專利名稱：具有終端模塊的自動化設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有終端模塊的自動化設備，其中，在該終端模塊中插裝有功能 模塊，適合于通過其它的終端模塊的彼此連接實現(xiàn)模塊化擴展，其中終端模塊包括用于容 納功能模塊的第一容納裝置；具有第一接觸裝置的第二容納裝置，其用于容納具有第二接 觸裝置的接口模塊，其中通過接口模塊可以為功能模塊傳輸供電電壓。
背景技術：
EP 1 764 873A1公開了一種可模塊化地構造的自動化設備，其中終端模塊可與功 能模塊接通，而且其中終端模塊可與相鄰的終端模塊連接。DE 198 07 710C2也公開了一種自動化設備，其具有終端模塊、多個功能模塊和接 口模塊，其中供電電壓并不經(jīng)過接口模塊。所述的自動化設備優(yōu)選地用于控制采用所謂分散的外圍設備的工業(yè)過程，在該自 動化設備中，借助于供電模塊實現(xiàn)對各個終端模塊的供電，在這些終端模塊中又插入功能 模塊。功能模塊根據(jù)本發(fā)明理解為例如是輸入/輸出組件，用于接通工業(yè)過程中的輸入/ 輸出信號。根據(jù)現(xiàn)有技術的供電模塊插接到終端模塊的空閑的插接位置中并由此為連接在 供電模塊上的其它終端模塊的組群供電，這些終端模塊又包含其它的功能模塊。根據(jù)現(xiàn)有 技術，通過相應的終端模塊的彼此連接構成負載組群，在負載組群的內(nèi)部使所有模塊由同 相同的電源供電。根據(jù)DE 198 07 710C2(見段落20)所述的自動化設備，供電電壓貫穿各 個終端模塊。在此不利的是，供電模塊分別占用固有的插接位置，而且供電電壓組群或者也稱 為負載組群的變化引起這種組群分離。另外不利的是，丟失用于實際的自動化任務的插接 位置，該自動化任務應通過功能模塊來實現(xiàn)。至今在自動化技術領域對于這種設備的模塊 化構造公開了各種不同的變體，如通道模塊或者工藝模塊利用供給電壓進行供給。然而，在 這些實現(xiàn)方法中總是必需犧牲用于供電模塊的“空閑”插接位置。
發(fā)明內(nèi)容
因此發(fā)明的目的在于提出一種自動化設備，其結構尺寸較小，并且因此占用較小 的占地面積。該目的由此實現(xiàn)，即在開頭所述的自動化設備中，用于監(jiān)測供電電壓的裝置集成 在功能模塊中。因此可以有利地放棄供電模塊。根據(jù)現(xiàn)有技術在供電模塊內(nèi)部實現(xiàn)之前對 供電電壓的監(jiān)測。通過將供電電壓的監(jiān)測轉移到功能模塊中，終端模塊的插接位置進一步 用于功能模塊實現(xiàn)。自動化設備的一種有利改進設計方案規(guī)定第一接觸裝置具有第一接口、第二接 口、第三接口和第四接口，這些接口這樣地布置在終端模塊的第一側面上和第二側面上，即 另外的終端模塊能夠以其另外的第一接觸裝置連接于所述第一接觸裝置上。如果將終端模 塊想象成具有左側面、也就是第一側面，和右側面、也就是第二側面，以及用于卡扣在組件
3支架上、例如異型導軌上的第三側面的組件部件，那么終端模塊的第一側面可以分別緊靠 在之前的終端模塊的第二側面上，并且與布置在終端模塊內(nèi)部的第一接觸裝置連接。此外 另外又一個終端模塊可以利用其第一側面靠放在之前模塊的第二側面上，并且因此原則上 產(chǎn)生自動化設備的任意長的模塊化構造。在此特別有利的是，這樣地設計接觸裝置，即包括至少一個終端模塊的第一組群 的集群接通至第一供電電壓?！敖M群”的概念按照所述的裝置可以理解為，該組群不必一 定具有通常形成一個組群的三個元件，而是在本發(fā)明的意義上也可以由一個或一對具有功 能模塊的終端模塊組成該組群。在機械領域中當插裝終端模塊時，可以提及一種上組群 (Obergruppe)，也就是說，所有必需要的終端模塊在自動化設備里已經(jīng)優(yōu)選彼此機械地連 接，這例如可以通過在終端模塊上相應的鎖定裝置實現(xiàn)。在此，在每個終端模塊中的第一接 觸裝置為此設計，即通過插上相應的、具有第二接觸裝置的接口模塊形成終端模塊的第一 組群，鑒于共同的供電電壓這些終端模塊屬于一個整體。這優(yōu)選地由此實現(xiàn)，即第一接口與 第三接口以及第二接口與第四接口為了在組群內(nèi)繼續(xù)輸導供電電壓可以通過布置在接口 模塊中的橋路相互連接。為了確定第一組群的起始點，在一種改進的設計方案中，第三接口和第四接口分 別與設置在接口模塊中的第一供電電壓端子和第二供電電壓端子連接，用于接通供電電 壓。第二組群的下一個爭議點(Streitpimkt)隨后構成一個另外的接口模塊，其具有供電 電壓端子和相應地構造的第一接觸裝置。這種類型的接口模塊可優(yōu)選地作為單獨的接線裝置插裝在終端模塊上，因此接線 裝置具有至少一個夾緊裝置用于夾緊其它的信號線。該夾緊裝置從形式來看可以是螺旋接 線夾裝置、刀片夾緊裝置或者彈簧夾緊裝置。在第一種類型的接口模塊中，相應的除了用于 供電電壓的夾緊裝置之外還布置用于信號線的夾緊裝置。在第二種類型的接口模塊中，取 消了用于供電電壓的連接端子，并因此有利地提供用于附加連接端子的位置，在該附加端 子上可以連接其它的信號線。因為如上所述，根據(jù)前面所述的設計方案可以取消供電模塊， 因此有利地在接口模塊里布置有用于滅弧的自振蕩二極管。此外進一步有利的是，除了自 振蕩二極管之外還布置有高阻抗的接地，用于實現(xiàn)功能模塊的無電位的構造。自振蕩二極 管和接地在此只是在接口模塊設計為供電模塊時才主動接通。無電位構造就是說，24V供電電壓的接地母線并不強制地、低阻抗地與大地連接， 否則在多個負載組群時24V供電電壓在共同的接地母線上工作，這在技術上是很不希望出 現(xiàn)的。相對于大地的不存在的低阻抗連接可以導致在24V電源電位(24V和接地母線) 和大地之間形成電位差，該電位差可能完全超過100V。這首先由此發(fā)生，即在(24V)輸入線 中通過位于周圍的電磁場而誘導出能量，該電磁場使得接地導線和24V導線對地的電壓升 高。其技術上可能是共模干擾，因為兩個導線(24V和接地母線)平行地鋪設在電纜中并且 同樣地涉及到電位升高。如果它們分開地鋪設在單獨的導線里，這實際上一般是不可能的， 那么也可能造成在兩個導線中分開的電位變化，并因此造成電壓差從正常的24V提高到基 本上更高的值(推挽干擾)，這里在接口模塊中的保護電路斷開過高的電壓。因為通過電磁 場的能量供應是相對高阻抗的，所以高阻抗的接地足夠導出該電能。為了使自動化設備的操作者或裝配工更容易地將自動化設備配置成不同的組群，接口模塊被設計，以在俯視自動化設備時簡化多個組群集群的可識別性，優(yōu)先地的是用于 具有用于供電電壓的供電功能的接口模塊的第一視覺造型，和用于具有供電電壓的繼續(xù)傳 輸功能的接口模塊的第二視覺造型。各個組群或者說因此產(chǎn)生的負載組群的可識別性由此 變得更加簡單?？闪信e出例如一種用于供電電壓的供電的黑色塑料模組，和一種用于繼續(xù) 傳輸供電電壓的白色塑料模組。此外接口模塊作為一個結構單元被示出，例如表示為接線 裝置。該接線裝置為此具有由端子組成的單元、用于自振蕩二極管、滅弧裝置和電位分離裝 置的電路板，以及用于使接線裝置和終端模塊連接的外圍設備連接器。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在也可以在考慮到群而后續(xù)地改變模塊化構造時更換接線裝置， 也就是說更換接口模塊而不移開終端模塊，從而形成新的組群的構成。隨后的負載組群變 動現(xiàn)在不再因更換整套的終端模塊而困難。
發(fā)明內(nèi)容
附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的自動化設備的一種實施例，圖中示出
圖1示出終端模塊；圖2示出用于進一步傳輸供電電壓的接口模塊；圖3示出用于輸入供電電壓的一個接口模塊；圖4示出具有三個負載組群、模塊化構造的自動化系統(tǒng)。
具體實施例方式根據(jù)圖1示出自動化設備100 (圖4)的終端模塊3，用于模塊化地構造自動化設備 100。終端模塊3包括用于容納功能模塊4 (圖4)的第一容納裝置1 ；用于容納第一接 口模塊5(圖2)或第二接口模塊5’(圖3)的第二容納裝置2。第一容納裝置1和第二容 納裝置2設計成井筒形，使得功能模塊4或接口模塊5，5’利用制成插頭形的接觸裝置插入 各自的井筒中，用于機械固定和電接通。終端模塊3具有第一側面21和第二側面22。此外 終端模塊3設計為具有六個側面的長方六面體形部件。第一側面21的第一平面例如可以 靠放在自動化設備100的頭部組件上，并因此形成用于自動化設備100的模塊化構造的起 始點，其中另一個終端模塊用其另外的第一側面21緊貼在終端模塊3的第二側面22上，其 中終端模塊分別通過第一接觸裝置11連接。第一接觸裝置11具有第一接口 41、第二接口 42、第三接口 43和第四接口 44。第 一接口 41和第二接口 42這樣地布置在終端模塊里，即第一接口 41和第二接口 42各自的 第一端部從終端模塊3的長方六面體的外殼里伸出，用于和另一個終端模塊保持接觸。第 一接口 41和第二接口 42各自的第二端部這樣地利用接觸裝置布置在終端模塊3內(nèi)部、或 第二容納裝置2內(nèi)部，從而使接觸裝置，例如橋路或者供電端子插裝在第二端部上。第三接口 43和第四接口 44這樣地設計，即接口 43，44的第一端部分別這樣地位 于終端模塊3的外殼內(nèi)，即另一個終端模塊3b的第一接口 41和第二接口 42可分別利用其 各自的第一端部插裝到之前的終端模塊3的第三和第四接口的各自的第一端部中。第一導 線45連接在第三接口 43的第二端部上，并且第二導線46連接在接口 44的第二端部上。第 一和第二導線45，46用于將在終端模塊3中的供電電壓從第二容納裝置2引入第一容納裝 置1中。
5
插裝到第一容納裝置1中的功能模塊4通過第一導線45和第二導線46來供應通 過第一接觸裝置11接通的或者供應的電壓。第一接觸裝置11利用其第三接口 43和第四 接口 44設計用于容納接觸裝置，該接觸裝置可以經(jīng)過接口模塊5或5’繼續(xù)傳輸供電電壓。根據(jù)圖3示出接口模塊5 ’，其用于將供電電壓輸入到終端模塊3中。接口模塊5 ’ 具有第二接觸裝置12。第二接觸裝置12在此設計有第一供電電壓端子8和第二供電電壓 端子9，其中供電電壓端子8，9與接觸裝置連接，這些接觸裝置在接口模塊5’插入第二容納 裝置2的狀態(tài)下通過相應設計的接觸裝置與第一接口 43和第二接口 44保持接觸，并因此 可以通過供電電壓端子8，9，經(jīng)過第一導線45和第二導線46使供電電壓輸入第一容納裝置 1中，并因此在功能模塊4插裝在第一容納裝置1中時保證為功能模塊4提供供電電壓。在設計成供電模塊的接口模塊5’中設置有用于滅弧的自振蕩二極管23。此外為 了實現(xiàn)無電位構造，在接口模塊5’內(nèi)設置高阻抗的接地24。接口模塊5’表示為一個結構 單元，其中該結構單元包括用于夾緊信號線和供電線的端子；用于自振蕩二極管23、高阻 抗的接地24和用于連接具有第二容納裝置2的接口模塊5’的外圍設備連接器的電路板， 該第二容納裝置具有相應地設置的對向接觸點。在5’中的布線是由此這樣設計，即終端模塊2的接口 41和42不保持接觸。因此 加載于左側相鄰的模塊上的負載電壓不再繼續(xù)傳輸而是中斷，同時連接在端子8和9上的 負載電壓同樣也不向左繼續(xù)傳輸，并因此類似地開始一個新的負載組群。新的負載電壓又 加載在接觸點43和44上，并且能夠在該處被下一個終端模塊在具有圖2所示的元件時利 用。但是如果右側相鄰的終端模塊裝配了圖3所示的元件，那么在該處將重新開始一個新 的負載組群。根據(jù)圖2示出第二種類型的接口模塊5。接口模塊5具有第一接觸裝置12，其中 根據(jù)該設計方案，第一接觸裝置12包括第一橋路6和第二橋路7。橋路6，7這樣被設計，即 它們在將接口模塊5固定到容納裝置2里面或上面時，連接第一接口 41與第三接口 43，并 且連接第二接口 42與第四接口 44。通過之前的終端模塊輸入的供電電壓借助于第一橋路 6從第一接口 41繼續(xù)傳輸至第二接口 43，并借助于第二橋路7從第二接口 42傳輸至第四 接口 44。根據(jù)圖3的第一種類型的接口模塊5’中需要供電電壓端子8，9，這里作為8’，9’ 示出，它們現(xiàn)在作為替換供電電壓的輸入用于其它的信號端子。根據(jù)圖4示出模塊化構造的自動化設備100，其具有第一組群51，第二組群52和 第三組群53。自動化設備100包括十一個彼此連接的終端模塊。在每個這種十一個彼此連 接的終端模塊中插入功能模塊4。每個功能模塊4具有裝置10，用來監(jiān)測供電電壓V1，V2， V3。從左向右看，開始四個終端模塊3與其插入的功能模塊4構成了第二組群52。第一終 端模塊1通過插入的具有供電功能的接口模塊5’變成第二組群52的起點。通過第一終端 模塊1的接口模塊5’輸入的供電電壓V2，經(jīng)過其它具有繼續(xù)傳輸功能的接口模塊，一直繼 續(xù)被傳輸至第四終端模塊或傳輸至第四功能模塊4。自第五終端模塊3起，新的組群，也就是第一組群51，由插入在第五終端模塊里 的、具有供電功能的接口模塊開始。通過具有繼續(xù)傳輸功能的相應的接口模塊繼續(xù)傳輸輸 入的供電電壓Vl直至第八終端模塊。借助于第九終端模塊又通過具有供電功能的、相應設計的接口模塊輸入第三供電 電壓V3，該電壓V3經(jīng)過具有繼續(xù)傳輸功能的接口模塊的第十和第十一終端模塊繼續(xù)被傳
第二組群52由第一至第四終端模塊組成。第一組群51由第五至第八終端模塊組 成，并且第三組群53由第九至第十一終端模塊組成。自動化設備100分為模塊區(qū)域60，端子區(qū)域61和供電電壓區(qū)域62。供電電壓區(qū) 域62也可以稱為電源母線(Powerbus)或者構成回路的供電電壓線。接口模塊5，5’利用 其端子區(qū)域61如此地設計，即除了用于供電電壓V1，V2，V3的供電端子8，9之外，還布置了 多個端子用于夾緊工業(yè)過程信號的信號線。如果應用具有供電功能的接口模塊5’，那么利用接口模塊的下面兩個端子8，9用 于輸入供電電壓VI，V2，V3。如果接口模塊5具有繼續(xù)傳輸功能，就不需要兩個下面的供電端子8’，9’用于輸 入供電電壓，并且因此可以有利地用于夾緊信號線。終端模塊3與相應地表示的第一接觸裝置11，分別插入在第二容納裝置2中的接 口模塊5，5’形成的組合與插裝上的、具有布置在其中用來監(jiān)測供電電壓的裝置10的功能 模塊4產(chǎn)生一種交替作用并引起一種協(xié)同作用。有利之處在于一種附加的變成空閑的插接 位置，這是因為不必再插進單獨的供電模塊；組群51，52，53的獨立結構在所謂的負載組或 者組群里具有不同的供電電壓；而且使自動化設備100的改進容易進行，這是因為不再為 了改變負載組群而必須在異形導軌上推移終端模塊。
權利要求
