DE102018002399A1 - Modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben - Google Patents

Modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben, umfassend:- mindestens ein Steuermodul (5) für die Überwachung mindestens eines Elektroventils (7) für die Betätigung mindestens eines Stellantriebs (11),- mindestens ein Übertragungsmodul (9) zum Austauschen von Informationssignalen mit dem Stellantrieb (11);- ein Stromverbindungsmodul (3) für den Empfang von Steuersignalen von einem Benutzer (13).Das Stromverbindungsmodul (3) sendet die Steuersignale dem Steuermodul (5) und empfängt die Informationssignale vom Übertragungsmodul (9).Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass das Stromverbindungsmodul (3) eine Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) umfasst, die ausgestaltet ist um die Informationssignale und Steuersignale zu empfangen, zu speichern und auszuarbeiten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich eine modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben.
  • Eine Elektroventilinsel umfasst bekannter Weise ein Basisgehäuse, an dem eine Vielzahl von Elektroventilen angeordnet und dem die elektronischen Speise- und Überwachungsschaltungen für die Elektroventile selbst zugeordnet sind, die daher den Betrieb eines oder von mehreren Stellantrieben mittels der genannten Elektroventile regeln. Solche Speise- und Überwachungsschaltungen gehören zu einer modularen Steuervorrichtung für die Elektroventilinseln.
  • Im Allgemeinen umfasst eine modulare Steuervorrichtung ein Eingangsmodul, der als Schnittstelle arbeitet und die Steuersignale vom Benutzer empfängt, und mindestens ein Ventilsteuermodul, das mit dem Eingangsmodul verbunden ist, das die Steuersignale den Elektroventilen weiterleitet.
  • Das Eingangsmodul kann seinerseits ein Stromverbindungsmodul umfassen, das als Schnittstelle mit dem Benutzer wirkt, und ein Verwaltungsmodul der vom Stellantrieb kommenden und/oder an diesen gerichteten Eingangs- und/oder Ausgangssignale in Verbindung mit dem Stromverbindungsmodul.
  • In der vorliegenden Abhandlung bezeichnet man den Begriff Modul die Gesamtheit der elektronischen Schaltungen und der elektrischen Verbindungsschnittstellen, die im Allgemeinen auf einer elektronischen Leiterplatte vorgesehen sind. Die verschiedenen Module weisen im Allgemeinen auch ein Aufnahmegehäuse für die genannten elektronischen Leiterplatten auf, das die Basis der modularen Steuervorrichtung bildet.
  • Zurzeit wird im Industriebereich sehr das Bedürfnis empfunden, eine große und immer mehr wachsende Menge von Daten zu sammeln, die von den einzelnen Maschinen erzeugt und gesammelt werden, die in den Industrieprozessen arbeiten. Diese Daten können zum Beispiel unter den verschiedenen, innerhalb einer Industrieanlage vorhandenen Maschinen oder mit den oberen Verwaltungsniveaus derselben geteilt werden.
  • Dies erfordert klarerweise, dass die verschiedenen Maschinen im Stande sind, im Allgemeinen die Daten bezüglich der eigenen Lebensdauer, Produktivität, Wartung usw. und noch mehr insbesondere auch die Daten über die Betriebsweise der eigenen, einzelnen elektromechanischen Bestandteile zu sammeln.
  • Zurzeit sind die für die Überwachung von Stellantrieben bestimmten Elektroventilinseln nicht im Stande die genannten Daten zu erfassen, außer eventuell mittels von geeigneten Programmen, die an den sie bearbeitenden elektronischen äußeren Endgeräten, wie programmierbare logische Controller (PLC), Personal Computer oder Industrie Computer geladen werden.
  • Damit solche Daten vom PLC oder von Computern jedoch gesammelt werden, ist es notwendig, dass jeder einzelne Benutzer am PLC das spezifische Programm zur Verfügung hat und lädt, das im Stande ist, solche Daten zu gewinnen, zu speichern und zu liefern.
