專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)裝接地電路的模塊化電總線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及能與氣動(dòng)閥歧管一起使用的電總線系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及用 于電總線系統(tǒng)的接地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)自動(dòng)化使用許多控制裝置。一種有用的控制裝置將多個(gè)電動(dòng)式螺線管組合， 所述電動(dòng)式螺線管通過(guò)閥控制液流或氣流的方向，用于驅(qū)動(dòng)其它的下游裝置。在近代，這些 閥由現(xiàn)場(chǎng)總線控制，所述現(xiàn)場(chǎng)總線常常鄰近閥歧管安裝。已經(jīng)作出努力使現(xiàn)場(chǎng)總線與輸入/輸出(I/O)模塊一起模塊化，那樣能更容易添 加或更換額外的I/O部件。每個(gè)輸入/輸出模塊都具有多個(gè)附件，所述多個(gè)附件全都能用 作輸入附件、輸出附件、或者輸入附件和輸出附件的混合物。這種模塊性對(duì)于遙遠(yuǎn)地方某些 更接近特定傳感器或機(jī)器的I/O模塊是理想的。過(guò)去，當(dāng)實(shí)現(xiàn)這些遠(yuǎn)程安裝時(shí)，必須使用不 同的遠(yuǎn)程部件。電總線系統(tǒng)的接地是所希望的。過(guò)去的接地系統(tǒng)常常取決于下述事實(shí)，即模塊化 部件的外殼常常用導(dǎo)電的金屬材料制成。接地電路常常包括金屬外殼作為接地電路的一部 分。然而，這種類(lèi)型接地系統(tǒng)限制使用導(dǎo)電材料制的外殼。重量輕但結(jié)構(gòu)上優(yōu)質(zhì)的(sound) 材料的塑料或玻璃纖維有希望代替金屬材料，但可能沒(méi)有必需的所要求的導(dǎo)電性。所需要的是具有I/O模塊的模塊化電總線系統(tǒng)，所述I/O模塊具有用重量更輕的 非金屬材料制成的外殼，而所述外殼具有穿過(guò)其加入的接地系統(tǒng)。發(fā)明概述按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于閥歧管的模塊化電總線系統(tǒng)具有主通信模塊，該主 通信模塊包含多個(gè)模塊化I/O單元，每個(gè)模塊化I/O單元都具有多個(gè)I/O附件，所述多個(gè)I/ 0附件可通過(guò)橋接件用電和機(jī)械兩種方法連接在一起，該橋接件連接相鄰的單元和主通信 模塊。橋接件裝配在一間隙中，該間隙在兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元的主表面之間凹下的 前表面的前面形成，以便機(jī)械地連接和固定到兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元上。橋接件具有 安裝于其中的導(dǎo)電條，該導(dǎo)電條處于與兩個(gè)相鄰的模塊化單元的接地觸點(diǎn)電接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)橋接件都具有互補(bǔ)式電附件，該互補(bǔ)式電附件連接到相鄰 的模塊化I/O單元的電附件上，以便電連接相鄰的模塊化I/O單元。導(dǎo)電條被夾持在橋接 件的主體內(nèi)，并具有環(huán)形露出的臺(tái)肩，所述臺(tái)肩安裝在主體內(nèi)的埋頭孔中。環(huán)形露出的臺(tái)肩 其中具有各自的孔洞，該孔洞與橋接件的主體內(nèi)各自的孔洞對(duì)準(zhǔn)，用于容納和接觸緊固件， 該緊固件接合相鄰的模塊化I/O單元中的觸點(diǎn)。優(yōu)選地，每個(gè)模塊化I/O單元都具有觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與安裝在外殼內(nèi)的內(nèi)部的板上 且橫過(guò)模塊化I/O單元的外殼延伸的跡線接合。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電的有螺紋的套管在 外殼內(nèi)形成觸點(diǎn)。套管在一端處容納安裝橋接件的緊固件，而在相對(duì)端處容納把板安裝到 套管上的緊固件。按照本發(fā)明的另一方面，I/O模塊的外殼具有主前表面和靠近一個(gè)側(cè)面的第一電 連接及靠近另一側(cè)面的第二電連接。多個(gè)I/O附件在外殼的主前表面上。外殼的一個(gè)側(cè)面成形為鄰近相鄰的I/O模塊的另一個(gè)側(cè)面裝配并容納橋接件。在第一前表面部分處的第一 電連接器從主前表面凹下。在第二前表面部分處的第二電連接器從主前表面凹下。第一和 第二前表面部分互補(bǔ)式成形為將相鄰的模塊聯(lián)鎖在一起平行于電總線系統(tǒng)的安裝面。第一 和第二前表面部分優(yōu)選地具有互補(bǔ)式成形的燕尾形形狀以便聯(lián)鎖在一起。