专利名称：用于自动化设备的输入/输出模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于可灵活扩展的自动化设
备的输入/输出模块。
背景技术：
已知的多种市场上或专利文件中描述的可扩展自动化设备，也被称为存储程序控 制装置可以适配于不同的自动化任务，并且尤其可以使用到工业自动化技术领域以及开关 及控制技术的领域中。 这种自动化系统通常模块化地由中央组件、通信耦合器以及扩展模块(例如输入 /输出模块)组成。 输入/输出模块通过设计为输入/输出总线的内部总线连接与具有中央单元 (CPU)的中央组件连接，根据现有技术的该输入/输出模块包括一个由两部分构成且可分 开的壳体，该壳体带有至少一个外挡板、接线夹以及显示装置，该显示装置用于显示对应各 个接线夹的开关模块和/或控制模块的即时运行状态，其也被称作输入/输出通道的状态
信号装置。 根据现有技术已知多种输入/输出模块，在其壳体下部件中，多个印刷电路板插
入到壳体下部件中。用于输入/输出功能的电子组件/接线夹以及例如用于显示对应各个
接线夹的开关模块和/或控制模块的即时运行状态的显示装置都设置在输入/输出模块的
印刷电路板上。接线夹对应于其功能与印刷电路板点连接并且在壳体下部件的逆向部件上
从壳体中伸出。因此，接线夹不能由模块的端面触及，该端面具有显示装置。
由于机械的实施方式，尤其是使用多个用于实现输入/输出模块功能的印刷电路
板，前述的输入/输出模块需要大量的空间位置需求并且制作起来复杂而昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种用于自动化设备且成本低廉同时构造简单的 输入/输出模块，在该输入/输出模块中克服了前述的缺点并且相对于已知的输入/输出 模块而言尤其具有紧凑的结构并且可以成本低廉地制造。输入/输出模块不仅可以是输入 模块、输出模块也可以或者是输入/输出模块。 该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的用于自动化设备的输入/输出模 块来实现。根据本发明的有利设计方案及改进方案在从属权利要求及说明书中进行描述。
根据本发明设计出，大量地减少了设置在输入/输出模块中且设计为印刷电路板 或电路板的载体，其中用于输入/输出模块的输入/输出功能的电子组件设置在处于输入 /输出模块的壳体中的第一印刷电路板上。此外设置第二印刷电路板，用于回路流通输入/ 输出总线的信号。 另外还设置连接件，其例如可以实现信号线和外部现场装置的工艺电压的连接， 并且使得输入/输出总线在第一印刷电路板上的连接一体化。因此，通过优选设计为可插
3拔夹具并且用于工艺连接器或工艺信号的连接件设置在第一印刷电路板上可以制成成本 低廉的输入/输出模块。 连接件优选设计为螺纹夹具、冲剪夹具或弹簧拉伸夹具或弹簧力夹具，并且可以 从输入/输出设备的端面触及。 根据本发明输入/输出模块的一个有利的实施例相应设置有光导体，用于传播在 第一印刷电路板上的输入/输出通道的状态信号，该光导体为此设置，即将聚拢显示装置 的光并且无接触地传递到输入/输出模块的端面上。
根据在以下附图中示出的实施例来详细描述及说明本发明和有利的设计方案、改
进方案以及本发明的其他优点。
图1示出了输入/输出模块的示例， 图2示出了输入/输出模块的印刷电路板的实施例，该输入/输出模块设置有印
刷电路板以及输入及输出模块的连接装置和显示装置， 图3示出了输入/输出模块的显示装置的实施例， 图4示出了依次堆叠的同类件的栓-孔连接 图5示出了光导体的同类件的设计方案 图6示出了附件的设计方案，即该附件用作输入及输出模块的螺纹固定的调整垫 片， 图7示出了带有多个连接器的印刷电路板，该连接器用于回路接通输入/输出总 线与自动化设备的其他模块。
具体实施例方式
图1示出了用于可灵活扩展的自动化设备的输入/输出模块1的实施例，该模块 带有一个两部分构成的壳体2，其由壳体下部件3和壳体上部件2构成。在壳体下部件3上 安装有第一印刷电路板和第二印刷电路板。第一印刷电路板具有用于输入/输出模块l的 输入/输出功能的电子组件，并且第二印刷电路板设置用于回路接通输入/输出总线的信 号。 从壳体端面4可以触及到用于连接信号线和工艺电压且设计为可插拔夹具的连 接件10。 在设备端面还设置有显示装置13，其用于显示对应于各个接线夹IO(在图1中未 示出)的开关和/或控制模块的即时运行状态。显示装置13设计为光导体并且设置用于 使得光以有利的方式实现为聚拢的光，即光仅仅被输出到输入/输出模块1的端面4的一 个位置上。 接线夹10与用于输入输出功能的电子组件的电连接通过连接器20(在图2中示 出)来实现。 可插拔的接线夹IO可以由单极或多极的夹具通过串连而成。根据输入/输出模 块1的输入/输出功能的数量，夹具10和相应连接器20的电极数量可以是不同的。
根据本发明，第一印刷电路板除了用于输入/输出模块1的输入/输出功能的电气组件，还包括连接器20，其设置在第一印刷电路板上，即例如像显示装置13也可以从壳 体的端面4上触及。另外，在第一印刷电路板上设置有另一个连接件6，其优选设计为标准 的插头，用于将输入/输出总线的信号传输到第二印刷电路板上。 在第二连接器70 (在图7中示出)和输入/输出总线上可以将其他模块和自动化 设备的中央单元连接到输入/输出模块1上。通过第二连接器70和另一连接器71 (在图 7中示出)可以使模块与模块之间的输入/输出总线的信号回路接通。
在图2中示出了用于电子组件的输入/输出模块1的第一印刷电路板PCB1的实 施例，该电子组件插入到导向装置40中。用于第一印刷电路板PCB1的导向装置40优选设 置在壳体下部件3的内部区域中以及壳体侧面5的下部区域中。 在第一印刷电路板的接近壳体下部件3的一侧上设置有连接器20，由此以有利的 方式实现了，在壳体的端面4的夹具10上可以连接工艺连接器。连接器20可以如图2所 示设计为多部分构成的部件，其中所使用的连接器20的数量可以灵活地设计。接线夹10 设置用于优选在机动车技术或螺纹连接技术中，外部现场设备(例如传感器和激励器)的 工艺电压及信号的连接。 此外，在第一印刷电路板PCB1的接近壳体下部件3的一侧上插有光导体51，其具 体细节将在图3中示出。 另一用于连接输入/输出总线的连接件6这样设置在第一印刷电路板PCBl上，即 其插入到设置在第二印刷电路板PCB2上的另一连接器72中，由此输入/输出总线的信号 可以从第一印刷电路板PCB1传输到第二印刷电路板PCB2上。 在壳体的下侧区域中，另外设置有连接装置60，优选是中心插脚或卡锁极板，用于 将其他模块连接到输入/输出模块上。 如果自动化设备具有输入/输出模块1以及当前所需要的另一壁装式模块，则要 使用到附件30。附件30起到调整垫片的作用并且防止壳体在模块通过钻孔73进行螺纹固 定时发生变形。 图3示出了显示装置13的实施例，其带有详细示出的输入/输出模块1的光导体 51，该输入/输出模块设置在第一印刷电路板PCB1上。显示装置13由光导体51形成，其将 由光学显示元件53，优选是发光二极管所产生的光聚拢并且无接触地传输到射出孔62上。 因此，由光导体51聚拢的光从显示元件53传输到输入/输出模块1的端面4的分别对应 的光射出面上。 孔口 64将由四个同类件54构成的第一光导体51捆绑在一起并且防止第一光导 体51的各个束之间的干扰。 光导体51可以由多个依次设置的光导体同类件54构成并且这样设计，即可以使 用简单而低廉的注塑工具来制造该光导体。光导体51的同类件54的结构设计方案参见图 5。 同类件54的设置例如通过同类件54的彼此堆叠以及同类件54的连接，优选通过
栓孔连接来实现。图4示例地示出了彼此堆叠的同类件54的栓-孔连接55。 在图5中示出了了光导体51的同类件54的视图并且详细描述了同类件54的设
计方案。同类件54由四个单一的光导体束构成。同类件54通过连接片63加固。 由光学显示元件53产生的光通过同类件54的射入面65射入，随后在面61上通
5过全反射进行反射并且在射出孔或在面62中射出。 图6示出了附件30的实施例。附件30起到调整垫片的作用并且防止壳体在通过 钻孔73和74进行螺纹固定时发生变形。附件30通过栓75到达壳体下部件3上，其中定 位横档76防止附件30脱落。 图7示出了印刷电路板PCB1、PCB2的设置方案，该印刷电路板带有连接器70、71， 用于输入/输出总线回路接通到自动化设备的其他模块上。 通过第二连接器70和输入/输出总线，其他模块和自动化设备的中央单元可以连 接到输入/输出模块1上。通过第二连接器70和另一连接器71，输入/输出总线的信号可 以从模块回路接通到另一模块。附图标记列表
1输入/输出模块2壳体上部件3壳体下部件4壳体端面5壳体侧面6另一用于连接输入/输出总线的连接件10连接件13显示装置20连接器30附件51光导体53显示元件54光导体的同类件55栓-孔连接56载体57连接件60连接装置61反射面62射出孔、射出面63连接片64孔口65射入孔70第二连接器71另一连接器72另一连接器73， 74钻孔75栓76定位横档PCB1第一载体、电路板、印刷电路板
6
PCB2 第二载体、电路板、印刷电路板
权利要求
一种用于自动化设备的输入/输出模块，其带有可分离的壳体(2、3)，所述壳体具有用于所述输入/输出模块的输入/输出功能的电子组件；连接件(10、20)；以及分别对应于所述连接件(10、20)且设置在设备端面(4)上的光导体(51)，用于为所述输入/输出模块的输入/输出通道发送状态信号，其特征在于，用于所述输入/输出模块的输入/功能的所述电子组件和所述连接件(10、20)设置用于连接位于所述输入/输出模块的壳体(2、3)中的第一印刷电路板(PCB1)上的信号线和工艺电压，其中所述连接件(10、20)可以从所述输入/输出模块的设备端面(4)上触及。
2. 根据权利要求l所述的输入/输出模块，其特征在于，所述连接件(20)在所述信号线和工艺电压线上与其上连接的开关模块和/或控制模块的电连接通过与所述连接件(20)连接的接线盒(10)实现。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，所述第一印刷电路板(PCB1)具有另一个连接件(6)，用于所述输入/输出模块与自动化设备的其他模块连接。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，用于连接所述输入/输出总线的所述另一连接件(6)这样设置所述第一印刷电路板(PCB1)上，即与第二印刷电路板(PCB2)上的连接件(72)连接并且用于所述输入/输出总线的连接器(70、71)从所述壳体(2、3)的下侧区域中伸出。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，所述第一印刷电路板(PCB1)插入到导向装置(40)中，其中用于所述第一印刷电路板(PCB1)的所述导向装置(40)设置在所述壳体下部件(3)的内部区域中，优选在壳体侧面(5)的下方区域中。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，在所述壳体(2、3)的下侧区域中设置有连接装置(60)，优选是中心插脚或卡锁极板，用于将其他模块连接到所述输入/输出模块上。
7 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，在所述第一印刷电路板(PCB1)上设置有设计为显示装置(13)的光导体(51)，其将由光学显示元件(53)发出的光聚拢在一起并且无接触地传输到所述输入/输出模块的端面(4)上。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，所述光导体(51)由多个同类件(54)构成。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的输入/输出模块，其特征在于，所述可分离的壳体由两个部分(2、3)组成。
全文摘要
本发明涉及一种用于自动化设备的输入/输出模块，其带有可分离的壳体(2、3)，所述壳体具有用于输入/输出模块的输入/输出功能的电子组件；连接件(10、20)；以及分别对应于连接件(10、20)且设置在设备端面(4)上的光导体(51)，用于为输入/输出模块的输入/输出通道发送状态信号。用于输入/输出模块的输入/功能的电子组件和连接件(10、20)设置用于连接位于输入/输出模块的壳体(2、3)中的第一印刷电路板(PCB1)上的信号线和工艺电压，其中连接件可以从输入/输出模块的设备端面(4)上触及。
文档编号G05B19/02GK101738941SQ200910223078
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者安德列亚斯·威尔默斯, 赫尔诺特·高布 申请人:Abb股份有限公司