DE112007000820T5

DE112007000820T5 - Hochansprechende Master-Slave-Ventileinstellung

Info

Publication number: DE112007000820T5
Application number: DE200711000820
Authority: DE
Inventors: David J. North Andover Goldman; Martin Reading Ryan; Vladislav Stoneham Davidkovich; Gordon Arlington Hill
Original assignee: MKS Instruments Inc
Current assignee: MKS Instruments Inc
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: GB2451363A; WO2007126543A2; JP5123286B2; US7643909B2; DE112007000820B4; KR20080111471A; GB2451363B; KR101354494B1; JP2009532763A; GB0817294D0; US20070235668A1; WO2007126543A3

Abstract

Verfahren zum Steuern bzw. Regeln mehrerer Ventile, wobei das Verfahren umfasst:
A. Koppeln eines Master-Ventils und eines Satzes von Slave-Ventilen über ein digitales Netzwerk;
B. Empfangen eines Drucksollwerts oder Druckeinstellwerts, der einen gewünschten Druck darstellt, und eines Rückkopplungsdruckwerts, der einen tatsächlichen Druck darstellt, durch das Master-Ventil;
C. Positionieren eines Master-Ventil-Aktuators des Master-Ventils als eine Funktion des Drucksollwerts oder Druckeinstellwerts und des Druckrückkopplungswerts;
D. Erzeugen eines Positions-Einstellungswerts, der eine relative Position des Master-Ventil-Aktuators innerhalb eines Bereichs von Master-Ventil-Aktuatorpositionen darstellt;
E. Broadcasten bzw. Rundsenden des Positions-Einstellungswerts an den Satz von Slave-Ventilen über das digitale Netzwerk; und
F. Empfangen des Positions-Einstellungswerts und Positionieren eines Aktuators jedes Slave-Ventils in dem Satz von Slave-Ventilen in oder an einer Position, die der relativen Position des Master-Ventil-Aktuators entspricht.

Description

Interessengebiet
Die vorliegenden erfinderischen Konzepte beziehen sich auf das Gebiet des Systems und der Verfahren zum Abwickeln bzw. Verwalten von Steuer- bzw. Regelungssignalen zwischen einem Satz von Master- und Slave-Vorrichtungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Systeme und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln von Master- und Slave-Ventilen in einer hochansprechenden Weise.
Hintergrund
Eine Vielzahl von Systemen implementiert Master- und Slave-(oder Master/Slave-)Ventile zum Steuern bzw. Regeln zum Beispiel des Drucks in einer Kammer. In derartigen Systemen folgen die Slave-Ventile der Führung des Master-Ventils. Als solche sollen die Slave-Ventile auf die Bewegung des Master-Ventils ansprechen. Es ist häufig ein Ziel derartiger Systeme, dass die Master- und Slave-Ventile zusammen und so nahezu gleichzeitig wie möglich arbeiten.
Auf die Zeitdifferenz zwischen der Bewegung des Master-Ventils und der Bewegung der Slave-Ventile wird als die Reaktionszeit bzw. Ansprechzeit Bezug genommen. Um den nahezu gleichzeitigen Betrieb zwischen den Master- und Slave-Ventilen zu erreichen, sollte die Ansprechzeit minimiert werden. Da die Kommunikation zwischen dem Master-Ventil und den Slave-Ventilen über einen Kommunikationsweg stattfindet, und die Slave-Ventile jedes Master-Ventil-Positions- bzw. Einstellungssignal (auf das manchmal als der Sollwert Bezug genommen wird) verarbeiten und darauf ansprechen müssen, bestehen gewisse Herausforderungen für die Minimierung der Ansprechzeit.
In einem typischen Ventilsystem wurde die Einstellung des Master-Ventils in einem Analogsignal (z. B. 0–10 Volt) ausgeführt, das über einen Kupferweg an die Slave-Ventile kommuniziert wird. Ein analoges Kommunikationsverfahren ist schnell, aber es ist empfindlich für Rauschen. Um Genauigkeit zu erreichen, sollte Rauschen entfernt, wenn nicht beseitigt werden. In der Realität ist es schwierig, eine hohe Auflösung zu erzielen, ohne starke Tiefpassfilter zu verwenden, um das Rauschen zu verringern. Die Verwendung von Tiefpassfiltern kann jedoch die Ansprechzeit erhöhen. Auch da der analoge Drucksollwert bzw. Druckeinstellwert von einem Analog-Digital-(„A/D"-)Wandler an dem Slave-Ventil in ein digitales Signal umgewandelt wird, kann das Digitalisieren des Rauschens (d. h. des niederwertigsten Bits (LSB) des Worts) einen unerwünschten Jitter bzw. ein Fluktuieren der Einstellung der Slave-Ventile erzeugen.
In einer analogen Implementierung kann sogar ein Jitter von 1 niederwertigsten Bit in der Schieber- oder Klappenposition eines Slave-Ventils eine erhebliche mechanische Schwingung, die in vielen Drucksteuer- bzw. Regelungsanwendungen unerwünscht ist, erzeugen. Ein Druckwandler bzw. Druckaufnehmer wird typischerweise verwendet, um eine Druckrückkopplung an eine Drucksteuerung bzw. Regelung bereitzustellen, die zur Steuerung bzw. Regelung der Ventile verwendet wird. Es kann eine mechanische Rückkopplung stattfinden, bei welcher der Druckaufnehmer, der das Druckrückkopplungssignal bereitstellt, auf die mechanischen Schwingungen anspricht. Die Drucksteuerung bzw. Regelung wird auf dieses Signal von dem Druckaufnehmer ansprechen, was zu einer Drucksteuerungs- bzw. Regelungsinstabilität führt. Wenn es viele Slave-Vorrichtungen gibt, wird diese unerwünschte mechanische Bewegung ausgeprägter sein, was noch wahrscheinlicher unerwünschte Drucksteuer- bzw. Regelungsstörungen verursacht. Auf diese Weise stellt das Erzielen einer genauen und stabilen Ventilsteuerung bzw. Regelung in einem hochansprechenden System eine Unzahl von in gegenseitiger Beziehung stehenden Herausforderungen bereit.
Zusammenfassung der Erfindung
Die gegenwärtigen erfinderischen Konzepte beziehen sich auf ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung mehrerer Ventile. Das Verfahren umfasst das Koppeln eines Master-Ventils und eines Satzes von Slave-Ventilen über ein digitales Netzwerk. Das Master-Ventil empfängt einen Drucksollwert oder Druckeinstellwert, der einen gewünschten Druck darstellt, und einen Rückkopplungsdruckwert, der einen tatsächlichen Druck darstellt, und positioniert dann einen Master-Ventilschieber des Master-Ventils als eine Funktion des Drucksollwerts und des Druckrückkopplungswerts. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen eines Einstellungssollwerts bzw. Positions-Einstellungswerts, der eine relative Position des Master-Ventilschiebers innerhalb eines Bereichs von Master-Ventilschieberpositionen darstellt, und das Broadcasten bzw. Rundsenden des Einstellungssollwerts über das digitale Netzwerk. Schließlich umfasst das Verfahren das Positionieren eines Schiebers jedes Slave-Ventils in dem Satz von Slave-Ventilen in eine Position, die der relativen Position des Master-Ventilschiebers entspricht. Der Begriff „Schieber", wie er hier verwendet wird, ist in seinem weitesten Sinne in Bezug auf eine Vielfalt an Ventiltypen gemeint; seine Bedeutung umfasst einen Aktuator (z. B. einen mechanischen Aktuator, elektromechanischen Aktuator und ähnliches), der den Strom in einem beliebigen einer Vielfalt von Ventiltypen, wie etwa zum Beispiel Pendelventilen, Drosselventilen und Schieberventilen, beschränkt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem ein digitales Netzwerk, welches ein Master-Ventil und einen Satz von Slave-Ventilen koppelt. Eine Steuerung bzw. Regelung ist konfiguriert, um Anweisungen für die Positionierung eines Master-Ventilschiebers des Master-Ventils zu erzeugen, die Anweisungen werden als eine Funktion eines Drucksollwerts, der einen gewünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, erzeugt. Ein Master-Ventil ist konfiguriert, um eine Einstellungssollwertnachricht zu erzeugen, die eine relative Position des Master-Ventilschiebers innerhalb eines Bereichs von Master-Ventilschieberpositionen darstellt. Und ein Einstellungssollwertsender bzw. Positionspunktsender ist konfiguriert, um die Einstellungssollwertnachricht Positionspunktnachricht über das Netzwerk an den Satz von Slave-Ventilen rundzusenden, wobei jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave-Ventilen einen Slave-Ventilschieber umfasst und konfiguriert ist, den Slave-Ventilschieber in einer Position zu positionieren, die der relativen Position des Master-Ventilschiebers entspricht.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Ventilsteuerungs- bzw. Regelungssystem mehrere Ventile, die bei der Steuerung bzw. Regelung des Drucks in einer Kammer nützlich sind. Das System umfasst ein Master-Ventil und einen Satz von Slave-Ventilen, die über ein digitales Netzwerk gekoppelt sind. Eine Steuerung bzw. Regelung ist mit dem Master-Ventil gekoppelt und konfiguriert, um Anweisungen für die Positionierung eines Master-Ventilschiebers des Master-Ventils als eine Funktion eines Drucksollwerts, der einen gewünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, zu erzeugen. Und ein Einstellungssollwertsender ist konfiguriert, um einen digitalen Einstellungssollwert über das Netzwerk an den Satz von Slave-Ventilen rundzusenden, wobei der Einstellungssollwert eine relative Position des Master-Ventilschiebers innerhalb eines Bereichs von Master-Ventilschieberpositionen ausführt und jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave-Ventilen einen Slave-Ventilschieber umfasst, der in eine Position bewegt wird, die der relativen Position des Master-Ventilschiebers entspricht.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem mehrere Ventile, die zum Steuern bzw. Regeln des Drucks in einer Kammer nützlich sind. Ein Master-Ventil und ein Satz von Slave-Ventilen können über ein dediziertes digitales Netzwerk gekoppelt sein, wobei das Netzwerk konfiguriert sein kann, um die Kommunikation mit dem Master-Ventil und dem Satz von Slave-Ventilen über das Netzwerk durch andere Vorrichtungen zu verhindern. Eine Steuerung bzw. Regelung kann mit dem Master-Ventil gekoppelt sein und konfiguriert sein, um Anweisungen für die Positionierung eines Master-Ventilschiebers des Master-Ventils als eine Funktion eines Drucksollwerts, der einen gewünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, zu erzeugen. Und ein Einstellungssollwertsender kann konfiguriert sein, um einen digitalen Einstellungssollwert über das Netzwerk an den Satz von Slave-Ventilen rundzusenden, wobei der Einstellungssollwert eine relative Position des Master-Ventilschiebers innerhalb eines Bereichs von Master-Ventilschieberpositionen ausführt und jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave- Ventilen einen Slave-Ventilschieber umfasst, der ansprechend auf den Empfang des Einstellungssollwerts in eine Position bewegt wird, die der relativen Position des Master-Ventilschiebers entspricht.
Derartige Verfahren und Systeme können derart implementiert und konfiguriert werden, dass zum Beispiel die Positionierung jedes Schiebers jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 20 ms hinter der Positionierung des Master-Ventilschiebers herhinkt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungsfiguren stellen beispielhaft und nicht als Einschränkungen bevorzugte Ausführungsformen dar. In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugsnummern auf die gleichen oder ähnliche Elemente.
1 ist ein Teilblockdiagramm auf oberster Ebene eines druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems.
