ES2713152T3 - Sistema de intermediador de señales de I/O universal - Google Patents

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Stephen Klinger
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Abstract

Un sistema de intermediador de I/O universal (10) para procesar una señal de I/O transmitida entre un campo de I/O (12) y un controlador (14), comprendiendo el sistema: una base (20), un portador de circuito de intermediador (22) y un conector eléctrico (24); el conector eléctrico (24) que comprende una segunda mitad de conector (24b) fijada a la base y una primera mitad de conector (24a) fijada al portador de circuito de intermediador, siendo la primera y segunda mitades de conector acoplables selectivamente entre sí para fijar el portador de circuito de intermediador a la base; el circuito de 10 intermediador (22) que comprende un circuito de procesamiento de señal (40) en comunicación de circuito eléctrico con la primera mitad de conector, comprendiendo el circuito de procesamiento de señal una sección de entrada (42; 44), una sección de procesamiento y una sección de salida (44; 42), configurándose la sección de entrada para recibir una señal de I/O desde la primera mitad de conector, configurándose la sección de procesamiento de señal para procesar la señal de I/O recibida por la sección de entrada y la sección de salida configurándose para recibir la señal de I/O procesada desde la sección de procesamiento y emitir la señal de I/O procesada a la primera mitad de conector; la base (20) que comprende un terminal de lado de campo (30) para conexión eléctrica con una línea de señal de I/O que se extiende desde el dispositivo de campo de I/O, un terminal de lado de controlador (32) para conexión eléctrica con una línea de señal de I/O que se extiende al controlador, estando el terminal de lado de campo en comunicación de circuito eléctrico con la segunda mitad de conector, y estando el terminal de lado de controlador en conexión eléctrica con la segunda mitad de conector para definir un segmento de circuito de intermediador de base (28) que se extiende desde el terminal de lado de campo hasta la primera mitad de conector y desde la primera mitad de conector hasta el terminal de lado de controlador; formando el portador de circuito de intermediador (22) y el segmento de circuito de intermediador de base (28) de forma cooperativa un segmento de circuito de intermediador cerrado (46) que se extiende desde el terminal de lado de campo hasta el terminal de lado de controlador; el conector eléctrico (24) que forma primera y segunda conexiones de señal eléctricas entre la primera y segunda mitades de conector cuando la primera y segunda mitades de conector se acoplan entre sí, conectando eléctricamente la primera conexión de señal eléctrica el terminal de lado de campo con una de la sección de admisión y la sección de salida del circuito de procesamiento de señal (40) y la segunda conexión eléctrica conectando eléctricamente el terminal de lado de controlador con la otra de la sección de admisión y la sección de salida del circuito de procesamiento de señal en el que la señal de I/O se recibe por uno del terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador y la señal de I/O procesada se recibe por y es accesible desde el otro del terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador para transmisión adicional de la señal de I/O procesada lejos del sistema de intermediador de I/O universal y al dispositivo de campo o al controlador; y siendo el portador de circuito de intermediador acoplable y desacoplable selectivamente de la base sin requerir la eliminación de las líneas de señales de los terminales.

Description

DESCRIPCION
Sistema de intermediador de senales de I/O universal
Campo de la divulgacion
La divulgacion se refiere a transmision de una senal de I/O entre un dispositivo de I/O y un controlador para control de proceso y, en particular, a un sistema interpuesto en la trayectoria de senal que procesa la senal de I/O entre los puntos extremos de la senal.
Antecedentes de la divulgacion
Sistemas de control transmiten senales de I/O a y desde dispositivos de campo y controladores para regular y controlar procesos industriales. Dispositivos de campo incluyen sensores y accionadores. Los sensores transmiten senales de entrada que representan el estado de variables de proceso a los controladores, y los accionadores reciben senales de salida desde los controladores y toman medidas para afectar a variables de proceso. Los controladores pueden conectarse directamente a dispositivos de campo y tener capacidades de I/O fijas, o pueden usar tarjetas de I/O para proporcionar capacidad adicional. Algunos controladores se conectan a bastidores de I/O remotos que comunican senales de I/O con el controlador a traves de un bus digital o red.
Las senales de I/O pueden ser senales analogicas o senales digitales. Las senales analogicas de I/O son variables, en las que una tension o corriente representa la magnitud de un parametro de proceso tal como tasa de flujo o la posicion deseada de una valvula. Las senales digitales de I/O representan uno de dos estados: "activado/desactivado", "abierto/cerrado" y similares.
Un segundo tipo de senal de salida digital usada en control de proceso se usa para accionar un rele. Muchas tareas de control requieren reles que conectan dispositivos de campo tal como accionadores o motores a fuentes de alimentacion para operacion de los accionadores o motores. La senal de salida digital abre o cierra el rele para apagar o encender el accionador o motor. La lmea I/O digital de "Generacion 4" o "G4" comercializada por Opto 22, Temecula, California, Estados Unidos, por ejemplo, comercializa modulos de entrada digitales y modulos de salida digitales separados para reles de operacion.
Procesos industriales complejos pueden usar un numero de dispositivos de campo y controladores distribuidos a lo largo de la planta para control de proceso. El cableado de I/O desde los dispositivos de campo a menudo se trae a una ubicacion central para facilidad de gestion. El cableado de campo puede extenderse a un bloque de terminal contenido en un armario de cableado y desde el bloque de terminal se extiende a los controladores.
Sensores y otros dispositivos de campo a menudo requieren alimentacion continua para operacion. Un dispositivo de campo puede alimentarse a traves de la lmea de senal de I/O o puede recibir potencia a traves de una lmea de alimentacion separada. Se requiere un esfuerzo de ingeniena sustancial para definir las necesidades de potencia de los dispositivos de campo y para disponer la distribucion de alimentacion a los dispositivos de campo durante las fases de planificacion inicial de un sistema de control. A medida que los dispositivos de campo se sustituyen o actualizan, los requisitos de potencia o distribucion de alimentacion del sistema de control tambien pueden cambiar. Se requiere un esfuerzo de ingeniena adicional para responder a estos retos.
Durante la puesta en marcha inicial de un sistema de control, pueden requerirse pruebas extensas de la calidad de senal de I/O para garantizar una instalacion y operacion apropiadas del sistema de control.
Senales de I/O pueden requerir acondicionamiento de senal para operacion apropiada del sistema de control. El cableado de I/O desde los dispositivos de campo puede traerse a acondicionadores de senal modulares alojados en el armario, y desde los acondicionadores de senal a los controladores. Un ejemplo de acondicionadores de senal incluye la lmea "MINI Analog Pro" disponible en Phoenix Contact GmbH & Co., Blomberg, Alemania. Cambiar un acondicionador de senal requiere desconectar el cableado de I/O del viejo acondicionador de senal y reconectar el cableado al nuevo acondicionador de senal. El documento EP 2241 980 A1 divulga un sistema de entrada/salida modular para cableado de campo que comprende unidades de modulo de I/O que cada una tiene una base y una unidad de modulo extrafble. El sistema se configura para tener unidades de I/O comunicando de tal forma que cuando un modulo de la unidad de I/O se enchufa a una base, el modulo lee la direccion de la base y esta listo inmediatamente para que la unidad de CPU descubra la unidad de I/O.
