ES2636968T3 - Base montable de carril din para un acondicionador de potencia redundante de bus de campo de procedimiento - Google Patents
Base montable de carril din para un acondicionador de potencia redundante de bus de campo de procedimiento Download PDFInfo
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Abstract
Base (10) para un bus de campo de procedimiento, comprendiendo la base (10): un cuerpo (16) hueco que tiene dos piezas (18, 20) opuestas que forman un espacio interior, teniendo el cuerpo (16) paredes laterales interiores opuestas, una primera ranura (70) que se extiende a lo largo de cada pared lateral interior, siendo dichas ranuras (70) opuestas unas a otras a través del interior del cuerpo (16) y extendiéndose paralelas unas a otras; caracterizada por una primera pieza (76) de alineación en una de dichas ranuras (7); un conjunto (22) de placa de circuito unitario en el cuerpo (16) hueco, incluyendo el conjunto (22) de placa de circuito una placa (32) de circuito superior, una placa (30) de circuito inferior que se extiende en paralelo a la placa (32) de circuito superior, y una pieza (34, 36) espaciadora/de sujeción para fijar dichas placas (30, 32) de circuito juntas, y primeros elementos (46a) de contacto para conexiones eléctricas con un bus de campo, segundos elementos (54) de contacto para conexiones eléctricas con una fuente de alimentación para el bus de campo, una placa (32) de circuito que tiene bordes de placa de circuito en paralelo opuestos, y una segunda pieza (78) de alineación en uno de dichos bordes de placa de circuito, ajustándose dichos bordes de placa de circuito en dichas ranuras (70) para impedir que el conjunto (22) de placa de circuito se mueva en una dirección perpendicular a las ranuras (70), y enganchándose dichas piezas (76, 78) de alineación unas a otras para impedir que el conjunto (22) de placa de circuito se mueva en una dirección a lo largo de las ranuras (70), en la que ambas placas (30, 32) de circuito se sitúan en el cuerpo (16) hueco.
Description
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BASE MONTABLE DE CARRIL DIN PARA UN ACONDICIONADOR DE POTENCIA REDUNDANTE DE BUS DE
CAMPO DE PROCEDIMIENTO
DESCRIPCION
Campo de la invencion
La invencion se refiere a una base de acondicionamiento de potencia que proporciona potencia redundante, aislada y acondicionada a una red de bus de campo de procedimiento de dos cables que consiste en uno o mas dispositivos anfitriones (sistemas de control distribuidos), sensores y/o actuadores.
Antecedentes de la invencion
Bases de acondicionamiento de potencia convencionales para los buses de campo de procedimiento se apilan juntos y se montan sobre un carril DIN. Un bus de potencia se extiende a traves de las bases y se conecta a una fuente de alimentacion remota para suministrar potencia a cada base para hacer funcionar los buses de campo.
Cada base tiene un cuerpo de plastico hueco y componentes electronicos en el cuerpo. Los componentes en el cuerpo realizan conexiones electricas con componentes exteriores, incluyendo modulos de potencia, cableado de bus de campo, conductores de potencia y bases adyacentes montadas sobre el carril DIN.
Existe la necesidad de una base de bus de campo de procedimiento compacta en la que los componentes de circuito se ajusten estrechamente juntas en posiciones apropiadas para realizar conexiones electricas con componentes exteriores.
