DE19828024B4 - Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Positionierantrieb - Google Patents

Abstract

Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem als Feldbus ausgebildeten Bussystem (10) angeschlossenen elektrischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Positionierantrieb, wobei
a) das Bussystem (10) eine zentrale Recheneinheit (11) und mehrere Busstationen (14–16) aufweist,
b) die Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs (18) mit einer diesem Positionierantrieb (18) zugeordneten Busstation (14–16) verbunden sind,
c) jede Busstation (14–16) ausschließlich zur Übertragung der Signale der an ihr angeschlossenen Aktoren und Sensoren des wenigstens einen Positionierantriebes (18) und der Recheneinheit (11) vorgesehen ist
d) die Recheneinheit (11) als alle Steuer- und Regelaufgaben wahrnehmende zentrale Regeleinrichtung ausgebildet ist, die sowohl die Ablaufsteuerung als auch das Programm für die Regelung und Steuerung der Bewegungen des mindestens einen angeschlossenen Positionierantriebs enthält.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem als Feldbus ausgebildeten Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, wobei das Bussystem eine Recheneinheit und mehrere Busstationen aufweist, und wobei Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs mit einer diesem Positionierantrieb zugeordneten Busstation verbunden sind.
• Bei bekannten Regelanordnungen zur Regelung von an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieben besitzt jeder Pasitionierantrieb eine eigene elektronische Regelvorrichtung, die entweder als separates Gerät ausgebildet oder in der jeweiligen Busstation integriert ist. Die zentrale Recheneinheit übernimmt dabei lediglich Koordinationsfunktionen und Programmierfunktionen. Nachteile dieser bekannten Regelanordnungen bestehen darin, daß jede einzelne elektronische Regeleinrichtung separat programmiert oder eingestellt werden muß, wobei häufig Probleme bei der Koordination der verschiedenen Positionierantriebe auftreten, vor allem dann, wenn es sich um Positionierantriebe für dieselbe Vorrichtung handelt, die in verschiedenen Achsenrichtungen wirken.
• Aus den Druckschriften DE 44 38 164 A1 , DE 195 12 372 A1 , DE 44 36 405 A1 und WO 94/04831 A1 sind elektrische und/oder pneumatische Antriebe mit Aktoren und Sensoren oder nur Aktoren, und Sensoren bekannt, die über eine Busankoppelung an eine zentrale Recheneinheit angeschlossen sind, die nur Steuerungsaufgaben wahrnimmt. Falls eine Regelung erforderlich ist, erfolgt diese in den Busankoppeleinheiten oder direkt an den Antrieben.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht angesichts des eben genannten Standes der Technik darin, eine mehrfach durchzuführende separate Programmierung einzelner Antriebe zu vermeiden.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.
• 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 Funktionsablauf 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 zentralen Recheneinheit. Dasselbe gilt beim Entfernen vorhandener Positionierantriebe od.dgl. Die Koordination zwischen den Bewegungen der einzelen Positionierantriebe wird dadurch ebenfalls vereinheitlicht. Eventuelle Defekte oder Fehlfunktionen einzelner Positionierantriebe werden zentral der Recheneinheit gemeldet und können in vielen Fällen dort zentral beseitigt werden, Die einzelnen Busstationen können einheitlich in geringer Größe ausgeführt werden, so daß sie auch jeweils unmittelbar am jeweiligen Positionierantrieb angeordnet werden können.
• Eine Vereinfachung tritt dadurch auf, daß die Recheneinheit eine einheitliche Software zur Steuerung und Regelung von pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Positionierantrieben aufweist, so daß auch hier eine große Variabilität von Anschlußmöglichkeiten und Ausführungen gegeben ist.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Regelanordnung möglich.
• Die Busstationen weisen zweckmäßigerweise jeweils Schnittstellen für die Aktoren und Sensoren auf, wobei diese Busstationen vorzugsweise zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sind, um bei einheitlichem Aufbau der Busstationen unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten zu schaffen.
• Dabei sind pneumatische, hydraulische oder elektrische Servo- und Schrittmotoren als Positionierantriebe vorgesehen.
• Zur Vereinfachung der Installation ist die Recheneinheit in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert, wodurch eine schnelle und kostengünstige Installation ermöglicht wird.
