提供现有平台硬件模块到新产品的适配的机械组件和方法技术

一种智能电子装置(IED)包括：多个硬件模块，包括一对模拟输入模块(AIM)模块、电源模块(PSM)和二进制输入/输出(BIO)模块。各模块被配置用于安装在具有第一形状因子的第一IED壳体中。PSM和BIO模块被构造并布置成与第一壳体的电连接件直接连接。设置了具有不同于第一形状因子的第二形状因子的第二IED壳体。AIM模块被安装至第二壳体的底部面板。PSM模块和BIO模块被安装在第二壳体中。接线将AIM模块电连接至第二壳体上的连接件。适配器结构将PSM和BIO模块与第二壳体的相关联的连接件电连接。

Mechanical components and methods for adapting existing platform hardware modules to new products

An intelligent electronic device (IED) includes several hardware modules, including a pair of analog input module (AIM), power supply module (PSM) and binary input/output (BIO) modules. Each module is configured for mounting in a first IED housing with a first shape factor. The PSM and BIO modules are constructed and arranged to be directly connected with the electrical connector of the first housing. A second IED shell with a second shape factor different from the first shape factor is provided. The AIM module is mounted to the bottom panel of the second housing. PSM module and BIO module are installed in the second housing. The wiring electrically connects the AIM module to the connector on the second housing. The adapter structure electrically connects the PSM and BIO modules to the connectors associated with the second housing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供现有平台硬件模块到新产品的适配的机械组件和方法
本专利技术涉及智能电子装置(IED)并且更特别地涉及最先进的IED硬件模块和/或印刷电路板的到现有的接线和形状因子环境内的集成。
技术介绍
智能电子装置(IED)典型地用于公用变电站和工业电力系统的保护、管理和监督。IED是在其设计寿命期间将跨越若干技术进步和改变的耐用的电子设备。这些改变不仅会影响硬件电子器件，而且会影响那个硬件的形状因子和大小。用类似的一个替换较旧的IED是相当困难的，因为原来的IED中所使用的技术将会过时并且组成部件将会达到其寿命终点(EOL)。如果引入新的IED形状因子或者使用不同的用户输入/输出接口，则用最近的一个替换较旧技术的IED往往要求改变接线并且有时要求改变机架和面板的尺寸。因此，存在着在保持客户接线位置不改变的状态下准许当前技术的到较旧IED的形状因子内的转移和集成的需要。
技术实现思路
专利技术的目的是满足上面所提到的需要。依照本专利技术的原理，该目的通过为智能电子装置(IED)提供新的硬件模块的方法来获得。方法提供包括一对模拟输入模块(AIM)模块、电源模块(PSM)和二进制输入/输出(BIO)模块的硬件模块。各模块被配置用于安装在具有第一形状因子的第一IED壳体中，其中PSM和BIO模块被构造并布置成与第一壳体的电连接件直接连接。提供具有不同于第一形状因子的第二形状因子的第二IED壳体。将AIM模块安装在第二壳体中。将AIM模块接线至在第二壳体的后面板处的连接件。将PSM和BIO模块也安装在第二壳体中。采用适配器结构以将PSM和BIO模块与第二壳体的相关联的连接件电连接。