[發明專利]用于程序控制向/從電纜導線輸入/輸出信號的系統

無效

• 申請號: 201210007213.8
• 申請日: 2006-12-05
• 公開（公告）號: CN102645903A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: P·薩古伊斯;L·布拉斯菲爾德
• 申請（專利權）人: 伯克利程序控制公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 朱智勇

本申請為國際申請日為2006年12月5日，國際申請號為PCT/IB2006/004277的發明專利申請的分案申請。

本申請的母案是2005年1月25日提交的美國專利申請No.11/043,296的部分繼續，該美國專利申請是2002年2月8日提交的美國專利申請No.10/071,870的部分繼續，美國專利申請No.10/071,870要求2001年2月14日提交的美國臨時申請No.60/269,129的利益。這些公開文件在這里列作參考予以引用。

技術領域

本發明一般地涉及電纜敷設和電纜敷設系統，具體地說，涉及一種通用的電纜敷設系統，其中在第一與第二設備之間的專用導線互連要求是通過使用用來接到第一設備上并將連接從第一設備引至連接到第二設備上的電纜的所選導線的可編程I/O模塊實現的。

背景技術

復雜的電氣/電子系統往往需要定制的電纜配置。對于具體的應用，電纜通常是專門配置的。即使在諸如家庭音頻和小型計算機系統之類的比較簡單的系統內，通常也需要許多不同的電纜。在諸如工業控制系統之類的較大應用中，定制電纜設計是大量的。在諸如管理機動車廠之類的工業控制系統中，需要在控制裝置與傳感器和致動器之間有交互作用。提供相應連接的裝置將稱為輸入和輸出系統。通過輸出系統，控制系統可以開啟燈、泵、閥門及其他設備。類似地，通過輸入系統，控制系統可以得知按鈕的狀態、開關是接通還是斷開、或者箱是否充滿或軸轉得有多快。

在諸如可編程邏輯控制器(PLC)之類的現有技術的控制系統中，控制系統的用戶用各個導線連接器或者通過一些連接器化的線束將傳感器和致動器連接到輸入/輸出系統上。將傳感器和致動器接到工業控制系統上的普通方法是使用經由接線板的各個導線連接。接線板通常使用螺釘驅動的線夾。除去導線末端的絕緣材料，將裸線放在螺釘驅動的線夾下。然后擰緊螺釘，將導線固定在線夾下，實現導線與接線板的電連接。越來越多的是，用各種彈簧線夾來夾住導線，但是這些彈簧線夾基本上是與螺釘驅動的線夾相同的。圖1示出了一根根導線10怎樣通過一些與燈泡20、開關22和接近開關24這三個設備連接的接線板18接到PLC?16的輸入和輸出模塊12、14上的情況。接近開關是可以檢測是否存在通常是金屬的物體和通過中斷或傳送電流給出指示的常見類型開關。

圖1所示的方法的缺點是PLC?16的輸入或輸出模塊上的終端26、28不一定方便安排成便于連接諸如燈泡或開關之類的負載。結果是，為了進行互連必須執行大量的定制手動布線。此外，接線板18上必須提供從電源30對諸如燈泡或接近傳感器之類的某些致動器和傳感器供電的電力，以便與燈泡或開關連接。通常，現有技術的輸出模塊12和14不向負載提供電源，而只是通斷電源。圖1所例示的定制布線的設計和實現顯著地增大了系統的成本和尺寸。

將諸如PLC之類的工業控制系統與負載相連接的另一種方法是通過連接器化的線束或電纜進行連接。圖2示出了PLC?36的一個輸入模塊32和一個輸出模塊34。輸入/輸出模塊32和34分別配有可以用電纜42和44與各個傳感器和致動器連接的連接器38和40。令人遺憾的是，從輸入或輸出模塊出來的電纜通常不能直接接到傳感器或致動器上，因為PLC?36上的連接器38和40很少配置成接受傳感器信號或提供致動器功率。由于這個原因，在使用PLC上的連接器時最常見的將PLC與傳感器或致動器連接的方法就如圖3所示。在圖3中，從PLC的輸入模塊32和輸出模塊34出來的電纜40接到含有用來與控制系統連接的接線板50的電路板46和48上。因此，即使使用連接器化的電纜，現有技術仍然需要使用各個諸如接線板之類的導線連接器進行連接。

不用各個導線連接器在PLC與傳感器或致動器之間進行直接連接是有問題的。一個示例情況是在PLC必須與已經安裝有連接器的設備連接時。要將PLC與這樣的設備相連接是非常常見的。典型的設備是裝有用來連接一些必須接到PLC上的信號的連接器的流量控制器。在這種情況下，由于PLC輸出模塊只含有輸出端而PLC輸入模塊只含有輸入端，但流量控制器連接器含有表示輸入和輸出的信號，從而使連接復雜化。更糟的是，信號中有些是通/斷式的離散信號，而有些則是連續變化的模擬信號。此外，流量控制器還需要將電源電壓和回線/地線加到流量控制器的連接器上。

通常，現有技術的方法和裝置需要使用為將形式固定的PLC與形式變化的諸如流量控制器和電源之類的完全不同的設備連接而設計和構建的定制電纜線束。設計、制造和安裝復雜的線束的困難是非常大的，以致于將PLC與傳感器和致動器連接的主要方法還是通過各個導線連接和接線板進行連接。