專利名稱：輸入/輸出模塊總線觸點系統(tǒng)以及方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及自動化控制系統(tǒng)領域，諸如工業(yè)和商業(yè)設置中所使用的自動化控制系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及用于提供、訪問、配置、操作可配置模塊裝置(諸如，可配置輸入/輸出(I/O)裝置)以及與可配置模塊裝置接口的技術，其中，可配置模塊裝置能夠與模塊自動化控制系統(tǒng)中的自動化控制器耦合和接口。
背景技術：
自動化控制器是用于控制工業(yè)自動化等的專用計算機。在所存儲的程序的導引下，自動化控制器的處理器檢查反映受控處理的狀態(tài)的一系列輸入(例如，至自動化控制器的電輸入信號)，并且基于分析和邏輯來改變輸出(例如，來自自動化控制器的電輸出信號)，以影響受控處理的控制。所存儲的控制程序可連續(xù)地按一系列的執(zhí)行循環(huán)來執(zhí)行、定期地執(zhí)行、或者基于事件而執(zhí)行。自動化控制器可與控制系統(tǒng)的其他模塊部件一起運行，以利于對特定處理的控制或監(jiān)測。例如，自動化控制器從受控處理接收到的輸入和自動化控制器發(fā)送至受控處理的輸出正常地通過一個或多個I/O裝置，該一個或多個I/O裝置是相關聯(lián)的自動化控制系統(tǒng)的部件。I/O裝置通常用作自動化控制器與受控處理之間的電接口。具體地，這種I/O裝置典型地包括被配置為通信耦合到母線(bus bar)等耦合的基座(以使得能夠在I/O裝置與母線之間傳輸電信號)、具有用于與來自現(xiàn)場裝置的配線進行連接的端子或通道的接線板 (terminal block)、以及利于將信息從現(xiàn)場裝置傳送至其他自動化控制器部件的I/O模塊。傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場功率分布(FPD)模塊從電源(例如，電網(wǎng)或蓄電池)接收功率，其中，現(xiàn)場功率分布模塊是用于將功率提供給自動化控制系統(tǒng)的部件的專用模塊。接著，通過集成總線特征在整個系統(tǒng)中分布該功率。例如，I/O裝置典型地經(jīng)由裝置電源總線與自動化控制系統(tǒng)的其他模塊共享該功率。類似地，典型地經(jīng)由裝置數(shù)據(jù)總線在系統(tǒng)部件之間傳輸數(shù)據(jù)。實際上，每個I/O裝置典型地包括內(nèi)部裝置電源總線和/或數(shù)據(jù)總線，其中，這些內(nèi)部裝置電源總線和/或數(shù)據(jù)總線經(jīng)由從各個I/O裝置的基本模塊的一側延伸的系統(tǒng)電觸點與其他裝置總線耦合?，F(xiàn)在認識到，由于這樣的裝置電源總線的電觸點的傳統(tǒng)特性和/或布置，難以通信耦合和訪問I/O裝置和裝置部件。相應地，期望提供一種更高效的用于提供利于系統(tǒng)配置的功率分布的處理和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種自動化控制系統(tǒng)，其包括具有集成裝置總線的輸入/輸出裝置模塊。輸入/輸出模塊還包括第一總線觸點和第二總線觸點，其中，該第一總線觸點在輸入/輸出裝置模塊的第一側上并且通信耦合至裝置總線的第一端，而該第二總線觸點在輸入/ 輸出裝置模塊的第二側上并且通信耦合至裝置總線的第二端。第二側大體面向與第一側相反的方向，并且輸入/輸出裝置模塊被配置為經(jīng)由第一總線觸點和第二總線觸點與位于輸入/輸出裝置模塊的第一側和第二側上的附加輸入/輸出裝置模塊耦合。另外，第一總線觸點和第二總線觸點位于輸入/輸出裝置模塊的非側部表面上，第一觸點和第二觸點包括彈簧加載連接器，第一觸點和第二觸點包括雙插針叉狀部件(fork)或三插針叉狀部件，或者輸入/輸出裝置模塊是接線板。


當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點，在附圖中，類似的附圖標記在全部附圖中表示類似部分，其中圖1是根據(jù)本技術的實施例的適合于與網(wǎng)絡部件和配置設備接口的示例性控制和監(jiān)測系統(tǒng)或者自動化控制器系統(tǒng)的概略圖示。圖2是根據(jù)本技術的實施例的通信耦合在一起或電耦合在一起并具有I/O適配器的多個I/O裝置的透視圖。圖3是根據(jù)本技術的實施例的示例性I/O裝置的分解透視圖。圖4是根據(jù)本技術的實施例的具有包括相應總線觸點的接線板的一對I/O裝置的透視圖。圖5是根據(jù)本技術的實施例的包括與裝置總線電路耦合的彈簧加載觸點的I/O裝置和包括與裝置總線電路耦合的插孔的另一 I/O裝置的示意圖示。圖6示出根據(jù)本技術的實施例的包括雙插針叉狀部件的一對總線觸點。圖7示出根據(jù)本技術的實施例的包括雙插針叉狀部件和三插針叉狀部件的一對總線觸點。圖8是根據(jù)本技術的實施例的包括非側部表面上的總線觸點的I/O裝置模塊的透視圖。圖9是根據(jù)本技術的實施例的經(jīng)由非側部表面上的總線觸點耦合在一起的一對 I/O裝置模塊的頂視圖。圖10是根據(jù)本技術的實施例的包括經(jīng)由非側部表面上的總線觸點耦合的控制器和I/O裝置的自動化控制系統(tǒng)的透視圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本技術的實施例的適合于與網(wǎng)絡部件和配置設備接口的示例性控制和監(jiān)測系統(tǒng)或者自動化控制器系統(tǒng)的概略圖示。圖1的控制和監(jiān)測系統(tǒng)包括根據(jù)本技術的將裝置電源總線與外部可使用的觸點結合的I/O裝置。根據(jù)本技術，這些裝置電源總線觸點(其在本文中被稱為總線觸點)包括位于I/O裝置的某些模塊部件上的總線觸點、定向于I/O裝置的非側部表面上以利于與其他I/O裝置的總線觸點耦合的總線觸點、以及具有特定耦合特性的總線觸點。例如，本實施例包括布置在I/O裝置的可移除接線板模塊上的總線觸點、使用彈簧加載球狀觸點或特有的插針布置的總線觸點、以及位于I/O裝置的正面面板或面上的具有配對特征的觸點。
在圖1中，控制和監(jiān)測系統(tǒng)一般由附圖標記10表示。具體地，控制和監(jiān)測系統(tǒng)10 被示為包括人機接口(HMI) 12和適合于與處理16的部件進行接口的控制/監(jiān)測裝置或自動化控制器14。應該注意，可利用某些網(wǎng)絡策略來利于根據(jù)本技術的實施例的這種接口。 實際上，可采用諸如DeviceNet的工業(yè)標準網(wǎng)絡，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。這種網(wǎng)絡允許根據(jù)預定義協(xié)議交換數(shù)據(jù)，并且可為網(wǎng)絡元件的操作提供功率。處理16可采用多種形式，并且包括用于實現(xiàn)許多不同且變化的目的的裝置。例如，處理16可包括壓縮機站、煉油廠、用于制作食品的批操作、機械化裝配線等。因此，處理 16可包括各種操作部件(諸如，電動機、閥、致動器、溫度元件、壓力傳感器)、或者無數(shù)的制造、處理、材料處理和其他應用。另外，處理16可包括用于通過自動化和/或觀察來調(diào)節(jié)處理變量的控制和監(jiān)測設備。例如，所示的處理16包括傳感器18和致動器20。傳感器18 可包括任意數(shù)量的適合于提供關于處理條件的信息的裝置。致動器20可包括任意數(shù)量的適合于響應于來自控制器(例如，自動化控制器14)的信號而執(zhí)行機械動作的裝置。傳感器18和致動器20可用于操作處理設備。實際上，它們可用在由控制/監(jiān)測裝置14和/或 HMI12監(jiān)測和控制的處理循環(huán)內(nèi)。這種處理循環(huán)可基于處理輸入(例如，來自傳感器18的輸入)或者通過HMI 12接收到的直接操作員輸入而被激活。如所示，傳感器18和致動器20與控制/監(jiān)測裝置14通信。另外，傳感器18和致動器20可在控制/監(jiān)測裝置14中被分配有特定地址，并且從控制/監(jiān)測裝置14或附接裝置接收功率。如所示，傳感器18和致動器20可經(jīng)由耦合至控制/監(jiān)測裝置14的一個或更多個I/O裝置22與控制/監(jiān)測裝置14通信。I/O裝置22可在控制/監(jiān)測裝置14與受控處理16之間傳送輸入信號和輸出信號。I/O裝置22可與控制/監(jiān)測裝置14集成，或者可經(jīng)由擴展槽、機架(bay)或其他適合的機構而被添加或移除。例如，如以下更詳細描述的那樣，可添加附加I/O裝置22，以將功能添加到控制/監(jiān)測裝置14。實際上，如果添加新的傳感器18或致動器20以控制處理16，則可添加附加I/O裝置22，以容納新的特征并將其與控制/監(jiān)測裝置14在功能上結合。I/O裝置22用作至控制/監(jiān)測裝置14的電接口，并且可以位于接近或遠離控制/監(jiān)測裝置14的位置，包括至相關聯(lián)系統(tǒng)的遠程網(wǎng)絡接口。在所示的實施例中，I/O裝置22包括耦合特征或者總線觸點23，其根據(jù)本實施例包括特有特性或者位于利于可訪問性和操作的位置。