DE102019103653A1

DE102019103653A1 - Method and device for valve control

Info

Publication number: DE102019103653A1
Application number: DE102019103653.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Stöhrmann
Original assignee: Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH
Current assignee: Harburg Freudenberger Maschinenbau GmbH
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Steuerung von Ventilen. Die Ventile sind im Bereich von Leitungen für ein Fluid angeordnet. Mindestens ein erstes Ventil ist als im Bereich einer Primärleitung angeordnetes Steuerventil ausgebildet. Mindestes ein zweites Ventil ist als Schaltventil ausgebildet. Im Bereich einer Strömungsrichtung hinter dem Steuerventil ist mindestens eine Verzweigung angeordnet. Hinter der Verzweigung erstrecken sich mindestens zwei Sekundärleitungen. Jede Sekundärleitung weist eines der Schaltventile auf. Die Ventile sind mit einer Steuereinheit verbunden, die die Funktion der Ventile koordiniert.The method and the device are used to control valves. The valves are arranged in the area of lines for a fluid. At least one first valve is designed as a control valve arranged in the area of a primary line. At least one second valve is designed as a switching valve. At least one branch is arranged in the area of a flow direction behind the control valve. At least two secondary lines extend behind the branch. Each secondary line has one of the switching valves. The valves are connected to a control unit that coordinates the function of the valves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Ventilen, die im Bereich von Leitungen für ein Fluid angeordnet sind, wobei mindestens ein erstes Ventil als im Bereich einer Primärleitung angeordnetes Schaltventil ausgebildet ist und wobei mindestens ein zweites Ventil als Regelventil ausgebildet ist.The invention relates to a method for controlling valves which are arranged in the area of lines for a fluid, at least one first valve being designed as a switching valve arranged in the area of a primary line and at least one second valve being designed as a control valve.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Steuerung von Ventilen, die im Bereich von Leitungen für ein Fluid angeordnet sind, wobei mindestens ein erstes Ventil als im Bereich einer Primärleitung angeordnetes Schaltventil ausgebildet ist und wobei mindestens ein zweites Ventil als Regelventil ausgebildet ist.The invention also relates to a device for controlling valves which are arranged in the area of lines for a fluid, at least one first valve being designed as a switching valve arranged in the area of a primary line and at least one second valve being designed as a control valve.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Heizpresse, die zur Heizung von Bauelementen oder Baugruppen eine Vorrichtung zur Steuerung von Ventilen aufweist.The invention also relates to a heating press which has a device for controlling valves for heating components or assemblies.

Entsprechende Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Ventilen werden in unterschiedlichen technischen Anlagen eingesetzt. Beispielsweise sind Anwendungen sowohl im Bereich von pneumatischen Systemen als auch im Bereich von hydraulischen Systemen bekannt.Corresponding methods and devices for controlling valves are used in various technical systems. For example, applications are known both in the field of pneumatic systems and in the field of hydraulic systems.

Zur Zuführung einer vorgebbaren Menge des Fluids und/oder einer Zuführung des Fluids mit vorgebbarem Druck werden häufig Regelventile verwendet. Insbesondere bei komplexen und verzweigten Leitungssystemen führt die Verwendung derartiger Regelventile zu relativ hohen Kosten.Control valves are often used to supply a predeterminable amount of the fluid and / or to supply the fluid with a predeterminable pressure. The use of control valves of this type leads to relatively high costs, particularly in the case of complex and branched line systems.

Aus Investitionsgründen wird die Anzahl der ein Regelventil verwendenden Regelkreise je Anlage oft unverhältnismäßig reduziert und eine Zusammenfassung von Regelkreisen ist erforderlich. Dieser Umstand bringt die Anlagenhersteller immer wieder in die Situation, dass ggfs. Temperaturgenauigkeiten gefordert werden, die nicht gewährleistet werden können.For reasons of investment, the number of control loops using a control valve per system is often disproportionately reduced and a combination of control loops is necessary. This circumstance brings the system manufacturer into the situation that, if necessary, temperature accuracies are required that cannot be guaranteed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, dass die entstehenden Kosten reduziert werden.The object of the present invention is to improve a method of the type mentioned in the introduction in such a way that the costs incurred are reduced.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass ein reduzierter Herstellungsaufwand und reduzierte Herstellungskosten erreicht werden.Another object of the present invention is to construct a device of the type mentioned in the introduction in such a way that a reduced production effort and reduced production costs are achieved.

Die entsprechenden Aufgaben werden durch die Merkmalskombinationen des Verfahrensanspruches sowie des Vorrichtungsanspruches gelöst.The corresponding tasks are solved by the combinations of features of the process claim and the device claim.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ventilsteuerung weist mindestens eine Steuereinheit auf, mit der eine Mehrzahl von Ventilen ansteuerbar ist.A device according to the invention for valve control has at least one control unit with which a plurality of valves can be controlled.

