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Die
Erfindung betrifft ein fluidtechnisches, insbesondere pneumatisches,
Ventilmodul mit einem Versorgungsanschluss zur Einspeisung von Fluid, und
mit mindestens einem fluidtechnischen, insbesondere pneumatischen, über
eine Steuerschnittstelle des Ventilmoduls steuerbaren Ventil zur
Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts über
Arbeitsanschlüsse anhand des eingespeisten Fluids.
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Bei
dem Arbeitsgerät handelt es sich beispielsweise um einen
pneumatischen Zylinder, der durch das Ventilmodul pneumatisch angesteuert wird.
Das Ventilmodul ist beispielsweise ein Servoventil, insbesondere
ein Proportionalventil, das zur Ansteuerung eines pneumatischen
Antriebes dient. Der pneumatische Antrieb ist beispielsweise ein pneumatischer
Arbeitszylinder, der von dem Ventilmodul angesteuert wird. Das Ventilmodul
erhält beispielsweise von einer überlagerten Steuerung
Steuersignale zum Schalten seines Ventils. Aus der
EP 1 586 777 A1 ist beispielsweise
ein derartiges Ventilmodul bekannt. Dieses Ventilmodul hat zudem
Sensoren an Bord, beispielsweise Drucksensoren.
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Wenn
weitere Schalteinrichtungen benötigt werden, beispielsweise
eine Klemmeinrichtung oder eine Bremse zum Klemmen oder Bremsen
eines Kraftabgriffs des Arbeitsgerätes, Ventile zum Unterbrechen
von Fluidverbindungen beispielsweise im Fehlerfall oder dergleichen,
müssen zusätzliche Leitungen zwischen diesen Einrichtungen
und der überlagerten Steuerung verlegt werden. Ferner ist
es notwendig, dass die überlagerte Steuereinrichtung separate
Schaltbefehle zum Schalten der Sicherheitsventile oder der Klemmeinrichtung
erzeugen muss.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache
Anbindung einer Schalteinrichtung zur weiteren Beeinflussung eines
durch ein Ventilmodul der eingangs genannten Art angesteuerten Arbeitsgerätes
bereit zu stellen.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist bei einem Ventilmodul der eingangs
genannten Art vorgesehen, dass das Ventilmodul mindestens einen
in sein Gehäuse integrierten Schaltausgang zur Ausgabe
eines Schaltsignals zum Schalten einer Schalteinrichtung zum Beeinflussen,
insbesondere Deaktivieren, des Arbeitsgeräts aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Konzept sieht vor, dass ein Schaltsignal,
vorzugsweise ein Sicherheits-Schaltsignal, direkt von dem Ventilmodul
erzeugt wird und an dem einen oder den mehreren Schaltausgängen
zur Verfügung steht. Das Ventilmodul kann das Schaltsignal
aber beispielsweise auch an der Steuerschnittstelle von der überlagerten
Steuerung empfangen. Über die Steuerschnittstelle erhält das
Ventilmodul ansonsten die üblichen Signale, beispielsweise
Ventilstellungssignale zur Einstellung einer Stellung eines Ventilgliedes
des Ventils an Bord des Ventilmoduls.
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Der
mindestens eine Schaltausgang ist z. B. ein leitungsgebundener optischer
oder elektrischer Schaltausgang. Der mindestens eine Der mindestens
eine Schaltausgang kann auch Bestandteil einer drahtlosen Schnittstelle,
z. B. eine optischen Schnittstelle oder einer Funk-Schnittstelle,
sein.
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Das
Ventilmodul erzeugt das Schaltsignal zweckmäßigerweise
selbst, beispielsweise in Abhängigkeit von mindestens einem
Sensorsignal und/oder einem durch eine Steuereinrichtung erzeugten
Steuersignal. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise eine lokale,
in dem Ventilmodul enthaltene Steuereinrichtung oder eine überlagerte,
externe Steuereinrichtung sein. Das Sensorsignal kann von einem
externen Sensor, der mit dem Ventilmodul verbunden ist, beispielsweise
einem Positionssensor an dem Arbeitsgerät, erzeugt werden.
