Модуль ввода-вывода для шины данных



Модуль ввода-вывода для шины данных
Модуль ввода-вывода для шины данных

 


Владельцы патента RU 2477911:

Общество с ограниченной ответственностью "ТРЭИ ГМБХ" (RU)

Изобретение касается модулей ввода/вывода для шины данных, которые выполнены с возможностью крепления на несущей шине рядом с другими модулями. Модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине и содержащий клеммные места для соединения проводами пользователей шины и электронику, соединяющую пользователей с последовательной шиной данных, и выполненный в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой, гальванически изолированную оптическую шину данных, выполненную в виде двунаправленного оптического интерфейса, включающего оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов, расположенных по обе стороны модуля. Энергоснабжение электроники модуля и схем ввода/вывода осуществляется от схем электропитания устройств ввода/вывода без гальванической изоляции от них. Техническим результатом является повышение помехозащищенности модуля ввода-вывода за счет наличия в модуле оптического интерфейса. Кроме того, наличие оптического интерфейса ввода-вывода позволяет компоновать системы ввода-вывода из модулей, устанавливаемых на DIN-рейку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение касается модулей ввода/вывода для шины данных, которые выполнены с возможностью крепления на несущей шине рядом с другими модулями

Известен модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине рядом с другими модулями, содержащий клеммные места для параллельного соединения проводами пользователей шины, например приводов головок, сенсорных датчиков, приборов, и электронику, соединяющую пользователей с последовательным проводником шины данных, отличающийся тем, что модуль ввода/вывода выполнен в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой и с возможностью крепления на несущей шине в виде отдельной шинной клеммы или в виде блока шинных клемм, образованного из нескольких соединенных в группы шинных клемм, причем как проводники шины данных, так и проводники энергоснабжения для электроники ввода/вывода интегрированы в отдельные шинные клеммы и пропущены через них, в то время как каждая отдельная шинная клемма и каждый блок шинных клемм на своих боковых поверхностях, обращенных к соседним клеммам, имеют соответственно шинные контакты таким образом, что шинные контакты при креплении шинных клемм на несущей шине автоматически замыкают друг друга в направлении последовательной установки шинных клемм, так что шинные клеммы, зафиксированные на несущей шине, соединены в клеммную шину с проходящими насквозь проводниками шины данных и энергоснабжения (Патент РФ №2139615, МПК H01R 9/26, опубл. 10.10.1999 г.).

К недостаткам известного модуля можно отнести следующие:

- гальваническая связь модулей ввода-вывода по шине данных,

- обрыв шины данных в случае изъятия одного или более модулей,

- ненадежность механического контактного соединения шины данных.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании модуля ввода-вывода с гальванически изолированной оптической шиной данных, обладающего высоким уровнем помехозащищенности и возможностью питания модуля ввода-вывода от источника питания датчика или исполнительного механизма.

Поставленная техническая задача решается тем, что модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине и содержащий клеммные места для соединения проводами пользователей шины и электронику, соединяющую пользователей с последовательной шиной данных и выполненный в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой, согласно предложенному изобретению снабжен гальванически изолированной оптической шиной данных, выполненной в виде двунаправленного оптического интерфейса, включающего оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов, расположенных по обе стороны модуля.

Кроме того, энергоснабжение электроники модуля и схем ввода/вывода осуществляется от схем электропитания устройств ввода/вывода без гальванической изоляции от них.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, заключается в повышении помехозащищенности модуля ввода-вывода за счет наличия в модуле оптического интерфейса. Кроме того, наличие оптического интерфейса ввода-вывода позволяет компоновать системы ввода-вывода из модулей, устанавливаемых на DIN-рейку.

Сущность заявляемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 представлено конструктивное выполнение модуля ввода-вывода с оптическим интерфейсом, на фиг.2 представлена схема расположения элементов оптического интерфейса.

Фиг.1 и фиг.2 содержат следующие позиции:

1 - корпус модуля,

2 - печатная плата со встроенной электроникой,

3, 4, 5, 6 - клеммы сигналов ввода/вывода,

7 - клеммы подключения питания модуля,

8 - светодиоды статуса сигнала и индикации ошибок,

9, 11 - ИК оптические приемные фотодиоды,

10, 12 - ИК оптические передающие светодиоды,

13 - DIN-peйкa.