In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Ventile elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch mithilfe der mindestens einen Steuereinheit ansteuerbar.In various embodiments of the invention, the valves can be controlled electrically and / or pneumatically and / or hydraulically with the aid of the at least one control unit.

Weiterhin weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ventilsteuerung in einer Ausführungsform mindestens drei Ventile auf.Furthermore, a device according to the invention for valve control has at least three valves in one embodiment.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind mithilfe der Vorrichtung zur Ventilsteuerung mindestens zwei Regelkreisen zugeordnete Ventile steuerbar, wobei die Regelkreise jeweils über mindestens eine Primärleitung bzw. einen Hauptkanal an eine zentrale Zuführeinrichtung eines Fluids gekoppelt sind. Im Bereich der Primärleitungen ist jeweils mindestens ein Schaltventil bzw. Steuerventil angeordnet, dessen binäre Zustände „auf“ und „zu“ mithilfe der Steuereinheit einstellbar sind, sodass eine Zufuhr des Fluids zu einem Regelkreis über die jeweilige(n) Primärleitung(en) ein- oder ausschaltbar ist.In one embodiment according to the invention, at least two valves associated with valve control can be controlled with the aid of the device for valve control, the control circuits each being coupled to a central fluid supply device via at least one primary line or one main channel. In the area of the primary lines there is at least one switching valve or control valve whose binary states "open" and "closed" can be set using the control unit, so that the fluid can be supplied to a control loop via the respective primary line (s). or can be switched off.

Das Fluid ist beispielsweise als ein wärmeführendes Fluid in Form von Sattdampf, Heißdampf, Wasser, Öl, Gas, Weißwasser oder als ein Gemisch davon gegeben. Die Regelkreise sind in diesem Fall durch Heizkreise gegeben.The fluid is given, for example, as a heat-carrying fluid in the form of saturated steam, superheated steam, water, oil, gas, white water or as a mixture thereof. In this case, the control circuits are given by heating circuits.

Als Regelkreise sind erfindungsgemäß jedoch auch andere Anwendungen, beispielsweise Kühlkreise denkbar, wobei das Fluid dementsprechende Eigenschaften, beispielsweise die eines Kältemittels, aufweist.According to the invention, however, other applications, for example cooling circuits, are also conceivable as control loops, the fluid having corresponding properties, for example those of a refrigerant.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ventilsteuerung sind darüber hinaus Ventile in Sekundärleitungen bzw. Zusatzkanälen ansteuerbar. Die Sekundärleitungen bzw. Zusatzkanäle münden jeweils an einem Summierpunkt in eine mit einem Regelkreis verbundene Primärleitung ein.In an embodiment of a device for valve control according to the invention, valves in secondary lines or additional channels can also be controlled. The secondary lines or additional channels each open at a summing point in a primary line connected to a control loop.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die nicht in die Primärleitungen mündenden Enden der Sekundärleitungen miteinander verbunden. An diesen Verbindungspunkt schließt mindestens eine Sekundärversorgungsleitung an, die mit der zentralen Zuführeinrichtung eines Fluids verbunden ist.In one embodiment of the invention, the ends of the secondary lines that do not open into the primary lines are connected to one another. At least one secondary supply line connects to this connection point and is connected to the central supply device for a fluid.

Im Bereich der Sekundärleitungen ist in einer Ausführungsform der Erfindung jeweils mindestens ein Ventil angeordnet, das vorzugsweise als ein Schaltventil ausgebildet ist.In one embodiment of the invention, at least one valve, which is preferably designed as a switching valve, is arranged in the area of the secondary lines.

Im Bereich der Sekundärversorgungsleitung ist in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Ventil angeordnet, das als ein Schaltventil oder als ein Regelventil ausgebildet ist.In one embodiment of the invention, in the area of the secondary supply line at least one valve is arranged, which is designed as a switching valve or as a control valve.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eines der Ventile bzw. der ansteuerbaren Ventile als ein Regel- bzw. als ein Stellventil ausgebildet, dessen Öffnungsgrad mithilfe der Steuereinheit einstellbar ist.In a preferred embodiment of the invention, at least one of the valves or the controllable valves is designed as a control valve or as a control valve, the degree of opening of which can be set with the aid of the control unit.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine im Bereich der mindestens einen Sekundärversorgungsleitung angeordnete Ventil als ein Regelventil ausgebildet, sodass der Volumenstrom des durch die Sekundärversorgungsleitung strömenden Fluids regelbar ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the at least one valve arranged in the region of the at least one secondary supply line is designed as a control valve, so that the volume flow of the fluid flowing through the secondary supply line can be regulated.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ventile derart ansteuerbar, dass über die mindestens eine einem Regelkreis zugeordnete Sekundärleitung ein zusätzlicher Volumenstrom des Fluids in die jeweilige Primärleitung zuführbar ist.In one embodiment of the invention, the valves can be controlled in such a way that an additional volume flow of the fluid can be fed into the respective primary line via the at least one secondary line assigned to a control circuit.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens einen Temperatursensor auf.In one embodiment of the invention, the device has at least one temperature sensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedem Regelkreis mindestens ein Sensor zugeordnet.In a preferred embodiment of the invention, at least one sensor is assigned to each control loop.

