DE202005015792U1 - Electro-pneumatic modular system for automation systems in gassy, dusty atmospheres at risk of explosion has pneumatic, electronics and terminal modules along with an electric valve - Google Patents

Electro-pneumatic modular system for automation systems in gassy, dusty atmospheres at risk of explosion has pneumatic, electronics and terminal modules along with an electric valve Download PDF

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Abstract

A pneumatic module (PM) (14) links to a terminal module (12) with a detachable link to an electronics module (EM) (10) assigned to the PM, which has an electrically operated valve (16) that can be linked electrically to the EM that has a blocking slide to lock the EM with the PM in a releasable locking position as long as the valve links to the EM, which can be moved into a release position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modulsystem mit einem Terminalmodul, wenigstens einem mit dem Terminalmodul verbundenen Pneumatikmodul sowie wenigstens einem lösbar mit dem Terminalmodul verbundenen Elektronikmodul.The The invention relates to a modular system with a terminal module, at least a pneumatic module connected to the terminal module and at least one solvable electronic module connected to the terminal module.

Es sind elektropneumatische Modulsysteme bekannt, die in Automatisierungssystemen Anwendung finden. Dabei dienen Terminalmodule als Träger, die mit verschiedenen Elektronikmodulen und verschiedenen Pneumatikmodulen bestückt werden können. Damit wird dem Anwender eine hohe Flexibilität, z.B. zum Ausbau des Systems geboten. Auch können bei einem modularen System fehlerhafte Einzelelemente leicht ausgetauscht werden. Im Idealfall ist der Austausch im laufenden Betrieb möglich, so daß nicht das gesamte gesteuerte System abgeschaltet werden muß.It are electropneumatic modular systems known in automation systems Find application. This terminal modules serve as a carrier, the with various electronic modules and various pneumatic modules stocked can be. This provides the user with high flexibility, e.g. to expand the system offered. Also can In a modular system faulty individual elements easily replaced become. Ideally, the replacement during operation is possible, so not the entire controlled system must be shut down.

Automatisierungssysteme finden auch Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit einer Gas- oder Staubatmosphäre. Dem wird Rechnung getragen, indem die einzelnen Module beispielsweise durch geeignete Gehäuse explosionsgeschützt aufgebaut werden. Beim Austausch eines fehlerhaften Elektronikmoduls unter Last, d.h. bei Lösung einer elektrischen Verbindung, in der Strom fließt, können sich an der Trennstelle Funken bilden. In explosionsgefährdeten Bereichen muß eine solche Funkenbildung selbstverständlich unterbunden sein. Im Fehlerfall dürfen daher beim Austausch nur begrenzte Ströme fließen. Im Fall eines elektropneumatischen Modulsystems fließen erhebliche Ströme bei der Ansteuerung elektrisch betätigbarer Ventile.automation systems are also used in potentially explosive atmospheres with a gas or dust atmosphere. This is taken into account by the individual modules, for example through suitable housing constructed explosion-proof become. When replacing a faulty electronic module under Load, i. at solution an electrical connection, in which electricity flows, can be at the point of separation Sparks form. In potentially explosive atmosphere Areas must have one such sparking of course be prevented. In the event of a fault, therefore, only when exchanging limited currents flow. In the case of an electropneumatic module system flow considerably streams in the control of electrically actuated valves.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die das Entfernen oder Kontaktieren eines Elektronikmoduls unter Last sicher vermeidet.By The invention provides a device which facilitates removal or contacting an electronic module under load safely avoids.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Modulsystem mit einem Terminalmodul, wenigstens einem mit dem Terminalmodul verbundenen Pneumatikmodul sowie wenigstens einem lösbar mit dem Terminalmodul verbundenen Elektronikmodul, das dem Pneumatikmodul zugeordnet ist, wobei das Pneumatikmodul wenigstens ein elektrisch betätigbares Ventil aufweist, das mit dem Elektronikmodul elektrisch verbindbar ist. Das Elektronikmodul weist einen Sperrschieber auf, der in einer Verriegelungsstellung das Elektronikmodul lösbar mit dem Pneumatikmodul verriegelt, solange das Ventil mit dem Elektronikmodul verbunden ist. Der Sperrschieber ist in eine Lösestellung bewegbar, wenn das Ventil von dem Elektronikmodul abgetrennt ist. Das Elektronikmodul ist von dem Terminalmodul lösbar, wenn der Sperrschieber in der Lösestellung ist. Hingegen ist das Elektronikmodul nicht von dem Terminalmodul lösbar, solange der Sperrschieber das Elektronikmodul mit dem Pneumatikmodul verriegelt. Somit wird erzwungen, daß das elektrisch betätigbare Ventil erst von dem Elektronikmodul gelöst werden muß, bevor das Elektronikmodul entfernt werden kann. Durch diese erzwungene Lastreduzierung wird der Stromfluß sicher begrenzt. Der Anwender kann das Elektronikmodul nicht entfernen, während Strom zum Ventil fließt. Ebenso wird sicher verhindert, daß ein Elektronikmodul, an dem bereits ein Ventil angeschlossen ist, montiert werden kann, denn dazu müßte der Sperrschieber erst in die Lösestellung bewegt werden.These The object is achieved by a modular system with a terminal module, at least one with the Terminal module connected pneumatic module and at least one detachable with the electronic module connected to the terminal module, which is the pneumatic module is assigned, wherein the pneumatic module at least one electrically actuated Valve, which is electrically connected to the electronic module is. The electronic module has a locking slide, which in a Locking position the electronics module detachable with the pneumatic module locked as long as the valve is connected to the electronic module is. The gate valve is movable to a release position when the Valve is separated from the electronic module. The electronics module is detachable from the terminal module, when the gate valve in the release position is. By contrast, the electronic module is not detachable from the terminal module, as long as the gate valve locks the electronic module to the pneumatic module. Thus it is forced that the electrically actuated Valve must first be detached from the electronics module before the Electronic module can be removed. Due to this forced load reduction the current flow becomes secure limited. The user can not remove the electronics module, while Current flows to the valve. Likewise, it is surely prevented that an electronic module to which already connected a valve, can be mounted, because this would have the Locking slide only in the release position to be moved.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sperrschieber durch eine Feder in der Verriegelungsstellung belastet. Somit ist sichergestellt, daß automatisch eine Verriegelung erfolgt, sobald das Elektronikmodul gesteckt ist.In a preferred embodiment is the gate valve by a spring in the locked position loaded. This ensures that automatically a lock takes place as soon as the electronics module is inserted.

