Винахід стосується модулів введення / виведення для шини даних, які виконані з можливістю кріплення на несучої шині поруч з іншими модулями. Модуль введення / виведення виконаний у вигляді присоединительного затиску з вбудованою або насаживаемой електронікою, утвореного із декількох з'єднаних в групи шинних клем, причому як провідники шини даних, так і провідники енергопостачання для електроніки введення / виведення інтегровані в окремі шинні клеми і пропущені через них. Технічний результат - створення модуля введення / виводу з високою модульність, що спрощує монтаж. 4 з.п.ф-ли, 7 мул.
ОПИС ВИНАХОДИ До патентів
Винахід стосується модуля введення / виводу для шини даних, яким він пропонується різними виробниками у вигляді так званої шини масиву в поєднанні зі спеціальними процесорними системами, промисловими комп'ютерами і т.д. наприклад, для управління, візуалізації ходу процесу, машинами, установками і для системної техніки, передбаченої для приміщень.
Монтаж може бути реалізований в будь-якої бажаної техніці підключення, наприклад, з одним, двома, трьома і чотирма провідниками. Що стосується затискачів підключення, то тут придатні особливо просто обслуговуються пружинні затиски або ж гвинтові клеми.
Модулі обладнані електронікою введення / виведення, яка з'єднує користувачів, підключених до клем модулів, з послідовним провідником шини даних, який може бути, наприклад, простим двухпроволочним провідником або ж световодом.
При цьому на практиці цей провідник шини даних, підключений до модулів введення / виведення, є здебільшого незалежної подшіной в топології кільця, яка через головну шину підключена до шини масиву (дистанційна шина). Головна шина управляє окремими модулями введення / виведення, які можуть комбінуватися один з одним в будь-якій послідовності і розміщуватися в кільці в будь-яких позиціях.
Для цієї мети біля основи несучих шин зазвичай у формі ковпака змонтовані окремі друковані плати, які пов'язані один з одним в одну так звану живильну шину. Поряд з двома проводами для токоснабженія на живильної шині є три додаткових дроти для шини даних. Контактування проводів здійснюється через штепсельні контакти, які жорстко вбудовані в живильну шину на певному розчином відстані.
Така живить шина, інтегрована в несучу шину, не тільки підвищує вартісні і монтажні витрати, пов'язані з кріпленням несучої шини модулів введення / виведення (невикористані часткові ділянки повинні бути закриті), але одночасно перешкоджає її модульності, так як ширина модулів введення / виведення завжди повинна бути в кілька разів більше заданих растрових відстаней штепсельних контактів в живильної шині.
Живить шина, розміщена біля основи несучої шини, ускладнює також кріплення самої несучої шини на монтажній поверхні, так як необхідні для цього отвори під гвинти допускаються тільки на цілком певних місцях живильної шини, що на практиці не збігається з дійсними умовами.
Названих вище недоліків можна уникнути в інших відомих модулях введення / виведення, які кріпляться на несучих шинах, а саме, з допомогою того, що їх кріплять на незмінних, наявних у вільному продажі несучих шинах, а провідники шини даних і дроти токоснабженія для електроніки введення / виведення з'єднують в формі плоского стрічкового кабелю з штепсельних роз'ємом, переходячи від модуля до модуля.
Однак, цей процес представляє для користувача досить скрутну і пов'язану з великими часовими витратами роботу по монтажу, і, ймовірно, з цієї причини виробник цієї системи вирішив запропонувати дуже широкі модулі вводу / виводу з 16, 24 і 32 входами або виходами, розташованими поруч один з одним в напрямку несучих шин. Модульність системи при цьому в значній мірі втрачається.
Завдання цього винаходу полягає в створенні модулів введення / виведення з високою модульність, які можуть найпростіших чином бути встановлені на незмінних і наявних у вільному продажі несучих шинах, причому, проте, одночасно з процесом кріплення повинно автоматично здійснюватися приєднання до провідника шини даних і до проводці токоснабженія.
