軌道安裝的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制系統(tǒng)，更具體地，涉及具有軌道安裝的控制器和輸入/輸出模塊的工業(yè)控制系統(tǒng)。
[0002]諸如分散控制系統(tǒng)之類的工業(yè)控制系統(tǒng)通常包括利用來(lái)自諸如流量計(jì)之類的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)控制器以向諸如閥之類的最終控制元件提供控制輸出信號(hào)，以便于控制過(guò)程或一個(gè)或多個(gè)子過(guò)程。這樣的控制系統(tǒng)通常是基于模塊的并且包括一個(gè)或多個(gè)控制器模塊以及一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出(I/o)模塊，控制器模塊通過(guò)輸入/輸出模塊而相應(yīng)地從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收輸入信號(hào)及向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送輸出信號(hào)?？刂破髂K和I/O模塊通常被安裝到軌道，諸如DIN軌道。
[0003]軌道安裝的控制系統(tǒng)必須具有允許不同類型和數(shù)量的I/O模塊與控制模塊被連接在一起的靈活性設(shè)計(jì)。此外，該設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)允許模塊以相對(duì)簡(jiǎn)易的方式被安裝到軌道并且從軌道移除。然而，該簡(jiǎn)易性必須與保持模塊安全地緊固到軌道的需要取得平衡。該平衡通常不能用常規(guī)的軌道安裝的控制系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明涉及具有改進(jìn)特征的軌道安裝的控制系統(tǒng)，這些改進(jìn)特征包括改進(jìn)的模塊安裝特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]依據(jù)本發(fā)明，一種控制系統(tǒng)被提供用于安裝到軌道。該控制系統(tǒng)包括具有主體和閉鎖組件的基底。該主體具有形成在其中的通道，該通道被適配為接納該軌道。閉鎖組件被安裝到主體并且包括可移動(dòng)杠桿以及至少一個(gè)閉鎖構(gòu)件。該杠桿能夠在閉鎖位置與非閉鎖位置之間移動(dòng)，其中該杠桿在該非閉鎖位置與閉鎖位置之間的移動(dòng)使得至少一個(gè)閉鎖構(gòu)件移動(dòng)到通道中并且從通道中移出，由此當(dāng)該軌道被設(shè)置在通道中并且杠桿被移動(dòng)到閉鎖位置時(shí)，至少一個(gè)閉鎖構(gòu)件移動(dòng)到通道中，由此將軌道捕獲在通道中并且將基底緊固到軌道。模塊被提供用于可移除地安裝到基底。該模塊包括用于處理控制信號(hào)的電路。當(dāng)該模塊被安裝到基底時(shí)，該模塊覆蓋閉鎖組件的杠桿從而不可接入。
【附圖說(shuō)明】
[0006]本發(fā)明的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)相對(duì)于下面的描述、所附的權(quán)利要求書(shū)以及附圖將變得更好理解，在附圖中:
[0007]圖1示出了被安裝到軌道的控制系統(tǒng)的前視圖；
[0008]圖2示出了控制系統(tǒng)的I/O組件的I/O模塊的前透視圖；
[0009]圖3示出了I/O模塊的后視圖；
[0010]圖4示出了控制系統(tǒng)的控制組件的前透視圖；
[0011]圖5示出了I/O組件的前透視圖；
[0012 ]圖6示出了 I /0組件的I /0基底的前視圖；
[0013]圖7示出了 I/O基底的底部端視圖；[OOM]圖8不出了 I/O基底的后透視圖；
[0015]圖9示出了被安裝到軌道的I/O基底的部分側(cè)視圖；以及
[0016]圖10示出了控制系統(tǒng)的第一和第二端部模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]應(yīng)當(dāng)注意的是，在以下的詳細(xì)描述中，相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記，不論它們?cè)诒景l(fā)明的不同的實(shí)施例中是否被示出。還應(yīng)當(dāng)指出的是，為了清楚和簡(jiǎn)潔地公開(kāi)本發(fā)明，附圖不一定是按比例繪制，并且本發(fā)明的某些特征可以以某種示意形式示出。
[0018]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出了工業(yè)控制系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的模塊行2。模塊行2包括控制器組件4、多個(gè)I/O組件6以及被安裝到頂帽DIN軌道20的第一和第二端部模塊16、18。節(jié)點(diǎn)可以包括一個(gè)或多個(gè)附加模塊行，其包括一個(gè)或多個(gè)I/O組件6以及第一和第二端部模塊16、18。每個(gè)附加模塊行可以被安裝到單獨(dú)的DIN軌道。節(jié)點(diǎn)可以被用來(lái)控制所有的或一部分的工業(yè)過(guò)程，諸如功率生成過(guò)程。進(jìn)而，節(jié)點(diǎn)可以被連接到工業(yè)控制系統(tǒng)的其他節(jié)點(diǎn)，如下面更充分描述的。
[0019]每個(gè)I/O組件6包括可釋放地安裝到I/O基底40的I/O模塊14?，F(xiàn)在具體參照?qǐng)D2和圖3，每個(gè)I/O模塊14包括包圍電路板28的兩件式塑料殼體26。大體圓柱形安裝件30被連接到殼體26的側(cè)壁?？纵S向地延伸通過(guò)安裝件30。殼體26定義了后插頭32，在其以內(nèi)設(shè)置有電路板28的連接部分。電路板28上的電路處理從現(xiàn)場(chǎng)中的傳感器接收到的現(xiàn)場(chǎng)輸入或者從控制器模塊12接收到的控制輸出，這取決于I/O模塊14是否處理輸入或輸出。更具體地，電路諸如通過(guò)使用模數(shù)和/或數(shù)模轉(zhuǎn)換器在現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)(例如，模擬4-20mA，數(shù)字24VDC等)以及數(shù)字控制器信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電路還諸如通過(guò)使用開(kāi)關(guān)、濾波器和多路復(fù)用器調(diào)節(jié)從現(xiàn)場(chǎng)接收到的或者去往現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并且將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)從控制器模塊12隔離。
[0020]每個(gè)I/O組件6處理多個(gè)輸入或者多個(gè)輸出。典型的控制系統(tǒng)具有處理輸入的一個(gè)或多個(gè)I/O組件6以及處理輸出的一個(gè)或多個(gè)I/O組件6。輸入可以是模擬輸入、數(shù)字輸入、熱電偶輸入或者RTD輸入。輸出可以是模擬輸出或者數(shù)字輸出。輸入和輸出(I/O)通常由現(xiàn)場(chǎng)中的傳感器和控制元件所供能。然而，數(shù)字輸出可以由I/O組件6供能，諸如在數(shù)字輸出被用來(lái)供能繼電器線圈時(shí)。
[0021]現(xiàn)在也參照?qǐng)D4，控制器組件4包括可釋放地安裝到控制器基底42的控制器模塊12?？刂破髂K12具有與每個(gè)I/O模塊14相似的構(gòu)造并且包括被安裝到殼體26以內(nèi)的電路板，其中安裝件30 (針對(duì)控制器模塊12并未示出)被連接到殼體26 ο電路板包括微處理器、存儲(chǔ)器以及其他電路。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)由微處理器執(zhí)行的控制程序?？刂瞥绦虬ㄒ粋€(gè)或多個(gè)控制回路，諸如PID回路，其在一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)輸入上工作以生成控制輸出。現(xiàn)場(chǎng)輸入和控制輸出經(jīng)由模塊通信總線通過(guò)I/O組件6去往以及來(lái)自控制器組件4進(jìn)行路由。
[0022]如上所述，每個(gè)I/O模塊14被安裝到I/O基底40。1/0基底40被適配用于可釋放地緊固安裝到DIN軌道20。
[0023]現(xiàn)在參照?qǐng)D5至圖7，每個(gè)I/O基底40通常是L形的，具有從安裝部分50以大約直角向外延伸的側(cè)部分52。安裝部分50具有前側(cè)和后側(cè)、第一和第二橫向側(cè)以及頂端和底端。功率連接器54被緊固在側(cè)部分52以內(nèi)并且能夠通過(guò)底端接入。功率連接器54被適配用于連接到功率源(例如24VDC)以用于對(duì)數(shù)字輸出進(jìn)行供電，如上所述。
[0024]第一和第二針連接器58、60相應(yīng)地被緊固到第一和第二橫向側(cè)并從第一和第二橫向側(cè)延伸。第一和第二針連接器58、60被一起連接在安裝部分50以內(nèi)并且有助于形成模塊通信總線，以及模塊功率總線。I/O基底40的第一針連接器58被適配為接合及連接到另一個(gè)且相鄰的I/O基底40的第二針連接器60。以此方式，多個(gè)I/O基底40可以被一起連接以形成一系列I/O基底40，模塊總線和功率總線延伸通過(guò)該一系列I/O基底40。
[0025]通常是矩形的擴(kuò)大的開(kāi)口延伸通過(guò)前側(cè)并且進(jìn)入安裝部分50的內(nèi)部中。電路板連接器62被設(shè)置在安裝部分以內(nèi)并且能夠通過(guò)該擴(kuò)大的開(kāi)口接入。擴(kuò)大的開(kāi)口和連接器62形成了插座64以用于接納插頭以及I/O模塊14的電路板28的連接部分。另一個(gè)且更小的開(kāi)口被設(shè)置與插座64相鄰。該更小的開(kāi)口延伸通過(guò)安裝部分。被連接到凸輪的包括細(xì)長(zhǎng)杠桿67的致動(dòng)器66被樞轉(zhuǎn)地安裝在該更小的開(kāi)口以內(nèi)并且能夠在閉鎖位置與非閉鎖位置之間移動(dòng)。在閉鎖位置中，杠桿67被設(shè)置為與前側(cè)基本齊平(如圖6中所示)，而在非閉鎖位置中，杠桿67從前側(cè)向外延伸(如圖7和圖8中所示)。
[0026]現(xiàn)在參照?qǐng)D8，通道70被形成在I/O基底40的后側(cè)中。通道70被適配用于接納DIN軌道20并且部分地通過(guò)具有從其向下延伸的一對(duì)垂片72的上邊緣而被定義。壁柵格74位于通道70之下并且定義了通路，金屬梭件76被可移動(dòng)地安裝在該通路以內(nèi)。梭件76是大體矩形的并且包括具有一對(duì)向外延伸的側(cè)凸緣的主體78。凸緣向上延伸超過(guò)主體78，由此形成一對(duì)向上突出的柄腳80。接觸臂82以大約直角從主體78向內(nèi)延伸，