DE19828024A1 - Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Positionierantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Posi­ tionierantrieb, wobei das Bussystem eine Recheneinheit und mehrere Busstationen aufweist, und wobei Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs mit einer diesem Posi­ tionierantrieb zugeordneten Busstation verbunden sind.

Bei bekannten Regelanordnungen zur Regelung von an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieben besitzt jeder Positionierantrieb eine eigene elektronische Regel­ vorrichtung, die entweder als separates Gerät ausgebildet oder in der jeweiligen Busstation integriert ist. Die zentrale Recheneinheit übernimmt dabei lediglich Ko­ ordinationsfunktionen und Programmierfunktionen. Nachteile dieser bekannten Regelanordnungen bestehen darin, daß jede einzelne elektronische Regeleinrichtung separat program­ miert oder eingestellt werden muß, wobei häufig Probleme bei der Koordination der verschiedenen Positionierantriebe auftreten, vor allem dann, wenn es sich um Positionier­ antriebe für dieselbe Vorrichtung handelt, die in ver­ schiedenen Achsenrichtungen wirken.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Programmierung insbesondere komplexer Systeme von Posi­ tionierantrieben zu vereinfachen und zu vereinheitlichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine Busstation ausschließlich zur Übertragung der Aktor- und Sensorsignale zwischen dem wenigstens einen Positionierantrieb und der Recheneinheit vorgesehen ist und die Recheneinheit als alle Regelaufgaben wahrnehmende zentrale Regeleinrichtung ausgebildet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Regelanordnung kann somit eine zentrale Programmierung der Recheneinheit erfolgen, um alle Funktionen aller angeschlossenen Positionierantriebe zu steuern und zu koordinieren. Änderungen im Funktions­ ablauf oder in den Regelparametern können zentral in der Recheneinheit erfolgen. Auch beim Hinzufügen weiterer Positionierantriebe, Funktionen, Sensoren oder Aktoren erfolgt die Umprogrammierung ausschließlich in der zentra­ len Recheneinheit. Dasselbe gilt beim Entfernen vorhande­ ner Positionierantriebe od. dgl. Die Koordination zwischen den Bewegungen der einzelnen Positionierantriebe wird da­ durch ebenfalls vereinheitlicht. Eventuelle Defekte oder Fehlfunktionen einzelner Positionierantriebe werden zen­ tral der Recheneinheit gemeldet und können in vielen Fällen dort zentral beseitigt werden. Die einzelnen Bus­ stationen können einheitlich in geringer Größe ausgeführt werden, so daß sie auch jeweils unmittelbar am jeweiligen Positionierantrieb angeordnet werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Regelanordnung möglich.

In der Recheneinheit ist weiterhin die Ablaufsteuerung enthalten, durch die alle Funktionen koordiniert werden.

Die Busstationen weisen zweckmäßigerweise jeweils Schnitt­ stellen für die Aktoren und Sensoren auf, wobei diese Bus­ stationen vorzugsweise zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sind, um bei einheitlichem Aufbau der Busstationen unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten entsprechend den jeweiligen Gegeben­ heiten zu schaffen.

Eine weitere Vereinfachung tritt dadurch auf, daß die Recheneinheit eine einheitliche Software zur Steuerung und Regelung von pneumatischen, hydraulischen und/oder elek­ trischen Positionierantrieben aufweist, so daß auch hier eine große Variabilität von Anschlußmöglichkeiten und Aus­ führungen gegeben ist. Dabei sind vorzugsweise pneumati­ sche, hydraulische oder elektrische Servo- und Schritt­ motoren als Positionierantriebe vorgesehen.

Zur Vereinfachung der Installation ist die Recheneinheit in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert, wodurch eine schnelle und kostengünstige In­ stallation ermöglicht wird.

Um weitere Einflußgrößen bei der Steuerung bzw. Regelung berücksichtigen zu können, besitzt wenigstens eine Bus­ station digitale und/oder analoge Eingabe-/Ausgabeschnitt­ stellen, um weitere Sensoren oder Aktoren auch unabhängig von Positionierantrieben anschließen zu können. Darüber hinaus ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Busstation zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe (Ventil­ insel) vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Dar­ stellung eines Bussystems mit drei Busstationen und einer zentralen Recheneinheit.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein als Feldbus 10 ausgebildetes Bussystem an eine zentrale Recheneinheit 11 angeschlossen, die ein Display 12 und eine Bedienungs­ tastatur 13 aufweist. Diese Recheneinheit besitzt in nicht dargestellter Weise ein für den Schaltschrankeinbau kon­ zipiertes Gehäuse, jedoch sind selbstverständlich auch andere Ausführungen von Recheneinheiten möglich, z. B. auch Ausführungen ohne Display und ohne Bedienungstastatur, sofern die Programmierung auf andere Weise erfolgt, bei­ spielsweise über einen PC.

An den Feldbus 10 sind drei Busstationen 14-16 ange­ schlossen, wobei diese Zahl prinzipiell nahezu beliebig erweiterbar ist. An die erste Busstation 14 sind ein als Steuerventil 17 ausgebildeter Aktor und ein im einzelnen nicht dargestellter, in einem pneumatischen Positionier­ antrieb 18 integrierter Positionssensor angeschlossen. Die Busstation 14 besitzt hierzu entsprechende Schnittstellen. An die zweite Busstation 15 können ein entsprechender Aktor und ein entsprechender Sensor eines weiteren, zur Verein­ fachung nicht dargestellten pneumatischen Positionier­ antriebs angeschlossen sein, wobei die beiden Positionier­ antriebe beispielsweise zur Bewegung einer nicht darge­ stellten Vorrichtung in der XY-Ebene ausgebildet sein können.

Weitere Positionierantriebe können noch an weiteren Bus­ stationen angeschlossen sein, um auch eine Bewegung in der Z-Ebene und/oder weitere Positionierbewegungen für weitere Vorrichtungen durchführen zu können.

Die dritte Busstation 16 besitzt zwei Eingangsschnitt­ stellen E1 und E2 und zwei Ausgangsschnittstellen A1 und A2, um beispielsweise weitere Sensoren, wie Temperatur­ sensoren, Drucksensoren od. dgl., und weitere Aktoren an­ schließen zu können. Beispielsweise können hier auch Bedienelemente, Wiedergabeelemente und Meldeelemente an­ geschlossen werden. Diese Schnittstellen sowie die Schnittstellen in den übrigen Busstationen können zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sein, um variable Anschlußmöglich­ keiten zu gewährleisten.

Die Busstation 16 kann selbstverständlich auch eine größere Anzahl von Eingängen oder Ausgängen besitzen, oder es können weitere solche Busstationen am Feldbus 10 ange­ schlossen sein. An eine solche Busstation 16 oder an eine Busstation, die ausschließlich Ausgangsschnittstellen besitzt, kann auch beispielsweise eine Ventilgruppe, das heißt eine aus mehreren Ventilen bestehende Ventilinsel, angeschlossen werden.

Die Busstationen 14-16 dienen lediglich zur Übertragung Signalen zwischen den angeschlossenen Aktoren und Sensoren einerseits und der zentralen Recheneinheit 11 andererseits. In dieser zentralen Recheneinheit 11 sind die Ablaufsteuerung und das Programm für die Regelung und Steuerung der Bewegungen der angeschlossenen Positionier­ antriebe oder anderer Aktoren enthalten. Die Rückmeldungen an diese zentrale Recheneinheit 11 erfolgen über die Sensoren. Diese Recheneinheit 11 enthält somit das Gesamt­ programm, das beispielsweise so ausgebildet sein kann, daß wahlweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Positionierantriebe angeschlossen werden können. Eventuell erforderliche Umprogrammierungen durch Ergänzung der An­ ordnung durch weitere Busstationen, Positionierantriebe, Sensoren od. dgl. oder durch Reduzierung solcher Baugruppen und Bauteile können über die Bedienungstastatur 13 er­ folgen, und/oder es kann auch ein PC oder eine andere Recheneinheit zur Durchführung von Programmänderungen an­ geschlossen werden. Die erforderlichen Ablauf- und Regel­ programme können über Datenleitungen oder Datenträger in die zentrale Recheneinheit 11 eingegeben werden.

Claims (9)

1. Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, ins­ besondere pneumatischen Positionierantrieb, wobei das Bussystem eine Recheneinheit und mehrere Busstationen aufweist, und wobei Sensoren und Aktoren jedes Positio­ nierantriebs mit einer diesem Positionierantrieb zu­ geordneten Busstation verbunden sind, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens eine Busstation (14-16) ausschließ­ lich zur Übertragung der Aktor- und Sensorsignale zwischen dem wenigstens einen Positionierantrieb (18) und der Recheneinheit (11) vorgesehen ist und die Recheneinheit (11) als alle Regelaufgaben wahrnehmende zentrale Regel­ einrichtung ausgebildet ist.

2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Recheneinheit (11) weiterhin die Ablaufsteuerung enthalten ist.

3. Regelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Busstationen (14-16) jeweils Schnittstellen für die Aktoren (17) und Sensoren aufweist.

4. Regelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Busstationen (14-16) zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren (17) ausgebildet sind.

5. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (11) eine einheitliche Software zur Steuerung und Regelung von pneumatischen, hydraulischen und/oder elek­ trischen Positionierantrieben (18) aufweist.

6. Regelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß pneumatische, hydraulische oder elektrische Servo- und Schrittmotoren als Positionierantriebe vorge­ sehen oder in den Positionierantrieben (18) enthalten sind.

7. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (11) in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert ist.

8. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bus­ station (16) digitale und/oder analoge Eingabe-/Ausgabe­ schnittstellen besitzt.

9. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bus­ station zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe (Ventilinsel) vorgesehen ist.