  • Eine solche Operation, unter Berücksichtigung, dass die verschiedenen PLC voneinander verschiedene Sprachen und Programmierungsregeln verwenden, ist jedoch innerhalb den menschlichen und wirtschaftlichen Möglichkeiten höchst aufwandreich.
  • Eine solche Operation der Bereitstellung und Ladung am PLC, oder am PC, eines Programmes, das im Stande ist, die Daten bezüglich der Betriebsweise der eine Elektroventilinsel oder den Betrieb der Insel selbst betreffenden elektromechanischen Bestandteilen zu gewinnen, müsste von einem Fachmann von Fall zu Fall an einzelnen PLC oder PC durchgeführt werden, der eine spezifische Elektroventilinsel oder eventuell eine Gruppe von Elektroventilinseln bearbeitet.
  • Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben auszuführen, die die Nachteile der Standes der Technik behebt, wobei die Wiedergewinnung und die Speicherung der Daten bezüglich der Lebensdauer und der Betätigung der Elektroventilinseln und sie betreffenden Stellantrieben ermöglicht.
  • Im Umfang dieser Aufgabe liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Steuervorrichtung für Elektroventilinseln zu schaffen, die im Stande ist, die Diagnose des Betriebs der Elektroventilinseln und sie betreffenden Stellantrieben durchzuführen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung für Elektroventilinseln zu schaffen, die erlaubt, über die PLC oder die PC nicht einfach zu gewinnende und zu speichernde Daten zu gewinnen, welche die Überwachung der modularen Steuervorrichtung selbst betreffen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine modulare Vorrichtung für Elektroventilinseln zu schaffen, die auf flexible Art und Weise in Funktion ihrer spezifischen Verwendungen zusammenbaubar ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine modulare Vorrichtung für Elektroventilinseln zu schaffen, die im Stande ist, die weitgehendsten Gewährleistungen an Zuverlässigkeit und Sicherheit im Gebrauch zu geben.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine modulare Vorrichtung für Elektroventilinseln zu schaffen, die einfach auszuführen und wirtschaftlich wettbewerbsfähig im Vergleich zum Stand der Technik ist.
  • Die oben angegebenen Aufgaben sowie andere, die nachstehend näher hervorgehen, werden durch eine modulare Vorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben, wie im Anspruch 1 angegeben, gelöst.
  • Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen vorgesehen.
  • Die Merkmale und die Vorteile einer modularen Vorrichtung für Elektroventilinseln gemäß der vorliegenden Erfindung gehen klar aus der folgenden, beispielhaften und nicht begrenzenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen hervor. Es zeigen:
    • 1 ein Schaubild einer ersten Ausführungsform einer modularen einem Stellantrieb zugeordneten Steuervorrichtung für Elektroventilinseln gemäß der Erfindung;
    • 2 ein Schaubild einer zweiten Ausführungsform einer modularen Steuervorrichtung für Elektroventilinseln gemäß der Erfindung;
    • 3 ein Blockschema der Hauptbestandteile einer modularen Steuervorrichtung für Elektroventilinseln gemäß der Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren umfasst die mit der Bezugsziffer 1 insgesamt angegebene modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für den Betrieb von Stellantriebe:
    • - mindestens ein Steuermodul 5 für die Überwachung mindestens eines Elektroventils 7 für die Betätigung mindestens eines Stellantriebes 11;
    • - mindestens ein Übertragungsmodul 9 um Informationssignale mit dem Stellantrieb 11 auszutauschen;
    • - mindestens ein Stromverbindungsmodul 3 für den Empfang von Steuersignalen durch einen Benutzer 13.
  • Das Stromverbindungsmodul 3 sendet die Steuersignale an das Steuermodul 5 und empfängt die Informationssignale vom Übertragungsmodul 9.
  • Gemäß der Erfindung umfasst das Stromverbindungsmodul 3 eine Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30, die ausgebildet ist um die Informationssignale und die Steuersignalen zu empfangen, zu speichern und auszuarbeiten.