在外殼的一個(gè)側(cè) 面處的前表面部分和在外殼的另一個(gè)側(cè)面處的第二前表面部分在距主前表面相同的距離 處對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)相鄰的模塊連接在一起時(shí)，第一電連接在側(cè)向上與相鄰模塊的第二電連接對(duì)準(zhǔn)。 各套管還相互對(duì)準(zhǔn)，以便容納接觸相鄰的I/O模塊和橋接件的緊固件。優(yōu)選地，橋接件具有緊固件，該緊固件附接到兩個(gè)相鄰的I/O模塊上，以便將各I/ 0模塊用連續(xù)穿過(guò)其的接地電路電和機(jī)械地連接在一起。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，電總線組件具有主通信模塊和一組模塊化I/O單元， 所述一組模塊化I/O單元安裝到主通信模塊的側(cè)面上，并彼此相鄰。每個(gè)模塊化I/O單元 都在接近其每個(gè)側(cè)面處具有電附件。橋接件跨過(guò)并連接兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元。每個(gè) 橋接件都具有互補(bǔ)式電附件，該互補(bǔ)式電附件用于接合兩個(gè)相鄰的I/O單元的電附件。緊 固件將模塊化I/O單元安裝到安裝面上。橋接件還這樣將相鄰的模塊化I/O單元機(jī)械地連 接在一起，以便當(dāng)橋接件從一個(gè)模塊化I/O單元脫開(kāi)時(shí)，能將一個(gè)模塊化I/O單元從安裝面 和從模塊化I/O單元組中除去，而不除去相鄰的左面和右面模塊化I/O單元。每個(gè)模塊化I/O單元都在其中封閉電子板。模塊化I/O單元可分布到偏遠(yuǎn)地方， 并可電連接到主模塊組和主通信模塊上。每個(gè)電子板都具有橫過(guò)其延伸的接地跡線，該接 地跡線具有相互電接觸的相對(duì)端口橋接件具有安裝于其中的導(dǎo)電觸點(diǎn)，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)處于 與兩個(gè)相鄰的模塊化單元的接地跡線電接觸。優(yōu)選地，I/O模塊中的跡線處于與緊固件接觸，該緊固件又在一端處與導(dǎo)電套管接 觸，以便將板安裝到I/O外殼上。導(dǎo)電套管在另一端處容納緊固件，該緊固件將橋接件安裝 到I/O單元上。當(dāng)相鄰的模塊連接在一起時(shí)，第一電連接在側(cè)向上與相鄰的I/O模塊的第二電連 接對(duì)準(zhǔn)。各套管也相互對(duì)準(zhǔn)，以便容納緊固件，所述緊固件接觸相鄰的I/O單元和橋接件。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，用于電子總線系統(tǒng)的橋接件具有主體，該主體用不導(dǎo) 電的材料制成。橋接件具有電連接器，該電連接器用于連接總線系統(tǒng)的相鄰的I/O模塊之 間的電路。內(nèi)部導(dǎo)電材料在主體中的兩個(gè)埋頭孔之間延伸，并在埋頭孔中具有露出的部分。 孔洞從每個(gè)埋頭貫穿主體，用于容納導(dǎo)電的緊固件，該導(dǎo)電的緊固件處于與內(nèi)部導(dǎo)電材料 及相鄰的I/O模塊中的接地跡線接觸，以便形成完整的接地電路貫穿I/O模塊和貫穿橋接 件。優(yōu)選地，主體圍繞導(dǎo)電材料模制，該導(dǎo)電材料取導(dǎo)電材料是導(dǎo)電條的形式，所述導(dǎo)電條 具有至少兩個(gè)環(huán)形露出的部分，該環(huán)形露出部分安裝在埋頭孔中各自孔洞的上方。


現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，其中圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的一種安排的透視和局部示意概圖；圖2是圖1所示的主I/O模塊組和連接器夾示出具有現(xiàn)場(chǎng)總線和任選端接板及總 線輸出板的局部部件分解圖；圖3是圖1所示的遠(yuǎn)程I/O站的部件分解圖4是圖1所示的一個(gè)I/O模塊的放大透視圖；圖5是相鄰的I/O模塊和連接器夾的局部部件分解頂部側(cè)視圖；圖6是圖3所示的I/O外殼的部件分解圖；圖7是圖3所示的I/O模塊的后透視圖；圖8是圖2所示的連接器夾的部件分解圖；圖9是由圖6所示的跡線和圖8所示的夾子所形成的接地電路的示意圖；圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施例的透視圖；圖11是圖10所示的一個(gè)I/O模塊的前視圖；圖12是圖10所示的連接夾子的底部透視圖；圖13是待連接到圖10的連接夾子上的背襯夾子的頂部透視圖；圖14是本發(fā)明的I/O模塊的另一個(gè)實(shí)施例的前透視圖；圖15是待與圖14所示的I/O模塊一起使用的連接夾子的底部透視圖；圖16是示出相鄰I/O模塊的另一個(gè)實(shí)施例的前透視圖；和圖17是用于圖16所示的I/O模塊的連接器夾子的底部透視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，模塊化現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)10的一種安排提供用于電磁閥12的控制裝 置，該電磁閥12控制主站16內(nèi)閥歧管14中的定向流動(dòng)。