Im Falle der Temperaturregelung von Regelkreisen in Form von Heizkreisen oder Kühlkreisen, ist mindestens ein einem Regelkreis zugeordneter Sensor als ein Temperatursensor ausgebildet.In the case of the temperature control of control circuits in the form of heating circuits or cooling circuits, at least one sensor assigned to a control circuit is designed as a temperature sensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Messwert des mindestens einen einem Regelkreis zugeordneten Sensors auslesbar und die ermittelten Messwerte zur Steuerung der dem jeweiligen Regelkreis zugeordneten Ventile auswertbar.In a preferred embodiment of the invention, the measured value of the at least one sensor assigned to a control circuit can be read out and the measured values determined can be evaluated for controlling the valves assigned to the respective control circuit.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist diese einen Regler auf, mit dem die Temperatur in mindestens einem Regelkreis regelbar ist, indem die aus dem mindestens einen einem Regelkreis zugeordneten Temperatursensor ausgelesenen Messwerte mit einem Sollwert verglichen werden und die dem entsprechenden Regelkreis zugeordneten Ventile sowie das mindestens eine im Bereich der Sekundärversorgungsleitung angeordnete Ventil ansteuerbar sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, it has a controller with which the temperature in at least one control circuit can be regulated by comparing the measured values read from the at least one temperature sensor assigned to a control circuit with a setpoint and the valves assigned to the corresponding control circuit as well as the at least one valve arranged in the area of the secondary supply line can be controlled.

Der Regler ist in einer Ausführungsform der Erfindung als ein P-Regler oder als ein Pl-Regler ausgebildet.In one embodiment of the invention, the controller is designed as a P controller or as a PI controller.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Regler als ein PID-Regler ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention, the controller is designed as a PID controller.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist diese mindestens zwei Regler auf, von denen mindestens ein erster Regler die Fluidzufuhr zu den Regelkreisen über die jeweilige(n) Primärleitung(en) regelt und mindestens ein weiterer Regler die Fluidzufuhr zu den Regelkreisen über die Sekundärversorgungsleitung und die jeweilige(n) Sekundärleitung(en) regelt.In a particularly preferred embodiment of the invention, this has at least two regulators, of which at least one first regulator regulates the fluid supply to the control loops via the respective primary line (s) and at least one further regulator regulates the fluid supply to the control loops via the secondary supply line and the respective secondary line (s) regulate.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine erste Regler als ein P-Regler und der mindestens eine weitere Regler als ein PID-Regler ausgeführt, der in einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sequentiell zuschaltbar ist.In one embodiment of the invention, the at least one first controller is designed as a P controller and the at least one further controller as a PID controller, which in a particularly preferred embodiment according to the invention can be switched on sequentially.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Primärleitung und/oder mindestens eine Sekundärleitung und/oder mindestens einer Sekundärversorgungsleitung und/oder mindestens eine Zuführeinrichtung für ein Fluid und/oder mindestens ein Regelkreis Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung.In one embodiment of the invention, at least one primary line and / or at least one secondary line and / or at least one secondary supply line and / or at least one feed device for a fluid and / or at least one control loop is part of the device according to the invention.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ventilsteuerung wird als ein zentrales Bauelement ein metallischer Block verwendet, der mit Haupt- und Zusatzkanälen versehen ist, wobei die Zusatzkanäle gemäß der vorstehenden Beschreibung in die Hauptkanäle einmünden.According to an embodiment of a device for valve control according to the invention, a metallic block is used as a central component which is provided with main and additional channels, the additional channels opening into the main channels as described above.

Der Block kann beispielsweise aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, oder Aluminium hergestellt sein. Bevorzugt ist insbesondere eine Herstellung aus Edelstahl, da in der Praxis das Problem der Kavitation auftritt, was dazu führt, dass Metallteile in den Kanälen abgetragen werden. Edelstahl, beispielsweise aus Austenit, erweist sich hier als besonders beständig.The block can for example be made of steel, in particular stainless steel, or aluminum. Manufacture from stainless steel is particularly preferred, since in practice the problem of cavitation occurs, which leads to metal parts being removed in the channels. Stainless steel, for example made of austenite, proves to be particularly resistant here.

Eine erfindungsgemäße Heizpresse weist mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ventilsteuerung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. Die Regelkreise sind in diesem Fall bevorzugt als Heizkreise ausgeführt und das Fluid ist als ein wärmeführendes Fluid ausgebildet.A heating press according to the invention has at least one device according to the invention for valve control in one of the embodiments described above. In this case, the control circuits are preferably designed as heating circuits and the fluid is designed as a heat-carrying fluid.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ventilsteuerung umfasst in einer Ausführungsvariante zumindest die folgenden Schritte:

1. Ansteuerung der im Bereich der Primärleitungen angeordneten Ventile („auf“ oder „zu“)
2. Auslesen der Sensormesswerte aus den den Regelkreisen zugeordneten Sensoren,
3. Vergleich der Sensormesswerte (Istwerte) mit den den Regelkreisen zugeordneten Sollwerten,
4. Ansteuerung der in den Sekundärleitungen angeordneten Ventile, sodass mindestens ein Ventil im Bereich mindestens einer Sekundärleitung geöffnet ist,
5. Ansteuerung des mindestens einen im Bereich der Sekundärversorgungsleitung angeordneten Ventils zur Einstellung des Volumenstroms in der Sekundärversorgungsleitung.

In one embodiment variant, a method according to the invention for valve control comprises at least the following steps:

1. Control of the valves arranged in the area of the primary lines ("open" or "closed")
2. Reading out the sensor measured values from the sensors assigned to the control loops,
3. Comparison of the sensor measured values (actual values) with the setpoint values assigned to the control loops,
4. Control of the valves arranged in the secondary lines so that at least one valve is open in the area of at least one secondary line,
5. Control of the at least one valve arranged in the area of the secondary supply line for setting the volume flow in the secondary supply line.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ventilsteuerung zusätzlich den Schritt der Bestimmung des Regelkreises mit der größten Abweichung von Ist- und Sollwert, wobei die Ansteuerung der in den Sekundärleitungen angeordneten Ventile gemäß Schritt 5 derart erfolgt, dass nur das mindestens eine Ventil in der dem Regelkreis mit der größten Abweichung zugeordneten Sekundärleitung geöffnet ist.In an advantageous embodiment variant, a method according to the invention for valve control additionally includes the step of determining the control loop with the greatest deviation between the actual and setpoint values, the actuation of the valves arranged in the secondary lines according to step 5 in such a way that only the at least one valve in the the secondary line assigned to the control loop with the greatest deviation is open.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante des Verfahrens zur Steuerung von Ventilen sind Ventile im Bereich von Leitungen für ein Fluid angeordnet, wobei das Fluid durch jeweils mindestens eine Primärleitung einem zugeordneten Regelkreis zugeführt und dadurch eine Regelgröße des Regelkreises beeinflusst wird. In einem Verfahrensschritt werden die vorliegenden Werte der Regelgröße in dem jeweiligen Regelkreis mithilfe eines Sensors erfasst und es wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Abweichung des Istwertes der Regelgröße von einem Sollwert bestimmt. Eine Regelung der Steuerung der einem Regelkreis zugeordneten Ventile erfolgt in Abhängigkeit der Regelgröße und die Ventile werden mithilfe einer Steuereinheit angesteuert, sodass durch die Leitungen, in denen die jeweiligen Ventile angeordnet sind, entsprechend der Ventilzustände das Fluid strömt. Weiterhin sind zwei als Schaltventile ausgebildete Ventile jeweils in einer Primärleitung und mindestens ein Regelventil in mindestens einer Sekundärversorgungsleitung und jeweils mindestens ein als ein Schaltventil ausgebildetes Ventil in jeweils einer aus der Sekundärversorgungsleitung abzweigenden Sekundärleitung angeordnet. In jeweils einem Verfahrensschritt werden die in den Primärleitungen angeordneten Ventile in dem Sinne angesteuert, dass diese geöffnet oder geschlossen werden, und in einem weiteren Verfahrensschritt wird mindestens eines der in einer Sekundärleitung angeordneten Ventile geöffnet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Regelventil zur Einstellung des durch die Sekundärversorgungsleitung strömenden Volumenstromes des Fluids angesteuert, sodass sich der Volumenstrom des Fluids durch die Sekundärversorgungsleitung mit dem Volumenstrom des Fluids durch mindestens eine Primärleitung für mindestens einen Regelkreis addiert.In a variant embodiment of the method according to the invention for controlling valves, valves are arranged in the area of lines for a fluid, the fluid being fed to an associated control loop through at least one primary line, thereby influencing a control variable of the control loop. In a method step, the present values of the controlled variable are recorded in the respective control loop with the aid of a sensor, and in a further method step the deviation of the actual value of the controlled variable from a setpoint is determined. The control of the valves assigned to a control circuit is regulated as a function of the controlled variable and the valves are activated with the aid of a control unit so that the fluid flows through the lines in which the respective valves are arranged in accordance with the valve states. Furthermore, two valves designed as switching valves are each arranged in a primary line and at least one control valve in at least one secondary supply line and at least one valve designed as a switching valve in each of a secondary line branching off the secondary supply line. In one process step, the valves arranged in the primary lines are activated in the sense that they are opened or closed, and in a further process step at least one of the valves arranged in a secondary line is opened. In a further process step, the control valve is controlled to adjust the volume flow of the fluid flowing through the secondary supply line, so that the volume flow of the fluid through the secondary supply line is added to the volume flow of the fluid through at least one primary line for at least one control loop.

In einer bevorzugten Variante verwendet das erfindungsgemäße Verfahren zur Ventilsteuerung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ventilsteuerung.In a preferred variant, the method according to the invention for valve control uses a device according to the invention for valve control.

In einer bevorzugten Variante findet das erfindungsgemäße Verfahren zur Ventilsteuerung im Bereich einer Reifenheizpresse Verwendung.In a preferred variant, the method according to the invention for valve control is used in the area of a tire heating press.

Es ist jedoch auch an eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens in anderen Bereichen des Anlagenbaus, für Einzelmaschinen oder im Bereich der temperaturgeführten Prozesstechnik, wie beispielsweise bei Extrudern, gedacht.However, the device according to the invention and / or the method according to the invention can also be used in other areas of plant construction, for individual machines or in the area of temperature-controlled process technology, such as, for example, in extruders.

Mithilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ventilsteuerung ist eine verbesserte Genauigkeit und Geschwindigkeit der Temperaturregelung mehrerer Heizkreise insbesondere dann ermöglicht, wenn im Bereich der mindestens einen Sekundärversorgungsleitung mindestens ein Regelventil verwendet ist.With the aid of a method according to the invention and a device according to the invention for valve control, improved accuracy and speed of the temperature control of several heating circuits is made possible, in particular if at least one control valve is used in the area of the at least one secondary supply line.

Im Vergleich zur Verwendung von mindestens einem Regelventil für jeweils einen Heizkreis sind weiterhin die Herstellungskosten reduziert.In comparison to the use of at least one control valve for each heating circuit, the manufacturing costs are further reduced.

In den Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

1 ein vereinfachtes Schaltbild zur Verwendung eines Regelventils sowie einer Mehrzahl von Schaltventilen und
2 ein Schaltbild gemäß 1 mit zusätzlichen Details bezüglich der Steuereinheit / den Reglern der Vorrichtung.

Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawings. Show it:

1 a simplified circuit diagram for the use of a control valve and a plurality of switching valves and
2 a circuit diagram according to 1 with additional details regarding the control unit / regulators of the device.

In 1 ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ventilsteuerung (1) schematisch dargestellt. Die Vorrichtung zur Ventilsteuerung (1) weist eine zentrale Steuereinheit (2) auf. Darüber hinaus weist die Vorrichtung zur Ventilsteuerung (1) vier Primärleitungen (3) auf. Jeweils eine Primärleitung (3) verbindet dabei einen zugeordneten Regelkreis (4) mit einer zentralen Zuführeinrichtung für ein Fluid (5).In 1 is a circuit diagram of a device according to the invention for valve control ( 1 ) shown schematically. The valve control device ( 1 ) has a central control unit ( 2 ) on. In addition, the device for valve control ( 1 ) four primary lines ( 3 ) on. One primary line each ( 3 ) connects an assigned control loop ( 4th ) with a central supply device for a fluid ( 5 ).

Im Bereich der Primärleitungen (3) ist jeweils ein als ein Schaltventil ausgebildetes Ventil (6) angeordnet, das mithilfe der Steuereinheit (2) zu öffnen und zu verschließen ist. Ist das jeweilige Ventil (6) geöffnet, strömt das Fluid durch die jeweiligen Primärleitung (3) hindurch in den jeweiligen Regelkreis (4).In the area of the primary lines ( 3 ) is a valve designed as a switching valve ( 6 ) arranged, which with the help of the control unit ( 2 ) must be opened and closed. Is the respective valve ( 6 ) open, the fluid flows through the respective primary line ( 3 ) through into the respective control loop ( 4th ).

Von der zentralen Zuführeinrichtung eines Fluids (5) zweigt neben den Primärleitungen (3) eine Sekundärversorgungsleitung (7) ab, die sich in vier Sekundärleitungen (8) verzweigt. Jede der Sekundärleitungen (8) mündet an einem Summierpunkt (9) in jeweils eine Primärleitung (3) ein. Somit ist jedem der Regelkreise (4) eine Sekundärleitung (8) zugeordnet.From the central supply device of a fluid ( 5 ) branches next to the primary lines ( 3 ) a secondary supply line ( 7th ) that are in four secondary lines ( 8th ) branches. Each of the secondary lines ( 8th ) ends at a summing point ( 9 ) into a primary line ( 3 ) a. Thus, each of the control loops ( 4th ) a secondary line ( 8th ) assigned.