Це завдання, відповідно до винаходом, вирішується тим, що модулі вводу / виводу виконані у вигляді послідовності клем з вбудованою або вставляється електронікою, які можуть кріпитися відомо як на несучої шині у вигляді спеціальних окремих клем або у вигляді блоку, утвореного групою з декількох клем , (званих далі шинними клемами), щоб як провідники шини даних, так і проводка енергопостачання для електроніки введення / виведення були інтегровані в шинні клеми і через них замкнуті в цикл, в той час як кожна отдельн а клема шини і кожен блок клем в своїх бічних поверхнях, звернених до сусідніх клем, мають відповідно натискні контакти (надалі звані шинними контактами), таким чином, що контакти шини при фіксації шинних клем на несучої шині автоматично контактують один з одним в напрямку приєднання клем шини, так що шинні клеми, закріплені на несучій шині, з'єднуються з утворенням клемної шини з проходять наскрізь провідником шини даних і проводкою енергопостачання.
Шинні клеми, відповідно до винаходом, можуть закріплюватися без проблем на звичайній несучої шині і з'єднуватися при цьому автоматично в клемну шину з провідником шини даних і проводкою енергопостачання, що замикаються через неї в цикл. І для цього від користувача не потрібне проведення будь-яких додаткових монтажних робіт.
Модульність нових шинних клем надзвичайно велика, так як кожна окрема шинна клема є завжди тільки один функціональний вузол введення / виведення і має відповідно власну електроніку введення / виведення, яка вбудована в корпус з ізоляційного матеріалу окремих шинних клем.
При цьому ширина такої шинної клеми відповідає звичайній ширині клеми, що входить в ряд клем, і їй властива та ж техніка кріплення на несучої шині, яка характерна для клем, що входять в ряд, і та ж техніка під'єднання місць, що містять клеми, для дротяного монтажу користувачів шини.
Тому шинна клема, відповідно до винаходом, являє собою в принципі приєднувальний затиск, який відомий користувачеві при монтажних роботах.
Те ж саме стосується випадку, коли дві, три або декілька нових окремих клем шини зібрані в блок шинних клем, що може зробити виробник або користувач, оскільки в практиці подвійні або потрійні і так далі модулі можуть використовуватися додатково до одинарному модулю для того, щоб зафіксувати на звичайній несучої шині клемну шину будь-якої довжини і будь-якої конфігурації.
Клемна шина може утримуватися за допомогою кінцевого куточка, зафіксованого на несучої шині, як це відомо електроний затискачів. В результаті цього забезпечується те, що контактний тиск контактних шин між шинними клемами НЕ розсовує клемну шину на несучої шині.
Для цієї ж мети краща форма виконання винаходу передбачає наявність на бічних поверхнях шинних клем, що з'єднуються з сусідніми клемами, виступів і поглиблень, які при насадженні шинних клем на несучу шину входять в зачеплення і механічно з'єднують клеми шини в напрямку встановлених в ряд клем, забезпечуючи міцність при розтягуванні.
Подібні виступи і поглиблення можуть бути розташовані на прямій лінії або на дузі в залежності від відповідного руху, що виконується при насадженні або фіксування шинних клем на несучої шині.
Наступна форма удосконалення конструкції і маніпулювання клемами шини, відповідно до винаходом, відповідно до пункту 3 формули винаходу характеризується тим, що, - виходячи зі спеціальної живильної клеми, як вона відома електроний затискачів, - енергозабезпечення користувачів, підключених до місць знаходження шинних клем, здійснюється за допомогою перемичок для пропускання силового струму, які нерухомо встановлені на бічних поверхнях кожної окремої шинної клеми і кожного блоку шинних клем і які ін і насадженні шинних клем на несучу направляючу автоматично зачіпляються один з одним.
Подібні перемички для пропускання силового струму, нерухомо встановлені на шинних клемах і здійснюють автоматичне замикання, є новими і значно полегшують монтаж клемної шини на несучої шині.
