CN116075642A - 诊断阀岛 - Google Patents

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李·基林
乔治·贝尔
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Abstract

模块化阀岛100包括多个阀、供应排放模块6、数据通信模块7、以及诊断模块8。多个阀中的至少一个具有至少一个集成传感器，所述至少一个集成传感器被配置为检测模块化阀岛的运行状况。至少一个集成传感器电连接到诊断模块8，以向诊断模块8发送传感器信号。诊断模块8被配置为接收和处理该诊断模块8的传感器信号以识别运行状况。模块化阀岛100被配置为经由设置在诊断模块8中的用户接口、工业以太网链路、或无线网络和/或云通信链路中的至少一个提供与模块化阀岛100的运行状况相关联的数据。

Description

诊断阀岛
技术领域
本发明涉及一种流体流动控制设备，更具体地，涉及包括用于控制诸如致动器或可移动元件的流体动力设备的阀的阀岛。本发明可应用于气动和液压控制阀，但为了方便起见，本说明书主要指气动控制阀。
背景技术
现在，在例如生产机器中，常见的是所有的致动缸都由通常安装在同一个“阀岛”上的相应的定向控制阀控制。阀岛中的阀通常由螺线管控制，试试螺线管接收电信号以致动相关联的阀。这些阀控制操作生产机械的致动缸的气动流的方向。每一个致动缸都具有专用于生产机器的一部分的操作循环。每一个控制阀都需要正确地操作以保持致动缸的正确操作。单个控制阀及其致动缸的故障可能会导致整个生产机器停止操作。
阀岛连接到供应加压气体或空气的气动管线、为螺线管提供动力的电线和控制阀岛的操作的电气通信线。这种阀岛具有紧凑的优点，但是每一个都需要连接电线、通信线和气动线。因此，具有多个阀岛的生产机器将需要相对复杂的供应管线网来进行其操作，这对于终端用户来说可能难以安装且昂贵。此外，关于这种复杂网的故障检测可能是麻烦的。最近，阀岛已经被构造为利用无线通信技术来传输由阀岛捕获的数据。每一个岛需要动力、空气和建立通信的装置。
假定每一个阀岛可以负责位于生产机器上的不同位置处的多个不同的致动器，则生产机器操作者可能难以有效地识别生产机器中的任何故障并安排维修。能够监控阀岛上和与阀岛相关联的气动和流体控制系统(例如，上游压缩机和空气制备设备，以及下游系统)的状况是有益的，从而当故障即将发生时，可以执行状况监控和/或预测。如果已经发生故障，则快速且简单地识别哪个部件已经发生故障将是有益的。
EP1400702B1公开了一种用于控制和监控阀的功能的控制模块。外部计算机用于通过现场总线进行监测和诊断。
发明内容
本发明的方面和实施例提供如所附权利要求中所述的模块化阀岛和气动系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种模块化阀岛，包括多个阀、供应模块、数据通信模块、以及诊断模块；其中多个阀中的至少一个具有至少一个集成传感器，其中，至少一个集成传感器被配置为检测模块化阀岛的运行状况，其中，至少一个集成传感器电连接到诊断模块，以向所述诊断模块发送传感器信号，其中，诊断模块被配置为接收并处理该诊断模块中的传感器信号以识别运行状况；以及其中，模块化阀岛被配置为经由设置在诊断模块中的用户接口、工业以太网链路、或无线网络和/或云通信链路中的至少一个来提供与模块化阀岛的运行状况相关的数据。
本发明提供了一种具有集成传感器、诊断模块、和数据通信模块的模块化阀岛。模块化阀岛监控运行状况，并对接口产品发出警告。本发明提供了一种具有诊断特征菜单的模块化解决方案，客户可以根据其具体问题和需要从中挑选。机载诊断允许用户在使用时直接与阀岛接合。
具有集成传感器、诊断模块数据通信模块的模块化阀岛为任何用户提供即时诊断和故障解决方案，所述解决方案以清晰、简单、直观的方式表达：颜色-更换零件号-以及如何解决出现的问题的简单说明/建议。通过监控运行状况并报告与正常运行状况的任何偏离，故障或故障的发展可能会引起用户的注意。在故障发展到必须关闭整个系统进行维修的程度之前，与正常运行状况的偏离可以允许在计划维护期间更换和/或维修整个操作系统的零件。
模块化阀岛还可以包括多个底基，其中，多个阀中的每一个与多个底基中的对应一个相关联。可选地，模块化阀岛还可以包括歧管底基，其中，多个阀中的每一个与歧管底基的对应部分相关联。
至少一个集成传感器可以被设置在传感器单元上，该传感器单元位于多个阀和多个底基之间。可选地，至少一个集成传感器可以被设置在传感器单元上，所述传感器单元位于多个阀和歧管底基之间。可以提供多个传感器单元。
数据通信模块和诊断模块可以组合为单个模块。模块化阀岛还可包括至少一个输入/输出模块。
运行状况可以是故障状况。
至少一个集成传感器可以包括第一阀传感器以检测阀机械特性，优选地，其中，所述第一阀传感器是被配置为检测阀芯位置的传感器，还优选地，其中，第一阀传感器选自光学传感器、电感传感器、磁传感器中的一个。
至少一个集成传感器还可以包括用于第二阀传感器以检测阀电特性，优选地，其中，第二阀传感器是被配置为检测线圈电流和/或电压的变化的电传感器。
模块化阀岛还可以包括集成到底基或底基歧管的底基传感器，以检测底基或底基歧管的流量状况，并且其中，底基传感器电连接到诊断模块，以向其发送传感器信号。
底基传感器可以是设置在底基或底基歧管的入口端口、底基或底基歧管的输出端口中的至少一个中的流量压力传感器，其中，流量压力传感器被配置为检测压力、流量、和温度中的至少一个。
至少一个传感器可以被设置在供应排放模块中，以检测压力、流量、空气质量和温度中的至少一个，并且其中，至少一个供应排放模块传感器电连接到诊断模块，以向其发送传感器信号。
至少一个传感器可以被设置在至少一个输入/输出模块中，以检测压力、流量、空气质量、和温度中的至少一个，并且其中，至少一个输入/输出模块传感器电连接到所述诊断模块，以向其发送传感器信号。
诊断用户接口可以是显示器。用户接口可以具有定向控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种气动系统，该气动系统包括如上所述的模块化阀岛，以及流体连接到模块化阀岛的至少一个致动器或可移动元件。
所述至少一个致动器或可移动元件可以包括电连接到模块化阀岛的输入/输出模块的传感器。
因此，模块化阀岛监控边界条件，并对接口产品发出警告。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于模块化阀岛的传感器单元，所述传感器单元包括壳体，所述壳体适于电连接在模块化阀岛的阀和底基之间，所述传感器单元限定在模块化阀岛的阀和底基之间的多个通道，以允许流体在它们之间流动，所述传感器单元包括至少一个集成传感器，所述集成传感器被配置为检测模块化阀岛的运行状况。
壳体可以包括上表面，所述上表面适于与模块化阀岛的阀的多个通道流体连接，并且壳体可以包括下表面，所述下表面适于与模块化阀岛的底基的多个通道流体连接。
至少一个集成传感器可包括压力传感器。压力传感器可以流体连接到模块化阀岛的阀的多个通道中的一个通道。
垫圈可以至少部分地限定压力传感器和通道之间的流体连接。垫圈可以保持在传感器单元中限定的凹槽内。
至少一个集成传感器可以包括光学传感器。光学传感器可以被布置为不干扰通过通道的流动。光学传感器可以电连接到外壳内的印刷电路板组件(PCBA)。
在本申请的范围内，明确地意图是在前面的段落中、在权利要求中和/或在下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例、和备选方案，并且特别是其各个特征，可以被独立地或以任何组合来采用。也就是说，所有实施例和/或任何实施例的特征可以以任何方式和/或组合来组合，除非这些特征不可兼容。申请人保留改变任何最初提交的权利要求或相应地提交任何新权利要求的权利，包括修改任何最初提交的权利要求以从属于和/或并入任何其它权利要求的任何特征的权利，即使最初没有以该方式要求保护。
附图说明
以下将仅以示例的方式参考附图描述本发明的一个或多个实施例，其中：
图1a是根据第一实施例的本发明的阀岛的前视图；
图1b是图1a的阀岛的平面图；
图2a是根据第二实施例的本发明的阀岛的前视图；
图2b是图2a的阀岛的平面图；
图3a是根据第三实施例的本发明的阀岛的前视图；
图3b是图3a的阀岛的平面图；
图4是图3a的阀岛的处于备选的配置中的局部分解图；
图5是图4的阀岛的阀片的在阀片的中间位置处截取的横截面；
图6是通过图5的传感器单元的前部在线A-A处截取的横截面；
图7是图5的传感器单元在线B-B处截取的横截面；
图8是传感器单元的一部分的等距视图；
图9是通过图5的传感器单元的前部在线C-C处截取的横截面；以及
图10是沿线D-D穿过图5的传感器单元的前部的垂直横截面。
具体实施方式
阀岛100包括多个阀1。
在图1a和图1b的实施例中，多个阀1安装在多个底基2的顶部。每一个阀1和底基2被统称为阀片。因此，阀岛100具有模块化结构。底基2引导空气通过阀岛100的基部，为阀1提供与空气供应部的连接，并且还提供从连接在每一个阀1下游的气动设备的连接。通常使用夹具或拉杆将底基2保持在一起，其中所述夹具或拉杆在阀岛100的整个长度上进行固定。
多个底基2成排连接在一起，其中第一端板3附接在一排底基2的一端处。供应排放模块6附接到底基2的另一端。第二端板3附接到供应排放模块6。数据通信模块7附接到第二端板3。诊断模块8附接到数据通信模块7。在备选实施例中，数据通信模块7和诊断模块8组合为单个模块。输入/输出模块9附接到诊断模块8。在阀岛100上可以设置多于一个的输入/输出模块9。如本领域所理解的，所述模块和阀以及底基的顺序可以根据用户要求而变化。
每一个阀负责控制加压流体流入和流出相应致动器或可移动元件(图1中未示出)的方向。术语致动器或可移动元件用于描述许多不同的特征，包括夹持器、真空设备、和阀。加压流体经由供应排放模块6被供应到阀岛100。
阀的具体数量取决于生产机械的应用。在图1的具体示例中，有六个阀片，其中六个阀1安装在六个底基2的顶部。从右到左，这些阀1和底基2分别被称为第一阀片、第二阀片、第三阀片、第四阀片、第五阀片、和第六阀片。底基2中的每一个都设有气动连接件4。阀片可以以其他组合布置，本文没有明确描述。
阀片中的每一个都以气动的方式连接到供应排放模块6。阀1中的每一个都是电磁阀5。电磁阀5中的每一个都电连接到数据通信模块7和诊断模块8(或组合的数据通信和诊断模块)。
第一底基2具有集成到底基2的底基传感器。底基传感器是流动压力传感器11。这可以通过与任何致动器或可移动元件的气动连接件4来检测下游的压力、流量、和温度。
第二阀1具有智能线圈12。电磁阀具有电连接到螺线管线圈的印刷电路板。除了向螺线管线圈供应电力之外，印刷电路板还可以检测电流和/或电压的变化，以确定螺线管线圈的性能。因此，智能线圈12监测线圈性能。
第二阀1还具有带有光学传感器15的智能阀。智能阀检测阀芯的位置。光学传感器15被布置在智能阀的任一端处。在备选实施例中，代替光学传感器或除了光学传感器之外，智能阀具有至少一个磁传感器装置。在又一备选实施例中，代替光学传感器或除了光学传感器之外，智能阀具有至少一个感应传感器装置。
第三阀片具有标准阀1和标准底基2。
第四阀片具有标准阀1和标准底基2。
第五阀片具有标准阀1和标准底基2。
第六阀片具有标准阀1和标准底基2。
供应排放模块6是具有集成流动压力的诊断供应排放模块(DSEM)13。供应排放模块6可以另外具有至少一个环境传感器14。
入口压力传感器被布置在DSEM 13的入口上。DSEM 13检测加压流体的进入压力和加压流体的进入流。出口压力传感器布置在DSEM 13的出口上。DSEM 13检测加压流体的流出压力和加压流体的流出流。
在使用中，任何检测到的与正常运行状况(例如设定压力，例如设定输入压力为6巴，或设定输出压力为3巴)的偏差可以指示阀岛100或相关联的致动器或可移动元件内的故障或故障的发展。例如，这种故障可以包括特定阀1或特定致动器或可移动元件中的加压流体泄漏。
环境传感器14监测加压流体的进入流的湿度和/或水含量和/或温度。环境传感器14还可以检测加压流体的流入流中的任何油/颗粒/水滴。环境传感器14可以是布置在DSEM13的入口上的湿度传感器。环境传感器14可以是布置在DSEM 13的出口上的湿度传感器。环境传感器14可以是布置在DSEM13的入口上的油滴/颗粒传感器。在使用中，环境传感器14可以指示进入DSEM 13的加压流体的质量。可以使用多于一个的环境传感器14。
阀岛100中的传感器中的每一个都电连接到诊断模块8。诊断模块8被配置为经由电连接接收来自阀岛100的传感器中的每一个的信号，如下文将更详细描述的。
数据通信模块7具有子总线16。数据通信模块7经由可编程逻辑计算机(PLC)设有工业以太网链路17。因此，工业以太网链路17提供阀岛100与PLC之间的通信装置。数据通信模块7设有无线网络18。备选地或此外，数据通信模块7设有云通信链路18。来自传感器的信号通过数据通信模块7，这些信号可以被发送到PLC(在不需要诊断处理的情况下)。在正常使用中，对诊断模块8执行诊断。
在本发明的另一实施例中，不提供无线网络和/或云通信链路18。取而代之的是，数据通信模块7仅设有工业以太网链路17。由于这是一个以太网连接，可能会连接有几个其他设备，包括PLC。例如，通往进一步的云处理/工业4.0系统的现场或场外物联网(IoT)网关、或用于监控或分析的开放平台通信统一架构(OPC-UA)设备、或连接网络上的本地用户可以从该设备查看网页。多于一个网络连接可以用于控制或数据通信。
诊断模块8具有诊断用户接口。诊断用户接口可以是彩色显示屏10。彩色显示屏10可以是液晶显示器(LCD)。彩色显示屏10可以是全彩色薄膜晶体管(TFT)LCD。备选地，彩色显示屏10可以是有机发光二极管(OLED)显示器。用户接口具有定向控制，使得阀岛100可以以任何定向被安装。彩色显示屏10可以是可拆卸的，或者使用现有的HMI。
诊断模块8具有内置的机器智能单元(MIU)。MIU可以包括印刷电路板(PCB)和处理器，其中PCB接收由处理器解释的各种信号。处理器执行必要的算法来监控运行状况，并识别不同于运行状况的任何变化或与运行状况的任何偏离，这些变化或偏离可以指示故障或可从信号识别的故障的发展。MIU是一种软件，该软件能够从所有连接的传感器捕获数据，存储所述数据，并使用内置算法处理这些数据，以提供有用的通知。诊断模块8收集并处理来自阀岛100内的传感器以及气动系统的上游和下游(阀岛之前和之后的部件)的数据。诊断模块8还具有经由数据通信模块7从传感器收集数据并将其卸载到备选站点的能力。备选站点可以是例如云服务。
来自智能线圈12和智能阀的传感器信号可以被组合，使得其各自的传感器被视为一对集成传感器。因此，来自光学传感器15的指示例如阀芯位置的信号与来自智能线圈12的信号相结合，所述结合的信号指示线圈是否已经被切换，因此阀芯应该处于哪个位置，其中机器智能单元使用来自智能线圈12的信号识别与正常或预期运行状况的偏离，从而识别是否存在故障或是否存在故障发展的风险。
输入/输出模块9允许通过阀岛100将外部系统设备和传感器连接到PLC。输入/输出模块9通过诊断模块8电连接到数据通信模块7。来自这些传感器的任何数据都可以由诊断模块8与传感器11、12、15的信号结合来询问。例如致动器上的位置传感器(用于检测致动器的行程位置)。该信号可与来自线圈和阀的测量信号组合以识别运行状况。
数据通信模块7和诊断模块8可以一起执行运行状况监控。这可以通过监控感测数据来创建操作基线，然后以迭代的方式将循环数据与该操作基线进行比较。