Im Bereich der Sekundärleitungen (8) ist jeweils ein als ein Schaltventil ausgebildetes Ventil (6) angeordnet. Mithilfe der Steuereinheit (2) ist jedes der im Bereich der Sekundärleitungen (8) angeordneten Ventile (6) individuell ansteuerbar, sodass diese zu öffnen und zu verschließen sind.In the area of the secondary lines ( 8th ) is a valve designed as a switching valve ( 6 ) arranged. Using the control unit ( 2 ) is each of the in the area of the secondary lines ( 8th ) arranged valves ( 6 ) individually controllable so that they can be opened and closed.

Im Bereich der Sekundärversorgungsleitung (7) ist ein als ein Regelventil (10) ausgebildetes Ventil (6) angeordnet. Das Regelventil (10) ist mithilfe der Steuereinheit (2) ansteuerbar, sodass der Volumenstrom des Fluids durch die Sekundärversorgungsleitung (7) in einem Bereich zwischen dem bei einem vollständig geschlossenen und dem bei einem vollständig geöffneten Regelventil (10) vorliegenden Volumenstrom einstellbar ist.In the area of the secondary supply line ( 7th ) is a used as a control valve ( 10 ) designed valve ( 6 ) arranged. The control valve ( 10 ) can be accessed using the control unit ( 2 ) controllable so that the volume flow of the fluid through the secondary supply line ( 7th ) in a range between that with a fully closed and that with a fully open control valve ( 10 ) present volume flow is adjustable.

Durch die Ansteuerung der Ventile (6) in den Sekundärleitungen (8) und des Regelventils (10) in der Sekundärversorgungsleitung (7) ist somit in jeder der Primärleitungen (3) am Summierpunkt (9) ein definierter zusätzlicher Volumenstrom des Fluids einleitbar.By controlling the valves ( 6 ) in the secondary lines ( 8th ) and the control valve ( 10 ) in the secondary supply line ( 7th ) is therefore in each of the primary lines ( 3 ) at the summing point ( 9 ) a defined additional volume flow of the fluid can be introduced.

Im Bereich der Regelkreise (4) ist zu jedem Regelkreis (4) zugeordnet mindestens ein Sensor (11) angeordnet, mit dem die im Bereich des Regelkreises (4) vorliegende Regelgröße direkt oder indirekt erfassbar ist.In the area of the control loops ( 4th ) is for each control loop ( 4th ) assigned at least one sensor ( 11 ) with which the in the area of the control loop ( 4th ) the existing controlled variable can be recorded directly or indirectly.

Die mithilfe der Sensoren (11) erfassten Messwerte sind mithilfe der Steuereinheit (2) auswertbar, sodass mithilfe der Steuereinheit (2) über die Ansteuerung der Ventile (6, 10) eine Regelung der Regelkreise realisiert ist.The sensors ( 11 ) recorded measured values can be accessed using the control unit ( 2 ) can be evaluated so that the control unit ( 2 ) by controlling the valves ( 6 , 10 ) a regulation of the control loops is implemented.

Die Hauptkanäle (3) und die Zusatzkanäle (8) sind in einen Block (12) integriert, der beispielsweise aus Edelstahl gefertigt ist.The main channels ( 3 ) and the additional channels ( 8th ) are in a block ( 12th ) integrated, which is made of stainless steel, for example.

2 zeigt zusätzlich zu 1 den Aufbau und den funktionalen Zusammenhang von Elementen der Steuereinheit (2) am Beispiel einer zur Temperaturregelung von Heizkreisen ausgebildeten Vorrichtung zur Ventilsteuerung (1). 2 shows in addition to 1 the structure and the functional relationship of elements of the control unit ( 2 ) using the example of a valve control device designed for temperature control of heating circuits ( 1 ).

Die Steuereinheit (2) weist einen Regler (13), beispielsweise ausbildet als ein PLC-Reglermodul, auf.The control unit ( 2 ) has a controller ( 13th ), for example designed as a PLC controller module.

Im Bereich der als Heizkreise ausgebildeten Regelkreise (4) ist jeweils ein Wärmetauscher (14) angeordnet. Über einen Kondensatabläufer (15) wird das Kondensat zu einem als eine Kondensatflasche ausgebildeten Kondensatbehälter (16) abgeleitet. Von dem Kondensatbehälter (16) geht die Kondensatabführung (17) ab.In the area of the control circuits designed as heating circuits ( 4th ) is one heat exchanger each ( 14th ) arranged. Via a condensate drain ( 15th ) the condensate is converted to a condensate container designed as a condensate bottle ( 16 ) derived. From the condensate tank ( 16 ) the condensate drain goes ( 17th ) from.