El documento FR2486757 da a conocer un dispositivo segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Breve sumario de la invencion
La base dada a conocer proporciona un montaje y una conectividad para dos modulos de aislamiento de potencia. La base tiene bloques de terminal de campo cableado para dos buses de potencia, dos dispositivos anfitriones, una lmea de enlace para sensores y actuadores, un bucle de alarma de retardo, y una conexion a tierra; conectores de anclaje para recibir dos modulos de aislamiento de potencia; y conexiones de borde de tarjeta para un bus de potencia y bucles de alarma de retardo que proporcionan potencia y transportar la alarma entre bases adyacentes. Los bloques de terminal de campo cableado pueden enchufarse para facilitar el cableado. Los modulos de aislamiento de potencia pueden intercambiarse durante el funcionamiento en tiempo real (intercambio en caliente) que permite que se remplace un modulo al momento sin comprometer el funcionamiento de la red de bus de campo de procedimiento. Pueden instalarse conectores en puente sobre las conexiones de potencia de borde de tarjeta y de alarma de retardo entre bases para proporcionar facilidad del cableado de potencia de CC a granel y de los bucles de alarma de retardo en instalaciones que consisten en multiples bases y redes de bus de campo de procedimiento.
La base consiste en un cuerpo plastico hueco que aloja un conjunto de placa de dos circuitos. Se montan componentes electricos y bloques de terminal de campo cableado sobre el conjunto de placa de circuito. Adicionalmente, la base proporciona un mecanismo para acoplar y desacoplar la base a/de un carril DIN, y un medio para montar marcadores de plastico que el usuario puede usar para etiquetar cada red de bus de campo de procedimiento.
Los bordes de las placas de circuito en el conjunto de placa de circuito se ajustan al interior de ranuras interiores formadas sobre las superficies interiores de las carcasas para ubicar el conjunto verticalmente en el cuerpo. Una nervadura de alineacion proporcionada en una ranura en una carcasa se extiende al interior de un rebaje formado en un borde de placa de circuito en la ranura con el fin de ubicar todo el conjunto longitudinalmente en el cuerpo. El uso de ranuras de alineacion y una nervadura para ubicar el conjunto en el cuerpo permite una ubicacion muy firme y precisa de los componentes sobre el conjunto en el cuerpo. Esto garantiza que la base sea compacta y que los componentes electricos sobre el conjunto de placa de circuito se ubiquen de manera apropiada para formar conexiones electricas con componentes exteriores.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral de una base montada sobre un carril DIN; la figura 2 es una vista desde arriba de tres bases montadas sobre un carril DIN; la figura 3 es una vista en seccion tomada a lo largo de la lmea 3--3 de la figura 2; la figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la base;
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la figura 5 es una vista tomada a lo largo de la lmea 5--5 de la figura 4;
la figura 6 es una vista a escala ampliada de la parte A de la figura 5;
la figura 7 es una vista tomada a lo largo de la lmea 7--7 de la figura 4;
la figura 8 es una vista lateral del conjunto de placa de circuito tomada a lo largo de la lmea 8--8 de la figura 4;
la figura 9 es una vista en seccion tomada a lo largo de la lmea 9--9 de la figura 8; y
la figura 10 es una vista desde arriba de la figura 8.
Descripcion de la realizacion preferida
Las figuras 1 y 2 ilustran las bases 10 de bus de campo de procedimiento montadas sobre el carril 12 DIN. Dos modulos 14 de aislamiento se montan de manera extrafole sobre cada base 10. Se muestra el modulo 14 de aislamiento a modo de representacion en la figura 1.
Cada base 10 incluye un cuerpo 16 de plastico hueco formado uniendo las carcasas 18 y 20 de plastico moldeadas. El conjunto 22 de placa de circuito unitario se ubica de manera precisa en el interior de cuerpo 16 entre las carcasas 18 y 20. El cuerpo 16 define un rebaje 24 de modulo orientado hacia arriba para recibir dos modulos 14 de aislamiento uno al lado del otro. El gancho 26 de carril DIN y el bloqueador 28 de carril DIN se proporcionan en la parte de abajo de cada base 10 para permitir un enganche extrafble de bases 10 en el carril 12.