  • Vorteilhafterweise ist die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ausgebildet um dem Benutzer 13 mindestens eines unter den:
    • - Informationssignalen,
    • - Steuersignalen, und
    • - Verarbeitete Daten die auf der Basis der Informationssignale und der Steuersignale, wie zum Beispiel Diagnosedaten der Betätigung der modularen Steuervorrichtung 1 und/oder der Elektroventile 7 und/oder der mit diesen verbundenen Stellantriebe 11 ausgearbeitet wurden.
  • Wie in den Beispielen der 1 und 2 erläutert kann das Steuermodul 5 eine Vielzahl von Elektroventilen 7 auch verschiedener Art überwachen.
  • Vorteilhafterweise empfängt das Stromverbindungsmodul 3 Steuersignale vom Benutzer 13 über eine Schnittstelle, die ein äußeres elektronischen Terminal umfasst, wie zum Beispiel einen programmierbaren logischen Controller (PLC), einen Personal Computer und/oder andere elektronische Geräte.
  • Vorteilhafterweise kann das Übertragungsmodul 9 fähig sein, beispielsweise vom Stellantriebe 11 stammende Eingangsinformationssignale zu empfangen.
  • Vorteilhafterweise ist das Übertragungsmodul 9 fähig, die Ausgangsinformationssignale zu senden.
  • Vorteilhafterweise ist der Übertragungsmodul 9 fähig, Informationssignale sowohl am Eingang als auch am Ausgang digitaler und/oder analoger Art auszutauschen.
  • Vorteilhafterweise kann die modulare Steuervorrichtung 1 eine Vielzahl von Übertragungsmodule 9 umfassen, wobei mindestens ein Übertragungsmodul fähig ist, Eingangsinformationssignale auszutauschen und mindestens ein anderes Übertragungsmodul fähig ist, Ausgangsinformationssignale auszutauschen.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Stromverbindungsmodul 3 mindestens einen Verbinder 30, 32 der fähig ist, dem Benutzer 13 mindestens eines der:
    • - Informationssignale,
    • - Steuersignale,
    • - Daten, die auf der Basis von Informationssignalen und Steuersignalen ausgearbeitet wurden, zu senden.
  • Wie in den Ausführungsformen der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung 1 erläutert, kann ein Verbinder nach der Art von parallelen Verbindern 30 sein, wie zum Beispiel ein mehrpoliger Verbinder oder nach der Art von seriellen Verbindern 32, wie zum Beispiel ein Feldbusverbinder.
  • Vorteilhafterweise kann das Stromverbindungsmodul 3 ein kabelloses Verbindungsmodul für die Verbindung mit dem elektronischen Außenterminal umfassen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 einen wahlfreien Zugangsspeicher (RAM) und einen Speicher nur für das Lesen (ROM), bevorzugter Weise nach der Art eines programmierbaren und löschbaren Speichers nur für das Lesen (EPROM).
  • Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ist durch den Benutzer 13 über das oben genannte elektronische Außenterminal programmierbar.
  • Vorteilhafterweise ist das Programm, das ermöglicht, die Informationssignale, die Steuersignalen oder die ausgearbeiteten Daten zu empfangen, zu speichern, auszuarbeiten und zu übertragen, auf der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 beim Erzeugungsschritt und/oder beim Verwendungsschritt und/oder Wartungsschritt der modularen Steuervorrichtung 1 ladbar.
  • Das Stromverbindungsmodul 3, das Steuermodul 5 und das Übertragungsmodul 9 können auf modularer Art und Weise zueinander zugeordnet werden.
  • Vorteilhafterweise ist mindestens das Elektroventil 7 fähig einen Stellantrieb 11 zu betätigen, der zur Ausführung einer Diagnose der Betriebsfähigkeit des Stellantriebs 11 selbst ausgestattete Sensoren umfasst. In diesem Fall ist das Übertragungsmodul 9 fähig, von solchen Sensoren stammende Diagnosesignale zu empfangen und die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ist ausgestattet, um solche Diagnosesignale der Betriebsfähigkeit des Stellantriebes 11 und/oder auf der Basis solcher Diagnosesignale ausgearbeitete Daten zu empfangen, zu speichern, auszuarbeiten und dem Benutzer 13 zu senden.
  • Insbesondere kann mindestens ein Elektroventil 7 fähig sein, einen Stellantrieb 11 zu betätigen, der einen beweglichen Kolben 110 und mindestens einen Positionssensor 111, 112 umfasst, der mindestens eine Position des beweglichen Kolbens 110 erfasst. In diesem Fall ist der Übertragungsmodul 9 fähig, die vom Positionssensor 111, 112 stammenden Positionssignale zu empfangen und die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ist ausgestaltet, um solche Positionssignale und/oder auf der Basis solcher Positionssignale ausgearbeitete Daten zu empfangen, zu speichern, auszuarbeiten und dem Benutzer 13 zu senden.
  • Wie schematisch in 1 erläutert, umfasst der Stellantrieb 11 zwei Positionssensoren 111 und 112, zum Beispiel in der Art von magnetischen Endschaltersensoren, die an den Enden des Hubs des beweglichen Kolbens 110 innerhalb des Stellantrieb 11 angeordnet sind.
  • Ein erster Positionssensor 111 ist im Stande, den Start des beweglichen Kolbens 110 zu erfassen, während ein zweiter Positionssensor 112 im Stande ist, die Ankunft des beweglichen Kolbens 110 zu erfassen.
  • Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel der modularen Steuervorrichtung 1 für Elektroventilinseln unter besonderer Bezugnahme auf die in 1 erläuterte Ausführungsform derselben beschrieben.
  • Das eines der Elektroventile 7 durchfließende Fluid steuert die Bewegung des Stellantriebe 11, der ein hydraulischer oder pneumatischer Stellantrieb sein kann. Die Positionssensoren 111 und 112 erfassen die beiden entgegengesetzten Endschalterpositionen des beweglichen Kolbens 110. Die Positionssignale werden an das Übertragungsmodul 9 gesendet und von dort an das Stromverbindungsmodul 3, wo die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 vorhanden ist.
  • Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ist ausgestaltet um unter anderem auch ein bestimmtes Elektroventil 7 dem entsprechenden Stellantrieb 11 zuzuordnen und insbesondere seinen Positionssensoren 111 und 112. Eine solche Zuordnung kann durch den Benutzer 13 über das elektronische Außenterminal durchgeführt werden.
  • Ist das Elektroventil 7 betätigt, beginnt der Kolben 110 sich zu bewegen, wobei er sich vom ersten Positionssensor 111 entfernt, der so unwirksam wird. Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 misst die Zeit, die zwischen dem Steuersignal am Elektroventil 7 und das Ausschalten des Sensors 111 abläuft: diese Zeit ist die Abschaltungsverzögerung der Bewegung.
  • Diese Angabe wird in der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 gespeichert und eventuell dem Benutzer 13 zur Verfügung gestellt.
  • Diese Angabe kann sowohl für die Überprüfungsaktivität oder die Optimierung der Betriebsweise des Systems in seiner Gesamtheit als auch für die Diagnoseaktivität verwendet werden.
  • Wird die Verzögerung als zu hoch angesehen, kann der Konstrukteur sich für insbesondere korrektive Eingriffe entscheiden, zum Beispiel die Größe des Elektroventil 7 oder der Durchmesser der Rohre 70 wechseln, die es mit dem Stellantriebe 11 verbinden, um das gesamte System schneller zu gestalten.
  • Andernfalls kann der Konstrukteur davon Rechnung tragen, um die nachfolgenden Schritte des Arbeitsablaufes vorzuverlegen um diese Verzögerung auszugleichen.
  • Die Tatsache, dass der Verzögerungsbetrag in der Zeit sich erhöht, kann überdies bedeuten, dass einer der Bestandteile des Systems abgenutzt ist, zum Beispiel, dass die Umschaltung des Elektroventils 7 sich verlangsamt hat oder die Reibungen des beweglichen Kolbens 110 innerhalb des Stellantrieb 11 größer wurden.