應該注意，總線觸點23可代表單個耦合特征(例如， 插針)和/或一對相應的耦合特征(例如，插針和配對插孔或其他配對插針)。I/O裝置22可包括接收來自輸入裝置(諸如，光傳感器和接近式開關)的信號的輸入模塊、使用輸出信號來激勵繼電器或啟動電動機的輸出模塊、以及雙向I/O模塊，諸如能夠指引運動裝置并且接收位置或速度反饋的運動控制模塊。在一些實施例中，I/O裝置 22可進行裝置用在受控機器或處理上的AC和DC模擬信號與控制/監(jiān)測裝置14所使用的 DC信號之間的轉換。另外，一些I/O裝置22可將數(shù)字信號提供給數(shù)字I/O裝置以及從數(shù)字 I/O裝置接收數(shù)字信號。另外，在一些實施例中，用于控制機器裝置或處理控制裝置的I/O 裝置22可包括I/O裝置22的I/O模塊上的本地微計算能力。在一些實施例中，I/O裝置22可位于接近控制設備的一部分而遠離控制/監(jiān)測裝置14的其余部分的位置。在這樣的實施例中，可經(jīng)由共有通信鏈路與遠程模塊進行數(shù)據(jù)通信，其中，網(wǎng)絡上的模塊經(jīng)由標準通信協(xié)議進行通信。多個工業(yè)控制器可以經(jīng)由網(wǎng)絡技術 (諸如，以太網(wǎng)(例如，IEEE802. 3,TCP/IP,UDP,EtherNet/IP 等)、ControlNet、DeviceNet、或其他網(wǎng)絡協(xié)議(基金會現(xiàn)場總線(Hl和快速以太網(wǎng))ModbuS TCP.Profibus)進行通信并且還能夠與更高級別的計算系統(tǒng)通信。圖2是根據(jù)本技術的實施例的連接至I/O適配器M的多個I/O裝置22的透視圖。 I/O裝置22和I/O適配器M均與DIN導軌沈耦合。另外，每個I/O裝置22包括直接與 DIN導軌沈耦合的基座觀、利于與現(xiàn)場配線通信耦合的接線板30、以及被配置為提供功能性的I/O模塊32。I/O適配器M被配置為將系統(tǒng)功率提供給I/O裝置22，以及使得能夠進行I/O裝置22的通信協(xié)議與控制/監(jiān)測裝置14的通信協(xié)議之間的轉換。I/O裝置22經(jīng)由各I/O裝置22的裝置電源總線共享來自I/O適配器22的功率，其中，根據(jù)本實施例，各I/O 裝置22的裝置電源總線經(jīng)由總線觸點23耦合在一起以構成組合的裝置電源線。在一些實施例中，I/O裝置22還可包括現(xiàn)場電源總線，其經(jīng)由總線觸點23耦合以利于將功率提供給現(xiàn)場裝置。類似地，I/O裝置通過各I/O裝置22的裝置數(shù)據(jù)總線共享數(shù)據(jù)，其中，根據(jù)本實施例，各I/O裝置22的裝置數(shù)據(jù)總線經(jīng)由總線觸點23耦合在一起以形成組合的裝置數(shù)據(jù)總線。在圖2所示的實施例中，總線觸點23(例如，彈簧加載球狀觸點)從接線板30延伸。 然而，在其他實施例中，根據(jù)本技術，總線觸點23可位于I/O裝置22的一個或更多個部件上，并且可包括各種不同類型的耦合特征(例如，三插針配對特征或彈簧加載球狀觸點)。如所示，I/O適配器M和多個I/O裝置22被安裝于DIN導軌26，DIN導軌沈是用于將控制設備安裝在架子或機柜中的工業(yè)標準支撐導軌。如以下更詳細地描述的，多個 I/O裝置22沿DIN導軌沈串聯(lián)地電耦合，使得現(xiàn)場功率以及系統(tǒng)信息和功率可在I/O裝置 22之間傳遞，并且通過I/O適配器M返回至控制/監(jiān)測裝置14。在其他實施例中，DIN導軌沈可以不同類型的系統(tǒng)安裝結構來替代。每個I/O裝置22包括相應的基座觀，基座28用于物理地和通信地將I/O裝置22 連接至DIN導軌沈、I/O適配器M和/或相鄰的I/O裝置22。另外，I/O裝置22的基座 28可被配置為物理地和通信地將I/O裝置22與現(xiàn)場電觸點和系統(tǒng)電觸點(例如，總線觸點23)、其他基座連接特征等連接。在一些實施例中，基座觀包括總線觸點23。另外，基座 28包括對應的接線板30或者被配置為與對應的接線板30耦合。實際上，圖2中的每個I/ 0裝置33包括對應的接線板30 (在某些實施例中，其可從基座觀移除)，該接線板用于將 I/O裝置22電連接至現(xiàn)場裝置，諸如圖1所示的傳感器18和致動器20。在某些實施例中， 每個接線板30可包括總線觸點23。此外，每個I/O裝置包括一個或更多個I/O模塊32，該一個或更多個I/O模塊包括I/O控制電路和/或邏輯。通常，I/O模塊32接收來自現(xiàn)場裝置的輸入信號，將輸出信號傳遞至現(xiàn)場裝置，對輸入和/或輸出執(zhí)行一般和/或特定的本地功能，將輸入和/或輸出傳送至控制/監(jiān)測裝置14和/或其他I/O裝置22等。如I/O裝置22的其他部件，I/O模塊32可包括總線觸點23。圖3是根據(jù)本技術的實施例的包括接線板30和具有總線觸點23的基座28這兩者的示例性I/O裝置22的分解透視圖。以下將詳細闡述基座觀上的總線觸點23。對于接線板30上的總線觸點23，圖3具體示出根據(jù)本實施例的具有雙插針叉狀形狀的接線板觸點33，其中，接線板觸點33被配置為與類似I/O裝置的相反側上的插孔或另一個叉狀部件配對。在另一個實施例中，如圖4所示，接線板觸點33可包括一個或更多個插針70和相應的插孔72。在操作中，從一個I/O裝置22的接線板30延伸的一個或更多個導電插針70 可在一對相鄰插針或柔性部件之間滑動，該一對相鄰插針或柔性部件定義另一 I/O裝置22的接線板30中的插孔72的一部分。在圖3和圖4所示的實施例中，接線板30是可移除的接線板，其可在組裝I/O裝置22期間物理地連接并電耦合至基座觀，而在拆卸(例如，為了維修)I/O裝置22期間物理地斷開并電去耦合。所示出的接線板30的可移除性質(zhì)使得能夠在不需要重新布線的情況下替換I/O模塊32。另外，通過采用接線板30上的總線觸點23，可隨著組裝接線板30 而完成包括多個I/O裝置22的系統(tǒng)的裝置總線(包括用于每個I/O裝置或控制系統(tǒng)的部件的裝置總線)。實際上，本實施例可以包括位于可移除的接線板(諸如，圖3和圖4所示的接線板30)中的數(shù)據(jù)和電源總線觸點和/或現(xiàn)場電源觸點。通過將這樣的觸點設置在接線板30中而不是設置在模塊殼體中，相對于傳統(tǒng)布置，更利于I/O裝置22的組裝效率以及對裝置總線的使用。如上所述，在其他實施例中，接線板30可直接與基座觀集成，并且可利用根據(jù)本實施例的總線觸點特征(例如，三插針配對特征或彈簧加載球狀觸點)。這樣的集成實施例例如在電連接的特定布置稍微復雜的過程自動化控制應用中是希望的，并且在維修期間保持這些電連接的能力具有更大的重要性。如所示，接線板30包括用于將現(xiàn)場裝置配線連接至接線板30的八個端子34 (即， 通道)。每個端子34被配置為與至現(xiàn)場裝置的特定輸入或來自現(xiàn)場裝置的輸出相關聯(lián)。如所示，每個端子34包括可插入電連接到現(xiàn)場裝置的被覆線的端子開口 36，以及附接激勵器 (例如，接線柱螺絲)38，其在被激勵(例如，上緊)時使得接線板30內(nèi)的夾具或其他電配線連接機構在已插入相關聯(lián)端子開口 36中的被覆線的端部周圍上緊。如所示，每個端子34 在具有接線板連接器40的接線板30的背面處終止，其中，接線板連接器40可插入基座觀的接線板機架44正面的接線板連接器開口 42中，以物理地和通信地將接線板30與基座觀連接。在所示的實施例中，每個接線板連接器40包括兩個相對的電插針46，其在基座觀的接線板機架44的相應接線板連接器開口 42中的單個電插針(未示出)周圍滑動并與該單個電插針電連接。然而，在其他實施例中，其他類型的接線板連接器40可用于與基座觀的接線板機架44的相應接線板連接器開口 42中的配對電連接器電連接。 I/O模塊32還可通過將I/O模塊32插入基座28的I/O模塊機架50中的配對槽 48中，物理地和通信地連接至基座28。當I/O模塊32插入基座28的I/O模塊機架50中的槽48中時，I/O模塊32經(jīng)由基座觀內(nèi)的內(nèi)部電路而電耦合至接線板30的端子34，其中，該內(nèi)部電路將接線板連接器開口 42中的電插針(或其他適合的電連接器)電連接至基座28的I/O模塊機架50正面的相應電插座52。每個通道的電插座52繼而經(jīng)由相應電連接器(未示出)電耦合至I/O模塊32，其中，在某些實施例中，該相應電連接器從I/O模塊 32的背面延伸。這樣，接線板30、基座觀和I/O模塊32全部通信地電耦合在一起，使得至 I/O裝置22所連接的現(xiàn)場裝置的信號和來自該現(xiàn)場裝置的信號在接線板30、基座觀與I/ 0模塊32之間共享。另外，I/O裝置22還可經(jīng)由I/O裝置22的電耦合特征電耦合至電氣上游的I/O 適配器M和/或電氣上游或電氣下游的其他I/O裝置22。在某些實施例中，電耦合在I/O 裝置22的上游的部件是當從正面觀看I/O裝置22時在I/O裝置22的左側M上的部件， 而電耦合在I/O裝置22的下游的部件是當從正面觀看I/O裝置22時在I/O裝置22的右側56上的部件。然而，在其他實施例中，可不同地配置上游和下游電耦合特征。在某些實施例中，相鄰的I/O裝置22可經(jīng)由基座28的背面附近的I/O裝置22的一側(例如，所示的實施例的左側54)上的基座觀的一個或更多個連接特征(例如，槽)58 而彼此物理地附接。配對的連接特征諸如基座28的背面附近的I/O裝置22的基座28的相反側(例如，所示實施例的右側56)上的突起(未示出)。在某些實施例中，I/O裝置22 的連接特征可滑動到相鄰I/O裝置22的配對連接特征中，從而物理地附接相鄰的I/O裝置 22。如上所述，本實施例可包括在根據(jù)本實施例的I/O裝置22的各種部件上的裝置總線觸點23。例如，數(shù)據(jù)和電源總線觸點和/或現(xiàn)場電源總線觸點可位于接線板30、模塊32 上或者位于基座28上。在所示的實施例中，基座28包括被稱為系統(tǒng)電觸點60和現(xiàn)場電觸點62的總線觸點23。當相鄰的I/O裝置22物理地彼此附接時，基座觀的一側(例如，所示實施例的左側54)上的系統(tǒng)電觸點60與相鄰的I/O裝置22的相反側(例如，所示實施例的右側56)上的基座觀上的配對電觸點(未示出)對準，并且電耦合至這些配對電觸點。 類似地，一側(例如，所示實施例的左側54)上的基座觀上的現(xiàn)場電觸點62與相鄰I/O裝置22的相反側(例如，所示實施例的右側56)上的基座觀上的配對電觸點(未示出)對準，并且電耦合至這些配對電觸點。在所示實施例中，I/O裝置22包括五個系統(tǒng)電觸點60 和兩個現(xiàn)場電觸點62。根據(jù)本實施例，這些觸點60、62中的每個包括被配置為與對應的雙插針叉狀部件配對的三插針叉狀部件或雙插針叉狀部件，如以下更詳細描述的。在諸如圖3所示的實施例中，系統(tǒng)電源可通過系統(tǒng)電觸點60中的兩個經(jīng)由電連接的I/O裝置22和/或I/O適配器M電通信，同時三個其他系統(tǒng)電觸點60用于在電連接的 I/O裝置22和I/O適配器M之間傳送數(shù)據(jù)(例如，關于傳送至I/O裝置22所電連接的現(xiàn)場裝置以及從I/O裝置22所電連接的現(xiàn)場裝置傳送的信號)。另外，兩個現(xiàn)場電觸點62用于將功率電傳送至I/O裝置22所電連接的現(xiàn)場裝置。然而，應理解，系統(tǒng)電觸點60和現(xiàn)場電觸點62的具體數(shù)量可根據(jù)I/O裝置22的功率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笤趯嵤┲g變化。另外， 接線板觸點33可補充這些功能或提供冗余。另外，應該理解，在一些實施例中，附加接線板觸點33可設置在接線板30上以完全代替基座觀上的觸點60、62的功能，以使得可以排除觸點60、62。如圖3所示，在某些實施例中，I/O模塊32可包括在I/O模塊32正面上的狀態(tài)顯示器64，狀態(tài)顯示器64用于顯示I/O模塊32、基座28和接線板30的工作狀態(tài)信息。狀態(tài)顯示器64例如可包括與接線板30的每個端子34對應的狀態(tài)發(fā)光二極管(LED)。另外，在某些實施例中，一旦接線板30和I/O模塊32物理地且通信地連接至I/O裝置22的基座28， 從接線板30延伸的閂鎖66或其他緊固裝置就可進一步將接線板30附接于I/O模塊32，從而提供其他結構支持并且穩(wěn)定接線板30、I/O模塊32和基座觀之間的電連接。圖5是根據(jù)本技術的被配置為要通過總線連接器23通信耦合的第一接線板80和第二接線板82的示意性截面圖。接線板80、82中的每個包括兩種不同類型的總線連接器 23，以使得第一接線板80的每個總線連接器23被配置為與第二接線板82的對應總線連接器23耦合。如上所述，根據(jù)本技術，總線連接器23可包括各種不同的耦合或配對特征。在圖5所示的實施例中，總線連接器23包括彈簧加載連接器84和對應的插孔86。具體地，彈簧加載連接器84包括彈簧加載球狀連接器88和彈簧加載插頭連接器90，并且插孔86包括凸起球座92和凹口 94。在其他實施例中，彈簧加載連接器84可被布置成與其他彈簧加載連接器84而不是與插孔86電耦合。圖5所示的全部總線連接器23包括通信地與構成裝置總線的各段的對應電路98耦合的導電材料。當彈簧加載連接器84與插孔86嚙合時，耦合至每個連接器84和每個插孔86的電路98因而通信耦合至對應的裝置總線并合并到對應的裝置總線。如圖5所示，每個彈簧加載連接器84包括布置在通道104內(nèi)的彈簧100和導電構件102。彈簧100被布置為使導電構件102在通道104的一端處偏向開口 106。導電構件 106因而能夠從開口 106中至少部分地延伸出并且伸超出制作有開口 106的殼體108的邊緣。通過保持特征防止了導電構件102完全從通道104穿出。例如，在彈簧加載球狀連接器88中，導電構件102是球狀構件，其使彈簧100偏向球座120以使得球狀構件的一部分和球座120起到保持特征的作用。因而，彈簧加載球狀連接器88的導電構件102的一部分偏出第一接線板80的殼體108的邊緣，并且使得導電構件102能夠通信耦合至第二接線板82 的凸起球座92。關于彈簧加載插頭連接器90，導電構件102是具有延伸的脊部(ridge)lM 的插頭狀構件，其中，彈簧100使延伸的脊部IM緊靠開口 106的壁架(ledge)U6而偏向通道104中。延伸的脊部IM和邊緣1 用作彈簧加載插頭連接器90的保持特征。如同彈簧加載球狀連接器88 —樣，彈簧加載插頭連接器90起到使導電構件102的一部分偏向開口 106外的作用，以使得彈簧加載插頭連接器90的導電構件102能夠與凹口 94嚙合，以建立包括第一接線板80和第二接線板82的電路98的裝置總線。應該注意，在其他實施例中，接線板80、82可被不同的I/O裝置部件替代，諸如包括一個或更多個總線連接器23 (例如，彈簧加載球狀連接器88或彈簧加載插頭連接器90)的兩個I/O裝置基座。圖6示出根據(jù)本實施例的包括一對雙插針叉狀部件的總線觸點23的耦合特征。具體地，圖6示出耦合在一起的一對總線觸點23，其中，總線觸點23包括與第二雙插針叉狀部件204嚙合的第一雙插針叉狀部件202。這些叉狀部件202、204可從兩個分離的I/O裝置22的基座觀、接線板30、或I/O模塊32延伸，并且利于每個I/O裝置22中的裝置總線的通信耦合，以在兩個I/O裝置22之間形成統(tǒng)一的裝置總線。圖6中的叉狀部件202、204 中的每個包括一對具有向外張開的端部208的一對彎曲或傾斜的插針206以利于嚙合。然而，在其他實施例中，可采用不同形狀特征的插針206。例如，在一個實施例中，插針一般可以是直的且是矩形的。另外，在圖6所示的實施例中，第一雙插針叉狀部件202的插針206 位于第二雙插針叉狀部件204的插針206外部，以使得第一雙插針叉狀部件202向內(nèi)按壓在第二雙插針叉狀部件202的外部，這提供了這兩個總線觸點202、204之間的物理和電嚙合。由于第二插針叉狀部件204稍小于第一雙插針叉狀部件202，因此，利于這樣的嚙合。 可通過將叉狀部件202、204垂直地或水平地一起滑動來實現(xiàn)該嚙合。如上所述，圖6中所示的從I/O裝置部件的裝置總線延伸的叉狀部件202、204大小不同，以利于嚙合。然而，在其他實施例中，叉狀部件202、204可具有基本相同的幾何特征。即，叉狀部件202、204可具有大小和間隔相同的插針206。另外，可通過不同的插針特征和布置來利于不同的耦合配置。例如，在一個實施例中，叉狀部件202、204的插針206可被配置為交錯(interleave)。在又一實施例中，可添加另外的插針206，以改進物理和/或電耦合。例如，如圖7所示，總線觸點可包括三插針叉狀部件210和雙插針叉狀部件212。 如圖7所示，三插針叉狀部件210包括一對彎曲的外部插針220和位于外部插針220之間的直的插針222。雙插針叉狀部件212包括一對彎曲的插針224。根據(jù)本實施例，圖7中的兩個叉狀部件210、212耦合在一起以在對應I/O裝置之間提供物理和電耦合。具體地，雙插針叉狀部件212的插針2M位于直的插針222附近并且在三插針叉狀部件210的彎曲的外部插針220之間。這樣的布置可向叉狀部件210、212的物理耦合提供附加強度，并且為叉狀部件210、212的電耦合提供附加表面積或冗余觸點。盡管所示的實施例包括某些物理特征(例如，插針的曲率)，但是在其他實施例中，各種插針可具有不同的特征。例如，在一個實施例中，插針可以是直的，并且被配置為靈活地楔合在一起。圖8是包括布置在I/O裝置模塊300的非側部表面上的總線觸點23的I/O裝置模塊300(例如，基座觀、接線板30或I/O模塊32)的透視圖。具體地，I/O裝置模塊300 包括從模塊300的面304延伸的公接觸件302和布置在從面304偏移的延伸部308內(nèi)的母接觸件306，以使母接觸件306朝向模塊300的主體310打開。公接觸件302所位于的面 304可被認為是正面面板，并且母接觸件306可被認為位于朝后的面板上。延伸部308在所示實施例中從面304向外伸展，并且延伸部308的后部是朝后的面板。公接觸件302和母接觸件306的該布置利于位于I/O裝置模塊300附近的其他I/O裝置模塊的通信耦合。例如，圖9是根據(jù)實施例的耦合在一起的一對I/O裝置模塊300的頂視圖。如圖8和圖9所示，總線觸點23使得I/O裝置模塊300能夠在安裝I/O裝置模塊期間通過沿側面314將模塊滑動到一起而耦合。實際上，I/O裝置模塊300可通過將I/O裝置模塊300安裝在母線或者將I/O裝置模塊300附接于其他I/O裝置部件時所涉及的相同運動(例如，與模塊300 的深度維度316平行的運動)而耦合在一起。即，通過移動I/O裝置模塊300以與母線或其他模塊部件嚙合(例如，將接線板滑動到基座中)，相鄰模塊300的總線觸點23可變得耦合。通過使總線觸點23位于非側部表面上，總線觸點23的耦合或去耦合可能不需要I/ 0裝置模塊300的橫向移動。應該注意，在其他實施例中，公接觸件302和母接觸件306可由根據(jù)本實施例的其他類型的觸點(例如，雙插針叉狀部件、三插針叉狀部件、或彈簧加載連接器)替換。如同在其他實施例中一樣，公接觸件302和母接觸件306表示總線觸點23，這些總線觸點可用于聯(lián)結對應的裝置總線以形成根據(jù)本實施例的單個裝置總線。實際上，公接觸件302和母接觸件306中的每個可與裝置總線電路耦合。因此，幾個I/O裝置模塊300 (和對應的I/O裝置)可耦合在一起以建立單個裝置總線，其可包括用于控制系統(tǒng)的特征的電源總線或數(shù)據(jù)總線，包括現(xiàn)場部件。當幾個I/O裝置模塊300耦合在一起時，至少一個公接觸件302或母接觸件306可保持不耦合。因此，如圖10中的系統(tǒng)400所示，本實施例可包括覆蓋物或擋板(blank) 402，其被配置為與其他方式暴露的公接觸件302和母接觸件306耦合。具體地，在所示的實施例中，擋板402與一個公接觸件302耦合。這可為公接觸件302 或母接觸件306提供保護性覆蓋，并且防止與這樣暴露的特征的不利電通信。應該注意，圖 10示出I/O裝置模塊300(包括公接觸件302和母接觸件306)作為與基座406和接線板 408耦合的I/O模塊404。基座406與母線410嚙合，并且系統(tǒng)400包括控制器412。在其他實施例中，諸如公接觸件302和母接觸件306的總線觸點可布置在其他I/O裝置部件中一個或更多個上。盡管本文中僅示出并描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領域的技術人員可以想到多種變型和改變。因此，應理解，所附權利要求覆蓋落入本發(fā)明的真實精神內(nèi)所有這樣的變型和改變。
權利要求
1.一種自動化控制系統(tǒng)，包括輸入/輸出裝置的接線板；所述接線板內(nèi)的裝置總線；第一總線觸點，其在所述接線板的第一側上并且與所述裝置總線的第一端通信耦合；以及第二總線觸點，其在所述接線板的第二側上并且與所述裝置總線的第二端通信耦合， 其中，所述第二側大體面向與所述第一側相反的方向，并且其中所述接線板被配置為經(jīng)由所述第一總線觸點和所述第二總線觸點與位于所述接線板的所述第一側和所述第二側上的附加接線板耦合。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點包括第一雙插針配對部件，而所述第二總線觸點包括第二雙插針配對部件。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一雙插針配對部件的大小適合楔入所述第二雙插針配對部件的插針之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一雙插針配對部件和所述第二雙插針配對部件中的每個的插針是彎曲的。
5.根據(jù)權利要求4所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一雙插針配對部件和所述第二雙插針配對部件中的至少一個的插針包括向外張開的端部。
6.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點包括三插針配對部件，所述三插針配對部件包括一對外部插針和布置在所述外部插針之間的中心插針。
7.根據(jù)權利要求6所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述外部插針是彎曲的，而所述中心插針是直的。
8.根據(jù)權利要求6所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第二總線觸點包括雙插針配對部件，并且所述雙插針配對部件的插針被配置為布置在所述中心插針附近且在所述外部插針之間。
9.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點和所述第二總線觸點中的一個或兩個包括彈簧加載連接器。
10.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，包括附加輸入/輸出裝置的附加接線板， 其中，所述接線板的所述第一總線觸點和所述第二總線觸點與所述附加接線板上的相對總線觸點耦合。
11.一種自動化控制系統(tǒng)，包括輸入/出裝置模塊；所述輸入/輸出裝置模塊內(nèi)的裝置總線；第一總線觸點，其在所述輸入/輸出裝置模塊的第一側上并且與所述裝置總線的第一端通信耦合；以及第二總線觸點，其在所述輸入/輸出裝置模塊的第二側上并且與所述裝置總線的第二端通信耦合，其中，所述第二側大體面向與所述第一側相反的方向，并且其中所述輸入/輸出裝置模塊被配置為經(jīng)由所述第一總線觸點和所述第二總線觸點與位于所述輸入/輸出裝置模塊的所述第一側和所述第二側上的附加輸入/輸出裝置模塊耦合；其中，所述第一總線觸點和所述第二總線觸點位于所述輸入/輸出裝置模塊的非側部表面上，所述第一總線觸點和所述第二總線觸點包括彈簧加載連接器，所述第一總線觸點和所述第二總線觸點包括雙插針叉狀部件或三插針叉狀部件，或者所述輸入/輸出裝置是接線板。
12.根據(jù)權利要求11所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一側是所述輸入/輸出裝置模塊的面，而所述第二側是從所述面偏移的延伸部的背部。
13.根據(jù)權利要求12所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點是公配對部件， 而所述第二總線觸點是母配對部件。
14.根據(jù)權利要求12所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點是三插針叉狀部件，而所述第二總線觸點是雙插針叉狀部件。
15.一種自動化控制系統(tǒng)，包括輸入/輸出裝置模塊；所述輸入/輸出裝置模塊內(nèi)的裝置總線；第一總線觸點，其與所述裝置總線的一端通信耦合，所述第一總線觸點位于所述輸入/ 輸出裝置模塊的正面面板上；以及第二總線觸點，其與所述裝置總線的第二端通信耦合，所述第二總線觸點位于從所述正面面板偏移的延伸部的背面面板上。
16.根據(jù)權利要求15所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述輸入/輸出裝置模塊包括基座、接線板或輸入/輸出模塊，并且其中所述第一總線觸點包括彈簧加載連接器。
17.根據(jù)權利要求16所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述彈簧加載連接器包括彈簧加載球狀連接器。
18.根據(jù)權利要求15所述的自動化控制系統(tǒng)，包括擋板，所述擋板經(jīng)由所述第一總線觸點或所述第二總線觸點與所述輸入/輸出模塊通信耦合。
19.根據(jù)權利要求15所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點包括公配對部件，而所述第二總線觸點包括母配對部件。
20.根據(jù)權利要求15所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一總線觸點包括第一雙插針配對部件，而所述第二總線觸點包括第二雙插針配對部件。
21.根據(jù)權利要求20所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一雙插針配對部件的大小適合楔入所述第二雙插針配對部件的插針之間。
22.根據(jù)權利要求1所述的自動化控制系統(tǒng)，其中，所述第一觸點包括三插針配對部件，所述三插針配對部件包括一對外部插針和布置在所述外部插針之間的中心插針。
23.根據(jù)權利要求15所述的自動化控制系統(tǒng)，包括經(jīng)由所述第一總線觸點或所述第二總線觸點與所述輸入/輸出模塊通信耦合的控制器或適配器。
全文摘要
一種自動化控制系統(tǒng)，包括其中有裝置總線的輸入/輸出裝置模塊。輸入/輸出模塊還包括第一總線觸點和第二總線觸點，第一總線觸點在輸入/輸出裝置模塊的第一側上且與裝置總線的第一端通信耦合，而第二總線觸點在輸入/輸出裝置模塊的第二側上且與裝置總線的第二端通信耦合。第二側大體面向與第一側相反的方向，并且輸入/輸出裝置模塊被配置為經(jīng)由第一和第二總線觸點與位于輸入/輸出裝置模塊的第一側和第二側上的附加輸入/輸出裝置模塊耦合。另外，第一和第二總線觸點位于輸入/輸出裝置模塊的非側部表面上，第一和第二觸點包括彈簧加載連接器，第一和第二觸點包括雙插針叉狀部件或三插針叉狀部件，或者輸入/輸出裝置模塊是接線板。
文檔編號G06F13/40GK102591833SQ20111024546
公開日2012年7月18日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者納森·J·莫爾納, 道格拉斯·R·博德曼 申請人:洛克威爾自動控制技術股份有限公司