主站16具有主通信模塊30，所 述主通信模塊30包含安裝于其上的字母數(shù)字顯示器22?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)還能有多個(gè)I/O模 塊18，該多個(gè)I/O模塊18通過(guò)橋接件連接在一起，所述橋接件以后稱(chēng)之為夾子20，該夾子 20橋接和連接兩個(gè)相鄰的模塊18，且實(shí)際上一起電連接到主通信模塊30上。主通信模塊 30連接到電磁閥12上并控制該電磁閥12。對(duì)本發(fā)明的場(chǎng)合，模塊可以是待與其它單元連 接的模塊，或者可以是獨(dú)立的單元。I/O模塊18可以通過(guò)市售DIN RAIL系統(tǒng)堆集并安裝在安裝面觀如機(jī)器壁或面板 上，或者直接緊固到安裝面觀上。在模塊18的主站16的一端處，主通信模塊30與一組螺 線管12和閥歧管14面接。主通信模塊30具有用于主電源和輔助電源的通信附件33和電 力附件43。I/O模塊的主站16的另一端具有總線輸出安裝板32，或者如圖2所示，終端安 裝板34。兩個(gè)板32和34各具有孔洞37，所述孔洞37適合于容納DIN順應(yīng)性緊固件，用于 安裝到DIN RAIL安裝系統(tǒng)上。系統(tǒng)這樣模塊化，以便I/O模塊18可以安裝在遠(yuǎn)程站35處，該遠(yuǎn)程站35如圖1 所示遠(yuǎn)程I/O模塊18的主站16。遠(yuǎn)程I/O模塊18在結(jié)構(gòu)上與主站16中的其它模塊18相 同，并通過(guò)總線電纜36和任選的電源電纜38與主通信模塊30電連接和與該主通信模塊30 通信。遠(yuǎn)程I/O模塊18具有總線輸入安裝板31和總線輸出安裝板32，它們分別附接在I/ 0模塊18的相對(duì)端處，一個(gè)用來(lái)容納總線電纜36，而另一個(gè)用來(lái)將另一些總線電纜36延伸 到另一個(gè)任選的分站40?？偩€輸入板31也具有適合于容納DIN RAIL順應(yīng)性緊固件的孔 洞。每個(gè)總線輸入和總線輸出板31和32都具有兩個(gè)電附件45和47。位于上面的附件45 通過(guò)電纜36用于網(wǎng)絡(luò)電源和通信，而下面的附件47通過(guò)電纜38將輔助電源轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程安 裝的I/O模塊18，如后面所述。另一些具有所需I/O模塊18總數(shù)的遠(yuǎn)程模塊站35可以用 相同型式串聯(lián)連接。
另一些分站40通過(guò)用電氣總線電纜36和38連接到附件45和47及通信模塊39 上，用于控制分站40中螺線管12組和閥歧管14。當(dāng)然，可以預(yù)見(jiàn)，無(wú)線電發(fā)射功率和通信 傳輸也可以代替總線電纜36和38。每個(gè)模塊18的結(jié)構(gòu)在圖4-9中更清楚地示出。每個(gè)I/O模塊18都裝備在外殼19 中。外殼19的蓋96在其前主表面M上安裝一字母數(shù)字圖形顯示器22。前主表面M還具 有多個(gè)I/O連接或附件26。每個(gè)I/O附件沈可以具有商業(yè)上可接受的五腳連接，該五腳連 接可用于給各種各樣傳感器和裝置(未示出)供電并與其通信。其它腳數(shù)的連接也可以接 受。每個(gè)附件26都可以用作輸入或輸出，以便任何單獨(dú)模塊18都可以具有所有輸入，所有 輸出或者輸入和輸出與數(shù)字或模擬信號(hào)的混合物。蓋96具有用于顯示器22的窗口 108，該 窗口 108可以具有保護(hù)性的透明蓋109。蓋96也具有用于I/O附件沈的孔洞110?？锥?107可以容納操作鈕130，該操作鈕130用于操作在顯示器22上所看到的菜單。如圖4中 所示，當(dāng)字母數(shù)字圖形處于合適位置時(shí)，覆蓋板113密封主前表面中的窗口 108和蓋109。外殼19的一個(gè)側(cè)面41具有一側(cè)向上延伸的聯(lián)鎖延伸部分42。聯(lián)鎖延伸部分42 具有前表面44，該前表面44從主前表面M凹下。前表面44具有電附件46和中心有螺紋 的插件48。所示的聯(lián)鎖延伸部分可以是燕尾形形狀，該燕尾形形狀具有傾斜的側(cè)壁50和 直的端壁52，所述端壁52平行于側(cè)面58。延伸部分42中心位于外殼19的上端M和下端 56之間。外殼19的另一個(gè)側(cè)面58在上端M和下端56附近具有兩個(gè)互補(bǔ)形狀的聯(lián)鎖延伸 部分60。各延伸部分都具有外側(cè)壁62，所述外側(cè)壁62與外殼19的相應(yīng)的上端和下端M和 56齊平。內(nèi)部?jī)A斜壁66合適地間隔開(kāi)，以便形成燕尾形內(nèi)腔70，用于裝配相鄰模塊18的 延伸部分42。