  • Der bewegliche Kolben 110 setzt seinen Hub bis zur Ankunft am Endanschlag fort, wo der zweite Positionssensor 112 betätigt wird. Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 speichert auch diesen Augenblick.
  • Wird der Augenblick, wo der erste Sensor 111 ausgeschaltet ist, und jener der Betätigung des zweitens Sensors 112 verglichen, so erhält man die Zeit, die vom beweglichen Kolben 110 verwendet wird, um den eigenen Hub auszuführen.
  • Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 ist im Stande, den Hubbetrag des beweglichen Kolbens 110 des Stellantriebes 11 vom Benutzer 13 zu empfangen und zu speichern. Verfügt man über den Hubbetrag und die Zeit, die für die Ausführung des Hubers verwendet wird, kann die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 die Geschwindigkeit des beweglichen Kolbens 110 berechnen.
  • Diese weiteren Daten können im Start-up Schritt des Systems benutzt werden, da der Benutzer nachprüfen kann, ob sich die Geschwindigkeit mit ihren Erwartungen deckt und ob eventuelle Konstruktionsbindungen eingehalten werden.
  • Ändert sich die Geschwindigkeit in der Zeit kann dies überdies bedeuten, dass ungewünschte Vorfälle eingetreten sind: eine Verlangsamung kann einen Verschleiß des beweglichen Kolbens 110 bedeuten, während eine Beschleunigung für ein Organ des Systems gefährlich erscheinen kann.
  • Dadurch gegeben, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 die Anzahl der Bewegungen und der Hübe erfasst und speichert, kann man überdies jederzeit wissen, wie oft ein Stellantrieb eine Bewegung ausgeführt und wie viele Kilometer er insgesamt zurückgelegt hat.
  • Vorteilhafterweise umfasst auch das Steuermodul 5 eine Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50, die ausgestattet ist um die Steuersignale und/oder die auf der Basis mindestens solcher Steuersignale ausgearbeiteten Daten zu empfangen, speichern, auszuarbeiten und zu senden.
  • Vorteilhafterweise ist die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 ausgestaltet um mindestens einen Vorgang auszuführen, der in der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus:
    • - Berechnung der Anzahl von Betätigungen des Elektroventils 7;
    • - Speichern der Anzahl von Betätigungen des Elektroventils 7;
    • - Berechnung der Anzahl der Arbeitszeit des Elektroventils 7.
  • Vorteilhafterweise ist die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 ausgestaltet um mindestens einen Vorgang auszuführen, der in der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus:
    • - Erzeugen eines Kurzschlussalarms wegen Überlastung des Elektroventils 7.
    • - Erzeugen eines offenen elektrischen Kontaktalarms für das Elektroventil 7;
    • - Erzeugen eines Stromspeisungsalarms außerhalb der Spezifikation für das Steuermodul 5.
  • Vorteilhafterweise ist die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 ausgestaltet um einen Vorgang auszuführen, umfassend das Erzeugen eines Anzeigers um anzuzeigen, dass die Anzahl der Betätigungen des Elektroventils 7 die vorgegebene, in der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 gespeicherte Anzahl von Betätigungen überschritten hat.
  • Auf diese Art und Weise kann der Benutzer 13 wissen, wann die erhoffte mittlere Lebensdauer eines Elektroventils 7 überschritten wurde und entscheiden ob ein solches Elektroventil 7 als Vorsichtsmaßnahme ausgetauscht werden soll.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 einen wahlfreien Zugangsspeicher (RAM) und einen Speicher nur für das Lesen (ROM), bevorzugter Weise nach der Art eines programmierbaren und löschbaren Speichers nur für das Lesen (EPROM).
  • Die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 ist durch den Benutzer 13 über das schon erwähnte elektronische Außenterminal programmierbar.
  • Vorteilhafterweise ist das Programm, das erlaubt, die Steuersignale und/oder die ausgearbeiteten Daten ausgehend von solchen Steuersignalen zu empfangen, zu speichern und zu senden, an der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 50 im Herstellungsschritt, und/oder Verwendungsschritt, und/oder Wartungsschritt der modularen Steuervorrichtung 1 aufladbar.
