RU2477911C1 - Input-output module for data bus - Google Patents
Input-output module for data bus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477911C1 RU2477911C1 RU2011146208/07A RU2011146208A RU2477911C1 RU 2477911 C1 RU2477911 C1 RU 2477911C1 RU 2011146208/07 A RU2011146208/07 A RU 2011146208/07A RU 2011146208 A RU2011146208 A RU 2011146208A RU 2477911 C1 RU2477911 C1 RU 2477911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- module
- optical
- output
- data bus
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается модулей ввода/вывода для шины данных, которые выполнены с возможностью крепления на несущей шине рядом с другими модулямиThe invention relates to input / output modules for a data bus that are adapted to be mounted on a carrier bus next to other modules
Известен модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине рядом с другими модулями, содержащий клеммные места для параллельного соединения проводами пользователей шины, например приводов головок, сенсорных датчиков, приборов, и электронику, соединяющую пользователей с последовательным проводником шины данных, отличающийся тем, что модуль ввода/вывода выполнен в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой и с возможностью крепления на несущей шине в виде отдельной шинной клеммы или в виде блока шинных клемм, образованного из нескольких соединенных в группы шинных клемм, причем как проводники шины данных, так и проводники энергоснабжения для электроники ввода/вывода интегрированы в отдельные шинные клеммы и пропущены через них, в то время как каждая отдельная шинная клемма и каждый блок шинных клемм на своих боковых поверхностях, обращенных к соседним клеммам, имеют соответственно шинные контакты таким образом, что шинные контакты при креплении шинных клемм на несущей шине автоматически замыкают друг друга в направлении последовательной установки шинных клемм, так что шинные клеммы, зафиксированные на несущей шине, соединены в клеммную шину с проходящими насквозь проводниками шины данных и энергоснабжения (Патент РФ №2139615, МПК H01R 9/26, опубл. 10.10.1999 г.).Known I / O module for the data bus, made with the possibility of mounting on a carrier bus next to other modules, containing terminal places for parallel connection by wires of bus users, for example, actuators, sensor sensors, devices, and electronics, connecting users with a serial conductor of the data bus characterized in that the input / output module is made in the form of a connecting clip with built-in or plug-in electronics and with the possibility of mounting on a carrier bus in the form of a separate bus terminal or in the form of a bus terminal block formed of several bus terminals connected in groups, both the data bus conductors and the power supply conductors for the input / output electronics are integrated into the individual bus terminals and passed through them, while each individual the bus terminal and each bus terminal block on their lateral surfaces facing adjacent terminals respectively have bus contacts so that the bus contacts automatically close the bus terminals when mounting the bus terminals on the carrier bus each other in the direction of sequential installation of the bus terminals, so that the bus terminals fixed on the carrier bus are connected to the terminal bus through the conductors of the data and power bus passing through (RF Patent No. 2139615, IPC H01R 9/26, publ. 10/10/1999).
К недостаткам известного модуля можно отнести следующие:The disadvantages of the known module include the following:
- гальваническая связь модулей ввода-вывода по шине данных,- galvanic communication of input-output modules via a data bus,
- обрыв шины данных в случае изъятия одного или более модулей,- break of the data bus in case of removal of one or more modules,
- ненадежность механического контактного соединения шины данных.- unreliability of the mechanical contact connection of the data bus.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании модуля ввода-вывода с гальванически изолированной оптической шиной данных, обладающего высоким уровнем помехозащищенности и возможностью питания модуля ввода-вывода от источника питания датчика или исполнительного механизма.The technical problem to which the claimed invention is directed is to create an input-output module with a galvanically isolated optical data bus having a high level of noise immunity and the ability to power the input-output module from a sensor power supply or actuator.
Поставленная техническая задача решается тем, что модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине и содержащий клеммные места для соединения проводами пользователей шины и электронику, соединяющую пользователей с последовательной шиной данных и выполненный в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой, согласно предложенному изобретению снабжен гальванически изолированной оптической шиной данных, выполненной в виде двунаправленного оптического интерфейса, включающего оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов, расположенных по обе стороны модуля.The stated technical problem is solved in that the input / output module for the data bus, made with the possibility of mounting on a carrier bus and containing terminal places for connecting bus users with wires and electronics, connecting users with a serial data bus and made in the form of a connecting clip with a built-in or mounted electronics, according to the proposed invention is equipped with a galvanically isolated optical data bus, made in the form of a bi-directional optical interface, in connecting optical channels for receiving information made on the basis of infrared optical photodiodes, and optical channels for transmitting information made on the basis of infrared optical LEDs located on both sides of the module.
