KR20080070649A - 일렬로 장착될 수 있는 개개의 모듈들로 구성된 모듈러시스템 - Google Patents

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KR20080070649A
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Abstract

모듈러 시스템은 외부 버스 상의 외부 버스 신호를 위한 적어도 하나의 접속, 적어도 하나의 뉴매틱 공급 접속, 전기 공급 접속을 갖고, 각각 동일한 측면 상에서 외부로 유도되는 내부 시리얼 버스용 시리얼 버스 인터페이스, 전기 공급 인터페이스, 다극 인터페이스 및 뉴매틱 공급 인터페이스를 갖는 헤드 모듈을 포함한다. 모듈러 시스템은 또한 각각 일 측면으로부터 대향하는 측면으로 통과되고 각각 헤드 모듈의 대응하는 인터페이스에 접속되는 내부 시리얼 버스 라인, 전기 공급 라인들, 전기 다극 라인들 및 뉴매틱 공급 라인들을 갖는 적어도 하나의 기능 모듈을 포함한다. 여기서 헤드 모듈은 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하고 이들 신호들을 다극 인터페이스에서 출력한다. 기능 모듈은 다극 라인들 중 적어도 하나를 선택적으로 분기시키고, 그 위에서 반송되는 신호로써, 뉴매틱 기능 또는 일렉트릭 기능 또는 뉴맥틱 및 일렉트릭 기능 모두를 실행한다.
Figure P1020087011025
모듈러 시스템, 다극 인터페이스, 뉴매틱 공급 인터페이스, 헤드 모듈, 기능 모듈

Description

일렬로 장착될 수 있는 개개의 모듈들로 구성된 모듈러 시스템{ELECTROPNEUMATIC MODULE SYSTEM COMPOSED OF INDIVIDUAL MODULES PUT IN A ROW}
본 발명은 일렬로 나란히 장착될 수 있는 개개의 모듈들로 구성된 모듈러 시스템에 관한 것이다.
자동화 시스템에서는, 일렉트로-뉴매틱 (electro-pneumatic) 모듈러 시스템들이 사용된다. 개개의 모듈들의 구조체가 사용자를 위한 주문자 제작 시스템을 구성할 수 있기 위해 적합하다. 이제 까지는, 순수한 일렉트로닉 기능을 갖는 모듈들 및 뉴매틱 기능을 갖는 모듈들은 제어 유체의 뉴매틱 모듈에 대한 공급을 보장하기 위해 각각 결합되어야 한다. 따라서, 시스템 확장 시에, 아마도 우선 일렉트릭 모듈을 접속하기 위해 뉴매틱 모듈을 제거하는 것이 필요하고, 그 역도 마찬가지다.
공급 전압이 일렉트릭 모듈 및 일렉트로-뉴매틱 모듈 양쪽에 인가되어야 한다. 또한, 그 모듈들은 제어 버스, 예를 들어 필드 버스에 접속된다. 자동화 기술에서 통상적인 제어 버스 시스템을 사용하는 경우, 각각의 개개의 모듈은 어드레스를 필요로 하고, 각각의 모듈은 제어 버스 상의 신호를 디코딩할 수 있어야 한다. 먼지 분위기 및/또는 물을 갖는 열악한 산업 환경에서는, 복수의 라인 접속들에 기인하여 스위치 캐비넷 내의 장착이 필요하며, 그 이유는 그렇지 않 은 경우 각각의 커넥터는 밀봉되어야만 할 것이고, 라인 절연이 특정의 요건을 만족시켜야만 할 것이기 때문이다. 이것은 구성면에서 복잡하고 따라서 비용이 많이 든다.
상술된 제한으로 인해, 일렉트로닉 모듈들 및 뉴매틱 모듈들이 임의의 순서로 일렬로 장착될 수 있는 모듈러 시스템에 대한 필요가 존재한다.
또한, 일렬로 장착될 수 있는 개개의 모듈들이 캡슐화되고 최소의 외부 라인 접속들을 필요로하여 스위치 캐비넷 내의 장착이 불필요하게 되는 모듈러 시스템에 대한 필요가 존재한다.
