Claims (12)
G 16 040 - ledr 03. August 1992G 16 040 - ledr 03 August 1992
Festo KGFesto KG
Ruiter Strasse 82Ruiterstrasse 82
7300 Esslingen
107300 Esslingen
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Elektro-pneumatische SteuereinrichtungElectro-pneumatic control device
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine elektro-pneumatische Steuereinrichtung,
mit einer nach Art einer Baugruppe ausgebildeten Ventilstation, die einen mit einer Mehrzahl von Ventilen bestückten
Fluidverteiler sowie elektrisch betätigbare Ventilantriebe enthält, und mit einer die elektrischen Betätigungssignale für die
Ventilantriebe liefernden zentralen elektronischen Steuereinheit. The invention relates to an electro-pneumatic control device,
with a valve station designed in the manner of an assembly, which contains a fluid distributor equipped with a plurality of valves as well as electrically actuated valve drives, and with a central electronic control unit that supplies the electrical actuation signals for the valve drives.
Steuereinrichtungen dieser Art finden sich schon seit längerem im Lieferprogramm der Anmelderin. Die baugruppenahnlichen Ventilstationen
tragen dabei die Bezeichnung "Ventilinsel" oder "Installationsinsel" und umfassen einen plattenähnlichen Fluidverteiler,
der mit Mehrwegeventilen bestückt ist. Die Betätigung dieser Mehrwegeventile erfolgt über elektrisch betätigbare Ventilantriebe,
die regelmäßig von Elektromagneten oder Magnetven-Control devices of this type have been part of the applicant's product range for some time. The assembly-like valve stations
are called "valve island" or "installation island" and include a plate-like fluid distributor,
which is equipped with multi-way valves. These multi-way valves are operated via electrically operated valve drives,
which are regularly operated by electromagnets or solenoid valves.
tilen gebildet sind. Da die Ventilstation als einheitlich handhabbare
Einheit ausgebildet ist, läßt sie sich günstig in unmittelbarer Nähe der zu steuernden Maschine anbringen, so daß sich
kurze pneumatische Leitungswege zwischen den Mehrwegeventilen und den anzutreibenden Einrichtungen, beispielsweise Arbeitszylinder,
ergeben. Die Betätigungssignale für die Ventilantriebe liefert eine zentrale elektronische Steuereinheit, die in einem
Schaltschrank untergebracht ist, der an einer für den Bediener günstigen Stelle angeordnet ist. Der Signalübertragung dienen
dabei entsprechende Kabel, die zwischen der zentralen Steuereinheit und der jeweiligen Ventilstation verlegt sind. Eine ähnliche
Anordnung geht auch aus der DE 30 42 205 C2 hervor.valves. Since the valve station is designed as a uniformly manageable unit, it can be conveniently installed in the immediate vicinity of the machine to be controlled, so that short pneumatic lines are created between the multi-way valves and the devices to be driven, for example working cylinders. The actuation signals for the valve drives are provided by a central electronic control unit, which is housed in a control cabinet that is located in a convenient location for the operator. The signals are transmitted using appropriate cables that are laid between the central control unit and the respective valve station. A similar arrangement can also be found in DE 30 42 205 C2.
Die Installation der zentralen elektronischen Steuereinheit ist bisher sehr aufwendig und erfordert umfangreiche Verdrahtungen
in einem Schaltschrank. Vor allem, wenn lediglich kleinere Automatisierungsaufgaben
zu bewältigen sind, ist der notwendige Installationsaufwand unverhältnismäßig groß. Sofern nur kleinere
Maschineneinheiten oder einzelne Maschinenstationen zu steuern sind, verwendet man deshalb bisher meist noch konventionelle
Einrichtungen ohne Ventilstationen.The installation of the central electronic control unit is currently very complex and requires extensive wiring in a control cabinet. The installation effort required is disproportionately high, especially if only smaller automation tasks are to be carried out. If only smaller machine units or individual machine stations are to be controlled, conventional devices without valve stations are usually used.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Automatisierung auch kleinerer Anlagen oder Maschinenstationen mit
verhältnismäßig geringem Aufwand ermöglicht.It is the object of the present invention to create a control device of the type mentioned at the outset, which enables the automation of even smaller systems or machine stations with relatively little effort.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß die zentrale Steuereinheit als Steuerblock ausgebildet ist, der einen unmittelbaren
Bestandteil der baugruppenartigen Ventilstation bildet. 5To solve the problem, the central control unit is designed as a control block, which forms a direct component of the module-like valve station. 5
Auf diese Weise entfällt eine zentrale elektronische Steuereinheit,
die separat steht und aufwendig mit den vorhandenen Ventilstationen zu verknüpfen ist. Vielmehr ist die zentrale elektronische
Steuereinheit in einem kompakten Steuerblock zusammengefaßt, der einen mit der Ventilstation fest verbundenen Baustein
darstellt und deshalb ein Baugruppenteil der Ventilstation bildet. Der Installationsort der Ventilstation ist also gleichzeitig
der Installationsort der zentralen Steuereinheit. Verständlicherweise reduziert dies die notwendigen Verdrahtungen
beträchtlich. Der Steuerblock kann einstückig in die Ventilstation integriert sein, kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß
er sich bei Bedarf von der Ventilstation abnehmen läßt. Letzteres ermöglicht einen raschen Austausch im Falle von Funktionsstörungen. Man kann nun auch kleineren Anlagen oder Maschinen-
0 Stationen auf kostengünstige Weise eine kompakte Ventilstation zuordnen, die in sich die zentrale elektronische Steuereinheit
vereinigt.This eliminates the need for a central electronic control unit, which is separate and difficult to connect to the existing valve stations. Instead, the central electronic control unit is combined in a compact control block, which is a component that is firmly connected to the valve station and therefore forms part of the valve station assembly. The installation location of the valve station is therefore also the installation location of the central control unit. Understandably, this considerably reduces the amount of wiring required. The control block can be integrated into the valve station as a single piece, but can also be designed so that it can be removed from the valve station if necessary. The latter enables rapid replacement in the event of malfunctions. It is now possible to cost-effectively allocate a compact valve station to smaller systems or machine stations, which combines the central electronic control unit in itself.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran-5 Sprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the invention are listed in the subclaims.
Der Steuerblock der Ventilstation kann ein elektronisches Festprogramm
enthalten, das auf die Anzahl der bestückten Ventile und die zu lösenden Steuerungsaufgaben speziell abgestimmt ist.The control block of the valve station can contain a fixed electronic program that is specifically tailored to the number of valves fitted and the control tasks to be solved.
-A--A-
Eine derartige Lösung ist besonders kostengünstig. Einen variableren
Einsatz läßt jedoch ein programmierbarer Steuerblock zu, der eine Anpassung des Steuerprogrammes vor Ort an die zu
lösenden Steuerungsaufgaben ermöglicht. 5Such a solution is particularly cost-effective. However, a more variable use is possible with a programmable control block, which enables the control program to be adapted on site to the control tasks to be solved. 5
Um die Programmierung zu ermöglichen, kann insbesondere an dem
Steuerblock eine Schnittstelle vorgesehen sein, die den Anschluß eines Personalcomputers ermöglicht. Dieser gestattet eine einfache
Programmierung, eine problemlose Inbetriebnahme im On-Line-Betrieb oder aber eine Dokumentation von Programmlisten
oder dergleichen.To enable programming, an interface can be provided on the control block in particular, which allows a personal computer to be connected. This allows simple programming, problem-free commissioning in online operation or documentation of program lists or the like.
Zweckmäßigerweise verfügt der Steuerblock auch über eine Schnittstelle für den Anschluß eines Anzeige- und/oder Bediengerätes,
die zweckmäßigerweise mit derjenigen für den Computer identisch ist. Sobald die Steuereinrichtung eingerichtet ist,
läßt sich der Computer durch das Anzeige- und/oder Bediengerät ersetzen, über das nunmehr die Bedienung der Ventilstation erfolgt.
The control block also conveniently has an interface for connecting a display and/or control device,
which is conveniently identical to that for the computer. As soon as the control device is set up,
the computer can be replaced by the display and/or control device, which is then used to operate the valve station.
Es ist möglich, mehrere der erfindungsgemäßen Ventilstationen
insbesondere über einen Feldbus zusammenzuschalten. Der Steuerblock einer dieser Ventilstationen kann in diesem Falle eine sogenannte
Master-Steuereinheit bilden, die die übrigen Steuerblocke beherrscht. Dennoch können die abhängigen Steuerblöcke
jederzeit autark betrieben werden, insbesondere zu Wartungs-, Umrüst- und Instandhaltungszwecken.It is possible to interconnect several of the valve stations according to the invention, in particular via a field bus. In this case, the control block of one of these valve stations can form a so-called master control unit that controls the other control blocks. Nevertheless, the dependent control blocks can be operated independently at any time, in particular for maintenance, conversion and servicing purposes.
Möglich ist es auch, Steuerblocklose Ventilstationen an die mit dem Steuerblock ausgestattete Ventilstation anzuschließen, was
wiederum zweckmäßigerweise über einen Feldbus erfolgt, wobei eine jeweilige der Steuerblocklosen Ventilstationen mit einer
Feldbus-Kommunikationseinheit ausgestattet ist. Wie im vorgenannten Falle liegt auch hier ein sogenannter Master vor, der
abhängige Stationen, sogenannte Slaves, steuert. Bei kompaktem Aufbau der Steuereinrichtung lassen sich dadurch Automatisierungsaufgaben
wirtschaftlich lösen.It is also possible to connect valve stations without a control block to the valve station equipped with the control block, which is again conveniently done via a field bus, whereby each of the valve stations without a control block is equipped with a field bus communication unit. As in the above case, there is also a so-called master here that controls dependent stations, so-called slaves. With a compact design of the control device, automation tasks can be solved economically.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine erste Bauform der Steuereinrichtung in perspektivischer
Schemadarstellung, wobei u.a. eine mit einem Steuerblock ausgestattete Ventilstation
gezeigt ist,Figure 1 shows a first design of the control device in a perspective schematic representation, showing, among other things, a valve station equipped with a control block,
Figur 2 eine Steuereinrichtung mit mehreren untereinander verknüpften, jeweils einen Steuerblock enthaltenden
Ventilstationen, von denen eine die Hauptbzw. Master-Funktion innehat, undFigure 2 shows a control device with several interconnected valve stations, each containing a control block, one of which has the main or master function, and
Figur 3 eine weitere Ausgestaltung der Steuereinrichtung, wobei an eine mit einem Steuerblock ausgestattete
Ventilstation mehrere Steuerblocklose Ventilstationen angeschlossen sind.Figure 3 shows a further embodiment of the control device, wherein several valve stations without a control block are connected to a valve station equipped with a control block.
Die in Figur 1 gezeigte elektro-pneumatische Steuereinrichtung verfügt über eine baugruppenähnliche Ventilstation 2. Letzere
enthält eine Grundplatte 3, die u.a. einen Fluidverteiler 4 für ein Pneumatikmedium bildet. Man erkennt einen im Innern des
Fluidverteilers 4 verlaufenden zentralen Speisekanal 5 sowie beispielsgemäß zwei zentrale Entlüftungskanäle 6, 7. Über diese
erfolgt die Zufuhr und/oder Abfuhr des Druckmittels. Über nicht näher gezeigte Zweigkanäle münden die genannten Kanäle 5, 6, 7
an einer Bestückungsfläche 8 des Fluidverteilers 4 aus, wo letzterer
mit einer Mehrzahl von als Mehrwegeventile ausgebildeten Ventilen 12 bestückt ist. Diese Ventile 12 kommunizieren über
die genannten Zweigkanäle mit dem Speisekanal 5 und den Entlüftungskanälen 6, 7. An den Ventilen 12 vorgesehene Anschlußmittel
13 erlauben das Anschließen von Druckmittelleitungen 14, die zu druckmittelbetätigbaren Arbeitseinrichtungen 15 führen. Der besseren
Übersichtlichkeit wegen ist in Figur 1 nur eine Arbeitseinrichtung 15 repräsentativ gezeigt, die von einem Arbeitszy-
linder gebildet ist. Durch geeignetes Schalten der Ventile 12 wird die Druckmittelversorgung der Arbeitseinrichtungen 15 gesteuert,
so daß diese in der gewünschten Weise betätigt werden.The electro-pneumatic control device shown in Figure 1 has a valve station 2 similar to an assembly. The latter contains a base plate 3, which forms, among other things, a fluid distributor 4 for a pneumatic medium. A central feed channel 5 running inside the fluid distributor 4 can be seen, as well as two central vent channels 6, 7, for example. The pressure medium is supplied and/or removed via these. The channels 5, 6, 7 open out via branch channels (not shown in detail) at an assembly surface 8 of the fluid distributor 4, where the latter is equipped with a plurality of valves 12 designed as multi-way valves. These valves 12 communicate via the branch channels mentioned with the feed channel 5 and the vent channels 6, 7. Connection means 13 provided on the valves 12 allow the connection of pressure medium lines 14 that lead to pressure medium-operated working devices 15. For the sake of better clarity, only one working device 15 is shown representatively in Figure 1, which is formed by a working cylinder. By switching the valves 12 appropriately, the pressure medium supply to the working devices 15 is controlled so that they are operated in the desired manner.
Um die Ventile in der gewünschten Weise schalten zu können, ist jedem von ihnen ein elektrisch betätigbarer Ventilantrieb 16 zugeordnet.
Letzterer ist beispielsgemäß fest mit dem zugehörigen Ventil 12 verbunden und insbesondere an mindestens einer Stirnseite
dessen Ventilgehäuses 17 befestigt. Auf diese Weise sind auch die Ventilantriebe 16 fest mit der Grundplatte 3 verbunden.In order to be able to switch the valves in the desired manner, an electrically actuated valve drive 16 is assigned to each of them.
The latter is, for example, firmly connected to the associated valve 12 and in particular fastened to at least one end face of its valve housing 17. In this way, the valve drives 16 are also firmly connected to the base plate 3.
Natürlich ist es auch möglich, die Ventilantriebe 16 alternativ
oder zusätzlich über geeignete Befestigungsmittel insbesondere lösbar an der Grundplatte 3 festzulegen.Of course, it is also possible to fix the valve drives 16 alternatively
or additionally to the base plate 3 using suitable fastening means, in particular detachably.