Модуль ввода/вывода для шины данных содержит (фиг.1) корпус шинной клеммы (1) с элементами поперечного крепления на DIN-рейку 13 известным способом рядом с другими модулями или токоведущими или разделительными клеммами; печатную плату с встроенной электроникой (2), обеспечивающую функционирование оптического интерфейса модуля ввода-вывода и схем ввода-вывода; пружинные клеммы (3, 4, 5, 6) для подключения сигналов ввода-вывода; пружинные клеммы (7) для подключения питания модуля; светодиод (8) изменения статуса сигнала ввода-вывода или диагностик ошибки; оптический интерфейс, включающий оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов (9, 11), обеспечивающие прием информации по оптической шине данных, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов (10, 12), обеспечивающие передачу информации по оптической шине данных.

Каждый модуль ввода/вывода шины данных выполняет функции приемника, передатчика и транзитера информации на оптической шине данных, поэтому каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов (9, 11), и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов (10, 12), расположены на обеих сторонах модуля.

Данная конструкция в отличие от прототипа позволяет достичь высоковольтной гальванической изоляции между устанавливаемыми рядом модулями шины данных. Наличие оптического интерфейса в отличие от прототипа обуславливает отсутствие жестких требований по конструктивному исполнению корпуса (1) и наличию специальных элементов, обеспечивающих контактную связь между модулями.

Любой модуль из группы установленных модулей в отличие от прототипа может быть изъят без нарушения целостности и работоспособности оптического интерфейса. Возможность продолжения работы по открытому оптическому каналу ограничивается лишь геометрической прямолинейностью монтажной шины и габаритами монтажного пространства.

Оптический интерфейс в отличие от прототипа позволяет устанавливать между модулями шины данных дополнительные коммуникационные и разделительные клеммы разных конструкций и производителей, используемые известным образом для маркировки и размножения связей, единственным требованием к которым является наличие оптически прозрачного окна в области прохождения лучей оптического интерфейса.

Оптический интерфейс реализован на базе двух пар приемных и излучающих инфракрасных светодиодов, расположенных с двух сторон модуля и управляемых микроконтроллером, расположенным на печатной плате со встроенной электроникой (2). Обмен по интерфейсу осуществляется с помощью информационного пакета. Каждый модуль на интерфейсе является транслятором этого пакета далее по интерфейсу, если этот модуль не является его адресатом. Если модуль является адресатом информационного пакета, то он считывает из него предназначенную для модуля информацию (например, текущее состояние каналов вывода дискретных сигналов) и записывает в информационный пакет информацию, предназначенную для передачи к модулю, управляющему интерфейсом (например, текущее состояние каналов ввода дискретных или аналоговых сигналов).

Наличие гальванической изоляции между модулями по оптическому интерфейсу в отличие от прототипа позволяет не применять гальваническую изоляцию модуля от каналов ввода/вывода, в том числе и высоковольтных, что существенно удешевляет стоимость модулей и уменьшает их габариты.

Преимуществами заявляемого модуля являются:

1. Более высокая помехозащищенность модулей по сравнению с контактным способом передачи сигналов интерфейса.

2. Увеличение более чем на порядок скорости обмена модулей по оптическому интерфейсу по сравнению с контактным интерфейсом.

3. Работоспособность системы из нескольких модулей не нарушается при изъятии одного или более модулей из системы.

4. Конструкция заявляемого модуля допускает установку между модулями дополнительных коммутационных и сервисных клемм, а также других устройств без нарушения работоспособности межмодульного интерфейса.

5. Конструкция заявляемого модуля допускает использование модулей разных габаритов и разных конструкций, единственным требованием является определенное местоположение элементов оптического интерфейса.

6. Возможность построения внутренней схемы модуля без гальванической изоляции от каналов ввода/вывода благодаря оптическому интерфейсу ввода/вывода.

7. Конструкция заявляемого модуля позволяет отказаться от применения специальных контактных шин передачи от модуля к модулю напряжения питания модуля и напряжения питания каналов ввода/вывода, благодаря гальванической изоляции интерфейса, электроника модуля питается от напряжения питания датчиков или исполнительных механизмов.

8. Конструкция заявляемого модуля позволяет отказаться от необходимости использования в группе модулей, имеющих одинаковые параметры питания каналов ввода/вывода, т.к. питание каждого их них не зависит от соседнего модуля.