每個(gè)延伸部分60都具有前表面72，該前表面72也用與延伸部分42相同的 方式相對(duì)于主前表面M凹下。每個(gè)延伸部分60都具有電附件46和有螺紋的插件48。如 圖2，3和5中所示，相鄰的模塊18通過(guò)一個(gè)模塊相對(duì)于另一個(gè)模塊垂直地降落或滑動(dòng)裝配 在一起，以便通過(guò)聯(lián)鎖的延伸部分42和延伸部分60將模塊在側(cè)向上鎖緊在一起。換句話(huà) 說(shuō)，兩個(gè)模塊沿著圖1所示的安裝面平面觀鎖緊在一起。然后在它們之間形成一間隙74， 如在圖5中最清楚看出的，該間隙74向下延伸到延伸部分60和延伸部分42的垂直對(duì)準(zhǔn)的 前表面44和72。每個(gè)間隙74都容納夾子20，以便完成裝配并防止相鄰的模塊18由于緊 固到有螺紋的插件48中而彼此相對(duì)升起。模塊18外殼的內(nèi)部在圖6中更清楚地示出，此處外殼19打開(kāi)至看到其內(nèi)部。模 塊18具有前板86，該前板86安裝字母數(shù)字圖形顯示器22和I/O附件26。顯示器22和附 件沈在結(jié)構(gòu)上可以用其它方式連接。后板88固定到前板86上并與該前板86間隔開(kāi)。前 板和后板86和88通過(guò)長(zhǎng)的緊固件90和導(dǎo)管92連接到外殼19的蓋96上，所述緊固件90 和導(dǎo)管92進(jìn)入后板88中的孔或槽97并延伸到前板86。長(zhǎng)緊固件90接合外殼19的蓋96 的內(nèi)部中有螺紋的插口 94。第一板88夾在外殼蓋96和待固定的導(dǎo)管92之間。后板88還 通過(guò)合適的焊接連接安裝電附件46。板88上的跡線(未示出)將一側(cè)41上的附件46連 接到外殼19的另一側(cè)58上的對(duì)應(yīng)附件46上，以便在它們之間傳輸電力和通信。I/O附件 26也通過(guò)板86電連接到板88上，以便處于與顯示器22和附件46 二者通信，在該處信息因 而能傳輸?shù)街魍ㄐ拍K30。現(xiàn)在參見(jiàn)圖9，接地跡線100，例如接地平面，還橫跨后板88從孔洞102延伸到孔洞104。接地跡線100處于與導(dǎo)電的有螺紋的緊固件106電通信，因?yàn)樗鼈冐灤┛锥?02和 104。緊固件106從蓋96的內(nèi)部接合有螺紋的插件48的下側(cè)，以便安裝后板88。有螺紋的 插件48用導(dǎo)電材料如黃銅或其它金屬制成，并模壓或固定到外殼19的蓋96上。每個(gè)插件 48都有兩個(gè)盲孔99，以便即使當(dāng)緊固件不接合于其上時(shí)，插件也不能從環(huán)境外部進(jìn)入外殼 19的內(nèi)部。一旦板86通過(guò)長(zhǎng)緊固件90固定到蓋96上，則板86和88就通過(guò)外殼19的背襯 件112的位移閉合在外殼19內(nèi)。背襯件112可以緊固到蓋96上，以便封閉外殼19內(nèi)的部 件，如圖7中所示。外殼蓋96具有孔洞116，該孔洞116貫穿外殼蓋96，以便能用來(lái)將I/O 模塊18直接安裝到安裝面觀上。如圖8中所示，由于板76具有電連接附件78，該附件78電連接到圖2中一個(gè)模塊 18的附件46上，且在一側(cè)41處電連接到另一個(gè)模塊18的另一側(cè)上的對(duì)應(yīng)附件46上。照 這樣，在整組模塊18上形成兩個(gè)連續(xù)的電路。上附件46主要用來(lái)將網(wǎng)絡(luò)電力和通信傳輸 到用于附件26的I/O數(shù)據(jù)電路和傳輸?shù)娇偩€輸出安裝板32中的附件45。下附件沈用來(lái) 將輔助電力傳輸?shù)絀/O模塊18和總線輸出安裝板32的下附件47及傳輸?shù)矫總€(gè)I/O模塊 附件26。額外的輔助電源可以附接到總線輸入板和總線輸出板31和32的任何下附件47 上，以便例如在M伏下提供高達(dá)4安培的電流。總線電纜36和38能給遠(yuǎn)程站35和40提 供通信和輔助電力，所述遠(yuǎn)程站35和40也一直用與主站16相同的方式傳輸電力。如圖2，5和8中更清楚示出的，夾子20具有細(xì)長(zhǎng)的主體74，該細(xì)長(zhǎng)的主體74放置 一對(duì)電路板76，每個(gè)電路板76都具有兩個(gè)凸形附件78，所述凸形附件78在其周?chē)幸蛔o(hù) 圈80。護(hù)圈80可以通過(guò)緊固件82夾持到主體上合適位置處，該緊固件82穿過(guò)護(hù)圈80中 的孔洞84接合，以便接合主體74。附件78和護(hù)圈80各都裝配和連接到延伸部分42和60 中的附件46上。夾子20還有模塑在內(nèi)部的導(dǎo)電條118，該導(dǎo)電條118有三個(gè)環(huán)形接觸臺(tái)肩120，所 述臺(tái)肩120在孔洞124周?chē)穆耦^孔122中露出。導(dǎo)電的有螺紋的緊固件126貫穿孔洞 124，接合接觸臺(tái)肩122和相鄰模塊18中延伸部分42和60中的有螺紋的插件48。緊固件 126將兩個(gè)相鄰的模塊機(jī)械地固定在一起，及在兩個(gè)相鄰的模塊18之間提供連續(xù)的接地電路。