专利名称：模块化的自动化设备的自动化组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的模块化的自动化设备的自动化组件，该自动化组件具有基础模块和能插接在该基础模块上的电子模块。此外，本发明还涉及一种具有这种自动化组件的模块化的自动化设备。
背景技术：
由2011版西门子产品目录ST70的第9章已知一种所谓的“分散式外围设备(Dezentralen Peripherie)”形式的自动化设备,其设置用于一种待控制的技术过程的分散式自动化。外围设备通过相应的总线与上级的自动化设备或者自动化系统相连，并且具有装配有电子模块的基础模块形式的自动化组件，过程信号线路和过程电压线路可与该基础模块相接，其中，执行器以及传感器经常通过过程电压线路被加载输电电压或过程电压。过程信号线路设置用于传输过程信号、例如传感器信号和/或执行器信号形式的过程信号，其中传感器、例如压力传感器或温度传感器将表征所获取的温度或者所获取的压力的传感器信号导向自动化组件的电子模块中，电子模块例如在对该传感器信号进行处理后借助执行器信号来控制执行器。习惯上借助设有基准电位的金属外壳来屏蔽过程信号线路，以便减弱电磁干扰场(尤其是在恶略的过程环境中的电磁干扰场)的影响。相反地，过程电压线路经常未被屏蔽。所述干扰场例如会以干扰的信号影响的形式给过程信号带来不利影响，并且还会干扰地影响过程电压。然而，高频的电流能流过金属外壳或屏蔽物，这种高频电流同样有不利的作用；因为高频电流形成干扰磁场，干扰磁场能在过程信号线路和过程电压线路中感应出干扰电压，并由此给经过该自动化组件的连接元件所传导的有效信号带来干扰。因此需要的措施是，其能够在很大程度上避免将提到的干扰耦合到所述自动化组件中，以便由此确保准确无误且更加安全地控制技术过程，即:以便由此确保自动化组件或自动化设备能准确无误地控制技术过程以完成自动化任务。由专利文献DE19748530C1已知一种根据权利要求1的前序部分所述的自动化组件以及一种根据权利要求5的前序部分所述的自动化设备。其中并未提出要在电磁兼容性(EMV性能)方面获得良好性能的方法。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的、在电磁兼容性(EMV性能)方面具有更好性能的自动化组件，此外以及一种具有改进的EMV性能的模块化的自动化设备。该目的在自动化组件方面通过在权利要求1的特征部分中的措施得以实现，在模块化自动化设备方面则通过在权利要求5的特征部分中所述的措施得以实现。用于与过程信号线路和过程电压线路接触的连接元件是连接组件的组成部分，连接组件以多层电路板的形式布置在载体元件上，该电路板的外层设置用于屏蔽。通过这种载体元件也屏蔽在载体元件范围内的过程信号，并且载体元件就起到了例如“加长的”电缆屏蔽物或者说例如电缆屏蔽物的直到电子模块的连接元件的延长部的作用。此外，在连接组件的外端部上设置用于连接过程电压线路的元件，由此在很大程度上避免由过程电压引起的干扰的耦合。此外，这种多层电路板形式的载体元件屏蔽连接组件，其例如能够设计为被屏蔽的插接连接器。配备接触弹簧的固定夹这样被固定在多层电路板的一侧上，即接触弹簧和在连接组件的外端部上的连接组件的侧壁构成了用于容纳电缆屏蔽支架的片形件的凹槽。如果电缆屏蔽支架的片形件插进凹槽中，电缆屏蔽支架因此覆盖用于连接过程电压线路的连接元件，由此更好地抑制或者阻止由过程电压引起的干扰耦合到过程信号线路中。借助电缆屏蔽支架与多层电路板的外层的这种直接接触，使得电缆屏蔽物和从电缆屏蔽物中伸出的过程信号线路与连接元件之间得出的平面最小。有利的是，减小了干扰磁场通过的、未屏蔽的表面，其中，干扰磁场是由通过电缆屏蔽和过程电压线路的高频电流所引起的。