一種具有終端模塊(3)的自動化設備(100)，其中，在所述終端模塊(3)中插接有功能模塊(4)，所述自動化設備適合于通過其它終端模塊(3a，3b)的彼此連接實現(xiàn)模塊化的擴展，其中所述終端模塊(3)包括 用于容納所述功能模塊(4)的第一容納裝置(1)， 具有第一接觸裝置(11)的第二容納裝置(2)，所述第二容納裝置用于容納具有第二接觸裝置(12)的接口模塊(5)，其中通過所述接口模塊(5)可以為所述功能模塊(4)傳輸供電電壓，其特征在于，用于監(jiān)測供電電壓的裝置(10)集成在所述功能模塊(4)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動化設備(100)，其中，所述第一接觸裝置(11)具有第一 接口(41)、第二接口(42)、第三接口(41)和第四接口(44)，這些所述接口這樣地設置在所 述終端模塊(3)的第一側面(21)上和第二側面(22)上，即另外的終端模塊(3a)可利用其 另外的第一接觸裝置連接至所述第一接觸裝置(11)上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的自動化設備(100)，其中，所述第一接觸裝置(11)這樣 地設計，即包括至少一個終端模塊(3)的第一組群(51)的集群接通至第一供電電壓(VI)。
4.根據(jù)權利要求3所述的自動化設備(100)，其中，所述第一接口(41)與所述第三接 口(43)以及所述第二接口(42)與所述第四接口為了在組群內(nèi)繼續(xù)傳輸供電電壓彼此之間 可通過設置在所述接口模塊(5)中的橋路(6，7)相互連接。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的自動化設備(100)，其中，所述第三接口(43) 和所述第四接口(44)可以分別與設置在所述接口模塊(5)中的第一供電電壓端子(8)和 第二供電端子(9)連接，用于接通供電電壓(VI)。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的自動化設備(100)，其中，所述接口模塊(5)具 有至少一個以下型式的夾緊裝置，以夾緊用于所述功能模塊(4)的其它的信號線-螺旋接線夾裝置，-刀片夾緊裝置，-彈簧夾緊裝置。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的自動化設備(100)，其中，在所述接口模塊(5) 中設置有用于滅弧的自振蕩二極管(23)。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的自動化設備(100)，其中，在所述接口模塊(5) 中設置有高阻抗的接地(24)，用于實現(xiàn)功能模塊(4)的無電位的構造。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的自動化設備(100)，其中，所述接口模塊(5)被 設計，以在俯視所述自動化設備時識別多個組群集群的可識別性，優(yōu)選的是用于具有用于 所述供電電壓的供電功能的接口模塊的第一視覺造型，和用于具有所述供電電壓的繼續(xù)傳 輸功能的接口模塊的第二視覺造型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有終端模塊(3)的自動化設備(100)，其中在該終端模塊(3)中插接有功能模塊(4)，該自動化設備適合于通過其它終端模塊(3a，3b)的彼此連接實現(xiàn)模塊化擴展，其中終端模塊(3)包括第一容納裝置(1)，用于容納功能模塊(4)；具有第一接觸裝置(11)的第二容納裝置(2)，用于容納具有第二接觸裝置(12)的接口模塊(5)，其中通過接口模塊(5)可以為功能模塊(4)傳導供電電壓，其中用于監(jiān)測供電電壓的裝置(10)集成在功能模塊(4)中。
文檔編號H01R9/26GK101901969SQ20101018214
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權日2009年5月27日
發(fā)明者斯特凡·道森德, 米夏埃爾·布雷恩利希, 米夏埃爾·霍瓦里克 申請人:西門子公司