Кроме того, энергоснабжение электроники модуля и схем ввода/вывода осуществляется от схем электропитания устройств ввода/вывода без гальванической изоляции от них.In addition, the power supply of the module electronics and input / output circuits is carried out from the power supply circuits of input / output devices without galvanic isolation from them.
Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, заключается в повышении помехозащищенности модуля ввода-вывода за счет наличия в модуле оптического интерфейса. Кроме того, наличие оптического интерфейса ввода-вывода позволяет компоновать системы ввода-вывода из модулей, устанавливаемых на DIN-рейку.The technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire claimed combination of essential features, is to increase the noise immunity of the input-output module due to the presence of an optical interface in the module. In addition, the presence of an optical input-output interface makes it possible to assemble input-output systems from modules mounted on a DIN rail.
Сущность заявляемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 представлено конструктивное выполнение модуля ввода-вывода с оптическим интерфейсом, на фиг.2 представлена схема расположения элементов оптического интерфейса.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a structural embodiment of an input-output module with an optical interface, Fig. 2 shows a layout of elements of an optical interface.
Фиг.1 и фиг.2 содержат следующие позиции:Figure 1 and figure 2 contain the following positions:
1 - корпус модуля,1 - module housing,
2 - печатная плата со встроенной электроникой,2 - printed circuit board with integrated electronics,
3, 4, 5, 6 - клеммы сигналов ввода/вывода,3, 4, 5, 6 - terminals of the input / output signals,
7 - клеммы подключения питания модуля,7 - module power connection terminals,
8 - светодиоды статуса сигнала и индикации ошибок,8 - LEDs for signal status and error indication,
9, 11 - ИК оптические приемные фотодиоды,9, 11 - IR optical receiving photodiodes,
10, 12 - ИК оптические передающие светодиоды,10, 12 - IR optical transmitting LEDs,
13 - DIN-peйкa.13 - DIN rail.
Модуль ввода/вывода для шины данных содержит (фиг.1) корпус шинной клеммы (1) с элементами поперечного крепления на DIN-рейку 13 известным способом рядом с другими модулями или токоведущими или разделительными клеммами; печатную плату с встроенной электроникой (2), обеспечивающую функционирование оптического интерфейса модуля ввода-вывода и схем ввода-вывода; пружинные клеммы (3, 4, 5, 6) для подключения сигналов ввода-вывода; пружинные клеммы (7) для подключения питания модуля; светодиод (8) изменения статуса сигнала ввода-вывода или диагностик ошибки; оптический интерфейс, включающий оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов (9, 11), обеспечивающие прием информации по оптической шине данных, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов (10, 12), обеспечивающие передачу информации по оптической шине данных.The input / output module for the data bus contains (Fig. 1) a bus terminal housing (1) with lateral fasteners on a DIN rail 13 in a known manner next to other modules or current-carrying or isolation terminals; printed circuit board with integrated electronics (2), which ensures the operation of the optical interface of the input-output module and input-output circuits; spring terminals (3, 4, 5, 6) for connecting I / O signals; spring terminals (7) for connecting the module power; LED (8) for changing the status of an input / output signal or error diagnostics; an optical interface, including optical channels for receiving information made on the basis of infrared optical photodiodes (9, 11), providing information reception on the optical data bus, and optical channels for transmitting information, made on the basis of infrared optical LEDs (10, 12), providing information transfer on the optical data bus.
Каждый модуль ввода/вывода шины данных выполняет функции приемника, передатчика и транзитера информации на оптической шине данных, поэтому каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов (9, 11), и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов (10, 12), расположены на обеих сторонах модуля.Each input / output module of the data bus performs the functions of a receiver, transmitter, and transit device for information on the optical data bus, therefore, information reception channels made on the basis of infrared optical photodiodes (9, 11) and optical information transmission channels made on the basis of infrared optical LEDs ( 10, 12) are located on both sides of the module.
Данная конструкция в отличие от прототипа позволяет достичь высоковольтной гальванической изоляции между устанавливаемыми рядом модулями шины данных. Наличие оптического интерфейса в отличие от прототипа обуславливает отсутствие жестких требований по конструктивному исполнению корпуса (1) и наличию специальных элементов, обеспечивающих контактную связь между модулями.This design, unlike the prototype, allows to achieve high-voltage galvanic isolation between the next installed data bus modules. The presence of an optical interface, in contrast to the prototype, determines the absence of strict requirements for the design of the housing (1) and the presence of special elements providing contact communication between the modules.
Любой модуль из группы установленных модулей в отличие от прототипа может быть изъят без нарушения целостности и работоспособности оптического интерфейса. Возможность продолжения работы по открытому оптическому каналу ограничивается лишь геометрической прямолинейностью монтажной шины и габаритами монтажного пространства.Any module from the group of installed modules, unlike the prototype, can be removed without violating the integrity and operability of the optical interface. The ability to continue working on an open optical channel is limited only by the geometric straightness of the mounting rail and the dimensions of the mounting space.