Відповідно до пункту 4 формули винаходу, перемички для силового струму складаються відповідно з контактного ножа і пружною контактної вилки, які по черзі на бічних поверхнях шинних клем і вступають в зачеплення один з одним в поперечному напрямку при насадженні шинних клем на несучу шину, тобто контактний ніж входить в пружну контактну вилку в поперечному напрямку між її U-образними сторонами.
Цим, з одного боку, забезпечується те, що між контактним ножем і контактної виделкою виникає велике контактний тиск, а, з іншого боку, що це контактний тиск не діє в напрямку послідовно розташованих клем клемної шини, так що висока контактний тиск перемичок для силового струму не може виявити тенденцію до розсовування клемної шини на несучої шині.
Особливо краща форма виконання винаходу передбачає за пунктом 5 формули винаходу, що перемички для силового струму утворюють наконечники пруткообразной плоскою шини, які проходять всередині через окремі шинні клеми і блоки шинних клем, так що відпадає також необхідність в замикання окремих шинних клем в блоці шинних клем.
Нижче більш докладно описуються приклади виконання винаходу з посиланням на креслення.
Креслення зображують:
фіг. 1 - вид в перспективі двох блоків шинних клем;
фіг. 2 - 3 - часткові поперечні розрізи через блок шинних клем, відповідно до фіг. 1;
фіг. 4 - 5 - часткові поперечні розрізи через блок шинних клем, відповідно до фіг. 1;
фіг. 6 - детальне поперечний переріз до фіг. 2 і 4;
фіг. 7 - детальне зображення до фіг. 3 і 5.
На фіг. 3 представлені два блоки шинних клем, відповідно до винаходом, що складаються відповідно з трьох окремих клем шини, у вигляді так званих потрійних модулів.
Кожна окрема шинна клема має електроніку введення / виведення, вбудовану в корпус 8 з ізоляційного матеріалу, яка на фіг. 1 видно в формі змонтованої друкованої плати 9.
Кожна друкована плата 9 має шинні контакти, з якими вона з'єднана електрично, які розташовані на одній бічній поверхні шинних клем у вигляді пружного нажимного пальця 10, а на протилежній бічній поверхні шинних клем - у вигляді жорстко встановлених контактних перемичок 11 (див. Фіг. 2 і 4).
На фіг. 6 контактні перемички 11 можна побачити на поперечному перерізі зверху, а контактні пальці 10 відповідно на протилежній стороні сусідній клеми.
В цілому представлені окремі шинні клеми (див. Фіг. 4 і 5) і представлені блоки шинних клем (див. Фіг. 1, 2 і 3) мають відповідно по шість шинних контактів на кожній бічній поверхні свого корпусу, виконаного із ізоляційного матеріалу.
Це відповідає провідникам, інтегрованим в шинні клеми і пропущеним через них з утворенням циклу, з яких два провідника передбачені для енергопостачання електроніки введення / виведення на відповідних друкованих платах 9 шинних клем, а решту чотири є провідниками шини даних (у кільцевої топології шини даних відповідно два провідника інформаційної шини в напрямку "туди" і два - в напрямку "назад").
Проходження цих провідників через блок шинних клем, а також через окрему шинну клему добре видно на фіг. 2 і 4.
На блоці шинних клем для цієї мети передбачені штифтові гнізда 12, так що дископодібні окремі клеми можуть неіпростейшім чином з'єднуватися в будь-який подвійний, потрійний або інший багаторазовий модуль.
Для цієї мети призначені потужні кнопкові фіксатори 13 на корпусі з ізоляційного матеріалу. Замикання кожної окремої шинної клеми і кожного блоку клемних шин утворюють відповідні замикають пластини 14 з ізоляційного матеріалу (див. Фіг. 2 і 4).
