一种模块化工业控制器装置的制作方法

本发明涉及工业控制器装置技术领域，具体为一种模块化工业控制器装置。

背景技术：

目前，公知的工业控制器有两种。一种是专用工业控制器，比如针对伺服电机驱动、温度测控、继电器控制等应用专门设计的控制器。这种工业控制器的硬件结构和软件功能固定，不能现场进行调整和升级。另一种是可编程逻辑控制器，其软件功能可根据实际需求由用户编程实现，但是针对一款可编程逻辑控制器来看，其硬件结构和接口类型是固定不变的。因此，目前工业上所采用的控制器都为硬件不可添加或裁剪，不利于工业控制系统的调整和升级，不能很好地满足个性化生产的需求。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种模块化工业控制器装置，具备在硬件和结构上采用模块化设计，通过选用不同功能的硬件模块进行灵活组装，实现用户所需的特定功能，并可以在需求改变时，对工业控制器进行硬件模块的添加或裁剪等优点，解决了现有工业控制器硬件不可现场添加或裁剪的缺点的问题。

(二)技术方案

为实现上述在硬件和结构上采用模块化设计，通过选用不同功能的硬件模块进行灵活组装，实现用户所需的特定功能，并可以在需求改变时，对工业控制器进行硬件模块的添加或裁剪的目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化工业控制器装置，包括指示灯孔、指示灯、模块电路板、模块电路板连接件、主电路板连接件、主电路板、下盖、用户接插件、上盖、显示面板、模块电路板接插件、模块电路板紧固件、防误插柱、主电路板紧固件、防误插槽、主电路板接插件、模块电路板固定螺钉、主电路板固定螺钉、卡扣孔、卡扣、安装凸台、模块电路板紧固件安装孔、模块电路板紧固件第一安装孔、模块电路板紧固件定位孔、主电路板紧固件第一安装孔、主电路板紧固件定位销、主电路板紧固件安装孔、主电路板紧固件定位孔、主电路板紧固件安装螺钉、模块电路板紧固件安装螺钉、模块电路板紧固件定位销、模块电路板紧固件第二安装孔和主电路板紧固件第二安装孔，所述指示灯孔位于上盖顶部，所述指示灯位于上盖内部，所述指示灯底部模块电路板顶部固定连接，所述模块电路板底部与模块电路板连接件顶部固定连接，所述模块电路板连接件底部与主电路板连接件顶部固定连接，所述主电路板连接件底部与主电路板顶部固定连接，所述主电路板连接件位于用户接插件内部，所述主电路板底部与下盖内壁底部固定连接，所述显示面板位于上盖顶部，所述防误插槽位于主电路板顶部，所述主电路板顶部与主电路板接插件底部固定连接，所述主电路板顶部与主电路板紧固件底部固定连接，所述防误插柱右侧与模块电路板接插件左侧固定连接，所述防误插柱顶部与模块电路板紧固件底部固定连接，所述主电路板紧固件顶部与主电路板固定螺钉底部固定连接，所述主电路板固定螺钉顶部与模块电路板紧固件底部固定连接，所述模块电路板紧固件顶部与模块电路板固定螺钉底部固定连接，所述卡扣孔位于上盖右侧，所述下盖顶部与卡扣底部固定连接，所述下盖顶部与安装凸台底部固定连接，所述下盖外圈与模块电路板紧固件第一安装孔内圈活动连接，所述模块电路板紧固件第一安装孔位于模块电路板紧固件内部，所述模块电路板紧固件安装孔位于模块电路板正部，所述模块电路板紧固件定位孔位于模块电路板正部，所述模块电路板紧固件背部与模块电路板正部固定连接，所述模块电路板紧固件底部与主电路板紧固件顶部固定连接，所述主电路板紧固件第一安装孔位于主电路板紧固件内部，所述主电路板紧固件第一安装孔底部与主电路板紧固件定位销顶部固定连接，所述主电路板紧固件安装孔底部与主电路板顶部固定连接，所述主电路板紧固件定位孔底部与主电路板顶部固定连接，所述主电路板底部与主电路板紧固件安装螺钉顶部固定连接，所述主电路板紧固件定位销顶部与主电路板紧固件第二安装孔第八步固定连接，所述模块电路板紧固件第一安装孔右侧与模块电路板紧固件定位销左侧固定连接，所述模块电路板紧固件第二安装孔位于模块电路板紧固件第一安装孔内部，所述模块电路板右侧与模块电路板紧固件安装螺钉左侧固定连接。

优选的，所述主电路板通过螺钉固定于下盖内部，所述主电路板两侧设置有用户接插件，所述主电路板中间设置有主电路板连接件。

优选的，所述主电路板连接件包含用于电气连接的主电路板接插件、用于结构连接的主电路板紧固件和两个防误插槽。

优选的，所述模块电路板下部设置有连接件，其包含用于模块电路板接插件、模块电路板紧固和两片防误插柱。

优选的，所述每一类模块电路板设置有唯一中心距的防误插柱。

优选的，每个模块电路板设置有一对紧固件。

优选的，每组主电路板连接件设置有一对紧固件。

优选的，每个模块电路板紧固件均通过一颗螺钉与一个主电路板紧固件锁紧。

与现有技术相比，本发明提供了一种模块化工业控制器装置，具备以下有益效果：

1、该模块化工业控制器装置，能根据不同需求灵活配置模块电路板，快速组装出特定功能的工业控制器，可以随需求更改添加或裁剪模块电路板，而无需更换整个工业控制器。模块电路板和主电路板通过连接件垂直连接，拆装方便，连接牢固，可防误插，结构简单、紧凑。

附图说明

图1为本发明内部结构正向安装示意图的剖视图；

图2为本发明内部结构侧向安装示意图的剖视图；

图3为本发明结构实施例的组件爆炸图；

图4为本发明结构一套模块电路板连接件和主电路板连接件的正视图；

图5为本发明结构一套模块电路板连接件和主电路板连接件的背视图；

图6为本发明结构一个模块电路板和主电路板安装完成后的装配图。

其中：1指示灯孔、2指示灯、3模块电路板、4模块电路板连接件、5主电路板连接件、6主电路板、7下盖、8用户接插件、9上盖、10显示面板、11模块电路板接插件、12模块电路板紧固件、13防误插柱、14主电路板紧固件、15防误插槽、16主电路板接插件、17模块电路板固定螺钉、18主电路板固定螺钉、19卡扣孔、20卡扣、21安装凸台、22模块电路板紧固件安装孔、23模块电路板紧固件第一安装孔、24模块电路板紧固件定位孔、25主电路板紧固件第一安装孔、26主电路板紧固件定位销、27主电路板紧固件安装孔、28主电路板紧固件定位孔、29主电路板紧固件安装螺钉、30模块电路板紧固件安装螺钉、31模块电路板紧固件定位销、32模块电路板紧固件第二安装孔、33主电路板紧固件第二安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-6，一种模块化工业控制器装置，包括指示灯孔1、指示灯2、模块电路板3、模块电路板连接件4、主电路板连接件5、主电路板6、下盖7、用户接插件8、上盖9、显示面板10、模块电路板接插件11、模块电路板紧固件12、防误插柱13、主电路板紧固件14、防误插槽15、主电路板接插件16、模块电路板固定螺钉17、主电路板固定螺钉18、卡扣孔19、卡扣20、安装凸台21、模块电路板紧固件安装孔22、模块电路板紧固件第一安装孔23、模块电路板紧固件定位孔24、主电路板紧固件第一安装孔25、主电路板紧固件定位销26、主电路板紧固件安装孔27、主电路板紧固件定位孔28、主电路板紧固件安装螺钉29、模块电路板紧固件安装螺钉30、模块电路板紧固件定位销31、模块电路板紧固件第二安装孔32和主电路板紧固件第二安装孔33，指示灯孔1位于上盖9顶部，指示灯2位于上盖9内部，指示灯2底部模块电路板3顶部固定连接，模块电路板3下部设置有连接件4，其包含用于模块电路板接插件11、模块电路板紧固12和两片防误插柱13，每一类模块电路板3设置有唯一中心距的防误插柱，每个模块电路板3设置有一对紧固件，模块电路板3底部与模块电路板连接件4顶部固定连接，模块电路板连接件4底部与主电路板连接件5顶部固定连接，每组主电路板5连接件设置有一对紧固件，主电路板连接件5底部与主电路板6顶部固定连接，主电路板6通过螺钉固定于下盖7内部，主电路板6两侧设置有用户接插件8，主电路板6中间设置有主电路板连接件5，主电路板连接件5包含用于电气连接的主电路板接插件16、用于结构连接的主电路板紧固件14和两个防误插槽15，主电路板连接件5位于用户接插件8内部，主电路板6底部与下盖7内壁底部固定连接，显示面板10位于上盖9顶部，防误插槽15位于主电路板6顶部，主电路板6顶部与主电路板接插件16底部固定连接，主电路板6顶部与主电路板紧固件14底部固定连接，防误插柱13右侧与模块电路板接插件11左侧固定连接，防误插柱13顶部与模块电路板紧固件12底部固定连接，每个模块电路板紧固件12均通过一颗螺钉与一个主电路板紧固件锁紧，主电路板紧固件14顶部与主电路板固定螺钉18底部固定连接，主电路板固定螺钉18顶部与模块电路板紧固件12底部固定连接，模块电路板紧固件12顶部与模块电路板固定螺钉17底部固定连接，卡扣孔19位于上盖9右侧，下盖7顶部与卡扣20底部固定连接，下盖7顶部与安装凸台21底部固定连接，下盖7外圈与模块电路板紧固件第一安装孔23内圈活动连接，模块电路板紧固件第一安装孔23位于模块电路板紧固件12内部，模块电路板紧固件安装孔22位于模块电路板3正部，模块电路板紧固件定位孔24位于模块电路板3正部，模块电路板紧固件12背部与模块电路板3正部固定连接，模块电路板紧固件12底部与主电路板紧固件14顶部固定连接，主电路板紧固件第一安装孔25位于主电路板紧固件14内部，主电路板紧固件第一安装孔25底部与主电路板紧固件定位销26顶部固定连接，主电路板紧固件安装孔27底部与主电路板6顶部固定连接，主电路板紧固件定位孔28底部与主电路板6顶部固定连接，主电路板6底部与主电路板紧固件安装螺钉29顶部固定连接，主电路板紧固件定位销26顶部与主电路板紧固件第二安装孔33第八步固定连接，模块电路板紧固件第一安装孔23右侧与模块电路板紧固件定位销31左侧固定连接，模块电路板紧固件第二安装孔32位于模块电路板紧固件第一安装孔23内部，模块电路板3右侧与模块电路板紧固件安装螺钉30左侧固定连接。

在使用时，如图1和图2所示，模块化工业控制器装置由下盖7、主电路板6、多个模块电路板3、上盖9、显示面板10以及安装螺钉构成，其中，主电路板6上设有用户接插件8、主电路板接插件16、主电路板紧固件14和防误插槽15，模块电路板3上设有指示灯2、模块电路板接插件11、模块电路板紧固件12和防误插柱13，上盖9上设有指示灯孔1。

在图3所示实施例中，上盖9和下盖7通过卡扣20以及卡扣孔19装合，14块模块电路板3互相平行排列，并分别和主电路板6形成垂直装配，以此充分利用上下盖内部空间，保证控制器的外形紧凑，通过4颗st2.9主电路板固定螺钉18，主电路板6被固定于下盖7的4个安装凸台21上，在主电路板6的前后两侧，各设置有一排用户接插件8，包括rj45接口、usb接口、固件更新及软件调试接口以及通用i/o接口，在上、下盖合拢的情况下，所有用户接插件8的接线端面仍能露出，用户接插件8和主电路板6采用锡焊的方式连接，14块模块电路板3按其功能和通讯方式被划分为若干类，包括cpu模块、串行通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、指示灯模块等，其中cpu模块仅有一个，其它模块可有多个，不同类模块电路板3的连接件互不相同，每一类模块的连接件均包括模块电路板接插件11、模块电路板紧固件12和防误插柱13，模块电路板接插件11采用间距为1.27mm的双排排针，焊接在模块电路板3上，模块电路板紧固件12为两块带有安装孔和定位柱的金属块，每个金属块均通过一颗m3螺钉从背面锁紧在模块电路板3上，同时通过定位柱插入模块电路板3上的定位孔实现自身限位，每个模块电路板3设置有两根防误插柱13，其和模块电路板3是一体成型的，每根防误插柱13的尺寸是相同的，而不同类模块电路板3的两根防误插柱13之间的中心距互不相同，在主电路板6上相应地设置有14组主电路板连接件5，这些连接件也被相应地划分为若干类，每一类主电路板连接件5只允许连接对应类别的模块电路板3，每一类主电路板连接件5均包括主电路板接插件16、主电路板紧固件14和防误插槽15，主电路板接插件16采用间距为1.27mm的双排排母，焊接在主电路板6上，主电路板紧固件14为两块带有安装孔和定位柱的金属块，每个金属块均通过一颗m3螺钉从底面锁紧在主电路板6上，同时通过定位柱插入主电路板6上的定位孔实现自身限位，每组主电路板连接件5开有两个防误插槽15，每个防误插槽15的尺寸是相同的，且能使防误插柱13轻松插入，而不同类主电路板连接件5的两个防误插槽15之间的中心距互不相同，以此避免某一类模块电路板3错插到其它类的主电路板连接件5中，模块电路板3和主电路板6的连接包含电气连接和机械连接，电气连接通过双方的公母接插件对插实现，机械连接通过两颗m3模块电路板固定螺钉17从模块电路板紧固件12的上方穿过紧固件锁紧在主电路板紧固件14的螺纹孔中实现，每一块模块电路板顶部都设置有指示灯2，不同类模块电路板3设置的指示灯2数量不同，在上盖9中设置有一些列灯孔，这些灯孔的位置和相应类别模块电路板指示灯2的位置匹配，使模块电路板3以及主电路板6在下盖7内安装到位后，盖上上盖9即可在外部观察到指示灯2的状态，在上盖9的上表面贴有一张显示面板10，显示面板10用于印刷指示灯2的标号以及控制器的型号等信息，在指示灯孔1对应的位置，显示面板10为半透明材质。

如图4和图5所示，模块电路板紧固件12、主电路板紧固件14及其配套的安装孔和螺钉均成对设置，并且沿模块电路板3垂向中心线对称布置，模块电路板3的底部两侧设置有一对模块电路板紧固件定位孔24，分别与两个模块电路板紧固件定位销31相匹配，在各定位孔24的外侧分别设有模块电路板紧固件安装孔22，能允许规格为m3的模块电路板紧固件安装螺钉30穿过其中，对应地，设有带m3内螺纹模块的模块电路板紧固件第二安装孔32，由模块电路板紧固件安装螺钉30旋入其中并锁紧，类似地，在主电路板6上设有一对主电路板紧固件定位孔28，分别与两个主电路板紧固件定位销26相匹配，在各定位孔的外侧分别设有主电路板紧固件安装孔27，能允许规格为m3的主电路板紧固件安装螺钉29穿过其中，对应地，设有带m3内螺纹模块的主电路板紧固件第二安装孔33，由主电路板紧固件安装螺钉29旋入其中并锁紧，在每个模块电路板紧固件12上设有一模块电路板紧固件第一安装孔23，该孔为直径3mm的通孔，允许模块电路板固定螺钉17穿过，在每个主电路板紧固件14上设有一个带m3内螺纹的主电路板紧固件第一安装孔25，由模块电路板固定螺钉17旋入其中并锁紧。

如图6所示，模块电路板3和主电路板6安装完成后形成互相紧密的连接关系，当需要更换模块电路板3时，仅需用螺丝刀松开两颗模块电路板安装螺钉，即可向上拔出模块电路板3，待插入新模块电路板3后，用螺丝刀重新锁紧两颗模块电路板安装螺钉即可完成安装，因此实现了拆装方便的前提下，能够保证控制器内部电路的可靠连接，同时具备良好的抗振动冲击的能力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。