2 ist ein Blockdiagramm eines Ventilsystems, das einen Teil des druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems von 1 bilden kann.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Satzes von Werten darstellt, das in dem Ventilsystem von 2 implementiert werden kann.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein System und ein Verfahren gemäß den offenbarten erläuternden Ausführungsformen ermöglichen eine verringerte Ansprechzeit für Slave-Ventile, indem eine verbesserte Kommunikation, Abwicklung oder beides für den Einstellungssollwert bzw. Positionseinstellungswert des entsprechenden Master-Ventils bereitgestellt werden. Als ein Beispiel wird in einer Situation, in der mehrere Ventile benötigt werden, um den Druck einer Unterdruckkammer zu steuern bzw. zu regeln, wenigstens ein Ventil als das Master-Ventil ausersehen, und die anderen können als Slave-Ventile ausersehen werden. Eine Steuerung bzw. Regelung in Kommunikation mit dem Master-Ventil steuert den Druck in der Unterdruckkammer unter Verwendung eines Rückkopplungssignals von einem Druckaufnehmer. Das Master-Ventil kommuniziert einen Einstellungssollwert an die Slave-Ventile, und die Slave-Ventile positionieren sich selbst unter Verwendung des Einstellungssollwerts – mit so wenig Zeitverzögerung wie möglich. Das Ergebnis ist bevorzugt, dass das Master-Ventil und die Slave-Ventile alle an dem Einstellungssollwert positioniert sind. In dem druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystem der vorliegenden veranschaulichenden Ausführungsformen wird die Ansprechzeit bevorzugt nicht mehr als etwa 20 Millisekunden (ms) und bevorzugt nicht mehr als etwa 10 ms sein. Als ein Beispiel wurden unter gewissen Bedingungen Ansprechzeiten von etwa 3 ms oder weniger erreicht. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Ansprechzeitschwellwerte angemessen sein; die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die vorangehenden veranschaulichenden Ansprechzeiten beschränkt. Der Begriff „Schieber", wie er hier verwendet wird, ist in seinem weitesten Sinn in Bezug auf eine Vielzahl an Ventiltypen gemeint; seine Bedeutung umfasst einen Aktuator (z. B. einen mechanischen Aktuator, elektromechanischen Aktuator und ähnliches), der den Strom in einem beliebigen einer Vielfalt von Ventiltypen, wie etwa zum Beispiel Pendelventilen, Drosselventilen und Schieberventilen, beschränkt.
Über das Problem der Verringerung der Ansprechzeit hinaus gibt es die Probleme der Verbesserung der Genauigkeit und der Minimierung von Rauschen für jedes Slave-Ventil. Eine bessere Auflösung des Einstellungssollwerts ermöglicht eine bessere Genauigkeit der Slave-Ventilanordnung. In typischen Systemen des Stands der Technik wird der Einstellungssollwert als ein analoges Signal kommuniziert. Da derartige analoge Signale empfindlich für Rauschen sind, benötigen sie eine Tiefpassfilterung. Im Gegensatz dazu ermöglichen digitale Kommunikationssysteme wie die hier offenbarten eine im Wesentlichen rauschfreie Leistung bei den schnellst möglichen Geschwindigkeiten, ohne die Notwendigkeit einer Tiefpassfilterung des Einstellungssollwertsignals zwischen dem Master-Ventil und den Slave-Ventilen. In der bevorzugten Form wird der Einstellungssollwert daher als ein digitales Signal, bevorzugt mit einer 16-Bit-Auflösung oder besser, kommuniziert. Aber die Auflösungsanforderungen können sich in verschiedenen Systemen unterscheiden, so ist die Auflösung in anderen Ausführungsformen nicht auf 16 Bit begrenzt.
1 ist ein Teilblockdiagramm eines druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems 100, das ein Mehrventilsystem 120 verwendet, in dem der Druck innerhalb einer (nicht gezeigten) Unterdruckkammer durch einen Satz von Ventilen gesteuert bzw. geregelt wird. Das Ventilsystem 120 umfasst ein Master-Ventil 122 und wenigstens ein Slave-Ventil, das durch eine Vielzahl von Slave-Ventilen 122(1)–122(N) dargestellt ist. In dieser Ausführungsform stellt ein Systemwerkzeugcomputer 110 ein Funktionsmodul dar, das für das Betreiben und Verwalten des Ventilsystems 120 verantwortlich ist und dies über eine Mehrventilschnittstelle 150 erledigt. Die Mehrventilschnittstelle 150 kann jede in der Technik bekannte Mehrventilschnittstelle sein. Eine Dienstüberwachungseinrichtung 112 ist in erster Linie für die Überwachung des Drucks in der Kammer verantwortlich und kann die Form eines Computerprogramms, das von einer Rechenvorrichtung, wie etwa einer Workstation oder einem PC ausführbar ist, annehmen. Ein Diagnosemodul 114 lässt typische Diagnoseroutinen laufen, um das Befinden und den Zustand der Ventile oder anderer Systemkomponenten zu bestimmen, und kann auch die Form eines Computerprogramms annehmen, das auf einer kommerziell verfügbaren Rechenvorrichtung läuft. Eine oder mehrere dieser Vorrichtungen können konfiguriert sein, um den erforderlichen Druck zu bestimmen, der in der Druckkammer erreicht oder aufrechterhalten werden soll (einen Drucksollwert oder Druckeinstellwert), und kann auch für das Abtasten des Drucks innerhalb der Druckkammer konfiguriert sein. Da die vorangehenden Vorrichtungen 110, 112 und 114 in der Technik bekannt sind, werden sie hier nicht im Detail diskutiert.
In dieser Ausführungsform wird ein Mehrfachnetzwerkansatz verwendet. Der Systemwerkzeugcomputer 110 und die Dienstüberwachungseinrichtung 112 kommunizieren unter Verwendung typischer RS232-Schnittstellen und Ansätze mit der Mehrventilschnittstelle 150, und das Diagnosemodul 114 kommuniziert unter Verwendung einer typischen Analogschnittstelle mit der Mehrventilschnittstelle 150. Die Mehrventilschnittstelle 150 kommuniziert unter Verwendung typischer RS232-Schnittstellen mit dem Satz von Ventilen 120. Derartige Mehrventilschnittstellen sind in der Technik allgemein bekannt. Andere Arten von im Wesentlichen äquivalenten analogen oder digitalen Schnittstellen könnten ebenfalls verwendet werden.
Auf die Kommunikationswege und Vorrichtungen, die beim Überwachen und Einstellen des Drucks innerhalb der Druckkammer verwendet werden, kann als eine „Druckregelungsschleife" Bezug genommen werden. Im Gegensatz zu typischen druckgesteuerten oder geregelten Unterdruckkammersystemen (wird in dieser Ausführungsform der Einstellungssollwert nicht über das Netzwerk 156 an die Slave-Ventile 150 kommuniziert. Eher wird ein dediziertes Netzwerk 160 verwendet, um Einstellungsinformationen an die Slave-Ventile des Ventilsystems 120 bereitzustellen. In dieser Ausführungsform nimmt das Netzwerk 160 die Form eines dedizierten Steuerungsbereichsnetzwerks (Control Area Network) an. Das Netzwerk 160 ist dafür bestimmt, Einstellungssollwert-Kommunikationen zwischen den Ventilen des Ventilsystems 120 ohne Verkehr von anderen Vorrichtungen abzuwickeln. Folglich bildet das Ventilsystem 120 einschließlich des Netzwerks 160 einen kritischen hochansprechenden Abschnitt der Druckregelungsschleife. Unabhängig davon kommunizieren das Systemwerkzeug 110, die Dienstüberwachungseinrichtung 112 und das Diagnosemodul 114 zu typischen Überwachungs- und Organisationszwecken mit dem Ventilsystem 120 über die Mehrventilschnittstelle 150 und nicht über das Netzwerk 160. Auf diese Weise sind die Organisations- und Überwachungsfunktionen und Kommunikationen von den Einstellungssollwertfunktionen und Kommunikationen getrennt.
In einer anderen Ausführungsform finden die Master-Slave-Organisations- und Überwachungsfunktionen und Kommunikationen und die Einstellungssollwertfunktionen und Kommunikationen auf der gleichen Leitung (oder Netzwerk) statt, wenngleich sie immer noch von anderen Kommunikationen getrennt sind. In dieser Ausführungsform werden die Einstellungssollwertkommunikationen bzw. Positions-Einstellungspunktkommunikationen gegenüber Organisations- und Überwachungskommunikationen priorisiert. Als ein Ergebnis beeinträchtigen oder stören die Organisations- und Überwachungsfunktionen und Kommunikationen die Master-Slave-Ventil-Ansprechzeiten nicht wesentlich.
Wenn ein Netzwerk in anderen Ausführungsformen eine ausreichende Geschwindigkeit hätte, um die Ansprechzeitanforderungen des druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems zu erfüllen, während auch der Nachrichtenverkehr der anderen Vorrichtungen abgewickelt wird, dann könnte vielleicht anstelle der Verwendung beider Netzwerke 150 und 160 vielleicht ein einziges Netzwerk verwendet werden. Zum Beispiel könnten der Nachrichtenverkehr des Netzwerks 150 und des Netzwerks 160 nebeneinander existieren oder in einem einzigen Netzwerk vereinigt werden und die Ansprechzeitanforderung (z. B. 10 ms) dieser Ausführungsform erfüllen, wenn das Netzwerk zum Beispiel ein Ethernetnetzwerk mit Standard-100 MB/s oder höher oder ein anderes Netzwerk mit ähnlicher Leistung wäre. Ob die Netzwerkgeschwindigkeit ausreichend ist, um ein einziges Netzwerk zu verwenden, oder nicht, ist eine Funktion der Ansprechzeitanforderungen und von anderem Verkehr, mit dem ein derartiges Netzwerk gemeinsam genützt würde, und kann auch eine Funktion des verwendeten Kommunikationsprotokolls sein. In jeder Ausführungsform, in der das Netzwerk gemeinsam genutzt wird, so dass auf dem Netzwerk andere Kommunikationen als die Einstellungssollwertkommunikationen stattfinden, werden die Einstellungssollwertkommunikationen vorzugsweise priorisiert, um die Ziel- oder erforderliche Ansprechzeit zu erfüllen.
Zu 1 und der veranschaulichenden Ausführungsform zurückkehrend sendet das Master-Ventil 122 seinen Einstellungssollwert in digitaler Form über das dedizierte Netzwerk 160 an die Slave-Ventile 122(1)–122(n) rund. Wie vorstehend erwähnt, wird die Einstellungssollwertnachricht in dieser Ausführungsform als ein 16-Bit-Wort rundgesendet, was im Wesentlichen Rauschen, das in analogen Signalen typisch ist, beseitigt. Die Slave-Ventile brauchen in dieser Ausführungsform nicht einzeln adressiert werden, da die Slave-Ventile außer dem Master-Ventil 122 die einzigen an dem Netzwerk 160 angeschlossenen Vorrichtungen sind und sie alle dazu bestimmt sind, die gleiche Einstellungssollwertnachricht von dem Master-Ventil 122 zu empfangen. Da das Netzwerk 160 als ein dediziertes Netzwerk implementiert ist, findet auf dem Netzwerk 160 kein Verkehr von anderen Systemvorrichtungen statt und braucht so nicht verwaltet zu werden. Das Protokollschema für das Netzwerk 160 braucht daher keine Adressierungs- oder Prioritätsabwicklung haben. Auf diese Weise wird die rundgesendete Einstellungssollwertnachricht ohne den Overhead, der mit der Verarbeitung von Adressinformationen oder dem Analysieren und Abwickeln von Verkehr gemäß einem verwandten Protokollprioritätsschema verbunden ist, von jedem Slave-Ventil 122(1)–122(N) wirksam empfangen und verarbeitet. Da der Systemwerkzeugcomputer 110, die Dienstüberwachungseinrichtung 112 und das Diagnosemodul 114 außerdem über die Mehrventilschnittstelle 150 und nicht über das Netzwerk 160 mit den Ventilen 120 kommunizieren, besteht keine Gelegenheit für Verzögerungen für die Slave-Ventile 122(1)–122(N), die von Benutzer- oder Prozess-erzeugten Unterbrechungen von derartigen Vorrichtungen verursacht werden.
2 umfasst ein detaillierteres Blockdiagramm des Ventilsystems 120, wie es in dem druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystem von 1 zum Steuern bzw. Regeln des Drucks in einer Unterdruckkammer 250 implementiert ist. Und 3 ist ein Flussdiagramm 300, das ein Verfahren zur Erreichung einer Ansprechzeit von wenigstens etwa 10 ms, wie etwa mit dem System von 2, bereitstellt. Wie in 1 umfasst das Ventilsystem 120 das Master-Ventil 122 und Slave-Ventile 122(1)–122(N). Das Ventilsystem 120 ist konfiguriert, um eine verbesserte Ansprechzeit, z. B. in der Größenordnung von etwa 10 ms oder weniger, zu erreichen. In dieser Ausführungsform umfasst das Master-Ventil 122 eine Drucksteuerung bzw. Regelung 122A, die Einstellungs-(oder Steuer- bzw. Regelungs-)Anweisungen an einen Ventilmotorantrieb 122B bereitstellt. Der Ventilmotorantrieb positioniert einen entsprechenden Ventilschieber oder eine Klappe (auf die hier jeweils als der „Schieber" Bezug genommen wird) 122C in einer Position, auf die als der Einstellungssollwert Bezug genommen wird.
Die Drucksteuerung bzw. Regelung 122A empfängt als Eingaben zwei Nachrichten, aus denen sie eine Ventileinstellungsnachricht 206 an den Ventilmotorantrieb 122B kommuniziert; dies ist in 3 als Schritt 310 dargestellt. Eine der zwei Eingaben ist eine Drucksollwertnachricht 202, die einen gewünschten oder erforderlichen Druck für die Kammer 250 darstellt. Das heißt, der Drucksollwert 202 stellt den Druck dar, der innerhalb der Kammer 250 erreicht oder aufrechterhalten werden muss. Die andere Eingabe ist ein Rückkopplungsdrucksignal 204, das den tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer 250 anzeigt. Das Drucksignal 204 wird von einem Unterdrucksystemwerkzeug 210 bereitgestellt, das die Form eines Druckaufnehmers annehmen kann, der mit Drucksensoren der Kammer 250 gekoppelt ist, die zum Beispiel bei oder integral mit den Ventilen des Ventilsystems 120 angeordnet sind. Das Unterdrucksystemwerkzeug 210, die Drucksteuerung 122A und die Ventile 122, 122(1)–122(N) bilden einen Teil der Druckregelungsschleife. Als eine Funktion der Drucksollwertnachricht 202 und des Drucksignals 204 weist die Drucksteuerung bzw.
Regelung 122A den Ventilmotorantrieb 122B, wie durch den Schritt 320 von 3 angezeigt, an, den Ventilschieber 122C zu positionieren, um den gewünschten Drucksollwert zu erreichen. Die physikalische Position des Ventilschiebers 122C wird, wie durch den Schritt 330 von 3 angezeigt, durch eine Ventileinstellungsnachricht 206 dargestellt. Die Ventilschieberposition kann durch die Sensoren an oder integral mit dem Ventil bestimmt werden.
Der Druck innerhalb der Kammer 250 ist eine Funktion der physikalischen Positionen der Ventile 122(C), 122(1)C–122(N)C, wobei die Ventile verwendet werden, um den Druck zu steuern bzw. zu regeln, indem Fluide zum Beispiel selektiv aus der Druckkammer 250 freigegeben werden. Wie das Master-Ventil 122 umfasst jedes Slave-Ventil 122(1)–122(N) einen Ventilmotorantrieb 122(1)B–122(N)B und einen Ventilschieber 122(1)C–122(N)C. Jedes der Ventile ist derart geeicht, dass sein Bereich an physikalischen Positionen bekannt ist. Der Einstellungssollwert zeigt einen Prozentsatz oder eine Anzahl von Schrittinkrementen innerhalb des Bereichs an, in dem jeder Ventilschieber physikalisch positioniert (oder geöffnet) sein sollte. Wenn ein Ventil als ein Beispiel einen Bereich von 1500 Inkrementen zwischen seinen vollständig geöffneten und vollständig geschlossenen Positionen hat, dann würde ein Einstellungssollwert von 80% angeben, dass das Ventil 300 Inkremente geöffnet sein sollte.
In dem Ventilsystem 120 hier würde der gleiche Einstellungssollwert auf jedes Ventil angewendet werden. In dieser Ausführungsform wird der Einstellungssollwert des Master-Ventils 122 über das digitale Netzwerk 160 an alle Slave-Ventile 122(1)–122(N), vorzugsweise ohne den Overhead von Adressierungs- oder Priorisierungsschemata und ohne das Netzwerk gemeinsam mit ventilbezogenen Organisations- oder Überwachungskommunikationen zu nutzen, rundgesendet. Dies ist als Schritt 340 von 3 dargestellt. Die Ventilantriebsmotoren 122(1)B–122(N)B der Slave-Ventile 122(1)–122(N) empfangen die rundgesendete Ventileinstellungssollwertnachricht 206 und treiben die Ventilschieber 122(1)C–122(N)C – in Übereinstimmung mit dem Master-Ventil – sofort in Positionen innerhalb ihrer jeweiligen Bereiche an, welche dem digitalen Einstellungssollwert entsprechen. In dieser Ausführungsform erreichen alle Slave-Ventile den Einstellungssollwert innerhalb von etwa 10 ms oder weniger nachdem das Master-Ventil, seine Einstellung erreicht hat, wie in Schritt 350 von 3 gezeigt ist. Die Drucksteuer- bzw. Regelungsschleife wird während des Betriebs des druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems aufrechterhalten und überwacht und positioniert kontinuierlich die Ventile des Ventilsystems 120 nach Bedarf, um den gewünschten Druck innerhalb der Kammer 250 zu erreichen oder aufrechtzuerhalten, wie durch den Pfeil 360 von 3 gezeigt.