Фіг. 3, 5 і 7 наочно показують конструкцію і розташування перемичок силового струму, що складаються відповідно з контактного ножа 15 і пружною контактної вилки 16, які утворюють наконечники пруткообразной плоскою шини 17, що проходить через окрему шинну клему (фіг. 5) і через блок шинних клем ( фіг. 3).
Як представлено на фіг. 1, перемички для силового струму 15, 16 розташовані на достатній відстані від шинних контактів 10, 11, так як вони служать постачання силовим струмом абонентів, підключених до місць, призначених для шинних клем (приводів головок, сенсорних датчиків, приладів), і можуть проводити значно вищий потенціал напруги, ніж шинні контакти.
Місця, де знаходяться клеми, призначені для паралельного проводового з'єднання користувачів, доступні зверху, як це представлено на фіг. 1.
В даному прикладі виконання для кожного користувача передбачений сигнальний висновок 18, висновок (+) 19, висновок (-) 20 і висновок захисного провідника 21. Кожне клемне місце виконано відомим способом у вигляді пружної клеми 22 і не вимагає подальшого опису.
Над сигнальним виведенням передбачені світлодіоди 23, які индицируют статус введення / виведення і при необхідності наявність несправностей.
На фіг. 3 і 5, а також на фіг. 1 видно, що шинні клеми мають на своїх бічних поверхнях взаємодіють один з одним виступи і поглиблення 24, 25, які входять в зачеплення один з одним при насадженні та закріпленні шинних клем на несучої шині і з'єднують шинні клеми в напрямку їх послідовної установки з механічною міцністю при розтягуванні.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Модуль введення / виводу для шини даних, виконаний з можливістю кріплення на несучої шині поруч з іншими модулями, що містить клемні місця для паралельного з'єднання проводами користувачів шини, наприклад приводів головок, сенсорних датчиків, приладів, і електроніку, яка з'єднує користувачів з послідовним провідником шини даних, що відрізняється тим, що модуль вводу / виводу виконаний у вигляді присоединительного затиску з вбудованою або насаживаемой електронікою і з можливістю кріплення на несучої шині у вигляді окремої шинно клеми або у вигляді блоку шинних клем, утвореного із декількох з'єднаних в групи шинних клем, причому як провідники шини даних, так і провідники енергопостачання для електроніки введення / виведення інтегровані в окремі шинні клеми і пропущені через них, в той час як кожна окрема шинна клема і кожен блок шинних клем на своїх бічних поверхнях, звернених до сусідніх клем, мають відповідно шинні контакти, таким чином, що шинні контакти при кріпленні шинних клем на несучої шині автоматично замикають один д уга в напрямку послідовної установки шинних клем, так що шинні клеми, зафіксовані на несучої шині, з'єднані в клемну шину з проходять наскрізь провідниками шини даних і енергопостачання.
2. Модуль введення / виводу по п.1, що відрізняється тим, що шинні клеми на бічних поверхнях мають взаємодіючі з сусідніми клемами виступи і поглиблення, які при насадженні шинних клем на несучу шину входять в зачеплення один з одним і з'єднують шинні клеми в напрямку послідовної установки клем з механічною міцністю при розтягуванні.
3. Модуль введення / виводу по п.1 або 2, який відрізняється тим, що постачання силовим струмом користувачів, підключених до клемним місцях шинних клем, здійснюється через силові перемички, які жорстко встановлені на бічних поверхнях кожної окремої шинної клеми і кожного блоку шинних клем і при насадженні шинних клем на несучу шину автоматично входять в зачеплення один з одним.
4. Модуль введення / виводу по п.3, що відрізняється тим, що перемички для силового струму складаються відповідно з контактного ножа і пружною контактної вилки, які розташовані по черзі на бічних поверхнях шинних клем і які входять в зачеплення один з одним в поперечному напрямку при насадженні шинних клем на несучу шину.
5. Модуль введення / виводу по п.3 або 4, який відрізняється тим, що перемички для силового струму утворюють наконечники пруткообразной плоскою шини, які проходять всередині через окремі шинні клеми і через блок шинних клем.