Die für die Betätigung der Ventilantriebe 16 notwendigen elektrischen
Betätigungssignale liefert eine zentrale elektronische Steuereinheit 18, die vorzugsweise als Steuerblock 19 ausgebildet
ist und einen Baugruppenteil der Ventilstation 2 bildet. Der Steuerblock 19 ist ein unmittelbarer Bestandteil oder Baustein
der Ventilstation 2 und als solcher fest mit dieser verbunden. Bei einer Handhabung der Ventilstation 2, beispielsweise um sie
an einer geeigneten Einsatzstelle zu installieren, wird somit der Steuerblock 19 automatisch in die Handhabung eingeschlossen.
Es ist nicht notwendig, aufwendige Signalleitungen zwischen einer entfernt angeordneten zentralen Steuereinheit und der Ventilstation
2 zu verlegen, da die zentrale Steuereinheit 18 praktisch einen festen Bestandteil der Ventilstation 2 darstellt.The electrical actuation signals required for actuating the valve drives 16 are provided by a central electronic control unit 18, which is preferably designed as a control block 19 and forms part of the assembly of the valve station 2. The control block 19 is a direct component or component of the valve station 2 and as such is firmly connected to it. When handling the valve station 2, for example to install it at a suitable location, the control block 19 is automatically included in the handling. It is not necessary to lay complex signal lines between a remotely located central control unit and the valve station 2, since the central control unit 18 is practically a fixed component of the valve station 2.
Es wäre zwar prinzipiell möglich, den Steuerblock 19 unmittelbar in die Ventilstation 2 und insbesondere in die Grundplatte 3 zu
integrieren. Von Vorteil ist jedoch das gezeigte Ausführungsbeispiel, bei dem der Steuerblock 19 lösbar an der Grundplatte 3
befestigt ist, so daß er sich bei Bedarf, beispielsweise zur Behebung von Funktionsstörungen, problemlos abnehmen läßt.
25In principle, it would be possible to integrate the control block 19 directly into the valve station 2 and in particular into the base plate 3. However, the embodiment shown is advantageous, in which the control block 19 is detachably attached to the base plate 3, so that it can be easily removed if necessary, for example to remedy malfunctions.
25
Es ist von Vorteil, wenn auch der Steuerblock 19 auf der gleichen Bestückungsfläche 8 wie die Ventile 12 angeordnet ist. Beispielsgemäß
sind die Ventile 12 batterieartig aufgereiht, wobei ihre Längsachsen rechtwinklig zur Reihenrichtung verlaufen, undIt is advantageous if the control block 19 is also arranged on the same mounting surface 8 as the valves 12. For example,
the valves 12 are arranged in a battery-like manner, with their longitudinal axes running at right angles to the row direction, and
wobei sich der Steuerblock 19 im Bereich einer Stirnseite der Ventilreihe befindet.wherein the control block 19 is located in the area of one end face of the valve row.
Die Ventilantriebe 16 werden elektrisch über Betätigungssignale betätigt, die der Steuerblock 19 liefert. Infolge der kompakten
Zusammenfassung in einer einzigen Ventilstation ergeben sich dabei sehr kurze Signalwege. Da ferner die örtliche Zuordnung zwischen
den Ventilantrieben 16 und dem Steuerblock 19 unveränderlich ist, können die schematisch gestrichelt angedeuteten und
der Signalübertragung dienenden elektrischen Leiter 23 problemlos wie die Fluidkanäle in die Grundplatte 3 integriert sein.
Die elektrischen Leiter 23 können hierbei Bestandteil einer Leiterplatte sein, es kann sich auch um einzelne Drähte handeln,
die in eines oder mehrere Kabel integriert sein können. Man wird zweckmäßigerweise in der Grundplatte 3 einen geeigneten Hohlraum
vorsehen, in dem sich die elektrischen Leiter 23 verlegen lassen. Es wäre möglich, den Anschluß der elektrischen Leiter 2 3 an
den Steuerblock 19 und an die Ventilantriebe 16 über Steckeinrichtungen vorzunehmen. Letztere können so gestaltet sein, daß
beim Bestücken der Grundplatte 3 mit den Ventilantrieben 16 und/oder mit dem Steuerblock 19 die erforderlichen elektrischen
Verbindungen automatisch hergestellt werden.The valve drives 16 are electrically operated via actuation signals provided by the control block 19. The compact combination in a single valve station results in very short signal paths. Furthermore, since the spatial allocation between the valve drives 16 and the control block 19 is unchangeable, the electrical conductors 23, which are indicated schematically in dashed lines and serve to transmit signals, can be easily integrated into the base plate 3 like the fluid channels. The electrical conductors 23 can be part of a circuit board, or they can be individual wires that can be integrated into one or more cables. It is advisable to provide a suitable cavity in the base plate 3 in which the electrical conductors 23 can be laid. It would be possible to connect the electrical conductors 23 to the control block 19 and to the valve drives 16 using plug-in devices. The latter can be designed in such a way that
when the base plate 3 is fitted with the valve drives 16 and/or the control block 19, the required electrical
connections are established automatically.
