技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种根据
权利要求1的前述部分的可扩展的自动化设备，其尤其用于控制和/或监控技术过程。
背景技术
[0002] 已知的自动化系统或设备通常模
块化地由中央单元、通讯联结器和扩展模块构成，其彼此成行在帽形的
支撑轨道上并且借助于触点插头或附加的外部的接线板电气相连。触点插头还用于自动化系统的模块与单元之间的内部的总线联接。通过将以下还称为设备的单元和模块卡
锁在支撑轨道上来自动建立保护用地线的连接。
[0003] 由于中央单元、通讯联结器和扩展模块的设备壳体的不同的实施方案，设备的制造耗费大且昂贵。此外，模块和单元的设备壳体实施成，使得其固定仅可在标准化的
型材轨道上实现。
[0004] 对于模块和单元彼此的锁止而言使用昂贵且复杂的锁止机构，其例如实施成复杂的钩式系统。
[0005] 在将单元和模块卡锁在一起的情况中，常常侧面地布置在壳体处的接线夹(Anschlussklemmen)针对触点的楔入而言仅实现不充分的保护。
[0006] 在模块更换的情况中，设备的移除仅可利用附加的工具来实现，其中，例如利用螺丝刀将设备从型材轨道松开。因为模块和单元的布线通常也不与设备分开地进行，因此在模块更换的情况中必须将布线一同移除并且在更换相应的设备之后重新实施且测试。
[0007] 对于产品编码(其防止失误地将错误的模块与单元相互插在一起且在此防止设备的灵敏的
电子设备受损)而言，需要安装附加的壳体部件。
[0008] 通讯联结器的数量在已知的自动化设备的情况中被限制到最大四个通讯联结器。实用新型内容
[0009] 本实用新型相应所基于的目的是，提供一种灵活的、可简单扩展的、可
修改的且成本适宜的自动化设备，在其中克服了前述缺点并且其尤其实现的是，使得多个不同的通讯网络以一中央单元且相同的中央单元同时运行，其中，自动化设备应可灵活地匹配于不同复杂的通讯构型。
[0010] 该目的根据本实用新型通过带有根据权利要求1的特征的自动化设备来实现。在另外的权利要求中且在
说明书中说明了根据本实用新型的自动化设备或系统的有利的设计方案和改善方案。
[0011] 根据本实用新型，模块化的可扩展的自动化设备为了控制和/或监控技术过程包括多个模块和单元，其之后称为设备，其中，设备中的至少一个构造成中央单元而设备中的至少另一个构造成扩展模块，其中设备可并排地放置，其中，设备相应地由至少一个装配有电气结构元件和联
接触点的
电路板构成并且布置在具有壳体下部件和壳体上部件的壳体中，其中，相应的设备的壳体借助于模块
支架可松开地固定在
基础电路板上，并且其中，可附加地将直至六个通讯联结器插到基础电路板上。
[0012] 根据本实用新型的一有利的实施形式，没有将通讯联结器插到基础电路板上。这对于在通讯构型中在没有其它通讯网络的情况下的应用的最简单的实施形式。通讯联结器可简单地移开，由此对于该应用而言，设备非常廉价。
[0013] 根据本实用新型的一有利的实施形式，将一个或两个或六个通讯联结器插到基础电路板上。根据本实用新型的自动化设备的灵活的模块化设计，由此允许灵活地对相应的通讯构型的要求作出反应并且避免了由于未曾使用过的通讯联结器所带来的非必须的成本。
[0014] 根据本实用新型的一有利的实施形式，插到基础电路板上的通讯联结器中的一个具有一个或两个或三个以太网
接口。
[0015] 根据本实用新型的一有利的实施形式，插到基础电路板上的通讯联结器中的一个具有
控制器局域网络总线接口(CAN-Bus-Schnittstelle)。
[0016] 根据本实用新型的一有利的实施形式，插到基础电路板上的通讯联结器中的一个具有串行接口。
[0017] 接下来称为设备的模块和单元在根据本实用新型的模块化构建的自动化系统或设备中为了控制和/或监控技术过程可并排地放置并且可借助于优选地实施成
接线盒、且优选地标准化的插头的联接元件经由总线相互电气连接。来自技术过程中的现场设备、例如