依照所公开的实施例的另一方面，一种智能电子装置(IED)，包括：多个硬件模块，包括一对模拟输入模块(AIM)模块、电源模块(PSM)和二进制输入/输出(BIO)模块。各模块被配置用于安装在具有第一形状因子的第一IED壳体中。PSM和BIO模块被构造并布置成与第一壳体的电连接件直接连接。设置了具有不同于第一形状因子的第二形状因子的第二IED壳体。AIM模块被安装至第二壳体的底部面板。PSM模块和BIO模块被安装在第二壳体中。接线将AIM模块电连接至第二壳体上的连接件。适配器结构将PSM和BIO模块与第二壳体的相关联的连接件电连接。本专利技术的其他目的、特征和特性、以及操作方法和结构的相关元件的功能、部件的组合及制造的经济性将在考虑到参照附图进行的以下详细描述和随附权利要求时变得更加清楚，所有这些都形成了该说明书的一部分。附图说明专利技术将从结合附图进行的其优选实施例的以下详细描述中得到更好的理解，其中相似的附图标记是指相似的部件，其中：图1A是具有针对竖直安装的硬件模块的特定形状因子的IED的透视图。图1B是图1A的IED的侧视图。图2是用于具有针对硬件模块的水平安装的形状因子的IED的壳体的前视图。图3是图2的IED壳体的俯视图。图4是示出图1的IED的内部组成部件的俯视图。图5A是图4的IED的现在被安装在图2的IED壳体中的AIM模块和通信卡的视图。图5B是图4的IED的示出为准备要安装在图5A的IED壳体中的PSM和BIO模块的视图。图6示出用于将图5的AIM模块电接地的接地结构。图7是示出为与适合安装在图2和图3的壳体中的IED的后面板连接并且还与依照实施例的第一适配器结构连接的图5B的模块的后透视图。图8是具有图7的模块连同布置在图2和图3的壳体中的通信模块并且与依照实施例的第二适配器结构连接的IED的前透视图。图9是用于将依照实施例的适配器结构电接地的接地结构的视图。具体实施方式参照图1A、图1B和图4，示出了总体用10指示出的具有壳体11的IED，壳体有着使得能够实现硬件模块和电路板的以竖直布置在其中的安装的形状因子。模块被直接电连接至在IED10的后部的连接件13并且被连接至邻接于前面板15的连接器(未示出)。IED10具有6.97"的高度H、6.97"的宽度W和7.91"的深度D。IED10用于公用变电站和工业电力系统的保护、管理和监督。如上面所指出的，有的时候需要用较新的一个代替较旧的IED。图2和图3示出了具有使得硬件模块能够以水平布置安装在其中的形状因子的较旧类型的IED壳体12。实施例的壳体12具有5.22"的高度H、17.12"的宽度W和9.00"的深度D(针对19"U形状因子)。下面，描述了使得针对图1A、图1B和图4的IED制成的硬件模块和电路板能够被用在图2和图3的壳体12中的工艺和组成部件，使得客户可以在有利地保持客户接线位置不改变的状态下将当前技术转移并集成到较旧类型的IED形状因子内。图4示出了示出图1A的IED的内部组成部件的俯视图。图5A示出了图4的IED的现在被安装在图2的IED壳体12中的模拟输入模块(AIM)14、14'和通信(COM)卡16。图5B示出了图4的IED的示出为准备要安装在图5A的IED壳体12中的电源模块(PSM)18和二进制输入/输出(BIO)模块20。参照图5A，在实施例中，AIM板或模块14、14'使用L支架22和U支架23被以水平邻接的方式在壳体12的内侧固定至底部面板21。例如以27示出的手动接线将模块14、14'电连接至连接器24，该连接器与可在壳体12的后面板25处访问到的连接件电通信。初级电流互感器(CT)26被连接至模块中的一个、例如模块14。AIM模块14、14'可以在维持用于次级CT绕组的完整功能和保护的状态下利用或不用先通后断(MBB)接口来接线。这通过允许保持着初级CT的板的组件或者在抽出机构中可去除或者以与次级CT的恒定接触被固定在壳体12内来实现，并因此不需要MBB机构。任何电气外壳的挑战性任务之一是电接地。参照图6，示出了总体以28指示出的用于将AIM模块14电接地的接地结构。接地结构28包括被固定至用于将模块14安装至金属底部面板21的金属支架23的弹簧加载的金属夹子30。模块14的印刷电路板(PCB)29的角部包括限定了用于模块14的接地接触区域的接地焊盘34。当模块14被组装到壳体12上时，接地焊盘34被移动成与夹子30接合。夹子30的弹簧功能使其保持与接地焊盘34接合以由此使模块14电接地。类似的接地结构28可以用于使模块14'接地。AIM14、14'的创新性水平安装和手动接线提供了以下：1)如竖直安装中所使用的先通后断(MBB)机构的去除，因为水平安装配置中的AIM不是抽出组件的一部分，2)具有较长引线的另一初级绕组的添加允许容易连接至端子板，而具有其引线的原来的初级绕组允许现有的模块测试器的使用，3)允许传统的竖直安装和利用或不用MBB的测试以及水平安装两者的多CT初级接线，4)如针对水平安装的图6中所示的、在对于各模块的PCB板的两个接地角部中的新的接地结构28，5)L支架22和U支架23保持着模块及其PCB并且帮助它们对齐至背平面36处的连接器(参见图7)。参照图7，PSM18、BIO电路板或模块20被示出以水平邻接的方式安装至被联接于前面板40的托盘38。用于操作者输入的新的前面板40被联接至壳体12的开口端42(图8)。图7的整个组件可从壳体12上去除或者可以从壳体12中抽出，用于维修和/或用于访问图8的IED10'中的被隔开在托盘38本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种为智能电子装置(IED)提供新的硬件模块的方法，所述方法包括：提供包括一对模拟输入模块AIM、电源模块PSM和二进制输入/输出BIO模块的硬件模块，各模块被安装在具有第一形状因子的第一IED壳体中，其中所述PSM和BIO模块各与所述第一IED壳体的电连接件直接连接，将所述AIM、PSM和BIO模块从所述第一IED壳体中移除，提供具有不同于所述第一形状因子的第二形状因子的第二IED壳体，将所述AIM安装在所述第二IED壳体中，将所述AIM接线至在所述第二IED壳体的后面板处的连接件，将所述PSM和所述BIO模块安装在所述第二IED壳体中，和采用适配器结构将所述PSM和所述BIO模块与所述第二IED壳体的相关联的连接件电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.29 US 14/013,0771.一种为智能电子装置(IED)提供新的硬件模块的方法，所述方法包括：提供包括一对模拟输入模块AIM、电源模块PSM和二进制输入/输出BIO模块的硬件模块，各模块被安装在具有第一形状因子的第一IED壳体中，其中所述PSM和BIO模块各与所述第一IED壳体的电连接件直接连接，将所述AIM、PSM和BIO模块从所述第一IED壳体中移除，提供具有不同于所述第一形状因子的第二形状因子的第二IED壳体，将所述AIM安装在所述第二IED壳体中，将所述AIM接线至在所述第二IED壳体的后面板处的连接件，将所述PSM和所述BIO模块安装在所述第二IED壳体中，和采用适配器结构将所述PSM和所述BIO模块与所述第二IED壳体的相关联的连接件电连接。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述第二IED壳体安装到现有的接线和第二形状因子环境内的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其中采用所述适配器结构的步骤包括将第一适配器结构电连接在所述PSM和所述BIO模块与在所述第二IED壳体的后面板处的所述相关联的连接件之间。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下步骤：提供具有可在所述第二IED壳体的后面板处访问到的通信端口的通信COM卡，和采用被电连接在所述COM卡与邻接于所述第二IED壳体的前面板的背平面的连接器之间的第二适配器结构。5.根据权利要求4所述的方法，其中采用所述第一适配器结构和第二适配器结构的步骤包括使用印刷电路板作为各适配器结构。6.根据权利要求1所述的方法，其中安装所述AIM的步骤包括将所述AIM以水平邻接的方式固定至所述第二IED壳体的底部面板。7.根据权利要求6所述的方法，其中安装所述PSM和所述BIO模块的步骤包括将所述PSM和所述BIO模块以水平邻接的方式安装至托盘，和将所述托盘在所述托盘被隔开在所述AIM上方的状态下以可去除的方式安装至所述第二IED壳体，并且其中所述托盘被联接至所述第二IED壳体的前面板。8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使所述硬件模块中的每一个和所述适配器结构通过所述第二IED壳体电接地的步骤。9.根据权利要求8所述的方法，其中使所述AIM中的至少一个接地的步骤包括以下步骤：将弹簧加载的金属夹子联接至使所述AIM联接至所述第二IED壳体的底部面板的支架，在所述AIM的表面上提供接地焊盘，和使...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伊斯马伊洛维，Y·A·科哈利法，F·考德尔卡，A·奥克森戈恩，S·劳，H·帕特尔，I·Y·乔伊，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH