DE102020210777A1

DE102020210777A1 - Durchflussregler, Ventilanordnung und Verfahren

Info

Publication number: DE102020210777A1
Application number: DE102020210777.7A
Authority: DE
Inventors: Valentin Falkenhahn; Gerhard Gommel; Daniel Klassen
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN114110247B; US11561560B2; CN114110247A; US20220066480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Durchflussregler (1), umfassend eine Ventileinheit (3) zur Beeinflussung des Durchflusses eines Fluids durch einen Fluidkanal (2), einen Durchflusssensor (5) zur Erfassung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal (2), eine Drucksensoranordnung (6) zur Erfassung eines Fluiddrucks des Fluids und eine Steuereinheit (12), die ausgebildet ist, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in einem Messbereich (25) des Durchflusssensors (5) liegt, einen ersten Betriebsmodus einzunehmen und im ersten Betriebsmodus eine erste Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses durchzuführen, und in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs (25) des Durchflusssensors (5) liegt, einen zweiten Betriebsmodus einzunehmen und im zweiten Betriebsmodus eine Durchfluss-Steuerung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen und/oder eine zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflussregler, umfassend eine Ventileinheit zur Beeinflussung des Durchflusses eines Fluids durch einen Fluidkanal, einen Durchflusssensor zur Erfassung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal, eine Drucksensoranordnung zur Erfassung eines Fluiddrucks des Fluids und eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in einem Messbereich des Durchflusssensors liegt, einen ersten Betriebsmodus einzunehmen und im ersten Betriebsmodus eine Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor erfassten Durchflusses durchzuführen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen flexibel einsetzbaren Durchflussregler bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Durchflussregler gemäß Anspruch 1. Die Steuereinheit des Durchflussreglers ist ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs des Durchflusssensors liegt, einen zweiten Betriebsmodus einzunehmen und im zweiten Betriebsmodus eine Durchfluss-Steuerung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen und/oder eine zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen.
Durch die Bereitstellung des zweiten Betriebsmodus kann der Durchflussregler einen Durchfluss des Fluids bereitstellen, insbesondere steuern und/oder regeln, der außerhalb des Messbereichs liegt. Dadurch kann der Durchflussregler flexibel eingesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ventilanordnung, umfassend einen Durchflussregler nach einem der voranstehenden Ansprüche, einen Trägerabschnitt und eine Mehrzahl von an dem Trägerabschnitt angeordneten Ventilmodulen, wobei eines der Ventilmodule die Ventileinheit umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben des Durchflussreglers oder der Ventilanordnung, umfassend die Schritte: in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in dem Messbereich des Durchflusssensors liegt, Einnehmen des ersten Betriebsmodus und Durchführen der ersten Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor erfassten Durchflusses im ersten Betriebsmodus, und in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs des Durchflusssensors liegt, Einnehmen des zweiten Betriebsmodus und Durchführen der Durchfluss-Steuerung und/oder der zweiten Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks im zweiten Betriebsmodus.
Weitere exemplarische Details sowie beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung eines Durchflussreglers,
2A eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung gemäß einer ersten Variante,
2B eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung gemäß einer zweiten Variante, und
3 ein Schaubild mit einem zeitlichen Verlauf eines erfassten Durchflusses und eines berechneten Durchflusses.

Die 1 zeigt einen Durchflussregler 1, der dazu dient, einen Durchfluss eines Fluids durch einen Fluidkanal 2 zu regeln. Der Durchflussregler 1 ist insbesondere für den Einsatz in der Industrieautomatisierung, beispielsweise für die Prozessautomatisierung und/oder Fabrikautomatisierung, ausgebildet. Der Durchflussregler 1 ist insbesondere ein industrieller Durchflussregler. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Druckfluid, insbesondere um Druckluft. Der Durchflussregler 1 ist insbesondere ein pneumatischer Durchflussregler.
Der Durchflussregler 1 umfasst eine Ventileinheit 3 zur Beeinflussung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal 2. Die Ventileinheit 3 ist beispielsweise ein Proportionalventil. Zweckmäßigerweise ist die Ventileinheit 3 mittels eines PWM-Signals ansteuerbar. PWM steht für Pulsweitenmodulation. Die Ventileinheit 3 umfasst ein Ventilglied 4, das den Durchfluss des Fluids durch den Fluidkanal beeinflusst. Die Ventileinheit 3 kann beispielsweise ein oder zwei Vorsteuerventile, insbesondere Piezo-Vorsteuerventile aufweisen, über die die Stellung des Ventilglieds 4 einstellbar ist.
Der Durchflussregler 1 umfasst ferner einen Durchflusssensor 5 zur Erfassung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal 2. Der von dem Durchflusssensor 5 erfasste Durchfluss kann auch als gemessener Durchfluss, Mess-Durchfluss oder Durchfluss-Messsignal 24 bezeichnet werden. Der Durchflusssensor 5 beruht insbesondere auf einem anderen Messprinzip und/oder physikalischen Prinzip als die nachstehend erläuterte Drucksensoranordnung 6 und/oder deren Drucksensoren. Insbesondere erfasst der Durchflusssensor 5 eine andere Messgröße, insbesondere eine Messgröße mit einer anderen physikalischen Einheit, als die Drucksensoranordnung 6 und/oder deren Drucksensoren. Der Durchflusssensor 5 umfasst vorzugsweise keinen Drucksensor. Der Durchflusssensor 5 ist beispielsweise als thermischer Durchflusssensor ausgeführt. Der Durchflusssensor kann beispielsweise ein Heizelement zum Erwärmen des Fluids und/oder einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Fluids umfassen. Der Durchflusssensor 5 stellt das Durchfluss-Messsignal 24 bereit, das den Durchfluss des Fluids durch den Fluidkanal 2 abbildet. Der Durchflusssensor 5 ist insbesondere ausgebildet, als den Durchfluss den Massenstrom und/oder Volumenstrom des Fluids durch den Fluidkanal 2 zu erfassen, insbesondere zu messen. Bei dem Durchfluss handelt es sich also insbesondere um einen Massenstrom und/oder Volumenstrom.
