一种用于工业PLC上的输入模块以及输出模块的制作方法

本实用新型涉及工业自动化领域，尤其涉及一种用于工业PLC上的输入模块以及输出模块。

背景技术：

可编程逻辑控制器，简称PLC(Programmable logic controller)，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备易于与工业控制系统形成一个整体，因此被广泛应用于工业控制中的各个领域。

PLC与现场I/O设备或其它外部设备之间的连接是通过输入输出接口来完成的。PLC通过输入接口把外部设备(如开关、按钮、传感器)的状态或信息读入CPU，通过用户程序的运算与操作，把结果通过输出接口传递给执行机构(如电磁阀、继电器、接触器等)。根据输入输出的信号数量，PLC可以分为32/64/80位等输入输出。在工程实际中，输入输出接口采用的是端子排，端子排通常是由多片端子并排安装在导轨上组成的。

现行国际上通用的端子排(如三菱、欧姆龙等)，主要由上下两部分组成。下面部分是用来连接PLC上I/O插针的固定槽，而上面部分则是一排接线的螺丝。这样的端子排在小型的工程应用中比较灵活，需要多少输入输出信号就接多少根线，并且在端子排出现问题时更换也方便。但在大规模的应用中，却存在诸多问题。首先接线很麻烦，每接一根输入输出信号线，都需要先剥好线材，然后用螺丝锁紧，非常地浪费时间和人力人本。其次，这种用螺丝来锁线的方式很容易造成线材之间的相互短路以及连接不良，导致在后续使用中出现问题。最后这种方式需要浪费大量的线材，造成物力成本的上升。在现有的一些PLC中，为了接线方便，会在设计PLC时将端子排改成接线座子，但是这种座子通常焊接固化在PLC上，在需要更换时很麻烦。另外也有方案通过在转接板上接一排插针，然后将插针横向插在端子排的螺丝孔位上，再通过其他座子接线。这种方式同样需要用螺丝一个个去锁插针，非常地耗费时间。而且整个装置只通过插针受力，在有外力拉扯线材时很容易造成插针移位和装置脱落。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于工业PLC上的输入模块以及输出模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于工业PLC上的输入模块，包括PCB板、PLC连接器、一个输入信号座子、一个控制信号座子、一个电源输入座子；所述PLC连接器焊接于PCB板背面，所述输入信号座子、控制信号座子、电源输入座子并排焊接于PCB板背面且位于所述PLC连接器一侧，其中，所述PLC连接器包括上端结构和下端结构，所述下端结构具有与PLC可拆卸连接的两条固定槽，所述上端结构与两条固定槽对应的区域设置有用于与PCB板焊接的两排排针。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输入模块中，每条固定槽内设置有间隔设置的一排金属夹片，所述金属夹片垂直安装在固定槽内，所述金属夹片包括内部夹持端和与外部夹持端，所述内部夹持端的开口朝向所述上端结构，所述外部夹持端与所述内部夹持端的开口朝向相反，所述排针的一端裸露在上端结构外、另一端穿设上端结构后与相应的一个金属夹片的内部夹持端连接，金属夹片的外部夹持端用于供PLC上的一排I/O插针连接。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输入模块中，所述上端结构位于两排排针的一端设置有与PCB板上的防呆孔匹配的定位柱防呆，其中一条固定槽设置有与PLC上的防呆柱匹配的两个防呆口，所述PCB板设置有与PLC输出端的外壳产生干涉的防呆结构。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输入模块中，两条固定槽平行错位设置，且在每条固定槽相对另一条固定槽缩进的位置开设有用于与PLC通过螺丝固定的螺丝孔。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输入模块中，所述输入信号座子为90度牛角座，所述控制信号座子为凤凰端子，所述电源输入座子为凤凰端子。

本实用新型还公开了一种用于工业PLC上的输出模块，包括PCB板、PLC连接器、一个输出信号座子；所述PLC连接器焊接于PCB板背面，所述输出信号座子焊接于PCB板背面且位于所述PLC连接器一侧，其中，所述PLC连接器包括上端结构和下端结构，所述下端结构具有与PLC可拆卸连接的两条固定槽，所述上端结构与两条固定槽对应的区域设置有用于与PCB板焊接的两排排针。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输出模块中，每条固定槽内设置有间隔设置的一排金属夹片，所述金属夹片垂直安装在固定槽内，所述金属夹片包括内部夹持端和与外部夹持端，所述内部夹持端的开口朝向所述上端结构，所述外部夹持端与所述内部夹持端的开口朝向相反，所述排针的一端裸露在上端结构外、另一端穿设上端结构后与相应的一个金属夹片的内部夹持端连接，金属夹片的外部夹持端用于供PLC上的一排I/O插针连接。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输出模块中，所述上端结构位于两排排针的一端设置有与PCB板上的防呆孔匹配的定位柱防呆，其中一条固定槽设置有与PLC上的防呆柱匹配的两个防呆口，所述PCB板设置有与PLC输入端的外壳产生干涉的防呆结构。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输出模块中，两条固定槽平行错位设置，且在每条固定槽相对另一条固定槽缩进的位置开设有用于与PLC通过螺丝固定的螺丝孔。