1. Модуль ввода/вывода для шины данных, выполненный с возможностью крепления на несущей шине и содержащий клеммные места для соединения проводами пользователей шины и электронику, соединяющую пользователей с последовательной шиной данных и выполненный в виде присоединительного зажима со встроенной или насаживаемой электроникой, отличающийся тем, что снабжен гальванически изолированной оптической шиной данных, выполненной в виде двунаправленного оптического интерфейса, включающего оптические каналы приема информации, выполненные на основе инфракрасных оптических фотодиодов, и оптические каналы передачи информации, выполненные на основе инфракрасных оптических светодиодов, расположенных по обе стороны модуля.

2. Модуль ввода/вывода по п.1, отличающийся тем, что энергоснабжение электроники модуля и схем ввода/вывода осуществляется от схем электропитания устройств ввода/вывода без гальванической изоляции от них.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для распределения электропитания для ряда модульных устройств, таких как автоматические выключатели, расположенному в кожухе и содержащему множество шин питания, расположенных, по существу, параллельно друг другу.

Изобретение относится к соединителю с врезными контактами для телекоммуникационной и информационной техники, состоящему из корпуса (45) и контактных элементов (43), при этом контактные элементы (43) содержат соответственно врезной контакт (54) для соединения жил и штырькового контакта (53) для контактирования с печатной платой, причем между врезным контактом (54) и штырьковым контактом (53) расположен, по меньшей мере, один удлинитель (55).

