DE3932005A1

DE3932005A1 - Modul fuer eine programmierbare steuerung

Info

Publication number: DE3932005A1
Application number: DE3932005A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Onose; Willard B Ott
Original assignee: NipponDenso Co Ltd; Allen Bradley Co LLC
Current assignee: Allen Bradley Co LLC
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2009-09-27
Also published as: US4920453A; JPH02216503A; DE3932005C2; CA1326897C

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung befaßt sich mit programmierbaren bzw. speicherprogrammierbaren Steuerungen, die in Abhängig keit von der Ausführung eines Steuerprogramms eine Ma schine steuern und zu diesem Zweck zum Ausführen von verschiedenen Funktionen eine Vielzahl Eingabe- und Ausgabe-Module haben. Die Erfindung bezieht sich insbe sondere auf einen verbesserten Modul, der sich durch verschiedenartige Merkmale auszeichnet, um seine Verwen dung in Verbindung mit einer programmierbaren Steuerung zu verbessern.

Die Module der hier betrachteten Art werden in Verbindung mit programmierbaren bzw. speicherprogrammier baren Steuerungen verwendet, die mit Industrieanlagen verbunden werden, beispielsweise Montagebänder und Werk zeugmaschinen, um dort sequentiell in Übereinstimmung mit einem gespeicherten Steuerprogramm Vorrichtungen zu betätigen. Eine Art einer solchen speicherprogrammierba ren Steuerung ist aus der US-PS 42 93 924 bekannt. Die se bekannte speicherprogrammierbare Steuerung weist ein Gestell oder einen Rahmen auf, der einige Funktions module enthält. Eine Rahmenrückebene sieht Signalbusse und Verbinder vor, die dazu dienen, die Funktionsmodule elektrisch anzuschließen. Einer dieser Module enthält einen Prozessor, der das Steuerprogramm sequentiell aus führt. Das Steuerprogramm ist in einem Speicher inner halb des Prozessormoduls gespeichert, und bei seiner Aus führung wird der Zustand ausgewählter Fühlervorrichtungen an der gesteuerten Anlage überprüft und in Abhängigkeit vom Zustand von einer oder mehrerer der überprüften Füh lervorrichtungen werden ausgewählte Betätigungsvorrich tungen an der gesteuerten Anlage in oder außer Betrieb genommen. In dem Rahmen sind auch zahlreiche Eingabe/ Ausgabe-Module (E/A-Module) enthalten, die dazu dienen, den Prozessormodul an die Fühler- und Betätigungsvorrich tungen anzuschalten bzw. die Schnittstelle zwischen dem Prozessormodul und diesen Vorrichtungen zu bilden. Diese E/A-Module können von verschiedener Art sein. Es kann sich beispielsweise um Wechselstrom-E/A-Module, Gleich strom-E/A-Module, Analog-E/A-Module oder Positionier- Module für offene oder geschlossene Schleifen handeln.

Die E/A-Modularten können verändert werden, so daß sie in der Lage sind, mit einer großen Vielfalt von Anla gen und Einrichtungen zusammenzuarbeiten. Dieser vielfäl tige Einsatz stellt ein Problem dar, da man es dem Modul von außen nicht ansehen kann, mit welcher besonderen Schaltungsanordnung der Modul verdrahtet ist. Der Modul ist daher bezüglich seines speziellen Einsatzes von der Außen seite her nicht unterscheidbar. Zusätzlich zu einer ge wünschten äußeren Unterscheidbarkeit des Einsatzes der Mo dule wäre es bei der Verwendung der Module von Vorteil, wenn die Anschlüsse für die Verdrahtung leicht zugänglich wären und ein Informationsschildchen oder eine Identifizie rungsmarke anbringbar wäre, die die Schaltung identifizieren würde. Von Vorteil wäre auch eine Art Mantel- oder Gehäuse teil mit einer Art von Schnappeinrichtung zum Angreifen oder Einrasten mit dem elektrischen Rahmen und ein Rahmen, der Lüftungsöffnungen als auch Führungsschlitze für eine Modul- Schaltungsplatte hat. Für die Herstellung des Moduls wäre es ferner hilfreich, wenn am Schaltungsplatten-Anschluß block ein Vorsprung oder Ansatz vorhanden wäre, der eine sich dort einschneidende Schraube aufnehmen könnte, um die Schaltungsplatte an dem Gehäuseteil anzubringen. Schließlich sollte auch eine Möglichkeit vorhanden sein, damit verschie denartige Drähte, die an dem Schaltungsplatten-Anschluß block angeschlossen sind, sicher zusammengebunden und zu sammengehalten werden können.

Darstellung der Erfindung

Ein Modul zum elektrischen Anschluß an einen Rah men enthält ein Haupt- oder Gehäuseteil mit einem Anzeige teil und mit einem zum Anschluß dienenden Verbinderteil, das einen Schaltungsplatten-Anschlußblock aufweist. Eine Tür ist schwenkbar am Haupt- oder Gehäuseteil angelenkt. Die Tür bietet eine Oberfläche dar, auf der man mit einem üblichen oder gewöhnlichen Markierstift oder Bleistift Markierungen anbringen kann. Das Haupt- oder Gehäuseteil enthält ein Paneel- oder Plattenteil, auf dem man eine schaltungsidentifizierende Marke oder Kennung anbringen kann. Eine Schnappvorrichtung dient zum Herstellen der Ver bindung mit einem elektrischen Rahmen. Der Rahmen weist vor zugsweise Lüftungsöffnungen und Führungsschlitze für die Schaltungsplatte auf. Der Haupt- oder Gehäuseteil des Moduls enthält vorzugsweise eine Aufbohrung oder eingesenkte Boh rung für eine ihr Gewinde selbstschneidende Schraube, die sich in den Anschlußblock einschneidet. Schließlich ist noch in Kombination mit den genannten Merkmalen eine Selbstumkehr führung für einen Bindedraht vorgesehen, mit dessen Hilfe Drähte, die an dem Schaltungsplatten-Anschlußblock ange schlossen sind, zusammengehalten werden können.

Somit wird nach der Erfindung ein E/A-Modul geschaf fen, der allen Anforderungen zu einem vielfältigen Einsatz in einer programmierbaren Steuerung nachkommt. Er hat eine Identifizierungsmöglichkeit auf der Modulaußenseite. Er kann leicht mit einem elektrischen Rahmen zusammengefügt werden. Die Erfindung ist daher auch in der Kombination aus Modul und Rahmen zu sehen, in welchem Rahmen Lüftungs öffnungen zum Kühlen der elektrischen Bauelemente des Mo duls und Führungsschlitze für die Schaltungsplatte des Moduls vorgesehen sind. In Kombination hiermit ist die Schaltungsplatte in einfacher und sicherer Weise mit dem Haupt- oder Gehäusekörper des Moduls verbunden, und zwar mit einer Selbstgewindeschneidschraube.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einiger Module, die bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung darstellen, in Kombination mit einer Steuerung,

Fig. 2 ist eine Zusammenbauansicht von einem die ser Module in einer Position zum Einschieben in einen Rahmen,

Fig. 3 ist eine Ansicht längs der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 ist eine Ansicht längs der Linie 4-4 von Fig. 2,

Fig. 5 ist eine Ansicht längs der Linie 5-5 von Fig. 2, zeigt aber den Modul in einer bezüglich des Rahmens zusammengefügten Beziehung,

Fig. 6 ist eine Ansicht längs der Linie 6-6 von Fig. 2,

Fig. 7 ist eine Teilansicht einer Hochseite des Moduls, welche Teilansicht entgegengesetzt zu der nach Fig. 2 ist, und

Fig. 8 ist eine Ansicht längs der Linie 8-8 von Fig. 7.

Erläuternde Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 sind einige Module 10 dargestellt, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Diese Module 10 sind in eine Steuerung 11 eingesetzt, die ferner einen Energieversorgungsmodul 13 und einen Pro zessormodul 14 enthält. Der Modul 10 bildet eine elektri sche Schnittstelle zwischen dem Prozessormodul 14 einer seits und Fühler- und Betätigungsvorrichtungen an einer von der Steuerung 11 gesteuerten Maschine andererseits. Der Begriff Eingabe/Ausgabe-Modul (E/A-Modul) soll hier für einen Modul verwendet werden, der die Schnittstelle zu externen Vorrichtungen oder Geräten an der gesteuer ten Maschine darstellt. Solche E/A-Module können aller dings ausschließlich eine Eingabefunktion, ausschließlich eine Ausgabefunktion aber auch sowohl eine Eingabe- als auch eine Ausgabefunktion haben. E/A-Module, die eine Eingabefunktion vorsehen, verbinden den Prozessormodul 14 mit Fühlervorrichtungen an der gesteuerten Maschine, wohingegen E/A-Module, die eine Ausgabefunktion vorsehen, die Schnittstelle zu Betätigungsvorrichtungen an der gesteuerten Maschine bilden. Jeder der E/A-Module 10 kann Wechselstromeingänge und/oder Wechselstromausgänge und/oder Gleichstromeingänge und/oder Gleichstromausgänge haben. Generell kann daher ein E/A-Modul eine Schnitt stelle für alle möglichen Vorrichtungen oder Geräte bil den, beispielsweise Resolver und Positionsindikatoren. Die typische programmierbare Steuerung 11 enthält ein Gemisch aus verschiedenen Arten von E/A-Modulen.

Ein nach der Erfindung ausgebildeter Modul 10 weist mehrere einzigartige Merkmale auf. Beispielsweise, wie es am besten aus Fig. 1 hervorgeht, hat der Modul eine Frontplatte 12, die aus einem ABS-Polycarbonat-Kunst stoffmaterial besteht, das eine strukturierte Oberfläche hat, so daß es beschrieben werden kann. Dadurch wird eine Anzeigemöglichkeit geschaffen, aus der hervorgeht, daß ein bestimmter Modul 10 in einer bestimmten Weise be nutzt wird, beispielsweise durch Anbringen einer Kenn zeichnung "X". Die Funktion des Moduls 10 kann aber auch in geschriebenen Worten angegeben werden. Wesentlich ist, daß in jedem Falle die betreffende angebrachte Be zeichnung von außen zu sehen ist. Der Modul 10 hat auch einen üblichen LED-Abschnitt 15 (LED = lichtemittierende Diode oder Leuchtdiode), um die Arbeitsweise oder das Funktionieren des Moduls anzuzeigen.

Ein weiterer Vorteil des Moduls 10 geht aus Fig. 2 hervor. Dort ist zu sehen, daß der Modul sehr leicht in ein Gestell oder einen Rahmen 16 eingepaßt werden kann. Der Rahmen 16 hat eine übliche Oberseitenwand 18, von der die üblichen Aufhänger 22 wegragen, eine Bodenwand 19 und eine Rückwand 21 mit einer Modulkarte oder Modul platte 20. Die Modulplatte 20 enthält übliche Verbinder teile 23 und 25 zum Herstellen der Verbindung mit anderen Modulplatten 20, die in anderen seitlich positionierten E/A-Modulen vorgesehen sind. Ein Verbinderteil 24 dient zur Verbindung mit einem Verbinderteil 26 am Modul 10, und zwar zum Herstellen der Verbindung mit der Modul platte 20 und den Verbinderteilen 23 und 25. Führungs schlitze 28 und 29 sind sowohl in der Oberseitenwand 18 als auch in der Bodenwand 19 vorgesehen, um eine gedruck te Schaltungsplatte 31 positionsmäßig zu führen. Diese Führung bewirkt auch die Verbindung zwischen dem Verbin derteil 26 und dem Verbinderteil 24. Die Oberseitenwand 18 und die Bodenwand 19 haben Lüftungsöffnungen 17, damit Wärme von den elektrischen Schaltungen abgeführt werden kann.

Der Modul 10 enthält einen rechteckförmigen Zentral körper oder ein rechteckförmiges mittiges Gehäuseteil 32, von dem aus sich ein Anzeigeteil mit dem LED-Abschnitt 15 erstreckt. Das Gehäuseteil 32 hat auch eine Öffnung, durch die sich ein Schaltungsplatten-Anschlußblock 35 erstreckt, der zum Anschließen von Leitungsdrähten dient, über die elektrische Signale dem Modul zugeführt oder vom Modul abgegeben werden können. Wie es insbesondere aus Fig. 6 hervorgeht, weist das Gehäuseteil 32 zwei voneinander beabstandete Öffnungen 36 auf. Im Inneren ist ein Führungsteil 38 für einen Bindedraht 39 vorgesehen, welches Führungsteil den Draht 39 von der einen Öffnung 36 zu der anderen hinter einer Plattenwand 37 führt. Diese Anordnung hat den Zweck, elektrische Leitungs drähte 40 zusammenzubinden, um sie in einem Zusammen schluß zu halten.

Wie es aus Fig. 2 hervorgeht, ist eine Tür 42 vorgesehen, die mit Hilfe von Gelenken 43 an ein Platten teil 44 angelenkt ist. Es ist diese Tür, die die von außen beschreibbare Oberfläche der Frontplatte 12 bil det. Ferner ist ein Plattenteil 50 dargestellt, das eine Wand der Gehäuseteils 32 für den Zweck des Anbringens einer Marke oder eines Etiketts oder eines Bezeichnungs schildchens bildet, um eine weitere Identifikations möglichkeit für den Modul vorzusehen.

Ein weiteres wesentliches Merkmal des Moduls 10 ist die Möglichkeit, den Modul 10 mit dem Rahmen 16 zu verriegeln. Wie es aus Fig. 5 hervorgeht, ist so wohl an der Oberseite als auch am Boden des Gehäuse teils 32 jeweils ein Riegel 45 vorgesehen, die einan der gegenüberliegen und zum Eingriff in Öffnungen 46 dienen, welche in der Oberseitenwand 18 und in der Boden wand 19 des Rahmens 16 vorgesehen sind. Jeder der Riegel 45 enthält einen Riegelarm 47 und einen elastischen oder Federarm 48, der mit einer Leiste oder einem An schlag 49 in Berührung steht. Auf diese Weise werden die Riegel 45 in die Öffnungen 46 gedrückt. Wie man Fig. 6 entnehmen kann, ist der untere Riegelarm 47 schwenkbar am Gehäuseteil 32 angebracht, und zwar mit Hilfe von Zapfen 51, die sich in Öffnungen 52 des Mit tenkörpers oder Gehäuseteils 32 erstrecken.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Hierbei handelt es sich um die Anbringung der gedruckten Schaltungsplatte 31 und des Anschlußblocks 35 an dem Gehäuseteil 32. Diese An bringung wird bewirkt mit Hilfe von Schrauben 61, die sich durch eine Aufbohrung 62 in Verbinderflanschen 53 und 54 erstrecken, welche vom Plattenteil 44 des Gehäuseteils 32 ausgehen. Obgleich die gedruckte Schaltungsplatte 31 zuvor am Anschlußblock 35 befe stigt ist, sind auch die Schrauben 61 durch diese Teile geführt. Die Schrauben bohren ihr Gewinde selbst und schneiden sich gewindemäßig in einen inneren Vorsprung 58 des Anschlußblocks 35 ein. In Verbindung mit Fig. 7 soll auch bemerkt werden, daß Führungsnuten 56 vorge sehen sind, die zum Angreifen an der Oberseitenwand 18 und der Bodenwand 19 des Rahmens 16 dienen. Diese Maß nahmen dienen in Verbindung mit den Riegeln 45 zum sicheren Festhalten der Module 10 im oder am Rahmen 16.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung einen einmaligen und einzigartigen E/A-Modul vorsieht, dessen Gesamtnutzen sich aus mehre ren einzigartigen Merkmalen kombinatorisch ergibt. Eine Tür 42 ist in Verbindung mit der Frontplatte 12 mit einer beschreibbaren Oberfläche an der Außenseite ver sehen, so daß sich damit der Modul leicht identifizie ren oder bezeichnen läßt. An einer zusätzlichen Platte 50 kann ein Schildchen oder dergleichen zum Zwecke der weiteren Identifizierung der Modulfunktion angebracht werden. Zum leichteren Verbinden mit dem Gestell oder Rahmen 16 sind Führungsschlitze 28 und 29 im Rahmen und Riegel 45 sowie Führungsnuten 56 am Modul angebracht. Die Möglichkeit für den Bindedraht wird bereitgestellt durch die Öffnungen 36 und die Führung 38. Ein weiteres einzigartiges Merkmal ist der Umstand, daß die gedruck te Schaltungsplatte 31 ohne weiteres am Modul dadurch be festigt werden kann, daß sich die selbsteinschneidende Schraube 61 in einen Vorsprung 58 eindreht. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten vermindert.

Der erfindungsgemäße Modul kann wirtschaftlich hergestellt werden, da alle seine Teile ohne weiteres aus Harzkunststoffzusammensetzungen gemacht werden können. Eine Ausnahme ist selbstverständlich ein als Option vorgesehenes Merkmal, das wärmevernichtende Rippen 55 vorsieht, die vorzugsweise aus Aluminium her gestellt sind. Die Frontplatte 12 mit der beschriebenen Oberfläche ist aus einem besonderen Kunststoffmaterial hergestellt. Man kann auch andere Kunststoffharze oder andere Arten beschreibbarer Oberflächen anwenden.

Claims

1. Modul zum elektrischen Anschließen an einen Rahmen (16), der ein Teil einer programmierbaren Steuerung bildet, welcher Modul enthält:
einen Gehäuse- oder Hauptkörper (32) mit einem Anzeigeteil (15) und einem zum Anschluß dienenden Ver binderteil, das einen Schaltungsplatten-Anschluß block (35) aufweist, und
eine Tür (42), die am Gehäuse- oder Hauptkörper (32) schwenkbar angebracht ist, welche Tür (42) eine Oberflä che (12) darbietet, die mit einem gewöhnlichen Markier stift oder Bleistift mit Markierungen versehen werden kann.

2. Modul nach Anspruch 1, bei dem der Gehäuse- oder Hauptkörper (32) ferner enthält einen Plattenabschnitt (50), an dem man ein Identifizierungsschildchen anbringen kann.

3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Gehäuse- oder Hauptkörper (32) eine Schnappeinrichtung (45, 47, 48) zum Angreifen an einem elektrischen Rahmen (16) aufweist, der ein Teil einer programmierbaren Steuerung bildet.

4. Modul nach Anspruch 3, bei dem der Rahmen (16) Belüf tungsöffnungen (17) enthält.

5. Modul nach Anspruch 3, bei dem der Rahmen (16) Führungs schlitze (28, 29) für die Schaltungsplatte (31) enthält.

6. Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schaltungsplatten-Anschlußblock (35) einen Vorsprung (58) aufweist, in den eine selbstschneidende Schraube (61) eingreift, um den Anschlußblock (35) am Gehäuse- oder Hauptkörper (32) zu befestigen.

7. Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Gehäuse- oder Hauptkörper (32) einen Selbst umkehrführungsschlitz (36, 38) für einen drahtartigen Bund (29) aufweist, der zum Befestigen von Leitungs drähten (40) dient, die an den Anschlußblock (35) angeschlossen sind.

8. Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Gehäuse- oder Hauptkörper (32) einen Plattenabschnitt (50) aufweist, der in seitlicher Richtung von der Tür (42) beabstandet ist und zur Aufnahme eines Schildchens oder dergleichen dient.

9. Modul zum elektrischen Anschließen an einem Rahmen, der einen Teil einer programmierbaren Steuerung bildet, welcher Modul enthält:
einen Gehäuse- oder Hauptkörper (32) mit einem Anzeigeteil (15) und mit Schaltungsplatten-Verbinder teil (35),
eine Schaltungsplatte (31), die mit dem Schaltungs platten-Verbinderteil (35) des Gehäuse- oder Hauptkörpers (32) verbunden ist,
eine Tür (42), die am Gehäuse- oder Hauptkörper (32) verschwenkbar angelenkt ist, und
eine Schnappvorrichtung (45, 47, 48, 49), die sich vom Gehäuse- oder Hauptkörper (32) aus erstreckt und zum Angreifen an einem elektrischen Rahmen (16) dient, der ein Teil einer programmierbaren Steuerung bildet.

10. Modul zum elektrischen Anschließen an einem Rahmen, der ein Teil einer programmierbaren Steuerung bildet, welcher Modul enthält:
einen Gehäuse- oder Hauptkörper (32) mit einem Anzeigeteil (15) und mit einem zum Anschluß dienenden Verbinderteil mit einem Schaltungsplatten-Anschlußblock (35),
eine Tür (42), die an den Gehäuse- oder Hauptkörper (32) verschwenkbar angelenkt ist, und
eine Selbstumkehrführungsvorrichtung (36, 38) für einen drahtartigen Bund (39), der am Gehäuse- oder Haupt körper (32) vorgesehen ist, um Drähte (40) zu befestigen, die an den Anschlußblock (35) angeschlossen sind.

11. Modul nach Anspruch 10, bei dem der Gehäuse- oder Hauptkörper (32) eine Plattenwand (37) aufweist, die am Gehäuse- oder Hauptkörper (32) freiliegt, und bei dem die Führungsvorrichtung (36, 38) begrenzt ist durch zwei Öffnungen (36) durch diese Plattenwand (37) und ferner begrenzt ist durch eine Wandoberfläche (38), die hinter der Plattenwand (37) angeordnet ist und mit den beiden Öffnungen (36) ausgerichtet ist.