  • Insbesondere werden die jeweils an den Ausarbeitungs- und Überwachungseinheiten 30, 50 geladenen Programme, welche die Ausführung der Berechnungen, die Ausarbeitungen und die oben beschriebenen Vergleiche übernehmen, aktiviert jedes Mal wenn die modulare Steuervorrichtung 1 in Funktion tritt, zum Zweck, um sie auch zu speichern.
  • Vorteilhafterweise können die im Verlaufe der Zeit von der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit 30 des Stromverbindungsmoduls 3 und von der Ausarbeitungs- und der Überwachungseinheit 50 des Steuermoduls 5 erfassten und ausgearbeiteten Daten in den jeweiligen Ausarbeitungs- und Überwachungseinheiten 30, 50 selbst gespeichert werden, um nachfolgend gewonnen zu werden, zum Beispiel, sobald die modulare Steuervorrichtung 1 dem Konstrukteur für die Wartung oder die Reparatur überlassen wird. Mit anderen Worten ist die gesamte Geschichte des Betriebes der modularen Steuervorrichtung 1 in den Ausarbeitungs- und Überwachungseinheiten 30, 50 gespeichert und daher ist es möglich, die Diagnosen und Wartungen durchzuführen, indem die gesamten Daten von Interesse vorliegen.
  • Die modulare Steuervorrichtung für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben, Gegenstand der vorliegenden Erfindung, hat den Vorteil, sehr fortgeschrittene Diagnoseleistungen sicherzustellen, ohne jedes Mal an den elektronischen Endterminalen einzugreifen (zum Beispiel, PLC, Industrie Computer, Personal Computer), die wie bekannt verschiedene Programme verwenden und voneinander verschiedene Sprachen und Programmierungsregeln aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen modularen Steuervorrichtung besteht darin, dass die in den in der modularen Steuervorrichtung vorhandenen Ausarbeitungs- und Überwachungseinheiten gespeicherten Daten bei Bedarf wiedergewonnen werden können um Informationen über die der modularen Vorrichtung zugeordneten Bestandteile, wie Elektroventile und Stellantriebe, erhalten zu können.
  • Ein noch weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen modularen Steuervorrichtung besteht darin, dass innerhalb einer Echtzeit Diagnosen und Überwachungen der Betriebsweise von Bestandteilen durchgeführt werden können, die der modularen Vorrichtung selbst zugeordnet sind.
  • Die so konzipierte Erfindung kann zahlreiche Änderungen und Varianten erfahren, die alle der Erfindung angehören, die gesamten Details sind überdies durch der technisch äquivalente Elemente austauschbar. In der Praxis können die verwendeten Materialien sowie die Abmessungen je nach den technischen Bedürfnissen beliebig sein.

Claims (11)

  1. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, insbesondere für die Betätigung von Stellantrieben, umfassend: - mindestens ein Steuermodul (5) für die Überwachung mindestens eines Elektroventils (7) für die Betätigung mindestens eines Stellantriebs (11), umfassend einen beweglichen Kolben (110) und mindestens einen Positionssensor (111, 112) zur Erfassung mindestens einer Position des beweglichen Kolbens (110); - mindestens ein Übertragungsmodul (9) zum Austauschen von Informationssignalen mit dem mindestens einen Stellantrieb (11); - ein Stromverbindungsmodul (3) für den Empfang von Steuersignalen durch einen Benutzer (13), wobei das Stromverbindungsmodul (3) die Steuersignale dem mindestens einen Steuermodul (5) sendet, wobei das Stromverbindungsmodul (3) die Informationssignale von dem zumindest einen Übertragungsmodul (9) erhält; wobei das Stromverbindungsmodul (3) eine Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) umfasst, die ausgestaltet ist um die Informationssignale und Steuersignale zu empfangen, zu speichern und auszuarbeiten, wobei das Übertragungsmodul (9) fähig ist, vom mindestens einem Positionssensor (111, 112) stammende Positionssignale zu empfangen, wobei die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) ausgestaltet ist, um die zwischen einem Steuersignal an den mindestens einen Elektroventil (7) und der Deaktivierung des mindestens einen Positionssensors (111) dazwischenliegende Zeit zu messen und zu speichern, wobei die gemessene Zeit die Aktivierungsverzögerung der Bewegung des beweglichen Kolbens ist.