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Eine
bevorzugte Variante der Erfindung sieht jedoch vor, dass an Bord
des Ventilmoduls eine Sensoranordnung zur Erzeugung eines Sensorsignals vorgesehen
ist. Die Sensoranordnung erzeugt das Sensorsignal in Abhängigkeit
beispielsweise von einem Betriebszustand des Ventilmoduls oder des
angeschlossenen Arbeitsgeräts. Die Sensoranordnung kann
vorzugsweise einen oder mehrere Drucksensoren zum Erfassen eines
an einem Arbeitsanschluss oder dem Versorgungsanschluss anliegenden Drucks
umfassen. Auch eine Durchflussmessung für den Arbeitsanschluss
und/oder den Versorgungsanschluss kann durch einen geeigneten Durchflusssensor
durchgeführt werden. Die Sensoranordnung kann aber auch
einen Positionssensor zur Erfassung einer Stellung eines Ventilglieds
des Ventils an Bord des Ventilmoduls, einen Temperatursensor, einen
Spannungssensor oder einen Stromsensor umfassen. Es versteht sich,
dass je nach Bedarf auch weitere Sensormittel bei dem Ventilmodul
vorhanden sein können.
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Der
mindestens eine Schaltausgang ist zweckmäßigerweise
parametrierbar. So sind beispielsweise Grenzwerte der Sensorwerte,
Abschaltzeiten oder Einschaltzeiten, Bremswerte, Toleranzen, beispielsweise
Spannungstoleranzen, oder der gleichen als Parameter einstellbar.
Die Parametrierung kann über die Steuerschnittstelle erfolgen
oder über einen separaten, speziell für die Parametrierung vorgesehenen
Parametrieranschluss.
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Die
Schalteinrichtung umfasst beispielsweise eine zwischen das Ventilmodul
und das Arbeitsgerät geschaltete Ventilanordnung. Die Ventilanordnung
bildet zweckmäßigerweise eine sogenannte Fail-Safe-Schaltung.
Mit der Ventilanordnung kann ein Fluidfluss von und/oder zu dem
Arbeitsgerät beeinflusst werden, beispielsweise unterbrochen
werden. So kann das Arbeitsgerät beispielsweise abgeschaltet
werden. Bei der Schalteinrichtung kann es sich aber auch um eine
auf ein Aktorglied des Arbeitsgeräts wirkende Brems- und/oder
Klemmeinrichtung handeln, die direkt oder indirekt auf das Aktorglied
wirkt. Indirekt kann die Schalteinrichtung beispielsweise über
einen mit dem Aktorglied verbundenen Kraftabgriff mit dem Aktorglied
zusammenwirken. Die Klemmeinrichtung kann im Fehlerfall beispielsweise
das Aktorglied an Ort und Stelle halten.
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Zweckmäßigerweise
ist an Bord des Ventilmoduls eine lokale Steuerungseinrichtung zur
Steuerung des Ventils des Ventilmoduls vorgesehen. Auch eine Regelungseinrichtung,
die auch einen Bestandteil der Steuerungseinrichtung bilden kann,
zur Regelung des Ventils ist zweckmäßig. So ist
beispielsweise eine Lage- oder Kraftregelung vorteilhaft. Dann ist das
an der Steuerschnittstelle bereitgestellte Eingangssignal beispielsweise
ein Ventilstellungssignal.
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Die
Regelungseinrichtung kann aber auch zur Ansteuerung des Ventils
als ein Proportionalventil, ein Druckregelventil, insbesondere ein
Differenzdruckregelventil, ausgestaltet sein. Die Druckregelung
erfolgt hochdynamisch. In diesem Betriebsfall erhält das
Ventilmodul beispielsweise Drucksollwerte über die Steuerschnittstelle.
Es versteht sich, dass die Regelungseinrichtung zwischen den verschiedenen
Regelungsmodi zweckmäßigerweise umschaltbar sein
kann, beispielsweise über die vorgenannte Parametrierschnittstelle
oder die Steuerschnittstelle.
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Die
Steuereinrichtung oder die Regelungseinrichtung sind vorteilhaft
zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltausgangs ausgestaltet.
So kann die Steuereinrichtung beispielsweise in einem Fehlerfall
ein Steuersignal über den Schaltausgang ausgeben, die die
Schalteinrichtung zum Deaktivieren des Arbeitsgerätes anweist.