Mithilfe jeweils eines Temperatursensors (11) bzw. Temperaturfühlers ist im Bereich eines Kondensatbehälters (16) die Temperatur des Kondensats erfassbar.With the help of a temperature sensor ( 11 ) or temperature sensor is in the area of a condensate container ( 16 ) the temperature of the condensate can be recorded.

Die Temperaturmesswerte der Temperatursensoren (11) sind mithilfe der Steuereinheit (2) auslesbar und an den Regler (13) übermittelbar.The temperature readings of the temperature sensors ( 11 ) can be accessed using the control unit ( 2 ) can be read out and sent to the controller ( 13th ) can be submitted.

Nachfolgend erfolgt am Beispiel einer Anwendung für Reifenheizpressen eine Erläuterung der erfindungsgemäßen Prinzipien. Im Ergebnis wird erfindungsgemäß eine preiswerte Multiplex-Regelung der Temperatur in mehreren Heizkreisen bereitgestellt.The principles according to the invention are explained below using the example of an application for tire curing presses. As a result, an inexpensive multiplex control of the temperature in several heating circuits is provided according to the invention.

Für die Außenheizung der Reifenheizpresse werden diverse Heizkreise benötigt. Je nach Kundenforderung oder auch zur Reduzierung der Risiken des Anlagenherstellers werden 2 bis 8 Regelkreise pro Presse eingesetzt. Die Regelkreise pro Kavität im Einzelnen sind beispielhaft:

1.: Heizplatte „Oben“
2.: Heizplatte „Unten“
3.: Mold (Form)
4.: Untere Mold-Schale
5.: Sonderlösungen für weitere Heizkreise

Various heating circuits are required for the external heating of the tire heating press. Depending on customer requirements or to reduce the risks of the system manufacturer, 2 to 8 control loops are used per press. The individual control loops per cavity are exemplary:

1.: "Top" heating plate
2.: "Bottom" heating plate
3rd: Mold
4th: Lower mold shell
5.: Special solutions for other heating circuits

Die einzelnen Heizkreise werden über die Hauptkanäle mit dem wärmeführenden Fluid versorgt und beheizen so das jeweilige Bauelement / die jeweilige Baugruppe der Heizpresse.The individual heating circuits are supplied with the heat-conducting fluid via the main channels and thus heat the respective component / assembly of the heating press.

Die Temperatur der Heizkreise wird mithilfe von Temperatursensoren erfasst und durch die Steuereinheit mit dem jeweiligen Sollwert verglichen. Die Basisregelung der Heizkreistemperaturen erfolgt mithilfe einer mit dem Regler implementierten P- oder Pl-Regelung durch öffnen und schließen der Ventile in den Hauptkanälen.The temperature of the heating circuits is recorded with the help of temperature sensors and compared with the respective setpoint by the control unit. The basic control of the heating circuit temperatures takes place with the help of a P or Pl control implemented with the controller by opening and closing the valves in the main channels.

Auf diese Basisregelung ist über die Zusatzkanäle eine zusätzliche Regelung zuschaltbar. Diese zusätzliche Regelung ist in einer Ausführungsform der Erfindung durch eine mit dem Regler implementierte PID-Regelung gegeben, die die Ansteuerung eines Regelventils zur Steuerung des Volumenstroms des wärmeführenden Fluids in der Sekundärversorgungsleitung vorgibt.An additional control can be switched on to this basic control via the additional channels. In one embodiment of the invention, this additional control is provided by a PID control implemented with the controller, which specifies the control of a control valve for controlling the volume flow of the heat-carrying fluid in the secondary supply line.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird jeweils der Heizkreis mit der größten Abweichung zwischen Soll- und Istwert ermittelt und durch Zuschalten der zusätzlichen Regelung angenähert.In one embodiment of the invention, the heating circuit with the greatest deviation between the setpoint and actual value is determined and approximated by switching on the additional control.

Dadurch wird bei jeweils einem Heizkreis die Basisregelung („On/Off“-Regelung) mit einer PID-Regelung überlagert.This means that the basic control ("On / Off" control) is overlaid with a PID control for one heating circuit.

Es werden dabei PID-Regler eingesetzt, deren Anspruch an eine präzise Regelung gewährleistet ist. Es ist aber erfindungsgemäß auch daran gedacht, dass mithilfe eines PI- oder eines P-Reglers die Zielsetzung einer ausreichend genauen Regelung mit Zugeständnissen erfüllt wird. Der wesentliche Charakter der langsamen Pressenregelung liegt in der Totzeit, bedingt durch die große Masse des Körpers und der zu regelnden Temperatur.PID controllers are used, which guarantee precise control. According to the invention, however, it is also contemplated that the objective of a sufficiently precise control with concessions is fulfilled with the aid of a PI or a P controller. The essential character of the slow press control is the dead time, due to the large mass of the body and the temperature to be controlled.