또한, 수동 모듈, 즉 제어 버스의 시리얼 데이터를 디코딩할 수 없는 모듈의 사용을 허용하지만, 복수의 모듈을 포함할 수 있는 모듈러 시스템에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 외부 버스 상의 외부 버스 신호용의 적어도 하나의 접속, 적어도 하나의 뉴매틱 공급 접속, 및 전기 공급 접속을 가지며, 각각 동일한 측면 상에서 외부로 유도되는 내부 시리얼 버스용 시리얼 버스 인터페이스, 전기 공급 인터페이스, 다극 인터페이스 (multipole interface) 및 뉴매틱 공급 인터페이스를 갖는 헤드 모듈을 포함하는 모듈러 시스템을 제공한다. 모듈러 시스템은 또한 각각 일측면으로부터 대향 측면으로 관통하고 각각 헤드 모듈의 대응 인터페이스에 접속되는 내부 시리얼 버스 라인, 전기 공급 라인들, 전기 다극 라인들 및 뉴매틱 공급 라인들을 갖는 적어도 하나의 기능 모듈을 포함한다. 헤드 모듈은 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하고 이들 신호들을 다극 인터페이스에서 출력한다. 기능 모듈은 다극 라인들 중 적어도 하나를 선택적으로 분기시키고, 그 위에서 반송되는 신호를 사용하여, 뉴매틱 기능 또는 일렉트릭 기능 또는 뉴매틱 기능과 일렉트릭 기능 모두를 실행한다.
따라서, 모든 필요한 라인들, 즉 시리얼 버스, 전기 공급 라인들, 전기 다극 라인들 및 뉴매틱 공급 라인들은 임의의 중간 라인 없이 헤드 모듈로부터 기능 모듈로 직접 유도되고 이러한 기능 모듈 내에 공급된다. 상술된 모든 라인들, 즉 전기 데이터 및 공급 라인들과 뉴매틱 공급 라인들 모두는 기능 모듈 내에서 통과되기 때문에, 외부 라인으로의 모듈의 추가적인 접속이 불필요하다. 이것은 각각의 캡슐화된 커넥터는 부가적인 작업 및 부가적인 비용을 나타내기 때문에 더욱 높은 보호 레벨 대해 특별히 흥미를 준다. 일렉트릭 라인 및 뉴매틱 라인 모두를 포워딩하는 것에 기인하여, 임의의 순서의 일렉트로닉 모듈 및 뉴매틱 모듈의 일렬 배열이 또한 가능하다.
바람직한 실시형태에서, 다극 라인들은 입력 라인들 및 출력 라인들을 포함하고, 헤드 모듈은 다극 인터페이스의 다극 신호들을 시리얼 버스 신호에서 변환할 수 있는 수단을 포함한다. 헤드 모듈 내의 시리얼/패럴렐 및 패럴렐/시리얼 변환에 기인하여, 기능 모듈은 임의의 신호 변환 없이 순수하게 수동 모듈들로서 구성될 수 있고 또한 중앙 제어로 확인응답 신호를 출력할 수 있다. 외측에 대해, 모듈러 시스템은 외부 시리얼 인터페이스만을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 헤드 모듈은 시리얼 버스 인터페이스로부터 분기되는 버스 연장 접속을 포함한다. 그 측면들 중 일 측면상에 기능 모듈을 위한 인터페이스들을 포함하는 제 1 확장 모듈은 기능 모듈에 접속될 수 있고, 이들 인터페이스들 중 적어도 하나의 다극 인터페이스는 헤드 모듈의 그것과 유사하게 형성된다. 제 1 확장 모듈로써, 외부 버스에 또한 접속되는 원격 모듈러 시스템 유닛을 구성하는 것이 가능하다. 제 1 확장 모듈은 바람직하게는 제 2 확장 모듈이 접속될 수 있는 또 다른 버스 연장 접속을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 모듈러 시스템은 또한 두 개의 기능 모듈들 간에 삽입될 수 있는 적어도 하나의 확장 중간 모듈을 포함한다. 확장 중간 모듈은 일 측면으로부터 대향 측면으로 내부 시리얼 버스 라인을 통과시킨다. 그것은 그것의 측면들 중 하나 상에 그것에 부착되는 기능 모듈을 위한 다극 인터페이스를 포함한다. 그것은 내부 버스 상의 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하는 수단을 포함한다. 각각의 기능 모듈은 다극 라인들 중 적어도 하나를 분기시키기 때문에, 일렬로 장착될 수 있는 기능 모듈들의 수는 초기에 제공된 다극 라인들의 수에 의해 제한된다. 확장 중간 모듈로 인하여, 또 다른 (수동) 기능 모듈들을 위한 제어 신호들을 헤드 모듈로부터 확장 중간 모듈로 시리얼 방식으로 우선 유도하고 확장 중간 모듈 내에서만 시리얼 데이터의 패럴렐 데이터로의 변환을 수행하는 것이 가능하다. 이것은 병렬로 유도될 수 있는 제한된 수의 라인들에 의해 결정되는 일렬로 장착될 수 있는 수동 모듈들의 적은 수에 대한 제약을 제거한다.