Оптический интерфейс в отличие от прототипа позволяет устанавливать между модулями шины данных дополнительные коммуникационные и разделительные клеммы разных конструкций и производителей, используемые известным образом для маркировки и размножения связей, единственным требованием к которым является наличие оптически прозрачного окна в области прохождения лучей оптического интерфейса.The optical interface, unlike the prototype, allows you to install between the data bus modules additional communication and isolation terminals of various designs and manufacturers, used in a known manner for marking and propagating communications, the only requirement for which is the presence of an optically transparent window in the field of transmission of the optical interface beams.
Оптический интерфейс реализован на базе двух пар приемных и излучающих инфракрасных светодиодов, расположенных с двух сторон модуля и управляемых микроконтроллером, расположенным на печатной плате со встроенной электроникой (2). Обмен по интерфейсу осуществляется с помощью информационного пакета. Каждый модуль на интерфейсе является транслятором этого пакета далее по интерфейсу, если этот модуль не является его адресатом. Если модуль является адресатом информационного пакета, то он считывает из него предназначенную для модуля информацию (например, текущее состояние каналов вывода дискретных сигналов) и записывает в информационный пакет информацию, предназначенную для передачи к модулю, управляющему интерфейсом (например, текущее состояние каналов ввода дискретных или аналоговых сигналов).The optical interface is implemented on the basis of two pairs of receiving and emitting infrared LEDs located on both sides of the module and controlled by a microcontroller located on a printed circuit board with integrated electronics (2). Exchange on the interface is carried out using the information package. Each module on the interface is a translator of this package down the interface, if this module is not its destination. If the module is the addressee of the information package, it reads from it the information intended for the module (for example, the current state of the output channels of discrete signals) and writes to the information package information intended for transmission to the module that controls the interface (for example, the current state of the input channels of discrete or analog signals).
Наличие гальванической изоляции между модулями по оптическому интерфейсу в отличие от прототипа позволяет не применять гальваническую изоляцию модуля от каналов ввода/вывода, в том числе и высоковольтных, что существенно удешевляет стоимость модулей и уменьшает их габариты.The presence of galvanic isolation between modules on the optical interface, unlike the prototype, allows not to use galvanic isolation of the module from input / output channels, including high-voltage ones, which significantly reduces the cost of the modules and reduces their dimensions.
Преимуществами заявляемого модуля являются:The advantages of the proposed module are:
1. Более высокая помехозащищенность модулей по сравнению с контактным способом передачи сигналов интерфейса.1. Higher noise immunity of the modules compared to the contact method of transmitting interface signals.
2. Увеличение более чем на порядок скорости обмена модулей по оптическому интерфейсу по сравнению с контактным интерфейсом.2. An increase of more than an order of magnitude of the exchange rate of modules on the optical interface compared to the contact interface.
3. Работоспособность системы из нескольких модулей не нарушается при изъятии одного или более модулей из системы.3. The performance of a system of several modules is not violated when one or more modules are removed from the system.
4. Конструкция заявляемого модуля допускает установку между модулями дополнительных коммутационных и сервисных клемм, а также других устройств без нарушения работоспособности межмодульного интерфейса.4. The design of the claimed module allows the installation between modules of additional switching and service terminals, as well as other devices without interfering with the intermodule interface.
5. Конструкция заявляемого модуля допускает использование модулей разных габаритов и разных конструкций, единственным требованием является определенное местоположение элементов оптического интерфейса.5. The design of the claimed module allows the use of modules of different sizes and different designs, the only requirement is a certain location of the elements of the optical interface.
6. Возможность построения внутренней схемы модуля без гальванической изоляции от каналов ввода/вывода благодаря оптическому интерфейсу ввода/вывода.6. The ability to build an internal circuit of the module without galvanic isolation from input / output channels due to the optical input / output interface.
7. Конструкция заявляемого модуля позволяет отказаться от применения специальных контактных шин передачи от модуля к модулю напряжения питания модуля и напряжения питания каналов ввода/вывода, благодаря гальванической изоляции интерфейса, электроника модуля питается от напряжения питания датчиков или исполнительных механизмов.7. The design of the claimed module allows you to abandon the use of special contact bus transmission from the module to the module of the supply voltage of the module and the voltage of the input / output channels, due to the galvanic isolation of the interface, the electronics of the module is powered by the supply voltage of the sensors or actuators.