• Um weitere Einflußgrößen bei der Steuerung bzw. Regelung berücksichtigen zu können, besitzt wenigstens eine Busstation digitale und/oder analoge Eingabe-/Ausgabeschnittstellen, um weitere Sensoren oder Aktoren auch unabhängig von Positionierantrieben anschließen zu können. Darüber hinaus ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Busstation zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe (Ventilinsel) vorgesehen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung 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 Bedienungstastatur 13 aufweist. Diese Recheneinheit besitzt in nicht dargestellter Weise ein für den Schaltschrankeinbau konzipiertes 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, beispielsweise über einen PC.
• An den Feldbus 10 sind drei Busstationen 14–16 angeschlossen, 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 Positionierantrieb 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 Vereinfachung nicht dargestellten pneumatischen Positionierantriebs angeschlossen sein, wobei die beiden Positionierantriebe beispielsweise zur Bewegung einer nicht dargestellten Vorrichtung in der XY-Ebene ausgebildet sein können.
• Weitere Positionierantriebe können noch an weiteren Busstationen 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 Eingangsschnittstellen E1 und E2 und zwei Ausgangsschnittstellen A1 und A2, um beispielsweise weitere Sensoren, wie Temperatursensoren, Drucksensoren od.dgl., und weitere Aktoren anschließen zu können. Beispielsweise können hier auch Bedienelemente, Wiedergabeelemente und Meldeelemente angeschlossen werden. Diese Schnittstellen sowie die Schnittstellen in den übrigen Busstationen können zum Anschlug von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sein, um variable Anschlußmöglichkeiten 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 angeschlossen 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 von 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 Positionierantriebe oder anderer Aktoren enthalten. Die Rückmeldungen an diese zentrale Recheneinheit 11 erfolgen über die Sensoren. Diese Recheneinheit 11 enthält somit das Gesamtprogramm, das so ausgebildet ist, daß wahlweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Positionierantriebe angeschlossen werden können. Eventuell erforderliche Umprogrammierungen durch Ergänzung der Anordnung durch weitere Busstationen, Positionierantriebe, Sensoren od.dgl. oder durch Reduzierung solcher Baugruppen und Bauteile können über die Bedienungstastatur 13 erfolgen, und/oder es kann auch ein PC oder eine andere Recheneinheit zur Durchführung von Programmänderungen angeschlossen werden. Die erforderlichen Ablauf- und Regelprogramme können über Datenleitungen oder Datenträger in die zentrale Recheneinheit 11 eingegeben werden.

Claims (5)

1. Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem als Feldbus ausgebildeten Bussystem (10) angeschlossenen elektrischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen Positionierantrieb, wobei a) das Bussystem (10) eine zentrale Recheneinheit (11) und mehrere Busstationen (14–16) aufweist, b) die Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs (18) mit einer diesem Positionierantrieb (18) zugeordneten Busstation (14–16) verbunden sind, c) jede Busstation (14–16) ausschließlich zur Übertragung der Signale der an ihr angeschlossenen Aktoren und Sensoren des wenigstens einen Positionierantriebes (18) und der Recheneinheit (11) vorgesehen ist d) die Recheneinheit (11) als alle Steuer- und Regelaufgaben wahrnehmende zentrale Regeleinrichtung ausgebildet ist, die sowohl die Ablaufsteuerung als auch das Programm für die Regelung und Steuerung der Bewegungen des mindestens einen angeschlossenen Positionierantriebs enthält.
2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Positionierantriebe vorgesehen sind, Servo- und/oder Schrittmotoren umfassen.
3. Regelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Busstationenen (14–16) zum Anschluss von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren (17) ausgebildet sind.
4. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (11) in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert ist.
5. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Busstation zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe oder Ventilinsel vorgesehen ist.