传感器或执行器可借助于接线夹、优选地以平衡器技术(Federzugtechnik)或
螺纹联接技术经由接线盒的夹紧面联接到自动化设备处。
[0018] 例如实施成中央单元、通讯联结器、
现场总线插头模块且实施成中央的和/或分散的扩展模块的设备包括至少一个装备有电气结构元件和接下来称为联接触点的联接触点元件的电路板，其联接触点优选地实施成连接器。
[0019] 为了实现对相应需要的自动化目的的成本适宜的匹配，可按如下来匹配中央单元，即使得处理器的储存器可被更换并且由此使得中央单元的储存器容量可匹配于所需的目的。
[0020] 设备的电路板布置在具有壳体下部件和壳体上部件的优选的由塑料制成的壳体中。
[0021] 壳体下部件可松开的与壳体上部件相连接并且对于所有设备而言构造成相同类型的。由此，设备的制造一方面设计成成本适宜的，且另一方面在模块更换的情况中仅需要更换相应的电路板。
[0022] 根据本实用新型，在相同类型地构造的壳体下部件的内部中存在为了容纳相应的设备的电路板而模制的引导部。
[0023] 用于在壳体下部件中容纳电路板的相同类型的引导部实现了电路板彼此任意的更换。通过该内部的模块化可以有利的且以简单的方式改变相应的设备的功能性。
[0024] 在壳体下部件的后面部分处模制有另外的用于电路板的从壳体中引导出来的联接触点的引导部。联接触点与联接元件的固定通过位于电路板中的切口来简易化，该切口在晃动或震动的情况中确保了联接触点在联接元件中的可靠的引导和保持，以及确保了保护联接触点以防碰触和机械应
力。
[0025] 壳体下部件借助于优选地实施成可
变形的鼻部的卡锁连接部来与壳体上部件相连接，其中，壳体上部件与相应的设备功能相应地包括例如显示元件、标记面和/或显示模块。
[0026] 在本实用新型的另一有利的实施形式中，在壳体下部件上存在用于产品编码的模制部，其防止错误地将设备插在模块支架上。
[0027] 设备的壳体可松开地固定在模块支架上、优选地借助于另一卡锁连接部和插接连接部，由此可将设备以简单的方式从容纳模块支架的基础电路板(也称为组件支架)中移除或更换。
[0028] 基础电路板和模块支架相应地一件式地、优选地由塑料，在没有附加的电气结构元件的情况下实施。
[0029] 在模块支架上布置有多个开口和凹口，其用于容纳壳体下部件、带有联接触点的联接元件、电源、现场总线插头、可用于不同现场总线或网络的联结器、FBS接口和/或RS232/485接口。
[0030] 组件支架与模块支架以及从属的联接元件(也称为接线盒)构成安装支架和触点支架，其附加于在标准化的帽形的型材轨道上的安装还适用于壁部安装。
[0031] 通过另一位于模块支架中且相应地位于基础电路板中开口例如可借助于两个
弹簧连接部将相应的设备的地线实施到帽形的型材轨道上。
[0032] 基础电路板连同位于其上的模块支架和设备可以有利的方式接合成自动化系统，优选地可共同移动并且可布置在帽形的型材轨道上。还可经由其基础电路板和位于其上的模块支架将分散的、由多个扩展模块构成的扩展设备固定在型材轨道上。为了模块与单元之间的电气连接设置有标准化的插接连接器，其相应地经由位于基础电路板中的凹口和相应的模制部来引导。由此，不需要附加的外部接线板来用于连接中央单元、通讯联结器和扩展模块彼此。
[0033] 与另一扩展模块的电气连接经由侧面地位于模块支架处的接合到彼此中的用于容纳标准化插头的凹口和模制部来引导，由此在晃动或震动的情况中以有利的方式避免了电气和机械连接的松开。
[0034] 在本实用新型的一有利的实施形式中，设置成，布置在基础电路板上的设备与附加的由扩展模块构建的扩展设备借助于至少一个可松开的机械锁止部、优选地利用可插塞的锁止元件或卡锁连接部接合在一起，其中，卡锁连接部例如实施成可变形的锁止钩和相关联的扣眼。在此，实施成钩部的锁止元件模制在模块支架处并且被固定在附加的模块支架的从属的容纳部中、优选地卡入其中。