Der Durchflussregler 1 umfasst ferner eine Drucksensoranordnung 6 zur Erfassung eines Fluiddrucks des Fluids. Exemplarisch umfasst die Drucksensoranordnung 6 einen in Durchflussrichtung 7 vor der Ventileinheit 3 angeordneten ersten Drucksensor 8 zur Erfassung eines ersten Fluiddrucks. Die Drucksensoranordnung 6 umfasst exemplarisch einen in Durchflussrichtung 7 des Durchflusses hinter der Ventileinheit 3 angeordneten zweiten Drucksensor 9 zur Erfassung eines zweiten Fluiddrucks. Der Fluidkanal 2 wird durch die Ventileinheit 3 in zwei Kanalabschnitte 10, 11 unterteilt - einen ersten Kanalabschnitt 10 und einen zweiten Kanalabschnitt 11. Um von dem ersten Kanalabschnitt 10 zu dem zweiten Kanalabschnitt 11 zu gelangen, muss das Fluid durch die Ventileinheit 3 fließen. Der erste Kanalabschnitt 10 ist auf einer ersten Seite der Ventileinheit 3 angeordnet und der zweite Kanalabschnitt 11 ist auf einer von der ersten Seite verschiedenen zweiten Seite der Ventileinheit 3 angeordnet. Exemplarisch ist der erste Drucksensor 8 in oder an dem ersten Kanalabschnitt 10 angeordnet und/oder der zweite Drucksensor 9 ist in oder an dem zweiten Kanalabschnitt 11 angeordnet.
Der Durchflussregler 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 12, die insbesondere als Microcontroller ausgeführt ist. Die Steuereinheit 12 ist kommunikativ mit der Ventileinheit 3, dem Durchflusssensor 5 und/oder der Drucksensoranordnung 6 ausgebildet. Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, die Regelung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal 2 durchzuführen. Diese Regelung soll als Durchfluss-Regelung bezeichnet werden. Die Steuereinheit 12 verfügt insbesondere über eine Regelalgorithmus für die Durchführung dieser Regelung. Die Steuereinheit 12 ist vorzugsweise ausgebildet, einen Durchfluss-Sollwert bereitzustellen, beispielsweise zu berechnen, und/oder zu empfangen, beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung, insbesondere von einer speicherprogrammierbaren Steuerung, SPS. Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, einen Durchfluss-Istwert als eine Rückführungsgröße zu erfassen. Der Durchfluss-Istwert ist insbesondere der von dem Durchflusssensor 5 erfasste Durchfluss. Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet den Durchfluss-Istwert mit dem Durchfluss-Sollwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Ventileinheit 3 bereitzustellen, um insbesondere die Stellung des Ventilglieds 4 einzustellen. Die Steuereinheit 12 stellt das Ansteuersignal so bereit, dass durch die damit bewirkte Stellung des Ventilglieds 4 der Durchfluss, insbesondere der Durchfluss-Istwert, hin zu dem Durchfluss-Sollwert verändert wird.
Der Durchflussregler 1 kann beispielsweise als Ventilvorrichtung, insbesondere als Einzelventil ausgeführt sein. Der Durchflussregler 1 kann insbesondere ein Außengehäuse 14 aufweisen, in dem vorzugsweise die Ventileinheit 3 und die Steuereinheit 12 angeordnet sind. Optional kann ferner die Drucksensoranordnung 6, beispielsweise der erste Drucksensor 8 und/oder der zweite Drucksensor 9, in dem Außengehäuse 14 angeordnet sein. Alternativ kann die Drucksensoranordnung 6, beispielsweise der erste Drucksensor 8 und/oder der zweite Drucksensor 9, außerhalb des Außengehäuses 14 angeordnet sein. Optional kann ferner der Durchflusssensor 5 in dem Außengehäuse 14 angeordnet sein. Alternativ kann der Durchflusssensor 5 außerhalb des Außengehäuses 14 angeordnet sein.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung wird ein System aus dem Durchflussregler 1 und einem fluidischen Aktor, beispielsweise einem Antriebszylinder, bereitgestellt, wobei der fluidische Aktor an dem zweiten Kanalabschnitt 11 angeschlossen ist und die Steuereinheit 12 ausgebildet ist, den Durchfluss des Fluids durch den Fluidkanal 2 zu und/oder von dem fluidischen Aktor zu regeln.
Die 2A zeigt eine Ventilanordnung 15 gemäß einer ersten Variante, die auch als erste Ventilanordnung 15A bezeichnet werden kann. Die Ventilanordnung 15 umfasst den Durchflussregler 1. Die Ventilanordnung 15 ist insbesondere als Ventilinsel ausgeführt. Die Ventilanordnung 15 umfasst einen Trägerabschnitt 16, der beispielsweise als Trägerplatte oder als Trägergehäuse ausgeführt ist. Der Trägerabschnitt 16 umfasst exemplarisch eine Bestückungsseite zur Bestückung von Ventilmodulen 17. Die Bestückungsseite ist vorzugsweise die Oberseite des Trägerabschnitts 16. Der Trägerabschnitt 16 umfasst ferner eine Mehrzahl von fluidischen Anschlüssen 18, die insbesondere als Schlauchanschlüsse ausgeführt sind. Die fluidische Anschlüsse 18 sind zweckmäßigerweise an einer Anschlussseite des Trägerabschnitts angeordnet, die vorzugsweise senkrecht zur Bestückungsseite ausgerichtet ist und beispielsweise die Vorderseite des Trägerabschnitts 16 darstellt.
Die fluidischen Anschlüsse 18 dienen beispielsweise zum Anschluss eines fluidischen Aktors, beispielsweise eines Antriebszylinders. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung wird ein System aus der Ventilanordnung 15 und einem fluidischen Aktor, beispielsweise einem Antriebszylinder, bereitgestellt, wobei der fluidische Aktor an wenigstens einem fluidischen Anschluss 18 angeschlossen ist und die Steuereinheit 12 ausgebildet ist, den Durchfluss des Fluids durch den fluidischen Anschluss 18 zu und/oder von dem fluidischen Aktor zu regeln.
Der Fluidkanal 2 umfasst einen im Trägerabschnitt 16 angeordneten Kanalabschnitt 20, über den das Fluid von und/oder zu den Ventilmodulen 17 fließt. Exemplarisch umfasst der Kanalabschnitt 20 den ersten Kanalabschnitt 10. Der erste Kanalabschnitt 10 ist beispielsweise ein durch den Trägerabschnitt 16 verlaufender Versorgungskanal, der eine, mehrere, oder sämtliche Ventileinheiten 3 fluidisch mit einer Fluidquelle verbindet. Der Trägerabschnitt 16 umfasst ferner eine Mehrzahl von zweiten Kanalabschnitten 11, die jeweils eine jeweilige Ventileinheit 3 fluidisch mit einem jeweiligen fluidischen Anschluss 18 verbinden. Der Trägerabschnitt 16, insbesondere der Kanalabschnitt 20, umfasst exemplarisch ferner einen dritten Kanalabschnitt 19, der eine, mehrere oder sämtliche Ventileinheiten 3 fluidisch mit einer Fluidsenke, insbesondere der Umgebung der Ventilanordnung 15, verbindet.
Die Ventilanordnung 15 umfasst ferner eine Mehrzahl von an dem Trägerabschnitt 16 angeordneten Ventilmodulen 17. Die Ventilmodule 17 sind exemplarisch auf der Bestückungsseite des Trägerabschnitts 16 angeordnet. Die Ventilmodule 17 sind insbesondere nebeneinander angeordnet und zwar vorzugsweise in einer Aufreihungsrichtung, die exemplarisch der Längsrichtung des Trägerabschnitts entspricht. Die Ventilmodule sind vorzugsweise plattenförmig und/oder quaderförmig ausgeführt. Die Ventilmodule 17 bilden zusammen einen quaderförmigen Ventilmodulblock.
Vorzugsweise umfasst eines der Ventilmodule 17 die Ventileinheit 3, die insbesondere wie vorstehend erläutert ausgeführt ist. Insbesondere umfassen mehrere oder sämtliche Ventilmodule 17 eine jeweilige Ventileinheit 3. Die auf eine Ventileinheit 3 bezogenen Erläuterungen gelten vorzugsweise für mehrere oder für sämtliche Ventileinheiten 3. Die Ventileinheit 3 kann insbesondere vier zu einer Vollbrücke verschaltete Ventile umfassen, die beispielsweise jeweils durch zwei jeweilige Piezo-Vorsteuerventile betätigbar sind. Die Ventileinheit 3 ist vorzugsweise ausgebildet, einen jeweiligen zweiten Kanalabschnitt 11 wahlweise mit dem ersten Kanalabschnitt 10 oder dem dritten Kanalabschnitt 19 zu verbinden oder zu sperren. Die Ventileinheit 3 ist ausgebildet, den Durchfluss des Fluids von dem ersten Kanalabschnitt 10 zu dem jeweiligen zweiten Kanalabschnitt 11 zu beeinflussen und/oder den Durchfluss des Fluids von dem jeweiligen zweiten Kanalabschnitt 11 zu dem dritten Kanalabschnitt 19 zu beeinflussen.
Die Ventilanordnung 15 umfasst die Drucksensoranordnung 6, insbesondere den ersten Drucksensor 8 und/oder den zweiten Drucksensor 9. Der erste Drucksensor 8 der Drucksensoranordnung 6 ist exemplarisch in dem Trägerabschnitt 16 angeordnet. Alternativ kann ein, mehrere oder sämtliche Ventilmodule 17 einen jeweiligen ersten Drucksensor 8 umfassen. Vorzugsweise umfasst ein, mehrere oder sämtliche Ventilmodule 17 einen jeweiligen zweiten Drucksensor 9 der Drucksensoranordnung 6. Alternativ kann der Trägerabschnitt 16 den zweiten Drucksensor 9 (oder eine Mehrzahl von zweiten Drucksensoren 9) umfassen. Exemplarisch umfasst die Drucksensoranordnung 6 einen dritten Drucksensor 21, der vorzugsweise im Trägerabschnitt 16 angeordnet ist und insbesondere dazu dient, den Fluiddruck im dritten Kanalabschnitt 19 zu erfassen. Die Drucksensoren 8, 21 des Trägerabschnitts 16 können jeweils auch als Trägerabschnitt-Drucksensor 22 bezeichnet werden. Die Steuereinheit 12 erfasst den Fluiddruck mit dem Trägerabschnitt-Drucksensor 22.
Die Ventilanordnung 15 umfasst ferner den Durchflusssensor 5. Exemplarisch umfasst die Ventilanordnung 15 eine Mehrzahl von Durchflusssensoren 5, wobei jeder Durchflusssensor einer jeweiligen Ventileinheit 3 zugeordnet ist und dazu dient den durch die jeweilige Ventileinheit 3 erfolgenden Durchfluss des Fluids zu erfassen, insbesondere zu messen. Exemplarisch ist einer, mehrere oder sämtliche Durchflusssensoren 5 in dem Trägerabschnitt 16 angeordnet. Alternativ kann einer, mehrere oder sämtliche Durchflusssensoren an einem anderen Ort angeordnet sein, beispielsweise in einem Ventilmodul 17, außerhalb des Trägerabschnitts 16, an dem fluidischen Anschluss 18 und/oder an einer an dem fluidischen Anschluss 18 angeschlossenen externen Fluidleitung.