完成接地電路通過(guò)參照?qǐng)D1和9說(shuō)明?？偩€輸入和總線輸出安裝板31和32也具 有類(lèi)似的直接模壓于其中的接地條118。每個(gè)終端安裝板34也可以在其中具有類(lèi)似的接地 條118。緊固件126隨著它將安裝板31，32或34緊固到模塊18上而接合接地條118。接 地引線1 現(xiàn)在放置在任一個(gè)緊固件1 的下方，該緊固件安裝模塊18，和安裝板31，32或 34。引線1 連接到設(shè)備的金屬構(gòu)架例如安裝面觀上。接地電路穿過(guò)模塊18和夾子20在圖9中示意示出。穿過(guò)孔洞104的緊固件106 接合延伸部分42中的有螺紋的插件48，并處于與第一模塊18的跡線100接觸。因而緊固 件1 接合延伸部分42中有螺紋的插件48的頂部，該頂部接合夾子20的中心環(huán)形接觸臺(tái) 肩120。緊固件106和1 及有螺紋的插件48全都用金屬或其它導(dǎo)電材料制成。導(dǎo)電條 118用它的用它的中心環(huán)形接觸臺(tái)肩120延伸到兩個(gè)外部接觸臺(tái)肩120上。外部接觸臺(tái)肩 通過(guò)導(dǎo)電緊固件126接合，該導(dǎo)電緊固件1 在延伸部分60處接合外殼蓋96中的導(dǎo)電有螺 紋的插件48。有螺紋的插件48還接合導(dǎo)電緊固件106，該導(dǎo)電緊固件106在孔洞102處穿過(guò)板88，并處于與后板88上的接地跡線100電接觸。跡線100橫過(guò)板88延伸到孔洞104， 因而該孔洞104同樣處于與穿過(guò)孔洞104的導(dǎo)電緊固件106電接觸。因而接地電路反復(fù)穿 過(guò)相鄰的夾子20和相鄰的模塊18。因此夾子20使模塊18 —起接地。夾子20還使模塊18 —起通過(guò)附件78與電源 和輔助電力連接器43電連接，該附件78連接到附件46上并且還將模塊18機(jī)械固定在一 起。聯(lián)鎖延伸部分42，60和兩個(gè)相鄰模塊18的內(nèi)腔70通過(guò)暫時(shí)將模塊18保持在合適位 置貼著安裝面觀加快將一個(gè)模塊18安裝到另一個(gè)模塊18上，而同時(shí)它們變成被夾子20固定。另外，這種構(gòu)造提供用于中間設(shè)置I/O模塊，以便通過(guò)升起遠(yuǎn)離安裝面觀除去。通 過(guò)除去相鄰的夾子20，露出延伸部分42，60和內(nèi)腔70，并能提出模塊18。替換I/O模塊18 能設(shè)在所提供的空間中，而不用移動(dòng)其它I/O模塊18。任選地，其它I/O模塊能一起移動(dòng)并 通過(guò)聯(lián)鎖連接接合在一起，同時(shí)消除因除去I/O模塊而留下的空間。另外，如果需要額外的 I/O模塊18，則能暫時(shí)除去板31，32或34，以便形成一空間，然后在該空間中能加入額外的 模塊18，并能把板31，32和34重新連接，以便完成機(jī)械、電氣和接地連接。另外，用同樣方 式，能把額外的模塊18加在兩個(gè)另外的模塊18之間。安裝板32和34能在主站16或遠(yuǎn)程配電站35和40上使用?？偩€輸入板31能用 于遠(yuǎn)程配電站35。I/O模塊18和部件31，32和34的模塊化性能提供用于很大范圍的分配 和任選構(gòu)造。用于提供現(xiàn)場(chǎng)總線閥歧管的I/O模塊的可供選擇的構(gòu)造在圖10-13中示出。在圖 10-13中，模塊218具有外殼219，該外殼219具有主前表面224，所述主前表面2 具有I/ 0附件226。外殼219具有上和下臺(tái)肩M2，該上和下臺(tái)肩242具有前表面M4，所述前表面 244相對(duì)于主前表面2 凹下。每個(gè)臺(tái)肩242都具有兩個(gè)電連接器246和一個(gè)燕尾形內(nèi)腔 270。每個(gè)夾子220都具有互補(bǔ)式電附件278，如圖12中所示，該電附件278能連接到連接 器246上，以便將相鄰的模塊218電連接在一起。夾子220還具有凸形燕尾形突起M2，該 凸起242裝配在每個(gè)內(nèi)腔270內(nèi)，并將相鄰的模塊218機(jī)械鎖緊在一起。夾子還具有孔洞 215和背襯夾子225，所述孔洞215能使有螺紋的緊固件236貫穿它并接合，而背襯夾子225 也具有錐形燕尾形凸起M5，如圖13中所示。每個(gè)模塊都同樣地具有字母數(shù)字顯示器222，該字母數(shù)字顯示器222指示連接到 附件2 上的每個(gè)信號(hào)的狀態(tài)或其它參數(shù)。標(biāo)牌夾持器221也可以裝到每個(gè)外殼219中。另一個(gè)實(shí)施例在圖14-15中示出，此處模塊318具有一對(duì)燕尾形內(nèi)腔370，該對(duì)燕 尾形內(nèi)腔370設(shè)在凹下的臺(tái)肩360的一側(cè)處，所述臺(tái)肩360在下和上臺(tái)肩343之間延伸。工 字形夾子320遍布下和上臺(tái)肩343 二者，以便通過(guò)連接器378將相鄰模塊的電連接器346 連接在一起，并具有一對(duì)雙燕尾形凸起342，以便接合內(nèi)腔370，將相鄰模塊318機(jī)械鎖緊在 一起。