8. Конструкция заявляемого модуля позволяет отказаться от необходимости использования в группе модулей, имеющих одинаковые параметры питания каналов ввода/вывода, т.к. питание каждого их них не зависит от соседнего модуля.8. The design of the proposed module eliminates the need to use in a group of modules having the same power parameters for input / output channels, because the power supply of each of them does not depend on the neighboring module.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146208/07A RU2477911C1 (en) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Input-output module for data bus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146208/07A RU2477911C1 (en) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Input-output module for data bus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2477911C1 true RU2477911C1 (en) | 2013-03-20 |
Family
ID=49124461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011146208/07A RU2477911C1 (en) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Input-output module for data bus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2477911C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649255C1 (en) * | 2017-01-20 | 2018-03-30 | Анатолий Викторович Лазарев | Modular controller |
CN109121471A (en) * | 2016-05-04 | 2019-01-01 | 倍福自动化有限公司 | The electrical connections plate of data/address bus |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4243284A (en) * | 1978-07-21 | 1981-01-06 | Michael Humphreys | Electrical distribution system |
DE3030070C1 (en) * | 1980-08-08 | 1982-06-16 | Phönix Elektrizitätsgesellschaft H. Knümann GmbH & Co KG, 4933 Blomberg | Electrical connection terminal |
US4479687A (en) * | 1980-10-28 | 1984-10-30 | Electrak International Limited | Electrical distribution system |
DE4231625C2 (en) * | 1992-09-22 | 1995-05-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Busbar arrangement |
RU2107372C1 (en) * | 1991-08-05 | 1998-03-20 | Масс Интернэшнл Пти, Лтд. | Flexible switchgear busbar |
RU2139615C1 (en) * | 1994-01-18 | 1999-10-10 | Ваго Фервальтунгсгезельшафт мбХ | Input/output module for data bus |
-
2011
- 2011-11-15 RU RU2011146208/07A patent/RU2477911C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4243284A (en) * | 1978-07-21 | 1981-01-06 | Michael Humphreys | Electrical distribution system |
DE3030070C1 (en) * | 1980-08-08 | 1982-06-16 | Phönix Elektrizitätsgesellschaft H. Knümann GmbH & Co KG, 4933 Blomberg | Electrical connection terminal |
US4479687A (en) * | 1980-10-28 | 1984-10-30 | Electrak International Limited | Electrical distribution system |
RU2107372C1 (en) * | 1991-08-05 | 1998-03-20 | Масс Интернэшнл Пти, Лтд. | Flexible switchgear busbar |
DE4231625C2 (en) * | 1992-09-22 | 1995-05-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Busbar arrangement |
RU2139615C1 (en) * | 1994-01-18 | 1999-10-10 | Ваго Фервальтунгсгезельшафт мбХ | Input/output module for data bus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109121471A (en) * | 2016-05-04 | 2019-01-01 | 倍福自动化有限公司 | The electrical connections plate of data/address bus |
RU2649255C1 (en) * | 2017-01-20 | 2018-03-30 | Анатолий Викторович Лазарев | Modular controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109347713B (en) | Bidirectional bus system and method for operating bidirectional bus | |
US7704079B2 (en) | T-shaped shielded bus connector | |
EP3086150B1 (en) | Data bus-in-a-box (bib) system design and implementation | |
WO2007044540A3 (en) | Electronic communication devices and methods | |
DE60204940D1 (en) | Intelligent optical network element | |
DE60329271D1 (en) | Systems and methods for documenting networks by means of electronic modules in terminals and devices | |
MXPA03006691A (en) | Waferized power connector. | |
KR20120002531A (en) | Physical layer management for interconnect configurations using rfid chip technology | |
TW200705856A (en) | Short-distance wireless transmission system of electric device in vehicle | |
RU2477911C1 (en) | Input-output module for data bus | |
RU2012128525A (en) | INPUT / OUTPUT MODULE | |
CN101299907A (en) | Circuit board assembly with light emitting element | |
EP1152441B1 (en) | Electric part, and emergency stop system and communication device having the same | |
US7901144B2 (en) | Optical interconnect solution | |
SE0302085D0 (en) | Modular power control apparatus | |
KR100667045B1 (en) | Network system for vehicles utilizing power lines | |
CN106850069B (en) | Data optical fiber cascade unit and system | |
EP3239751B1 (en) | Modular switchboard terminal block with means for transmission of optical data signals | |
RU2012134010A (en) | LOGIC SWITCHING MODULE | |
CN103869428A (en) | Optical isolation system and assembly | |
JP5670780B2 (en) | Electro-optic coupling device | |
CN108692088B (en) | Valve terminal | |
CN107317635B (en) | Multi-channel electrooptical signal integrated circuit conversion board | |
CN212970266U (en) | Double-shaft motor drive control printed circuit board assembly and double-shaft motor drive controller | |
CN111092661A (en) | Photoelectric isolation bidirectional repeater circuit and waterproof repeater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141116 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160220 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160705 |