控制系统及控制系统安装方法技术方案

本发明专利技术系关于一种控制系统及用于安装控制系统的方法，所述控制系统包括信号分配板(15)、顶帽导轨(20)、至少一个第一接触装置(55)及至少一个第二接触装置(60)，所述第一接触装置(55)与所述第二接触装置(60)以相对于彼此的偏移被设置于所述信号分配板(15)上，且所述信号分配板(15)将所述第一接触装置(55)电连接至所述第二接触装置(60)，至少用于传输数据，其中所述顶帽导轨(20)可被机械紧固于所述信号分配板(15)，而第一耦接模块(65)可被机械紧固于所述顶帽导轨(20)，其中所述第二接触装置(60)被具体实施成电连接信号处理模块(75)或第二耦接模块(70)，其中所述第一接触装置(60)可被电连接至现场装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制系统及控制系统安装方法
本专利技术系关于一种用于自动化系统的控制系统及用于安装控制系统的方法。本专利申请主张2018年11月26日提交申请的标题为“控制系统、耦合模块和安装控制系统的方法”的德国专利申请102018129835.8的优先权，所述德国专利申请的公开内容以引用方式并入本文。
技术介绍
在自动化技术中，工业控制系统被用于工厂、机器及程序控制，举例而言，被使用于控制及监控制造程序或封装程序。一般而言，工业控制系统具有：现场级(fieldlevel)，所述现场级包括现场装置；及控制级(controllevel)，所述控制级包括控制单元。工业程序自动化中使用的现场装置包含诸如驱动器或阀门的致动器及诸如编码器和感测器的量测转换器。所述控制级尤其包括用于程序设计、控制、监控及视觉化要执行的程序的装置。此处，通常使用可编程逻辑控制器或诸如工业个人计算机的控制计算机。举例而言，可使用控制计算机作为生产线中的程序控制计算机。对于控制级与现场级之间的通信，一般而言，使用现场汇流排系统，所述现场汇流排系统经由数据网传输通信数据。所述通信数据尤其可以是用于启动现场装置的控制命令或量测数据。所述量测数据可举例而言基于现场装置先前检测的测量值。现场汇流排系统使用各种协议来传输数据。一种可能的数据传送协议是EtherCAT协议，所述EtherCAT协议经由乙太网使能实时通信，且在IEC61158标准中规定了所述EtherCAT协议。在根据EtherCAT标准的数据传输中，数据电报被使用于传输数据。数据电报含有：控制数据及用户数据，所述控制数据调整数据电报在现场汇流排系统中的分布及处理，所述用户数据尤其包括所述通信数据。现场汇流排系统可被具体实施于描述个别汇流排订户在现场汇流排系统中的设置的各种网络拓扑中。在环状拓扑中，全部汇流排订户一个接一个地串列连接。从第一汇流排订户开始，依次包括所述通信数据的数据分组通过可交换包括数据分组的通信数据的全部其他汇流排订户。然后，所述数据分组被送回所述第一汇流排订户。所述环状拓扑的一种变型是线拓扑，所述线拓扑表示开环。所述数据分组依次通过全部汇流排订户后，所述数据分组经由所述汇流排订户以相反方向被送回第一汇流排订户。所述第一汇流排订户通常是位于控制级的装置，诸如控制计算机。可使用EtherCAT标准来实施线拓扑中的具实时能力的现场汇流排系统，在IEC61158标准中规定了所述EtherCAT标准。在所述EtherCAT标准中，可将基于低电压差分信令的乙太网标准或E汇流排标准使用于比特传输层上。LVDS是基于导线的或基于缆线的传输技术，所述传输技术使用差分电压水平传输数据，且在ANSI/TIA/EIA-644-1995标准中规定了所述传输技术。E汇流排系统中的数据传输是基于定电流源产生的通过二导线式传输线的电流流动，其中二进位逻辑值由所述电流流动的方向表示。所述传输线的阻抗通常约为100-120Ohm。借助LVDS，可提供几百Mbit/s或几GBit/s的数据率。在E汇流排系统中，装封(encapsulating)所述EtherCAT数据电报的数据电报被用于传输所述通信数据。被用于程序控制的诸如驱动器或感测器的各种现场装置通常自己不具有到现场汇流排的整合型介面。因此，它们不经由数字通信数据被直接控制，而是传输或接收数字或类比现场信号。举例而言，所述现场信号可以是类比或数字电压水平。据此，所述个别现场装置通常具有一或多个数字或类比输入和输出。若所述现场装置被具体实施为马达或驱动器，则亦可经由经调整电流控制它们，在特定环境下，所述经调整电流亦可传输高驱动功率。控制模块通常被用于将通信数据转换为现场信号。所述控制模块经由所述现场汇流排系统被连接至所述控制级上的装置，且经由现场信号线被连接至所述现场装置。所述控制模块可被具体实施为数字或类比输入模块或数字或类比输出模块。若它们是输出模块，则所述控制模块经由所述现场汇流排系统接收来自所述控制级处的装置的控制命令，作为通信数据。基于所述控制命令，所述输出模块产生传出现场信号(outgoingfieldsignal)，所述传出现场信号可尤其由类比或数字电压信号或经调整电流组成。所述现场信号经由所述控制模块的输出连接输出。然后，所述传出现场信号经由所述现场信号线被传输至所述现场装置。所述传出现场信号尤其可被用于控制驱动器、马达或阀门。若所述控制模块是输入模块，则所述控制模块接收传入现场信号，所述传入现场信号尤其可由类比或数字电压或电流信号组成。所述输入模块将所述现场信号转换为通信数据，所述通信数据可表示所量测电压值或电流值。然后，所述控制模块可经由所述现场汇流排系统将所述通信数据传输至在所述控制级的装置，例如控制计算机。所述控制模块通常情况下对现场信号提供若干连接。在此情境中，控制模块可仅具有一种类型的连接，诸如，仅输入连接或仅输出连接或分别地仅数字连接或仅类比连接。若操作现场装置既需要类比现场信号又需要数字现场信号，或若操作现场装置既需要输入又需要输出，则所述对应信号线通常连接至若干不同控制模块。一个现场装置或一群现场装置所需的来自不同控制模块的信号线可被结合，以形成信号线束。然后，将个别信号线束敷设至所述不同现场装置。结合所述个别信号线来形成现场装置特殊信号线束亦被称为信号路由。DE202014101491U1公开一种用于控制且/或监控技术程序、具有块状结构的汇流排相容且可串接连接及/或功能模块。由US2005/0077069A已知一种开关柜模块安装系统。DE102014118389A公开一种具有主模块及可交换式连接模块的自动化装置。US6,456,495B1公开一种由自含式装置模块所组成的逻辑控制系统。所述装置模块插接于DIN导轨上。DE102014111031A1公开一种包括耦接单元及耦接模块的控制系统，其中所述耦接模块具有第一模块连接及模块编码装置。所述耦接模块具有耦接连接及耦接编码装置，所述第一模块连接接触所述耦接单元的耦接连接。所述模块编码装置被设置为与所述第一模块连接器相邻，所述模块编码装置与所述耦接单元的耦接编码装置配合限定可被连接至所述耦接单元的模块的类型。所述耦接单元具有印刷电路板，所述印刷电路板是以特殊应用的方式针对所述控制系统个别制作的，且所述模块编码装置被整合于所述印刷电路板中。所述控制系统的此实施例的缺点是没有弹性扩充所述耦接单元的连接的可能性。再者，在所公开的耦接单元的实施例中，控制模块经由数据缆线被连接至所述耦接模块。出于所述原因，在装设于自动化系统中之前，不能完全测试所述控制系统的功能性，藉以使得要装设的自动化系统在较长的时间段保持停顿。由DE102014111030B4例如亦已知另一种带有特殊应用耦接单元的控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种弹性可扩展控制系统、一种改进型耦接模块及一种用于针对自动化系统安装此控制系统的改进型方法，所述弹性可扩展控制系统可被迅速地并入自动化系统内。所述目的通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制自动化系统的控制系统(10)，/n-包括：信号分配板(15)、顶帽导轨(20)、至少一个第一接触装置(55)及至少一个第二接触装置(60)，/n-其中所述第一接触装置(55)与所述第二接触装置(60)以彼此间的偏移被设置于所述信号分配板(15)上，且所述信号分配板(15)将所述第一接触装置(55)电连接至所述第二接触装置(60)，至少用于传输数据，/n-其中所述顶帽导轨(20)被机械紧固于所述信号分配板(15)上，以及第一耦接模块(65)可被机械紧固于所述顶帽导轨(20)上，/n-其中所述第二接触装置(60)被具体实施成电接触信号处理模块(75)或第二耦接模块(70)，/n-其中所述第一接触装置(55)可被电连接至现场装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181126 DE 102018129835.81.一种用于控制自动化系统的控制系统(10)，
-包括：信号分配板(15)、顶帽导轨(20)、至少一个第一接触装置(55)及至少一个第二接触装置(60)，
-其中所述第一接触装置(55)与所述第二接触装置(60)以彼此间的偏移被设置于所述信号分配板(15)上，且所述信号分配板(15)将所述第一接触装置(55)电连接至所述第二接触装置(60)，至少用于传输数据，
-其中所述顶帽导轨(20)被机械紧固于所述信号分配板(15)上，以及第一耦接模块(65)可被机械紧固于所述顶帽导轨(20)上，
-其中所述第二接触装置(60)被具体实施成电接触信号处理模块(75)或第二耦接模块(70)，
-其中所述第一接触装置(55)可被电连接至现场装置。