  2. Modulare Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, in der die Positionssensoren (111, 112) zwei sind, wobei ein erster Positionssensor (111) im Stande ist, den Start des beweglichen Kolbens (110) zu erfassen, während der zweite Positionssensor (112) im Stande ist die Ankunft des beweglichen Kolbens (110) zu erfassen, wobei die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) ausgestaltet ist um den Aktivierungszeitpunkt des zweiten Positionssensors (112) zu speichern, wobei die Zeit, die zwischen dem Deaktivierungszeitpunkt des ersten Positionssensors (111) und dem Aktivierungszeitpunkt des zweiten Positionssensors (112) liegt, die Zeit ist, die vom beweglichen Kolben (110) gebraucht wird um den eigenen Hub auszuführen.
  3. Modulare Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 2, in der die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) im Stande ist, den Hubbetrag des beweglichen Kolbens (110) vom Benutzer (13) zu empfangen und zu speichern, und die Geschwindigkeit des beweglichen Kolbens (110) auf der Basis des empfangenen Hubbetrages und der vom beweglichen Kolben (110) verwendete Zeit zu berechnen um den eigenen Hub auszuführen.
  4. Modulare Steuervorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in der die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) die Anzahl der Bewegungen und die Hübe des beweglichen Kolbens (110) erfasst und speichert.
  5. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) ausgestaltet ist um dem Benutzer (13) mindestens eines unter den Informationssignalen, die Steuersignale und die aufgrund der Informationssignale und der Steuersignale ausgearbeiteten Daten zu senden.
  6. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromverbindungsmodul (3) mindestens einen Verbinder (30, 32) umfasst, der fähig ist, mindestens eines der Informationssignale, die Steuersignale und die ausgearbeiteten Daten dem Benutzer (13) zu senden, wobei der Verbinder (30, 32) ein paralleler Verbinder (30) oder ein serieller Verbinder (32) ist.
  7. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (30) einen wahlfreien Zugangsspeicher (RAM) und einen Speicher nur für das Lesen (ROM), bevorzugter Weise nach der Art eines programmierbaren und löschbaren Speicher nur für das Lesen (EPROM) umfasst.
  8. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln, nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuermodul (5) eine Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (50) umfasst, die ausgestaltet ist, um die Steuersignale und/oder die auf der Basis der Steuersignale ausgearbeiteten Daten zu empfangen, zu speichern, auszuarbeiten und zu senden.
  9. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (50) ausgestaltet ist, um mindestens einen Vorgang auszuführen, der in der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: - Berechnung der Anzahl von Betätigungen des mindestens einen Elektroventils (7); - Speichern der Anzahl von Betätigungen des mindestens einen Elektroventils (7); - Berechnung der Arbeitszeit des mindestens einen Elektroventils (7).
  10. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (50) ausgestaltet um mindestens einen Vorgang auszuführen, der in der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: - Erzeugen eines Kurzschlussalarms wegen Überlastung des mindestens einen Elektroventils (7); - Erzeugen eines offenen elektrischen Kontaktalarms für das mindestens eine Elektroventil 7; - Erzeugen eines Stromspeisungsalarms außerhalb der Spezifikation für das Steuermodul (5).
  11. Modulare Steuervorrichtung (1) für Elektroventilinseln , gemäß Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (50) ausgestaltet um einen Vorgang auszuführen, umfassend das Erzeugen eines Anzeigers um anzuzeigen, dass die Anzahl der Betätigungen des Elektroventils (7) eine vorgegebene, in der Ausarbeitungs- und Überwachungseinheit (50) gespeicherte Anzahl von Betätigungen überschritten hat.
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