In einer Ausführungsform einer Netzwerkimplementierung des druckgesteuerten bzw. geregelten Unterdruckkammersystems kann jeder Master/Slave als ein „Knoten" innerhalb des Netzwerks 160, wie etwa eines CAN konfiguriert werden. In der vorstehenden erläuternden Ausführungsform, in der kein Ventil adressiert wird, werden das Master-Ventil 122 und jedes Slave-Ventil 122(1)–122(N) ohne die normale MAC-ID-Filterung und ohne die normale Doppel-MAC-ID-Prüfung unkonfiguriert eingeschaltet. Der tatsächliche MAC-ID-Wert ist in diesem Protokoll nicht relevant, da es keine MAC-ID-Filterung gibt. In einer Ausführungsform kann unter der Annahme, dass es andere Nicht-Master-/Slave-Ventilvorrichtungen auf dem Netzwerk gibt, ein Ansatz innerhalb des Protokolls bereitgestellt werden, um die zufällige Verbindung mit diesen Nicht-Master-/Slave-Ventilvorrichtungen zu verhindern. Das heißt, die Kommunikation mit und zwischen derartigen Vorrichtungen wird auf dem Netzwerk (z. B. dem Netzwerk 160) bevorzugt verhindert, wenn das druckgesteuerte bzw. geregelte Unterdruckkammersystem eingeschaltet wird. Um die zufällige Verbindung mit derartigen Vorrichtungen zu verhindern, werden der Master oder alle unkonfigurierten Knoten derart konfiguriert, dass sie auf jede doppelte MAC-ID-Anfrage antworten. Dies beseitigt wirksam die Möglichkeit, während des Einschaltens Verbindungen mit anderen Vorrichtungen aufzubauen, sperrt jegliche Nicht-Master-/Slave-Ventilvorrichtungen, ohne den Betrieb zu unterbrechen, sanft aus und lässt keinen Fremddatenverkehr auf dem Netzwerk zu.
Wie in den vorstehenden Ausführungsformen kann das Netzwerk 160 ein CAN sein, das Hardware umfasst, die typischerweise für den DeviceNet-Vernetzungsbetrieb verwendet wird, der in der Technik – insbesondere in industriellen Anwendungen, die Master/Slave-Vorrichtungen verwenden – bekannt ist. Unter Verwendung des DeviceNet-Protokolls kann der Einstellungssollwert in einem Paket ausgeführt werden. Alle Slave-Ventile 122(1)–122(N) empfangen, wie vorstehend unter Bezug auf 2 und 3 diskutiert, die Rundsendungsnachricht und sind konfiguriert, um den in dem Paket enthaltenen Einstellungssollwert anzuwenden.
Das Paket kann eine CAN-Gruppe-2-Nachrichtenkennung verwenden und umfasst nur zwei Datenbytes. Das erste Byte ist das niederwertige Byte des 16-Bit-Ganzzahl-Einstellungssollwerts. Das zweite Byte ist das hochwertige Byte des Sollwerts. In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass Nachrichten mit beliebiger anderer Länge als der erwarteten zwei Bytes nicht Teil dieses Protokolls sind und von den Slave-Vorrichtungen verworfen werden. Es werden keine CAN-Nachrichten von Mastern oder unkonfigurierten Knoten (z. B. noch nicht als ein Master oder Slave befehligt) akzeptiert, mit der Ausnahme doppelter MAC-ID-Prüfmeldungen, die verwendet werden, um sie zu konfigurieren.
Ein Ventil kann als Master-Ventil und die anderen als Slave-Ventile konfiguriert werden. Ein Ventil kann als ein Slave-Ventil konfiguriert werden, indem, wie in der Technik bekannt, die passende Firmware auf es geladen wird. Wenn jedoch ein derartiges Ventil den passenden Set-Master-Mode-Befehl (SMM-Befehl, Befehl zum Setzen der Master-Betriebsart) empfängt, arbeitet die Vorrichtung als ein intelligentes Drucksteuerungs- bzw. Regelungsventil, wie etwa als Master-Ventil 122. In dieser Ausführungsform ist das Master-Ventil 122 konfiguriert, um in regelmäßigen Intervallen Einstellungssollwertnachrichten 206 auszusenden. Als ein Beispiel sendet das Master-Ventil 122 in der erläuternden Ausführungsform alle 10 ms eine CAN-Nachricht mit einem Einstellungssollwert aus.
Ähnlich kann ein Ventil unter Verwendung eines seriellen SMM-Befehls als ein Slave-Ventil konfiguriert werden, wie etwa die Slave-Ventile 122(1)–122(N). Wenn es einmal konfiguriert ist, arbeitet ein Slave-Ventil in einer Einstellungssteuerungs- bzw. Regelungsbetriebsart, die auf von dem Master-Ventil 122 empfangene rundgesendete CAN-Einstellungssollwertnachrichten anspricht. Wie vorstehend bemerkt, wird in dieser Ausführungsform keine typische CAN-MAC-ID-Filterung benötigt oder verwendet, so „hören" alle Slaves die gleiche Rundrufnachricht und alle erhalten untereinander innerhalb von Millisekunden den gleichen Sollwert. Die Nachrichtensendungen und Empfänge sind schneller als RS-232-Äquivalente und erfordern keine individuelle Adressierung jeder Slave- Vorrichtung. Die Kabel können Standardausrüstungen für DeviceNet sein, welche zu größeren Signalwegen fähig sind als es mit typischen RS-232-Netzwerken möglich ist.
Systeme des Stands der Technik verwendeten typischerweise einen RS-232-Netzwerkaufbau, um Überwachungsfunktionen und Zustandsfunktionen abzuwickeln. Wenn die Einstellungssteuer- bzw. Regelungsinformationen über das gleiche Netzwerk gesendet würden, das für Überwachungsfunktionen verwendet wird, könnten die Einstellungssteuer- bzw. Regelungsnachrichten von Überwachungsbefehlen oder Zustandsabfragen von dem Benutzer verdrängt werden – was die Ansprechzeit erhöht. Für die optimale Steuerung bzw. Regelung ist es in dieser Ausführungsform wichtig, dass die Einstellungsbefehle in einer geordneten und regelmäßigen Weise kommuniziert und empfangen werden. Wenn man ein dediziertes Kommunikationsprotokoll und Netzwerk zum Abwickeln der Einstellungsinformationen hat, die zu dem anderen Kommunikationsverkehr (einschließlich ungeplanter Nachrichten, die von einem Benutzer oder Prozess erzeugt werden) unterschiedlich sind, ist dies ein eindeutiger Vorteil in derartigen Ausführungsformen.
Wie vorstehend erwähnt, würden alternative Implementierungen und Ausführungsformen sowohl für Überwachungsfunktionen als auch Einstellungssteuer- bzw. Regelungskommunikationen ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, wie etwa ein Ethernet-Netzwerk, verwenden. In dieser Implementierung würde das Netzwerk bevorzugt mit einem Dienstqualitätsschalter (QoS-Schalter) oder einem anderen ähnlichen Verfahren implementiert, um sicherzustellen, dass die Pakete, welche die Einstellungssteuer- bzw. Regelungsinformationen enthalten, die höchste Priorität hätten. Die Einstellungssteuer- bzw. Regelungspakete müssten in einem geordneten regelmäßigen Intervall erfolgreich gesendet und empfangen werden, während die Überwachungs- und Diagnosepakete eine niedrigere Priorität hätten.
In anderen Ausführungsformen könnten wiederum geschwindigkeitszulassende drahtlose Netzwerke verwendet werden, um ein Netzwerk für die Kommunikation der Einstellungssollwertnachrichten bereitzustellen. Wie von Fachleuten der Technik zu schätzen gewusst wird, könnten verschiedene Ausführungsformen eine Vielfalt an Formen annehmen, und diese Formen können sich mit der Zeit mit fortschreitender Technologie ändern, und größere Übertragungsgeschwindigkeiten sind in verschiedenen Arten oder Formen von Netzwerken und Netzwerkvorrichtungen möglich.
Während das Vorangehende, was für die beste Betriebsart gehalten wird, und/oder andere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben hat, versteht sich, dass vielfältige Modifikationen daran vorgenommen werden könnten und dass die Erfindung oder die Erfindungen in vielfältigen Formen und Ausführungsformen implementiert werden können und dass sie in zahlreichen Anwendungen angewendet werden können, von denen hier nur einige beschrieben wurden. Wie sie hier verwendet werden, bedeuten die Begriffe „umfasst" und „umfassend" ohne Einschränkung. Es ist durch die folgenden Patentansprüche beabsichtigt, dass beliebige und alle Modifikationen und Variationen, die in den echten Bereich der erfinderischen Konzepte fallen, beansprucht werden.
Zusammenfassung
Ein Master-Ventil und wenigstens ein Slave-Ventil sind über ein Netzwerk verbunden, wobei das wenigstens eine Slave-Ventil nach dem Broadcast bzw. Rundsenden eines Einstellungssollwerts des Master-Ventils innerhalb einer verkürzten Zeitspanne eine entsprechende Einstellung erreicht, wobei ein derartiges Netzwerk ein dediziertes Netzwerk oder ein gemeinsam genutztes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit Einstellungssollwertpriorität ist.

Claims

Verfahren zum Steuern bzw. Regeln mehrerer Ventile, wobei das Verfahren umfasst: A. Koppeln eines Master-Ventils und eines Satzes von Slave-Ventilen über ein digitales Netzwerk; B. Empfangen eines Drucksollwerts oder Druckeinstellwerts, der einen gewünschten Druck darstellt, und eines Rückkopplungsdruckwerts, der einen tatsächlichen Druck darstellt, durch das Master-Ventil; C. Positionieren eines Master-Ventil-Aktuators des Master-Ventils als eine Funktion des Drucksollwerts oder Druckeinstellwerts und des Druckrückkopplungswerts; D. Erzeugen eines Positions-Einstellungswerts, der eine relative Position des Master-Ventil-Aktuators innerhalb eines Bereichs von Master-Ventil-Aktuatorpositionen darstellt; E. Broadcasten bzw. Rundsenden des Positions-Einstellungswerts an den Satz von Slave-Ventilen über das digitale Netzwerk; und F. Empfangen des Positions-Einstellungswerts und Positionieren eines Aktuators jedes Slave-Ventils in dem Satz von Slave-Ventilen in oder an einer Position, die der relativen Position des Master-Ventil-Aktuators entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, welches das Steuern bzw. Regeln des Drucks in einer Unterdruckkammer mit den mehreren Ventilen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Abschnitt des Netzwerkwerks einen drahtlosen Übertragungsweg umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk ein Steuerungsbereichsnetzwerk ist, das frei von Datenverkehr ohne Bezug auf die mehreren Ventile ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das digitale Netzwerk konfiguriert ist, um die Master-Slave-Organisations-, Überwachungs- und Positions-Einstellungspunktkommunikationen zu bedienen, und das Verfahren das Priorisieren der Positions-Einstellungspunktkommunikationen gegenüber den Organisations- und Überwachungskommunikationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk ist, das für Übertragungsgeschwindigkeiten von etwa 100 MB/s oder mehr konfiguriert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk mit Nicht-Master-/Slave-Vorrichtungen gemeinsam genutzt wird und auch konfiguriert ist, um die Übertragung des Positions-Einstellungswerts zu Priorisieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Positionieren jedes Aktuators jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 20 ms hinter der Positionierung des Master-Ventil-Aktuators herhinkt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Positionieren jedes Aktuators jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 10 ms hinter der Positionierung des Master-Ventil-Aktuators herhinkt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Positions-Einstellungswert durch ein 16-Bit-Wort dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein oder mehrere Slave-Ventile in dem Satz von Slave-Ventilen keine Netzwerkvorrichtungsadresse benötigen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen und Rundsenden des Einstellungssollwerts im Wesentlichen regelmäßig erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk konfiguriert ist, um die Verbindung mit und die Kommunikation mit dem Master-Ventil und dem Satz von Slave-Ventilen durch andere Vorrichtungen auf dem Netzwerk zu verhindern.
Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem, das umfasst: A. ein digitales Netzwerk, das ein Master-Ventil und einen Satz von Slave-Ventilen koppelt; B. eine Steuerung, die konfiguriert ist, um Anweisungen für das Positionieren eines Master-Ventil-Aktuators des Master-Ventils zu erzeugen, wobei die Anweisungen als eine Funktion eines Druckeinstellungspunktwerts, der einen erwünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, erzeugt werden; C. einen Master-Ventil-Positionssensor, der konfiguriert ist, um eine Positions-Einstellungspunktwertnachricht zu erzeugen, die eine relative Position des Master-Ventil-Aktuators innerhalb eines Bereichs von Master-Ventil-Aktuatorpositionen darstellt; und D. einen Positions-Einstellungspunktsender, der zum Rundsenden der Einstellungssollwertnachricht an den Satz von Slave-Ventilen über das Netzwerk konfiguriert ist, wobei jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave-Ventilen einen Slave-Ventil-Aktuator umfasst und konfiguriert ist, um den Slave-Ventil-Aktuator in einer Position zu positionieren, welche der relativen Position des Master-Ventil-Aktuators entspricht, wobei das Positionieren jedes Aktuators jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 20 ms hinter dem Positionieren des Master-Ventil-Aktuators herhinkt.