[0035] 在本实用新型的一有利的改进方案中，基础电路板进一步设置用于容纳直至七个扩展模块，其可利用现场总线插头经由接口模块联接到现场总线处。此外，基础电路板以有利的设计方式实施成，使得可插上分别两个或四个通讯联结器。
[0036] 在扩展模块的电路板上布置有光学的显示元件、优选的发光
二极管，其借助于布置在壳体上部件中的光导体将光无接触的传递到设备的正侧上，其中，光导体优选地由两个用于直至40个显示元件的部分构成。
[0037] 布置在设备中的电路板彼此的电气连接借助于可松开的插接连接部经由其连接器和连接元件来建立，由此可以简单和快速的方式在没有移除布线的情况下实施电路板的更换。
[0038] 为了防止错误地将电路板插到位于模块支架中的联接元件上，电路板在装备有连接器的侧处具有凹口，其实施成，使得其与在联接元件处的相应的模制部接合到彼此中。
附图说明
[0039] 根据在接下来的附图中所示出的实施形式应详尽阐述且说明本实用新型以及本实用新型的有利的设计方案、改善方案和另外的优点。其中：
[0040] 图1显示了根据本实用新型的模块化构建的自动化设备的第一实施形式的示例性布置方案，
[0041] 图2显示了扩展设备，其可被插到位于基础电路板上的模块支架上，[0042] 图3显示了示例性的输入和输出模块，
[0043] 图4显示了壳体下部件的示例性实施方案，
[0044] 图5显示了另外的用于容纳电路板的从壳体引导出来的联接触点的引导部的实施形式，
[0045] 图6显示了用于输入设备和扩展设备的接线盒，
[0046] 图7显示了将设备壳体固定在基础电路板上的示例性实施方案，
[0047] 图8a、8b显示了用于使设备的联接触点正确地关联于接线盒的接线夹的示例性的可能
位置，
[0048] 图9显示了根据本实用新型的模块化构建的自动化设备的第二实施形式的示例性布置方案，以及
[0049] 图10显示了根据本实用新型的模块化构建的自动化设备的第三实施形式的示例性布置方案。
[0050] 附图标记清单
[0051] 1 自动化设备
[0052] 2 基础电路板，组件支架
[0053] 3 用于连接基础电路板与模块支架的锁止件
[0054] 4 位于基础电路板中的钻孔
[0055] 10 模块支架
[0056] 11 用于容纳用于电气连接扩展模块彼此的插头的凹口
[0057] 12 用于用于电气连接扩展模块彼此的插头的模制部
[0058] 13 位于模块支架中的凹口和开口
[0059] 14 锁止元件，锁止钩
[0060] 15 用于工具的凹入部
[0061] 16 另外的凹口
[0062] 18 壳体的用于容纳锁止元件20的开口
[0063] 28 卡锁元件
[0064] 30 壳体下部件
[0065] 31 用于容纳电路板的引导部
[0066] 32a 用于使壳体下部件与模块支架锁止的锁止装置
[0067] 32b 在与插塞装置相对而置的侧处模制在壳体下部件处的另外的连接装置[0068] 33 标记面
[0069] 34 另外的引导部
[0070] 40壳体上部件，壳体盖
[0071] 50 设备，模块，单元
[0072] 51 中央单元
[0073] 52 扩展设备
[0074] 53 通讯联结器
[0075] 54 带有中性现场总线插头接口的现场总线插头
[0076] 55 以太网联接
[0077] 56 串行联接
[0078] 57 现场总线连接部
[0079] 58 作为可插上的用于输入/输出模块的端口模块的扩展模块
[0080] 59 作为可插上的输入/输出模块的扩展模块
[0081] 60 联接元件、带有夹紧区域的接线盒
[0083] 80 电路板
[0084] 81 显示器件
[0085] 82 显示区域
[0086] 83 电路板中的切口
[0087] 84 联接触点元件、电路板的连接触点
[0088] 90 型材轨道
[0089] ZE 用于以太网联接的中央单元
[0090] ZA 用于ARCNET联接的中央单元
[0091] IM 接口模块
[0092] EAG 用于联接等压设备EAW输入/输出模块的输入/输出模块。
具体实施方式
[0093] 图1以第一实施形式示出了用于控制和/或监控技术过程的根据本实用新型的模块化构建的自动化设备1的示例性的布置方案，其中，模块和单元(以下称为设备)是中央单元51、两个通讯联结器53、现场总线插头模块54、带有具有9-芯串行联接和以太网联接55的现场总线插头的中性现场总线插头接口以及两个中央输入/输出设备52。
[0094] 自动化设备1的设备51,52,53,54锁扣在标准化的帽形型材轨道90上。使用基础电路板2，其装备有中央单元51以及两个通讯联结器53。此外，将两个接线盒60经由模块发送器(Modulgeber)10插到基础电路板2处，两个输入/输出设备52又被插在两个接线盒60上。接下来根据在图2和6中的图示来阐述该插塞可能性。两个通讯联结器53关于其联接实施成不同的、即带有以太网联接55或9芯串行联接56。
[0095] 分别借助于现场总线插头54和现场总线连接部57可将分散的输入/输出单元与可插上的端口模块58相连接并且可将可插上的输入/输出模块59与自动化设备1相连接。输入/输出单元分别含有用于被插上的端口模块58的接线盒60以及用于被插上的输入/输出模块59的接线盒60，其中，接线盒60与位于基础电路板2上的模块支架10插接，如图6中所示那样。模块58,59到接线盒60上的插上根据图2来清楚说明。分散的扩展模块58,59分别具有位于接线盒60上的夹紧区域和显示区域82。夹紧区域不仅包含用于外部现场设备的联接的螺纹夹而且还包括平衡器夹。可将另外的扩展设备插到扩展模块58,59处。自动化设备1的中央扩展设备52和由扩展模块57,58构建的分散的扩展设备(也称为输入/输出单元)实施成一件式，由此给出灵活的使用和类型多样性的减少。借助于接线盒60和被插上的扩展模块52,57,58的组合来构建扩展设备52,57,58所具有的优点是，可执行扩展模块的更换，而对此无需松开在接线盒60处的布线。
[0096] 将标记面33施用到扩展模块52,58,59的设备表面40上。位于设备50中的显示器件81(其优选地构造成
发光二极管)的显示借助于布置在壳体上部件40中的光导体以有利的方式无接触的传递到设备的正侧上。
[0097] 图9以第二实施形式1'显示出用于控制和/或监控技术过程的根据本实用新型的模块化构建的自动化设备的示例性布置方案，其带有非常简化的通讯构型。根据图9的第二实施形式与根据图1的实施形式的区别在于，没有将通讯联结器模块插到基础电路板上，并且中央单元51具有两个以太网联接55，然而不具有串行联接并且也不具有用于插接现场总线插头的中性现场总线插头接口。
[0098] 图10以第三实施形式1''示出了用于控制和/或监控技术过程的根据本实用新型的模块化构建的自动化设备的示例性布置方案，其带有复杂的通讯构型。根据图10的第三实施形式1''与根据图1的实施形式的区别在于，将六个通讯联结器模块53a,53b,53c,53d,53e,53f插到基础电路板上，并且中央单元51具有两个以太网联接55，然而不具有串行联接并且也不具有用于插接现场总线插头的中性现场总线插头接口。通讯联结器模块中的两个
53a,53e分别具有两个以太网连接55。通讯联结器模块53b,53f中的另外两个分别具有控制器局域网络总线联接61。通讯联结器模块53d中的另外一个具有串行联接56。还可设想的是，通讯联接器模块中的一个或多个可具有三个或更多个以太网联接55。在根据图10的实施形式中的自动化设备1''的情况中，在一个且相同的中央单元51处，通讯网络总地能以两个控制器局域网络总线接口、六个以太网接口和一个串行接口来运行。
[0099] 图2示出了扩展设备52，其可插到位于基础电路板2上的模块支架10上。对于模块支架10与基础电路板2的连接而言，在基础电路板2上灵活地模制有锁止件3，其优选地实施成卡锁鼻，其中，该卡锁鼻3被引入且卡锁在分别侧面地位于模块支架处的钻孔4中。
[0100] 扩展设备52、包括带有被插上的端口模块58的接线盒60可被插到在侧视图中在左边示出的模块支架10上。
[0101] 在将扩展设备52在箭头方向上插到模块支架10上的情况中，该扩展设备52借助于模制在扩展设备52的壳体下部件30处的卡锁元件卡锁到位于模块支架10中的未示出的开口中。此外，在此通过实施成连接器的联接触点84和在端口模块58处的多芯DIN插头建立电气连接。利用11来表示用于容纳用于电气连接扩展模块52彼此的插头的凹口。
[0102] 在基础电路板2上待固定的设备52可借助于至少一个可松开的机械锁止部、优选地利用可插塞的锁止元件或卡锁连接部来与附加的由另外的扩展模块58,59构建的扩展设备相接合，其中，卡锁连接部例如实施在模制在模块支架10上的锁止钩14上并且将钩部14固定在位于附加的另外的模块支架中的另外的扣眼中。
[0103] 在设备下部件30处设置有用于连接设备51,52,53与模块支架10的锁止装置32，其在图7中得以详细说明。
[0104] 为了使设备51,52,53与模块支架10且由此还与联接元件60相连接，将设备51,52,53插到模块支架10上并且在此借助于两个机械锁止装置32在模块支架10上卡入。
[0105] 为了又将固定在模块支架10上的设备52移除，将同时期的压力施加到用于锁止壳体下部件30与模块支架10的作为解锁器件起作用的锁止装置32上，由此可在没有使用附加的工具的情况下又将设备52从其固定中移除。
[0106] 图3示出了自动化设备1的示例性地固定在型材轨道90上的扩展设备50，自动化设备1带有可分开的壳体20，壳体20带有至少一个实施成前盖的壳体盖40，带有接线盒60，带有分别关联于接线盒60的每个接线夹的用于识别相关接线夹的标记面，以及带有用于显示关联于相应的接线夹的现场设备的当前运行状态的显示器件81，其中，扩展设备50可借助于用于容纳用于经由内部总线连接设备50的插头的模制部12联接到另一设备处。
[0107] 接线盒60的接线夹实施用于借助于平衡器或
螺纹连接技术来联接外部现场设备、例如传感器和执行器的
信号和过程
电压。
[0108] 借助于
激光器施加在前盖板10上的不可变化的标记面20分别显示了夹子号与来自过程的电压或信号符号的关联性，尤其显示器件81与通道和接线夹的关联性。
[0109] 图4显示了壳体下部件30的一示例性实施方案，在其中，扩展设备52的三个带有固定在其处的联接触点84的电路板布置在壳体下部件30以内的三个引导部31中。
[0110] 在对于所有设备50而言相同类型地构建的壳体下部件30以内中，模制的引导部31为了容纳设备52的电路板80而实施成引
导轨道。用于将电路板容纳在壳体下部件30中的相同类型的引导轨道31由此使得电路板彼此任意的更换成为可能。
[0111] 引导轨道31由三个相互连接的窄的方形的部分垂直地在壳体下部件30的下侧处被引导出来并且一件式地与壳体下部件30相连接。
[0112] 在扩展设备52的电路板上布置有光学显示元件81，优选地发光二极管，其借助于布置在壳体上部件中的光导体将光无接触地传递到设备的正侧上。
[0113] 壳体下部件30借助于优选地实施成可形变的鼻部的可松开的卡锁连接与壳体上部件40相连接。
[0114] 在壳体下部件30的在后面的放置到模块支架10上且与模块直接10相固定的部分处，模制有用于电路板80的从壳体20中引导出来的联接触点的另外的引导部34，其与在模块支架10中相应的接线盒60相连接。
[0115] 为了连接设备壳体与模块支架10，在壳体下部件30处模制有至少一个实施成可变形的且灵活的插塞装置的锁止装置32，其可被插入位于模块支架10处的容纳部中。
[0116] 图5显示了用于容纳电路板80的从壳体20中引导出来的联接触点84的另外的引导部34的一实施形式。
[0117] 电路板80如此被推入壳体下部件30的在图4中示出的引导轨道31中，使得其联接触点84从位于在壳体下部件30的底部处的圆形的开口引导出来并且与引导部34形成在壳体下部件的底侧处的矩形的突出部。
[0118] 引导部34的尺寸如此来选择，使得电路板80的相应的连接器84刚好可被插入到相应的引导部34中。
[0119] 联接触点84在壳体下部件30中的固定和可靠的引导通过位于电路板80中的切口83来简易化，切口与位于模块支架10中的在开口13处模制用于联接元件60的模制部接合到彼此中。
[0120] 模块支架10和由此还有模制在其处的
导线板由塑料制成。
[0121] 图6显示了用于可插上的端口模块和用于三个可插上的输入/输出模块的接线盒60在型材轨道90上的布置方案。由该图示可看出，接线盒60通过在型材轨道90上在箭头方向上的移动可共同插接，并且其借助于实施成卡锁元件的锁止元件14来卡锁。此外，经由用于接线盒60的插塞联接12和用于容纳插头90的凹口11(也称为扩展总线插孔)建立用于扩展总线的电气插塞连接部，扩展总线是现场总线的扩展部，其现场总线插头可联接在现场总线联接54处。接线盒60含有用于扩展总线所需的电子装置，由此使得扩展总线朝另外的输入/输出扩展设备的进一步引导成为可能。
[0122] 倘若没有使用型材轨道，则位于模块支架10中的凹口13和在基础电路板2中所关联的开口4允许将自动化设备1旋拧地安装到壁上。
[0123] 为了使设备50,51,52,53,58,59正确地关联于在支架模块10上的联接元件60，将位于壳体下部件30处的另外的模制部引入到在模块支架10处所关联的另外的凹口16中。
[0124] 通过另外的模制部和凹口16的固定的布置方案所实现的是，设备50,51,52,53,58,59不再被错误地插接且由此损坏。
[0125] 借助于侧面地存在于模块支架10处的用于引入螺丝刀的凹入部15，可将接合到彼此中的扩展设备52以简单的方式又从自动化设备1松开。
[0126] 基础电路板2为此设置成容纳直至七个扩展模块52，其可利用现场总线插头54经由接口模块联接到现场总线处。
[0127] 图7显示了借助于卡锁和插接连接部将设备壳体20可松开地固定在模块支架10处的一示例性实施方案，由此使得设备可松开地固定在基础电路板2上。
[0128] 为了使设备壳体20与模块支架10相连接，在壳体下部件30处模制有至少一个实施成可变形的且灵活的插接连接部的锁止装置32a，其可插入到在模块支架10处用于容纳锁止装置32a的优选地矩形的开口18中。借助于在与插塞装置相对而置的侧处模制在壳体下部件30处的另一可变形的且灵活的连接装置32b，使壳体下部件30与模块支架如此相连接，即使得可以简单的方式通过到现在用作解锁装置的锁止装置32a,32b上的较小的力作用在无工具的情况下仅利用一只手将壳体下部件30和由此整个设备从模块载体10松开。在模块支架10与基础电路板2之间的连接借助于至少一个模制在基础电路板2处的锁止件3来实施。
[0129] 图8a和8b显示了用于借助于用于与在电路板80中的从属的凹口83接合到彼此中的模制部19使设备20的联接触点84正确地关联于接线盒60的接线夹的另外的模制部19的示例性的可能位置，以及用于借助于机械的
编码器件19,83的编码、尤其用于自动化设备的不同单元和模块的模制部19的布置方案的示例性的可能位置。
[0130] 位于模块支架10中的联接元件60的实施形式在图8a中示出，其中，相应的模制部19在模块支架10处模制在相应的联接元件60旁边并且电路板80的联接触点84可被插入到相应的联接元件60中。
[0131] 在图8b中，编码借助于分别不同的用于不同的模块支架10和位于其中的不同的接线盒60的布置方案设置用于如下，用于可与以太网联接相连接的中央单元ZE，用于可与ARCI/JET联接相连接的另一中央单元ZA，用于接口模块IM以及用于设置用于联接等压设备的输入输出模块EAG和用于设置用于联接变压设备的输入-I输出模块EAW。
[0132] 通过另外的模制部19在图8b中示出的不同的布置方案由此不能以有利的方式执行将设置用于联接24V等压设备的模块插到带有用于230V输入/输出设备的联接元件的插塞位置上，因为凹口83和可关联的模制部19对于每种设备类型而言布置在电路板80处和模块支架10处的不同位置处。