在本实用新型所述的用于工业PLC上的输出模块中，所述输入信号座子为90度牛角座。

实施本实用新型的用于工业PLC上的输入模块以及输出模块，具有以下有益效果：输入模块以及输出模块通过连接器的固定槽直接安装到PLC上，简单方便，节省人力成本；连接安全可靠，不会造成短路和连接不良,节省大量的线材和走线空间；易于扩展，可大规模应用于实际生产中，不仅接线方便牢固，而且成本低、容易更换；进一步地，输入模块、输出模块以及其中的连接器都增加防呆设计，可有效避免由于误接误插造成的返工以及损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是实施例一的结构示意图；

图2是图1中的PLC连接器的主视图；

图3是图1中的PLC连接器的仰视图；

图4是图1中的PLC连接器的侧视图；

图5是实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

参考图1，是实施例一的结构示意图；

实施例一的用于工业PLC上的输入模块包括PCB板1、PLC连接器2、一个输入信号座子3、一个控制信号座子4、一个220V的电源输入座子5。

图1中，加粗线所示即为PCB板1，所述PLC连接器2焊接于PCB板1背面，所述输入信号座子3、控制信号座子4、电源输入座子5并排焊接于PCB1板背面且位于所述PLC连接器2一侧。

本实施例的输入模块作为一个输入信号的转换装置，将外部设备的信号通过不同的座子3、4、5输入后，再通过PLC连接器传输到PLC中，具体的：

本实施例中的输入信号座子为1个2x17Pin的90度牛角座，上面是从外部设备(如开关、按钮、传感器)输入到CPU的状态信息。牛角座两端带有卡扣，排线接上后非常牢固，不容易脱落。牛角座上主要传输外部设备的状态信息，包括X0，X1，X2，……X27等低速低电压信号，通过牛角座可以直接接排线，不需要再一根根接线；

本实施例中的控制信号座子为1个3Pin凤凰端子，上面包括S/S、0V、24V三个信号；

本实施例中的电源输入座子为1个大3Pin凤凰端子，上面外接220V输入电源。由于220V输入电压和电流较大，需要采用这种针脚较粗、能通过大电流的座子。

为了保证输入模块只能插进PLC的输入端，而不误插到输出端(输入模块上的220V电源会烧坏PLC)，优选的，所述PCB板1设置有与PLC输出端的外壳产生干涉的防呆结构。防呆结构的具体结构根据应用场景具体设置。本实施例中的输入模块是参考三菱FX3U-48MT/ES型号的PLC来设计的，因此，防呆结构参考图1中的①、②两部分，其中①的宽度为9mm，②的长度为12mm。

下面介绍本实施例的PLC连接器，参考图2-4，图2是图1中的PLC连接器的主视图；图3是图1中的PLC连接器的仰视图；图4是图1中的PLC连接器的侧视图；

其中，PLC连接器包括上端结构10和下端结构20，上端结构10和下端结构20大致呈长条形。上端结构10和下端结构20可以是分离的结构，通过拼合形成一个整体；上端结构10和下端结构20还可以是一体成型的整体结构，对此并不做限制。

其中，所述下端结构20具有与PLC可拆卸连接的两条固定槽，所述上端结构10与两条固定槽对应的区域设置有用于与PCB板焊接的两排排针11。

本实施例的连接器首先通过两排排针11与PCB板焊接固定，使用时通过固定槽直接安装到PLC上即可，简单方便，节省人力成本；连接安全可靠，不会造成短路和连接不良,节省大量的线材和走线空间；易于扩展，可大规模应用于实际生产中，不仅接线方便牢固，而且成本低、容易更换。

较佳实施例中，固定的具体方式是借助金属夹片21实现，金属夹片21同时起到可拆卸固定以及导电的功能。具体的，每条固定槽内设置有间隔设置的一排金属夹片21，该一排金属夹片21与相应的一排排针11连接，且用于供PLC上的一排I/O插针连接。