Изобретение относится к телекоммуникационной и технике передачи данных. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Соединительная гребенка (100) содержит изолирующий корпус (110) удлиненной формы, включающий в себя нижнюю стенку (120), из которой выступает наружная часть каждого штырька по меньшей мере одной шины электрического соединения; верхнюю стенку (111), противоположную этой нижней стенке; переднюю (112) и заднюю (115) стенки, соединяющие верхнюю и нижнюю стенки. При этом задняя стенка находится максимально близко к наружным частям указанных штырьков. Согласно изобретению со стороны передней стенки изолирующего корпуса верхняя стенка содержит часть (111А), выступающую относительно нижней стенки. Технический результат - возможность после соединения производить подключение соединительных проводов вспомогательных модульных приборов, устанавливаемых в середине ряда основных модульных приборов, питаемых через гребенку, и рассеивать тепло, создаваемое в месте контакта штырьков с соединительными контактами основных модульных приборов. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Клеммное устройство предпочтительно может быть установлено на рельсовой опоре. Устройство имеет корпус (12), образованный первой половиной (14) и второй половиной (16). На корпусе (12) выполнен по меньшей мере один электрический вывод (18), содержащий область (20) соединения для подсоединения проводника, которая выполнена в виде цельной детали. Область (20) соединения содержит крышку, которая полностью охватывает область соединения с выполненным в ней отверстием (22) в области для введения проводника в вывод (18) и(или) отверстием (26) в области нажимного кнопочного переключателя (28). Технический результат - создание клеммного устройства, в котором обе половины корпуса не распираются даже при увеличении усилия, прилагаемого к области соединения при вставлении проводника. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается системы (12) соединения однорядного корпуса с соединительным элементом (10). При этом однорядный корпус (12) имеет область (22) соединения соединительного элемента (10) с однорядным корпусом (12), которая соединена с платой с печатной схемой, которая находится в однорядном корпусе (12). Однорядный корпус (12) имеет несколько областей (22) соединения, расположенных друг над другом на боковой стороне (20) однорядного корпуса (12). При этом по меньшей мере один соединительный элемент (10) выполнен с возможностью одновременного крепления, по меньшей мере, в двух областях (22) соединения, расположенных друг над другом, а соединительный элемент (10) может соединяться с областью (22) соединения штепсельным контактом (24). Технический результат - возможность крепления соединительного элемента к однорядному корпусу и(или) области соединения однорядного корпуса за короткое время без использования инструмента. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электрический вывод содержит клеммный корпус (22) с подвижным рабочим нажимным элементом (10) для манипулирования пружинным элементом (26), установленным в клеммном корпусе (22). При этом рабочий нажимной элемент (10) имеет лицевую поверхность (16) и маркировочную поверхность (12), а лицевая поверхность (16) имеет рабочую поверхность (14) для инструмента, примыкающую к маркировочной поверхности (12). При этом рабочая поверхность (14) скошена под углом в направлении маркировочной поверхности(12). Технический результат - создание электрического вывода с уменьшенной потребностью в пространстве и возможностью обозначения или маркировки вывода, для нанесения которых на вывод не требуется дополнительного приспособления на корпусе. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Многорелейное устройство выполнено из множества расположенных рядом друг с другом цоколей (1) реле (2), которые посредством штекерного соединения установлены на монтажной шине (4). Множество реле (2) в качестве группы расположены рядом друг с другом и вставлены в соответствующие входные (12) и выходные (17, 18, 19) электрические соединители. Цоколи (1) реле содержат дополнительные штекерные разъемы (13), через которые осуществляется управление работой реле (2) через каблирование системы, которое содержит распределительный участок (53), выполненный из отрезков (52) кабеля и электрических соединителей (33), и обеспечивает управление работой множества реле (2). Технический результат - создание каблирования системы для расположенных рядом друг с другом цоколей реле, которые могут иметь различные размеры в продольном направлении монтажной шины. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к блокирующему устройству (50) для первой системы штекерных соединителей (1), зафиксированных на первом монтажном рельсе (30), со второй системой штекерных соединителей (1′), зафиксированных на втором монтажном рельсе (30′). Блокирующее устройство (50) образовано из пассивной блокировочной части (51) и активной блокировочной части (52). При блокировке активной блокировочной части (52) с пассивной блокировочной частью (51) первый и второй монтажные рельсы (30, 30′) соединены друг с другом, а штекерные соединители (1, 1′), находящиеся на монтажных рельсах (30, 30′), контактируют друг с другом. Технический результат - предоставление блокирующего устройства, обеспечивающего простым образом соединение системы штекерных соединителей с высокой модульностью. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Электрический соединительный модуль содержит: корпус (101) с гнездом (103, 119, 1209) и с первой электрической соединительной клеммой (105, 107); модульный элемент (109, 1205) со второй электрической соединительной клеммой (111, 113) и с третьей электрической соединительной клеммой (115, 117). Причем модульный элемент (109, 1205) предназначен для электрического соединения первой соединительной клеммы (105, 107) со второй соединительной клеммой (111, 113), может быть вставлен в гнездо (103, 119, 1209) модуля и может удерживаться в гнезде (103, 119, 1209) модуля с помощью разъемного защелкивающегося соединения. Для расцепления защелкивающегося соединения предусмотрено расцепляющее устройство (125). 42 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к поверочному клеммному блоку (1), состоящему из рядного клеммного блока (2) и насаживаемого на него поверочного штекерного блока (3). Рядный клеммный блок (2) имеет несколько расположенных рядом друг с другом рядных клемм (4), а на обеих сторонах нескольких рядных клемм (4) имеет по одному крепежному зажиму (5). Поверочный штекерный блок (3) имеет несколько соединенных друг с другом поверочных штекеров (6). На обеих сторонах нескольких поверочных штекеров (6) имеется по одной крепежной части (7). которые соединены друг с другом посредством рукоятки (8). Каждая клемма (4) имеет две токовые пластины (9), которые совместно образуют место разъединения. Каждый штекер (6) имеет контактный штекер (10), выполненный с возможностью вставления в место разъединения. Оба крепежных зажима (5) имеют зажимный корпус (11) с приемной частью (12). Обе крепежные части (7) имеют корпус (14) с соответствующей вставной частью (15), выполненной с возможностью вставления в приемную часть (12). При этом зажимные корпуса (11) обоих крепежных зажимов (5) имеют по меньшей мере два фиксирующих элемента (16, 17), а корпуса (14) обеих крепежных частей (7) имеют в каждом случае по меньшей мере два соответствующих фиксирующих контрэлемента (18, 19). Фиксирующие элементы (16, 17) и фиксирующие контрэлементы (18, 19) совместно задают два расположенных последовательно в направлении насаживания крепежных частей (7) положения закрепления крепежных частей (7) в крепежных зажимах (5). В корпусе (14) обеих крепежных частей (7) расположен разблокирующий элемент (20), который приводится в первое и во второе положения разблокирования. Технический результат - создание клеммного блока с уверенными заданными контактными состояниями при вытаскивании поверочного штекерного блока из рядного клеммного блока и обеспечение стабильного заданного электрического состояния отдельных рядных клемм рядного клеммного блока. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх