DE102018220598B3

DE102018220598B3 - Druckregler-Einrichtung, System und Verfahren, Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung

Info

Publication number: DE102018220598B3
Application number: DE102018220598.1A
Authority: DE
Inventors: Heiko Patz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2038-11-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckregler-Einrichtung (1) mit einem Druckfluid-Ausgang (2) zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit (3) zur Messung eines Ausgangsdrucks (pOut) des am Druckfluid-Ausgang (2) bereitgestellten Druckfluids, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck (pApp) in einer Anwendungs-Anordnung (4) auf einen Sollwert (SW1, SW2) zu regeln, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung (4) einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck (pOut) und dem Anwendungsdruck (pApp) beschreibt, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ferner ausgebildet ist, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckregler-Einrichtung mit einem Druckfluid-Ausgang zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit zur Messung eines Ausgangsdrucks des am Druckfluid-Ausgang bereitgestellten Druckfluids, wobei die Druckregler-Einrichtung ausgebildet ist, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck in einer Anwendungs-Anordnung auf einen Sollwert zu regeln, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck und dem Anwendungsdruck beschreibt.
Eine Anwendungs-Anordnung ist z.B. eine fluidische Funktionseinheit, insbesondere ein fluidischer Aktor mit einer Druckkammer, die durch die Druckregler-Einrichtung mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagt wird, damit der fluidische Aktor eine vorbestimmte Aktion durchführt. Die Anwendungs-Anordnung umfasst in der Regel eine fluidische Leitung, über die die Druckkammer mit dem Druckfluid-Ausgang der Druckregler-Einrichtung verbunden werden kann. Verschiedene Anwendungs-Anordnungen weisen in der Regel verschiedene fluidische und/oder geometrische Eigenschaften auf. So können sich verschiedene Anwendungs-Anordnungen z.B. in dem Volumen ihrer Druckkammer und/oder dem Leitwert ihrer fluidischen Leitung unterscheiden.
Soll nun eine Druckregler-Einrichtung für verschiedene Anwendungs-Anordnungen eingesetzt werden, so muss sichergestellt sein, dass eine stabile Regelung auch bei unterschiedlichen fluidischen und/oder geometrischen Eigenschaften der Anwendungs-Anordnungen gewährleistet ist.
Eine Möglichkeit um eine stabile Regelung zu gewährleisten besteht darin, die Druckregler-Einrichtung mit dem eingangs genannten Anwendungs-Modell (z.B. ein mathematisches Modell) auszustatten und dieses Anwendungs-Modell über die Modellparameter möglichst gut an die jeweilige Anwendungs-Anordnung anzupassen. Die Modellparameter müssen dem Benutzer bekannt sein und in die Druckregler-Einrichtung eingegeben werden, um eine stabile Regelung zu gewährleisten.
Eine weitere Möglichkeit, eine stabile Regelung zu gewährleisten, besteht darin, einen Universalregler einzusetzen, der für eine robuste aber unter Umständen langsame Regelung eingerichtet ist. Universalregler können eine stabile Regelung bei einer Vielzahl an verschiedenen Anwendungs-Anordnungen erzielen, sind aber aufgrund ihres unter Umständen langsamen Regelungsverhaltens für Anwendungen, die eine schnellere Regelung erfordern, nicht geeignet. Universalregler verfügen meist nicht über ein Anwendungs-Modell, d.h. Universalregler berücksichtigen keine spezifischen Eigenschaften der Anwendungs-Anordnung sondern führen bei jeder Anwendungs-Anordnung die gleiche Regelung durch.
Die US 5 865 764 A betrifft eine Vorrichtung zum nichtinvasiven Messen/Regeln eines internen Flüssigkeitsdrucks in einem Körperhohlraum. Das Messen/Regeln erfolgt unter Verwendung eines Modells, das den Zusammenhang zwischen Drücken außerhalb des Köperhohlraums und dem internen Flüssigkeitsdruck beschreibt. Zur Parametrierung des Modells wird ein Test-Körperhohlraum verwendet, in den ein Drucksensor eingeführt ist, der den internen Flüssigkeitsdruck direkt misst.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Druckregler-Einrichtung so zu modifizieren, dass sie flexibler und einfacher eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Druckregler-Einrichtung gemäß Anspruch 1. Die Druckregler-Einrichtung ist ausgebildet, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen. Die Druckregler-Einrichtung ist ausgebildet, bei der Regelung des Anwendungsdrucks auf den Sollwert einen Ausgangsdruck einzustellen, der, sofern zur Regelung auf den Sollwert eine Druckerhöhung erforderlich ist, temporär über dem Sollwert liegt, und/oder, sofern zur Regelung auf den Sollwert eine Druckabsenkung erforderlich ist, temporär unter dem Sollwert liegt.
Erfindungsgemäß ist die Druckregler-Einrichtung also ausgebildet, die für das Anwendungs-Modell benötigten Modellparameter selbständig - nämlich im Rahmen der Parameter-Bestimmungsprozedur - zu bestimmen. Das Anwendungs-Modell kann dann von der Druckregler-Einrichtung anhand der zuvor bestimmten Modellparameter parametrisiert werden und im Rahmen der Regelung des Anwendungsdrucks für die Berechnung des Anwendungsdrucks eingesetzt werden.
Dadurch, dass der/die Modellparameter automatisch bestimmt werden, und insbesondere auch die gesamte Parameter-Bestimmungsprozedur vollständig automatisch abläuft, muss der Benutzer die Modellparameter weder in Erfahrung bringen noch in die Druckregler-Einrichtung eingeben. Die Druckregler-Einrichtung ist daher einfacher einsetzbar. Ferner wird eine hohe Flexibilität erzielt, da die Druckregler-Einrichtung für verschiedene Anwendungs-Anordnungen eingesetzt werden kann. Aufgrund des jeweils über die automatisch bestimmten Modellparameter angepassten Anwendungs-Modells ist eine stabile und schnelle Regelung möglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft ferner eine Druckregler-Einrichtung gemäß Anspruch 3.
Die Erfindung betrifft ferner ein System umfassend die Druckregler-Einrichtung und die Anwendungs-Anordnung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Druckregler-Einrichtung mit einem Druckfluid-Ausgang umfassend die Schritte: Durchführen einer Parameter-Bestimmungsprozedur zur automatischen Bestimmung eines oder mehrerer Modellparameter eines Anwendungsmodells, das einen Zusammenhang zwischen einem Ausgangsdruck des am Druckfluid-Ausgang bereitgestellten Druckfluids und einem Anwendungsdruck einer Anwendungs-Anordnung beschreibt, und Regeln des Anwendungsdrucks auf einen Sollwert unter Verwendung des Anwendungs-Modells durch Bereitstellen des Druckfluids am Druckfluid-Ausgang. Bei der Regelung des Anwendungsdrucks auf den Sollwert wird ein Ausgangsdruck eingestellt, der, sofern zur Regelung auf den Sollwert eine Druckerhöhung erforderlich ist, temporär über dem Sollwert liegt, und/oder, sofern zur Regelung auf den Sollwert eine Druckabsenkung erforderlich ist, temporär unter dem Sollwert liegt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 11.
Zweckmäßigerweise wird das Verfahren zum Betreiben der hier beschriebenen Druckregler-Einrichtung verwendet und/oder ist gemäß einer hier beschriebenen Ausgestaltung der Druckregler-Einrichtung weitergebildet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung mit einem Druckfluid-Ausgang zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit zur Messung eines Ausgangsdrucks des am Druckfluid-Ausgang bereitgestellten Druckfluids. Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ist ausgebildet, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck in einer Anwendungs-Anordnung zu beeinflussen und ist ferner ausgebildet, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck und dem Anwendungsdruck beschreibt, auf Basis des gemessenen Ausgangsdrucks den Anwendungsdruck zu berechnen. Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ist ferner ausgebildet, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen. Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ist ausgebildet, als Modellparameter einen Leitwert, insbesondere einen Leitwert einer Anwendungs-Fluidleitung der Anwendungs-Anordnung, und/oder ein Volumen, insbesondere ein Volumen einer mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer der Anwendungs-Anordnung, und/oder ein Verhältnis, insbesondere einen Quotienten, des Leitwerts zu dem Volumen zu bestimmen.
Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ist zweckmäßigerweise wie die hier beschriebene Druckregler-Einrichtung ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung nicht zwingend zur Regelung des Anwendungsdrucks auf einen Sollwert ausgebildet sein muss. Vorzugsweise ist die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung nicht zur Regelung des Anwendungsdrucks auf einen Sollwert ausgebildet.
Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung umfasst zweckmäßigerweise ein Ventil zur Bereitstellung des Druckfluids. Die Anwendungs-Anordnung umfasst zweckmäßigerweise ein Anwendungsvolumen, in dem der Anwendungsdruck gegeben ist. Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung kann beispielsweise als Druckschätzer eingesetzt werden und exemplarisch ausgebildet sein, den berechneten Anwendungsdruck über einen Bus und/oder ein Display auszugeben. Die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, auf Basis des berechneten Anwendungsdrucks zu erkennen, dass das Anwendungsvolumen vollständig gefüllt ist, ohne dass hierfür ein Sensor im Anwendungsvolumen vorhanden ist und/oder verwendet wird. Ferner kann die Druckfluid-Bereitstellungeinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Steuerung des Anwendungsdrucks durchzuführen, also insbesondere eine gesteuerte Druckbeaufschlagung des Anwendungsvolumens durchzuführen.
Nachstehend wird eine exemplarische Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems aus einer Druckregler-Einrichtung und einer Anwendungs-Anordnung,
2 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangsdrucks und eines Anwendungsdrucks bei einer Druckregelung auf zwei verschiedene Sollwerte, und
3 einen zeitlichen Verlauf eines Ausgangsdrucks und eines Anwendungsdrucks bei einer Paramter-Bestimmungsprozedur, sowie einen zeitlichen Verlauf einer Position eines Ventilglieds.

Die 1 zeigt die Druckregler-Einrichtung 1 in einem exemplarischen Anwendungskontext zusammen mit einer Anwendungs-Anordnung 4. Die Druckregler-Einrichtung 1 kann auch für sich genommen - also ohne Anwendungs-Anordnung 4 - bereitgestellt werden.
Die Druckregler-Einrichtung 1 umfasst einen Druckfluid-Ausgang 2 zur Bereitstellung von Druckfluid und eine Sensoreinheit 3 zur Messung eines Ausgangsdrucks pOut des am Druckfluid-Ausgang 2 bereitgestellten Druckfluids. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck pApp in der Anwendungs-Anordnung 4 auf einen Sollwert zu regeln. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, bei der Regelung ein Anwendungs-Modell zu verwenden, das für die Anwendungs-Anordnung 4 einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck pOut und dem Anwendungsdruck pApp beschreibt. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ferner ausgebildet, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen.
Nachstehend werden weitere exemplarische Details erläutert.
Zunächst zu der Druckregler-Einrichtung 1:

Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere für den Einsatz in der Industrieautomatisierung ausgebildet. Die Druckregler-Einrichtung 1 dient beispielsweise dazu, (als Anwendungs-Anordnung) einen fluidischen, insbesondere einen pneumatischen Aktor, beispielsweise einen pneumatischen Antrieb, mit einem vorgegebenen Druck zu beaufschlagen, damit der Aktor eine vorbestimmte Aktion ausführt.

Die Druckregler-Einrichtung 1 verfügt beispielsweise über eine Ventileinheit 8, über die der Ausgangsdruck pOut eingestellt werden kann. Die Ventileinheit 8 stellt zweckmäßigerweise den Druckfluid-Ausgang 2 bereit oder ist mit diesem fluidisch verbunden. Die Ventileinheit 8 umfasst vorzugsweise ein (in den Figuren nicht gezeigtes) Proportionalventil, insbesondere ein Druckproportionalventil. Die Ventileinheit 8 verfügt über ein Ventilglied, das sich in zwei Endlagen (vollständig gesperrt und vollständig geöffnet) und vorzugsweise in eine Vielzahl von Stellungen zwischen den beiden Endlagen versetzen lässt, insbesondere stufenlos. Die Ventileinheit 8 ist zweckmäßigerweise mit einer (in den Figuren nicht gezeigten) Druckfluid-Quelle verbunden, die vorzugsweise Druckfluid mit einem bestimmten Versorgungsdruck bereitstellt. Über die Ventileinheit 8 lässt sich der Druckfluid-Ausgang 2 mit der Druckfluid-Quelle fluidisch verbinden und insbesondere der Öffnungsgrad der fluidischen Verbindung einstellen, vorzugsweise stufenlos. Vorzugsweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, den Druck am Druckfluid-Ausgang 2 stufenlos einzustellen. Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 als pneumatische Einheit ausgebildet und stellt als Druckfluid vorzugsweise ein Gas, insbesondere Druckluft, bereit.
Ferner ist vorzugsweise eine (in den Figuren nicht gezeigte) Druckfluid-Senke vorhanden, die vorzugsweise mit der Ventileinheit 8 verbunden ist. Über die Ventileinheit 8 lässt sich der Druckfluid-Ausgang 2 mit der Druckfluid-Senke fluidisch verbinden, um zweckmäßigerweise den Druck am Druckfluid-Ausgang 2 zu verringern.
Die Druckregler-Einrichtung 1 verfügt über eine Steuereinheit 7. Die Steuereinheit 7 ist beispielsweise ein Mikrocontroller. Die Steuereinheit 7 kann insbesondere eine integrierte Steuereinheit sein, beispielsweise als Embedded-System. Ferner kann die Steuereinheit 7 auch als separate Steuereinheit ausgeführt sein, die beispielsweise zusammen mit einem Einzelventil nutzbar ist. Auf der Steuereinheit 7 wird eine Reglerfunktion bereitgestellt, über die der Anwendungsdruck pApp auf einen Sollwert geregelt wird. Der Sollwert wird beispielsweise als Stellungssignal bereitgestellt. Das Stellungssignal wird in der Druckregler-Einrichtung 1, insbesondere der Steuereinheit 7 erzeugt und/oder der Druckregler-Einrichtung 1 von extern zugeführt, beispielsweise über eine (in den Figuren nicht gezeigte) Kommunikationsverbindung. Die Reglerfunktion vergleicht einen Anwendungsdruck-Istwert mit dem vorgegebenen Sollwert und steuert die Ventileinheit 8 gemäß dem Ergebnis des Vergleichs an, so dass sich der Anwendungsdruck pApp hin zu dem vorgegebenen Sollwert ändert.
Die Sensoreinheit 3 der Druckregler-Einrichtung 1 dient dazu, den Ausgangsdruck pOut am Druckfluid-Ausgang 2 zu messen. Vorzugsweise wird der Ausgangsdruck pOut direkt gemessen; insbesondere ist die Sensoreinheit 3 direkt am Druckfluid-Ausgang 2 oder im Bereich des Druckfluid-Ausgangs 2 angeordnet. Die Sensoreinheit 3 ist exemplarisch in der Ventileinheit 8 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit 3 auch außerhalb der Ventileinheit 8 bereitgestellt werden.
Die Druckregler-Einrichtung 1, insbesondere das gesamte System 10, verfügt über keinen Drucksensor zur direkten Erfassung des Anwendungsdrucks pApp. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, die Druckregelung des Anwendungsdrucks pApp ohne Verwendung eines direkt erfassten Messwerts des Anwendungsdrucks pApp durchzuführen.
Die Druckregler-Einrichtung 1 verfügt exemplarisch über ein Gehäuse, in dem vorzugsweise die Steuereinheit 7, die Ventileinheit 8 und/oder die Sensoreinheit 3 angeordnet sind. Die Sensoreinheit 3 kann auch außen am Gehäuse angeordnet sein. Die Steuereinheit 7 kann sich auch in einem separaten Gehäuse befinden. Der Druckfluid-Ausgang 2 befindet sich zweckmäßigerweise außen am Gehäuse. Bei dem Gehäuse handelt es sich vorzugsweise um ein Außengehäuse, insbesondere um das äußerste Gehäuse, der Druckregler-Einrichtung 1.
Nun zu der Anwendungs-Anordnung 4:

Bei der Anwendungs-Anordnung 4 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine fluidische Anlage, die vorzugsweise in der Industrieautomatisierung eingesetzt wird. Zweckmäßigerweise umfasst die Anwendungs-Anordnung 4 ein vorzugsweise geschlossenes Anwendungsvolumen, das mit dem Druckfluid zu beaufschlagen ist. Exemplarisch umfasst die Anwendungs-Anordnung 4 einen fluidischen, insbesondere einen pneumatischen Aktor. Das Anwendungsvolumen ist beispielsweise eine Druckkammer des Aktors. Der Aktor ist beispielsweise ein Antrieb, insbesondere ein linearer Antrieb und/oder ein Schwenkantrieb oder eine Düse, oder ein Testvolumen oder eine Druckkammer.

Die Anwendungs-Anordnung 4 wird zusätzlich zu der Druckregler-Einrichtung 1 bereitgestellt. Die Anwendungs-Anordnung 4 ist insbesondere separat von der Druckregler-Einrichtung 1 und befindet sich insbesondere außerhalb des Gehäuses der Druckregler-Einrichtung 1. Die Anwendungs-Anordnung 4 lässt sich an dem Druckfluid-Ausgang 2 anschließen.
Die Anwendungs-Anordnung 4 umfasst eine Anwendungs-Druckkammer 6. Sofern die Anwendungs-Anordnung 4 als Aktor ausgebildet ist, kann über Druckbeaufschlagung der Anwendungs-Druckkammer 6 ein (in den Figuren nicht gezeigtes) Aktorglied der Anwendungs-Anordnung betätigt werden. In der Anwendungs-Druckkammer 6 herrscht der Anwendungsdruck pApp. Die Anwendungs-Druckkammer 6 befindet sich vorzugsweise entfernt von der Druckregler-Einrichtung 1, insbesondere entfernt von dem Druckfluid-Ausgang 2. Die Anwendungs-Anordnung 4 umfasst exemplarisch eine Anwendungs-Fluidleitung 5, beispielsweise einen Schlauch, über den die Anwendungs-Druckkammer 6 fluidisch mit dem Druckfluid-Ausgang 2 verbindbar oder verbunden ist.
Zweckmäßigerweise umfasst die Anwendungs-Anordnung 4 über keinen Drucksensor. Insbesondere ist kein Drucksensor zur Erfassung, insbesondere direkten Erfassung, des Drucks in der Anwendungs-Fluidleitung 5 und/oder kein Drucksensor zur Erfassung, insbesondere direkten Erfassung, des Drucks in der Anwendungs-Druckkammer 6 vorhanden.
Das System 10, das die Druckregler-Einrichtung 1 und die Anwendungs-Anordnung 4 umfasst, ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass sich der Ausgangsdruck pOut und der Anwendungsdruck pApp in einem stationären Zustand aneinander angleichen. Insbesondere dann, wenn die Ventileinheit 8 in einem stationären, insbesondere einem geschlossenen, Zustand ist, d.h., wenn die Stellung des Ventilglieds nicht verändert wird, werden der Ausgangsdruck pOut und der Anwendungsdruck pApp nach einer Ausgleichszeit den gleichen Druckwert annehmen. Zweckmäßigerweise ist das System 10 derart ausgeführt, dass der Druckfluid-Ausgang 2 dominant sein kann, d.h., dass der Anwendungsdruck pApp vom Ausgangsdruck pOut bestimmt wird und insbesondere den Ausgangsdruck pOut anstrebt, so dass der Anwendungsdruck pApp nach Ablauf einer Ausgleichszeit den Wert des Ausgangsdrucks pOut annimmt.
Nachstehend soll die von der Druckregler-Einrichtung 1 durchgeführte Druckregelung unter Bezugnahme auf die 2 näher erläutert werden.
In der 2 sind der Ausgangsdruck pOut (als gestrichelte Linie) und der Anwendungsdruck pApp (als durchgezogene Linie) über der Zeit t aufgetragen. In einem ersten Zeitintervall Δt1 ist exemplarisch eine Regelung ohne Verwendung des Anwendungs-Modells gezeigt - also beispielsweise eine „Universal-Regelung“. Die Druckregler-Einrichtung 1 kann, muss aber nicht, ausgebildet sein, auch eine solche Regelung durchzuführen.
In einem zweiten Zeitintervall Δt2 ist eine Regelung unter Verwendung des Anwendungs-Modells gezeigt, so wie sie von der Druckregler-Einrichtung 1 ausgeführt wird.
Zunächst zu der Regelung in dem ersten Zeitintervall Δt1:

Bei dieser Regelung wird exemplarisch zunächst auf den Sollwert SW1 und dann auf den Sollwert SW2 geregelt. Der Sollwert SW1 ist größer als der Sollwert SW2. Der Ausgangsdruck pOut wird als Regelgröße verwendet, unter der Annahme, dass pApp nach einer bestimmten Ausgleichszeit gleich pOut ist. Die Regelung erfolgt derart, dass der aktuelle Ausgangsdruck pOut den aktuell eingestellten Sollwert von unten kommend nicht überschreitet und von oben kommend nicht unterschreitet.

Bei t1 beginnt die Regelung auf den Sollwert SW1. Der Sollwert SW1 liegt über dem aktuellen Ausgangsdruck pOut und dem aktuellen Anwendungsdruck pApp. Die Druckregler-Einrichtung 1 erhöht den Ausgangsdruck pOut auf (aber nicht über) den Sollwert SW1. Der Ausgangsdruck pOut steigt sprunghaft an auf (nahezu) SW1. Der Anwendungsdruck pApp folgt dem Ausgangsdruck pOut und zwar mit einer größeren Zeitkonstante als der Ausgangsdruck pOut. Exemplarisch weist der Anwendungsdruck pApp eine Signalform von beschränktem Wachstum auf. Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Anwendungsdruck pApp den Ausgangsdruck pOut, d.h. den Sollwert SW1.
Zum Zeitpunkt t3 wird SW2 als Sollwert eingestellt. Dementsprechend senkt die Druckregler-Einrichtung 1 den Ausgangsdruck pOut auf SW2 ab. Der Ausgangsdruck pOut sinkt sprunghaft ab auf (nahezu) SW2. Der Anwendungsdruck pApp folgt dem Ausgangsdruck pOut und zwar mit einer größeren Zeitkonstante als der Ausgangsdruck pOut. Exemplarisch weist der Anwendungsdruck pApp auch hier eine Signalform von beschränktem Wachstum auf. Zum Zeitpunkt t4 erreicht der Anwendungsdruck pApp den Ausgangsdruck pOut, d.h. den Sollwert SW2.
Die Druckregelung in dem ersten Zeitintervall Δt1 erfolgt ohne Berücksichtigung - also ohne Kenntnis oder Schätzung - des Anwendungsdrucks pApp. Da kein Wert für den Anwendungsdruck pApp vorliegt, kann nicht beurteilt werden, ob der Anwendungsdruck pApp bereits über bzw. unter dem Sollwert SW1, SW2 liegt. Dementsprechend wird sehr vorsichtig geregelt und ein Über- bzw. Unterschreiten der Sollwerte SW1, SW2 durch den Ausgangsdruck pOut wird nicht zugelassen.
Nun zu der Regelung in dem zweiten Zeitintervall Δt2:

Bei dieser Regelung wird das Anwendungs-Modell verwendet; d.h. die Druckregler-Einrichtung 1 berechnet auf Basis des Ausgangsdrucks pOut den Anwendungsdruck pApp. Dementsprechend kann die Druckregler-Einrichtung 1 die Regelung unter Berücksichtigung des Anwendungsdrucks pApp durchführen. Beispielsweise kann nun der (berechnete) Anwendungsdruck pApp als diejenige Regelgröße verwendet werden, die auf den Sollwert geregelt werden soll.

Da der Anwendungsdruck pApp nun beobachtet werden kann, wird es möglich, den Ausgangsdruck pOut zeitweise auch deutlich über bzw. unter einen Sollwert zu setzen, ohne dass dabei der Anwendungsdruck pApp über bzw. unter den Sollwert geht.
Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, die Regelung derart durchzuführen, dass der aktuelle Ausgangsdruck pOut den aktuell eingestellten Sollwert von unten kommend überschreitet und von oben kommend unterschreitet.
Bei der Regelung kann die Druckregler-Einrichtung 1 beispielsweise aus dem Ausgangs-Druck pOut unter Verwendung des Anwendungs-Modells einen Anwendungsdruck-Istwert pApp-Ist bestimmen und die Regelung des Anwendungsdrucks pApp unter Verwendung des Anwendungsdruck-Istwerts pApp-Ist durchführen.
Zum Zeitpunkt t5 wird der Sollwert auf SW1 gesetzt. Die Druckregler-Einrichtung 1 erfasst mit der Sensoreinheit 3 den Ausgangsdruck pOut und berechnet unter Verwendung des Anwendungs-Modells aus dem erfassten Ausgangsdruck pOut den Anwendungsdruck-Istwert pApp-Ist. Die Druckregler-Einrichtung vergleicht den Anwendungsdruck-Istwert pApp-Ist mit dem Sollwert SW1 und stellt gemäß dem Vergleich den Ausgangsdruck pOut ein.
Zur Regelung auf den Sollwert SW1 ist hier eine Druckerhöhung erforderlich bzw. zulässig im Sinne einer schnellen Regelung. Da es bei dieser Regelung ein Ausgangsdruck pOut von größer als SW1 zugelassen ist, setzt die Druckregler-Einrichtung 1 den Ausgangsdruck pOut temporär über den Sollwert SW1.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere ausgebildet, den Ausgangsdruck pOut temporär auf einen Wert pMax zu setzen, der wenigstens um 10%, vorzugsweise wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 70%, 100% oder 150% der Differenz zwischen dem aktuellen Anwendungsdruck pApp und dem Sollwert SW1 über dem Sollwert SW1 liegt. Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, den Ausgangsdruck pOut temporär auf den maximal möglichen Ausgangsdruck pMax, beispielsweise den Versorgungsdruck, zu setzen.
Der Anwendungsdruck pApp folgt dem Ausgangsdruck pOut, erneut mit einer größeren Zeitkonstante als der Ausgangsdruck pOut. Sowie sich der berechnete Anwendungsdruck pApp dem Sollwert SW1 nähert, senkt die Druckregler-Einrichtung 1 den Ausgangsdruck pOut auf den Sollwert SW1 ab.
Bei t6 erreicht der Anwendungsdruck pApp den Sollwert SW1. Dadurch, dass der Ausgangsdruck pOut temporär über den Sollwert SW1 gesetzt wurde, konnte der Sollwert SW1 deutlich schneller erreicht werden als in der zuvor diskutierten Regelung im Zeitintervall Δt1.
Bei t7 wird der Sollwert auf SW2 gesetzt. Die Druckregler-Einrichtung 1 erfasst mit der Sensoreinheit 3 den Ausgangsdruck pOut und berechnet unter Verwendung des Anwendungs-Modells aus dem erfassten Ausgangsdruck pOut den Anwendungsdruck-Istwert pApp-Ist. Die Druckregler-Einrichtung 1 vergleicht den Anwendungsdruck-Istwert pApp-Ist mit dem Sollwert SW2 und stellt gemäß dem Vergleich den Ausgangsdruck pOut ein.
Zur Regelung auf den Sollwert SW2 ist hier eine Druckabsenkung erforderlich. Da eine Druckabsenkung des Ausgangsdrucks pOut unter den Sollwert SW2 zugelassen ist, setzt die Druckregler-Einrichtung 1 den Ausgangsdruck pOut temporär unter den Sollwert SW2.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere ausgebildet, den Ausgangsdruck pOut temporär auf einen Wert pMin zu setzen, der wenigstens um 10%, vorzugsweise wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 70%, 100% oder 150% der Differenz zwischen dem aktuellen Anwendungsdruck pApp und dem Sollwert SW2 unter dem Sollwert SW2 liegt. Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, den Ausgangsdruck pOut temporär auf den minimal möglichen Ausgangsdruck pMin, beispielsweise auf den Atmosphärendruck, zu setzen.
Der Anwendungsdruck pApp folgt dem Ausgangsdruck pOut, erneut mit einer größeren Zeitkonstante als der Ausgangsdruck pOut. Sowie sich der berechnete Anwendungsdruck pApp dem Sollwert SW2 nähert, hebt die Druckregler-Einrichtung 1 den Ausgangsdruck pOut auf den Sollwert SW2 an.
Bei t8 erreicht der Anwendungsdruck pApp den Sollwert SW2. Dadurch, dass der Ausgangsdruck pOut temporär unter den Sollwert SW2 gesetzt wurde, konnte der Sollwert SW2 deutlich schneller erreicht werden als in der zuvor diskutierten Regelung im Zeitintervall Δt1.
Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die 3 die Parameter-Bestimmungsprozedur näher erläutert werden.
Die 3 zeigt in dem oberen Schaubild den Ausgangsdruck pOut (gestrichelte Linie) und den Anwendungsdruck pApp (durchgezogene Linie) über der Zeit. Im unteren Schaubild ist die Stellung s des Ventilglieds der Ventileinheit 8 gezeigt. Das obere Schaubild und das untere Schaubild besitzen die gleiche Zeitachse, sie sind also zeitlich synchron.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, im Rahmen der Parameter-Bestimmungsprozedur die Anwendungs-Anordnung 4 mit einem Druckfluid-Testsignal pTest zu beaufschlagen, mit der Sensoreinheit 3 einen oder mehrere Ausgangsdruck-Werte pOutV1, pOutV2 zu erfassen, und basierend auf dem einen oder mehreren Ausgangsdruck-Werten pOutV1, pOutV2 den einen oder mehreren Modellparameter zu bestimmen.
Das Druckfluid-Testsignal pTest ist insbesondere ein Impulssignal. Das Druckfluid-Testsignal pTest umfasst wenigstens einen Druckimpuls, vorzugsweise einen Rechtecks-Impuls. Exemplarisch umfasst das Druckfluid-Testsignal pTest einen ersten Drucksprung von p1 zu p2. Der Druck p2 ist größer als der Druck p1. Bei p1 kann es sich insbesondere um einen Minimaldruck, beispielsweise um den Atmosphärendruck handeln. Bei p2 kann es sich insbesondere um einen Maximaldruck, beispielsweise um den Versorgungsdruck, handeln. Das Druckfluid-Testsignal pTest umfasst nach dem ersten Drucksprung vorzugsweise einen Abschnitt konstanten Drucks. Das Druckfluid-Testsignal umfasst ferner zweckmäßigerweise einen zweiten Drucksprung, und zwar von p2 nach unten. Der zweite Drucksprung erfolgt vorzugsweise nach dem Abschnitt konstanten Drucks.
In dem unteren Schaubild ist der Verlauf der Stellung des Ventilglieds gezeigt. Durch diesen Stellungsverlauf wird das Druckfluid-Testsignal pTest erzeugt. Das Ventilglied wird exemplarisch von einer ersten Stellung s1, beispielsweise einer geschlossenen Stellung, in eine zweite Stellung s2, beispielsweise eine offene Stellung, versetzt. Das Ventilglied wird in dieser Stellung gehalten, bis pOut gleich p2 ist. Das Ventilglied wird dann wieder in die erste Stellung s1 versetzt. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, diesen Stellungsverlauf des Ventilglieds durch Ansteuerung der Ventileinheit 8 zu bewirken.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere ausgebildet, den einen oder die mehreren Ausgangsdruck-Werte pOutV1, POutV2 in einem oder in mehrerem stationären Zuständen des Ausgangsdrucks pOut zu erfassen.
So ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, den ersten Ausgangsdruck-Wert pOutV1 in einem stationären Zustand des Ausgangsdrucks pOut, also einem Zustand, in dem sich der Ausgangsdruck pOut nicht ändert, zu erfassen. Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, den ersten Ausgangsdruck-Wert pOutV1 zu erfassen, bevor der Druckimpuls bzw. der erste Drucksprung von p1 auf p2 erfolgt, also vor dem Zeitpunkt t2 bzw. bevor das Ventilglied von s1 nach s2 bewegt wird. Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, vor dem Druckimpuls zu detektieren, dass der stationäre Zustand vorliegt, also dass sich der Ausgangsdruck pOut nicht mehr verändert oder dass die Änderung des Ausgangsdrucks kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und dann, wenn der stationäre Zustand vorliegt, den ersten Ausgangsdruck-Wert pOutV1 zu erfassen.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ferner ausgebildet, einen zweiten Ausgangsdruck-Wert pOutV2 in einem stationären Zustand zu erfassen, nachdem der Druckimpuls, insbesondere der zweite Drucksprung, erfolgt ist bzw. nachdem das Ventilglied von s2 zurück nach s1 bewegt wurde. Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, nach dem Druckimpuls zu detektieren, dass der stationäre Zustand vorliegt, also dass sich der Ausgangsdruck pOut nicht mehr verändert oder dass die Änderung des Ausgangsdrucks kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und dann, wenn der stationäre Zustand vorliegt, den zweiten Ausgangsdruck-Wert pOutV2 zu erfassen.
In einem stationären Zustand des Ausgangsdrucks pOut kann davon ausgegangen werden, dass der Ausgangsdruck pOut gleich dem Anwendungsdruck pApp ist. Durch die Erfassung des Ausgangsdrucks pOut in den stationären Zuständen wird also indirekt auch der Anwendungsdruck pApp erfasst. Die erfassten Ausgangsdruck-Werte pOutV1 und/oder pOutV2 können insbesondere bei der Bestimmung der Modellparameter als Anwendungsdruck-Werte verwendet werden.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, als Modellparameter einen Leitwert c und/oder ein Volumen V der Anwendungs-Anordnung 4 und/oder ein Verhältnis, insbesondere einen Quotienten, des Leitwerts c zu dem Volumen V zu bestimmen. Vorzugsweise wird als Modellparameter der Quotient c/V bestimmt. Bei dem Leitwert c handelt es sich insbesondere um den Leitwert der Anwendungs-Fluidleitung 5. Bei dem Volumen V handelt es sich insbesondere um das Volumen der mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer 6.
Durch diese beiden Modellparameter c und V, insbesondere durch das Verhältnis c/V, können die fluidischen und/oder geometrischen Eigenschaften der Anwendungs-Anordnung 4 charakterisiert werden. Eingesetzt in ein entsprechendes Anwendungs-Modell kann durch diese beiden Modellparameter bzw. durch das Verhältnis c/V der Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck pOut und dem Anwendungsdruck pApp beschrieben werden.
Anwendungs-Modelle, mit denen sich der Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck pOut und dem Anwendungsdruck pApp beschreiben lassen, gehen z.B. hervor aus:

Matthias Doll, „Optimierungsbasierte Strategien zur Steigerung der Energieeffizienz pneumatischer Antriebe“, Steuerungs- und Regelungstechnik, Band 23, Berichte aus dem Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, isys, Kapitel 2.1.2 bis 2.1.3.
Pneumatic fluid power - Components using compressible fluids - Determination of flow-rate characteristics, International Standard, ISO 6358, First edition 1989-10-01, Reference number ISO 6358: 1989(E).

Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, auf Basis des Signalverlaufs des Ausgangsdrucks pOut, auf Basis der beiden Ausgangsdruck-Werte pOutV1 und pOutV2 (die hier als Anwendungsdruck-Werte verwendet werden) und auf Basis eines mathematischen Modells, insbesondere des Anwendungsmodells, die Modellparameter, insbesondere den Leitwert c und/oder das Volumen V, zu bestimmen. Bei dem Anwendungsmodell handelt es sich beispielsweise um eine Übertragungsfunktion, die den Zusammenhang zwischen einem Eingangssignal, beispielsweise dem Signalverlauf des Ausgangsdrucks pOut und/oder dem Stellungsverlauf des Ventilglieds, und einem Ausgangssignal, beispielsweise den beiden Ausgangsdruck-Werten pOutV1 und pOutV2 (die hier als Anwendungsdruck-Werte verwendet werden) beschreibt. Die Übertragungsfunktion umfasst die Modellparameter c und V. Die Druckregler-Einrichtung 1 kann ausgebildet sein, auf Basis der (in dem stationären Zustand) erfassten Ausgangsdruck-Werte pOutV1 und pOutV2 einen Signalverlauf des Anwendungsdrucks pApp zu rekonstruieren und diesen Signalverlauf als das Ausgangssignal zu verwenden. Als Übertragungsfunktion kann z.B. eine Tiefpass-Übertragungsfunktion verwendet werden.
Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, auf Basis der Übertragungsfunktion, des Eingangssignals und des Ausgangssignals ein Gleichungssystem aufzustellen und dieses Gleichungssystem nach den Modellparametern zu lösen.
Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, im Rahmen der Parameter-Bestimmungsprozedur die Anwendungs-Anordnung 4 mehrfach mit dem Druckfluid-Testsignal pTest zu beaufschlagen und mehrfach einen ersten und/oder zweiten Ausgangsdruck-Wert pOutV1, pOutV2 zu erfassen. Insbesondere ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, die Anwendungs-Anordnung 4 sukzessive mit mehreren Druckimpulsen, insbesondere Rechteck-Druckimpulsen, zu beaufschlagen und jeweils in einem stationären Zustand vor und nach einem Druckimpuls einen Ausgangsdruck-Wert (zur Verwendung als Anwendungsdruck-Wert) zu erfassen. Zweckmäßigerweise sind die Druckimpulse identisch zueinander. Exemplarisch werden wenigstens 2, 3, 4 oder 5 Druckimpulse beaufschlagt und für jeden Druckimpuls ein oder zwei Ausgangsdruck-Werte als Anwendungsdruck-Werte erfasst. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, unter Verwendung dieser Ausgangsdruck-Werte und der Übertragungsfunktion die Modellparameter zu bestimmen. Zweckmäßigerweise ist die Druckregler-Einrichtung 1 ausgebildet, die Modellparameter in Echtzeit zu bestimmen.
Zweckmäßigerweise wird zur Bestimmung bzw. zum Einlernen der Modellparameter fünf Druckzyklen durchgefahren. Jeder Druckzyklus umfasst den in der 3 gezeigten Druckimpuls, insbesondere einen darin enthaltenen gesteuerten Drucksprung. Vor und nach einem solchen gesteuerten Drucksprung sind die Druckverhältnisse an der Ventileinheit 8 und in der Anwendungs-Druckkammer 6 gleich, sofern ausreichen Ausgleichsprozesse stattgefunden haben. Dadurch sind zwei Punkte in einer Druckkurve des Anwendungsdrucks pApp auch ohne eigenen Sensor zur Erfassung des Anwendungsdrucks pApp bekannt. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist ausgebildet, die zwei Punkte über ein geeignetes Modell, beispielsweise ein Volumenmodell, zu verbinden. Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere ausgebildet, dieses Modell parallel zum Einlernprozess - also insbesondere während der Parameter-Bestimmungsprozedur - mitzusimulieren und/oder anzupassen.
Die Druckregler-Einrichtung 1 ist insbesondere ausgebildet, ein Verfahren mit den folgenden Schritten auszuführen: Durchführen einer Parameter-Bestimmungsprozedur zur automatischen Bestimmung eines oder mehrerer Modellparameter eines Anwendungsmodells, das einen Zusammenhang zwischen einem Ausgangsdruck pOut des am Druckfluid-Ausgang 2 bereitgestellten Druckfluids und einem Anwendungsdruck pApp einer Anwendungs-Anordnung 4 beschreibt, und Regeln des Anwendungsdrucks pApp auf einen Sollwert SW1, SW2 unter Verwendung des Anwendungs-Modells durch Bereitstellen des Druckfluids am Druckfluid-Ausgang 2.
Mit der beschriebenen Druckregler-Einrichtung 1 oder dem beschriebenen Verfahren können insbesondere optimierte Einregelvorgänge wie in 2, im zweiten Zeitintervall Δt2 gezeigt, erzielt werden. Hierfür ist kein zusätzlicher Drucksensor zur direkten Erfassung des Anwendungsdrucks pApp erforderlich. Ferner ist keine Eingabe von Modellparametern erforderlich. Der Anwendungsdruck pApp wird durch ein vereinfachtes Modell simuliert. Die dazu erforderlichen Modellparameter werden, gestartet durch den Benutzer, selbständig eingelernt, und zwar durch die Paramter-Bestimmungsprozedur, die auch als Autotuning-Funktion bezeichnet werden kann.