2.根据权利要求1所述的控制系统(10)，
-其中所述信号分配板(15)包括印刷电路板(17)，
-其中所述印刷电路板(17)具有至少一个印刷电路板层(18)，所述印刷电路板层(18)具有优选地由纤维强化塑料制成的电绝缘材料，
-其中所述印刷电路板(17)包括被设置于所述印刷电路板层(18)上的导电材料的至少一个导体路径层(19)，
-其中所述印刷电路板层(18)被具体实施成支撑来自所述顶帽导轨(20)的机械力，且所述导体路径层(19)被具体实施成将所述第一接触装置(55)电连接至所述第二接触装置(60)。


3.根据权利要求2所述的控制系统(10)，
-其中所述印刷电路板(17)包括多个印刷电路板层(18)，
-其中由导电材料制成的导体路径层(19)被设置于每一个印刷电路板层(18)之间，
-其中所述导体路径层(19)与所述印刷电路板层(18)交替地设置于堆迭中。


4.根据上述权利要求任一项所述的控制系统(10)，
-包括具有第一壳体(85)的耦接模块(65)、第三接触装置(90)及可拆卸第一连接机构(95)，
-其中第一凹部(361)被设置于所述第一壳体(85)的第一壳体后面(295)上，所述顶帽导轨(20)接合于第一凹部(361)中，
-其中所述第一连接机构(95)被连接至所述第一壳体(85)，且被具体实施成接合于所述顶帽导轨(20)中，用于将所述第一壳体(85)非破坏性地、可逆可拆卸地紧固于所述顶帽导轨(20)处，
-其中所述第三接触装置(90)被设置于所述第一壳体(85)处，且被具体实施成用于传输数据。


5.根据权利要求4所述的控制系统(10)，
-其中所述第三接触装置(90)以在与所述第一凹部(361)的纵向延伸正交的方向上相对于所述第一连接机构(95)的偏移被设置于所述第一壳体后面(295)上。


6.根据权利要求4或5所述的控制系统(10)，
-其中所述第一耦接模块(65)在所述第一壳体(85)的第一壳体侧面(115)处包括第一数据接触装置(290)，
-其中所述第一数据接触装置(290)被耦接至所述第三接触装置(90)，用于传输数据。


7.根据权利要求6所述的控制系统(10)，
-其中所述第一耦接模块(65)在所述第一壳体侧面(115)处包括至少一个第一电源接点(325)及至少一个第二电源接点(330)，
-其中所述第一电源接点(325)可被直接地或间接地连接至直流电压源的第一极，且所述第二电源接点(330)可被直接地或间接地连接至所述直流电压源的第二极，
-其中所述第一电源接点(325)可被电连接至所述第三接触装置(90)的第一接触元件(350)，且所述第二电源接点(330)被电连接至所述第三接触装置(90)的第二接触元件(360)，用于传输供应功率。


8.根据权利要求7所述的控制系统(10)，
-其中所述第一电源接点(325)及/或所述第二电源接点(330)具有板状实施例，且凸出于所述第一壳体侧面(115)之上，
-其中所述第一电源接点(325)及/或所述第二电源接点(330)与长边对齐，所述长边与所述壳体的所述后面(295)正交。


9.根据权利要求7或8所述的控制系统(10)，
-其中所述第三接触装置(90)包括至少一个第三接触元件(355)，
-其中所述第三接触元件(355)被耦接至所述第一数据接触装置(290)，用于传输数据。


10.根据上述权利要求的任一项所述的控制系统(10)，
-其中所述信号分配板(15)在板前侧(25)上包括第一板区(30)、第二板区(35)及第三板区(40)，
-其中所述第一至第三板区(30、35、40)被彼此相邻地设置，
-其中所述顶帽导轨(20)被设置于所述第一板区(30)中，
-其中多个第二接触装置(60)被设置于所述第二板区(35)中，优选地，所述多个第二接触装置(60)被彼此一致地具体实施，以及
-其中多个第一接触装置(55)被设置于所述第三板区(40)中。


11.根据权利要求4至10的任一项所述的控制系统(10)，
-包括所述第二耦接模块(70)，
-其中借助紧固机构(92)，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·贝克霍夫，托斯坦·布德，拉尔斯·索默，麦克·约斯特，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE