專利名稱：用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的功能模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝在開關(guān)柜安裝平臺上的功能模塊。
背景技術(shù)：
文獻WO 03/094314A21介紹了用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的模塊。相應(yīng)的模塊包括元器件支架，在元器件支架上可以固定機電的元器件和/或電子元器件。此外，在元器件支架的相対的端部上設(shè)置有用于連接過程外圍設(shè)備以及機電的元器件和/或電子元器件的接頭，其中，在元器件支架的背面的相對端部上的接頭之間布設(shè)有電線，這些電線將相對端部的接頭的相應(yīng)的觸點相互電連接，從而簡化了布置在元器件支架上的元器件的布 線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于形成ー種以上述模塊為基礎(chǔ)的、功能范圍擴大的功能模塊。本發(fā)明通過按照權(quán)利要求I所述的功能模塊來解決該任務(wù)。優(yōu)選的實施方式是從屬權(quán)利要求的主題，這些優(yōu)選的實施方式在此通過引用成為說明書的內(nèi)容。按照本發(fā)明的功能模塊，也就是說帶有一組預(yù)先設(shè)定的機械的、電氣的以及電子的功能的模塊適用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上，該功能模塊例如與在文獻WO03/094314A 2中用附圖標(biāo)記10表示的功能模塊一祥，所述功能模塊可供用戶使用而用戶不必為此對其進行修改或者說擴充。該功能模塊包括例如連接板形式的緊固件，該緊固件與安裝平臺的緊固件相對應(yīng)并且尤其是不用工具就可以把功能模塊安裝在安裝平臺上。此夕卜，功能模塊還包括與緊固件間隔距離的元器件支架或者說元器件支撐板，在所述元器件支架或者說元器件支撐板上可以固定機電的元器件和/或電子元器件，例如繼電器、接觸器(SchUtze)等；并且該功能模塊包括用于連接過程外圍設(shè)備也就是說執(zhí)行器、傳感器、馬達、機器、裝置、數(shù)據(jù)傳輸線、現(xiàn)場總線等的接頭，所述過程外圍設(shè)備借助于該功能模塊以及必要時其它功能模塊進行控制或者說與該功能模塊進行數(shù)據(jù)交換；并且該功能模塊包括機電的元器件和/或電子元器件。功能模塊的以微處理器為基礎(chǔ)或者說微控制器為基礎(chǔ)的控制単元布置在緊固件和元器件支架之間的區(qū)域中，并且設(shè)計成考慮到過程外圍設(shè)備和功能模塊的控制和/或診斷自行處理過程外圍設(shè)備的信號。與文獻WO 03/094314 A2中所示的模塊相比，按照本發(fā)明的功能模塊具有擴展的功能范圍，從而在這個范圍內(nèi)沒有必要進行再裝備。在一種改進方案中，功能模塊包括現(xiàn)場總線接ロ単元，該現(xiàn)場總線接ロ単元布置在緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成形成現(xiàn)場總線接ロ并且能夠通過用于連接過程外圍設(shè)備以及機電的元器件和/或電子元器件的接頭進行輸入/輸出操作?，F(xiàn)場總線接ロ 例如可以是，ARCNET 接 ロ、CAN 接 ロ、Device-Net 接 ロ、EtherCAT 接 ロ、AS_i 接口和/ 或 SERCOS 接 ロ。在一種改進方案中，現(xiàn)場總線接ロ単元在附屬的裝備有合適的IC(集成電路)的印刷電路板上形成，其中，可以為不同的現(xiàn)場總線類型設(shè)置不同的印刷電路板，其中的ー個適合于所使用的現(xiàn)場總線的印刷電路板布置在功能模塊中。在一種改進方案中，在功能模塊中設(shè)置有能量管理単元，該能量管理単元布置在緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成適當(dāng)?shù)胤峙涔ぷ麟妷汉?或電源電壓。在一種改進方案中，能量管理單元在附屬的印刷電路板上形成，該印刷電路板是布線平面，也就是說，在其上實現(xiàn)預(yù)布線，否則就必須要在功能模塊與過程外圍設(shè)備的最終布線連接時手動完成預(yù)布線。在一種改進方案中，以微處理器為基礎(chǔ)的控制單元在裝備有附屬的IC(集成電路)、例如微處理器IC的集成電路的印刷電路板上形成。 在一種改進方案中，現(xiàn)場總線-接ロ単元-印刷電路板、能量管理単元-印刷電路板和控制單元-印刷電路板形成相互平行的平面，它們布置在緊固件與元器件支架之間的安裝空間中。在一種改進方案中，設(shè)置有功率電子單元，其布置在緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成為由電網(wǎng)饋電的、例如為電動機的負載機形式的過程外圍設(shè)備提供開關(guān)功能和/或觸發(fā)功能。在ー種改進方案中，緊固件與元器件支架之間的區(qū)域被基本上封閉的壁包圍，該壁與元器件支架一起形成空腔或者說外殼，其中，以微處理器為基礎(chǔ)的控制単元和/或現(xiàn)場總線-接ロ単元和/或功率電子單元和/或能量管理単元尤其按任意順序布置在該空腔或者說外殼中。


下面參考附圖對本發(fā)明進行描述，附圖所示為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。在此示出圖I是按照本發(fā)明的用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的、具有布置在其上的元器件的功能模塊的透視圖；并且圖2是圖I所示的功能模塊的剖面圖。
具體實施例方式圖I示出了按照本發(fā)明的用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的功能模塊10的透視圖，該功能模塊例如與在文獻WO 03/094314 A2中利用附圖標(biāo)記10表示的功能模塊一祥，所述功能模塊具有布置在其上的、例如以用于三相電源的電子負載繼電器20以及另ー個元器件21的形式存在的元器件。功能模塊10包括連接板11形式的緊固件，這種緊固件與安裝平臺上的凹槽形式的緊固件相對應(yīng)并且不用工具就可以把功能模塊10安裝在安裝平臺上。此外，還設(shè)有與緊固件11間隔距離的外殼壁12形式的元器件支架，元器件20和21借助與元器件支架或者說外殼壁12螺紋連接的帽式導(dǎo)軌18固定在該元器件支架上。此外還設(shè)置有接頭13a、13b和 13c。 圓形接頭13a用于連接例如電動機、傳感器、執(zhí)行器和設(shè)備等形式的過程外圍設(shè)備。插頭13b作為連接插頭用于其它的、在這里沒有示出的功能模塊，或者說用于沒有顯示出來的、上級的控制単元。功能模塊10例如借助插頭13b連接到電源線和數(shù)據(jù)線上，也就是說，例如與交流電或者說三相電流、24V直流電、過程地(Prozesserde)、零線、現(xiàn)場總線等相連。相鄰的功能模塊可以借助插頭13b以簡單的方式和類型成行地相互連接，因為在插頭13b的橫向相鄰布置的觸點相互短接并且如此形成輸入或者說輸出觸點。借助插頭13c使元器件20和21連接到功能模塊10上。以微處理器為基礎(chǔ)的控制單元以控制單元-印刷電路板14(見圖2)的形式布置或者說固定在緊固件11與元器件支架12之間的ー個區(qū)域中，并且設(shè)計成考慮到控制功能和/或診斷功能來處理過程外圍設(shè)備的信號。緊固件11與元器件支架12之間的區(qū)域被壁17所包圍，所述壁與元器件支架12共同形成空腔，控制單元-印刷電路板14被布置在該空腔中。在緊固件11與元器件支架12之間的空腔中此外還設(shè)置有現(xiàn)場總線-接ロ單元-印刷電路板15形式的現(xiàn)場總線-接ロ単元。該現(xiàn)場總線-接ロ単元-印刷電路板15根據(jù)預(yù)先規(guī)定的現(xiàn)場總線-標(biāo)準(zhǔn)實施現(xiàn)場總線-接ロ并且此外可以通過接頭13b和13c進 行輸入/輸出操作，通過所述接頭13b連接現(xiàn)場總線，并且通過所述接頭13c取決于通過現(xiàn)場總線傳輸?shù)拈_關(guān)信息觸發(fā)元器件20和21。例如，通過現(xiàn)場總線-接ロ單元-印刷電路板15調(diào)整電子負載繼電器20的開關(guān)狀態(tài)，其中，通過插頭13b傳輸開關(guān)信息并且通過插頭13c輸出控制信號。在緊固件11與元器件支架12之間的空腔中此外還設(shè)置有能量管理単元-印刷電路板16形式的能量管理単元，該能量管理単元設(shè)計成在配屬的印制導(dǎo)線上把工作電壓和/或電源電壓，例如，230V交流電、三相電流、過程地、ー個共同的零線、24V直流電等適當(dāng)?shù)卦诮宇^13a到13c間分配。所述能量管理単元-印刷電路板16形成布線平面，該布線平面使后續(xù)布線至少部分地成為多余的?，F(xiàn)場總線-接ロ単元-印刷電路板15、能量管理単元-印刷電路板16、控制單元-印刷電路板14和元器件支架12形成相互平行的平面，所述平面如圖2所示固定在空腔中。當(dāng)然，這些印刷電路板可以呈現(xiàn)不同的順序或者說布置方式。除了顯示的功能性的単元或者說印刷電路板14、15和16還可以設(shè)置其它的功能性単元，例如功率電子單元或者說功率電子印刷電路板，并且所述其它的功能性単元同樣可以布置在空腔內(nèi)。所述功率電子單元可以設(shè)計成，為由電網(wǎng)饋電的負載機(Verbrauchem)形式的過程外圍設(shè)備提供開關(guān)功能和/或觸發(fā)功能，并且包括例如接觸器、功率半導(dǎo)體等。所示的實施方式實現(xiàn)具有集成的電子裝置的機械安裝平臺。不同的功能層、平面或者說塊在此可以實現(xiàn)不同的預(yù)先設(shè)定的功能。因此，設(shè)置布線平面形式的、用于分配能量的功能塊。此外，設(shè)置邏輯塊來進行控制和診斷。輸入/輸出(I/o)平面用于常用的エ業(yè)現(xiàn)場總線的通訊。所述功能塊可以集成在由壁17包圍的空腔中或部分地也安置在元器件支架上。用戶可以使用配置完整的功能塊或選擇單個的、對自己有用的功能。因此，與傳統(tǒng)的功能模塊相比，按照本發(fā)明的功能模塊具有擴大的功能范圍。