Claims

Druckregler-Einrichtung (1) mit einem Druckfluid-Ausgang (2) zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit (3) zur Messung eines Ausgangsdrucks (pOut) des am Druckfluid-Ausgang (2) bereitgestellten Druckfluids, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck (pApp) in einer Anwendungs-Anordnung (4) auf einen Sollwert (SW1, SW2) zu regeln, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung (4) einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck (pOut) und dem Anwendungsdruck (pApp) beschreibt, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ferner ausgebildet ist, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, bei der Regelung des Anwendungsdrucks (pApp) auf den Sollwert (SW1, SW2) einen Ausgangsdruck (pOut) einzustellen, der, sofern zur Regelung auf den Sollwert (SW1) eine Druckerhöhung erforderlich ist, temporär über dem Sollwert (SW1) liegt, und/oder, sofern zur Regelung auf den Sollwert (SW2) eine Druckabsenkung erforderlich ist, temporär unter dem Sollwert (SW2) liegt.
Druckregler-Einrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, als Modellparameter einen Leitwert, insbesondere einen Leitwert einer Anwendungs-Fluidleitung (5) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Volumen, insbesondere ein Volumen einer mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer (6) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Verhältnis, insbesondere einen Quotienten, des Leitwerts zu dem Volumen zu bestimmen.
Druckregler-Einrichtung (1) mit einem Druckfluid-Ausgang (2) zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit (3) zur Messung eines Ausgangsdrucks (pOut) des am Druckfluid-Ausgang (2) bereitgestellten Druckfluids, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck (pApp) in einer Anwendungs-Anordnung (4) auf einen Sollwert (SW1, SW2) zu regeln, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung (4) einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck (pOut) und dem Anwendungsdruck (pApp) beschreibt, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ferner ausgebildet ist, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, als Modellparameter einen Leitwert, insbesondere einen Leitwert einer Anwendungs-Fluidleitung (5) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Volumen, insbesondere ein Volumen einer mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer (6) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Verhältnis, insbesondere einen Quotienten, des Leitwerts zu dem Volumen zu bestimmen.
Druckregler-Einrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, aus dem Ausgangs-Druck (pOut) unter Verwendung des Anwendungs-Modells einen Anwendungsdruck-Istwert (pApp-Ist) zu bestimmen und die Regelung des Anwendungsdrucks (pApp) unter Verwendung des Anwendungsdruck-Istwerts (pApp-Ist) durchzuführen.
Druckregler-Einrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) über keinen Drucksensor zur direkten Erfassung des Anwendungsdrucks (pApp) verfügt und ausgebildet ist, die Druckregelung des Anwendungsdrucks (pApp) ohne Verwendung eines direkt erfassten Messwerts des Anwendungsdrucks (pApp) durchzuführen.
Druckregler-Einrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, im Rahmen der Parameter-Bestimmungsprozedur die Anwendungs-Anordnung (4) mit einem Druckfluid-Testsignal (pTest) zu beaufschlagen, mit der Sensoreinheit (3) einen oder mehrere Ausgangsdruck-Werte (pOutV1, pOutV2) zu erfassen, und basierend auf dem einen oder mehreren Ausgangsdruck-Werten (pOutV1, pOutV2) den einen oder mehreren Modellparameter zu bestimmen.
Druckregler-Einrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei das Druckfluid-Testsignal (pTest) ein Impulssignal umfasst.
Druckregler-Einrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregler-Einrichtung (1) ausgebildet ist, den einen oder die mehreren Ausgangsdruck-Werte (pOutV1, POutV2) in einem oder in mehreren stationären Zuständen des Ausgangsdrucks (pOut) zu erfassen.
System (10), umfassend eine Druckregler-Einrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche sowie die Anwendungs-Anordnung (4).
Verfahren zum Betreiben einer Druckregler-Einrichtung (1) mit einem Druckfluid-Ausgang (2), umfassend die Schritte: Durchführen einer Parameter-Bestimmungsprozedur zur automatischen Bestimmung eines oder mehrerer Modellparameter eines Anwendungsmodells, das einen Zusammenhang zwischen einem Ausgangsdruck (pOut) des am Druckfluid-Ausgang (2) bereitgestellten Druckfluids und einem Anwendungsdruck (pApp) einer Anwendungs-Anordnung (4) beschreibt, und Regeln des Anwendungsdrucks (pApp) auf einen Sollwert (SW1, SW2) unter Verwendung des Anwendungs-Modells durch Bereitstellen des Druckfluids am Druckfluid-Ausgang (2), wobei bei der Regelung des Anwendungsdrucks (pApp) auf den Sollwert (SW1, SW2) ein Ausgangsdruck (pOut) eingestellt wird, der, sofern zur Regelung auf den Sollwert (SW1) eine Druckerhöhung erforderlich ist, temporär über dem Sollwert (SW1) liegt, und/oder, sofern zur Regelung auf den Sollwert (SW2) eine Druckabsenkung erforderlich ist, temporär unter dem Sollwert (SW2) liegt..
Verfahren zum Betreiben einer Druckregler-Einrichtung (1) mit einem Druckfluid-Ausgang (2), umfassend die Schritte: Durchführen einer Parameter-Bestimmungsprozedur zur automatischen Bestimmung eines oder mehrerer Modellparameter eines Anwendungsmodells, das einen Zusammenhang zwischen einem Ausgangsdruck (pOut) des am Druckfluid-Ausgang (2) bereitgestellten Druckfluids und einem Anwendungsdruck (pApp) einer Anwendungs-Anordnung (4) beschreibt, und Regeln des Anwendungsdrucks (pApp) auf einen Sollwert (SW1, SW2) unter Verwendung des Anwendungs-Modells durch Bereitstellen des Druckfluids am Druckfluid-Ausgang (2), wobei als Modellparameter ein Leitwert, insbesondere ein Leitwert einer Anwendungs-Fluidleitung (5) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Volumen, insbesondere ein Volumen einer mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer (6) der Anwendungs-Anordnung (4), und/oder ein Verhältnis, insbesondere ein Quotienten, des Leitwerts zu dem Volumen bestimmt wird.
Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung mit einem Druckfluid-Ausgang zur Bereitstellung von Druckfluid und einer Sensoreinheit (3) zur Messung eines Ausgangsdrucks (pOut) des am Druckfluid-Ausgang bereitgestellten Druckfluids, wobei die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ausgebildet ist, durch Bereitstellung des Druckfluids einen Anwendungsdruck (pApp) in einer Anwendungs-Anordnung (4) zu beeinflussen und ferner ausgebildet ist, unter Verwendung eines Anwendungs-Modells, das für die Anwendungs-Anordnung (4) einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdruck (pOut) und dem Anwendungsdruck (pApp) beschreibt, auf Basis des gemessenen Ausgangsdrucks (pOut) den Anwendungsdruck (pApp) zu berechnen, wobei die Druckregler-Einrichtung ferner ausgebildet ist, eine Parameter-Bestimmungsprozedur durchzuführen, um einen oder mehrere Modellparameter des Anwendungs-Modells automatisch zu bestimmen, wobei die Druckfluid-Bereitstellungseinrichtung ausgebildet ist, als Modellparameter einen Leitwert, insbesondere einen Leitwert einer Anwendungs-Fluidleitung (5) der Anwendungs-Anordnung (4) und/oder ein Volumen, insbesondere ein Volumen einer mit dem Druckfluid zu beaufschlagenden Anwendungs-Druckkammer (6) der Anwendungs-Anordnung (4) und/oder ein Verhältnis, insbesondere einen Quotienten, des Leitwerts zu dem Volumen zu bestimmen.