이러한 실시형태에 대한 또 다른 개발에서, 확장 중간 모듈은 또한 다극 인터페이스의 다극 신호들을 시리얼 버스 신호로 변환한다. 또 다른 실시형태에 서, 확장 중간 모듈은, 모듈러 시스템 내에서, 긴급 정지 기능이 세그먼트 별로 실현될 수 있거나 개별 세그먼트 회로들이 전압 공급에 대해 정의될 수 있도록 개별 전기 공급 접속을 포함한다. 확장 중간 모듈은 또한 외부 버스 상의 외부 버스 신호를 위한 접속을 포함할 수 있다. 따라서, 상이한 제조자의 가능한 모듈들로의 인터페이스가 실현된다.
또 다른 실시형태에서, 두 개의 기능 모듈들 간에 또는 기능 모듈과 종단 모듈 사이에 삽입될 수 있고 버스 인터페이스를 포함하는 버스 기능 모듈이 모듈러 시스템에 제공된다. 버스 기능 모듈은 바람직하게는 적어도 하나의 아날로그-디지탈 변환기 및/또는 적어도 하나의 디지탈-아날로그 변환기를 포함하는 적어도 하나의 변환기 유닛을 포함한다. 이것은 각각 아날로그 전압 값/아날로그 전류 값의 출력 및 입력을 허용한다. 예를 들어, 모듈의 압축 공기 채널 내의 아날로그 압력의 검출을 허용하는 압력 측정 모듈을 생각할 수 있다.
모듈러 시스템의 또 다른 개발에서, 뉴매틱 기능을 갖는 기능 모듈은 적어도 하나의 개별 확인응답 접속을 포함한다. 뉴매틱 모듈로 입력된 확인응답의 완전성 (integration) 으로 인해, 지시된 확인응답 신호들의 혼동은 더 이상 가능하지 않다. 또한, 상당히 공간을 절약하는 구조의 이점이 발생되고 더욱 높은 보호 레벨이 획득된다.
바람직하게는, 모듈들 중 적어도 하나는 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스를 통해 인지할 수 있는 유지보수 기능을 포함한다. 진단 인터페이스의 완전성으로 인해, 예를 들어 랩탑 컴퓨터 상에 평범한 텍스트로 진단 및 에러 메시지 를 출력하는 것이 가능하다. 이러한 인터페이스를 통해, 이제까지 그래왔듯이 전기 컴포넌트들을 교환할 필요 없이 소프트웨어 업데이트를 수행하는 것이 또한 가능하다.
모듈들은 바람직하게는 더욱 높은 보호 레벨 IP65/IP67 의 캡슐화를 사용하여 구성된다. 바람직하게는, 밀봉 링들과 중첩 커넥팅 칼라 (connecting collar) 들을 갖는 맞물림 커넥터들이 모듈의 측면에 제공된다. 모듈러 시스템 또는 모듈러 시스템의 기능 모듈의 견고성은 바람직하게는 부분 포팅 (potting) 에 의해 생성된다. 여기서, 접속들은 바람직하게는 밀봉 물질들을 사용하여 내부에 포팅된다. 커버 브래킷 (cover bracket) 은 바람직하게는 인접한 모듈들 사이에 인터로킹 피트 (interlocking fit) 에 의해 삽입된다. 여기서, 커버 브래킷은 단지 모듈들이 로킹되는 경우만 삽입될 수 있다. 따라서, 모듈 시스템이 보호 레벨 IP65/IP67 에서 생성되는 것과 스위치 캐비넷 내의 장착이 필요하지 않다는 것이 보장된다.
모듈러 시스템은 바람직하게는 전기 다극 입력 라인들이 전기 다극 출력라인들로 변환되는 뉴매틱 확장 기능 모듈을 포함한다. 따라서, 사용되지 않는 다극 입력 라인들을 다극 출력 라인들로서 사용가능하게 하는 것이 가능하다. 따라서, 이들 다극 출력 라인들로써, 저비용으로 구동가능한 뉴매틱 기능을 실현하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 이점들은 첨부한 도면을 참조한 바람직한 실시형태에 대한 설명에 의해 명확해질 것이다.
이들 도면은:
- 도 1 헤드 모듈, 6 개의 기능 모듈들 및 종단 모듈을 갖는 모듈러 시스템의 개략도,
- 도 1a 도 1의 헤드 모듈의 상세에 대한 확대도,
- 도 2 두 개의 확장 모듈들을 갖는 모듈러 시스템, 및
- 도 3 헤드 모듈, 4 개의 기능 모듈들 및 종단 모듈을 갖는 본 발명에 따른 모듈러 시스템의 사시도
를 도시한다.