El conjunto 22 de placa de circuito incluye una placa 30 de circuito inferior alargada que se extiende el interior longitud de cuerpo 16 y una placa 32 de circuito superior mas pequena espaciada poca distancia por encima de la placa 30 y ubicada bajo el rebaje 24. La placa 32 de circuito se monta sobre placa 30 de circuito mediante dos piezas 34 de sujecion espaciadoras en un extremo de la placa 32 y una unica pieza 36 de sujecion espaciadora en el extremo opuesto de la placa 32. La placa 32 soporta dos conectores 38 electricos de contacto multiple uno al lado del otro con extremos superiores que se abren al interior del rebaje 24 de modulo a traves de las aberturas 40 y 42 en las carcasas 18 y 20. Las colas 44 de terminal se extienden hacia abajo desde los conectores 38 hasta los adaptadores sobre la placa 30.
Tal como se muestra en la figura 10, las conexiones al enlace principal de la red de bus de campo de procedimiento se producen en los terminales 46a. La conexion de un blindaje de cable se produce en el terminal 46b. Se produce conexion opcional a tierra en el terminal 46c. Los terminales 47 proporcionan las conexiones de entrada y salida a los bucles de alarma de retardo asf como las conexiones de derivacion de modulo de aislamiento de potencia. Se montan dos pares de clavijas 54 de contacto de potencia en el extremo derecho de la placa 30 mostrada en la figura 10.
Se proporcionan dos pares de adaptadores 56 de contacto de potencia sobre cada lado de la placa 30 inferior con trayectorias de circuito de conexion. Vease la figura 9. Los adaptadores 56 de contacto de potencia en conjuntos adyacentes se conectan mediante conectores en puente convencionales (no mostrados) para formar dos buses 57 de potencia que se extienden a lo largo de las bases apiladas. Cada bus de potencia se conecta a un par de clavijas 54 de potencia en cada base 10. Los adaptadores 56 se ubican en el interior de las aberturas 58 y 60 en las carcasas 18 y 20.
Se proporcionan dos adaptadores 62 de contacto de rele a cada lado de las clavijas 46 adyacentes de placa 30 para formar un bucle de circuito de alarma que se extiende a traves de las bases 10 adyacentes montadas sobre el carril 12 DIN usando conectores en puente (no mostrados). Los adaptadores 62 se ubican en el interior de las aberturas 64 y 66 en las carcasas 18 y 20.
Se montan dos inductores 68 de desacoplamiento en la parte de arriba de la placa 30 inferior entre las clavijas 47 y la placa 32 de circuito superior. Los buses 57 de potencia se conectan a traves de los modulos 14 de aislamiento y los inductores 68 a las clavijas 46.
Las figuras 5 y 7 ilustran las paredes laterales interiores de las carcasas 20 y 18, respectivamente. La pared interior lateral de cada carcasa 18, 20 incluye una ranura 70 de placa de circuito superior horizontal ubicada por debajo del rebaje 24, adyacente al extremo 52 adyacente. Una ranura 72 de placa de circuito inferior horizontal, ubicada por debajo de ranura 70, se extiende entre los extremos 48 y 52 e incluye varios segmentos 74 de ranura espaciados.
Se proporcionan dos salientes o nervaduras 76 de alineacion opuestos en las ranuras 70 superiores. Vease las figuras 5, 6 y 7. Las nervaduras 76 se ajustan al interior de los rebajes 78 en los bordes opuestos de la placa 32 de circuito superior cuando el conjunto 22 de placa de circuito se monta en el cuerpo 16 de plastico para ubicar el conjunto 22 de placa de circuito longitudinalmente en el cuerpo.
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Los salientes 80 y 82 de enclavamiento espaciados se extienden hacia fuera desde el lado externo de la carcasa 18. Los rebajes 84 y 86 de enclavamiento espaciados se extienden al interior del lado externo de la carcasa 20. Los salientes 80 y 82 que se extienden desde un conjunto 10 ajustado al interior de los rebajes 84 y 86 en un conjunto 10 adyacente para bloquear los conjuntos juntos en el carril 12 DIN. Los rebajes 84 se alargan ligeramente. Los salientes 80 y 82 se ajustan perfectamente a los rebajes 84 y 86. Los salientes 80 tienen un ajuste holgado longitudinalmente en los rebajes 86 para albergar tolerancias de moldeo.
