungsgemäße Anordnung bereits in einem Schaltschrank installiert worden ist, in besonders einfacher Weise zusätzliche Beschaltungen dadurch realisiert werden, dass ein für die zusätzliche Beschaltung notwendiges elektrisches Schaltungselement 11 auf das E/A Steckmodul 3, wie in Fig. 3a gezeigt, aufgesteckt wird. Somit können beispielsweise, sofern das E/A Steckmodul 3 nur 24 Volt-Eingänge aufweist, durch ein als Optokopplerschaltung ausgeführtes Schaltungselement 11 in besonders einfacher Weise Hochvolteingänge realisiert werden, ohne dass die gesamte Anordnung in dem Schaltschrank ausgetauscht werden muss.
  • Auch können alle oder ein Teil der Klemmkontakte 8 derart ausgeführt sein, dass wahlweise eine Sensor- und/oder ein Aktor der Anlage mit dem Klemmkontakt 8 verbindbar ist oder ein elektrisches Schaltungselement 11 auf den Klemmkontakt 8 aufrastbar ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht ferner, da das Gehäuse des E/A Steckmoduls 3 im Bereich der Steckkontakte 5 nur eine Breite von 12 mm bei einer Höhe von 18 mm aufweist, dass eine besonders platzsparende Installation in einem Schaltschrank zur Erreichung einer hohen Packungsdichte mit einer hohen Anzahl von E/A Anschlüssen pro Meter Schaltschrankbreite möglich wird, die jedoch äußerst flexibel auf unterschiedliche Anlagenbeschaltungen konfigurierbar ist.
    • Bezugszeichenliste
    • Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul
    1
    Montageschiene
    2
    E/A Steckmodul
    3
    Kontakte
    4
    Steckkontakt
    5
    Pfeil
    6
    Rastmittel
    7
    Klemmkontakt
    8
    Erweiterungsmodul
    9
    Kommunikationsschnittstelle
    10
    Schaltungselement
    11
    Zweiter Teil
    12
    Erster Teil
    13
    Steckfeld
    14
    Kühlkörper
    15

Claims (10)

  1. Anordnung zum Steuern einer Anlage, mit einem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) zum Aufrasten auf eine Montageschiene (2) und einer Mehrzahl von E/A Steckmodulen (3), wobei
    jedes E/A Steckmodul (3) eine Mehrzahl von Klemmkontakten (8) zum Anschließen der Anlage aufweist,
    jedes E/A Steckmodul (3) eine Mehrzahl von Steckkontakten (5) zum Aufstecken auf das Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul (1) derart aufweist, dass im aufgesteckten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem E/A Steckmodul (3) und dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul (1) hergestellt ist, und
    wenigstens ein E/A Steckmodul (3) ein elektrisches Schaltungselement (11) aufweist und das elektrische Schaltungselement (11) im Strompfad zwischen wenigstens einem Klemmkontakt (8) und wenigstens einem Steckkontakt (5) angeordnet ist.
  2. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach Anspruch 1, wobei das elektrische Schaltungselement (11) ein passives und/oder eine aktives elektrisches Bauelement, insbesondere ein Widerstand, eine Filterdrossel, ein Kondensator, eine Halbleiterschaltung, ein DC/DC-Spannungswandler, ein Signaltrenner, ein Leitungstreiber und/oder ein Relais, umfasst.
  3. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrische Schaltungselement (11) ein Sicherheitsrelais mit einem Meldekontakt umfasst und der Meldekontakt mit den Steckkontakten (5) verbunden ist.
  4. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das E/A Steckmodul (3) ein Gehäuse aufweist und das elektrische Schaltungselement (11) innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und/oder von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt (8) aufsteckbar ist.
  5. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach Anspruch 4, wobei das elektrische Schaltungselement (11) von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt (8) aufsteckbar ist und das E/A Steckmodul (3) derart ausgestaltet ist, dass alternativ die Anlage über einen Klemmkontakt (8) mit dem E/A Steckmodul (3) verbindbar ist und ein elektrisches Schaltungselement (11) durch Aufstecken auf den Klemmkontakt (8) mit dem E/A Steckmodul (3) verbindbar ist.
  6. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach Anspruch 4, wobei das elektrische Schaltungselement (11) von außerhalb des Gehäuses auf einen an dem Gehäuse angeordneten Klemmkontakt (8) aufsteckbar ist und das E/A Steckmodul (3) derart ausgestaltet ist, dass die Anlage über einen ersten Teil der Klemmkontakte (8) mit dem E/A Steckmodul (3) verbindbar ist und ein elektrisches Schaltungselement (11) durch Aufstecken auf einen zweiten Teil der Klemmkontakte (8) mit dem E/A Steckmodul (3) verbindbar ist.
  7. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach Anspruch 6, wobei der zweite Teil (12) der Klemmkontakte (8) beabstandet von dem ersten Teil (13) der Klemmkontakte (8) angeordnet ist.
  8. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) hinsichtlich der aufsteckbaren E/A Steckmodule (3) konfigurierbar ist und die E/A Steckmodule (3) derart ausgestaltet sind, dass bei einem Entfernen eines ersten E/A Steckmoduls (3) aus dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) und Aufstecken eines zweiten E/A Steckmoduls (3) auf das Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) keine Änderung an der Konfiguration des Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmoduls (1) erforderlich ist.
  9. Anordnung zum Steuern einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Erweiterungsmodul (9), wobei das Erweiterungsmodul (9) mit dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul (1) derart verbindbar ist, dass im verbundenen Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem Erweiterungsmodul (9) und dem Steuerungs-und/oder Datenübertragungsmodul (1) hergestellt ist, und das Erweiterungsmodul (9) derart ausgestaltet ist, dass ein E/A Steckmodul (3) auf das Erweiterungsmodul (9) aufrastbar ist und im aufgerasteten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem E/A Steckmodul (3) und dem Erweiterungsmodul (9) hergestellt ist.
  10. Anordnung zum Steuer einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das E/A Steckmodul (3) in dem Bereich, in dem das E/A Steckmodul (3) im gesteckten Zustand an dem Steuerungs- und/oder Datenübertragungsmodul (1) anliegt, eine Breite von 12 mm und eine Höhe von 18 mm aufweist.
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