도 1 은 일렬로 나란히 장착된 8 개의 개별 모듈들로 구성된 모듈러 시스템 (10) 을 개략적 표현으로 도시하며, 헤드 모듈 (12) 은 도 1 의 좌측에 도시되어 있다. 헤드 모듈 (12) 은 인커밍 외부 버스용 접속 (14) 및 아웃고잉 외부 버스용 접속 (16) 을 포함한다. 여기서, 아웃고잉 외부 버스는 선택적이며, 그것은 종단 저항에 의해 대체될 수 있다. 헤드 모듈 (12) 은 또한 뉴매틱 공급 접속 (18) 및 전기 공급 접속 (20) 을 포함한다. 헤드 모듈 (12) 이 도 1의 우측에 제공하는 인터페이스들은 헤드 모듈 (12) 의 확대도를 나타내는 도 1a 에서 명시된다. 또한 나타내어진 어드레스 라인 인터페이스를 갖는 시리얼 버스 인터페이스 (22), 전기 공급 인터페이스 (24), 다극 인터페이스 (26) 및 뉴매틱 공급 인터페이스 (28) 는 외부로 유도된다. 다극 인터페이스는 디지털 입력 (26a) 및 디지털 출력 (26b) 으로 분할된다. 헤드 모듈은, 시리얼 버스 신호들의 패럴렐 다극 신호들로의 변환과는 별도로, 분산화 지능 (decentralized intelligence) 이 통합될 수 있는 프로세서 (30) 를 포함한다. 따라서, 자유롭게 프로그램가능한 소형 제어를 실현하는 것이 가능하다. 이러한 목적으로, 헤드 모듈 (12) 은 또한 사용자가 헤드 모듈에서 간단한 제어 프로세스들을 프로그램할 수 있는 추가적인 버스 인터페이스 (32) 를 포함하며, 이것은 주 제어 (main control) 의 안전으로 귀착된다. 버스 인터페이스 (32) 의 또 다른 가능한 응용은 다음의 설명에서 설명된다. 이중 화살표 (34) 는 버스 인터페이스 (32) 와 프로세서 (30) 간의 신호 전송을 나타낸다. 헤드 모듈 (12) 은 또한 어드레스 레지스터 (38) 를 갖는 버스 인터페이스 디바이스 (36) 를 포함한다. 응용의 케이스에 따라, 버스 인터페이스 디바이스 (36) 는 통상의 필드 버스 프로토콜용으로 설계된다. Profibus, CANopen, DeviceNET 또는 이더넷 (Ethernet) 이 버스 프로토콜로 가능하다. 헤드 모듈 (12) 은 또 다른 인터페이스로서 도 2를 참조하여 상세히 설명되는 버스 연장 접속 (40) 을 포함한다.
도 1에서, 수동 기능 모듈 (42a) 은 헤드 모듈 (12) 에 인접해 있으며, 기능 모듈들 (42b, 42c 및 42d) 과 또 다른 기능 모듈 (42e) 이 뒤따른다. 내부 시리얼 버스 라인 (44), 전기 공급 라인 (46), 전기 다극 라인 (48) (다극 입력 라인 (48a) 및 다극 출력 라인 (48b) 으로 분할됨), 및 뉴매틱 공급 라인 (50) 은 각각 기능 모듈 (42a 내지 42d) 에 의해 일 측면으로부터 대향 측면으로 통과된다. 개략적으로 나타낸 뉴매틱 공급 라인 (50) 은 공급 공기, 배출 공기, 보조 파일럿 공기 및 파일럿 배출 공기가 전달되는 수개의 채널들을 포함한다.
각각의 기능 모듈 (42a 내지 42d) 에서, 다극 입력 라인 (48a) 부분 및 다극 출력 라인 (48b) 부분 양쪽은 대응하는 기능 모듈 (42) 내에서 분기된다. 디지털 다극 입력 및 출력 라인들 (48a, 48b) 을 제공함으로써, 진공 주입 모듈들, 압력 제어 모듈들 및 필터 모듈들과 같은 유체 특정 모듈들이 모듈러 시스템 (10) 내로 통합될 수 있다. 특정의 일렉트릭 모듈 또는 일렉트로-뉴매틱 모듈을 통합하는 것도 물론 가능하다. 압력 지시 모듈, 압력 센서 모듈, 푸시 스위치 및 센서 모듈이 예로서 여기에서 언급된다.
