FI82159B

FI82159B - ANSLUTNINGSMODUL FOER PROCESSMAETNINGSSYSTEM.

Info

Publication number: FI82159B
Application number: FI890881A
Authority: FI
Inventors: Jouni Suokas
Original assignee: Jomet Oy
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1989-02-24
Publication date: 1990-09-28
Also published as: FI890881A0; WO1990010325A1; AU5097690A; FI82159C

Description

1 821591 82159

Prosessimittausjärjestelmien liitinmoduliConnector module for process measurement systems

Keksintö kohdistuu prosessimittausjärjestelmien lii-tinmoduliin anturien liittämiseksi ohjausjärjestelmään, jossa on liitoskohdat sähkösyöttöä ja ohjaussignaaleja kuljettavan yhteyden aikaansaamiseksi mo-5 duliin kiinnitetyn liitäntäkaapelin ja moduliin liitettävien anturien välillä.The invention relates to a connector module for process measurement systems for connecting sensors to a control system having connection points for providing a connection carrying power supply and control signals between a connection cable attached to the module and sensors to be connected to the module.

Tavanomaisesti eri prosesseja automatisoitaessa käytetään mittausanturien ja ohjauskaapin välissä eri-10 tyistä avattavaa liitinrasiaa, johon kaikki kytkennät tehdään avaamalla liitinrasia ja liittämällä antureista tulevien johtimien päät ruuviliitoksella lii-tinrasiassa olevalle riviliittimelle oikeaan kohtaan. Riviliittimeltä signaalit menevät prosessin ohjaus-15 kaapille liitäntäkaapelia pitkin.Conventionally, when automating different processes, a special openable terminal box is used between the measuring sensors and the control cabinet, to which all connections are made by opening the terminal box and connecting the ends of the wires from the sensors to the terminal block in the terminal box. From the terminal block, the signals go to the process control cabinet along the connection cable.

Erillisten anturien kytkentöjen suorittaminen on hankalaa ja aikaavievää. Lisäksi kytkennät saattavat tulla väärin, esim. anturin käyttöjännite voidaan 20 kytkeä väärään johtimeen, mikä johtaa mittauksen epäonnistumiseen ja pahimmassa tapauksessa anturin rikkoutumiseen. Eräs toinen ongelma on ollut kytkentöjen suojaus kosteudelta.It is cumbersome and time consuming to make the connections of separate sensors. In addition, the connections may be incorrect, e.g. the operating voltage of the sensor may be connected to the wrong conductor, which will lead to a measurement failure and, in the worst case, to a sensor failure. Another problem has been the protection of the connections from moisture.

25 Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle liitinmodulille on pääasiassa tunnusomaista se, että moduli käsittää kotelossa olevan piirilevyn, jossa on sähkösyöttöä antureille ja ohjaussignaaleja antureil-30 ta kuljettavan yhteyden aikaansaavat kytkennät toisaalta liitäntäkaapeliin ja toisaalta kotelon ulkopinnalla oleviin pikaliittimiin, jotka toimivat pis-tokytkinperiaatteella, jolloin anturikaapelien 2 82159 liitinmoduliin liitettävissä päissä on liittimiin sopivat pistokkeet.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. To achieve this, the connector module according to the invention is mainly characterized in that the module comprises a circuit board in the housing with power supply to the sensors and connections providing control signals from the sensors the ends to be connected to the connector module have plugs suitable for the connectors.

Etuna tällä järjestelmällä on se, että sähkösyöttö 5 antureille ja ohjaussignaali antureilta ohjausjärjestelmään voidaan kytkeä aina nopeasti ja oikein.The advantage of this system is that the power supply 5 to the sensors and the control signal from the sensors to the control system can always be connected quickly and correctly.

Piirilevy voidaan kiinnittää moduliin valamalla, jolloin valumassa peittää samalla piirilevyn. Tällä ta-10 valla saadaan kytkennät ja komponentit suojattua kosteudelta ja modulille samalla luja rakenne.The circuit board can be attached to the module by casting, whereby the casting mass also covers the circuit board. In this way, the connections and components are protected from moisture and at the same time a strong structure for the module.

i Pikaliittimien ja pistokkeiden muoto voidaan lisäksi : järjestää sellaiseksi, että ne ovat liitettävissä 15 toisiinsa ainoastaan sellaisessa asennossa, jossa sähkösyötön aikaansaavat liitinnastat ja signaalin-siirron aikaansaavat liitinnastat tulevat kohdakkain.i In addition, the shape of the quick connectors and plugs can be: arranged so that they can be connected to each other only in a position in which the terminals providing the power supply and the terminals providing the signal transmission come into contact.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla ohei- 20 seen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää keksinnön mukaista liitinmodulia siihen liitettyine antureineen, ja ! 25 kuva 2 esittää liitinmodulin erästä vaihtoehtoista suoritusmuotoa.The invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a connector module according to the invention with sensors connected thereto, and! 25 Figure 2 shows an alternative embodiment of the connector module.