In einer weiteren Ausführungsform blockiert das mit dem Elektronikmodul verbundene Ventil den Sperrschieber in seiner Verriegelungsstellung. Das Ventil weist dabei vorzugsweise einen Steckerkragen auf, der in die Verschiebebahn des Sperrschiebers hineinragt.In a further embodiment The valve connected to the electronic module blocks the gate valve in its locking position. The valve preferably has a plug collar, which projects into the sliding track of the locking slide.

In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Ventile nebeneinander am Elektronikmodul anschließbar und jedes der Ventile blockiert unabhängig von den anderen den Sperrschieber in seiner Verriegelungsstellung. Somit müssen erst alle Ventile entfernt werden, bevor das Elektronikmodul entfernt werden kann.In a further embodiment are several valves next to each other on the electronics module connected and each of the valves blocks the gate valve independently of the others in its locking position. Thus, all valves must first be removed before the electronics module can be removed.

Bevorzugt sind in dem Modulsystem mehrere Elektronikmodule und Pneumatikmodule Seite an Seite anreihbar. Bevorzugterweise ist das Elektronikmodul dabei jeweils über einem zugeordneten Pneumatikmodul angeordnet.Prefers are in the modular system several electronic modules and pneumatic modules Can be arranged side by side. Preferably, the electronic module each case about arranged an associated pneumatic module.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Terminalmodul auf einer Schiene befestigt, auf der weitere Module Seite an Seite angereiht sind. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Modulsystem in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt.In a further embodiment the terminal module is mounted on a rail on which more Modules are lined up side by side. Preferably, the module system according to the invention in a potentially explosive atmosphere Environment used.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further Particular features and advantages of the invention will become apparent from the following Description with reference to the accompanying drawings. In the drawing demonstrate:

1a eine schematische Seitenansicht eines Teils eines Elektronikmoduls mit angrenzendem Terminalmodul, Pneumatikmodul und mit gestecktem Ventil; 1a a schematic side view of a portion of an electronic module with adjacent terminal module, pneumatic module and with plugged valve;

1b eine vergrößerte Detailansicht der 1a mit Sperrschieber; 1b an enlarged detail view of the 1a with locking slide;

2a die gleiche Seitenansicht des Elektronikmoduls wie in 1a mit entferntem Ventil beim Ausbau des Elektronikmoduls; und 2a the same side view of the electronics module as in 1a with the valve removed while removing the electronic module; and

2b einen Detailausschnitt aus 2a mit dem Sperrschieber in Lösestellung. 2 B a detail from 2a with the gate valve in release position.

1a zeigt ausschnittsweise eine Seite eines Elektronikmoduls 10, das mit einem Terminalmodul 12 lösbar verbunden ist. Das Terminalmodul 12 kann auf einer Schiene, die nicht dargestellt ist, befestigt sein. Ein ansatzweise sichtbares Pneumatikmodul 14 ist ebenfalls mit dem Terminalmodul 12 verbunden. Das Elektronikmodul 10 ist dem Pneumatikmodul 14 zugeordnet. Das Pneumatikmodul 14 weist ein elektrisch betätigbares Ventil 16 auf, das mit dem Elektronikmodul 10 elektrisch verbunden ist. 1a shows part of a page of an electronic module 10 that with a terminal module 12 is detachably connected. The terminal module 12 can be mounted on a rail, which is not shown. A partially visible pneumatic module 14 is also with the terminal module 12 connected. The electronics module 10 is the pneumatic module 14 assigned. The pneumatic module 14 has an electrically actuated valve 16 on that with the electronics module 10 electrically connected.

Die Verriegelung des Elektronikmoduls 10 am Pneumatikmodul 14 soll anhand der 1b erläutert werden, die einen Detailausschnitt aus 1a zeigt. Das Elektronikmodul 10 umfaßt einen Sperrschieber 18, der mit einem Arm 20 in eine Vertiefung des Pneumatikmoduls 14 eingreift. Eine Bewegung des Elektronikmoduls in 1b nach rechts, d.h. weg vom Terminalmodul 12 wird durch eine Seitenfläche 22 der Vertiefung im Pneumatikmodul verhindert. Der Sperrschieber 18 ist durch eine Feder 24 in diese Verriegelungsstellung belastet. Es ist auch möglich statt einer Feder zwei Federn vorzusehen. Das Ventil 16 weist einen Steckerkragen 26 auf, der in die Verschiebebahn des Sperrschiebers 18 hineinragt. Damit ist ein Verschieben des Sperrschiebers in 1b nach oben nicht möglich. Das Elektronikmodul 10 ist sicher mit dem Pneumatikmodul 14 verriegelt.The locking of the electronic module 10 on the pneumatic module 14 should be based on the 1b be explained, which made a detail of 1a shows. The electronics module 10 includes a gate valve 18 who with one arm 20 in a recess of the pneumatic module 14 intervenes. A movement of the electronic module in 1b to the right, ie away from the terminal module 12 is through a side surface 22 prevents the depression in the pneumatic module. The gate valve 18 is by a spring 24 loaded in this locking position. It is also possible to provide two springs instead of a spring. The valve 16 has a plug collar 26 on, in the sliding track of the locking slide 18 protrudes. This is a displacement of the locking slide in 1b not possible to the top. The electronics module 10 is safe with the pneumatic module 14 locked.

Soll das Elektronikmodul 10 von dem Terminalmodul 12 gelöst werden, so muß zunächst das Ventil 16 vom Elektronikmodul gelöst werden. 2a zeigt den Entriegelungsvorgang. Das Ventil 16 ist bereits vom Elektronikmodul entfernt. Der Sperrschieber 18 ist damit wie durch den Doppelpfeil 1 angedeutet verschiebbar. Zum Lösen des Elektronikmoduls 10 wird er entgegen der Federkraft in 2a nach oben bewegt und das Elektronikmodul kann in einer Schwenkbewegung wie durch Pfeil 2 angedeutet um den Drehpunkt 28 geschwenkt und vom Terminalmodul gelöst werden. Die Detailvergrößerung in 2b zeigt den Entriegelungsmechanismus im einzelnen. Der Sperrschieber 18 ist entgegen der Federkraft der Feder 24 nach oben bewegt, die Feder 24 ist komprimiert. Damit greift der Sperrschieber 18 nicht mehr in die Vertiefung im Pneumatikmodul 14 ein und wird von der Seitenfläche 22 der Vertiefung nicht mehr zurückgehalten. Ein Teil des Sperrschiebers 18 ragt jetzt in die Öffnung im Elektronikmodul hinein, in die der Steckerkragen des Ventils 16 eingefügt war.Should the electronic module 10 from the terminal module 12 be solved, so first the valve 16 be solved by the electronics module. 2a shows the unlocking process. The valve 16 is already removed from the electronics module. The gate valve 18 is like the double arrow 1 indicated displaced. To release the electronic module 10 he is against the spring force in 2a moved upward and the electronics module can in a pivoting movement as indicated by arrow 2 indicated around the fulcrum 28 swiveled and released from the terminal module. The detail enlargement in 2 B shows the unlocking mechanism in detail. The gate valve 18 is against the spring force of the spring 24 moved up, the spring 24 is compressed. Thus, the gate valve engages 18 no longer in the recess in the pneumatic module 14 one and gets off the side surface 22 the depression no longer withheld. Part of the gate valve 18 now protrudes into the opening in the electronics module into which the plug collar of the valve 16 was inserted.

Es ist möglich, für ein Pneumatikmodul 14 mit zugeordnetem Elektronikmodul 10 mehrere Ventile 16, beispielsweise 4 Stück, vorzusehen. In diesem Fall ragen die Steckerkragen von allen Ventilen 16 in die Verschiebebahn des Sperrschiebers 18 hinein, so daß erst nach Lösen aller Ventile vom Elektronikmodul der Sperrschieber 18 in die Lösestellung bewegt werden kann.It is possible for a pneumatic module 14 with assigned electronic module 10 several valves 16 , For example, 4 pieces to provide. In this case, the plug collar protrude from all valves 16 in the sliding track of the locking slide 18 into it, so that only after releasing all valves from the electronic module of the gate valve 18 can be moved to the release position.

Das elektrisch betätigbare Ventil, bzw. die elektrisch betätigbaren Ventile stellen eine Last für das Elektronikmodul 10 dar. Durch das Entfernen des Ventils/der Ventile wird der Stromfluß durch diese Module unterbunden. Damit wird der Strom im Elektronikmodul 10 wirksam begrenzt und das Lösen des Elektronikmoduls vom Terminalmodul kann während des laufenden Betriebs auch in einer explosionsgefährdeten Umgebung erfolgen. Damit ist gewährleistet, daß ein Elektronikmodul 10 nicht versehentlich unter Last gezogen wird, das System weist somit eine intrinsische Sicherheit auf.The electrically operable valve, or the electrically actuated valves provide a load for the electronic module 10 By removing the valve (s), the flow of current through these modules is inhibited. This is the current in the electronic module 10 effectively limited and the release of the electronic module from the terminal module can also be carried out in a potentially explosive environment during operation. This ensures that an electronic module 10 is not accidentally under load, the system thus has an intrinsic safety.

Beim Einsetzen eines neuen Elektronikmoduls 10 läuft der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab. Das Elektronikmodul 10 wird zunächst am Drehpunkt 28 in das Terminalmodul 12 eingehängt und mit einer Schwenkbewegung an das Terminalmodul 12 geführt. Dabei rastet der Sperrschieber 18 mit seinem Arm 20 in der Vertiefung im Pneumatikmodul 14 ein. Erst wenn das Elektronikmodul 10 verriegelt ist, ist ein Stecken eines Ventils 16 am Elektronikmodul 10 möglich, wobei der Steckerkragen 26 des Ventils 16 in die Verschiebebahn des Sperrschiebers 18 hineinragt und den Sperrschieber 18 in seiner Verriegelungsstellung blockiert. Damit ist auch sichergestellt, daß das Ventil 16 nicht gesteckt werden kann, bevor das Elektronikmodul 10 korrekt am Terminalmodul 12 befestigt ist.When inserting a new electronic module 10 the process proceeds in reverse order. The electronics module 10 is first at the fulcrum 28 in the terminal module 12 mounted and with a pivoting movement to the terminal module 12 guided. This locks the gate valve 18 with his arm 20 in the recess in the pneumatic module 14 one. Only when the electronics module 10 is locked, is a plugging a valve 16 on the electronics module 10 possible, with the plug collar 26 of the valve 16 in the sliding track of the locking slide 18 protrudes and the gate valve 18 blocked in its locked position. This also ensures that the valve 16 can not be plugged before the electronics module 10 correct on the terminal module 12 is attached.

Dadurch, daß einzelne Ventile sowie auch einzelne Elektronikmodule im laufenden Betrieb getauscht werden können, ist eine hohe Verfügbarkeit gegeben.Thereby, that individual Valves as well as individual electronic modules during operation can be exchanged, is given high availability.

Claims (9)

Modulsystem mit einem Terminalmodul (12), wenigstens einem mit dem Terminalmodul (12) verbundenen Pneumatikmodul (14) sowie wenigstens einem lösbar mit dem Terminalmodul (12) verbundenen Elektronikmodul (10), das dem Pneumatikmodul (14) zugeordnet ist, wobei das Pneumatikmodul (14) wenigstens ein elektrisch betätigbares Ventil (16) aufweist, das mit dem Elektronikmodul (10) elektrisch verbindbar ist, und wobei das Elektronikmodul (10) einen Sperrschieber (18) aufweist, der in einer Verriegelungsstellung das Elektronikmodul (10) lösbar mit dem Pneumatikmodul (14) verriegelt, solange das Ventil (16) mit dem Elektronikmodul (10) verbunden ist, und in eine Lösestellung bewegbar ist, wenn das Ventil (16) von dem Elektronikmodul (10) abgetrennt ist, wobei ferner das Elektronikmodul (10) von dem Terminalmodul (12) lösbar ist, wenn der Sperrschieber (18) in der Lösestellung ist, und nicht von dem Terminalmodul (12) lösbar ist, solange der Sperrschieber (18) das Elektronikmodul (10) mit dem Pneumatikmodul (14) verriegelt.Modular system with a terminal module ( 12 ), at least one with the terminal module ( 12 ) connected pneumatic module ( 14 ) and at least one detachable with the terminal module ( 12 ) connected electronic module ( 10 ), the pneumatic module ( 14 ), wherein the pneumatic module ( 14 ) at least one electrically operable valve ( 16 ) connected to the electronic module ( 10 ) is electrically connectable, and wherein the electronic module ( 10 ) a gate valve ( 18 ), which in a locking position, the electronic module ( 10 ) detachable with the pneumatic module ( 14 ) locked as long as the valve ( 16 ) with the electronic module ( 10 ), and is movable to a release position when the valve ( 16 ) from the electronics module ( 10 ), wherein the electronic module ( 10 ) of the Terminal module ( 12 ) is releasable when the gate valve ( 18 ) is in the release position, and not by the terminal module ( 12 ) is releasable, as long as the gate valve ( 18 ) the electronic module ( 10 ) with the pneumatic module ( 14 ). Modulsystem nach Anspruch 1, bei dem der Sperrschieber (18) durch eine Feder (24) in die Verriegelungsstellung belastet ist.Module system according to claim 1, wherein the gate valve ( 18 ) by a spring ( 24 ) is loaded in the locking position. Modulsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das mit dem Elektronikmodul (10) verbundene Ventil (16) den Sperrschieber (18) in seiner Verriegelungsstellung blockiert.Modular system according to claim 1 or 2, in which the electronic module ( 10 ) connected valve ( 16 ) the gate valve ( 18 ) blocked in its locked position. Modulsystem nach Anspruch 3, bei dem das Ventil (16) einen Steckerkragen (26) aufweist, der in die Verschiebebahn des Sperrschiebers (18) hineinragt.Module system according to claim 3, in which the valve ( 16 ) a plug collar ( 26 ), which in the sliding track of the locking slide ( 18 ) protrudes. Modulsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mehrere Ventile (16) nebeneinander am Elektronikmodul (10) anschließbar sind und jedes der Ventile (16) unabhängig von den anderen den Sperrschieber (18) in seiner Verriegelungsstellung blockiert.Module system according to one of the preceding claims, in which a plurality of valves ( 16 ) next to each other on the electronic module ( 10 ) and each of the valves ( 16 ) independently of the others the gate valve ( 18 ) blocked in its locked position. Modulsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere Elektronikmodule (10) und Pneumatikmodule (14) Seite an Seite anreihbar sind.Module system according to one of the preceding claims, in which a plurality of electronic modules ( 10 ) and pneumatic modules ( 14 ) Can be arranged side by side. Modulsystem nach Anspruch 6, bei dem das Elektronikmodul (10) jeweils über einem zugeordneten Pneumatikmodul (14) angeordnet ist.Modular system according to Claim 6, in which the electronic module ( 10 ) each above an associated pneumatic module ( 14 ) is arranged. Modulsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Terminalmodul (12) auf einer Schiene befestigt ist, auf der weitere Module Seite an Seite angereiht sind.Module system according to one of the preceding claims, in which the terminal module ( 12 ) is mounted on a rail, on the other modules are lined up side by side. Modulsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Einsatz in einer explosionsgefährdeten Umgebung.Module system according to one of the preceding claims for Use in a potentially explosive atmosphere Surroundings.
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