数据通信模块7和诊断模块8可以经由诊断模块8上的彩色显示屏10一起进行运行状况的本地传送。数据通信模块7和诊断模块8可以一起经由工业以太网链路17或经由无线网络和/或云通信链路18将运行状况远程传送出去。这些可以经由手持设备(如移动电话、平板电脑或笔记本电脑)显示给生产机械操作者。使用状态/警告消息来传送与正常运行状况的偏离以及因此故障或故障的发展。状态/警告消息标识故障的位置和类型。状态/警告消息可以标识解决方案。
当控制阀或其相应的致动缸指示性能降低时，如上所述，经由在诊断模块中提供的用户接口和/或经由工业以太网链路和/或无线网络和/或云通信链路18提供视觉指示。这允许在下一次方便的维护机会更换控制阀或致动缸。
可以识别的运行状况和故障或故障发展包括：阀卡住；阀泄漏；压力变化；周期计数；流量变化；空气消耗(即流量)；能量消耗(即功率)；空气质量(如颗粒、湿度等)；螺线管/线圈性能/问题；致动器/传感器的问题(例如泄漏、致动器卡住等)；阀末端位置；阀芯故障或卡住。在诊断中，阀中发生了什么，在哪里，即哪个阀被识别并显示为状态/警告信息的一部分。
数据通信模块7和诊断模块8可以一起允许来自外部源的算法的更新。远程发送节点上的软件更新(而不是本地更新)，外部连接与机载诊断模块相结合的优势。子程序可以存储在数据通信模块7和诊断模块8上，该子程序可以根据改变阀的致动特性的PLC的命令而被激活。
图2a和图2b示出了根据本发明第二实施例的阀岛200。阀岛200类似于阀岛100，因此使用类似的附图标记，并且将仅详细描述阀岛200的主要区别。
阀岛200具有安装在歧管底基202的顶部的多个阀1。每一个阀1都与歧管底基202的对应部分相关联。
图3a和图3b示出了根据本发明第三实施例的阀岛300。阀岛300类似于阀岛100，使得在适当的地方使用类似的附图标记，并且将仅详细描述阀岛300的主要区别。
与阀岛100一样，在阀岛300中，多个阀1安装在多个底基2的顶部。每一个阀1和底基2被统称为阀片。因此，阀岛300具有模块化结构。底基2引导空气通过阀岛100基座中的流体连接件20，为阀1提供到空气供应部312的连接，并且还提供从连接在每一个阀1下游的气动设备的气动连接4。阀岛300的多个阀1安装在多个底基2的顶部，且多个传感器单元303以夹层布置位于所述阀1与所述底基2之间。每一个传感器单元303都具有至少一个集成传感器。传感器单元303负责感测阀片的特性，使得可能不需要单独的传感器。
在图3的阀岛300的具体实施例中，第一传感器单元303具有作为流量和/或压力传感器11的底基传感器。第二传感器单元303具有作为流量和/或压力传感器11的底基传感器。第三传感器单元303具有智能线圈传感器12，所述智能线圈传感器12位于传感器单元303中，而不是根据阀岛100位于阀1中。第四传感器单元303具有智能阀光学传感器15，该智能阀光学传感器15位于传感器单元303中，而不是根据阀岛100位于阀1中。第五传感器单元303具有智能阀磁传感器15。第六传感器单元303具有智能阀感应传感器15。
参照图4，阀岛300以备选配置示出，其中多个阀1直接安装在对应的底基2的顶部(类似于阀岛100)，并且多个阀1安装在传感器单元303的顶部，传感器单元安装在对应的底基2的顶部。此外，截止阀19安装在底基2的顶部，并且设置两个供应排放模块6。
传感器单元303包括顶部壳体304、中间壳体306和底部件308。顶部壳体304通过卡扣配合和/或螺纹连接307连接到中间壳体。底部件308通过卡扣配合连接到中间壳体306。
在外部，每一个传感器单元303在形式上与包括阀岛300的阀1和底基2的阀片协同工作。因此，如图4所示，两个传感器单元303可以并排地定位在相邻的阀片中。这种布置允许传感器单元303测量阀芯22的每一侧上的压力。螺钉孔310允许螺钉44穿过组装后的传感器单元303，以连接阀1和阀片的底基2。
在内部，传感器单元303适于与阀1和底基2的气动通路312协作。传感器单元303适于容纳阀1与底底基2之间的电连接。传感器腔320的内表面与阀连接器密封件52接合。同样，传感器单元连接器密封件322与设置在底基2中的传感器腔的内表面接合。
气动连接
参照图5，示出了包括传感器单元303的阀片的横截面图。该横截面是在未分解的阀1和传感器单元303组合的中间平面处截取的。
标准阀1具有阀芯22和螺线管24结构。如本领域已知的，阀芯22的移动控制通过气动通路312的各个通道30、32、34、36、38的气动流。经由气动连接4驱动示例性致动器21的移动。
顶部壳体304和中间壳体306具有通道330、332、334、336、338，所述通道以流体连通的方式连接到阀1的通道30、32、34、36、38、以及其在底基2内的等效通道，其中通道30、32、34、36、38被统称为气动通路312。
图8中详细示出了中间壳体306。输送路径348将输送感测腔室344以流体连通的方式连接到包括阀片的主要供应部的通道336。供应路径350以流体连通的方式将供应感测腔室346连接到通道332，其中所述通道332包括阀片的第一输送通道。
一体式垫圈340设置在中间壳体306的上表面上。垫圈坐置在设在中间壳体306的上表面中的凹槽342中。垫圈340被布置为环绕通道330、332、334、336、338中的每一个以及其各自的输送路径和感测腔室。
供应路径350利用垫圈340的形式将供应感测腔室346以流体连通的方式连接到通道332。
输送路径348既依赖于垫圈340的形式，也依赖于旁路路径349，如图9和10所示，以将输送感测腔室344以流体连通的方式连接到通道336。超声焊接板351可以阻塞旁路路径349的一部分。
电连接
返回参考图5，传感器单元303设有两个印刷电路板组件(PCBA)352、354。PCBA352、354彼此电连接。在备选实施例中，可以设置任何数量的PCBA。下PCBA354电连接到阀电连接器阵列50。阀电连接器阵列50在阀1与底基2之间传送电力和电信号。传感器单元303具有与底基印刷电路板组件60电连接的接通连接器阵列358。根据应用，传感器单元303可以具有另外的连接器阵列356。底基印刷电路板组件60通过阀岛300电连接到数据通信模块7的子总线16。
传感器
上PCBA352电连接到光学传感器372。光学传感器372在通道328内对准。根据所示的具体实施例，光学传感器372在排放通道328内对准。光学传感器372被布置为不干扰排放通道328内的流动。光学传感器372观察阀芯22的位置。光学传感器372可以通过将光照射到阀芯22上并检测阀芯22和阀芯22上的密封件之间的反射光信号的差异来观察阀芯22的位置。如图6所示，光学传感器372可以抵靠超声焊接板被固定就位。光学传感器372经由穿过传感器单元303(特别是穿过袋353)布线的有线连接电连接到上PCBA352上的连接器355。
上PCBA 352具有第一压力传感器372和第二压力传感器374。
第一压力传感器372以流体连通的方式连接到输送感测腔室344。第二压力传感器374以流体连通的方式连接到供应感测腔室346。
上PCBA 352具有电流传感器376。电流传感器376感测先导阀螺线管的电流消耗。
使用在阀岛100的整个长度上进行固定的夹具或拉杆将底基2保持在一起。阀1将随着时间的推移而磨损，并且将需要更换。为了便于更换，阀1被设计为使得阀1可以容易地从底基2移除，而不需要拆除阀岛300。这通常使用螺钉44来实现(例如在阀岛100中)，螺钉44将阀1直接固定到底基2。这允许用户容易地用阀岛100就地替换或升级/改变阀功能。阀岛300在增加传感器的应用中保持这些优点。
通过具有安装在底基2与阀1之间的传感器单元303，不需要具有专门的底基2。此外，这意味着希望升级其阀岛以增加传感器或在不同通道之间切换感测的用户可以容易地这样做，而无需拆卸阀岛300。传感器单元303允许用于阀1的标准阀电连接器阵列50“穿过”并连接到底基印刷电路板组件(PCBA)60，从而消除了对任何修改或另外的连接器的需要。
传感器单元303内的传感器电子设备与任何类型的阀1兼容，因此可以在阀岛300内互换使用。
在本发明的第四实施例(未示出)中，多个传感器单元被夹在多个阀与歧管底基之间，其中多个传感器单元与歧管底基的对应部分相关联。
在备选实施例中，传感器单元303可以设在另外的功能元件(例如截止阀)的顶部。因此，阀片包括标准阀1、传感器单元303、截止阀、和底基2。
附图标记
阀1 阀岛100、200、300
底基2 歧管底基202
端板3 传感器单元303
气动连接4 顶部壳体304
电磁阀5 中间壳体306
供应排放模块6 螺纹连接307
数据通信模块7 底部件308
诊断模块8 螺钉孔310
输入/输出模块9 气动通路312
彩色显示屏10 传感器腔320
集成基部流量压力传感器11 传感器单元连接器密封件322
智能线圈12 330通道
诊断供应排放模块13 332通道
集成流量压力和环境传感器14 334通道
光学传感器15 336通道
子总线16 338排放通道
工业以太网链路17 垫圈340
无线网络和/或云通信链路18 凹槽342
截止阀19 输送感测腔室344
流体连接20 供应感测腔室346
示例性致动器21 输送路径348
阀芯22 旁路路径349
螺线管24 供应路径350
通道30 板351
通道32 上印刷电路板组件(PCBA)352
通道34 袋353
通道36 下印刷电路板组件(PCBA)354
通道38 连接器355
螺钉44 接通连接器358
阀电连接器阵列50 光学传感器372
阀连接器密封件52 板373
底基印刷电路板组件(PCBA)60 第一压力传感器374
第二压力传感器376
电流传感器378

Claims (27)

1.一种模块化阀岛(100)，包括：
多个阀(1)；
供应排放模块(6)；
数据通信模块(7)；以及
诊断模块(8)；
其中，所述多个阀中的至少一个具有至少一个集成传感器，其中，所述至少一个集成传感器被配置为检测所述模块化阀岛(100)的运行状况，其中，所述至少一个集成传感器电连接到所述诊断模块(8)，以向所述诊断模块(8)发送传感器信号，
其中，所述诊断模块(8)被配置为接收和处理所述诊断模块(8)中的所述传感器信号，以识别所述运行状况；并且
其中，所述模块化阀岛(100)被配置为经由以下中的至少一个提供与所述模块化阀岛(1)的所述运行状况相关联的数据：
-设置在所述诊断模块(8)中的用户接口；
-工业以太网链路；或
-无线网络和/或云通信链路。
2.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述模块化阀岛(100)还包括多个底基，其中，所述多个阀中的每一个都与所述多个底基中的相对应一个底基相关联。
3.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述模块化阀岛(100)还包括歧管底基，其中，所述多个阀中的每一个都与所述歧管底基的对应部分相关联。
4.根据权利要求2所述的模块化阀岛(100)，其中，所述至少一个集成传感器设置在传感器单元(303)上，所述传感器单元(303)位于所述多个阀与所述多个底基之间。
5.根据权利要求3所述的模块化阀岛(100)，其中，所述至少一个集成传感器设置在传感器单元(303)上，所述传感器单元(303)位于所述多个阀与所述歧管底基之间。
6.根据权利要求4或5所述的模块化阀岛(100)，包括多个传感器单元(303)。
7.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述数据通信模块(7)和所述诊断模块(8)被组合为单个模块。
8.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述模块化阀岛(100)还包括至少一个输入/输出模块(9)。
9.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述运行状况是故障状况。
10.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述至少一个集成传感器包括用于检测阀机械特性的第一阀传感器，优选地，其中，所述第一阀传感器是被配置为检测阀芯位置的传感器，进一步优选地，其中，所述第一阀传感器选自光学传感器、感应式传感器、磁传感器中的一个。
11.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述至少一个集成传感器还包括用于检测阀电气特性的第二阀传感器，优选地，其中，所述第二阀传感器是被配置为检测线圈电流和/或电压的变化的电传感器。
12.根据权利要求2或3所述的模块化阀岛(100)，还包括底基传感器，所述底基传感器集成到所述底基或所述底基歧管以检测所述底基或所述底基歧管的流动状况，并且其中，所述底基传感器电连接到所述诊断模块(8)，以向所述诊断模块(8)发送传感器信号。
13.根据权利要求12所述的模块化阀岛(100)，其中，所述底基传感器是设置在所述底基或底基歧管的入口端口、所述底基或所述底基歧管的输出端口中的至少一个中的流量压力传感器，其中，所述流量压力传感器被配置为检测压力、流量、和温度中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，至少一个传感器设置在所述供应排放模块中以检测压力、流量、空气质量、和温度中的至少一个，并且其中，所述至少一个供应排放模块传感器电连接到所述诊断模块(8)，以向所述诊断模块(8)发送传感器信号。
15.根据权利要求8所述的模块化阀岛(100)，其中，至少一个传感器设置在所述至少一个输入/输出模块(9)中，以检测压力、流量、空气质量、和温度中的至少一个，并且其中，所述至少一个输入/输出模块传感器电连接到所述诊断模块(8)，以向所述诊断模块(8)发送传感器信号。
16.根据权利要求1所述的模块化阀岛(100)，其中，所述诊断用户接口是显示器，优选地，其中，所述用户接口具有定向控制。
17.一种气动系统，包括前述权利要求中任一项所述的模块化阀岛(100)、以及至少一个致动器或可移动元件，所述至少一个致动器或所述可移动元件以流体连通的方式连接到所述模块化阀岛(100)。
18.根据权利要求18所述的气动系统，其中，所述至少一个致动器或所述可移动元件包括电连接到所述模块化阀岛(100)的所述输入/输出模块(9)的传感器。
19.一种用于模块化阀岛(100)的传感器单元(303)，所述传感器单元(303)包括壳体，所述壳体适于电连接在所述模块化阀岛的阀与底基之间，所述传感器单元限定在所述模块化阀岛的所述阀与所述底基之间的多个通道，以允许流体在所述多个通道之间流动，所述传感器单元包括至少一个集成传感器，所述至少一个集成传感器被配置为检测所述模块化阀岛的运行状况。
20.根据权利要求19所述的传感器单元，其中，所述壳体包括上表面，所述上表面适于与模块化阀岛的阀的所述多个通道以流体连通的方式连接；并且其中，所述壳体包括下表面，所述下表面适于与模块化阀岛的底基的多个通道以流通连通的方式连接。
21.根据权利要求19所述的传感器单元，其中，所述至少一个集成传感器包括压力传感器。
22.根据权利要求21所述的传感器单元，其中，所述压力传感器以流体连通的方式连接到模块化阀岛的阀的所述多个通道中的通道。
23.根据权利要求22所述的传感器单元，其中，垫圈(340)至少部分地限定所述压力传感器与所述通道之间的流体连接。
24.根据权利要求23所述的传感器单元，其中，所述垫圈被保持在限定在所述传感器单元(303)中的凹槽内。
25.根据权利要求19所述的传感器单元，其中，所述至少一个集成传感器包括光学传感器(372)。
26.根据权利要求25所述的传感器单元，其中，所述光学传感器(372)被布置为不干扰通过所述通道的流动。
27.根据权利要求25或26所述的传感器单元，其中，所述光学传感器(372)电连接到所述壳体内的印刷电路板组件(PCBA)。
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