Exemplarisch umfasst die Ventilanordnung 15 ein Steuermodul 34, das zweckmäßigerweise auf dem Trägerabschnitt 16 angeordnet ist, insbesondere neben den Ventilmodulen 17. Das Steuermodul 34 umfasst die Steuereinheit 12.
Zweckmäßigerweise bilden die Ventileinheit 3, die Steuereinheit 12, der Durchflusssensor 5 und die Drucksensoranordnung 6 zusammen den Durchflussregler 1 der Ventilanordnung 15.
Die 2B zeigt eine Ventilanordnung 15 gemäß einer zweiten Variante, die auch als zweite Ventilanordnung 15B bezeichnet werden kann. Die auf die Ventilanordnung 15, insbesondere die erste Ventilanordnung 15A, bezogenen Erläuterungen gelten zweckmäßigerweise auch für die zweite Ventilanordnung 15B.
Bevorzugt sind bei der zweiten Ventilanordnung 15B die Durchflusssensoren 5 außerhalb des Trägerabschnitts 16 angeordnet. Exemplarisch ist jeder Durchflusssensor 5 über eine jeweilige externe Fluidleitung 33 an einem jeweiligen fluidischen Anschluss 18 angeschlossen. Alternativ kann jeder Durchflusssensor 5 an einem jeweiligen fluidischen Anschluss 18 angeschlossen sein, insbesondere direkt. Die Durchflusssensoren 5 sind insbesondere als externe Durchflusssensoren ausgeführt. Beispielsweise sind die Durchflusssensoren 5 als Durchflusssensor-Module ausgeführt. Jeder Durchflusssensor 5 ist zweckmäßigerweise fluidisch zwischen einen jeweiligen fluidischen Anschluss 18 und einen über diesen Anschluss 18 mit Druckfluid zu beaufschlagenden fluidischen Aktor geschaltet.
Die Ventilanordnung 15 umfasst zweckmäßigerweise ferner ein Eingabemodul 35, an dem jeder Durchflusssensor 5 angeschlossen ist, exemplarisch über eine Kommunikationsleitung 36, die insbesondere außerhalb des Trägerabschnitts 16 verläuft. Das Eingabemodul 35 ist zweckmäßigerweise auf dem Trägerabschnitt 16 angeordnet, insbesondere neben dem Steuermodul 34. Alternativ können die Durchflusssensoren 5 direkt an dem Steuermodul 34 angeschlossen sein.
Die 3 zeigt ein Schaubild mit einem Durchfluss-Berechnungssignal 23 (dargestellt als gestrichelte Linie) und einem Durchfluss-Messsignal 24 (dargestellt als durchgezogene Linie). Auf der horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen und auf der vertikalen Achse ist der Durchfluss aufgetragen, beispielsweise als Massenstrom oder Volumenstrom.
Die 3 zeigt ferner einen Messbereich 25 des Durchflusssensors 5 und einen Berechnungsbereich 26, der außerhalb des Messbereichs 25 liegt. Exemplarisch liegt der Messbereich 25 zwischen einem unteren Grenzwert 27 und einen oberen Grenzwert 28. Unterhalb des Messbereichs 25, insbesondere des unteren Grenzwerts 27 liegt der Berechnungsbereich 26, insbesondere ein erster Berechnungsbereich 29. Oberhalb des Messbereichs 25, insbesondere des oberen Grenzwerts 28 liegt der Berechnungsbereich 26, insbesondere ein zweiter Berechnungsbereich 30.
Das Durchfluss-Messsignal 24 ist der zeitliche Verlauf des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses. Die Messung des Durchflusses mit dem Durchflusssensor ist nur innerhalb des Messbereichs 25 möglich und/oder zuverlässig. Beispielsweise geht der Durchflusssensor 5 außerhalb des Messbereichs 25 - also oberhalb des oberen Grenzwerts 28 und/oder unterhalb des unteren Grenzwerts 27 - in Sättigung.
Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in dem Messbereich 25 des Durchflusssensors 5 liegt, einen ersten Betriebsmodus einzunehmen. Im ersten Betriebsmodus führt die Steuereinheit 12 eine erste Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses durch. Die erste Durchfluss-Regelung entspricht der vorstehend erläuterten Durchfluss-Regelung, wobei die Steuereinheit 12 als Durchfluss-Istwert den von dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchfluss - also insbesondere das Durchfluss-Messsignal 24 - verwendet. Die Steuereinheit 12 ist also ausgebildet, im ersten Betriebsmodus den mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Messsignal 24, mit dem Durchfluss-Sollwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Ventileinheit 3 bereitzustellen, um insbesondere die Stellung des Ventilglieds 4 einzustellen. Die Steuereinheit 12 stellt das Ansteuersignal so bereit, dass durch die damit bewirkte Stellung des Ventilglieds 4 der erfasste Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Messsignal 24, hin zu dem Durchfluss-Sollwert verändert wird.
Die Steuereinheit 12 ist ferner ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 des Durchflusssensors 5 liegt, einen zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Im zweiten Betriebsmodus führt die Steuereinheit 12 eine Durchfluss-Steuerung auf Basis des mit der Drucksensoranordnung 6 erfassten Fluiddrucks durch und/oder führt eine Durchfluss-Regelung auf Basis des mit der Drucksensoranordnung 6 erfassten Fluiddrucks durch.
Die Steuereinheit 12 ist insbesondere ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung auf Basis des ersten Fluiddrucks und des zweiten Fluiddrucks durchzuführen oder die Durchfluss-Regelung auf Basis des ersten Fluiddrucks und des zweiten Fluiddrucks durchzuführen.
Bevorzugt führt die Steuereinheit 12 im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung und/oder die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis von zwei mit der Drucksensoranordnung 6 erfassten Fluiddrücken und eines Leitwerts der Ventileinheit 3, der insbesondere von dem Öffnungsgrad des Ventilglieds 4 abhängt. Insbesondere berechnet die Steuereinheit 12 auf Basis von zwei mit der Drucksensoranordnung 6 erfassten Fluiddrücken und des Leitwerts einen Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, beispielsweise einen Massenstrom, und führt die Durchfluss-Steuerung und/oder die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des berechneten Durchflusses durch.
Die Steuereinheit 12 berechnet das Durchfluss-Berechnungssignal 23 insbesondere als p1 * D * L * DF, also als Produkt von p1, D, L und DF, wobei p1 ein absoluter Primärdruck vor einem Druckabfall, D die Dichte des Fluids, L der Leitwert und DF eine dimensionslose Durchflussfunktion ist, die von dem Druckverhältnis eines Sekundärdrucks nach dem Druckabfall zu dem Primärdruck vor dem Druckabfall abhängt. Der Primärdruck und der Sekundärdruck werden mit der Drucksensoranordnung 6 erfasst. Beispielsweise ist der Primärdruck p1 der mit dem ersten Drucksensor 8 erfasste erste Fluiddruck und der Sekundärdruck ist der mit dem zweiten Drucksensor 9 erfasste zweite Fluiddruck, insbesondere in dem Fall, in dem das Fluid von dem ersten Kanalabschnitt 10 zu dem zweiten Kanalabschnitt 11 fließt. Ferner kann der Primärdruck p1 der mit dem zweiten Drucksensor 9 erfasste zweite Fluiddruck und der Sekundärdruck der mit dem dritten Drucksensor 21 erfasste dritte Fluiddruck sein, insbesondere in dem Fall, in dem das Fluid von dem zweiten Kanalabschnitt 11 zu dem dritten Kanalabschnitt 19 fließt.
Ferner kann der erfasste Fluiddruck ein Differenzdruck sein, der insbesondere mit dem ersten Drucksensor 8 und dem zweiten Drucksensor 9 gemessen wird, beispielsweise dann, wenn das Fluid von dem ersten Kanalabschnitt 10 in den zweiten Kanalabschnitt 11 fließt. Ferner kann der erfasste Fluiddruck ein Differenzdruck sein, der mit dem zweiten Drucksensor 9 und dem dritten Drucksensor 21 gemessen wird, beispielsweise dann, in das Fluid von dem zweiten Kanalabschnitt 11 in den dritten Kanalabschnitt 19 fließt.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus auf Basis des erfassten Fluiddrucks den Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, zu berechnen und auf Basis des berechneten Durchflusses, insbesondere des Durchfluss-Berechnungssignals 23, die zweite Durchfluss-Regelung oder die Durchfluss Steuerung durchzuführen. Beispielsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung unter Berücksichtigung einer Durchflusscharakteristik der Ventileinheit 3 durchzuführen oder die zweite Durchfluss-Regelung unter Berücksichtigung der Durchflusscharakteristik der Ventileinheit 3 durchzuführen. Die Durchflusscharakteristik ist beispielsweise eine Gehäusecharakteristik. Vorzugsweise ist die Durchflusscharakteristik ein Leitwert, insbesondere der Ventileinheit 3 und/oder des Fluidkanals 2. Die Steuereinheit 12 ist beispielsweise ausgebildet, einen Öffnungsgrad des Ventilglieds 4 zu erfassen und die Durchflusscharakteristik, insbesondere den Leitwert, auf Basis des Öffnungsgrads zu ermitteln. Zweckmäßigerweise umfasst die Ventileinheit 3 einen Stellungssensor zur Erfassung des Öffnungsgrads des Ventilglieds 4.
Die Steuereinheit 12 ist insbesondere ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus den Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23 auf Basis des Fluiddrucks und der Durchflusscharakteristik, insbesondere des Leitwerts, zu berechnen. Beispielsweise berechnet die Steuereinheit 12 im zweiten Betriebsmodus das Durchfluss-Berechnungssignal 23 auf Basis zweier Fluiddrücke und der Durchflusscharakteristik, wobei die zwei Fluiddrücke einen ersten Fluiddruck (vor der Ventileinheit 3) und einen zweiten Fluiddruck (hinter der Ventileinheit 3) umfassen. Beispielsweise bildet die Steuereinheit das Verhältnis aus den beiden Fluiddrücken und berechnet daraus das Durchfluss-Berechnungssignal 23.
Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des berechneten Durchflusses, insbesondere des Durchfluss-Berechnungssignals 23, durchzuführen. Die zweite Durchfluss-Regelung entspricht der vorstehend erläuterten Durchfluss-Regelung, wobei die Steuereinheit 12 als Durchfluss-Istwert den auf Basis des Fluiddrucks berechneten Durchfluss - also insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23 - verwendet. Die Steuereinheit 12 ist also ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus den auf Basis des Fluiddrucks berechneten Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, mit dem Durchfluss-Sollwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs ein Ansteuersignal zur Ansteuerung der Ventileinheit 3 bereitzustellen, um insbesondere die Stellung des Ventilglieds 4 einzustellen. Die Steuereinheit 12 stellt das Ansteuersignal so bereit, dass durch die damit bewirkte Stellung des Ventilglieds 4 der berechnete Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, hin zu dem Durchfluss-Sollwert verändert wird.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung nicht auf Basis des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses, insbesondere nicht auf Basis des Durchfluss-Messsignals 24, durchzuführen und/oder die zweite Durchfluss-Regelung nicht auf Basis des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses, insbesondere nicht auf Basis des Durchfluss-Messsignals durchzuführen. Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinheit 12 das Durchfluss-Messsignal 24 bei der zweiten Durchfluss-Regelung nicht. Insbesondere ist bei der zweiten Durchfluss-Regelung der Durchfluss-Istwert nicht das Durchfluss-Messsignal 24 und/oder basiert nicht auf dem Durchfluss-Messsignal 24. Optional kann die Steuereinheit 12 ausgebildet sein, im zweiten Betriebsmodus keinen Durchfluss mit dem Durchflusssensor 5 zu erfassen.
Die zweite Durchfluss-Regelung kann als Durchfluss-Grobregelung bezeichnet werden und/oder die erste Durchfluss-Regelung kann als Durchfluss-Feinregelung bezeichnet werden. Bei der ersten Durchfluss-Regelung ist vorzugsweise der Fehler - also insbesondere die Differenz zwischen dem Durchfluss-Sollwert und dem tatsächlichen Durchfluss - kleiner als bei der zweiten Durchfluss-Regelung.
Die Steuereinheit 12 ist insbesondere ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 liegt - beispielsweise dann, wenn der Durchfluss den oberen Grenzwert 28 oder den unteren Grenzwert 27 erreicht und/oder überschreitet - von dem ersten Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus umzuschalten. Die Steuereinheit 12 ist ferner ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss innerhalb des Messbereichs 25 liegt, von dem zweiten Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus umzuschalten.
Der Messbereich 25 ist zweckmäßigerweise in der Steuereinheit 12 gespeichert. Insbesondere ist der obere Grenzwert 28 und/oder der untere Grenzwert 27 in der Steuereinheit 12 gespeichert. Die Steuereinheit 12 ist vorzugsweise ausgebildet, den mittels des Durchflusssensors 5 erfassten Durchfluss, also insbesondere das Durchfluss-Messsignal 24 - mit dem Messbereich 25, insbesondere dem oberen Grenzwert 28 und/oder dem unteren Grenzwert 27, zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs wahlweise den ersten Betriebsmodus oder den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuereinheit 12 ausgebildet sein, auf Basis einer Signalcharakteristik des Durchfluss-Messsignals 24, insbesondere einer Sättigungs-Signalcharakteristik, den zweiten Betriebsmodus einzunehmen.
Bevorzugt ist der untere Grenzwert 27 und/oder der obere Grenzwert 28 in der Steuereinheit 12 einstellbar, insbesondere parametrierbar. Insbesondere dann, wenn der Durchflusssensor 5 ein externer Durchflusssensor ist, und es beispielsweise (anwendungsspezifisch) unterschiedliche Typen von einsatzbaren Durchflusssensoren gibt, kann der Messbereich 25 durch parametrierbare Grenzen 27, 28 eingestellt werden.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, einen stetigen Übergang zwischen der ersten Durchfluss-Regelung im ersten Betriebsmodus und der zweiten Durchfluss-Regelung und/oder Durchfluss-Steuerung im zweiten Betriebsmodus bereitzustellen. Ein stetiger Übergang bedeutet insbesondere, dass es keinen Sprung in dem tatsächlichen Durchfluss des Fluids gibt. Beispielsweise erzielt die Steuereinheit 12 den stetigen Übergang dadurch, dass die Steuereinheit 12 bei dem Übergang das Ansteuersignal nur stetig und/oder nur in vorbestimmten Grenzen ändert. Beispielsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, bei dem Umschalten zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus die maximale Änderung des Ansteuersignals zu begrenzen.
Die Steuereinheit 12 kann ausgebildet sein, den stetigen Übergang zwischen der ersten Durchfluss-Regelung und der zweiten Durchfluss-Regelung bereitzustellen, indem die Steuereinheit 12 einen stetigen Übergang zwischen dem erfassten Durchfluss, insbesondere dem Durchfluss-Messsignal 24 und dem berechneten Durchfluss, insbesondere dem Durchfluss-Berechnungssignal 23, bereitstellt. Insbesondere ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, bei dem Übergang von dem ersten Betriebsmodus zu dem zweiten Betriebsmodus den berechneten Durchfluss unter Berücksichtigung von dem erfassten Durchfluss zu berechnen, so dass der Übergang von dem erfassten Durchfluss und dem berechneten Durchfluss stetig ist.
Beispielsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im Übergangsbereich von dem Messbereich 25 zu dem Berechnungsbereich 26 mittels eines Übergang-Algorithmus eine Übergangscharakteristik bereitzustellen, bei der der Fehler, zweckmäßigerweise der Fehler des berechneten Durchflusses, insbesondere des Durchfluss-Berechnungssignals 23 monoton steigt und vorzugsweise beim Wiedereintritt in den Messbereich 25 einer Genauigkeitsvorgabe für den Messbereich 25 entspricht. Insbesondere erfolgt keine sprungförmige Änderung des Durchflusses beim Verlassen des Messbereichs 25. Während der ersten Durchfluss-Regelung im Messbereich 25 identifiziert die Steuereinheit 12 zweckmäßigerweise Ungenauigkeiten in der Durchflusscharakteristik (z.B. Booster-Seat-Sealing Offset) und nutzt diese beim Verlassen des Messbereichs 25 - also vom Wechsel von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus, für eine Kompensation insbesondere eines Fehlers des berechneten Durchflusses.
Beispielsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im ersten Betriebsmodus auf Basis des erfassten Fluiddrucks den Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, zu berechnen und auf Basis des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses, insbesondere des Durchfluss-Messsignals 24, einen Fehler 31 des berechneten Durchflusses, insbesondere des Durchfluss-Berechnungssignals 23 zu ermitteln. Der Fehler 31 ist exemplarisch die Differenz zwischen dem Durchfluss-Berechnungssignal 23 und dem Durchfluss-Messsignal 24, insbesondere im ersten Betriebsmodus. Der Fehler 31 kann sich insbesondere auf die Durchflusscharakteristik, insbesondere den Leitwert, beziehen. Der Fehler 31 ist beispielsweise ein Booster-Seat-Sealing-Offset. Die Steuereinheit 12 ist vorzugsweise ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus den ermittelten Fehler 31 zu berücksichtigen. Insbesondere ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, im zweiten Betriebsmodus den berechneten Durchfluss, insbesondere das Durchfluss-Berechnungssignal 23, unter Berücksichtigung des ermittelten Fehlers 31 zu berechnen, insbesondere derart, dass der ermittelte Fehler 31 kompensiert, insbesondere reduziert oder eliminiert, wird.
Exemplarisch ist der Durchflusssensor 5 unidirektional, so dass der Messbereich 25 nur eine erste Durchflussrichtung 7 des Fluids umfasst. Die Steuereinheit 12 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass das Fluid in eine der ersten Durchflussrichtung 7 entgegengesetzten zweiten Durchflussrichtung fließt, den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Exemplarisch ist der Messbereich 25 auf die erste Durchflussrichtung 7, z.B. eine positive Durchflussrichtung, beschränkt und der erste Berechnungsbereich 29 umfasst die zweite Durchflussrichtung, insbesondere eine negative Durchflussrichtung. Die Steuereinheit 12 ausgebildet, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss von dem Messbereich 25 in den ersten Berechnungsbereich 29 übergeht, von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln.
Beispielsweise ist der Durchflusssensor 5 unidirektional und umfasst einen Messbereich 25 von dem ersten Grenzwert 27, beispielsweise 0 L/min, bis zu dem zweiten Grenzwert 28, beispielsweise 200 L/min. Die Ventileinheit 3 ist beispielsweise in der Lage, einen Durchfluss in die erste Durchflussrichtung 7 bis zu einem Durchfluss-Grenzwert 32, beispielsweise 800 L/min, bereitzustellen. Der zweite Berechnungsbereich 30 erstreckt sich von dem zweiten Grenzwert 28 bis zu dem Durchfluss-Grenzwert 32. Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, im Messbereich 25 den ersten Betriebsmodus einzunehmen und im zweiten Berechnungsbereich 30 den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 12 ferner ausgebildet, im ersten Berechnungsbereich 29 den zweiten Betriebsmodus einzunehmen.
Gemäß einem weiteren Beispiel ist der Durchflusssensor 5 bidirektional und umfasst einen Messbereich 25 von dem ersten Grenzwert 27, beispielsweise -200 L/min, bis zu dem zweiten Grenzwert 28, beispielsweise 200 L/min, wobei der erste Grenzwert 27 eine andere Durchflussrichtung betrifft als der zweite Grenzwert 28. Die Steuereinheit 12 ist ausgebildet, im Messbereich 25 den ersten Betriebsmodus einzunehmen und im zweiten Berechnungsbereich 30 den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 12 ferner ausgebildet, im ersten Berechnungsbereich 29 den zweiten Betriebsmodus einzunehmen.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, dann, wenn kein Durchflusssensor 5 vorhanden ist, stets den zweiten Betriebsmodus einzunehmen. Beispielsweise ist die Steuereinheit 12 ausgebildet, zu erkennen, ob ein Durchflusssensor 5 vorhanden ist, beispielsweise, ob ein Durchflusssensor 5 an dem Eingabemodul 5 und/oder der Steuereinheit 12 angeschlossen ist. In Ansprechen darauf, dass die Steuereinheit 12 erkennt, dass kein Durchflusssensor 5 vorhanden ist, nimmt die Steuereinheit 12 stets den zweiten Betriebsmodus ein. In Ansprechen darauf, dass die Steuereinheit 12 erkennt, dass ein Durchflusssensor 5 vorhanden ist, nimmt die Steuereinheit 12 den ersten Betriebsmodus ein, wenn der Durchfluss im Messbereich 25 liegt und den zweiten Betriebsmodus, wenn der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 liegt.
Der Durchflussregler 1 und/oder die Ventilanordnung 15 können gemäß einem Verfahren mit den folgenden Schritten betrieben werden:

Bei einem ersten Schritt nimmt die Steuereinheit 12 in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in dem Messbereich 25 des Durchflusssensors 5 liegt, den ersten Betriebsmodus ein und führt im ersten Betriebsmodus die erste Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor 5 erfassten Durchflusses durch. Die Steuereinheit 12 führt im ersten Betriebsmodus nicht die zweite Durchfluss-Regelung und/oder die Durchfluss-Steuerung durch.

Bei einem zweiten Schritt nimmt die Steuereinheit 12 in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 des Durchflusssensors 5 liegt, den zweiten Betriebsmodus ein und führt im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung und/oder die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durch. Die Steuereinheit 12 führt im zweiten Betriebsmodus nicht die erste Durchfluss-Regelung durch.
Beim Betrieb der Ventilanordnung 15 erfolgt beispielsweise zunächst ein Durchfluss des Fluids, insbesondere Druckluft, von dem ersten Kanalabschnitt 10 über die Ventileinheit 3 zu dem zweiten Kanalabschnitt 11, insbesondere zu dem fluidischen Anschluss 18. Beispielsweise wird der fluidische Anschluss 18 belüftet. Der Durchfluss befindet sich in dem Messbereich 25, so dass die Steuereinheit 12 den ersten Betriebsmodus einnimmt und die erste Durchfluss-Regelung durchführt.
Optional wird der Durchfluss erhöht, so dass der Durchfluss den Messbereich 25 verlässt. Die Steuereinheit 12 detektiert, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 ist, beispielsweise mittels des Durchflusssensors 5, wechselt in den zweiten Betriebsmodus und führt die zweite Durchfluss-Regelung durch, insbesondere auf Basis der von dem ersten Drucksensor 8 und dem zweiten Drucksensor 9 erfassten Fluiddrücke und vorzugsweise des Öffnungsgrads des Ventilglieds 4.
