軌道安裝的控制系統的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明涉及工業控制系統，更具體地，涉及具有軌道安裝的控制器和輸入/輸出模塊的工業控制系統。
[0002]諸如分散控制系統之類的工業控制系統通常包括利用來自諸如流量計之類的現場設備的輸入信號的一個或多個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，以便于控制過程或一個或多個子過程。這樣的控制系統通常是基于模塊的并且包括一個或多個控制器模塊以及一個或多個輸入/輸出(I/o)模塊，控制器模塊通過輸入/輸出模塊而相應地從現場設備接收輸入信號及向現場設備發送輸出信號。控制器模塊和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必須具有允許不同類型和數量的I/O模塊與控制模塊被連接在一起的靈活性設計。此外，該設計應當允許模塊以相對簡易的方式被安裝到軌道并且從軌道移除。然而，該簡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的軌道安裝的控制系統所實現。
[0004]本發明涉及具有改進特征的軌道安裝的控制系統，這些改進特征包括改進的模塊安裝特征。

【發明內容】

[0005]依據本發明，一種控制系統被提供用于安裝到軌道。該控制系統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杠桿以及至少一個閉鎖構件。該杠桿能夠在閉鎖位置與非閉鎖位置之間移動，其中該杠桿在該非閉鎖位置與閉鎖位置之間的移動使得至少一個閉鎖構件移動到通道中并且從通道中移出，由此當該軌道被設置在通道中并且杠桿被移動到閉鎖位置時，至少一個閉鎖構件移動到通道中，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的電路。當該模塊被安裝到基底時，該模塊覆蓋閉鎖組件的杠桿從而不可接入。
【附圖說明】
[0006]本發明的特征、方面和優點相對于下面的描述、所附的權利要求書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的前視圖；
[0008]圖2示出了控制系統的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基底的部分側視圖；以及
[0016]圖10示出了控制系統的第一和第二端部模塊。
【具體實施方式】
[0017]應當注意的是，在以下的詳細描述中，相同的元件具有相同的附圖標記，不論它們在本發明的不同的實施例中是否被示出。還應當指出的是，為了清楚和簡潔地公開本發明，附圖不一定是按比例繪制，并且本發明的某些特征可以以某種示意形式示出。
[0018]現在參照圖1，示出了工業控制系統的節點的模塊行2。模塊行2包括控制器組件4、多個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。節點可以包括一個或多個附加模塊行，其包括一個或多個I/O組件6以及第一和第二端部模塊16、18。每個附加模塊行可以被安裝到單獨的DIN軌道。節點可以被用來控制所有的或一部分的工業過程，諸如功率生成過程。進而，節點可以被連接到工業控制系統的其他節點，如下面更充分描述的。
[0019]每個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。現在具體參照圖2和圖3，每個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的側壁。孔軸向地延伸通過安裝件30。殼體26定義了后插頭32，在其以內設置有電路板28的連接部分。電路板28上的電路處理從現場中的傳感器接收到的現場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，電路諸如通過使用模數和/或數模轉換器在現場信號(例如，模擬4-20mA，數字24VDC等)以及數字控制器信號之間進行轉換。電路還諸如通過使用開關、濾波器和多路復用器調節從現場接收到的或者去往現場的信號，并且將現場信號從控制器模塊12隔離。
[0020]每個I/O組件6處理多個輸入或者多個輸出。典型的控制系統具有處理輸入的一個或多個I/O組件6以及處理輸出的一個或多個I/O組件6。輸入可以是模擬輸入、數字輸入、熱電偶輸入或者RTD輸入。輸出可以是模擬輸出或者數字輸出。輸入和輸出(I/O)通常由現場中的傳感器和控制元件所供能。然而，數字輸出可以由I/O組件6供能，諸如在數字輸出被用來供能繼電器線圈時。
[0021]現在也參照圖4，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。控制器模塊12具有與每個I/O模塊14相似的構造并且包括被安裝到殼體26以內的電路板，其中安裝件30 (針對控制器模塊12并未示出)被連接到殼體26 ο電路板包括微處理器、存儲器以及其他電路。存儲器存儲由微處理器執行的控制程序。控制程序包括一個或多個控制回路，諸如PID回路，其在一個或多個現場輸入上工作以生成控制輸出。現場輸入和控制輸出經由模塊通信總線通過I/O組件6去往以及來自控制器組件4進行路由。
[0022]如上所述，每個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]現在參照圖5至圖7，每個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部分52。安裝部分50具有前側和后側、第一和第二橫向側以及頂端和底端。功率連接器54被緊固在側部分52以內并且能夠通過底端接入。功率連接器54被適配用于連接到功率源(例如24VDC)以用于對數字輸出進行供電，如上所述。
[0024]第一和第二針連接器58、60相應地被緊固到第一和第二橫向側并從第一和第二橫向側延伸。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且相鄰的I/O基底40的第二針連接器60。以此方式，多個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該一系列I/O基底40。
[0025]通常是矩形的擴大的開口延伸通過前側并且進入安裝部分50的內部中。電路板連接器62被設置在安裝部分以內并且能夠通過該擴大的開口接入。擴大的開口和連接器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。另一個且更小的開口被設置與插座64相鄰。該更小的開口延伸通過安裝部分。被連接到凸輪的包括細長杠桿67的致動器66被樞轉地安裝在該更小的開口以內并且能夠在閉鎖位置與非閉鎖位置之間移動。在閉鎖位置中，杠桿67被設置為與前側基本齊平(如圖6中所示)，而在非閉鎖位置中，杠桿67從前側向外延伸(如圖7和圖8中所示)。
[0026]現在參照圖8，通道70被形成在I/O基底40的后側中。通道70被適配用于接納DIN軌道20并且部分地通過具有從其向下延伸的一對垂片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被可移動地安裝在該通路以內。梭件76是大體矩形的并且包括具有一對向外延伸的側凸緣的主體78。凸緣向上延伸超過主體78，由此形成一對向上突出的柄腳80。接觸臂82以大約直角從主體78向內延伸，