뉴매틱 공급 라인 (50) 으로부터의 분기는 모듈 (42b 내지 42d) 에서 수행된다. 따라서, 기능 모듈 (42b 및 42d) 은 뉴매틱 기능 모듈이고, 기능 모듈 (42a 및 42c) 은 일렉트로닉 기능 모듈이다. 물론, 기능 모듈 (42a 및 42c) 은 또한 뉴매틱 공급 라인으로부터의 분기를 갖는 뉴매틱 기능 모듈일 수도 있을 것이다. 기능 모듈 (42e) 은 별도의 뉴매틱 공급 접속 (58) 이 제공된다. 따라서, 모든 모듈들을 통과하는 뉴매틱 공급 라인 상에서 제공되는 것과는 상이한 유체 공급을 요구하는 밸브들을 모듈러 시스템으로 통합하는 것이 가능하다. 모듈 타입에 따라, 분기된 다극 출력 라인들은 뉴매틱 기능 또는 일렉트릭 기능 또는 뉴매틱 및 일렉트릭 기능 모두를 실행하기 위해 신호들을 반송한다. 이에 따라, 센서 신호들 또는 기능 확인 신호들과 같은 확인응답 신호들이 다극 입력 라인들을 통해 전달된다. 예를 들어, 다극 입력 라인들은 별도의 확인응답 접속으로서 사용될 수 있다. 따라서, 확인응답 신호들은 기능 모듈 (42) 내에서 직접 지시될 수 있고, 따라서 그것들은 직접 연관된다. 모듈 그 자체 내의 지시와는 별도로, 확인응답 신호는 또한 시리얼 버스 라인을 통해 활성의 중간 모듈 내에서 의 변환 후에 또는 다극 라인들을 통해 제어 디바이스로 포워드될 수 있다.
확장 중간 모듈 (52) 은 두 개의 기능 모듈 (42d) 과 또 다른 기능 모듈 (42e) 간에 삽입된다. 뉴매틱 공급 라인 (50) 뿐 아니라 내부 시리얼 버스 라인 (44) 이 확장 중간 모듈 (52) 내에서 통과된다. 도 1의 그것의 우측에, 확장 중간 모듈 (52) 은 그것에 부착된 기능 모듈 (42e) 용 다극 인터페이스를 포함한다. 확장 중간 모듈 (52) 은 내부 버스의 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하는 수단을 포함한다. 따라서, 확장 중간 모듈이 새로운 다극 입력 라인들과 다극 출력 라인들을 제공하기 때문에 또 다른 기능 모듈들 (42) 이 일렬로 장착될 수 있다. 따라서, 헤드 모듈 (12) 에 의해 초기에 제공된 다극 라인들에 대한 제한이 제거된다. 새로운 다극 라인들 상에서 전달될 신호들은 헤드 모듈 (12) 로부터 시작하여 내부 시리얼 버스 라인 (44) 을 경유하여 기능 모듈 (42a 내지 42d) 을 통하여 공급된다. 도 1 에 도시된 실시형태에서, 확장 중간 모듈 (52) 은 추가적인 공급 접속 (54) 을 포함한다. 공급 라인 (46) 을 확장 중간 모듈 (52) 을 통해 유도하는 것도 가능하지만, 별도의 전기 공급 접속 (54) 은 그것이 예를 들어 긴급 정지의 경우에 개별적으로 턴 온 및 턴 오프될 수 있는 세그먼트 별로 모듈러 시스템의 재분할 (subdivision) 을 허용한다는 이점을 갖는다. 에러의 경우에, 전체 모듈러 시스템이 아니라 일 세그먼트의 모듈들만이 전압 공급으로부터 접속해제되어야 한다.
확장 중간 모듈 (52) 은 또한 버스 인터페이스 (56) 를 포함하고, 이것을 통해 외부 버스의 외부 버스 신호가 확장 중간 모듈 (52) 내로 공급될 수 있다. 이러한 버스 인터페이스는 예를 들어 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스일 수 있다. 이러한 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스를 통한, 접속된 기능 모듈들에 대한 유지보수 기능이 인지될 수 있다. 이러한 인터페이스에서, 예를 들어 랩탑 컴퓨터에 대한 평범한 텍스트 출력이 진단 메시지로 가능하다. 버스 인터페이스는 또한 소프트웨어 업데이트의 간단한 로딩을 허용한다. 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스 (56) 와 동일한 기능성을 갖는 추가적인 버스 인터페이스 (32) 를 또한 포함하는 헤드 모듈 (12) 에 의해 내부 버스 (44) 를 통해 진단 및 소프트웨어 업데이트의 로딩 뿐아니라 유지보수 기능을 수행하는 것도 물론 가능하다. 산업 환경에서, 확장 중간 모듈 (52) 에 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스를 갖는 것은 또한 유용할 수 있다. 버스 인터페이스 (32 및 56) 는 또한 상이한 제조자의 외부 버스로의 접속에 사용될 수 있다.
도시되지 않은 모듈러 시스템의 또 다른 확장에서, 도시된 확장 중간 모듈 (52) 과 비교하여 외부 버스로의 접속을 위해 단지 하나의 버스 인터페이스를 포함하고 시리얼 데이터를 패럴렐 데이터로 변환하지 않는 버스 기능 모듈이 두 개의 기능 모듈들간에 삽입될 수 있다. 그러한 버스 기능 모듈은 아날로그-디지털 변환기 및 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다. 따라서, 아날로그 측정 값을 처리하여 변환후에 내부 시리얼 버스 라인 (44) 상에서 이들 값을 디지털 값으로 전달하는 것이 가능하다. 시리얼 버스 신호들의 패럴렐 다극 신호들로의 변환을 통해 새로운 다극 입력 및 출력 라인들을 제공하는 확장 중간 모듈 (52) 과는 별도로, 사용되지 않는 다극 입력 라인들을 다극 출력 라인들로 변환하는 중간 모듈을 또한 생각할 수 있다.
도 1 에서, 확장 중간 모듈 (52) 은 기능 모듈 (42a 내지 42d) 과 본질적으로 동일한 구조를 갖는 기능 모듈 (42e) 이 뒤따른다. 기능 모듈 (42e) 은 추가적으로 별도의 뉴매틱 공급 접속 (58) 이 제공된다. 따라서, 모든 모듈을 통과하는 뉴매틱 공급 라인 상에 제공되는 것과는 상이한 유체 공급을 요구하는 밸브들을 모듈러 시스템 내로 통합하는 것이 가능하다.
종단으로서, 도 1에 도시된 모듈러 시스템 (10) 은 종단 모듈 (60) 을 포함한다. 종단 모듈 (60) 은 시리얼 버스 라인 (44) 용 종단 저항 (61) 을 포함하고 적합한 방식으로 뉴매틱 공급 라인 (50) 을 폐쇄한다.
도 2는 본 발명의 모듈러 시스템의 또 다른 가능한 구조를 도시한다. 도 1을 참조한 설명에 따라, 기능 모듈 (42f 내지 42k) 은 헤드 모듈 (12) 에 접속되고 기능 모듈 (42k) 은 종단 모듈 (62) 이 뒤따른다. 별도의 공급 전압 입력 (66) 을 포함하는 확장 중간 모듈 (64) 은 기능 모듈들 (42i 및 42j) 간에 삽입된다. 확장 중간 모듈 (64) 에서, 시리얼 데이터는 다극 인터페이스에서 인접한 기능 모듈 (42j) 로 출력되는 패럴렐 데이터로 변환된다. 헤드 모듈 (12) 은 공급 접속 (20) 및 인커밍 및 아웃고잉 외부 버스용 접속들 (14 및 16) 을 포함한다. 뉴매틱 공급 접속 (18) 이 또한 제공된다. 외부 버스의 시리얼 신호들의 패럴렐 다극 신호들로의 변환 및 시리얼 신호들의 내부 시리얼 버스로의 포워딩은 헤드 모듈 (12) 내에서 수행된다. 헤드 모듈 (12) 로부터 시작하여, 내부 시리얼 버스 라인 (44) 및 뉴매틱 공급 라인 (50) 은 일렬로 장착된 모든 모듈들을 통해 연장된다. 다극 라인 (48) 및 전기 공급 라인 (46) 은 기능 모듈들을 통하여 확장 중간 모듈 (64) 이 인접하는 기능 모듈 (42i) 까지 유도된다. 내부 시리얼 버스 라인 (44) 의 시리얼 신호들의, 다극 인터페이스에서 인접한 기능 모듈 (42j) 로 출력되는 패럴렐 신호들로의 변환은 확장 중간 모듈 (64) 에서 수행되고, 이들 다극 라인들은 다시 모듈 (42j 및 42k) 을 통해 유도된다. 확장 중간 모듈 (64) 은, 이러한 지점으로부터 시작하여, 전기 공급 라인들이 다음의 기능 모듈 (42j 및 42k) 을 통해 유도되도록 별도의 전압 공급 (66) 을 포함한다. 어드레스 라인 (68) 은 내부 버스와 병렬로 유도된다.
헤드 모듈 (12) 은 시리얼 버스 인터페이스로부터 분기되고 도 1a 에 이미 도시된 버스 연장 접속 (40) 을 포함한다. 제 1 확장 모듈 (72) 은 이러한 버스 연장 접속 (40) 에 접속되고, 제 1 확장 모듈은 또 제 2 확장 모듈 (76) 이 접속되는 버스 연장 접속 (74) 을 포함한다. 제 2 확장 모듈 (76) 은 또한, 또 다른 확장 모듈이 접속될 수 있도록 버스 연장 접속을 포함한다. 확장 모듈들 각각은 별도의 공급 접속들 (78 및 80) 및 뉴매틱 공급 접속 (82 및 84) 을 포함한다. 내부 버스의 시리얼 버스 신호들은 확장 모듈 (72 및 76) 에서 패럴렐 신호들로 변환되고 다극 인터페이스에서 각각 출력된다. 기능 모듈 (42l 내지 42s) 이 확장 모듈 (72 및 76) 에 일렬로 공지된 방식으로 장착된다. 도시된 시스템 구조에서, 기능 모듈 (42l 내지 42s) 은 순수한 다극 기능 모듈들이며, 즉 시리얼 내부 버스는 모듈들을 통해서가 아니라 뉴매틱 공급 라인 (50) 을 통해서 유도된다. 내부 버스는 물론, 도 2 에서 헤드 모듈 (12) 에 직접 접속된 것과 같은, 통과되는 시리얼 내부 버스 (44) 를 갖는 기능 모듈들의 접속을 생각할 수 있도록, 확장 모듈 (72 및 76) 에서 분기될 수도 있다. 헤드 모듈 (12) 은 버스 연장 접속 (40) 을 제공하기 때문에, 외부 필드 버스 노드가 불필요하다. 따라서, 시스템 확장은 단순하고 저렴한 방식으로 획득될 수 있다. 버스 라인들이 각각 헤드 모듈 (12) 과 확장 모듈 (72) 사이 및 확장 모듈 (12) 과 확장 모듈 (76) 사이에 배열되기 때문에, 이들 시스템 부분 그룹들은 인접할 필요가 없고, 그들은 원격 유닛들일 수 있다.
도 3은 조립 이전의 헤드 모듈 (12), 4 개의 기능 모듈 (42a 내지 42d) 및 종단 모듈 (60) 로 구성된 모듈러 시스템을 사시도로 도시한다. 다극 인터페이스들 (26) 및 뉴매틱 공급 인터페이스들 (28) 을 볼 수 있다. 측면상의 커넥터들은 밀봉 링들 및 중첩 커넥팅 칼라들이 제공된다. 접속들은 밀봉 물질로 내부상에 포팅된다. 모듈들의 견고성은 추가적으로 부분 포팅에 의해 보장된다. 모든 모듈들에 제공된 오목부 (84) 는 종단 모듈 (60) 에서 보여질 수 있다. 따라서, 모듈들은 장착 레일 상에 장착될 수 있다. 모듈들의 조립과 그들의 서로에 대한 로킹 후에, 커버 브래킷 (86) 이 각각의 인접한 모듈들 간에 인터로킹 피트에 의해 삽입된다. 이러한 삽입은 모듈들의 로킹 후에만 실현될 수 있다. 모듈들 간의 로킹은 각각 모듈의 측벽에 각각 시프트가능하게 장착된 3 개의 로킹 핀들을 통해 발생한다. 로킹에서, 이들 핀들은 모듈의 인접한 측벽의 통로들에 삽입되고 회전에 의해 로킹된다. 커버 브래킷 (86) 은 삽입된 상태에서만, 즉 로킹 후에만 래치될 수 있다.
견고한 하우징 및 모듈의 서로에 대한 로킹으로 인해, 모듈러 시스템의 높은 견고성이 획득된다. 커넥터들에서의 접촉 문제를 피하고 커넥터 핀들에 강한 작용력이 가해지는 것을 방지하기 위하여, 프린트 회로 기판이 플로팅 방식으로 하우징내에 장착된다. 이로 인해, 플러그들은 항상 정렬되어 있고 허용오차 (tolerance) 는 동등해진다. 그러나, 플로팅 방식으로 장착된 프린트 회로 기판과 하우징에 견고하게 장착된 접지 핀 간의 신뢰성있는 접지 접속은, 내부에 포팅된 접지 핀이 프린트 회로 기판 상에 제공된 접지 라인을 스프링 스틸 요소를 통해 가압한다는 사실에 의해 여전히 보장된다.

