轨道安装的控制系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及工业控制系统，更具体地，涉及具有轨道安装的控制器和输入/输出模块的工业控制系统。
[0002]诸如分散控制系统之类的工业控制系统通常包括利用来自诸如流量计之类的现场设备的输入信号的一个或多个控制器以向诸如阀之类的最终控制元件提供控制输出信号，以便于控制过程或一个或多个子过程。这样的控制系统通常是基于模块的并且包括一个或多个控制器模块以及一个或多个输入/输出(I/o)模块，控制器模块通过输入/输出模块而相应地从现场设备接收输入信号及向现场设备发送输出信号。控制器模块和I/O模块通常被安装到轨道，诸如DIN轨道。
[0003]轨道安装的控制系统必须具有允许不同类型和数量的I/O模块与控制模块被连接在一起的灵活性设计。此外，该设计应当允许模块以相对简易的方式被安装到轨道并且从轨道移除。然而，该简易性必须与保持模块安全地紧固到轨道的需要取得平衡。该平衡通常不能用常规的轨道安装的控制系统所实现。
[0004]本发明涉及具有改进特征的轨道安装的控制系统，这些改进特征包括改进的模块安装特征。
【发明内容】
[0005]依据本发明，一种控制系统被提供用于安装到轨道。该控制系统包括具有主体和闭锁组件的基底。该主体具有形成在其中的通道，该通道被适配为接纳该轨道。闭锁组件被安装到主体并且包括可移动杠杆以及至少一个闭锁构件。该杠杆能够在闭锁位置与非闭锁位置之间移动，其中该杠杆在该非闭锁位置与闭锁位置之间的移动使得至少一个闭锁构件移动到通道中并且从通道中移出，由此当该轨道被设置在通道中并且杠杆被移动到闭锁位置时，至少一个闭锁构件移动到通道中，由此将轨道捕获在通道中并且将基底紧固到轨道。模块被提供用于可移除地安装到基底。该模块包括用于处理控制信号的电路。当该模块被安装到基底时，该模块覆盖闭锁组件的杠杆从而不可接入。
【附图说明】
[0006]本发明的特征、方面和优点相对于下面的描述、所附的权利要求书以及附图将变得更好理解，在附图中:
[0007]图1示出了被安装到轨道的控制系统的前视图；
[0008]图2示出了控制系统的I/O组件的I/O模块的前透视图；
[0009]图3示出了I/O模块的后视图；
[0010]图4示出了控制系统的控制组件的前透视图；
[0011]图5示出了I/O组件的前透视图；
[0012 ]图6示出了 I /0组件的I /0基底的前视图；
[0013]图7示出了 I/O基底的底部端视图；[OOM]图8不出了 I/O基底的后透视图；
[0015]图9示出了被安装到轨道的I/O基底的部分侧视图；以及
[0016]图10示出了控制系统的第一和第二端部模块。
【具体实施方式】
[0017]应当注意的是，在以下的详细描述中，相同的元件具有相同的附图标记，不论它们在本发明的不同的实施例中是否被示出。还应当指出的是，为了清楚和简洁地公开本发明，附图不一定是按比例绘制，并且本发明的某些特征可以以某种示意形式示出。
[0018]现在参照图1，示出了工业控制系统的节点的模块行2。模块行2包括控制器组件4、多个I/O组件6以及被安装到顶帽DIN轨道20的第一和第二端部模块16、18。节点可以包括一个或多个附加模块行，其包括一个或多个I/O组件6以及第一和第二端部模块16、18。每个附加模块行可以被安装到单独的DIN轨道。节点可以被用来控制所有的或一部分的工业过程，诸如功率生成过程。进而，节点可以被连接到工业控制系统的其他节点，如下面更充分描述的。