In Figur 1 ist strichpunktiert eine Plattenerweiterung 24 gezeigt,
die vorgesehen sein kann, wenn die Ventilstation 2 mit Überwachungseinrichtungen 25 zusammenarbeiten soll. Eine derartige
Überwachungseinrichtung 25 ist beispielsgemäß als Sensor gezeigt, der an der Arbeitseinrichtung 15 angeordnet ist und in
Abhängigkeit von der Stellung deren Abtriebsteiles 26 ein SignalIn Figure 1, a plate extension 24 is shown in dash-dotted lines,
which can be provided if the valve station 2 is to work together with monitoring devices 25. Such a
monitoring device 25 is shown, for example, as a sensor which is arranged on the working device 15 and, depending on the position of its output part 26, sends a signal
verursacht. Dieses Signal wird dann über nicht näher gezeigte
elektrische Leiter der Ventilstation 2 an den Steuerblock 19 und/oder an die Ventilantriebe 16 übermittelt. Der Steuerblock
19 kann damit bei der Ansteuerung der Ventilantriebe 16 den Betriebszustand der angeschlossenen Arbeitseinrichtungen 15 berücksichtigen.
Beispielsgemäß sind mehrere Anschlußmittel 27 an der Plattenerweiterung 24 angedeutet, die das Anschließen von
Signalübertragungsleitungen 28 ermöglichen, die von den Überwachungseinrichtungen
25 kommen.This signal is then transmitted to the control block 19 and/or to the valve drives 16 via electrical conductors of the valve station 2 (not shown in detail). The control block 19 can therefore take into account the operating state of the connected work devices 15 when controlling the valve drives 16. As an example, several connection means 27 are indicated on the plate extension 24, which enable the connection of signal transmission lines 28 that come from the monitoring devices 25.
Im betriebsbereiten Zustand ist in dem Steuerblock 19 ein Steuerungsprogramm
enthalten, das die verschiedenen, für die Betätigung der Ventilantriebe 16 zu berücksichtigenden Parameter enthält.
Es kann sich um ein herstellerseitig fest vorgegebenes Festprogramm handeln, das vom Anwender nicht geändert werden
kann. Diese Lösung bietet sich für die Ansteuerung von Kleinstanlagen an. Wesentlich variabler ist allerdings die bei den Ausführungsbeispielen
gewählte Variante, bei der der Steuerblock programmierbar ist und mit einem variabel programmierbaren
Steuerungsprogramm ausgestattet ist. Die Programmierung erfolgt an Ort und Stelle, insbesondere nachdem die Ventilstation am
Einsatzort fest installiert ist und die notwendigen elektrischen und fluidischen Verbindungen hergestellt sind. Am Steuerblock
ist mindestens eine Schnittstelle 33 vorgesehen, an die sich über ein strichpunktiert angedeutetes Verbindungskabel 34 ein
Computer 35 zumindest vorübergehend anschließen läßt. Bei letzterem
kann es sich um einen handelsüblichen Personalcomputer handeln. Mit dem Computer 35 läßt sich die Software des Steuerblockes
19 anwenderspezifisch vor Ort programmieren und bei Be-When ready for operation, the control block 19 contains a control program that contains the various parameters to be taken into account for operating the valve drives 16. This can be a fixed program specified by the manufacturer that cannot be changed by the user. This solution is suitable for controlling very small systems. However, the variant selected in the exemplary embodiments is much more variable, in which the control block is programmable and is equipped with a variably programmable control program. Programming takes place on site, in particular after the valve station has been permanently installed at the site and the necessary electrical and fluid connections have been made. At least one interface 33 is provided on the control block, to which a computer 35 can be connected at least temporarily via a connecting cable 34 indicated by a dot-dash line. The latter can be a commercially available personal computer. The computer 35 can be used to program the software of the control block
19 on site according to the user's requirements and
darf eine Inbetriebnahme im On-Line-Betrieb vornehmen. Es wäre
außerdem denkbar, den angeschlossenen Computer zur Aufzeichnung von Dokumentationen zu verwenden.may carry out commissioning in online mode. It would also be conceivable to use the connected computer to record documentation.
Nachdem der Steuerblock 19 in der gewünschten Weise programmiert ist, kann der Computer 35 entfernt werden, und die nunmehr frei
gewordene Schnittstelle 33 läßt sich für den Anschluß eines Anzeige- und/oder Bediengerätes 3 6 verwenden. Das entsprechende
Verbindungskabel ist bei 34' angedeutet. Die Bedienperson kann nun dem Steuerblock 19 sehr komfortabel die Befehle zukommen
lassen, die während des Betriebes notwendig sind.After the control block 19 has been programmed in the desired manner, the computer 35 can be removed and the now free interface 33 can be used to connect a display and/or control device 36. The corresponding connecting cable is indicated at 34'. The operator can now very conveniently send the control block 19 the commands that are necessary during operation.
Es versteht sich, daß dem Anzeige- und/oder Bediengerät bei Bedarf
eine eigene Schnittstelle am Steuerblock 19 zugeordnet werden kann.It goes without saying that the display and/or control device can be assigned its own interface on the control block 19 if required.
Die Steuereinrichtung 1 gemäß Figur 1 ist eine sogenannten Stand-Alone-Lösung, die sich für in sich geschlossene Abläufe
eignet und für sich alleine arbeitet. Der Anschluß weiterer Ventilstationen 2 ist nicht vorgesehen. Lediglich eine Anschlußeinrichtung
37 ist noch vorgesehen, die die Zufuhr der Spannungsversorgung ermöglicht, und zwar insbesondere für die Schaltspannung
der Antriebe und die Versorgungsspannung der Überwachungseinrichtungen
25.The control device 1 according to Figure 1 is a so-called stand-alone solution that is suitable for self-contained processes
and works on its own. The connection of further valve stations 2 is not provided. Only a connection device
37 is provided, which enables the supply of the power supply, in particular for the switching voltage
of the drives and the supply voltage of the monitoring devices
25.
Bei den Ventilantrieben 16 handelt es sich insbesondere um Einrichtungen
mit Elektromagneten, die auch als Solenoide bezeichenbar sind. Beispielsgemäß sind die Ventilantriebe 16 als
elektrisch betätigbare Magnetventile ausgebildet. Die Ventile 12The valve drives 16 are in particular devices with electromagnets, which can also be referred to as solenoids. For example, the valve drives 16 are designed as electrically actuated solenoid valves. The valves 12
stellen hierbei praktisch Hauptventile dar, die von den Magnetventilen
als Vorsteuerventile gesteuert werden können, und bei denen es sich zweckmäßigerweise um Mehrwegeventile handelt,
beispielsweise 5/2-Wegenventile oder 5/3-Wegeventile.
5are essentially main valves that can be controlled by the solenoid valves
as pilot valves and are preferably multi-way valves,
for example 5/2-way valves or 5/3-way valves.
5
Eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 erweiterte
Steuereinrichtung 1' ist in Figur 2 abgebildet. Sie setzt sich zusammen aus einer Mehrzahl von Ventilstationen 2', die
- abgesehen von einer Modifikation des Steuerblockes 19· - der
Ausführungsform der Ventilstation 2 gemäß Figur 1 entsprechen. Der modifizierte Steuerblock 19' ermöglicht es, die Ventilstation
2· an einen Feldbus 38 anzuschließen und auf diese Weise
die erwähnte Mehrzahl von Ventilstationen 21 wirkungsmäßig miteinander
zu koppeln. Jeder Steuerblock 19' besitzt eines oder mehrere Feldbus-Anschlußmittel 39, so daß beispielsweise eine
Hintereinanderschaltung möglich ist. Der Feldbus 38 ist zweckmäßigerweise von einer Zwei-Draht-Leitung gebildet, die von
Ventilstation zu Ventilstation verläuft. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Steuerblock einer Ventilstation 2' eine
sogenannten Master-Steuereinheit 40 bildet, von der die über den Feldbus 38 angeschlossenen weiteren Ventilstationen 21 abhängig
sind. Bei letzteren handelt es sich also um sogenannte Slaves, die jedoch als intelligente Slaves ausgebildet sind, da sie jeweils
über einen eigenen Steuerblock 19· verfügen. Somit ergibt sich eine programmierbare Ventilstation 41 als Master, die die
Master-Steuereinheit 40 enthält und die angekoppelten weiteren Ventilstationen 2' steuert und überwacht. Von diesen abhängigen
Ventilstationen 2· hat jede ihren eigenen Steuerblock 19', so daß sie unabhängig von den anderen Slaves arbeiten können. JederA control device 1' which is expanded compared to the embodiment in Figure 1 is shown in Figure 2. It is made up of a plurality of valve stations 2' which - apart from a modification of the control block 19 - correspond to the embodiment of the valve station 2 according to Figure 1. The modified control block 19' makes it possible to connect the valve station 2 to a field bus 38 and in this way to effectively couple the aforementioned plurality of valve stations 21 to one another. Each control block 19' has one or more field bus connection means 39 so that, for example, a series connection is possible. The field bus 38 is expediently formed by a two-wire line which runs from valve station to valve station. The arrangement is such that the control block of a valve station 2' forms a so-called master control unit 40 on which the other valve stations 21 connected via the field bus 38 are dependent. The latter are so-called slaves, which are however designed as intelligent slaves, since they each have their own control block 19. This results in a programmable valve station 41 as master, which contains the master control unit 40 and controls and monitors the other connected valve stations 2'. Each of these dependent valve stations 2 has its own control block 19', so that they can work independently of the other slaves. Each
Steuerblock 19' läßt sich unabhängig von den anderen Steuerblöcken
programmieren.Control block 19' can be programmed independently of the other control blocks.
Eine weitere Variante stellt die Steuereinrichtung I11 gemäß Figur
3 dar. Hier ist wiederum eine Ventilstation 2' der in Figur 2 gezeigten Art vorhanden, deren Steuerblock 19' als Master-Steuerblock
40 ausgebildet ist, so daß die Ventilstation 21
selbst eine Haupt- bzw. Master-Ventilstation 41 bildet. An die Feldbus-Anschlußmittel 39 der Master-Steuereinheit 4 0 ist ein
Feldbus 38 angeschlossen, über den mehrere weitere Ventilstationen angeschlossen sind, bei denen es sich um Steuerblocklose
Ventilstationen 2'· handelt. Anstelle eines Steuerblockes verfügt
jede dieser abhängigen Ventilstationen 211 über eine Feldbus-Kommunikationseinheit
42, mit der sie an besagten Feldbus und über diesen an die Master-Steuereinheit 40 der Master-Ventilstation
41 angeschlossen ist. Bei den Ventilstationen 2·1 handelt es sich also lediglich um Befehlsempfänger, die keine
eigene Intelligenz oder Steuereinrichtung enthalten, weshalb Programmieranschlüsse nicht notwendig sind und lediglich FeIdbus-Anschlußmittel
39 vorliegen. Auch hier steuert und überwacht die Master-Ventilstation 41 wie beim Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 2 als übergeordnete Ventilstation die angeschlossenen abhängigen Ventilstationen. Dies ist eine sehr wirtschaftliche Lösung
für insbesondere solche Automatisierungsaufgaben, in denen Arbeitseinrichtungen 15 und Überwachungseinrichtungen 25 einer
gemeinsamen Maschinenstation oder Bearbeitungseinheit zugeordnet sind.A further variant is the control device I 11 according to Figure 3. Here again a valve station 2' of the type shown in Figure 2 is present, the control block 19' of which is designed as a master control block 40, so that the valve station 2 1 itself forms a main or master valve station 41. A field bus 38 is connected to the field bus connection means 39 of the master control unit 4 0, via which several further valve stations are connected, which are valve stations 2' without a control block. Instead of a control block, each of these dependent valve stations 2 11 has a field bus communication unit 42, with which it is connected to the said field bus and via this to the master control unit 40 of the master valve station 41. The valve stations 2· 1 are therefore merely command receivers that do not contain their own intelligence or control device, which is why programming connections are not necessary and only field bus connection means 39 are present. Here too, the master valve station 41 controls and monitors the connected dependent valve stations as a higher-level valve station, as in the embodiment according to Figure 2. This is a very economical solution, particularly for those automation tasks in which work devices 15 and monitoring devices 25 are assigned to a common machine station or processing unit.
In allen Fällen ergibt sich ein modularer Aufbau einer aus Ventilstationen
bestehenden Einrichtung. Bei den sogenannten Slaves kann es sich außer um Ventilstationen auch um sonstige Arbeits-Stationen
handeln, beispielsweise um Einrichtungen mit dezentralen Ein- und Ausgängen, über die sich elektrisch betätigbare Arbeitseinrichtungen
15 betätigen lassen, z.B. Schütze. Es versteht sich, daß man als von einer Master-Ventilstation 41 abhängige
Slaves gleichzeitig Ventilstationen mit (2·) oder ohne (2·1) Steuerblock vorsehen kann.In all cases, a modular structure of a device consisting of valve stations is obtained. The so-called slaves can be not only valve stations but also other work stations, for example devices with decentralized inputs and outputs, via which electrically operated work devices 15 can be operated, eg contactors. It goes without saying that valve stations with (2·) or without (2· 1 ) control blocks can be provided as slaves dependent on a master valve station 41.
Die Anzahl der von einer Master-Ventilstation 41 abhängigen Ventilstationen
kann bedarfsgemäß variieren, wobei sich eine Anzahl von ein bis vier Stück als optimal herausgestellt hat.The number of valve stations dependent on a master valve station 41
can vary as required, although a number of one to four has proven to be optimal.
Abgesehen von ihren Unterschieden hinsichtlich des Steuerblockes und der Feldbus-Kommunikationseinheit, können die Ventilstationen
2·, 211 der Figuren 2 und 3 hinsichtlich ihres Aufbaues
demjenigen der Ventilstation 2 aus Figur 1 entsprechen.Apart from their differences with regard to the control block and the fieldbus communication unit, the valve stations 2·, 211 of Figures 2 and 3 can correspond in terms of their structure to that of the valve station 2 of Figure 1.
Es versteht sich, daß die Betätigungssignale der Steuerblöcke auch
optisch übermittelt werden können.It goes without saying that the actuation signals of the control blocks can also be transmitted
optically.
G 16 040 - ledr 03. August 1992G 16 040 - ledr 03 August 1992
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7300 Esslingen
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Elektro-pneumatische SteuereinrichtungElectro-pneumatic control device
AnsprücheExpectations
l. Elektro-pneumatische Steuereinrichtung, mit einer nach Art
einer Baugruppe ausgebildeten Ventilstation (2, 21), die
einen mit einer Mehrzahl von Ventilen (12) bestückten Fluidverteiler
(4) sowie elektrisch betätigbare Ventilantriebe (16) enthält, und mit einer die elektrischen Betätigungssignale
für die Ventilantriebe (16) liefernden zentralen elektronischen Steuereinheit (19, 19'), dadurch gekennzeichnet,
daß die zentrale Steuereinheit als Steuerblock (19, 19·) ausgebildet ist, der einen unmittelbaren Bestandteil
der baugruppenartigen Ventilstation (2, 21) bildet.l. Electro-pneumatic control device, with a valve station (2, 2 1 ) designed in the manner of an assembly, which contains a fluid distributor (4) equipped with a plurality of valves (12) and electrically actuated valve drives (16), and with a central electronic control unit (19, 19') supplying the electrical actuation signals for the valve drives (16), characterized in that the central control unit is designed as a control block (19, 19·) which forms a direct component of the assembly-like valve station (2, 2 1 ).
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (19, 19·) als von der Ventilstation (2,
211) abnehmbares Baugruppenteil ausgebildet ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the control block (19, 19·) is designed as a component part which can be removed from the valve station (2, 2 11 ).
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerblock (19, 19') programmierbar ist.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the control block (19, 19') is programmable.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstation (2, 21) insbesondere
an dem Steuerblock (19, 19') mindestens eine Schnittstelle (33) für die Verbindung zu einem Computer (35) besitzt.4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve station (2, 21 ), in particular on the control block (19, 19'), has at least one interface (33) for the connection to a computer (35).
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einen Schnittstelle (33) den Anschluß eines Anzeige-
und/oder Bediengerätes (36) ermöglicht.5. Control device according to claim 4, characterized in that an interface (33) enables the connection of a display and/or operating device (36).
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerblock (19', 40) der Ventilstation
(2·) ein Feldbus (38) anschließbar ist, der die Ankopplung weiterer, insbesondere als Ventilstationen (21,
211) ausgebildeter Arbeitsstationen ermöglicht.6. Control device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a field bus (38) can be connected to the control block (19', 40) of the valve station (2·), which field bus enables the coupling of further work stations, in particular designed as valve stations ( 21 , 211 ).
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (19·, 40) einer Ventilstation (21) eine
Master-Steuereinheit (40) bildet, von der die über den Feldbus (38) angeschlossenen weiteren Arbeitsstationen (21, 2·1)
abhängig sind.7. Control device according to claim 6, characterized in that the control block (19·, 40) of a valve station (2 1 ) forms a master control unit (40) on which the further work stations (2 1 , 2· 1 ) connected via the field bus (38) are dependent.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Arbeitsstation als Ventilstation
(21) ausgebildet ist, deren Steuerblock (19·) über den Feldbus
(38) mit der Master-Steuereinheit (40) verbunden ist.8. Control device according to claim 7, characterized in that at least one further work station is designed as a valve station ( 21 ), the control block (19·) of which is connected to the master control unit (40) via the field bus (38).
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine weitere Arbeitsstation als Steuerblocklose Ventilstation (211) ausgebildet ist, die
eine Feldbus-Kommunikationseinheit (42) besitzt, die über den Feldbus (38) an den Steuerblock (191) einer anderen Ventilinsel
(21) angeschlossen ist.9. Control device according to claim 7 or 8, characterized in that at least one further work station is designed as a control blockless valve station (2 11 ) which has a field bus communication unit (42) which is connected via the field bus (38) to the control block (19 1 ) of another valve island (2 1 ).
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Ventilstation (2, 2',10. Control device according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one valve station (2, 2',
211) Mittel (23) zur Übertragung von elektrischen Betätigungssignalen
zwischen ihrem Steuerblock (19, 19') oder ihrer Feldbus-Kommunikationseinheit (42) und ihren Ventilantrieben
(16) enthält.
152 11 ) contains means (23) for transmitting electrical actuation signals between its control block (19, 19') or its fieldbus communication unit (42) and its valve actuators (16).
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11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ventilstation (2) Anschlußmittel
(27) für Überwachungseinrichtungen (25) wie Sensoren enthält, die mit dem Steuerblock (19) kommunizieren.
11. Control device according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one valve station (2) contains connection means
(27) for monitoring devices (25) such as sensors which communicate with the control block (19).
12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerblock (19, 19') an einer
Grundplatte (3) der Ventilstation (2, 2·) befestigt ist, die
mit dem Fluidverteiler (4) fest verbunden ist oder diesen bildet.12. Control device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control block (19, 19') is attached to a base plate (3) of the valve station (2, 2·), which is firmly connected to the fluid distributor (4) or forms the latter.