字母數(shù)字顯示器322可以垂直地向下設(shè)置模塊318的長(zhǎng)度。圖16和17公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例，此處模塊418在兩個(gè)側(cè)臺(tái)肩460上具有電附件446， 并對(duì)準(zhǔn)單個(gè)燕尾形內(nèi)腔470。相鄰模塊418的燕尾面對(duì)面，并接合夾子420的燕尾形凸起 442，該夾子442還具有兩對(duì)互補(bǔ)式電附件478。模塊418具有字母數(shù)字顯示器422。模塊化總線I/O系統(tǒng)的電子設(shè)備具有字母數(shù)字圖像顯示器22，222，322和422或 者LED (發(fā)光二極管)，LCD (液晶顯示器)型顯示器，它們能顯示I/O模塊和主通信模塊的狀態(tài)和其它參數(shù)及其它措辭如模塊的誤差或地址。顯示器可以是市售像素顯示產(chǎn)品。還可 以預(yù)知，其它的LED，LCD或其它可見(jiàn)顯示板可以是合適的。顯示器22具有兩個(gè)操作按鈕 130，該兩個(gè)操作按鈕130可以通過(guò)菜單滾動(dòng)，如為具體模塊化組和I/O模塊所準(zhǔn)備的。顯 示器22能按需要滾動(dòng)更長(zhǎng)的信息。顯示器22能用來(lái)顯示I/O連接的狀態(tài)。例如，定位的方形用I/O的數(shù)值點(diǎn)亮，該 數(shù)值通過(guò)變黑形成，以便數(shù)值在點(diǎn)亮的方形內(nèi)用負(fù)數(shù)形式看到。合適的操縱操作按鈕130能通過(guò)菜單滾動(dòng)，以便顯示和調(diào)節(jié)某些性能，其中許多 性能以前僅可通過(guò)外部裝置看到。例如，可以看到下列的節(jié)點(diǎn)性能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址，波特率， I/O尺寸診斷信息及固件修改水平。它還可以用來(lái)顯示并使用戶(hù)能調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)地址，波特率， 用于I/O尺寸的參數(shù)，及自測(cè)方式。閥歧管子節(jié)點(diǎn)性能可以看到例如I/O范圍，通信誤差，短路誤差，輔助電力狀態(tài)， 固件修正，并且也可以用來(lái)顯示和調(diào)節(jié)各個(gè)模塊自測(cè)。I/O模塊菜單可以顯示例如I/O范 圍、類(lèi)型模擬數(shù)字，輸入，輸出，輸入/輸出，NPN或PNP，通信誤差，短路誤差，輔助電力狀態(tài)， 模擬信號(hào)，固件修改，且可以用來(lái)顯示和使用戶(hù)能調(diào)節(jié)各個(gè)模塊自測(cè)方式及去抖動(dòng)延遲設(shè)定。附接到現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)上的主網(wǎng)絡(luò)具有主控制器，該主控制器能尋址每個(gè)附接的模 塊。不是手動(dòng)置位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，能有自動(dòng)尋址方案，此處每個(gè)模塊都按順序?qū)ぶ?，以便主通?模塊知道特定I/O附件沈的信號(hào)駐留的地方。任選的存儲(chǔ)器板可以加到主通信模塊中或者作為額外的模塊，該額外的模塊能省 去起始參數(shù)。各參數(shù)然后能在I/O模塊處改變，并下載回到存儲(chǔ)器模塊。人工配置板能代 替存儲(chǔ)器板。在這種結(jié)構(gòu)配置中，人們能在不重新配置新單元的情況下更換主通信節(jié)點(diǎn)。每個(gè)I/O模塊都可以具有內(nèi)部讀出電路，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電力降到低于可用電平時(shí)，該讀 出電路將自動(dòng)識(shí)別，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換到輔助電源，所述輔助電源通過(guò)主通信模塊30中的下面附 件43由子網(wǎng)絡(luò)電源提供，該子網(wǎng)絡(luò)電源也通過(guò)主通信模塊30中下面附件43提供。如果一 個(gè)電力系統(tǒng)搖晃或停止，則可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到另外的電源。輔助電力也在總線輸入板31 中提供給下面附件47。在這種方式中，軟配電總線系統(tǒng)能用外殼部件制成，該外殼部件用塑料或其它類(lèi)型 所需材料制成，所述材料通過(guò)加入分開(kāi)的接地系統(tǒng)裝入其中而不導(dǎo)電。接地系統(tǒng)不再依靠導(dǎo) 電性和貼合模塊的金屬外殼。各個(gè)I/O模塊是獨(dú)立的并保護(hù)性地封閉電子板。模塊的模塊性 和自密閉使它們能作為遠(yuǎn)程分站單獨(dú)地或與其它連接模塊和閥一起取出的遠(yuǎn)程安裝。模塊的取出和更換通過(guò)它的獨(dú)特的連接結(jié)構(gòu)快速地完成。夾子很容易將模塊連接 在一起，且各模塊建造成提供組件的過(guò)渡整體性而夾子連接于相鄰模塊。另外，作為獨(dú)立單 元的模塊能遠(yuǎn)程設(shè)置，而不需要專(zhuān)門(mén)的端板。顯示器22，222，322，422能使用戶(hù)按需要通過(guò)菜單滾動(dòng)看見(jiàn)重要性能，甚至遠(yuǎn)程 調(diào)節(jié)某些性能。模塊自動(dòng)尋址系統(tǒng)和自動(dòng)電力選擇提供更可靠和現(xiàn)代化的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)， 該系統(tǒng)尤其適用于螺線管驅(qū)動(dòng)歧管閥和I/O系統(tǒng)。如本申請(qǐng)所用的模塊可以包括裝顯示器 的獨(dú)立單元。在不脫離如所附權(quán)利要求所限定范圍和精神的情況下，對(duì)本發(fā)明可以進(jìn)行其它的 改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于閥歧管的模塊化電總線系統(tǒng)，包括 主通信模塊；多個(gè)模塊化I/O單元，每個(gè)模塊化I/O單元具有多個(gè)I/O附件； 上述I/O單元用電和機(jī)械兩種方式連接在一起，并連接到主通信模塊； 橋接件，該橋接件將相鄰的模塊化I/O單元連接在一起；上述模塊化I/O單元具有相對(duì)的側(cè)面，該相對(duì)的側(cè)面能彼此相鄰并置；且上述側(cè)面具 有相對(duì)于上述外殼的主表面凹下的前表面；上述相對(duì)的側(cè)面具有電附件，所述電附件插置于兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元的兩個(gè)主 表面之間；上述相對(duì)的側(cè)面還具有相互電連接的接地觸點(diǎn)；上述橋接件裝配于在兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元的主表面之間凹下的前表面的前面 形成的間隙中，用于機(jī)械地連接和固定到兩個(gè)上述相鄰的模塊化I/O單元；及上述橋接件具有安裝于其中的導(dǎo)電條，該導(dǎo)電條能與該兩個(gè)相鄰的模塊化單元的上述 接地觸點(diǎn)電接觸。
2.如權(quán)利要求1限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述橋接件具有互補(bǔ)式電附件，所述互補(bǔ)式電附件用于連接到上述相鄰的模塊化I/O 單元的電附件以便電連接相鄰的模塊化I/O單元。
3.如權(quán)利要求2限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述導(dǎo)電條被夾持在上述橋接件的主體內(nèi)并具有環(huán)形露出臺(tái)肩，所述臺(tái)肩安裝在上述 主體內(nèi)的埋頭孔中；和上述環(huán)形露出臺(tái)肩在其中具有與上述橋接件的主體內(nèi)各自的孔洞對(duì)準(zhǔn)的各自的孔洞， 用于容納和接觸緊固件，所述緊固件接合相鄰的模塊化I/O單元中的接地觸點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括每個(gè)模塊化I/O單元都具有其接地觸點(diǎn)，所述接地觸點(diǎn)與安裝在外殼內(nèi)的內(nèi)部的板上 且橫過(guò)上述模塊化I/O單元的外殼延伸的跡線接合。
5.如權(quán)利要求4限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述模塊化I/O單元的上述接地觸點(diǎn)是導(dǎo)電套管，該導(dǎo)電套管容納上述在一端處安裝 上述橋接件的緊固件和在相對(duì)端處將上述板安裝到上述外殼上的緊固件。
6.如權(quán)利要求5限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述導(dǎo)電套管在其每端處都具有盲螺紋孔并密封式裝配在上述模塊化I/O單元的上 述外殼中。
7.如權(quán)利要求5限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括每個(gè)模塊化I/O單元的上述外殼都具有主前表面及接近一個(gè)側(cè)面的第一電連接和接 近另一個(gè)側(cè)面的第二電連接；在上述外殼的主前表面上的多個(gè)I/O附件；上述外殼的上述一個(gè)側(cè)面成形為鄰近相鄰的I/O模塊的上述另一個(gè)側(cè)面裝配并容納 上述橋接件；上述第一電連接器在從上述主前表面凹下的第一前表面部分處； 上述第二電連接器在從上述主前表面凹下的第二前表面部分處；上述第一和第二前表面部分互補(bǔ)式成形以便在安裝平面中將相鄰的模塊聯(lián)鎖在一起；上述第一和第二前表面部分具有互補(bǔ)式成形的燕尾形狀以便聯(lián)鎖在一起； 在上述外殼的上述一個(gè)側(cè)面處的上述前表面部分和在上述外殼的另一側(cè)面處的上述 第二前表面部分在距上述主前表面相同的距離處對(duì)準(zhǔn)；當(dāng)上述相鄰的模塊連接在一起時(shí)，上述第一電連接與相鄰模塊的上述第二電連接在側(cè) 向上對(duì)準(zhǔn)；及上述套管也相互對(duì)準(zhǔn)以便容納接觸相鄰模塊化I/O單元和上述橋接件的緊固件。