System nach Anspruch 14, wobei die mehreren Ventile für die Steuerung bzw. Regelung des Drucks in einer Unterdruckkammer konfiguriert sind.
System nach Anspruch 14, wobei wenigstens ein Abschnitt des Netzwerks einen drahtlosen Übertragungsweg umfasst.
System nach Anspruch 14, wobei das Netzwerk ein dediziertes Steuerungsbereichsnetzwerk umfasst, das frei von Datenverkehr ohne Bezug auf die mehreren Ventile ist.
System nach Anspruch 14, wobei das digitale Netzwerk konfiguriert ist, um die Master-Slave-Organisations-, Überwachungs- und Positions-Einstellungspunktkommunikationen zu bedienen, und die Einstellungssollwertkommunikationen gegenüber den Organisations- und Überwachungskommunikationen zu priorisieren.
System nach Anspruch 14, wobei das Netzwerk ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk ist, das für Übertragungsgeschwindigkeiten von etwa 100 MB/s oder mehr konfiguriert ist.
System nach Anspruch 14, wobei das Netzwerk mit Nicht-Master-/Slave-Vorrichtungen gemeinsam genutzt oder geteilt wird und auch konfiguriert ist, um die Übertragung des Einstellungssollwerts zu priorisieren, um das Positionieren jedes Slave-Ventil-Aktuators innerhalb von 20 ms zu erreichen.
System nach Anspruch 14, wobei das Netzwerk mit Nicht-Master-/Slave-Vorrichtungen gemeinsam genutzt oder geteilt wird und auch konfiguriert ist, um die Übertragung des Einstellungssollwerts zu priorisieren, um das Positionieren jedes Slave-Ventil-Aktuators innerhalb von 10 ms zu erreichen.
System nach Anspruch 14, wobei das Positionieren jedes Aktuators jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 10 ms hinter der Positionierung des Master-Ventil-Aktuators herhinkt.
System nach Anspruch 14, wobei der Einstellungssollwert durch ein 16-Bit-Wort dargestellt wird.
System nach Anspruch 14, wobei ein oder mehrere Slave-Ventile in dem Satz von Slave-Ventilen keine Netzwerkvorrichtungsadresse benötigen.
System nach Anspruch 13, wobei das Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem für das regelmäßige Erzeugen und Rundsenden des Einstellungssollwerts konfiguriert ist.
System nach Anspruch 14, wobei das Netzwerk konfiguriert ist, um die Verbindung mit und die Kommunikation mit dem Master-Ventil und dem Satz von Slave-Ventilen durch andere Vorrichtungen in dem Netzwerk zu verhindern.
Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem, das mehrere Ventile umfasst, die für die Steuerung bzw. Regelung des Drucks in einer Kammer nützlich sind, wobei das System umfasst: A. ein Master-Ventil und einen Satz von Slave-Ventilen, die über ein digitales Netzwerk gekoppelt sind; B. eine Steuerung bzw. Regelung, die mit dem Master-Ventil gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Anweisungen für das Positionieren eines Master-Ventil-Aktuators des Master-Ventils als eine Funktion eines Druckeinstellungspunktwerts, der einen erwünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, zu erzeugen; und C. einen Positions-Einstellungspunktsender, der zum Rundsenden eines digitalen Positions-Einstellungspunkts an den Satz von Slave-Ventilen über das Netzwerk konfiguriert ist, wobei der Positions-Einstellungspunkt eine relative Position des Master-Ventil-Aktuators innerhalb eines Bereichs von Master-Ventil-Aktuatorpositionen ausführt und jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave-Ventilen einen Slave-Ventil-Aktuator umfasst, der in eine Position bewegt wird, welche der relativen Position des Master-Ventil-Aktuators entspricht, und wobei das Positionieren jedes Aktuators jedes Slave-Ventils nicht um mehr als etwa 20 ms hinter dem Positionieren des Master-Ventil-Aktuators herhinkt.
Ventilsteuer- bzw. Regelungssystem, das mehrere Ventile umfasst, die für die Steuerung bzw. Regelung des Drucks in einer Kammer nützlich sind, wobei das System umfasst: A. ein Master-Ventil und den Satz von Slave-Ventilen, die über ein dediziertes digitales Netzwerk gekoppelt sind, wobei das Netzwerk konfiguriert ist, um die Kommunikation mit dem Master-Ventil und dem Satz von Slave-Ventilen über das Netzwerk durch andere Vorrichtungen zu verhindern; B. eine Steuerung bzw. Regelung, die mit dem Master-Ventil gekoppelt und konfiguriert ist, um Anweisungen für das Positionieren eines Master-Ventil-Aktuators des Master-Ventils als eine Funktion eines Druckeinstellungssollwerts, der einen erwünschten Druck innerhalb der Kammer darstellt, und eines Druckrückkopplungswerts, der einen tatsächlichen Druck innerhalb der Kammer darstellt, zu erzeugen; und C. einen Positions-Einstellungspunktsender, der zum Rundsenden eines digitalen Positions-Einstellungspunkts an den Satz von Slave-Ventilen über das Netzwerk konfiguriert ist, wobei der Positions-Einstellungspunkt eine relative Position des Master-Ventil-Aktuators innerhalb eines Bereichs von Master-Ventil-Aktuatorpositionen ausführt und jedes Slave-Ventil in dem Satz von Slave-Ventilen einen Slave-Ventil-Aktuator umfasst, der ansprechend auf den Empfang des Positions-Einstellungspunkts in eine Position bewegt wird, welche der relativen Position des Master-Ventil-Aktuators entspricht.
System nach Anspruch 28, wobei das Positionieren jedes Slave-Ventil-Aktuators um nicht mehr als etwa 20 ms hinter dem Positionieren des Master-Ventil-Aktuators herhinkt. 1.