Varios postes 88 de bloqueo se extienden hacia fuera desde el borde interno de la carcasa 20. Se proporcionan los rebajes 90 de bloqueo correspondientes en el borde interno de la carcasa 18.
Las carcasas 18 y 20 y el conjunto 22 se colocan juntos para formar la base 10 situando un lado del conjunto 22 de placa de circuito en el interior de una de las carcasas 18 o 20 con los bordes adyacentes de las placas 30 y 32 de circuito superior e inferior ubicadas en las ranuras 70 y 72 respectivamente y con la nervadura o el saliente 76 en la ranura 70 que se extiende al interior del rebaje 78 en el lado adyacente de la placa 32 de circuito superior.
Con el conjunto de placa de circuito en su sitio en las ranuras en una de las carcasas, la otra carcasa se mueve para engancharse con el lado expuesto del conjunto 22 de placa de circuito para ajustar los otros lados de las dos placas de circuito en ranuras 70 y 72 en la otra carcasa. El rebaje 78 en la placa 32 de circuito superior se ubica opuesto a la nervadura 76 en la ranura 70 en la segunda carcasa. Las dos carcasas se mueven entonces juntas para bloquear los postes 88 en rebajes 90 con los bordes de las placas 30 y 32 de circuito ajustados en las ranuras 70 y 72, extendiendose los salientes 76 al interior de rebajes 78 y los bordes internos de las carcasas haciendo tope unos con otros para formar el cuerpo 16.
Tal como se ilustra en las figuras 3 y 4, el conjunto 22 de placa de circuito ocupa completamente el interior del cuerpo 16 de plastico. Las placas de circuito se extienden completamente a traves de la anchura del cuerpo. La placa 30 de circuito se extiende entre los extremos interiores del cuerpo. Los alojamientos para las clavijas 46, 47 mas externas en un extremo del conjunto y las clavijas 50, 51 y 54 mas externas en el extremo opuesto de la placa se ubican en los extremos interiores del cuerpo. Esto significa que es esencial que la placa 30 de circuito pueda ubicarse de manera precisa horizontalmente en las ranuras 70 inferiores.
Las piezas 34 y 36 de sujecion espaciadoras ubican de manera precisa las placas 32 y 30 de circuito superior e inferior en relacion correcta en las direcciones longitudinal y vertical unas con otras. Cuando el conjunto 22 se situa en el cuerpo 16 de plastico, las nervaduras 76 ubican de manera precisa la placa 32 de circuito superior longitudinalmente de manera que la placa 30 de circuito inferior esta en una posicion longitudinal apropiada en el cuerpo con los extremos de la placa de circuito inferior, y los componentes montados sobre la placa de circuito inferior, en las posiciones para un ajuste cercano dentro del cuerpo 16, a pesar de ligeras tolerancias dimensionales inherentes en el moldeo de las carcasas, la fabricacion de las placas de circuito y fabricacion y montaje de los componentes sobre las placas de circuito.
Cada base 10 presta servicio a un bus de campo de procedimiento conectado a pares 46 y 50 de clavija. Un bus 57 de tierra suministra CC a un modulo 14 de aislamiento sobre la base. El otro bus 57 de CC suministra CC al otro modulo de aislamiento en la base. Los buses 57 de aislamiento se extienden a traves de todas las bases 10 montadas sobre el carril DIN. La potencia de CC se suministra a estos buses a traves de cables conectados a dos pares de clavijas 54 de contacto de potencia en una base 10. La tension de CC de la potencia suministrada mediante los buses 57 puede variar, normalmente dentro de un intervalo de aproximadamente 18 voltios a de aproximadamente 30 voltios. Esta tension vana debido a factores externos al bus de campo. Los modulos 14 afslan y regulan la tension de entrada para generar una tension de salida de CC continua de aproximadamente 28 voltios. La tension de salida desde los dos modulos 14 se combina y la tension positiva emitida se alimenta a traves de un inductor 68 de desacoplamiento y la conexion a tierra o salida negativa se alimenta a traves del otro inductor 68 de desacoplamiento. Estas salidas se alimentan entonces a las clavijas 46 y 50 conectados al cableado de bus de campo.
Cada modulo 14 de aislamiento sobre la base tiene suficiente capacidad como para energizar completamente el bus de campo conectado a la base 10 independientemente del otro modulo de aislamiento en la base. Esto significa que el fallo de uno de los dos modulos 14 de aislamiento en una base 10 no afectara al funcionamiento del bus de campo al que presta servicio la base. El otro modulo de aislamiento suministrara automaticamente potencia para hacer funcionar el bus de campo. Ademas, los modulos 14 pueden tener intercambio en caliente.
Cada modulo 14 incluye un rele de falla normalmente cerrado que se conecta al rele en el otro modulo en la base 10 y reles similares en modulos montados sobre otras bases 10 montadas sobre el carril 12 DIN. Las conexiones entre los reles se realizan a traves de adaptadores de contacto de conectores en puente de rele que unen los adaptadores 62 en las bases 10 adyacentes.
En el caso de que falle un modulo 14 de aislamiento y se abra un rele de falla, el modulo restante en la base 10 continuara prestando servicio al bus de campo y se accionara una alarma para alertar a un operario del fallo y para
que inicie una investigacion y sustitucion del modulo 14 de falla. La alarma puede ser una luz intermitente o un indicador en un panel de operario o en una estacion de control.
Claims (9)
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REIVINDICACIONES
Base (10) para un bus de campo de procedimiento, comprendiendo la base (10):
un cuerpo (16) hueco que tiene dos piezas (18, 20) opuestas que forman un espacio interior, teniendo el cuerpo (16) paredes laterales interiores opuestas,
una primera ranura (70) que se extiende a lo largo de cada pared lateral interior, siendo dichas ranuras (70) opuestas unas a otras a traves del interior del cuerpo (16) y extendiendose paralelas unas a otras; caracterizada por
una primera pieza (76) de alineacion en una de dichas ranuras (7);
un conjunto (22) de placa de circuito unitario en el cuerpo (16) hueco, incluyendo el conjunto (22) de placa de circuito una placa (32) de circuito superior, una placa (30) de circuito inferior que se extiende en paralelo a la placa (32) de circuito superior, y una pieza (34, 36) espaciadora/de sujecion para fijar dichas placas (30, 32) de circuito juntas, y primeros elementos (46a) de contacto para conexiones electricas con un bus de campo, segundos elementos (54) de contacto para conexiones electricas con una fuente de alimentacion para el bus de campo, una placa (32) de circuito que tiene bordes de placa de circuito en paralelo opuestos, y una segunda pieza (78) de alineacion en uno de dichos bordes de placa de circuito,
ajustandose dichos bordes de placa de circuito en dichas ranuras (70) para impedir que el conjunto (22) de placa de circuito se mueva en una direccion perpendicular a las ranuras (70), y enganchandose dichas piezas (76, 78) de alineacion unas a otras para impedir que el conjunto (22) de placa de circuito se mueva en una direccion a lo largo de las ranuras (70),
en la que ambas placas (30, 32) de circuito se situan en el cuerpo (16) hueco.
Base (10) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas medios (68) inductores de desacoplamiento entre los elementos (46a, 54) de contacto primeros y segundos.
Base (10) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que cada pieza (18, 20) opuesta incluye una segunda ranura (72), que se extiende en paralelo a dicha primera ranura (70), extendiendose los bordes de la otra placa (30) de circuito al interior de tales ranuras (72).
Base (10) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que dicha primera pieza (76) de alineacion comprende una nervadura en dicha una ranura (70, 72) y dicha segunda pieza (78) de alineacion comprende un rebaje en dicho un borde de placa de circuito, extendiendose dicha nervadura al interior de dicho rebaje.
Base (10) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que dicho cuerpo (16) incluye un rebaje (24) de modulo para un modulo (14) de aislamiento, dicha primera placa (32) de circuito adyacente a tal rebaje (24), un modulo (14) de aislamiento en el rebaje (24) de modulo y montado sobre la primera placa (32) de circuito, regulando el modulo (14) de aislamiento la potencia para los primeros elementos (46a) de contacto.
Base (10) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que la placa (30) de circuito inferior se extiende la longitud del espacio interior y tiene extremos opuestos, dichos elementos (46a, 54) de contacto primeros y segundos sobre los extremos de la placa (30) de circuito inferior.
Base (10) segun la reivindicacion 1 o 2, comprendiendo la base (10) como dos piezas (18, 20) opuestas un par de carcasas (18, 20) de plastico alargadas una al lado de la otra unidas entre sf para formar dicho cuerpo (16) que tiene un espacio interior alargado con lados opuestos, como primeras ranuras (70) un par de ranuras (70) de placa de circuito superior en paralelo opuestas que se extienden a lo largo de dichos lados interiores, un par de ranuras (72) de placa de circuito inferior en paralelo opuestas que se extienden a lo largo de dichos lados interiores por debajo de las ranuras (70) de placa de circuito superior de la pieza (34, 36) espaciadora unido a dichas placas (30, 32) de circuito superior e inferior para mantener dichas placas (30, 32) de circuito en una relacion espaciada, paralela y fijada unas a otras, teniendo cada placa (30, 32) de circuito bordes opuestos y paralelos; los bordes de la placa (32) de circuito superior en las ranuras de placa de circuito superior (70), los bordes de la placa (30) de circuito inferior en las ranuras (72) de placa de circuito inferior; los segundos elementos (54) de contacto sobre el conjunto (22) de placa de circuito para conexiones electricas con una fuente de alimentacion de CC para el bus de campo; en la que dichas ranuras (70, 72) alinean el conjunto (22) de placa de circuito verticalmente en el cuerpo (16) y dichas piezas (76, 78) de alineacion alinean el conjunto (22) de placa de circuito horizontalmente en el cuerpo (16).
Base (10) segun la reivindicacion 7, en la que las piezas (76, 78) de alineacion comprenden una primera muesca y una primera nervadura, extendiendose la primera nervadura al interior de la primera muesca.
- 9.
- Base (10) segun la reivindicacion 8, que incluye una segunda muesca en un borde de la placa (32) de circuito superior y una segunda nervadura en la ranura (70) que recibe tal borde de la placa (32) de circuito superior, extendiendose dicha segunda nervadura al interior de dicha segunda muesca.
- 5 10.
- Base (10) segun la reivindicacion 9, en la que dichos elementos (46a, 54) de contacto primeros y segundos estan sobre la placa (30) de circuito inferior, y dichos segundos elementos (54) de contacto estan en un extremo de la placa (30) de circuito inferior.
- 11. 10
- Base (10) segun la reivindicacion 10, que incluye inductores (68) de desacoplamiento de CC primeros y segundos sobre la placa (30) de circuito inferior.
- 12.
- Base segun la reivindicacion 9, que incluye un modulo (14) de aislamiento para regular la potencia suministrada a dichos primeros elementos (46) de contacto desde dichos segundos elementos (54) de contacto.
- 15 13.
- Base (10) segun la reivindicacion 12, en la que el modulo (14) de aislamiento esta sobre dicha placa (32) de circuito superior.
- o CM
- Base segun la reivindicacion 7, que incluye un gancho (26) de carril DIN y un bloqueador (28) de carril DIN.
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