更具体的，所述金属夹片21垂直安装在固定槽内，所述金属夹片21包括内部夹持端和与外部夹持端，所述内部夹持端的开口朝向所述上端结构10，所述外部夹持端与所述内部夹持端的开口朝向相反，所述排针11的一端裸露在上端结构外以用于与PCB板焊接固定，所述排针11的另一端穿设上端结构10后与相应的一个金属夹片21的内部夹持端连接。

可以理解的是，两排排针的数量、金属夹片的数量与PLC上的I/O插针相同。另外，本方案中的连接器可根据输入输出信号的数量不同而对每一排的金属夹片21以及每一排的排阵11的数量进行扩展，如扩展为32、48、80等不同输入输出位的连接器。例如本实施例是针对48位输入/输出的PLC，其I/O插针共有32根，因此图2中的金属夹片21的数量为32个。

其中，两条固定槽中的其中一条固定槽设置有与PLC上的防呆柱匹配的两个防呆口。从图2可以看到，上方的固定槽设置了两个防呆口，因此只允许连接器从一个方向插入PLC中，从而可有效避免由于误接误插造成的返工以及损坏的问题。

由于在实际使用时，PLC连接器需要先焊接在PCB板上，而连接器上的两排排针11是对称的，旋转180度和旋转之前一样，一旦180度反向焊接，会导致焊接完后连接器无法放入PLC。因此，优选的，所述上端结构位于两排排针的一端设置有与PCB板上的防呆孔匹配的定位柱防呆，可有效避免由于误接造成的返工以及损坏的问题。

继续参考图2，除了金属夹片21外，较佳实施例中连接器和PLC之间还需要用两个螺丝来固定。具体的，两条固定槽平行错位设置，即两排金属夹片21错位设置，在每条固定槽相对另一条固定槽缩进的位置开设有用于与PLC通过螺丝固定的螺丝孔。如图2中，连接器底部的左下角和右上角分别开设有一个螺丝孔。

由于本实施例的连接器是用来替换原来PLC上的锁线端子排，所以固定槽部分的金属夹片21的间距(7.62mm)和螺丝孔位大小均是按照标准PLC上的I/O插针间距来设计，因此适用于大多数工业PLC。

可见，本实施例的输入模块通过其他方便接线的座子(牛角座、凤凰端子等)将外部设备的输入信号通过PLC连接器输入到PLC中。可以看到，不管是用牛角座外接排线，还是将连接器插入PLC，操作过程都非常简单方便，大大简化了用螺丝锁线(或插针)的困难和麻烦。并且整个模块做了防呆设计，以防接错输入/输出端而烧坏PLC。

实施例二

基于同一实用新型构思，本实施例公开了一种用于工业PLC上的输出模块，参考图5，是实施例二的结构示意图。本实施例的输出模块包括PCB板1、PLC连接器2、一个输出信号座子3。所述PLC连接器2焊接于PCB板1背面，所述输出信号座子3焊接于PCB板1背面且位于所述PLC连接器2一侧，本实施例的PLC连接器2的结构参考实施例一。

实施例二与实施例一的不同之一在于，PCB板上的座子只有一个2x20Pin的90度牛角座3，该输出模块作为一个输出信号的转换装置，其作用是将PLC端的输出控制信号通过牛角座和排线接到外部的电机，牛角座传输的信号包括：Y0，Y1，Y2，……Y27等电机控制信号和COM1，COM2，……COM5等公共端信号。

另外，输出模块的PCB板设置的防呆结构是与PLC输入端的外壳产生干涉，防呆结构的具体结构根据应用场景具体设置。本实施例中的输出模块是参考三菱FX3U-48MT/ES型号的PLC来设计的，因此，防呆结构参考图5中的①、②两部分，其中①的宽度为9.5mm，②的长度为12mm。

综上所述，实施本实用新型的用于工业PLC上的输入模块以及输出模块，具有以下有益效果：输入模块以及输出模块通过连接器的固定槽直接安装到PLC上，简单方便，节省人力成本；连接安全可靠，不会造成短路和连接不良,节省大量的线材和走线空间；易于扩展，可大规模应用于实际生产中，不仅接线方便牢固，而且成本低、容易更换；进一步地，输入模块、输出模块以及其中的连接器都增加防呆设计，可有效避免由于误接误插造成的返工以及损坏的问题。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。