Claims (24)

  1. 일렬로 나란히 장착될 수 있는 개개의 모듈들로 구성된 모듈러 시스템 (10) 으로서,
    - 외부 버스 상의 외부 버스 신호용의 적어도 하나의 접속 (14), 적어도 하나의 뉴매틱 공급 접속 (18), 및 전기 공급 접속 (20) 을 가지며,
    각각 동일한 측면 상에서 외부로 유도되는
    Figure 112008032671753-PCT00001
    내부 시리얼 버스용 시리얼 버스 인터페이스 (22),
    Figure 112008032671753-PCT00002
    전기 공급 인터페이스 (24),
    Figure 112008032671753-PCT00003
    다극 인터페이스 (multipole interface) (26) 및
    Figure 112008032671753-PCT00004
    뉴매틱 공급 인터페이스 (28) 를 갖는 헤드 모듈 (12); 및
    - 각각 일 측면으로부터 대향 측면으로 관통하고 각각 상기 헤드 모듈 (12) 의 대응 인터페이스에 접속되는
    Figure 112008032671753-PCT00005
    내부 시리얼 버스 라인 (44),
    Figure 112008032671753-PCT00006
    전기 공급 라인들 (46),
    Figure 112008032671753-PCT00007
    전기 다극 라인들 (48) 및
    Figure 112008032671753-PCT00008
    뉴매틱 공급 라인 (50) 을 갖는 적어도 하나의 기능 모듈 (42) 을 포함하고,
    - 상기 헤드 모듈 (12) 은 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하고 이 들 신호들을 상기 다극 인터페이스 (26) 에서 출력하고,
    - 상기 기능 모듈 (42) 은 상기 전기 다극 라인들 중 적어도 하나를 선택적으로 분기시키고, 그 위에서 반송되는 신호를 사용하여, 뉴매틱 기능 또는 일렉트릭 기능 또는 뉴매틱 기능과 일렉트릭 기능 모두를 실행하는, 모듈러 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 모듈은 상기 다극 인터페이스의 다극 신호들을 시리얼 버스 신호로 변환하는, 모듈러 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 다극 라인들은 입력 라인들 및 출력 라인들을 포함하는, 모듈러 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 모듈은, 상기 시리얼 버스 인터페이스로부터 분기되고, 그 측면들 중 일 측면상에 기능 모듈을 위한 인터페이스들을 포함하는 제 1 확장 모듈이 접속될 수 있는 버스 연장 접속을 포함하고,
    이들 인터페이스들 중 적어도 하나의 다극 인터페이스는 상기 헤드 모듈의 다극 인터페이스와 유사하게 형성되는, 모듈러 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 확장 모듈은 제 2 확장 모듈이 접속될 수 있는 버스 연장 접속을 포함하는, 모듈러 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개의 기능 모듈들 간에 삽입될 수 있고, 일 측면으로부터 대향 측면으로 상기 내부 시리얼 버스 라인을 통과시키고, 그 측면들 중 하나 상에 그것에 부착된 기능 모듈을 위한 다극 인터페이스를 포함하고, 내부 버스 상의 시리얼 버스 신호들을 다극 신호들로 변환하는 적어도 하나의 확장 중간 모듈을 더 포함하는, 모듈러 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 확장 중간 모듈은 상기 다극 인터페이스에서 다극 신호들을 출력하거나 이들 신호들을 시리얼 버스 신호로 변환하는, 모듈러 시스템.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 확장 중간 모듈은 별도의 전기 공급 접속을 포함하는, 모듈러 시스템.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 확장 중간 모듈은 외부 버스 상의 외부 버스 신호용의 접속을 포함하 는, 모듈러 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개의 기능 모듈들 간에 또는 기능 모듈과 종단 모듈 간에 삽입될 수 있고 버스 인터페이스를 포함하는 버스 기능 모듈이 제공되는, 모듈러 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 버스 기능 모듈은 적어도 하나의 변환기 유닛을 포함하는, 모듈러 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 변환기 유닛은 적어도 하나의 아날로그-디지털 변환기 및/또는 적어도 하나의 디지털-아날로그 변환기를 포함하는, 모듈러 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    뉴매틱 기능을 갖는 기능 모듈은 적어도 하나의 별도의 확인응답 접속을 포함하는, 모듈러 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    그 안에서 전기 다극 입력 라인들이 전기 다극 출력 라인들로 변환되는 뉴매 틱 확장 기능 모듈을 더 포함하는, 모듈러 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈들 중 적어도 하나는 유지보수 기능을 포함하는, 모듈러 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 유지보수 기능은 진단 인터페이스/프로그래밍 인터페이스를 통해 인지할 수 있는, 모듈러 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 유지보수 기능은 내부 버스 인터페이스를 통해 인지할 수 있는, 모듈러 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈들은 더욱 높은 보호 레벨 IP65/IP67 의 캡슐화를 사용하여 구성되는, 모듈러 시스템.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    뉴매틱 기능을 갖는 기능 모듈은 그 자신의 뉴매틱 공급 접속을 포함하는, 모듈러 시스템.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 링들 및 중첩 커넥팅 칼라들을 갖는 맞물림 커넥터들이 상기 모듈의 측면들 상에 제공되는, 모듈러 시스템.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈러 시스템의 견고성 또는 상기 모듈러 시스템의 기능 모듈들의 견고성은 부분적 포팅 (potting) 에 의해 생성되는, 모듈러 시스템.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 물질을 사용하여 내부 상에 포팅된 접속들을 갖는, 모듈러 시스템.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기능 모듈에 대한 접지는 프린트 회로 기판의 접지 라인을 통해 제공되고, 상기 접지 라인은 내부 상에 포팅된 상기 기능 모듈의 외부 접속에 스프링 스틸 요소를 통해 접속되는, 모듈러 시스템.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버 브래킷은, 상기 모듈들이 로킹되는 경우에만 인접한 모듈들 사이에 인터로킹 피트 (interlocking fit) 를 사용하여 삽입될 수 있는, 모듈러 시스템.
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