Beispielsweise kann die vorgenannte Fail-Safe-Ventilanordnung zum
Sperren der Fluidverbindungen zwischen dem Ventilmodul und dem Arbeitsgerät
angesteuert werden.
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Das
Ventil an Bord des Ventilmoduls ist vorzugsweise ein 5/3-Wegeventil.
Dieses Ventil erfüllt die Funktion von ansonsten erforderlichen
3/3-Druckregelventilen. Vorzugsweise ist die Mittelstellung des Wegeventils
die Schließ-Stellung.
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Die
Steuerschnittstelle und der mindestens eine Schaltausgang sind vorteilhaft
miteinander verbunden, sodass der Schaltausgang unmittelbar über die
Steuerschnittstelle betätigbar ist. So kann beispielsweise
eine überlagerte Steuerung an der Steuerschnittstelle ein
Schaltsignal zum Deaktivieren oder Aktivieren des Arbeitsgerätes
an das Ventilmodul senden. Dieses Signal wird von der Steuerschnittstelle
unmittelbar an den mindestens einen Schaltausgang weitergeleitet.
Damit ist die Ansteuerung der Arbeitseinrichtung vereinfacht. Der
Verkabelungsaufwand ist gering, insbesondere müssen zwischen
der überlagerten Steuereinrichtung und der Schalteinrichtung
keine separaten Kabel gelegt werden.
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Die
Steuerschnittstelle ist vorteilhaft eine Bus-Schnittstelle, beispielsweise
eine Feldbus-Schnittstelle.
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Das
Ventilmodul hat zweckmäßigerweise eine Verkettungsschnittstelle
zum Verketten mit weiteren Ventilmodulen oder weiteren, insbesondere über
einen Bus mit dem Ventilmodul verbundenen Geräten. Beispielsweise
ist die Steuerschnittstelle zu der Bus-Schnittstelle durchgeschleift.
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Vorteilhaft
hat das Ventilmodul eine Sendeeinrichtung zum Senden von Diagnosedaten und/oder
Gerätedaten des Ventilmoduls, eines an das Ventilmodul
angeschlossenen Geräts, beispielsweise des Arbeitsgerät
oder der Schalteinrichtung. Somit kann die Sendeeinrichtung beispielsweise
einen Schaltzustand der Schalteinrichtung melden.
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Der
Schaltausgang kann zweckmäßigerweise einen digitalen
und/oder einen analogen Schaltausgang umfassen. Vorteilhaft kann
der jeweilige Schaltzustand am Schaltausgang über die Steuerschnittstelle
weitergemeldet werden, zum Beispiel an eine überlagerte
Steuerung.
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Ferner
ist das erfindungsgemäße Ventilmodul nicht nur
zur Ausgabe von Schaltsignalen, sondern auch zur Erfassung von Eingangssignalen
ausgestaltet, wofür zweckmäßigerweise
mindestens ein in das Gehäuse des Ventilmoduls integrierter
Meldeeingang vorgesehen ist. Der Meldeeingang kann zur Erfassung
digitaler und/oder analoger Daten ausgestaltet sein. Über
den Meldeeingang können beispielsweise Positionssensoren
oder sonstige Sensoren, die insbesondere an dem Arbeitsgerät
angeordnet sind, Meldesignale an das Ventilmodul melden. Der Meldeeingang
und der Schaltausgang sind zweckmäßigerweise miteinander
gekoppelt, beispielsweise direkt über eine Leitungsverbindung
oder indirekt, beispielsweise über die Steuereinrichtung oder
Regeleinrichtung des Ventilmoduls. Der Schaltausgang erzeugt das
Schaltsignal in Abhängigkeit von mindestens einem Eingangssignal,
das an dem Meldeeingang anliegt.
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Das
Ventilmodul ist vorzugsweise ein separat betreibbares, sozusagen
Stand-alone-Ventilmodul. Eine alternative Ausführungsform
kann aber auch vorsehen, dass das Ventilmodul als ein Modul für
eine Ventilbatterie ausgestaltet ist, die mehrere aneinandergereihte
Ventilmodule, Ein-/Ausgabemodule und dergleichen enthält.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer fluidtechnischen Anordnung mit einem
pneumatischen Linearantrieb und einem pneumatischen Ventilmodul zu
dessen Ansteuerung,
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2 eine
perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 1,
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3 zwei
miteinander verkettete Ventilmodule zur Ansteuerung jeweils eines
Arbeitsgerätes und
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4 eine
schematische Ansicht eines Ventilmoduls als Bestandteil einer Ventilbatterie,
das einen pneumatischen Arbeitszylinder ansteuert.
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Bei
den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind gleiche oder
gleichartige Bauteile mit gleichen oder mit Indizes a, b versehenen
Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine
fluidtechnische Anordnung 10a enthält einen pneumatischen
Antrieb 11a als fluidtechnisches Arbeitsgerät 12a.
Der Antrieb 11a ist ein Linearantrieb. Der Antrieb 11a wird
durch ein Ventilmodul 13a mit Fluid, vorliegend Druckluft,
beaufschlagt, sodass ein im Innern des Antriebes 11a angeordnetes Aktorglied 35a einen
außen am Gehäuse 14 des Antriebs 11a geführten
Schlitten 15 zwischen Endanschlägen 16, 17 hin
und her antreibt.
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Für
eine Vorwärtsfahrt V des Schlittens 15 in Richtung
des Endanschlags 17 beaufschlagt das Ventilmodul 13a den
Antrieb 11a an einem Geräte-Fluidanschluss 18a mit
Fluid, während aus einem beim Endanschlag 17 angeordneten,
abtriebsseitigen Geräte-Fluidanschluss 19a Druckluft
ausströmen kann. In umgekehrter Richtung, das heißt
bei einer Rückwärtsfahrt R, beaufschlagt das Ventilmodul 13a den
Geräte-Fluidanschluss 19a mit Druckluft, während
aus dem dann abströmseitigen Geräte-Fluidanschluss 18a Druckluft
ausströmen kann.
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Die
Geräte-Fluidanschlüsse 18a, 19a sind mit
Ventilmodul-Arbeitsanschlüssen 20a, 21a des Ventilmoduls 13a über
Fluidleitungen 22a, 23a verbindbar und zum Betrieb
der Anordnung 10a verbunden. Die Fluidleitungen 22a, 23a sind
flexible Schläuche, die in die Fluidanschlüsse 18a–21a einsteckbar sind
und von diesen dann vorteilhaft selbsttätig verriegelt
werden.
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Das
Ventilmodul 13a ist über einen Versorgungsanschluss 24 mit
Druckluft versorgbar. Aus dem Arbeitsgerät 12a in
das Ventilmodul 13a zurückströmende Druckluft
kann über eine Ablufteinrichtung 25, beispielsweise
einen Schalldämpfer, ausströmen. Die Ablufteinrichtung 25 bildet
vorteilhaft einen Bestandteil des Ventilmoduls 13a und
ist an dessen Gehäuse 26 angeordnet.
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Am
Gehäuse 26 sind ferner Anschlüsse 27, 28 zur
Anbindung des Ventilmoduls 13a an weitere Einrichtungen,
z. B. Steuerungs- und Sensoreinrichtungen, vorgesehen.
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Beispielsweise
ist der Anschluss 27 ein Bestandteil einer Steuerschnittstelle 36.
Die Steuerschnittstelle 36 enthält eine Bus-Schnittstelle 37 zum Anschluss
einer das Ventilmodul 13a steuernden oder regelnden Steuerungseinrichtung 29.
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Der
Anschluss 28 ist Bestandteil einer Verkettungsschnittstelle 41 zum
Verketten des Ventilmoduls 13a mit weiteren Ventilmodulen,
z. B. einem Ventilmodul 13a' (siehe 3). Die
Verkettungsschnittstelle 41 ist z. B. eine Bus-Schnittstelle,
z. B. eine Feldbus-Schnittstelle. Leitungen der Steuerschnittstelle 36 sind
z. B. zu der Verkettungsschnittstelle 41 durchgeschleift.
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Eine
Verbindungsleitung 30 zu einer Positionssensoreinrichtung 31 zur
Erfassung einer jeweiligen Position des Schlittens 15 kann
aber auch mit der Verkettungsschnittstelle 41 verbunden
werden, wenn die Positionssensoreinrichtung 31 z. B. eine Bus-Schnittstelle
aufweist.
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Anzeigemittel 32 des
Ventilmoduls 13a dienen zur Anzeige von Betriebszuständen,
beispielsweise Fehlerzuständen, korrekter Versorgungsspannung
und dergleichen.
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Durch
die Ausgestaltung der Anschlüsse 27 und 28 als
Buchse und Stecker ist eine elektrisch korrekte elektrische Verkabelung
der Anordnung 10 leicht herstellbar.
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Auch
in fluidtechnischer oder pneumatischer Hinsicht kann eine betriebssichere
und korrekte Verschlauchung beziehungsweise Fluid-Verbindung zwischen
den Geräten 11a, 13a durch zweckmäßige, optionale
Maßnahmen hergestellt werden. Beispielsweise haben der
Geräte-Fluidanschluss 18a und der Ventilmodul-Arbeitsanschluss 20a als
eine erste mechanische Kodierung identische Löseringe 33.
Löseringe 34 der Fluidanschlüsse 19a, 21a unterscheiden sich
mechanisch von den Löseringen 33 und bilden somit
eine zweite mechanische Kodierung. Beispielsweise stehen die Löseringe 33 weiter
vor Fluidanschlusskörper der Fluidanschlüsse 18a, 20a vor
als die Löseringe 34 bei den Fluidanschlüssen 19a, 21a. Ferner
haben die Fluidleitungen 22a, 23a und zweckmäßigerweise
auch die Fluidanschlüsse 18a, 20a bzw. 19a, 21a beispielsweise
unterschiedliche Farbkodierungen oder Riffelungen, sodass eine klare Farbzuordnung
von Fluidleitung zu Fluidanschluss gegeben ist.
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Das
Ventilmodul 13a enthält ein Ventil 38, das über
die Steuerschnittstelle 36 steuerbar ist. Über
die Steuerschnittstelle 36 erhält das Ventilmodul 13a Positionssignale
für ein nicht dargestelltes Ventilglied des Ventils 38.
Diese Positionssignale werden jedoch von der Steuerschnittstelle 36 nicht unmittelbar
an das Ventil 38 übermittelt, sondern an eine
Steuereinrichtung 39 des Ventilmoduls 13a.
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Die
Steuereinrichtung 39 enthält ferner ein Regelungsmodul 40,
das eine Regelungseinrichtung 72 bildet. Ein Prozessor 71 führt
Programmcode des Regelungsmoduls 40 aus. Das Regelungsmodul 40 regelt
anhand von über die Steuerschnittstelle 36 erhaltene
Ventilstellungssignale eine jeweilige Stellung des Ventils 38.
Das Ventil 38 ist ein 5/3-Wegeventil. Das Regelungsmodul 40 ist
zwischen einer Positionsregelung und einer Druckregelung sowie einer Proportionalregelung
umschaltbar, beispielsweise über entsprechende Steuerparameter,
die das Ventilmodul 13a an der Steuerschnittstelle 36 oder
einer Parametrierschnittstelle 42 erhält.
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Zu
einer Druckregelung wertet die Steuereinrichtung 39 beispielsweise
von Drucksensoren 43, 44 und 45 einer
Sensoranordnung 46 erhaltene Sensorsignale 47 aus.
Die Drucksensoren 43, 44 sind den Arbeitsanschlüssen 20a, 21a zugeordnet.
Der Drucksensor 45 erfasst den Versorgungsdruck am Versorgungsanschluss 24.
Optional ist den Sensoren 43, 44 und 45 eine
Druckerfassungseinrichtung 48 zugeordnet, die die Sensorsignale 47 beispielsweise
für die Steuereinrichtung 39 vorverarbeitet, beispielsweise Pegel
anpasst, die Sensorsignale 47 glättet oder dergleichen.
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Das
Ventilmodul 13a steuert jedoch nicht nur das Arbeitsgerät 12a pneumatisch
an, sondern schaltet zudem noch Schaltein richtungen 49a zum Deaktivieren
des Arbeitsgerätes 12a. Die Schalteinrichtungen 49a umfassen
Schaltventile 50 einer Ventilanordnung 51. Die
Schaltventile 50 sind in die Fluidleitungen 22a, 23a geschaltet
und können den Druckluftdurchfluss auf diesen Fluidleitungen
durchlassen oder sperren. Das Ventilmodul 13a schaltet die
Schaltventile 50 über Schaltausgänge 52a einer Schaltausgabeeinrichtung 53.
Die Schaltausgänge 52a sind in das Gehäuse 26 des
Ventilmoduls 13a integriert. Das Ventilmodul 13a hat
die Schaltausgänge 52a an Bord. Das Ventilmodul 13a sendet über
Leitungen 54a oder wahlweise auch über eine drahtlose Schnittstelle 54b Schaltsignale 54 zum
Schalten der Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung oder
Durchlassstellung. Beispielsweise in einem Fehlerfall schaltet das
Ventilmodul 13a die beiden Schaltventile 50 in ihre
Sperrstellung, sodass das Arbeitsgerät 12a blockiert
ist. Somit bildet die Ventilanordnung 51 eine Fail-Safe-Ventilanordnung.
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Das
Ventilmodul 13a meldet eine jeweilige Stellung der Schaltventile 50 über
die Steuerungsschnittstelle 36, die insofern eine Sendeeinrichtung 79 zum
Senden mindestens eines Schaltzustandes der Schalteinrichtung 49a bildet.
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Das
Ventilmodul 13a erzeugt das Schaltsignal 54 in
Abhängigkeit beispielsweise der Druck-Sensorsignale 47.
Bei einem unerwarteten Druckabfall an einem der Arbeitsanschlüsse 20a, 21a,
bei einem Druckverlust am Versorgungsanschluss 24 oder
dergleichen erzeugt das Ventilmodul 13a das Schaltsignal
54 zum Schalten der Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung,
so dass das Arbeitsgerät 12a abgeschaltet ist.
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Ferner
hat das Ventilmodul 13a eine Temperaturüberwachung.
Ein Temperatursensor 55 überwacht die Temperatur
des Ventilmoduls 13a, beispielsweise des Ventils 38 oder
einer Stromversorgung 61 des Ventilmoduls 13a.
Der Temperatursensor 55 erzeugt ein Temperatur-Sensorsignal 56,
das die Schaltausgabeeinrichtung 53 an einer Eingangsschnittstelle 57 empfängt.
Bei Überschreiten eines beispielsweise an der Parametrierschnittstelle 42 einstellbaren
Temperaturgrenzwertes schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 die
Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung.
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An
die Eingangsschnittstelle 57 kann auch beispielsweise der
Positionssensor 31 angeschlossen werden, was durch eine
gestrichelt dargestellte Verbindungsleitung 73 angedeutet
ist. Der Positionssensor 31 erzeugt ein Positions-Sensorsignal 58.
In Abhängigkeit von dem Sensorsignal 58 schaltet
die Schaltausgabeeinrichtung 53 die Schaltventile 50. Wenn
beispielsweise eine Grenzposition überschritten ist, das
Aktorglied 35a beispielsweise zu nahe an die Endanschläge 16 und 17 heranfährt,
eine vorbestimmte Grenzgeschwindigkeit überschritten wird oder
dergleichen, schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 die
Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung.
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Weiterhin
ist es denkbar, dass beispielsweise ein Spannungssensor 59 und
ein Stromsensor 60 die Stromversorgung 61 des
Ventilmoduls 13a überwachen und die Schaltausgabeeinrichtung 53 anhand
der von den Sensoren 60, 61 gelieferten Sensorsignale 74, 75 das
Schaltsignal 54 erzeugt, beispielsweise bei einem Strom-
oder Spannungsabfall die Schaltventile 50 in Sperrstellung
schaltet.
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Ein
Positionssensor 62 des Ventilmoduls 13a erfasst
die jeweilige Position eines Ventilglieds des Ventils 38 und
erzeugt ein von dessen Position abhängiges Positions-Sensorsignal 63.
Das Regelungsmodul 40 regelt anhand des Positions-Sensorsignals 63 die
Position des Ventilglieds.
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Der
Positionssensor 62 übermittelt das Positions-Sensorsignal 63 auch
an die Schaltausgabeeinrichtung 53. Wenn das Ventilglied
beispielsweise klemmt oder durch ein Hindernis in seiner Bewegung gebremst
wird, ist dies anhand des Positions-Sensorsignals 63 erkennbar.
Die Schaltausgabeeinrichtung 53 wertet das Positions-Sensorsignal 63 aus
und erkennt so beispielsweise eine Störung beim Ventil 38. Bei
einer Störung schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 über
mindestens einen Schaltausgang 52a die Schaltventile 50 in
Sperrstellung. Der Schaltausgang 52a ist ein digitaler
Schaltausgang. Die Schaltventile 50 könnten parallel
an einen einzigen Schaltausgang 52a angeschlossen sein.
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Der
Schaltausgang 52a kann auch unmittelbar durch die Schaltausgabeeinrichtung 53 und/oder das
Regelungsmodul 40 angesteuert werden. Wenn beispielsweise
das Regelungsmodul 40 bei der Regelung des Ventils 38 eine
Störung erkennt, einen Druckabfall an einem der Fluidanschlüsse 20a, 21a oder 24 erfasst
oder dergleichen, kann das Regelungsmodul 40 über
eine Leitung 64 die Schaltausgabeeinrichtung 53 zum
Schalten der Schalteinrichtung 49a ansteuern, beispielsweise
zum Schalten der Schaltventile 50 in Sperrstellung oder
Durchlassstellung. Ferner ist es möglich, dass die Schaltausgabeeinrichtung 53 auch über
die Steuerschnittstelle 36, die vorzugsweise eine Bus-Schnittstelle
ist, angesteuert wird. Hierfür ist eine Leitung 65 vorgesehen. Bei
beiden vorgenannten Ausführungsformen ist denkbar, dass
die Schaltausgänge 52a unmittelbar von der Steuereinrichtung 39 oder
von der Steuerschnittstelle 36 aus angesteuert werden,
das heißt, dass keine Schaltausgabeeinrichtung 53 vorhanden sein
muss.
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Die
Schaltausgabeeinrichtung 53 kann auch über einen
Meldeeingang 66, beispielsweise einen digitalen oder analogen
Meldeeingang, angesteuert werden. An den Meldeeingang 66 kann
beispielsweise ein Positionssensor 70 angeschlossen werden, der
eine Endposition des Aktorglieds 35a signalisiert. Wenn
das Aktorglied 35a beispielsweise an den Endanschlag 17 anschlägt,
meldet dies der Positionssensor 70, beispielsweise ein
induktiver Sensor, an den Meldeeingang 66. Das Ventilmodul 13a schaltet beispielsweise
die Schaltventile 50 in Sperrstellung.
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Ferner
ist der Meldeeingang 66, der ein digitaler oder analoger
Meldeeingang sein kann, mit der Steuerschnittstelle 36 verbunden,
sodass ein von dem Meldeeingang 66 erfasstes Eingangssignal
unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 beispielsweise
an die überlagerte Steuerungseinrichtung 29 weitergemeldet
werden kann.
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Ein
zweckmäßigerweise digitaler Schaltausgang 91 ist
zum Schalten einer Schalteinrichtung, beispielsweise der Schalteinrichtung 49,
unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 ansteuerbar.
So kann beispielsweise die überlagerte Steuerungseinrichtung 29 den
Schaltausgang 91 unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 aktivieren,
beispielsweise ein Stell signal zum Schalten der Schaltventile 50 (nicht dargestellt)
ausgeben.
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Anzeigemittel 76,
beispielsweise akustische und/oder optische Anzeigemittel, z. B.
eine LED-Anordnung 77, zeigen eine jeweilige Schaltstellung
der Schaltausgänge 52a an.
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Weiterhin
stehen umfangreiche Diagnose- und Parametriermöglichkeiten
bei dem Ventilmodul 13a zur Verfügung. So sind
beispielsweise in einem Gerätedatenspeicher 67 Kenndaten
des Ventils 38, zum Beispiel Nenndurchfluss und Ventiltyp,
eine Seriennummer des Ventilmoduls 13a und dergleichen gespeichert.
Es ist ferner sogar möglich, dass in dem Gerätedatenspeicher 67 Kenndaten
des angeschlossenen Arbeitsgerätes 12a gespeichert
sind, beispielsweise Kolbendurchmesser und dergleichen. Das Ventilmodul 13a übermittelt
diese Gerätedaten über die Steuerschnittstelle 36,
so dass eine Sendeeinrichtung 77 zum Senden von Diagnosedaten und/oder
Gerätedaten.
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Das
Ventilmodul 13a übermittelt zusätzliche Diagnoseinformationen,
beispielsweise eine Verklemmung bei dem angeschlossenen Arbeitsgerät 12a und/oder
beim Ventil 38, eine zu hohe Temperatur, einen zu hohen
Strom und dergleichen über die Steuerschnittstelle 36 oder
einen nicht dargestellten Diagnoseanschluss.
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Das
Ventilmodul 13a ist über die Parametrierschnittstelle 42 parametrierbar.
Beispielsweise ist ein Parametriergerät 68 an
die Parametrierschnittstelle 42 anschließbar,
um Grenzwerte, Ausschaltzeiten, Sperrzeiten und dergleichen bei
dem Ventilmodul 13a zu parametrieren.
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Das
Ventilmodul 13a ist mit weiteren Modulen, insbesondere
weiteren Ventilmodulen, verkettbar. Eine fluidtechnische Anordnung 10a' gemäß 3 zeigt
beispielsweise ein solches verkettetes System. Arbeitsgeräte 12a, 12a' sind
beispielsweise Bestandteile eines Mehrachssystems, das integriert von
der Steuerungseinrichtung 29 aus ansteuerbar ist. Das Ventilmodul 13a ist über
eine Verkettungsleitung 69 mit einem weiteren Ventilmodul 13a' verbunden,
das ein Arbeitsgerät 12a', beispielsweise ebenfalls
einen fluidtechnischen Linearantrieb, ansteuert. Die Verkettungsleitung 69 ist
beispielsweise in den Anschluss 28 eingesteckt. Die Verkettungsleitung 69 ist
beispielsweise eine Busleitung.
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Das
erfindungsgemäße Konzept ist auch bei batterieartigen
Ventilmodulen anwendbar. So enthält beispielsweise eine
in 4 dargestellte Ventilbatterie 80 ein
Steuerungsmodul 81 zum Steuern weiterer Komponenten, nämlich
eines Ein-/Ausgabemoduls 82 sowie Ventilmodulen 83 und
eines erfindungsgemäßen Ventilmoduls 13b'.
Das Steuerungsmodul 81 steuert die Module 82, 83, 13a über
einen internen Bus 84, über den die vorgenannten
Module miteinander kommunizieren. Das Ventilmodul 83 hat
für den Bus 84 beispielsweise eine nicht dargestellte
Steuerschnittstelle.
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Das
Ventilmodul 13b der fluidtechnischen Anordnung 10b steuert über
seine Arbeitsanschlüsse 20a, 20b ein
Arbeitsgerät 12b, einen pneumatischen Antrieb 11b,
an. Fluidleitungen 22b, 23b führen von Geräte-Fluidanschlüssen 18b, 19b des
Arbeitsgerätes 12b zu dem Ventilmodul 13b. Über
Fluidbeaufschlagung seiner Arbeitsanschlüsse 20b, 21b betätigt
das Ventilmodul 13b ein Aktorglied 35b, beispielsweise
einen Kolben, des als pneumatischer Zylinder ausgestalteten Antriebs 11b.
An dem Kolben beziehungsweise Aktorglied 35b ist eine Kolbenstange 87 angeordnet,
die als Kraftabgriff dient und vor ein Gehäuse 14b des
Antriebs 11b vorsteht.
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Die
Kolbenstange 87 kann mittels einer Klemmeinrichtung 85 geklemmt
werden, sodass sie an Ort und Stelle verbleibt. Dies ist insbesondere
in einer Fehlersituation oder wenn der Antrieb 11b deaktiviert
werden soll, vorteilhaft.
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Nun
wäre es zwar denkbar, beispielsweise über das
Ein-/Ausgabemodul 82 die Klemmeinrichtung 85 anzusteuern.
Bei dem Ventilmodul 13b ist jedoch eine einfachere Bauweise
gewählt.
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Von
einem Schaltausgang 52b des Ventilmoduls 13b führt
eine Leitung 86 zu der Klemmeinrichtung 85, die
eine Schalteinrichtung 49b bildet. Das Ventilmodul 13b kann
beispielsweise auf einen über den internen Bus 84 empfangenen
Befehl hin die Klemmeinrichtung 85 in Klemmstellung oder
in Freigabestellung schalten. Ferner können interne Sensorsignale
des Ventilmoduls 13b zu dieser Schalthandlung führen,
beispielsweise ein plötzliches Auftreten von Überdruck
am Versorgungsanschluss (nicht dargestellt) oder dergleichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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