Liitinmodulissa 1 on muovikotelo la, jonka sisään on sijoitettu painopiirilevy, jota piirustuksessa on 30 merkitty katkoviivalla 2. Kotelo voi olla avattavissa esim. avaamalla ruuvit, jotka kiinnittävät kotelon puoliskot toisiinsa. Tämä ei kuitenkaan ole tarpeen, koska modulia käytettäessä koteloa ei tarvitse avata. Painopiirilevy on yhteydessä liitäntäkaapeliin 3, jo-35 ka on kiinnitetty rasiaan 1 ja jolla moduli voidaanThe connector module 1 has a plastic housing 1a, inside which a printed circuit board is marked, which is marked with a broken line 2 in the drawing. The housing can be opened, e.g. However, this is not necessary, as the housing does not need to be opened when using the module. The printed circuit board is connected to the connection cable 3, which is already attached to the box 1 and with which the module can be

IIII

3 82159 liittää ohjausjärjestelmään, esim. ohjauskaappiin. Painopiirilevyssä on vaadittavat kytkennät ja komponentit liitäntäkaapelia 3 pitkin tulevan sähkösyötön, kuten anturien ohjausjännitteen, johtamiseksi liitän-5 täkaapeleilta antureille ja toisaalta antureilta tulevien mittaussignaalien johtamiseksi liitäntäkaapelia pitkin ohjausjärjestelmään. Painopiirilevyssä voi olla lisäksi sähköisiä komponentteja ja piirejä, joiden tarkoituksena on käsitellä antureilta tulevia 10 mittaussignaaleja.3 82159 connects to a control system, eg control cabinet. The printed circuit board has the required connections and components for conducting an electrical supply along the connection cable 3, such as the control voltage of the sensors, from the connection cables 5 to the sensors and on the other hand for conducting measurement signals from the sensors to the control system. The printed circuit board may further comprise electrical components and circuits for processing the measurement signals from the sensors.

Mainitut kytkennät ovat yhteydessä rasian ulkopinnal- i la oleviin pikaliittimiin 4, jotka toimivat pistokyt- kinperiaatteella (plug-in). Anturikaapelien 6 liitin-15 moduliin liitettävissä päissä on liittimiin sopivat pistokkeet 5. Piirustuksessa on esitetty kaksi tällaista anturikaapelia 6 kytkettynä liitinmoduliin pistokkeilla 5, ja varsinaisia antureita on piirustuksessa merkitty viitenumerolla 7. Anturit voivat 20 olla tässä yhteydessä ns. älykkäitä antureita, jotka käsittävät varsinaiset mittausta suorittavat elimet sekä niihin liittyvän elektroniikan.Said connections are connected to quick connectors 4 on the outer surface 1a of the box, which operate on the principle of a plug-in. The ends of the sensor cables 6 to be connected to the connector-15 module have plugs 5 suitable for the connectors. The drawing shows two such sensor cables 6 connected to the connector module with plugs 5, and the actual sensors are denoted by reference numeral 7 in the drawing. intelligent sensors comprising the actual measuring devices and the associated electronics.

: Sekä pikaliittimissä 4 että pistokkeissa 5 on liitin- I 25 nastat sähkösyötöstä vastaavaa johdinta/johtimia ja mittaussignaalin siirrosta vastaavaa johdinta/johti-[ mia varten. Pikaliittimet ja niihin työnnettävät pis tokkeet 5 on tällöin muotoiltu siten, että ne voidaan liittää toisiinsa vain asennossa, jossa sähkösyötön 30 liitinnastat ja mittaussignaalin liitinnastat tulevat kohdakkain. Tällä voidaan välttää väärät kytkennät. Nastoja on kussakin liitin-pistoke-parissa esim. neljä, joista kaksi tai kolme voivat olla toimivia ja neljäs on tarkoitettu esim. vikailmoituslinjaa var-35 ten.: Both the quick connectors 4 and the plugs 5 have terminal pins 25 for the conductor (s) responsible for the power supply and the conductor (s) responsible for transmitting the measurement signal. The quick connectors and the plugs 5 inserted therein are then shaped in such a way that they can only be connected to each other in a position in which the terminal pins of the power supply 30 and the terminal pins of the measuring signal come into contact. This avoids incorrect connections. There are, for example, four pins in each connector-plug pair, of which two or three can be functional and the fourth is intended, for example, for a fault reporting line.