8.如權(quán)利要求2限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述橋接件具有用電、機(jī)械方式附接到兩個(gè)相鄰的I/O模塊上的緊固件并具有連續(xù)穿 過(guò)其的接地電路。
9.一種電總線組件，包括 主通信模塊；一組模塊化I/O單元，所述一組模塊化I/O單元安裝到主通信模塊的側(cè)面上并彼此相鄰；每個(gè)模塊化I/O單元都在其每個(gè)側(cè)面附近有電附件；橋接件跨過(guò)和連接兩個(gè)相鄰的模塊化I/O單元；上述橋接件具有用于接合兩個(gè)相鄰I/O單元的電附件的互補(bǔ)式電附件；上述模塊化I/O單元可安裝到安裝底座上；上述橋接件將上述相鄰的模塊化I/O單元機(jī)械地連接在一起以便當(dāng)上述橋接件從一 個(gè)模塊化I/O單元脫開(kāi)時(shí)，上述一個(gè)模塊化I/O單元可以從上述安裝底座和上述模塊化I/ 0單元組中除去，而不除去相鄰的左面和右面模塊化I/O單元；每個(gè)模塊化I/O單元都在其中封閉電子板，并可分布到偏遠(yuǎn)地方，及可電連接到主模 塊化I/O單元組和主通信模塊；上述電子板具有橫過(guò)其延伸的接地跡線，所述接地跡線具有相互電接觸的相對(duì)端；及 上述橋接件具有安裝于其中的導(dǎo)電觸點(diǎn)，所述導(dǎo)電觸點(diǎn)與兩個(gè)相鄰的模塊化單元的接 地跡線電接觸。
10.如權(quán)利要求9限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述電子板上的上述跡線與緊固件接觸；上述第二緊固件在一端處與導(dǎo)電套管接觸； 套管具有第二端，該第二端容納安裝上述橋接件的第二緊固件；當(dāng)上述相鄰的模塊連接在一起時(shí)，上述第一電連接在側(cè)向上與相鄰的I/O模塊的上述 第二電連接對(duì)準(zhǔn)；和上述套管也相互對(duì)準(zhǔn)以便容納接觸相鄰的模塊化I/O單元和上述橋接件的上述第二 緊固件。
11.如權(quán)利要求10限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述導(dǎo)電套管在其每一端處都具有盲孔，且密封式裝配在上述模塊化I/O單元的上述 外殼中。
12.一種用于閥歧管的模塊化電總線系統(tǒng)，包括 連接到多個(gè)歧管閥上的主通信模塊；多個(gè)模塊化I/O單元，每個(gè)模塊化I/O單元具有可從上述I/O單元的外殼的外部接近 的多個(gè)I/O附件；上述I/O單元用電和機(jī)械兩種方式連接在一起；和接地電路，穿過(guò)上述I/O單元的上述多個(gè)外殼延伸，用于將接地電路電連接在一起的 電觸點(diǎn)貫穿多個(gè)上述外殼；
13.如權(quán)利要求12限定的模塊化電總線系統(tǒng)，還包括上述外殼用基本上不導(dǎo)電的材料制成；和上述觸點(diǎn)包括將兩個(gè)外殼連接在一起的橋接件。
14.一種用于電子總線系統(tǒng)的橋接件，包括主體，該主體用不導(dǎo)電材料制成；電連接器，該電連接器用于連接上述總線系統(tǒng)的相鄰的I/O模塊之間的電路；內(nèi)部導(dǎo)電材料，該內(nèi)部導(dǎo)電材料在上述主體中兩個(gè)埋頭孔之間延伸并在上述埋頭孔中 具有露出的部分；孔洞，該孔洞從每個(gè)埋頭孔延伸用于容納導(dǎo)電緊固件，所述導(dǎo)電緊固件能與內(nèi)部導(dǎo)電 材料及相鄰的I/O模塊中接地跡線接觸，以便形成穿過(guò)該I/O模塊和穿過(guò)上述橋接件延伸 的完整接地電路。
15.如權(quán)利要求14限定的橋接件，還包括上述主體基本上圍繞上述導(dǎo)電材料模制；上述導(dǎo)電材料是導(dǎo)電條，該導(dǎo)電條具有至少兩個(gè)環(huán)形露出部分，所述環(huán)形露出部分安 裝在上述埋頭孔中各孔洞的上方。
全文摘要
模塊化電總線系統(tǒng)具有穿過(guò)多個(gè)模塊化I/O單元的接地電路，而每個(gè)單元都通過(guò)連接相鄰的單元和主通信模塊的橋接件可電和機(jī)械兩種方法連接在一起。橋接件和模塊化I/O單元用在兩個(gè)部件內(nèi)延伸的接地電路接地在一起。
文檔編號(hào)H01R25/00GK102084548SQ200980119304
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者E·德卡羅里斯, J·F·埃斯凱, J·維克, M·W·亨特 申請(qǐng)人:紐曼蒂克公司