DE4312698A1 - Steuereinrichtung zur Verwendung im Zusammenhang mit fluidbetätigbaren Einrichtungen - Google Patents
Steuereinrichtung zur Verwendung im Zusammenhang mit fluidbetätigbaren EinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Verwendung im
Zusammenhang mit fluidbetätigbaren Einrichtungen, beispielsweise
Arbeitszylindern, mit einer Ventilstation, die mehrere Ventile
sowie diesen zugeordnete, unter Mitwirkung einer elektronischen
Steuereinheit elektrisch betätigbare Ventilantriebe enthält, und
die mit mindestens einem Signalanschluß für einen von der Ventil
station wegführenden Signalleiter ausgestattet ist.
Eine Steuereinrichtung dieser Art geht aus dem deutschen Ge
brauchsmuster G 92 11 109 hervor. Sie enthält eine Ventilstation,
die einen baugruppenähnlichen Aufbau hat und auch als "Ventilinsel"
oder "Installationsinsel" bezeichnet wird. Ein plattenähnlicher
Fluidverteiler ist mit mehreren Pneumatikventilen bestückt, die
einen Ventilantrieb aufweisen, der zum Schalten des zugeordneten
Ventils elektrisch betätigt wird. Als Ventilantriebe kommen
insbesondere Elektromagnete bzw. sogenannten Magnetventile in
Frage. An die Ventile lassen sich Einrichtungen anschließen,
die fluidisch betätigbar sind, beispielsweise Arbeitszylinder.
Die Betätigungssignale für die Ventilantriebe liefert eine
elektronische Steuereinheit, die Bestandteil der Ventilstation
sein kann. Die Ventilstation verfügt desweiteren über mehrere
Signalanschlüsse, an die zu Überwachungseinrichtungen wie Sen
soren führende Signalleiter angeschlossen werden können, um
Steuersignale zu empfangen, die die Steuereinheit verarbeiten
kann.
Bisher ist lediglich vorgesehen, sogenannte Reed-Kontakte als
Sensoren einzusetzen und die von diesen gelieferten Steuer
signale elektrisch an einen der Signalanschlüsse der Ventil
station zu übermitteln, der in diesem Falle als digitaler Signal
eingang ausgebildet ist. In zunehmendem Maße besteht jedoch das
Erfordernis, komplexe Anlagen oder Maschinen anzusteuern, so
daß man mit der bisherigen Ausstattung der Ventilstationen an
gewisse Grenzen stößt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die sich bei geringem Montageaufwand vielseitiger
einsetzen läßt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Signal
anschluß der Eingang und/oder Ausgang eines Signalwandlers ist,
der Bestandteil der Ventilstation ist, und der eingehende nicht
elektrische Steuersignale in von der Steuereinheit verarbeit
bare elektrische Signale umwandelt und/oder der von der Steuer
einheit beeinflußte elektrische Signale in ausgehende nicht
elektrische Steuersignale umwandelt.
Auf diese Weise liegen praktisch in die Ventilstation inte
grierte Signalwandler vor, die nicht-elektrische Steuersignale
empfangen und/oder ausgeben können, indem sie diese im Empfangs
falle in elektrische Signale umwandeln und im Aussendefalle aus
elektrischen Signalen erzeugen. Der Anwender hat lediglich die
erforderlichen Signalleiter zu verlegen, ohne daß das Erfordernis
bestünde, an der zu überwachenden Stelle abseits von der Ventil
station einen geeigneten Signalwandler zu installieren. Handelt
es sich beispielsweise um einen zwischen Fluiddruck-Steuersig
nalen und elektrischen Signalen umwandelnden Signalwandler, so
können Fluidleitungen ausgehend vom zu überwachenden Objekt
unmittelbar bis zur Ventilstation verlegt und dort an den zuge
ordneten Signalanschluß angeschlossen werden, ohne daß es einer
elektrischen Verbindung bedürfte. Desgleichen trifft beispiels
weise zu für einen integrierten Signalwandler, der zwischen
optischen Steuersignalen und elektrischen Signalen umwandelt.
Es reicht in diesem Falle unter Umständen aus, einen Lichtleiter
als Signalleiter zum zu überwachenden Objekt zu verlegen und
auf diese Weise zum Beispiel eine Reflex-Lichtschranke zu ver
wirklichen. Die Umwandlung kann jeweils von elektrischen in
nicht-elektrischen und/oder von nicht-elektrischen in elektrische
Signale stattfinden. Im letzteren Falle besteht die Möglichkeit,
den zugeordneten Signalanschluß als nicht-elektrischen Ausgang
zu verwenden, um entsprechend der Ansteuerung durch die elek
tronische Steuereinheit zum Beispiel pneumatische Impulse oder
Lichtsignale auszusenden, die an anderer Stelle verwertet werden.
Da die Signalwandler Bestandteil der Ventilstation sind, können
sie gemeinsam mit dieser an einer Stelle plaziert werden, die
keinen nennenswerten Störeinflüssen ausgesetzt ist. Eine Einzel
plazierung am jeweiligen Überwachungsort könnte erheblich mehr
Störungen, verursacht durch Umgebungseinflüsse, hervorrufen,
speziell dann, wenn Analogsignale verarbeitet werden sollen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Bei den Steuersignalen, die einem Signalanschluß eines Signal
wandlers zugeführt werden, handelt es sich insbesondere um Überwachungssignale,
die bei der Überwachung des Betriebes fluid
betätigbarer Einrichtungen oder sonstiger Bestandteile einer
Maschine bzw. Anlage verwendbar sind. Am häufigsten wird man
Bewegungen oder Positionen von Objekten oder Fluiddrücke über
wachen. Anhand der Überwachungssignale kann die angeschlossene
elektronische Steuereinheit eine bedarfsgemäße Betätigung der
Ventile hervorrufen.
Es ist von Vorteil, wenn die Ventilstation einen modularen
Aufbau hat, so daß der Anwender nur diejenigen Bestandteile zu
installieren hat, die er auch wirklich im Einzelfall benötigt.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn Trägermodule
vorhanden sind, die mit Signalwandlern bestückt sind, und die
sich in bedarfsgemäßer Anzahl lösbar batterieähnlich an der
Ventilstation anbringen lassen. Es ist möglich, einzelne der
Trägermodule ausschließlich als Eingangsmodule oder als Ausgangs
module auszulegen, die lediglich als Eingang bzw. als Ausgang
fungierende Signalanschlüsse aufweisen. Dies vereinfacht die
Übersichtlichkeit der Gesamtanordnung. Zweckmäßig ist es ferner,
wenn ein die Ventile tragender Fluidverteiler vorgesehen ist,
der ebenfalls mehrteilig ist und sich aus mehreren Verteiler
modulen zusammensetzt, mit denen die Ventilstation bedarfsgemäß
in der gewünschten Anzahl und Reihenfolge bestückt wird. Vor
teilhaft ist in diesem Zusammenhang die Ventilstation mit einem
Ansteuerblock auszustatten, an den die Trägermodule einerseits
und die Verteilermodule andererseits angebaut werden. Als An
steuerblock kommt insbesondere eine Feldbus-Kommunikationsein
heit, eine mit einem Steuerprogramm ausgestattete elektronische
Steuereinheit oder eine Kombination von beiden in Frage.
Es ist selbstverständlich möglich, zusätzlich zu den nicht
elektrischen Ein- und/oder Ausgängen elektrische Ein- und/oder
Ausgänge vorzusehen, bei denen es sich um solche analoger und/oder
digitaler Art handeln kann. Auf diese Weise lassen sich auch
elektrische Signale einspeisen oder aussenden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der bei liegenden Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung, wobei verschiedene Möglich
keiten zur Verwendung der Signalanschlüsse aufge
zeigt sind,
Fig. 2 ein mit zwei Signalwandlern ausgestattetes Träger
modul in Stirnansicht gemäß Schnittlinie II-II
aus Fig. 1 und
Fig. 3 ein weiteres Trägermodul in einer der Fig. 2
vergleichbaren Darstellungsweise gemäß Schnitt
linie III-III aus Fig. 1, das mit anderen Typen
von Signalwandlern ausgestattet ist.
In Fig. 1 ist eine Steuereinrichtung 1 gezeigt, die beispiels
gemäß zur Ansteuerung einer fluidbetätigbaren Einrichtung 2 in
Gestalt eines pneumatischen Arbeitszylinders 3 eingesetzt wird.
Hauptbestandteil ist eine Ventilstation 4, die vereinfacht in
Draufsicht dargestellt ist. Selbige stellt eine aus mehreren
Baugruppen zusammengesetzte Einheit dar, die sich als Ganzes
transportieren, montieren oder auf sonstige Weise handhaben
läßt. Die Ventilstation 4 und die zu betätigenden Einrichtungen
2 können beliebig weit voneinander entfernt sein und stehen
über geeignete Leitungen miteinander in Verbindung. Das beson
ders vorteilhafte an einer Ventilstation 4 ist, daß von ihr aus
zentral eine Versorgung der anzusteuernden Einrichtungen mit
Betätigungsenergie möglich ist, was die Installation gesamter
Anlagen oder Maschinen erheblich vereinfacht.
Die beispielsgemäße Ventilstation 4 verfügt über einen Fluid
verteiler 5, bei dem es sich um ein einstückiges plattenähnliches
Bauteil handeln kann. Im Innern des Fluidverteilers 5 verlaufen
zentrale Fluidkanäle 6 zur Zufuhr und/oder Abfuhr des pneu
matischen Arbeitsmediums, hier Druckluft. Ein endseitig ange
flanschtes Anschlußmodul 7 erlaubt den Anschluß geeigneter
externer Druckmittelleitungen oder Schalldämpfer, die im einzel
nen nicht dargestellt sind, man erkennt jedoch die die ent
sprechenden Anschlußöffnungen bildenden Kanalmündungen 8.
Die in Fig. 1 dem Betrachter zugewandte Oberseite des Fluid
verteilers 5 bildet eine Bestückungsfläche 12, auf der eine
Mehrzahl von in der Regel als Mehrwegeventile ausgebildeten
Arbeitsventilen 13 in Längsrichtung 11 des Fluidverteilers 5
aufeinanderfolgend quer ausgerichtet angeordnet ist. Sie stehen
über nicht näher dargestellte Querkanäle des Fluidverteilers 5
mit den Fluidkanälen 6 in Verbindung.
Seitlich am Fluidverteiler 5, insbesondere in einer zur Be
stückungsfläche 12 rechtwinkelig verlaufenden Anschlußfläche
14, befinden sich mehrere Verbraucheranschlüsse 15, die über im
Fluidverteiler 5 verlaufende und nicht näher dargestellte Ver
teilerkanäle mit den Arbeitsventilen 13 kommunizieren. Jedem
Arbeitsventil 13 ist mindestens ein solcher Verbraucheranschluß 15
zugeordnet, in der Regel handelt es sich jeweils um zwei Stück.
Je nach Schaltstellung der Arbeitsventile 13 werden die zuge
ordneten Verbraucheranschlüsse 15 über die Arbeitsventile 13
zur Speisung oder Entlüftung mit dem einen oder anderen der
Fluidkanäle 6 verbunden.
Beim Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber lediglich
eine fluidbetätigbare Einrichtung 2 gezeigt, bei der es sich um
einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder 3 handelt. Er ist über
zwei Druckmittelleitungen 16 an zwei einem der Arbeitsventile
13 zugeordnete Verbraucheranschlüsse 15 angeschlossen. Je nach
Schaltstellung des betreffenden Arbeitsventils 13 läßt sich ein
Ausfahrhub, ein Einfahrhub oder der Stillstand des Kolbens 17
bzw. einer mit diesem verbundenen Kolbenstange 18 des Arbeits
zylinders 3 verursachen.
Der Fluidverteiler 5 ist an einer Arbeitsseite 22 eines An
steuerblockes 23 angeflanscht. Letzterer befindet sich also auf
der dem Anschlußmodul 7 entgegengesetzten Seite des Fluidver
teilers 5. Der Ansteuerblock 23 bildet beispielsgemäß eine
elektronische Steuereinheit 24, die einen Programmspeicher
enthält, in dem ein Steuerprogramm abgelegt ist. Bevorzugt
handelt es sich um eine speicherprogrammierbare Steuereinheit.
Über eine Schnittstelle 25 läßt sich ein nicht näher dargestellter
Computer (PC) anschließen, um die Steuereinheit 24 zu program
mieren. Mindestens eine weitere Schnittstelle 26 bildet einen Feld
busanschluß, an den über nicht näher dargestellte Busleitungen
nachgeordnete weitere Ventilstationen 4 angeschlossen werden
können, die entweder abhängig von der beispielsgemäßen Ventil
station 4 arbeiten oder über eine eigene Intelligenz in Gestalt
einer Steuereinheit verfügen.
Auch der Ansteuerblock 23 des Ausführungsbeispiels kann von
einer reinen Feldbus-Kommunikationseinheit gebildet sein, die
kein eigenes Steuerprogramm enthält. In diesem Falle wäre an
anderer Stelle eine elektronische Steuereinheit vorzusehen, die
die Steuerung übernimmt, wobei es sich um eine separate Steuer
einheit oder um eine in den Ansteuerblock 23 einer anderen
Ventilstation 4 integrierte Steuereinheit handeln kann.
Als Ansteuerblock 23 wäre auch ein reiner Verteilerblock für
elektrische Signale denkbar, in welchem Falle eine zusätzliche
Steuereinheit vorgesehen wäre, wobei die Verbindung nun nicht
über einen Feldbus sondern über Multipolleitungen erfolgen
würde.
Der Ansteuerblock 23 ist mit einer weiteren Anbaufläche ausge
stattet, die der Arbeitsseite 22 beim Ausführungsbeispiel ent
gegengesetzt ist und nachfolgend als Steuerseite 27 bezeichnet
wird. An sie ist ein Träger 28 angesetzt, an dem mindestens ein
und vorzugsweise mehrere noch zu erläuternde Signalanschlüsse
32 vorgesehen sind und der darüber hinaus mit einem oder mehreren
weiteren Signalanschlüssen 33 ausgestattet sein kann, die digi
tale und/oder analoge Ein- und/oder Ausgänge für elektrische
Steuersignale bilden. An die Signalanschlüsse 32, 33 können
insbesondere lösbar Signalleiter 34 angeschlossen werden, über
die Steuersignale ankommen und/oder ausgesandt werden. Ein
gehende Signale sind überwiegend Überwachungssignale, die Auf
schluß geben über bestimmte Betriebszustände von anzusteuernden
Einrichtungen 2 oder von sonstigen Parametern, deren Kenntnis
für die Ansteuerung einer insbesondere fluidbetätigbaren Ein
richtung 2 benötigt werden.
Jedem Arbeitsventil 13 ist ein elektrisch betätigbarer Ventil
antrieb 35 zugeordnet, der insbesondere unmittelbar an das
betreffende Arbeitsventil 13 angebaut ist. Bevorzugt handelt es
sich dabei um Magnetventile, die mindestens einen Elektromagneten
enthalten. Ihre elektrischen Betätigungssignale erhalten sie
über mindestens einen elektrischen Leiter 36, der insbesondere
innerhalb eines Gehäuses in Längsrichtung des Fluidverteilers 5
verläuft, in das die Ventilantriebe 35 elektrischen Zugriff
haben. Besagtes Gehäuse kann separat ausgebildet sein, bevor
zugt ist es jedoch unmittelbar vom Fluidverteiler 5 gebildet,
der geeignete Leiterkanäle enthalten kann. Die elektrischen
Leiter 36 sind an den Ansteuerblock 23 angeschlossen, von wo
aus die Betätigungssignale kommen, die unter Berücksichtigung
insbesondere der an den Signalanschlüssen 32, 33 anliegenden
Steuersignale erzeugt werden.
Die Ventilstation 4 des Ausführungsbeispiels verfügt über mehrere
Signalanschlüsse 32, die den Eingang 32′ jeweils eines Signal
wandlers 37 bilden, der Bestandteil der Ventilstation 4 ist. Des
weiteren sind Signalanschlüsse 32 vorhanden, die den Ausgang
32′′ jeweils eines Signalwandlers 38 bilden, der ebenfalls zur
Ventilstation 4 gehört. Die Signalwandler 37 wandeln am zuge
ordneten Eingang 32′ eingehende nicht-elektrische Steuersignale
in elektrische Signale um, die die elektronische Steuereinheit
24 verarbeiten kann. Die mit einem Ausgang 32′ kommunizierenden
Signalwandler 38 sind in der Lage, von der Steuereinheit 24
kommende elektrische Signale in nicht-elektrische Steuersignale
umzuwandeln, die am zugeordneten Ausgang 32′ abgenommen werden
können.
Auf diese Weise erübrigt sich in Fällen, in denen Steuersignale
auf nicht-elektrischen Vorgängen basieren, eine elektrische
Verdrahtung hin zu dem zu überwachenden Objekt. Wollte man
einen bestimmten Druck in einem Druckbehälter oder in einem
Arbeitszylinder überwachen, so müßte man ohne die integrierte
erfindungsgemäße Lösung an besagtem Druckbehälter oder Arbeits
zylinder einen Signalwandler installieren, der als Drucksensor
fungiert und die Drucksignale in ein elektrisches Signal um
wandelt, das anschließend über elektrische Leitungen an einen
analogen Eingang der Ventilstation herangeführt wird. Im vor
liegenden Falle ist ein derartiger Signalwandler 37′, der in der
Lage ist, Fluiddruck-Steuersignale in elektrische Signale umzu
wandeln, unmittelbarer Bestandteile der Ventilstation 4, so daß
als Signalleiter 34 nur noch einfach verlegbare Druckmittellei
tungen 39 - starre Leitungen, Schläuche, sonstige Druckmittel
kanäle enthaltende Bauteile - verlegt werden müssen. Dies ist
aus Fig. 1 und 3 ersichtlich. Das vom Signalwandler 37′
aus Drucksignalen erzeugte elektrische Signal wird über mindes
tens einen elektrischen Leiter 43 in den Ansteuerblock 23 ge
leitet, wobei die notwendigen elektrischen Leiter 43 zweckmäßiger
weise im Innern des Trägers 28 verlaufen.
Als weiteres Ausstattungsbeispiel ist bei der Ventilstation 4
wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ein Signalwandler 37′′ vorge
sehen, der in der Lage ist, am Eingang 32′ anliegende optische
Steuersignale in elektrische Signale umzuwandeln, die ebenfalls
über elektrische Leiter 43 zum Ansteuerblock 23 geführt werden.
In diesem Falle können die Signalleiter 34 als Lichtleiter 44
ausgeführt sein, die eine optische Objekterfassung ermöglichen
und sich sehr leicht verlegen lassen. Auf diese Weise lassen
sich beispielsweise Reflex-Lichtschranken verwirklichen.
In entsprechender Weise lassen sich an den Ausgängen 32′′ Druck
signale oder optische Signale abnehmen, wenn die zugeordneten
Signalwandler 38 in der Lage sind, über elektrische Leiter 45
vom Ansteuerblock 23 erhaltene elektrische Signale in zum Bei
spiel pneumatische Drucksignale (Signalwandler 38′) oder in
optische Signale (Signalwandler 38′′) umzuwandeln. Die elek
trischen Leiter 45 sind zweckmäßigerweise entsprechend den
elektrischen Leitern 43 verlegt.
Es versteht sich, daß man die Signalanschlüsse 32 zweckmäßiger
weise so ausbildet, daß man die entsprechenden Druckmittel
leiter 39 oder Lichtleiter 44 problemlos lösbar anschließen
kann.
Die Ventilstation 4 des Ausführungsbeispiels kann auch ankommende
elektrische Steuersignale verarbeiten. Diese werden in die
weiteren Signalanschlüsse 33 eingespeist, denen kein Signal
wandler zugeordnet ist, und die die Steuersignale verstärkt
oder unverstärkt in ihrer Eigenschaft als elektrische Signale
über geeignete elektrische Leiter an den Ansteuerblock 23 weiter
geben. Auf diese Weise können insbesondere elektrische Steuer
signale von kapazitiven, induktiven oder auf Reed-Kontakt-Basis
arbeitenden Sensoren 46 bearbeitet werden.
Es versteht sich, daß die Ventilstation 4 mit einer beliebigen
Anzahl der erläuterten Signalanschlüsse 32 beliebiger Art ausge
stattet sein kann. Möglich wäre es insbesondere, die Ventil
station 4 nur mit solchen Signalwandlern zu bestücken, die in
der Lage sind, nicht-elektrische Eingangssignale in elektrisch
weiterverarbeitbare Signale umzuwandeln. Der Regelfall dürfte
allerdings sein, daß zusätzlich zumindest wenigstens ein weiterer
Signalanschluß 33 vorhanden ist, der ohne vorherige Signalwand
lung elektrische Signale empfangen oder abgeben kann.
Die beispielsgemäße Ventilstation 4 hat einen modularen Aufbau.
Dies gestattet es dem Anwender, den Ausstattungsumfang an den
Bedarf anzupassen und erforderlichenfalls spätere Erweiterungen
vorzunehmen.
Der modulare Aufbau zeigt sich zunächst darin, daß sich der
Träger 28 vorzugsweise aus mehreren einzelnen Trägermodulen 47
zusammensetzt, die lösbar miteinander verbunden sind. Beispiels
gemäß handelt es sich um blockähnliche Trägermodule 47, die in
einer Reihe aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei das erste
Trägermodul 47′ am Ansteuerblock 23 befestigt ist und sich die
übrigen Trägermodule 47 an der dem Ansteuerblock 23 entgegenge
setzten Stirnseite an das Trägermodul 47′ anschließen. Jedes
Trägermodul 47 kann mit einem oder mehreren Signalanschlüssen 32
und mit einem oder mehreren der Signalwandler 37, 38 bestückt
sein. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Signalwandler 37, 38
im Innern des zugeordneten Trägermoduls 47 geschützt aufgenommen
sind, insbesondere derart, daß nur noch der zugeordnete Signal
anschluß 32 sichtbar und zugänglich ist.
Die elektrische Verknüpfung zwischen den einzelnen Trägermodulen
47 und dem Ansteuerblock 23 erfolgt zweckmäßigerweise derart,
daß innerhalb jedes Trägermoduls 47 Abschnitte der elektrischen
Leiter 43, 45 ausgebildet sind, die sich zu einem Leitungsstrang
zusammenstecken lassen, wobei an den Unterteilungsstellen zwischen
unmittelbar benachbarten Trägermodulen 47 geeignete Steckver
binder 48 vorgesehen sind, die beim Aneinanderansetzen benach
barter Trägermodule 47 insbesondere automatisch miteinander in
Eingriff gelangen.
Es ist möglich, einzelne der Trägermodule 47 ausschließlich als
Eingangsmodule 49 oder als Ausgangsmodule 50 auszubilden, deren
Signalanschlüsse 32, 33 ausschießlich als Eingänge oder als Aus
gänge ausgebildet sind. Möglich ist es ferner, mindestens ein
Trägermodul vorzusehen, das ausschließlich über solche Signalan
schlüsse 32 verfügt, denen ein Signalwandler 37, 38 zugeordnet
ist, wobei die entsprechenden Signalwandler in das betreffende
Trägermodul integriert sind, wie dies die Fig. 2 und 3 ver
mitteln. Dort ist allerdings die auch mögliche Mischung gezeigt,
wonach mindestens ein Trägermodul 47 ausschließlich gleichartige
Signalwandler 37, 38 enthält, die sich nur in der Belegung hin
sichtlich Ausgang und Eingang unterscheiden. Es ist ersichtlich,
daß jedwede Kombinationen möglich sind, um einen möglichst
flexiblen Aufbau der Ventilstation zu ermöglichen.
Zu dem flexiblen Aufbau trägt beim Ausführungsbeispiel auch bei,
daß sich der Fluidverteiler 5 aus mehreren Verteilermodulen 54
zusammensetzt, die entsprechend den Trägermodulen 47 in einer
Reihe aufeinanderfolgend angeordnet sind, und die jeweils min
destens eines der Arbeitsventile 13 tragen. Beim Ausführungsbei
spiel ist jedes Verteilermodul 54 mit zwei Arbeitsventilen 13
bestückt. Das erste Verteilermodul 54′ sitzt unmittelbar am
Ansteuerblock 23, die weiteren Verteilermodule 54 schließen
sich an der dem Ansteuerblock 23 entgegengesetzten Stirnseite
an das erste Verteilermodul 54′ an. Es versteht sich, daß in
diesem Falle die Fluidkanäle 6 wie auch der mindestens eine
elektrische Leiter 36 in einzelne Abschnitte unterteilt sein
können, die im jeweiligen Verteilermodul 54 verlaufen und sich
im zusammengesetzten Zustand der Verteilermodule 54 zu einem
fortlaufenden Strang ergänzen.
Es liegt somit insgesamt eine Ventilstation oder Ventilinsel
vor, die einen äußerst modularen Aufbau hat. Die Bestückung
kann der jeweiligen Aufgabe angepaßt und nachträglich geändert
werden. Der Ansteuerblock 23 beinhaltet zweckmäßigerweise die
zentrale Ansteuerelektronik, die insbesondere als Feldbus-Kom
munikationseinheit (Feldbusknoten) oder als elektronische Steuer
einheit (Steuerknoten) zur Programmierung ausgebildet sein
kann. Auf der einen Seite des Ansteuerblockes 23 lassen sich
ventilbestückte Verteilermodule 54 anordnen, wobei man bei
Bestückung mit Pneumatikventilen insgesamt von Pneumatikmodulen
sprechen könnte, die sich aus einer Grundeinheit in Gestalt des
Trägermodules 47 und dem bzw. den darauf sitzenden Arbeits
ventilen zusammensetzt. Die elektrische Ansteuerung der Elektro
magneten der Ventilantriebe 35 erfolgt über den Ansteuerblock
23.
Auf der den Trägermodulen 47 entgegengesetzten Seite des An
steuerblockes 23 können verschiedene Steuermodule angeordnet
werden, deren Reihenfolge und Ausgestaltung frei wählbar ist,
so daß man sowohl reine Eingangsmodule und Ausgangsmodule oder
aber kombinierte Ein- und Ausgangsmodule verwenden kann.
Durch die Integration von Signalwandlern 37, 38 in die Ventil
station bzw. Ventilinsel ergibt sich eine Reduktion der Kosten
und eine einfache Installation für den Anwender bei gleich
zeitig verringerter Störproblematik. Signalwandler 37, bei
denen der oder die vorhandenen Signalanschlüsse 32, 32′ als
Eingang fungieren, können praktisch einen auf nicht-elektrischer
Basis arbeitenden Sensor enthalten, beispielsweise einen Druck
sensor oder einen optischen Sensor, wobei dann nur noch ein
nicht-elektrischer Signalleiter zur Überwachungsstelle zu ver
legen ist und im Signalwandler 37 selbst die Umwandlung in von
der Steuereinheit 24 verarbeitbare elektrische Signale erfolgt.
Da Signalwandler regelmäßig auch elektrische Versorgungsenergie
benötigen, um betrieben werden zu können, spart man nicht nur
elektrische Signalleiter, die durch die nicht-elektrischen ersetzt
werden, sondern auch elektrische Versorgungsleitungen, die
nunmehr ebenfalls in den Träger 28 integriert sein können.
Claims (15)
1. Steuereinrichtung zur Verwendung im Zusammenhang mit
fluidbetätigbaren Einrichtungen, beispielsweise Arbeitszylindern,
mit einer Ventilstation, die mehrere Ventile sowie diesen zuge
ordnete, unter Mitwirkung einer elektronischen Steuereinheit
elektrisch betätigbare Ventilantriebe enthält, und die mit
mindestens einem Signalanschluß für einen von der Ventilstation
wegführenden Signalleiter ausgestattet ist, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Signalanschluß (32) der Eingang (32′)
und/oder Ausgang (32′′) eines Signalwandlers (37, 38) ist, der
Bestandteil der Ventilstation (4) ist, und der eingehende nicht
elektrische Steuersignale in von der Steuereinheit (24) verar
beitbare elektrische Signale umwandelt und/oder der von der
Steuereinheit (24) beeinflußte elektrische Signale in ausgehende
nicht-elektrische Steuersignale umwandelt.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Signalwandler (37, 37′; 38, 38′) zur
Umwandlung zwischen Fluiddruck-Steuersignalen und elektrischen
Signalen ausgebildet ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Signalwandler (37, 37′; 38, 38′)
zur Umwandlung zwischen pneumatischen Steuersignalen und elek
trischen Signalen ausgebildet ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein als Fluidleitung (39) ausgebildeter
Signalleiter (34) unmittelbar an den Signalanschluß (32) des
zugeordneten Signalwandlers (37, 37′; 38, 38′) angeschlossen
ist.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Signalwandler (37,
37′′; 38, 38′′) zur Umwandlung zwischen optischen Steuersignalen
und elektrischen Signalen vorgesehen ist.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein als Lichtleiter (44) ausgebildeter
Signalleiter (34) unmittelbar am Signalanschluß (32, 32′, 32′′)
des zugeordneten Signalwandlers (37, 37′; 38, 38′) angeschlossen
ist.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die einem als Eingang (32′) fun
gierenden Signalanschluß (32) zugeleiteten Steuersignale Überwachungssignale
sind.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Signalwandler (37,
38) in oder an einem lösbar an der Ventilstation (4) festleg
baren Trägermodul (47) angeordnet ist.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß mehrere Trägermodule (47) in Reihe aufeinanderfolgend
an der Ventilstation (4) festlegbar sind.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Trägermodul (47) ein ausschließlich
mit als Ausgänge (32′) ausgebildeten Signalanschlüssen (32)
bestücktes Ausgangsmodul (50) ist.
11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Trägermodul (47) ein
ausschließlich mit als Eingänge (32′) ausgebildeten Signalan
schlüssen (32) bestücktes Eingangsmodul (49) ist.
12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Trägermodule (47) aufein
anderfolgend an einer Steuerseite (27) eines Ansteuerblockes
(23) anbaubar sind, der insbesondere als Feldbus-Kommunikations
einheit und/oder als mit einem insbesondere programmierbaren
Programmspeicher ausgestattete elektronische Steuereinheit (24)
ausgebildet ist, und der mit den Signalwandlern (37, 38) kommu
niziert.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (13) auf einem Fluid
verteiler (5) angeordnet sind, der sich zweckmäßigerweise aus
mehreren, jeweils mit mindestens einem Ventil (13) bestückten
Verteilermodulen (54) zusammensetzt.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13 in Verbindung mit
Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidverteiler (5)
auf der den Trägermodulen (47) entgegensetzten Seite des Ansteuer
blockes (23) angeordnet ist.
15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstation (4) mit weiteren
Signalanschlüssen (33) versehen ist, die digitale und/oder
analoge Ein- und/oder Ausgänge für elektrische Steuersignale
bilden.
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Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FESTO AG & CO, 73734 ESSLINGEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |