太阳城集团

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自动化装置.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201010222151.3

申请日:

2010.06.30

公开号:

CN101938075B

公开日:

2015.01.14

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止号牌文件类型代码:1605号牌文件序号:101742896313IPC(主分类):H01R 24/40专利号:ZL2010102221513申请日:20100630授权太阳城集团日:20150114终止日期:20160630|||授权|||实质审查的生效号牌文件类型代码:1604号牌文件序号:101320629829IPC(主分类):H01R 24/02专利申请号:2010102221513申请日:20100630|||公开
IPC分类号: H01R24/40(2011.01)I; H01R13/648; H01Q1/00 主分类号: H01R24/40
申请人: WAGO管理有限责任公司
发明人: 安德烈亚斯·吉斯布雷赫特; 伯恩德·艾克霍夫; 斯文·巴特曼
地址: 德国明登
优先权: 2009.06.30 DE 202009009066.3
专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 郝俊梅
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法律状态
申请(专利)号:

CN201010222151.3

授权太阳城集团号:

太阳城集团|||101938075B||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.08.18|||2015.01.14|||2012.09.05|||2011.01.05

法律状态类型:

太阳城集团专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明涉及一种自动化装置(1),其具有至少一个用于与其它的自动化装置和/或现场用仪器进行数据通信的无线通信接口以及具有控制电子元件(4)。按照本发明,至少一个与用于无线通信接口的通信接口电子元件(5)连接的插塞连接器(6),与印刷电路板(3)相邻地定位在通信接口电子元件(5)区域,且具有布设在中心的用于高频天线信号的中央触点(8)以及多个环绕所述中央触点(8)的用于高频屏蔽电位的外触点(9),并且至少一个用于各无线通信接口的插塞连接器(6),被设计为用于容纳天线插头且与使用于相应的自动化装置(1)中相应的通过导线连接的通信接口的且不是高频天线插头的插塞连接器(6)具有相同的机械构造。

权利要求书

1: 一种自动化装置 (1), 其具有至少一个用于与其它的自动化装置和 / 或现场用仪器 进行数据通信的无线通信接口以及具有控制电子元件 (4), 其中所述控制电子元件 (4) 与 用于通信接口的通信接口电子元件 (5), 被布设在安装到壳体 (2) 中的印刷电路板 (3) 上, 并且在所述壳体 (2) 中, 设有可从外面接触到的且与通信接口电子元件 (5) 和 / 或控制电 子元件 (4) 连接的用于提供通信接口的插塞连接器 (6), 其特征在于, 至少一个与用于无线通信接口的通信接口电子元件 (5) 连接的插塞连接 器 (6), 与印刷电路板 (3) 相邻地定位在通信接口电子元件 (5) 区域, 且具有布设在中心的 用于高频天线信号的中央触点 (8) 以及多个环绕所述中央触点 (8) 的用于高频屏蔽电位的 外触点 (9), 并且至少一个用于各无线通信接口的插塞连接器 (6), 被设计为用于容纳天线 插头且与使用于相应的自动化装置 (1) 中相应的通过导线连接的通信接口的且不是高频 天线插头的插塞连接器 (6) 具有相同的机械构造。
2: 按照权利要求 1 所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 至少被设计为用于无线通信接 口的插塞连接器 (6), 垂直于印刷电路板 (3) 地定向, 从而使中央触点 (8) 和外触点 (9) 的 轴线, 垂直地竖立在由印刷电路板 (3) 所展开的平面上。
3: 按照权利要求 1 或 2 所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 用于各无线通信接口的至 少一个插塞连接器 (6) 的外触点 (9), 和相邻于通信接口电子元件 (5) 布设的接地面 (12) 在印刷电路板 (3) 上导电地连接, 其中所述通信接口电子元件 (5) 与每个插塞连接器 (6) 邻接。
4: 按照权利要求 1 至 3 中任一项所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 插塞连接器 (6) 的中央触点 (8) 和外触点 (9) 被埋置到绝缘材料中, 并且所述绝缘材料被锁紧装置 (10) 环 绕, 其中所述锁紧装置 (10) 导电地与壳体 (2) 的接地电位连接, 以及高频屏蔽电位与壳体 (2) 的接地电位脱开。
5: 按照上述权利要求中任一项所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 插塞连接器 (6) 是 M12 圆形插塞连接器。
6: 按照权利要求 5 所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 将 M12 圆形插塞连接器设计为 IP67 防护型式。
7: 按照上述权利要求中任一项所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 所述自动化装置 (1) 是现场总线耦合器。
8: 按照上述权利要求中任一项所述的自动化装置 (1), 其特征在于, 所述自动化装置 (1) 是转发器。
9: 一种用于与按照上述权利要求中任一项所述的自动化装置 (1) 的插塞连接器 (6) 连 接的插头, 其特征在于, 所述天线插头具有与天线导线导电地连接的居中的连接极 (13) 以 及环绕所述居中的连接极 (13) 的分散的连接极 (15), 其中所述天线导线被与天线插头连 接的绝缘材料包围。

说明书


自动化装置

    技术领域 本发明涉及一种自动化装置, 其具有至少一个用于与其他的自动化装置和 / 或现 场用仪器进行数据通信的无线通信接口以及具有控制电子元件, 其中所述控制电子元件和 用于至少一个通信接口的通信接口电子元件, 被布设在安装到壳体中的印刷电路板上, 并 且在所述壳体中, 设有可从外面接触到的且与所述通信接口电子元件和 / 或控制电子元件 连接的用于提供通信接口的插塞连接器。
     背景技术
     用于控制和监控通过现场总线进行通信的现场用仪器的自动化装置, 尤其从工业 和建筑用自动化设备中已充分公知。
     WO96/12993A1 描述了一种例如采用冗余的无线访问现场用仪器的方式, 来访问分 布式控制系统中现场用仪器的装置。
     DE102007003196A1 公开了一种在供中央设备和外围设备之间通信使用的自动化 技术设备中用于数据交换的通信系统。
     在中央设备和外围设备之间的通信路线中, 接入一种转换器, 以便与所述中央设 备通过导线连接进行通信以及与所述外围设备无线地通信。 这种转换器可以例如是现场总 线耦合器或者转发器。
     这种具有无线通信接口的自动化装置, 习惯上不是装备了被集成到自动化装置壳 体中的天线, 就是装备了插装式的天线。 在装备了插装式天线的情况下, 习惯上将专用的天 线插头插入所述壳体中。
     与纯粹通过导线连接的自动化装置相比, 这就要求无线通信自动化装置的一种附 加的设计结构以及专用的结构形式。
     在设计无线通信的自动化装置的结构时, 必须将所述自动化装置和天线相互协调 成, 使得能够确保天线预期的以及必需的发射特性。 发明内容 因此本发明所要解决的技术问题是, 提供一种加以改进了的自动化装置。
     所述技术问题利用本文开头所述类型的自动化装置这样加以解决, 即, 使至少一 个与用于无线通信接口的通信接口电子元件连接的插塞连接器, 与印刷电路板邻接地被定 位在通信接口电子元件区域, 并且具有一个布设在中心的用于连接高频天线信号的中央触 点以及多个环绕所述中央触点的用于高频屏蔽电位的外触点, 并且至少一个用于各无线通 信接口的插塞连接器, 被设计用于容纳天线插头且与使用于类似的自动化装置中类似的通 过导线连接的通信接口的且不是高频天线插头的插塞连接器具有相同的机械构造。
     通过不是采用专用的天线插头用于连接天线, 而是采用同样还被使用于通过导线 连接的通信接口的具有中央触点以及环绕该中央触点的外触点的插塞连接器的方法, 可以 使壳体以及附属的插头结构, 与完全通过导线连接的自动化装置以及组合有导线连接和无
     线的自动化装置保持相同。由此减少了用于设计、 制造和装配以及仓储的费用。可看出, 具 有中央触点以及环绕该中央触点的外触点的标准插塞连接器, 也适用于高频传输且具有对 于自动化装置而言足够的允许高频天线信号输出耦合的电磁性能。
     将这种标准插塞连接器使用于通过导线连接的通信, 尤其可通过下列方式加以实 现, 即, 使至少一个被设计用于提供无线通信接口的插塞连接器, 与被设计用于各无线通信 接口的通信接口电子元件相邻地布设。 无线通信接口的通信接口电子元件以此方式为天线 插头, 也就是设有天线插头的插塞连接器提供了一种对应极。所述通信接口电子元件与印 刷电路板的邻接部分以及壳体, 因而在天线插头以及布设于其上的天线或者同轴传输线附 近, 共同构成无线通信接口的有效天线的一部分。
     在这种联接中, 如果被设计用于无线通信接口的插塞连接器垂直于印刷电路板地 定向, 是尤其有利的。 中央触点以及环绕所述中央触点的外触点的轴线, 因而大体上垂直地 竖立在自动化装置的载有电子元件和印制导线的印刷电路板上。
     如果用于各无线通信接口的至少一个插塞连接器的外触点, 和相邻于通信接口电 子元件布设的接地面在印刷电路板上导电地连接, 其中所述通信接口电子元件与各插塞连 接器邻接, 是尤其有利的。以此方式可以使天线单极的座极阻抗尽可能与壳体无关地通过 接地面确定, 因为插塞连接器与与之连接的天线朝设定的接地基极运行。 插塞连接器的居中的中央触点和外触点, 优选被埋置在绝缘材料中, 其中所述绝 缘材料被与壳体的接地电位导电地连接的锁紧装置 ( 例如螺纹、 卡口、 锁紧螺纹等等 ) 包 围。高频屏蔽电位则优选与有效功率有关地与壳体的接地电位脱开。以此方式使座极阻抗 与壳体的接地电位和锁紧装置以及与之连接的其他导电元件无关, 而仅仅取决于外触点的 高频屏蔽电位。可以通过将位于印刷电路板上的自身的接地面构造成一种与紧贴在壳体 和连接螺纹上的接地面相比为浮动的接地面的方法, 形成这种高频屏蔽电位。所述高频屏 蔽电位与接地电位不是直接导电地连接, 而是只通过环绕的空气或者介质电容式地互相耦 合。
     这种实施形式的优点在于, 连接螺纹没有被作为高频屏蔽件使用, 而只与壳体接 地件连接。因此干扰不会通过高频屏蔽件被传导到印刷电路板上, 而是在前面区域被壳体 以及不直接与印刷电路板电连接的连接螺纹拦截。
     优选采用按标准已使用于自动化装置的 M12 圆形插塞连接器作为所述插塞连接 器。可以将这种 M12 圆形插塞连接器或者其它的标准插塞连接器, 与传统的专用的天线插 塞连接器不同地设计为 IP67 防护型式。可以以此方式避免壳体内部以及布设在其中的印 刷电路板连同其电子元件, 受到湿气以及其它环境影响的侵害。
     所述自动化装置优选是现场总线耦合器, 断开的无线连接的分散的通信用户 ( 例 如 IIO 模块 ) 或者转发器。
     与这种自动化装置相组合, 被设计用于与这种自动化装置的插塞连接器连接的天 线插头, 具有与天线导线导电地连接的居中的连接极以及环绕所述居中的连接极的分散的 连接极。与中央触点连接的天线导线, 则被与天线插头连接的绝缘材料包裹。以此方式可 以使单极天线简便而价廉物美地被集成到标准插塞连接器的对应插塞连接器, 例如 M12 圆 形插塞连接器中。
     但是也可以采用天线插式转接器来连接上述自动化装置的插塞连接器, 所述天线
     插式转接器具有与用于无线通信接口的自动化装置的插塞连接器对应的对应插塞连接器, 所述对应插塞连接器具有居中的连接极和环绕的分散的连接极以及同轴的天线插塞连接 器。 所述同轴的天线插塞连接器具有居中的高频信号中央触点以及包围所述高频信号中央 触点的屏蔽壁板。高频信号中央触点随即与对应插塞连接器的居中的连接极导电地连接, 以及屏蔽壁板与对应插塞连接器的分散的连接极导电地连接。通过这种天线插式转接器, 可以价廉物美地提供一种转接器, 所述转接器可以使具有传统天线插头的天线, 被连接到 标准的插塞连接器, 例如 M12 圆形插塞连接器上。 附图说明
     接下来根据实施例和附图, 对本发明加以详细说明。附图中 :
     图 1 示出具有天线插头的自动化装置的剖示示意图 ;
     图 2 示出图 1 中的自动化装置的俯视图 ;
     图 3 示出天线插头的侧视示意图 ;
     图 4 示出具有天线同轴传输线的天线插头的示意图 ;
     图 5 示出具有用于连接标准天线的同轴天线插孔的天线插头的示意图。 具体实施方式
     由图 1 可清楚地看到自动化装置 1 的侧向剖视图。所述自动化装置 1 具有壳体 2, 以本来已公知的方法将印刷电路板 3 安装到所述壳体 2 中。所述印刷电路板 3 载有控制电 子元件 4, 所述控制电子元件 4 通过印刷电路板 3 上的印制导线导电地互相连接。此外, 印 刷电路板 3 例如在其底面上还载有通信接口电子元件 5, 所述通信接口电子元件 5 包含用于 无线通信接口的控制逻辑元件以及发射器和 / 或接收器 ( 无线电收发两用机 )。借助于通 信接口电子元件 5, 通过与所述通信接口电子元件 5 连接的天线, 可以与处于无线电射程的 现场用仪器、 自动化装置或者转发器进行数据交换。
     在壳体 2 的上表面, 以本来已公知的方法布设多个例如被构造成 M12 圆形插塞连 接器的插塞连接器 6。所述插塞连接器 6 具有连接触点 7, 所述连接触点 7 与控制电子元件 4 和 / 或通信接口电子元件 5 以及可能存在的接地电位导电地连接。
     连接触点 7 基本上由布设在中心的中央触点 8 以及环绕该中央触点 8 且布设在圆 周上的外触点 9 组成。所述外触点 9 和中央触点 8 被安装到绝缘材料中。在插塞连接器 6 的外圆周上, 设有螺纹 10, 以便使插装到插塞连接器 6 上的相配合的对应插塞连接器, 能借 助于锁紧螺母 11 固定在螺纹 10 上。
     与通信接口电子元件 5 相邻地在印刷电路板 3 上涂覆接地面 12, 所述接地面 12 与 和装置壳体 2 例如连接的壳体接地件 PE 分开且与所述壳体接地件 PE 相比, 是一种 “浮动 的” 接地件。
     在该接地面 12 的上方以及通信接口电子元件 5 的上方, 设有一个插塞连接器 6, 以 便容纳天线或者天线同轴传输电缆。为此, 中央触点 8 导电地且与通信接口电子元件 5 的 天线输入 / 输出端连接, 与此同时, 外触点 9 与 “浮动的” 接地件的接地面 12 导电地连接。
     标准 M12 圆形插塞连接器 6 以此方式构成自动化装置 1 的天线连接件。
     可插装到该插塞连接器 6 上的天线插头, 具有居中的与中央触点 8 对应的中央连接极 13, 在所述中央连接极 13 上连接了单极天线 14 或者可能存在的天线同轴传输线或者 同轴天线插孔。 与外触点 9 对应的分散的连接极 15, 在示例性示出的天线插头中, 没有进一 步导电地连接。
     单极天线 14 的天线导线, 被埋置到绝缘材料 16 中, 所述绝缘材料 16 构成天线头。
     由图 2 可清楚地看到示例的自动化装置 1 的示意图, 在所述自动化装置 1 中, 部分 M12 圆形插塞连接器式的插塞连接器 6, 被设置了中央触点 8 和外触点 9。除了这些插塞连 接器 6 外, 还存在其它的另一种结构形式的用于其他用途的插塞连接器。
     由图 3 可清楚地看到插装到插塞连接器 6 上的天线插头的侧视图。显然, 天线插 头的居中的连接极 13 导电地与中央触点 8 连接, 以及分散的连接极 15 导电地与外触点 9 连接。居中的连接极 13 与单极天线 14 连接, 所述单极天线 14 被作为填料浇埋到绝缘材料 16 中。
     由图 4 可清楚地看到天线插头的另一种实施形式, 在所述天线插头中, 居中的连 接极 13 与同轴传输线 18 的居中的内导线 17 连接, 与此同时, 分散的连接极 15 与同轴传输 线 18 的屏蔽罩 19 连接。
太阳城集团     由图 5 可清楚地看到天线插头的另一种实施形式, 在所述天线插头中, 居中的连 接极 13 通过居中的导线 20 与同轴天线插孔的居中的连接插孔 21 连接。与外触点 9 在图 示的插装状态中连接的分散的连接极 15, 本身通过导线 22 或者屏蔽罩与同轴天线插孔 24 的环绕居中的连接触点 21 的屏蔽罩 23 连接。所述同轴天线插孔 24 可以例如是 SMA 或者 TNC 天线插塞连接器。以此方式使具有这种与同轴天线插孔 24 对应的标准天线插头的标 准天线, 可以与具有不是专门被用作天线插塞连接器的标准插塞连接器的标准自动化装置 1 组合使用。天线插头以此方式构成一种转接的连接件。

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