4 821594 82159

Kuvassa 2 on esitetty eräs edullinen liitinmodulin suoritusmuoto pitkittäisleikkauksena. Liitinmoduli saadaan aikaan siten, että päältä avoimen muovikote-lon la pohjalle asetetaan painopiirilevy 2 siten, et-5 tä siinä olevat piirit ja komponentit tulevat ylöspäin. Nämä ovat yhteydessä levyn vastakkaisella puolella oleviin pikaliittimiin 4, jotka levyä paikoilleen asetettaessa menevät kotelon pohjassa olevien reikien 8 läpi. Liitäntäkaapelin 3 pää viedään ko-10 telon sivussa olevan reiän 9 läpi, minkä jälkeen voidaan tehdä vaadittavat kytkennät piirilevyyn 2. Tämän jälkeen voidaan levyn 2 päälle valaa valumassa 10, joka peittää komponentit ja piirit ja kiinnittää samalla levyn 2 ja liitäntäkaapelin 3 lujasti koteloon 15 la. Valumassana voidaan käyttää esim. huoneenlämpötilassa kovetinaineen avulla kovetettavaa hartsia, joka ei vahingoita sähköisiä piirejä ja komponentteja, mutta joka saa aikaan erittäin tehokkaan suojauksen kosteudelta. Haluttaessa voidaan kotelon päälle si-20 joittaa kansi valun jälkeen, mutta kovettunut valumassa voidaan myös jättää näkyviin. Kotelo 1 toimii siis eräänlaisena valumuottina.Figure 2 shows a preferred embodiment of the connector module in longitudinal section. The connector module is obtained by placing a printed circuit board 2 on the bottom of an open-top plastic housing 1a so that the circuits and components therein face upwards. These communicate with the quick connectors 4 on the opposite side of the plate, which, when the plate is inserted, pass through the holes 8 in the bottom of the housing. The end of the connection cable 3 is passed through a hole 9 in the side of the housing 10, after which the required connections can be made to the circuit board 2. A casting mass 10 can then be cast on the plate 2, covering the components and circuits and firmly securing the plate 2 . As the casting compound, it is possible to use, for example, a resin which can be cured at room temperature with the aid of a hardener, which does not damage electrical circuits and components, but which provides very effective protection against moisture. If desired, a lid can be placed on the housing si-20 after casting, but the hardened casting mass can also be left visible. The housing 1 thus acts as a kind of mold.

Liitinmoduliin voidaan järjestää sopiva määrä liitti-25 miä eri antureita varten, ja samassa modulissa olevat liittimet voivat olla myös erityyppisiä eri anturi-tyyppien liittämiseksi ohjausjärjestelmään. Prosessissa voidaan käyttää lisäksi useampia liitinmodulei-ta, joilla aina tietyn osakokonaisuuden muodostavat 30 anturit voidaan yhdistää liitinmodulin ja ohjausjärjestelmän väliseen kaapeliin.A suitable number of connectors for different sensors can be provided in the connector module, and the connectors in the same module can also be of different types for connecting different sensor types to the control system. In addition, several connector modules can be used in the process, with which the sensors 30, which always form a certain subassembly, can be connected to the cable between the connector module and the control system.

IlIl

Claims

A connection module for process measurement systems for connecting sensors to the control system, comprising connection points for providing an electrical supply and control signals connecting a connection cable attached to the module to the sensors to be connected to the module, characterized in that the module (1) has a a housing (1a) existing circuit board 10 (2) which shows said connections providing couplings one side of the connection cable (3) and on the other side of the fast connections (4) existing on the outer side of the housing, which operate with plug contact principle, wherein the ends of sensor cables (6) to be connected to the connection module have plugs (5) suitable for the connections.

Connection module according to claim 1, characterized in that the circuit board (2) is covered with a compound (10).

Connection module according to claim 1 or 2, characterized in that the quick connectors (4) and the plugs (5) are designed so that they can be connected to each other only in the position, where in these existing connection pins, which cause the electricity supply and connection pins, which conveys the measurement signal, coming toward each other.