Optional erfolgt eine Richtungsänderung des Durchflusses, so dass der Durchfluss den Messbereich 25 verlässt, beispielsweise dadurch, dass der fluidische Anschluss 18 entlüftet wird. Das Fluid fließt zweckmäßigerweise von dem zweiten Kanalabschnitt 11 über die Ventileinheit 3 zu dem dritten Kanalabschnitt 19. Insbesondere fließt das Fluid von dem fluidischen Anschluss 18 über die Ventileinheit 3 zu dem dritten Kanalabschnitt 19. Die Steuereinheit 12 detektiert, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs 25 ist, beispielsweise mittels des Durchflusssensors 5, wechselt in den zweiten Betriebsmodus und führt die zweite Durchfluss-Regelung durch, insbesondere auf Basis der von dem zweiten Drucksensor 9 und dem dritten Drucksensor 21 erfassten Fluiddrücke und vorzugsweise des Öffnungsgrads des Ventilglieds 4.

Claims

Durchflussregler (1), umfassend eine Ventileinheit (3) zur Beeinflussung des Durchflusses eines Fluids durch einen Fluidkanal (2), einen Durchflusssensor (5) zur Erfassung des Durchflusses des Fluids durch den Fluidkanal (2), eine Drucksensoranordnung (6) zur Erfassung eines Fluiddrucks des Fluids und eine Steuereinheit (12), die ausgebildet ist, in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in einem Messbereich (25) des Durchflusssensors (5) liegt, einen ersten Betriebsmodus einzunehmen und im ersten Betriebsmodus eine erste Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses durchzuführen, und in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs (25) des Durchflusssensors (5) liegt, einen zweiten Betriebsmodus einzunehmen und im zweiten Betriebsmodus eine Durchfluss-Steuerung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen und/oder eine zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks durchzuführen.
Durchflussregler (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus auf Basis des erfassten Fluiddrucks den Durchfluss des Fluids zu berechnen und auf Basis des berechneten Durchflusses die zweite Durchfluss-Regelung und/oder die Durchfluss Steuerung durchzuführen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung nicht auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses durchzuführen und/oder die zweite Durchfluss-Regelung nicht auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses durchzuführen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Drucksensoranordnung (6) einen in Durchflussrichtung (7) vor der Ventileinheit (3) angeordneten ersten Drucksensor (8) zur Erfassung eines ersten Fluiddrucks und einen in Durchflussrichtung (7) hinter der Ventileinheit (3) angeordneten zweiten Drucksensor (9) zur Erfassung eines zweiten Fluiddrucks umfasst und die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung auf Basis des ersten Fluiddrucks und des zweiten Fluiddrucks durchzuführen, oder die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis des ersten Fluiddrucks und des zweiten Fluiddrucks durchzuführen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung unter Berücksichtigung einer Durchflusscharakteristik der Ventileinheit (3) durchzuführen, oder die zweite Durchfluss-Regelung unter Berücksichtigung der Durchflusscharakteristik der Ventileinheit durchzuführen.
Durchflussregler (1) nach Anspruch 5, wobei die Ventileinheit (3) ein Ventilglied (4) zur Beeinflussung des Durchflusses des Fluids umfasst und die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, einen Öffnungsgrad des Ventilglieds (4) zu erfassen und die Durchflusscharakteristik auf Basis des Öffnungsgrads zu ermitteln.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, einen stetigen Übergang zwischen der ersten Durchfluss-Regelung im ersten Betriebsmodus und der zweiten Durchfluss-Regelung im zweiten Betriebsmodus und/oder Durchfluss-Steuerung im zweiten Betriebsmodus bereitzustellen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im ersten Betriebsmodus auf Basis des erfassten Fluiddrucks den Durchfluss zu berechnen und auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses einen Fehler (31) des berechneten Durchflusses zu ermitteln.
Durchflussregler (1) nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus den ermittelten Fehler zu berücksichtigen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der Durchflusssensor (5) unidirektional ausgeführt ist, so dass der Messbereich (25) nur eine erste Durchflussrichtung (7) des Fluids umfasst, und die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, in Ansprechen darauf, dass das Fluid in eine der ersten Durchflussrichtung (7) entgegengesetzten zweiten Durchflussrichtung fließt, den zweiten Betriebsmodus einzunehmen.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei der Durchflusssensor (5) ein thermischer Durchflusssensor ist.
Durchflussregler (1) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Drucksensoranordnung (6) ausgebildet ist, zwei Fluiddrücke des Fluids zu erfassen, und die Steuereinheit (12) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus die Durchfluss-Steuerung und/oder die zweite Durchfluss-Regelung auf Basis der zwei erfassten Fluiddrücke und eines insbesondere ventilöffnungsabhängigen Leitwerts der Ventileinheit (3) durchzuführen.
Ventilanordnung (15), umfassend einen Durchflussregler nach einem der voranstehenden Ansprüche, einen Trägerabschnitt (16) und eine Mehrzahl von an dem Trägerabschnitt (16) angeordneten Ventilmodulen (17), wobei eines der Ventilmodule (17) die Ventileinheit (3) umfasst.
Ventilanordnung (15) nach Anspruch 13, wobei der Fluidkanal (2) einen im Trägerabschnitt (16) angeordneten Kanalabschnitt (20) umfasst, über den das Fluid von und/oder zu den Ventilmodulen (17) fließt, und wobei die Drucksensoranordnung (6) einen im Trägerabschnitt (16) angeordneten Trägerabschnitt-Drucksensor (22) umfasst, mit dem die Steuereinheit (12) den Fluiddruck erfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Durchflussreglers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einer Ventilanordnung (15) nach Anspruch 13 oder 14, umfassend die Schritte: - in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss in dem Messbereich (25) des Durchflusssensors (5) liegt, Einnehmen des ersten Betriebsmodus und Durchführen der ersten Durchfluss-Regelung auf Basis des mit dem Durchflusssensor (5) erfassten Durchflusses im ersten Betriebsmodus, und - in Ansprechen darauf, dass der Durchfluss außerhalb des Messbereichs (25) des Durchflusssensors (5) liegt, Einnehmen des zweiten Betriebsmodus und Durchführen der Durchfluss-Steuerung und/oder der zweiten Durchfluss-Regelung auf Basis des erfassten Fluiddrucks im zweiten Betriebsmodus.