未屏蔽的表面一方面在过程信号线路与电缆屏蔽之间“撑开”，另一面则在过程信号线路与电子模块的基准电位之间“撑开”。换一句话说:通过减小表面来减少可耦合的干扰电压，也就减小了感应到过程信号线路中的、与有效信号一同施加在电子模块上的干扰电压分量。在本发明的另一种设计中，多层电路板设有滤波装置和衰减装置，滤波装置和衰减装置被连接在用于连接过程电压线路的连接元件之后。电子模块由此被加载经过滤波的过程电压。基于-如所述的-少量耦合面积，滤波装置和衰减装置可被设定为用于较高的极限频率，由此能够传输或处理更快或频率更高的过程信号。根据权利要求3中所述的措施，多层电路板布置在连接组件和其他连接元件之间，其中，用于连接过程电压线路的连接元件借助该多层电路板与其他连接元件电连接，并且其中，布置在其他接口上方的屏蔽夹与安装导轨接触。借助这种措施，将被滤波的过程电压继续输送至相邻的自动化组件，其中基于屏蔽夹而进一步改进了屏蔽。在本发明的一种实施方式中，屏蔽地，例如以屏蔽的插接连接器的形式，设计连接组件。由此，更快或频率更高的过程信号尤其是在结合滤波装置和衰减装置的情况下被传输或处理。
下面根据其中展示本发明的实施例的附图进一步阐述本发明、其设计及其优点。其不出:图1和图2为自动化设备的组成部分。图中所示的相同部件以同样的参考标号示出。
具体实施例方式在图1和图2中以I来标记多层电路板，该多层电路板是自动化设备的自动化组件的基础模块的组成部分。为了将自动化组件固定在自动化设备的、与屏蔽电位(例如功能接地)相接的安装导轨或者说顶帽式导轨(Hutschiene) 2上，基础模块例如具有未示出的卡锁连接部。在多层电路板I上布置具有多个连接元件4，5的连接组件3，其中连接元件4设置用于连接信号电缆的、在此未示出的过程信号线路，并且连接元件5在这里同样地设置用于连接电压电缆的、在此未示出的过程电压线路。为了进一步避免由过程电压引起的干扰的耦合，将用于连接过程电压线路的连接元件5布置到连接组件3外端部上。多层电路板I此外还设有插接连接器6，其设置用于容纳自动化组件的电子模块。电子模块例如可被设计为模拟或数字的输入/输出模块、设计为具有CPU功能的智能模块、设计为界面模块或者设计为其他功能模块或技术模块。插接连接器6的接口至少部分地通过多层电路板I的相应导体电路与连接组件3的连接元件4，5电连接。多层电路板I的外层被设计用于屏蔽，其中多层电路板I的外层通过接触弹簧13，14与连接在屏蔽电位上的安装轨道2电连接。通过将多层电路板I的外层设置用于屏蔽，由此来屏蔽通过过程信号线路传输的过程信号。这就意味着，过程信号不仅在连接组件3的范围内、同时也在插接连接器6的范围内被屏蔽，并且多层电路板I起到了例如“加长的”电缆屏蔽物的作用。多层电路板I的外层与信号电缆或者过程信号线路的屏蔽物相连，通过-如在下面还要示出-这些外层与电缆屏蔽支架8的片形件7接触，连接屏蔽电位的过程信号线路的屏蔽物借助于箍位螺丝9被固定在该在电缆屏蔽支架中。过程信号线路被引导穿过电缆屏蔽支架8，用于连接在连接元件4上，在图1中借助箭头X对此予以说明。固定夹11的另一个接触弹簧10设计用于使电缆屏蔽支架8的片形件7与多层电路板I的外层接触，该固定夹固定在多层电路板I的一侧上。接触弹簧10与连接组件3的侧壁12在连接组件3外端部上构成了用于容纳电缆屏蔽支架8的片形件7的凹槽。对于片形件7被插进该凹槽中-在图1中借助箭头Y对此予以说明-的情况而言，多层电路板I的外层与信号电缆的或者过程信号线路的屏蔽物接触，外层通过接触弹簧13，14直接地并且以较小的阻抗与安装轨道2接触，其中，电缆屏蔽支架8覆盖与过程电压路线相接的连接元件5。这种覆盖意味着，过程电压线路被引导电缆屏蔽支架8的下方-这在图1中以Z线示出-，由此非常良好地与过程信号线路相分离地引导过程电压线路。为了使电子模块加载已经滤波的过程电压，多层电路板I在所述多层连接组件I与连接组件3相对的背面上具有滤波装置和衰减装置15，所述滤波装置和衰减装置15被连接在用于连接过程电压线路的连接元件5之后。在背面上还布置有其他的连接元件16，连接元件16设置用于将过程电压继续输送至至少一个相邻的基础模块。其他的连接元件16通过多层电路板I的导体电路与用于连接过程电压线路的连接元件5电连接，其中，为了改进屏蔽并且为了保护其他的连接元件16，在其他连接元件16的上方布置屏蔽夹17，该屏蔽夹借助接触弹簧13与安装导轨2接触。
权利要求
1.一种模块化的自动化设备的自动化组件，具有基础模块和能插接在所述基础模块上的电子模块，其中，所述基础模块具有: -用于将所述基础模块固定在安装导轨(2)上的装置， -用于与过程信号线路和过程电压线路接触以及用于与所述电子模块的连接元件接触的连接元件(4，5，6)， -用于将过程电压输送至相邻的基础模块的其他的连接元件(16)， 其特征在于， -用于与所述过程信号线路和过程电压线路接触的所述连接元件(4，5)为连接组件(3)的组成部分，所述连接组件布置在多层电路板(I)上，所述多层电路板的外层设置用于屏蔽， -所述连接组件(3 )的外端部上的所述连接元件(5 )设置用于连接所述过程电压线路， -配备接触弹簧(10)的固定夹(11)这样被固定在所述多层电路板(I)的一侧上，即所述接触弹簧(10)和在所述连接组件(3)外端部上的所述连接组件(3)的侧壁(12)构成了用于容纳电缆屏 蔽支架(8)的片形件(7)的凹槽， -用于与所述安装导轨(2)接触的其他的接触弹簧(13，14)固定在所述多层电路板(I)上。
2.根据权利要求1所述的自动化组件，其特征在于，所述多层电路板(I)设有滤波装置和衰减装置(15)，所述滤波装置和衰减装置连接在用于连接所述过程电压线路的所述连接元件(5)之后。
3.根据权利要求1或2所述的自动化组件，其特征在于，所述多层电路板(I)布置在所述连接组件(3)与所述其他连接元件(16)之间，其中，用于连接所述过程电压线路的所述连接元件(5 )借助所述多层电路板(I)与所述其他的连接元件(16 )电连接，并且其中，布置在所述其他连接元件(16)上方的屏蔽夹(17)与所述安装导轨(2)接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化组件，其特征在于，所述连接组件(3)屏蔽地设计。
5.一种模块化的自动化设备，具有至少一个根据权利要求1至4中任一项所述的自动化组件，其特征在于，当所述电缆屏蔽支架(8)的所述片形件(7)容纳在所述凹槽中时，所述电缆屏蔽支架(8)覆盖用于连接所述过程电压线路的所述连接元件(5)。
全文摘要
本发明涉及一种模块化的自动化设备的自动化组件，其具有基础模块以及能插接在所述基础模块上的电子模块，其中，所述基础模块具有用于把所述基础模块固定在安装导轨(2)上的装置；用于与过程信号线路和过程电压线路接触以及用于与所述电子模块的连接元件接触的连接元件(4，5，6)；以及其他的用于将过程电压输送至相邻的基础模块的连接元件(16)。本发明还提出一种措施，借助该措施会在电磁兼容性方面实现更好的性能(EMV性能)。
文档编号H01R13/648GK103107427SQ201210444578
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月8日 优先权日2011年11月9日
发明者米夏埃尔·布雷恩利希, 米夏埃尔·霍瓦里克, 京特·格里斯巴赫, 迪尔克·施密特 申请人:西门子公司