In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wurden einer Ventilbank vier Regelkreise angelegt, die nach dem Prinzip der „On/Off“-Regelung arbeiten. Jeder Regler hat seinen eigenen Software-Regelkreis. Durch eine Subroutine in dem Regelprogramm wird immer der Regelkreis ausgewählt, der die größte Regelabweichung hat. Auf dem ausgewählten Regelkreis wird der PID-Regler im Summierpunkt aufgeschaltet, um Temperaturabweichungen zu reduzieren. Dies erfolgt im Wechsel der Heizkreise je nach Anforderung.In an exemplary embodiment of the invention, four control loops were created for a valve bank, which operate according to the “on / off” control principle. Each controller has its own software control loop. A subroutine in the control program always selects the control loop that has the greatest control deviation. The PID controller is connected to the summation point of the selected control loop in order to reduce temperature deviations. This takes place in alternation of the heating circuits depending on the requirement.

Claims

Device for valve control (1), the valves (6, 10) being arranged in the area of lines for a fluid, at least two valves (6) being designed as switching valves each arranged in the area of a primary line (3), at least one third valve (6) is designed as a control valve (10), characterized in that the at least one control valve (10) is arranged in at least one secondary supply line (7) and that in a flow direction behind the at least one control valve (10) at least one branch is arranged and that at least two secondary lines (8) extend behind the branch, each secondary line (8) having at least one valve (6) designed as a switching valve and wherein the valves (6, 10) are connected to a control unit (2) and the function of the valves (6) can be controlled with the aid of the control unit (2).

Device according to Claim 1 , characterized in that the valves (6, 10) are designed to control hot steam, saturated steam, heat transfer and / or cold transfer fluid.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the valve arrangement takes place in the area of a tire heating press.

Device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a feed for a parallel supply of a fluid is arranged behind the at least one control valve (10).

Device according to Claim 4 , characterized in that a valve (6) designed as a switching valve is arranged in the area of the parallel feed.

Device according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the combination of a P control and a sequential PI or PID control is formed by the combination of the arrangement of the valves (6, 10) and the control unit (2) for at least one control loop (4).

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has at least one associated sensor (11) for each control circuit (4).

Device according to Claim 7 , characterized in that the sensor (11) is designed as a temperature sensor.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has a controller for implementing a P and / or a PI and / or a PID controller for controlling the valve states.

Method for controlling valves (6, 10), valves (6, 10) being arranged in the area of lines for a fluid, the fluid being fed to an associated control circuit (4) and a control variable through at least one primary line (3) of the control loop (4) and wherein the present values of the controlled variable in the respective control loop (4) can be detected directly or indirectly with the aid of a sensor (11) and the deviation of the actual value of the controlled variable from a setpoint is determined and wherein a Regulation of the control of the valves (6, 10) assigned to a control circuit (4) takes place as a function of the controlled variable, and the valves (6, 10) are activated with the aid of a control unit (2) so that the lines in which the respective valves ( 6, 10) are arranged, the fluid flows according to the valve states, characterized in that at least two valves (6) designed as switching valves each in egg ner primary line (3) and at least one control valve (10) in at least one secondary supply line (7) and in each case at least one valve (6) designed as a switching valve in each of a secondary line (8) branching off from the secondary supply line (7) and wherein in the valves (6) arranged in the primary lines (3) are controlled in each case in a process step, in which Meaning that these are opened or closed, and in a further process step at least one of the valves (6) arranged in a secondary line (8) is opened and in a further process step the control valve (10) for adjusting the flow through the secondary supply line (7) Volume flow of the fluid is controlled so that the volume flow of the fluid through the secondary supply line is added to the volume flow of the fluid through at least one primary line (3) for at least one control circuit (4).

Procedure according to Claim 10 , characterized in that the control loop (4) with the greatest deviation from the setpoint and actual value is determined in a process step and that in a subsequent process step only the at least one valve assigned to this control loop (4) and arranged in a secondary line (8) (6) is opened.

Method according to at least one of the Claims 10 and 11 , characterized in that the control of the valve states of the valves arranged in the primary lines takes place via a P control and that the control of the valve state of the at least one control valve (10) arranged in the secondary supply line (7) via a PI or PID control he follows.

Method according to at least one of the Claims 10 to 12th , characterized in that the control loops are temperature controlled.

Method according to at least one of the Claims 10 to 13th , characterized in that a device according to one of Claims 1 to 9 is used.

Heating press for vulcanizing tires, characterized in that a device for valve control (1) according to one of the Claims 1 to 9 is used to control the heating of at least two assemblies of the heating press.