權(quán)利要求
1.用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的功能模塊(10)，包括 -緊固件(11)，所述緊固件與安裝平臺的緊固件相對應(yīng)，并且尤其是不用工具就可以把功能模塊安裝在安裝平臺上， -與緊固件間隔距離的元器件支架(12)，在所述元器件支架上面可以固定機電的元器件和/或電子元器件(20，21)，并且 -用于連接過程外圍設(shè)備和/或機電的元器件和/或電子元器件的接頭(13a，13b，13c)， 其特征在干， -所述功能模塊(10)還包括微處理器為基礎(chǔ)的控制單元(14)，所述控制単元布置在所述緊固件(11)與元器件支架(12)之間的區(qū)域中并且設(shè)計成處理過程外圍設(shè)備的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功能模塊，其特征在于現(xiàn)場總線接ロ単元(15)，所述現(xiàn)場總線接ロ単元布置在所述緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成形成現(xiàn)場總線接ロ并且能夠通過用于連接過程外圍設(shè)備以及機電的元器件和/或電子元器件的接頭進行輸入/輸出操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能模塊，其特征在于，所述現(xiàn)場總線接ロ単元在附屬的印刷電路板(15)上形成，其中尤其為不同的現(xiàn)場總線類型設(shè)置不同的印刷電路板。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的功能模塊，其特征在于能量管理単元(16)，所述能量管理単元布置在所述緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成適當(dāng)?shù)胤峙涔ぷ麟妷汉?或電源電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功能模塊，其特征在于，所述能量管理単元在附屬的、形成布線平面的印刷電路板(16)上形成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的功能模塊，其特征在干，以微處理器為基礎(chǔ)的控制単元在附屬的印刷電路板(14)上形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、5和6所述的功能模塊，其特征在于，現(xiàn)場總線-接ロ単元-印刷電路板、能量管理単元-印刷電路板以及控制単元-印刷電路板形成相互平行的平面。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的功能模塊，其特征在于功率電子單元，所述功率電子單元布置在所述緊固件與元器件支架之間的區(qū)域中并且設(shè)計成為由電網(wǎng)饋電的負載機形式的過程外圍設(shè)備提供開關(guān)功能和/或觸發(fā)功能。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的功能模塊，其特征在于，所述緊固件與元器件支架之間的區(qū)域被基本上封閉的壁(17)包圍，所述壁與元器件支架共同形成空腔，其中，將以微處理器為基礎(chǔ)的控制単元、現(xiàn)場總線-接ロ単元、功率電子單元和/或能量管理単元布置在該空腔中。
全文摘要
用于安裝在開關(guān)柜的安裝平臺上的功能模塊(10)，包括緊固件(11)，所述緊固件與安裝平臺上的緊固件相對應(yīng)并且尤其不用工具地就可以把功能模塊安裝在安裝平臺上；與緊固件間隔距離的元器件支架(12)，在所述元器件支架上可以固定機電的元器件和/或電子元器件(20，21)；以及用于連接過程外圍設(shè)備以及機電的元器件和/或電子元器件的接頭(13a，13b，13c)；以及以微處理器為基礎(chǔ)的控制單元(14)，所述控制單元布置在所述緊固件(11)與元器件支架(12)之間的區(qū)域中并且設(shè)計成處理過程外圍設(shè)備的信號。
文檔編號H02B1/32GK102664353SQ201110462580
公開日2012年9月12日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者B·馬克, J·奎羅, S·倫特邁爾 申請人:Lq機電系統(tǒng)有限責(zé)任公司