[0019]每个I/O组件6包括可释放地安装到I/O基底40的I/O模块14。现在具体参照图2和图3，每个I/O模块14包括包围电路板28的两件式塑料壳体26。大体圆柱形安装件30被连接到壳体26的侧壁。孔轴向地延伸通过安装件30。壳体26定义了后插头32，在其以内设置有电路板28的连接部分。电路板28上的电路处理从现场中的传感器接收到的现场输入或者从控制器模块12接收到的控制输出，这取决于I/O模块14是否处理输入或输出。更具体地，电路诸如通过使用模数和/或数模转换器在现场信号(例如，模拟4-20mA，数字24VDC等)以及数字控制器信号之间进行转换。电路还诸如通过使用开关、滤波器和多路复用器调节从现场接收到的或者去往现场的信号，并且将现场信号从控制器模块12隔离。
[0020]每个I/O组件6处理多个输入或者多个输出。典型的控制系统具有处理输入的一个或多个I/O组件6以及处理输出的一个或多个I/O组件6。输入可以是模拟输入、数字输入、热电偶输入或者RTD输入。输出可以是模拟输出或者数字输出。输入和输出(I/O)通常由现场中的传感器和控制元件所供能。然而，数字输出可以由I/O组件6供能，诸如在数字输出被用来供能继电器线圈时。
[0021]现在也参照图4，控制器组件4包括可释放地安装到控制器基底42的控制器模块12。控制器模块12具有与每个I/O模块14相似的构造并且包括被安装到壳体26以内的电路板，其中安装件30 (针对控制器模块12并未示出)被连接到壳体26 ο电路板包括微处理器、存储器以及其他电路。存储器存储由微处理器执行的控制程序。控制程序包括一个或多个控制回路，诸如PID回路，其在一个或多个现场输入上工作以生成控制输出。现场输入和控制输出经由模块通信总线通过I/O组件6去往以及来自控制器组件4进行路由。
[0022]如上所述，每个I/O模块14被安装到I/O基底40。1/0基底40被适配用于可释放地紧固安装到DIN轨道20。
[0023]现在参照图5至图7，每个I/O基底40通常是L形的，具有从安装部分50以大约直角向外延伸的侧部分52。安装部分50具有前侧和后侧、第一和第二横向侧以及顶端和底端。功率连接器54被紧固在侧部分52以内并且能够通过底端接入。功率连接器54被适配用于连接到功率源(例如24VDC)以用于对数字输出进行供电，如上所述。
[0024]第一和第二针连接器58、60相应地被紧固到第一和第二横向侧并从第一和第二横向侧延伸。第一和第二针连接器58、60被一起连接在安装部分50以内并且有助于形成模块通信总线，以及模块功率总线。I/O基底40的第一针连接器58被适配为接合及连接到另一个且相邻的I/O基底40的第二针连接器60。以此方式，多个I/O基底40可以被一起连接以形成一系列I/O基底40，模块总线和功率总线延伸通过该一系列I/O基底40。
[0025]通常是矩形的扩大的开口延伸通过前侧并且进入安装部分50的内部中。电路板连接器62被设置在安装部分以内并且能够通过该扩大的开口接入。扩大的开口和连接器62形成了插座64以用于接纳插头以及I/O模块14的电路板28的连接部分。另一个且更小的开口被设置与插座64相邻。该更小的开口延伸通过安装部分。被连接到凸轮的包括细长杠杆67的致动器66被枢转地安装在该更小的开口以内并且能够在闭锁位置与非闭锁位置之间移动。在闭锁位置中，杠杆67被设置为与前侧基本齐平(如图6中所示)，而在非闭锁位置中，杠杆67从前侧向外延伸(如图7和图8中所示)。
[0026]现在参照图8，通道70被形成在I/O基底40的后侧中。通道70被适配用于接纳DIN轨道20并且部分地通过具有从其向下延伸的一对垂片72的上边缘而被定义。壁栅格74位于通道70之下并且定义了通路，金属梭件76被可移动地安装在该通路以内。梭件76是大体矩形的并且包括具有一对向外延伸的侧凸缘的主体78。凸缘向上延伸超过主体78，由此形成一对向上突出的柄脚80。接触臂82以大约直角从主体78向内延伸，