Existe una necesidad para un sistema mejorado de acondicionamiento de senal de I/O que pueda interponerse entre dispositivos de campo y controlador que aborde mejor el diagnostico, potencia y necesidades de conexion de un sistema de control.
Breve sumario de la divulgacion
Se divulga un sistema de intermediador de I/O universal para procesar una senal de I/O transmitida entre un dispositivo de campo de I/O y un controlador. El sistema incluye una base conectada entre el dispositivo de campo y el controlador y uno o mas conectores fijados a la base. Un portador de circuito de intermediador incluye una correspondiente mitad de conector e incluye un circuito de procesamiento de senal para procesar una senal de I/O que se transmite entre un dispositivo de campo de I/O y un controlador.
Un portador de circuito de intermediador puede cambiarse sin desconexion de la base del dispositivo de campo o controlador.
Realizaciones del portador de circuito de intermediador incluyen diferentes tipos de circuitos de procesamiento de senal, incluyendo, pero no necesariamente limitados a, circuitos de paso, circuitos de acondicionamiento de senal, circuitos de proteccion electrica y circuitos de rele.
Aun otras realizaciones del portador de circuito de intermediador incluyen puertos de acceso que proporcionan acceso a la trayectoria de senal para diagnostico de senal de I/O.
En otras realizaciones mas del portador de circuito de intermediador, puede transmitirse potencia a traves del sistema de intermediador al dispositivo de campo. Esto simplifica las necesidades de disposiciones de alimentacion cuando se planifica una nueva instalacion o cuando se sustituyen o anaden dispositivos de campo a un sistema de control existente.
El sistema de intermediador de I/O universal divulgado ofrece un numero de ventajas. Durante la puesta en marcha inicial de un sistema de control o instalacion de un nuevo dispositivo de campo, puede usarse un portador de circuito de intermediador con elementos de fusion o puertos de acceso para proteccion de circuito anadida y acceso de diagnostico. El portador puede sustituirse mas adelante con una portadora sin puntos de acceso y/o con diferentes elementos de fusion.
Si acondicionamiento de senal necesita cambio durante la vida util de un dispositivo de campo, puede instalarse un portador de circuito de intermediador diferente sin la desconexion del cableado de I/O en la base.
Otros objetos y caractensticas seran evidentes a medida que la descripcion avanza, especialmente cuando se toma en conjunto con las hojas de dibujo adjuntas que ilustran una o mas realizaciones.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 ilustra un sistema de intermediador de I/O universal para procesar una senal de I/O transmitida entre un dispositivo de I/O y un controlador;
La Figura 2 ilustra un circuito formado por el sistema de intermediador de I/O universal que conecta el dispositivo de I/O y el controlador;
La Figura 3 ilustra las senales de I/O que pueden procesarse mediante el sistema accesorio de I/O universal; La Figura 4 ilustra una realizacion del sistema accesorio de I/O universal capaz de proporcionar potencia al dispositivo de I/O;
La Figura 5 es similar a la Figura 2 pero ilustra un circuito formado por el sistema accesorio de I/O universal mostrado en la Figura 4;
La Figura 6 es similar a la Figura 4 pero ilustra una realizacion del sistema de intermediador de I/O universal que proporciona potencia y una trayectoria de senal al dispositivo de I/O a traves de lmeas de transmision separadas; La Figura 7 ilustra una realizacion del sistema de intermediador de I/O universal capaz de proporcionar potencia al dispositivo de I/O, la potencia seleccionable de entre mas de una fuente de suministro;
La Figura 8 ilustra una realizacion del sistema de intermediador de I/O universal en el que se proporciona potencia al dispositivo de I/O independientemente del portador de circuito de intermediador;
La Figura 9 es una vista en seccion esquematica de un conjunto de base de una realizacion del sistema de intermediador de I/O universal;
La Figura 10 ilustra una realizacion de una base para el sistema accesorio de I/O universal que tiene multiples terminales de lado de campo y de lado de controlador para conexion simultanea de multiples dispositivos de I/O al controlador;
La Figura 11 es similar a la Figura 10 pero ilustra una realizacion de la base que tiene dos buses de fuente de alimentacion separados que conectan las conexiones por clavija de la base;
La Figura 12 es similar a la Figura 10 pero con los terminales de lado de controlador que forman parte de una mitad de conector electrico;
La Figura 13 ilustra la base mostrada en la Figura 12 conectada al controlador a traves de la mitad de conector electrico;
La Figura 14 ilustra la base de a sistema accesorio de I/O universal montado en un alojamiento que incluye un bloque de terminal para los terminales de lado de campo del sistema;
La Figura 15 ilustra el alojamiento formado a partir de sectores de alojamiento individuales;
La Figura 16 ilustra un alojamiento de portador de circuito de intermediador de primera realizacion;
La Figura 17 ilustra un alojamiento de portador de circuito de intermediador de segunda realizacion;
La Figura 18 ilustra el circuito de procesamiento de senal del portador de circuito de intermediador configurado como un circuito pasante;
La Figura 19 ilustra el circuito de procesamiento de senal del portador de circuito de intermediador configurado como un circuito de proteccion electrica;
La Figura 20 ilustra el circuito de procesamiento de senal del portador de circuito de intermediador configurado como un circuito de acondicionamiento de senal; y
La Figura 21 ilustra el circuito de procesamiento de senal del portador de circuito de intermediador configurado como un circuito de rele.
Descripcion detallada
La Figura 1 ilustra un sistema de intermediador de I/O universal 10 para interceptar y procesar una senal de I/O transmitida entre un dispositivo de I/O 12 y un controlador 14. El sistema de intermediador 10 se muestra conectado al dispositivo de I/O 12 mediante un alambre o lmea de senal 16 y conectado al controlador 14 mediante un alambre o lmea de senal 18. Aunque la Figura 1 ilustra las lmeas de senales 16, 18 que se extienden directamente desde el dispositivo de I/O 12 y el controlador 14 al sistema de intermediador de I/O 10, debena entenderse que las lmeas de senales pueden encaminarse de otras formas a y desde el sistema de intermediador de I/O 10 como se conoce en la tecnica. Por ejemplo, la lmea de senal 18 puede extenderse a una tarjeta de I/O o bastidor de I/O conectado a un controlador de un sistema de control distribuido.
Un dispositivo de I/O 12 incluye funcionalidad de entrada/salida, es decir, el dispositivo de I/O 12 puede emitir una senal que se recibe por el sistema de intermediador de I/O 10 a traves de la lmea 16 para transmision al controlador 14 a traves de la lmea 18, o puede recibir como entrada una senal emitida por el controlador 14 que se recibe por el sistema de intermediador de I/O 10 a traves de la lmea 18 para transmision al dispositivo de I/O 12 a traves de la lmea 16. El sistema de intermediador de I/O 10 habilita que la senal recibida por el sistema de I/O 10 a traves de la lmea 16 o la lmea 18 se intercepte o procese o de otra manera evalue o trate antes de emitirse desde el sistema de I/O 10 a traves de la otra de la lmea 16 o la lmea 18. Desde el punto de vista del dispositivo de I/O 12, el dispositivo de I/O recibe o transmite senales de I/O desde o al controlador 14 en la lmea 16. Desde el punto de vista del controlador 14, el controlador 14 recibe o transmite senales de I/O desde o al dispositivo de I/O 12 en la lmea 18. En realizaciones descritas en mas detalle mas adelante, el sistema de intermediador de I/O 10 tambien puede suministrar potencia al dispositivo de I/O 12.
El sistema de intermediador de I/O 10 incluye un conjunto de base 20, un portador de circuito de intermediador 22, y un conector electrico 24. El conector electrico 24 es una interfaz que fija de forma extrafble el portador de circuito 22 al conjunto de base 20. El conector electrico 24 tambien proporciona conexiones electricas entre el conjunto de base 20 y el portador de circuito 22 cuando el portador 22 se fija al conjunto de base 20.
El conector electrico 24 incluye una primera mitad de conector 24a fijada a y que forma parte del portador de circuito 22, y una segunda mitad de conector 24b fijada a y que forma parte del conjunto de base 20.
El conector electrico 24 ilustrado es un conector electrico de tipo clavija y casquillo incluye clavijas y la otra clavija de conector incluye correspondientes casquillos que reciben las clavijas. Aunque se muestra un conector D-sub, pueden usarse otros tipos de conectores electricos (incluyendo pero sin limitacion bloques de terminal, conectores enchufe/casquillo, o RS232, USB, RS46, RJ45, o conectores RS422/485) para proporcionar conexiones mecanicas y electricas entre el conjunto de base 20 y el portador de circuito 22. El conector electrico y/o la base pueden incluir elementos de clave o codificacion u otra estructura que asegura el acoplamiento correcto de las mitades de conector. El conjunto de base 20 tambien puede incluir una estructura de grna (no mostrada) que facilita alineamiento apropiado de las mitades de conector 24a, 24b cuando que conectan las mitades de conector.
El conjunto de base 20 incluye una placa de circuito impreso (PCB) 26 que transporta un segmento de circuito de intermediador de base 28. El segmento de circuito de intermediador de base 28 incluye la mitad de conector 24b e incluye adicionalmente un terminal de dispositivo 30 para conexion electrica con el dispositivo de I/O 12 y un terminal de controlador 32 para conexion electrica con el controlador 14. El segmento de circuito de intermediador de base 28 incluye adicionalmente porciones de circuito proporcionadas por la PCB 26, incluyendo estas porciones de circuito comunicacion de circuito electrico 34 entre el terminal de dispositivo 30 y la mitad de conector 26b y proporciona comunicacion de circuito electrico 36 entre el terminal de controlador 32 y la mitad de conector 24b.
El segmento de circuito de intermediador de base 28 forma una conexion electrica normalmente abierta que se extiende desde el terminal de dispositivo 30 hasta el terminal de controlador 32.
El portador de intermediador 22 ilustrado tiene un alojamiento 38 que transporta la mitad de conector 24a. En el alojamiento 38 se dispone un circuito de procesamiento de senal 40 en comunicacion de circuito electrico con la mitad de conector 24a a traves de una seccion de circuito de I/O 42 y una seccion de circuito de I/O 44.
Como se muestra en la Figura 2 cuando el portador de circuito de intermediador 22 se conecta al segmento de circuito de intermediador de base 28, el conector electrico 24 coloca las secciones de circuito de I/O 42, 44 en serie con las respectivas secciones de circuito de base 34, 36. El portador de circuito de intermediador 22 y el segmento de circuito de intermediador de base 28 forman de forma cooperativa un segmento de circuito de intermediador cerrado 46 que se extiende desde el terminal de dispositivo 30 hasta el terminal de controlador 32. El segmento de circuito de intermediador de base 28 y el portador de circuito de intermediador 22 habilitan procesamiento de senal adicional u otra funcionalidad a interponer en la trayectoria de senal de I/O que se extiende entre el dispositivo de I/O 12 y el controlador 14. Una senal de I/O que pasa entre los terminales 30, 32 se intercepta y procesa mediante el circuito de procesamiento de senal interpuesto 40. Una senal de I/O recibida en el sistema de intermediador 10 se procesa mediante el sistema de intermediador 10 y a continuacion transmiten fuera del sistema 10.
La Figura 3 ilustra el tipo de senales de I/O que pueden recibirse por el sistema de intermediador 10. Una senal emitida por el dispositivo de I/O 12 para transmision al controlador 14 se considera una senal de entrada con respecto al sistema 10. Una senal emitida por el controlador 14 para transmision al dispositivo de I/O 12 se considera una senal de salida con respecto al sistema 10. Como se conoce en la tecnica, las senales de I/O pueden ser senales analogicas o pueden ser senales digitales. Por lo tanto el segmento de circuito de intermediador de base 28 puede conectarse entre el dispositivo de I/O 12 y el controlador 14 para recibir en el terminal de dispositivo 30 una senal de entrada analogica 48 o una senal de entrada digital 50, o para recibir en el terminal de controlador 32 una senal de salida analogica 52 o una senal de salida digital 54.
Un portador de circuito de intermediador 22 se configura para procesar o bien una senal de I/O digital o bien para procesar una senal de I/O analogica. Un portador de circuito accesorio 22 que se configura para procesar una senal analogica es un portador de circuito accesorio analogico. Un portador de circuito accesorio 22 que se configura para procesar una senal digital es un portador de circuito accesorio digital. La "polaridad" de un portador de circuito accesorio 22 se determina mediante si la senal de I/O se recibe a traves de la seccion de circuito de I/O 42 o a traves de la seccion de circuito de I/O 44. Un portador de circuito accesorio 22 que se configura para procesar una senal de entrada recibida a traves de la seccion de circuito de I/O 42 es un portador de circuito de entrada. Un portador de circuito accesorio 22 que se configura para procesar una senal de salida recibida a traves de la seccion de circuito de I/O 44 es un portador de salida.
Un portador de circuito de intermediador 22 puede ser en diferentes realizaciones un portador de circuito de entrada analogico, un portador de circuito de salida analogico, un portador de circuito de entrada digital o un portador de circuito de salida digital. Un usuario selecciona el tipo y polaridad apropiados del portador de circuito 22 para usar en el sistema 10 basandose en el tipo de senal (analogica o digital) y la polaridad (entrada o salida) de la senal de I/O a transmitir entre el dispositivo de I/O 12 y el controlador 14. Si las especificaciones de senal cambian, o si el dispositivo de I/O 12 se sustituye con un tipo diferente de dispositivo de I/O, el portador de circuito accesorio 22 usado en el sistema 10 cambia en consecuencia.
Como se muestra en la Figura 3, un portador de circuito de entrada analogico 22ai recibe una senal de entrada analogica 48 desde el terminal de dispositivo 30 y emite una senal de entrada analogica procesada 48p al terminal de controlador 32. Un portador de circuito de entrada digital 22di recibe una senal de entrada digital 50 desde el terminal de dispositivo 30 y emite una senal de entrada digital procesada 50p al terminal de controlador 32. Un portador de circuito de salida analogico 22ao recibe una senal de salida analogica 52 desde el terminal de controlador 32 y emite una senal de salida analogica procesada 52p al terminal de dispositivo 30. Un portador de circuito de salida digital 22do recibe una senal de salida digital 54 desde el terminal de controlador 32 y emite una senal de salida procesada 54p al terminal de dispositivo 30.
La Figura 4 ilustra un conjunto de base de segunda realizacion 60 que es similar al conjunto de base 20 pero puede suministrar potencia al dispositivo de I/O 12. El segmento de circuito de intermediador de base del conjunto de base 60 incluye un terminal de fuente de alimentacion 62 que se muestra conectado a una fuente de tension 64. La fuente de tension 64 en la realizacion ilustrada es una fuente de tension de CC de 24 voltios. La PCB de conjunto de base proporciona comunicacion de circuito electrico 66 entre el terminal de alimentacion 62 y la mitad de conector 26b. Como se muestra en la Figura 5, el portador de circuito 22 para uso con el conjunto de base 60 incluye un puente 68 cuyos extremos se conectan a la mitad de conector 24a. Cuando el portador de circuito 22 se conecta al conjunto de base 60 el conector electrico 24 coloca el puente 68 en serie con las secciones de circuito de base 66, 33. Se suministra potencia desde la fuente de tension 64 al dispositivo de I/O 12 a traves de la lmea 16.
Un portador de circuito de intermediador 22 tambien es un portador de circuito de alimentacion si el portador se configura para suministrar potencia al terminal de dispositivo 24. Un portador de circuito de intermediador es un portador de circuito de no alimentacion si el portador no se configura para suministrar potencia al terminal de dispositivo 30.
El portador de circuito 22 mostrado en la Figura 5 tambien incluye un circuito de distribucion de potencia interno 70 que recibe potencia desde la fuente de tension 64 para alimentar la circuitena interna del propio portador de circuito. Un portador de circuito de intermediador 22 puede ser un portador de circuito de base alimentada que se alimenta a traves del conjunto de base 60 independientemente de la senal que se procesa por el aportador. En otras realizaciones un portador de circuito de intermediador 22 puede alimentarse por senal, es decir, el portador de circuito 22 utiliza la potencia de la senal que se procesa para alimentar el portador de circuitos.
Debena entenderse que realizaciones divulgadas en este documento que son capaces de suministrar potencia al terminal de dispositivo 30 pueden configurarse en realizaciones alternativas para suministrar potencia al terminal de controlador 32.
La Figura 6 ilustra un conjunto de base de tercera realizacion 72 similar al conjunto de base 60. El circuito de interconexion de circuitos del conjunto de base 72 incluye un segundo terminal de lado de dispositivo 74 que se conecta a la mitad de conector electrico 24b mediante la comunicacion de circuito electrico 76. El portador de circuito de intermediador 22 usado con el conjunto de base 72 interconecta el terminal de fuente de alimentacion 62 con el terminal 74. Una lmea de alimentacion se conecta al terminal 74 y al dispositivo de I/O 12 para suministrar potencia al dispositivo de I/O a traves de una lmea de alimentacion 78 separada del dispositivo de I/O lmea de senal 16. La Figura 6 ilustra que un circuito de interconexion de senales puede incluir un numero plural de terminales para conexiones con un dispositivo de I/O 12. Podnan proporcionarse terminales adicionales, por ejemplo, para terminar conductores de blindaje que se extienden desde el dispositivo de I/O.
La Figura 7 ilustra un conjunto de base de cuarta realizacion 80 similar al conjunto de base 72. El circuito de interconexion de circuitos del conjunto de base 80 incluye un segundo terminal de fuente de alimentacion 82 ademas del terminal de fuente de alimentacion 62. El terminal de fuente de alimentacion 82 se muestra conectado a una segunda fuente de tension 84 que suministra una tension diferente de la de la fuente de tension 64. Cuando se usa un portador de circuito de intermediador 22 configurado para interconectar el terminal de fuente de alimentacion 62 al terminal de alimentacion de dispositivo 74, la potencia puede transmitirse desde la fuente de tension 54 al dispositivo de I/O 12 a traves de la lmea de alimentacion 78 como se mostro en la Figura 6. Cuando se usa un portador de circuito de intermediador 22 configurado para interconectar el terminal de fuente de alimentacion 82 al terminal de dispositivo 30, la potencia puede transmitirse desde la fuente de tension 84 al dispositivo de I/O 12 a traves del dispositivo de I/O lmea de senal 16 como se mostro en la Figura 4.
Las Figuras 4-7 ilustran el suministro de potencia al dispositivo de I/O 12 utilizando el portador de circuito de intermediador 22 para conectar un terminal de fuente de alimentacion con un terminal de dispositivo. La Figura 8 ilustra un conjunto de base de quinta realizacion 90 que incluye terminales de fuente de alimentacion 92, 94 similares a los terminales de fuente de alimentacion 62, 82. En esta realizacion, sin embargo, los terminales de fuente de alimentacion 62, 82 se conectan electricamente al segmento de circuito de intermediador de base 28 entre la mitad de conector electrico 24b y el terminal de dispositivo 30. Puede suministrarse potencia al terminal de dispositivo 30 independientemente de la presencia del portador de circuito de intermediador 22. Un terminal de fuente de alimentacion puede conectarse a un terminal de alimentacion de dispositivo especializado similar al terminal de alimentacion 74 en otras realizaciones posibles.
El segmento de circuito de intermediador de base 28 tambien puede incluir dispositivos adicionales en la trayectoria de senal para procesar la senal o para proporcionar capacidades de diagnostico u otra funcionalidad independientemente de o independiente del portador de circuito de intermediador que se usa. La Figura 9 ilustra un conjunto de base de sexta realizacion 100 que es similar al conjunto de base 20 pero incluye una interrupcion de pulsador manual 102 dispuesta en el segmento de circuito de intermediador de base 28. El segmento de circuito 28 incluye puntos de prueba expuestos 104, 106 en lados opuestos de la interrupcion 102. Un usuario puede abrir manualmente un circuito activo con la interrupcion 102 y colocar sondas en los puntos de prueba 104, 106 para supervisar la calidad de senal para propositos de pruebas y diagnostico. Pueden proporcionarse cubiertas para cubrir los puntos de prueba 104, 106 cuando no se usen.
Otros dispositivos o elementos de circuito que podnan incorporarse opcionalmente en el segmento de circuito de intermediador de base 28 para proporcionar funcionalidad independientemente del portador de circuito accesorio incluyen fusibles, elementos aislantes, repetidores de senal y similares.
La Figura 10 ilustra un conjunto de base de septima realizacion 110 que es similar al conjunto de base 20 pero incluye un numero plural de segmentos de circuito de intermediador de base 28 similares en la PCB 26. Cada segmento de circuito de intermediador de base 28 del conjunto de base 110 en la Figura 10 es independiente de los otros segmentos de intermediador. Cada segmento de circuito de intermediador de base se muestra como que es similar al segmento de circuito 28 mostrado en la Figura 1, pero debena entenderse que algunos o todos los segmentos de intermediador 28 pueden incluir terminales de fuente de alimentacion adicionales, terminales de alimentacion de dispositivo y dispositivos o elementos de circuito adicionales en la trayectoria de senal como se ha descrito anteriormente y como se muestra anteriormente en las Figuras 1-9.
Porque los segmentos de circuito de intermediador de base 28 son independientes entre sf, el tipo y polaridad de un dispositivo de I/O conectado a un segmento de intermediador 28 es independiente del tipo y polaridad de un dispositivo de I/O conectado a otro cualquiera de los segmentos de intermediador 28. Sustituir un dispositivo de I/O conectado a un segmento de intermediador 28 no afecta a los otros dispositivos de E/S conectado a los otros segmentos de intermediador 28, incluso si tal cambio requiere cambiar el tipo o polaridad del portador de circuito de intermediador de ese segmento de circuito de intermediador de base.
Adicionalmente, procesamiento de senal y otra funcionalidad interpuesta en la trayectoria de senal de cada segmento de intermediador 28 por ese segmento de intermediador 28 es independiente del procesamiento de senal inyectado en las respectivas trayectorias de senal de los otros segmentos de intermediador 28. El tipo y polaridad del portador de circuito de intermediador 22 usados en cada segmento de intermediador 28 es independiente del tipo y polaridad del portador de circuito de intermediador 22 usados en los otros segmentos de intermediador 28. La eleccion para suministrar potencia a un dispositivo de I/O conectado a cada segmento de intermediador 28 se toma independientemente de cualquier requisito de potencia de los otros segmentos de intermediador 28. Dispositivos o funcionalidad adicionales dispuestos en cada segmento de intermediador 28 actuan independientemente de dispositivos o funcionalidad similares en los otros segmentos de intermediador 28. Por ejemplo, abrir un circuito de senal con una interrupcion 102 en un segmento de intermediador 28 no afecta a los otros segmentos de intermediador 28. Cambiar un dispositivo de I/O conectado a un segmento de intermediador 28 no afecta a los otros segmentos de intermediador 28 ni requiere cambiar los portadores de circuito de intermediador 22 usado en los otros segmentos de intermediador 28.
La Figura 10 ilustra cuatro segmentos de circuito de intermediador de base 28 y no pretende ser limitante. Las realizaciones que tienen 32, 64 o mas segmentos de intermediador 28 estan dentro del alcance de la divulgacion. La Figura 11 ilustra un conjunto de base de octava realizacion 120 que es similar al conjunto de base 110. En esta realizacion la potencia se hace disponible desde una fuente de tension a cada segmento de intermediador 28 a traves de un bus en lugar de a traves de un terminal de fuente de alimentacion especializado para cada segmento de intermediador 28. La Figura 11 ilustra buses de fuente de alimentacion 122, 124 que tienen respectivos terminales de suministro de bus 126, 128. Se muestran conectadas las respectivas fuentes de tension 64, 84 a los terminales de suministro de bus 126, 128. Se conectan correspondientes clavijas de cada mitad de conector electrico 24b a respectivos buses 122, 124. Un portador de circuito de intermediador de tipo de potencia 22 configurado para conectarse o bien al bus 122 o bien al bus 124 suministra potencia desde el bus al terminal de dispositivo 30 o terminal de potencia 74 del segmento de intermediador 28 como se ha descrito anteriormente. En otras realizaciones mas, un bus similar al bus 122 o el bus 124 esta con la condicion de que se dedica a hacer disponible la potencia para su uso por los portadores de circuito de intermediador 22 fijado a los segmentos de intermediador 28. En aun realizaciones adicionales, un bus similar al bus 122 o el bus 124 esta con la condicion de que puede alimentar independientemente herramientas o dispositivos de diagnostico en uso en asociacion con el conjunto de base 120. Por ejemplo, podna proporcionarse un puerto de alimentacion para cada segmento de intermediador 28 para alimentar un dispositivo de diagnostico de mano fijado a los puertos de prueba 102, 104 de un segmento de intermediador 28.
La Figura 12 ilustra un conjunto de base de novena realizacion 130 que es similar al conjunto de base 120. En esta realizacion los terminales de controlador 32 de los segmentos de intermediador 28 se forman como clavijas y disponen para formar una mitad de conector de clavija 132 fijada a la PCB 26. La mitad de conector de clavija 132 ilustrada es la mitad de un conector D-sub convencional. El tamano, configuracion y numero de clavijas de la mitad de conector de clavija 132 se selecciona independientemente de las usadas para las mitades de conector electrico 24a o 24b.
Disponer los terminales de controlador 32 como una mitad de conector habilita la conexion conveniente de multiples lmeas de I/O de controlador 18 que se extienden desde el conjunto de base 130 hasta el controlador 14. La Figura 13 ilustra un cable 134 que conecta el conjunto de base 130 con el controlador 14. El cable 134 tiene una mitad de conector electrico 136 compatible con la mitad de conector 132 en un extremo del cable, y una mitad de conector 138 compatible con una mitad de conector de controlador en el otro extremo del cable. El cable 134 proporciona conexion simultanea de un numero plural de alambres de senal de I/O.
Dispositivos de clasificacion electronica o de agregacion de I/O utilizan una mitad de conector estandar o propietaria que coincide con una correspondiente mitad de conector de un cable I/O de multiples alambres para conectar el dispositivo de clasificacion a las lmeas de senal de I/O. En las realizaciones la mitad de conector 138 se configura para conectar con la mitad de conector del dispositivo de clasificacion o agregacion. En tales usos el conjunto de base 130 no se fija directamente al controlador 14 sino que se conecta en su lugar a traves de un dispositivo de clasificacion intermediario.
Ejemplos no limitantes de dispositivos de clasificacion electronica o de agregacion de I/O que podnan conectarse al conjunto de base 130 mediante el uso de un cable adecuado incluyen, entro otros, el hardware de I/O de clasificacion electronica DELTAV CHARMS (marca comercial) comercializado por Emerson Process Management y el hardware de I/O de EXPERION UNIVERSAL PROCESS comercializado por Honeywell International Inc.
La Figura 12 ilustra todos los terminales de controlador 32 del conjunto de base 130 que se contienen en una unica mitad de conector de senal 138. En otras realizaciones los terminales de controlador 32 se organizan en un numero plural de mitades de conector 138. Por ejemplo, un conjunto de base que tiene 32 segmentos de intermediador 28 tiene los terminales de controlador 32 dispuestos en dos grupos de 16 terminales, formando cada grupo de terminales una respectiva mitad de conector 132. En otras realizaciones, unicamente algunos de los terminales de controlador 42 forman parte de una mitad de conector 138; los otros terminales de controlador 32 pueden permanecer dispuestos de forma similar a la disposicion mostrada en la Figura 10.
La Figura 14 ilustra un sistema de intermediador de I/O universal 210 similar al sistema 10 que incluye un conjunto de base 220 similar al conjunto de base 140. En esta realizacion la PCB base 222 del conjunto de base 220 se monta en un alojamiento 224. Los terminales de dispositivo 30 se contienen dentro de un bloque de terminal 226 que forma parte del alojamiento 224. Conductores (no mostrados) se extienden desde el bloque de terminal 226 a la PCB base 222 para formar las conexiones electricas requeridas. El bloque de terminal 226 tambien puede incluir terminales adicionales para conexiones de alimentacion y de fuente de alimentacion como se describe anteriormente. Por ejemplo, el bloque de terminal 226 incluye un terminal de fuente de alimentacion (TERMINAL DE BUS) para proporcionar potencia al bus de alimentacion (no mostrado).
La Figura 15 ilustra un alojamiento 230 de un sistema de intermediador de I/O universal que es similar al sistema de I/O 210. El alojamiento 230 se muestra en un rail DIN 232.
El alojamiento 230 se forma a partir de un numero de sectores de alojamiento 234 situados lado a lado a lo largo del rail DIN 232. Cada sector de alojamiento 234 se asocia con un respectivo segmento de intermediador 28 e incluye un bloque de terminal modular 236 que contiene los terminales de dispositivo 238 (terminales de senal, potencia y blindaje) para el segmento de intermediador 28. En realizaciones alternativas multiples sectores de alojamiento 234 se asocian con un respectivo segmento de intermediador 28. El bloque de terminal 236 separa los terminales 238 verticalmente, es decir, transversal al eje de rail DIN. El alojamiento ilustrado incluye un sector de alojamiento 240 adicional para terminales de fuente de alimentacion 242. Los terminales de fuente de alimentacion 242 pueden configurarse para conectarse a una fuente de tension de CC de 24 v para suministrar potencia al controlador a traves de un portador de circuito de intermediador 22, una fuente de tension de 24 DV para suministrar potencia a un dispositivo de I/O a traves de un portador de circuito de intermediador 22 y para conexion opcional a una tercera fuente de tension de hasta 125 V para potencia opcional.
El alojamiento 230 pueden incluir una conexion a tierra conectando electricamente el rail DIN 232 con la base de PCB 26. Cada segmento de intermediador 28 pueden incluir conexiones electricas para asociar el blindaje de todas las lmeas de senal a la tierra de rail DIN, asociar blindajes de campo o blindajes de cable a la tierra de rail DIN o a una tierra alternativa.
Un ejemplo de un alojamiento modular que puede adaptarse para formar el alojamiento 230 se divulga en la patente de Estados Unidos a Correll 7.462.063 "Modular Terminal Block", cuya patente se incorpora por referencia como si se expusiera totalmente en este documento.
Las Figuras 16 y 17 ilustran dos realizaciones del alojamiento 38 del portador de circuito de intermediador 22.
La Figura 16 ilustra un alojamiento 250 que tiene un cuerpo ngido 252 generalmente prismatico. La mitad de conector electrico 24a se ubica en la parte inferior del cuerpo 252. El alojamiento 250 pueden incluir ranuras de ventilacion 254 o similares para disipar el calor. El alojamiento 250 pueden incluir superficies de grna, estructuras de clave y codificacion, mecanismos de enclavamiento y similares para alinear, acoplar y retener de forma liberable el portador de circuito de intermediador 22 en la base mitad de conector 24b.
La Figura 17 ilustra un alojamiento 260 que es similar al alojamiento 250 pero incluye una cubierta articulada 256. La cubierta 256 puede pivotar entre las posiciones de cerrada y abierta. Cuando esta en la posicion cerrada la cubierta 256 cubre estrechamente una superficie exterior 258 del cuerpo de alojamiento 252. Cuando esta en la posicion abierta la cubierta 256 se separa de la superficie 258 para proporcionar acceso a la superficie 254. En las realizaciones del portador de circuito de intermediador descrito anteriormente, puntos de prueba, interrupciones, conmutadores, indicadores visuales, fusibles y otros elementos de circuito 259 pueden colocarse en o a lo largo de la superficie 258. La cubierta 256 proporciona proteccion ambiental de esos elementos de circuito mientras aun proporciona acceso de usuario a los mismos. Una cubierta translucida permite el uso de indicadores visuales mientras la cubierta esta cerrada.
A continuacion se describen ejemplos no limitantes de diferentes tipos de circuitos de procesamiento de senal 40. Los circuitos de procesamiento de senal 40 ilustrados estan en cuatro categonas principales:
(1) circuitos pasantes o de paso,
(2) circuitos de proteccion electrica,
(3) circuitos de acondicionamiento de senal, y
(4) circuitos de rele.
Un portador de circuito de intermediador 22 que implementa uno de los circuitos de procesamiento 40 ilustrados tambien puede configurarse para transmitir potencia desde una fuente de tension al terminal de dispositivo 30 o terminal de controlador 32 como se ha descrito anteriormente.
La Figura 18 ilustra un circuito pasante 260. El circuito pasante 260 proporciona una conexion pasiva 1:1 en la que la senal de I/O (analogica o digital) en el circuito 260 es identica a la senal de I/O fuera del circuito 260. El mismo circuito pasante 260 puede tratar o bien senales de entrada o bien senales de salida, es decir, la polaridad de un portador de circuito de intermediador 22 que implementa un circuito pasante 260 puede ser irrelevante.
Circuitos de procesamiento de senal 40 configurados como circuitos de proteccion electrica proporcionan proteccion contra sobretension o sobrecorriente. La Figura 19 ilustra un circuito de procesamiento de senal configurada como un circuito de proteccion electrica 270. El circuito de proteccion 270 incluye un elemento de fusion 272, una luz indicadora de elemento de fusion fundido 274, una interrupcion manual 276 y puntos de prueba 278, 280 en lados opuestos de la interrupcion 276. El elemento de fusion ilustrado 272 es un fusible, pero otros elementos de fusion conocidos en la tecnica incluyen disyuntores y similares, o pueden usarse otro portador de circuito de intermediador 22 que implementa una interrupcion manual y puntos de prueba durante instalacion inicial y configuracion de un sistema de control de proceso para propositos de diagnostico y prueba de una lmea de senal. Una vez que se ha completado y verificado la instalacion, un portador de circuito de intermediador 22 con un circuito de procesamiento de senal 40 que incluye unicamente un circuito de paso o unicamente un fusible y luz indicadora de fusible fundido puede situarse en la lmea de senal.
Circuitos de procesamiento de senal 40 configurados como circuitos de acondicionamiento de senal o como acondicionadores de senal pueden proporcionar, entre otras capacidades de procesamiento, aislamiento electrico de la senal de I/O, conversion de senal, amplificacion de senal, filtrado de senal y supervision de corriente. Un circuito de acondicionamiento de senal puede configurarse para acondicionar senales recibidas desde fuentes espedficas, tal como desde termopares, detectores de temperatura de resistencia (RTD), potenciometros o similares, o el circuito de acondicionamiento de senal puede configurarse para acondicionar protocolos senal de I/O espedficos, tal como HART, senales tradicionales de cuatro a 20 mA y similares.
Aislamiento electrico o aislamiento galvanico de senales de entrada, salida y fuente de alimentacion evitan bucles de tierra y otras fuentes de distorsion de senales de I/O. Conversion de senal convierte una senal de I/O recibida en el circuito de procesamiento de senal 40 a una senal mas adecuada con el controlador de destino o dispositivo de campo, o puede convertir la senal a una senal menos sensible a interferencia desde un entorno industrial. Un amplificador de senal proporciona transmisiones de senal en lmeas de senales mas largas o proporciona mayor potencia de senal en el extremo de recepcion de la senal. Los filtros de senal eliminan interferencias, tal como componentes de senal de alta frecuencia, introducidas en la senal de I/O mediante entornos industriales.
La Figura 20 ilustra un circuito de procesamiento de senal configurada como un circuito de procesamiento de senal 290. El circuito de procesamiento 290 se concibe para procesar una senal de RTD, e incluye un conmutador de DIP 292 para seleccionar un RTD de 2 conductores, 3 conductores o 4 conductores como entrada. El conmutador de DIP 292 se ubica donde es accesible incluso si el portador de circuito de intermediador 22 se intercala entre otros portadores de circuito 22 montados en el conjunto de base.
Los circuitos de procesamiento de senal 40 configurados como circuitos de rele incluyen reles usados entre dispositivos de I/O y controladores para ajuste de nivel y potencia. La Figura 21 ilustra un circuito de procesamiento de senal configurada como un circuito de rele 300. El circuito de rele 300 incluye un rele 302 mostrado esquematicamente en la figura y una luz de indicacion 304 que indica el estado de operacion del rele 302. El rele 302 incluye un terminal de alimentacion 306 y un terminal de carga 308. La senal de entrada de I/O 16 cuando "se activa" conmuta el rele a "activado" para conectar o desconectar el terminal de alimentacion 306 con el terminal de carga 30, y cuando la senal de entrada de I/O "se desactiva" conmuta el rele a "desactivado". Un unico portador de circuito de intermediador de senal 22 recibe la senal de entrada de I/O y transmite la senal de salida digital para controlar el rele sin la necesidad de un modulo de entrada y modulo de salida separados. En una realizacion alternativa, el terminal de alimentacion 306 puede eliminarse y la potencia suministrarse desde la base como se ha descrito anteriormente.
Mientras esta divulgacion divulga y describe una o mas realizaciones, se entiende que esta es capaz de modificacion y que la divulgacion no se limita a los detalles precisos expuestos, sino que incluye tales cambios y alteraciones como que pertenecen al alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de intermediador de I/O universal (10) para procesar una senal de I/O transmitida entre un campo de I/O (12) y un controlador (14), comprendiendo el sistema:
una base (20), un portador de circuito de intermediador (22) y un conector electrico (24);
el conector electrico (24) que comprende una segunda mitad de conector (24b) fijada a la base y una primera mitad de conector (24a) fijada al portador de circuito de intermediador, siendo la primera y segunda mitades de conector acoplables selectivamente entre sf para fijar el portador de circuito de intermediador a la base;
el circuito de intermediador (22) que comprende un circuito de procesamiento de senal (40) en comunicacion de circuito electrico con la primera mitad de conector, comprendiendo el circuito de procesamiento de senal una seccion de entrada (42; 44), una seccion de procesamiento y una seccion de salida (44; 42), configurandose la seccion de entrada para recibir una senal de I/O desde la primera mitad de conector, configurandose la seccion de procesamiento de senal para procesar la senal de I/O recibida por la seccion de entrada y la seccion de salida configurandose para recibir la senal de I/O procesada desde la seccion de procesamiento y emitir la senal de I/O procesada a la primera mitad de conector;
la base (20) que comprende un terminal de lado de campo (30) para conexion electrica con una lmea de senal de I/O que se extiende desde el dispositivo de campo de I/O, un terminal de lado de controlador (32) para conexion electrica con una lmea de senal de I/O que se extiende al controlador, estando el terminal de lado de campo en comunicacion de circuito electrico con la segunda mitad de conector, y estando el terminal de lado de controlador en conexion electrica con la segunda mitad de conector para definir un segmento de circuito de intermediador de base (28) que se extiende desde el terminal de lado de campo hasta la primera mitad de conector y desde la primera mitad de conector hasta el terminal de lado de controlador; formando el portador de circuito de intermediador (22) y el segmento de circuito de intermediador de base (28) de forma cooperativa un segmento de circuito de intermediador cerrado (46) que se extiende desde el terminal de lado de campo hasta el terminal de lado de controlador;
el conector electrico (24) que forma primera y segunda conexiones de senal electricas entre la primera y segunda mitades de conector cuando la primera y segunda mitades de conector se acoplan entre sf, conectando electricamente la primera conexion de senal electrica el terminal de lado de campo con una de la seccion de admision y la seccion de salida del circuito de procesamiento de senal (40) y la segunda conexion electrica conectando electricamente el terminal de lado de controlador con la otra de la seccion de admision y la seccion de salida del circuito de procesamiento de senal en el que la senal de I/O se recibe por uno del terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador y la senal de I/O procesada se recibe por y es accesible desde el otro del terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador para transmision adicional de la senal de I/O procesada lejos del sistema de intermediador de I/O universal y al dispositivo de campo o al controlador; y siendo el portador de circuito de intermediador acoplable y desacoplable selectivamente de la base sin requerir la eliminacion de las lmeas de senales de los terminales.
2. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que el circuito de procesamiento de senal comprende un elemento de fusion (272) dispuesto en serie entre la primera mitad de conector y la segunda mitad de conector cuando la primera y la segunda mitades de conexion se acoplan entre sr
3. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 2 en el que el circuito de procesamiento de senal comprende un indicador de fusible fundido (274).
4. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que la base comprende un elemento de fusion conectado electricamente en serie entre la segunda mitad de conector y el terminal de lado de campo o el terminal de lado de controlador.
5. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que el circuito de procesamiento de senal es uno de los siguientes (a), (b), (c), (d): (a) un circuito de rele, (b) un circuito de acondicionamiento de senal, (c) un circuito de paso y (d) un circuito de proteccion electrica.
6. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que la base comprende uno o mas terminales adicionales (74) configurados para terminar respectivas lmeas de blindaje de la lmea de senal que se extiende desde el dispositivo de I/O.
7. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que la base comprende una placa (26), el segundo conector electrico fijado a la placa, el terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador transportados en respectivos bloques de terminal (226; 132).
8. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 1 en el que el segmento de circuito de intermediador de base comprende un terminal de alimentacion (62) configurado para conectarse a una fuente de alimentacion, conectandose electricamente la segunda mitad de conector al terminal de alimentacion.
9. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 8 en el que la segunda mitad de conector se configura para formar una primera conexion de alimentacion con la primera mitad de conector cuando las mitades de conector se acoplan entre sf, conectando la primera conexion de alimentacion electricamente el terminal de alimentacion a uno o ambos del terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador.
10. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 8 en el que la primera mitad de conector se configura para no formar una conexion de alimentacion con la segunda mitad de conector cuando las mitades de conector se acoplan entre sl
11. El sistema de intermediador de I/O universal de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-10 en el que la base comprende una pluralidad de segmentos de circuito de intermediador de base similares, configurandose el terminal de lado de campo y el terminal de lado de controlador de cada segmento de circuito de intermediador de base para transmitir una senal de I/O unicamente a y desde la segunda mitad de conector del circuito de intermediario de base y no a ninguno de los otros segmentos de circuito de intermediador de base con lo que se reciben y procesan senales de I/O recibidas por el conjunto de intermediador de I/O universal independientemente unas de otras, y las senales de I/O procesadas generadas por el sistema de intermediador de I/O universal se emiten independientemente unas de otras.
12. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 11 en el que los terminales de lado de controlador de la pluralidad de segmentos de circuito de intermediador de base se contienen en una tercera mitad de conector electrico (132).
13. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 11 en el que la base comprende un primer terminal de alimentacion (126; 128) configurado para conectarse a una fuente de alimentacion y cada segmento de circuito de intermediador de base comprende un segundo terminal de alimentacion (128; 126) conectado electricamente al terminal de lado de campo, el primer terminal de alimentacion conectado a los segundos terminales de alimentacion mediante un bus de alimentacion (122; 124).
14. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 8 en el que la base comprende una pluralidad de segmentos de circuito de intermediador de base similares que comparten un terminal de alimentacion comun (122; 124) y un primer bus de alimentacion (122; 124) que se extiende desde el terminal de alimentacion a cada segunda mitad de conector para conectar electricamente cada segunda mitad de conector al terminal de alimentacion.
15. El sistema de intermediador de I/O universal de la reivindicacion 14 en el que la base comprende un segundo terminal de alimentacion (128; 126) y un segundo bus de alimentacion (124; 122) que se extiende desde el segundo terminal de alimentacion a cada segunda mitad de conector.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3281502B1 (en) 2015-04-09 2021-03-17 Phoenix Contact Development and Manufacturing, Inc. Electronics module extraction feedback system
GB201603211D0 (en) 2016-02-24 2016-04-06 Cooper Technologies Co Voltage crowbar
US10705136B2 (en) * 2018-10-01 2020-07-07 Texas Instruments Incorporated Modular test assembly
CN110471331A (zh) * 2019-07-19 2019-11-19 西安中车永电电气有限公司 一种输入输出板卡及控制方法
LU101568B1 (de) 2019-10-29 2021-04-29 Phoenix Contact Gmbh & Co Schnittstellenanordnung zum Verbinden wenigstens einer Steuerungseinrichtung mit mehreren Feldgeräten
US11500347B2 (en) 2019-12-11 2022-11-15 Phoenix Contact Development and Manufacturing, Inc. I/O network module with unique network address
US11197386B2 (en) 2019-12-11 2021-12-07 Phoenix Contact Development and Manufacturing, Inc. Removable I/O module with diagnostics for a field device I/O connector
DE102019135089A1 (de) 2019-12-19 2021-06-24 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Signalaustausch zwischen Steuerung und Feldgeräten
US11093428B2 (en) 2020-01-03 2021-08-17 Phoenix Contact Development and Manufacturing, Inc. Convertible I/O signal processor for a process control network
DE102020101085A1 (de) * 2020-01-17 2021-07-22 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Verarbeiten von Signalen zwischen einer Steuerung und Feldgeräten
LU101865B1 (de) 2020-06-17 2021-12-17 Phoenix Contact Gmbh & Co Technik zum Verarbeiten und Austauschen von Signalen zwischen Feldgerät und Steuerung
LU101864B1 (de) 2020-06-17 2021-12-17 Phoenix Contact Gmbh & Co Technik zum Verarbeiten und Austauschen von Feldsignalen
DE102020115967A1 (de) 2020-06-17 2021-12-23 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Technik zum Verarbeiten und Austauschen von Feldsignalen
DE102020115921A1 (de) 2020-06-17 2021-12-23 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Technik zum Verarbeiten und Austauschen von Signalen zwischen Feldgerät und Steuerung
DE102020127777A1 (de) 2020-10-22 2022-04-28 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Kommunikation zwischen einer Steuerung und einem Feldgerät
CN113363775B (zh) * 2021-06-04 2023-02-10 北京新航智科技有限公司 一种dcs硬件的io卡件与总线底座连接方式及信号传输方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3013435U (ja) * 1994-04-12 1995-07-18 勉 石田 中継端子台
JPH0934519A (ja) * 1995-07-21 1997-02-07 Toshiba Corp 信号入出力装置
US6097303A (en) * 1997-04-30 2000-08-01 Westinghouse Process Control, Inc. Modular input/output system with redundancy and testing
US5984734A (en) * 1997-04-30 1999-11-16 Westinghouse Process Control, Inc. Modular input/output system with flexible interface with field wiring
US6175932B1 (en) 1998-04-20 2001-01-16 National Instruments Corporation System and method for providing state capture and restoration to an I/O system
US7822896B1 (en) * 2001-02-14 2010-10-26 Berkeley Process Control, Inc. Electronically configurable connector module
JP2003134030A (ja) * 2001-10-23 2003-05-09 Yokogawa Electric Corp 通信システム
US8332567B2 (en) 2006-09-19 2012-12-11 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Apparatus and methods to communicatively couple field devices to controllers in a process control system
US9411769B2 (en) 2006-09-19 2016-08-09 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Apparatus and methods to communicatively couple field devices to controllers in a process control system
US7462063B1 (en) 2007-07-31 2008-12-09 Phoenix Contact Development & Manufacturing, Inc. Modular terminal block
US8392626B2 (en) * 2008-04-24 2013-03-05 Honeywell International Inc. Programmable channel circuit for coupling signals between field devices and control systems
US9083548B2 (en) 2008-09-23 2015-07-14 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Apparatus and methods to communicatively couple field devices to controllers in a process control system
US7713077B1 (en) * 2009-02-26 2010-05-11 Molex Incorporated Interposer connector
US20100268850A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Burton Lambert J Modular I/O System With Automated Commissioning

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