KR20190008241A - 밸브 디스크의 애플리케이션 기반 제어 - Google Patents

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미하엘 링크
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페스토 악티엔 게젤샤프트 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 공압 운동을 위해 공압식 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)를 제어 및 조절하기 위한 전자 실행 유닛(124)에 관한 것으로, 상기 발명은 공압 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)에서 공압 운동을 수행하기 위해 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)를 제어 및 조절하기 위한 애플리케이션(A)이 전자 실행 유닛(124) 상에서 실행될 수 있도록 로딩되어 있거나 로딩될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 디스크의 애플리케이션 기반 제어
본 발명은 전기공압 분야에 관한 것으로, 특히 밸브 조립체로 실행되는 공압 운동 과제의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 전자 밸브 제어기, 밸브 제어기에 의해 개방 루프 방식으로 제어되고 폐쇄 루프 방식으로 제어되는 밸브 조립체 및 밸브 조립체의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어 방법 및 공압 운동 제어 시스템에 관한 것이다.
종래 기술에서, 제어 전자장치에 의해 밸브 디바이스에 활성화 신호가 제공되는, 예를 들어, 메모리 프로그램 가능 제어기 형태의 전자 제어 디바이스를 통해 유체적으로 동작가능한 작동기를 활성화하는 것이 알려져 있다. 메모리 프로그램 가능 제어기는 밸브 기능을 제어하기 위해 선택할 수 있는 미리-구성된 원하는 밸브를 제공하는 데 사용할 수 있다.
개별적인 유체 제어 밸브를 갖는 유체 제어 유닛을 구체적으로 구성하는 것이 WO 2013/107 466으로부터 알려져 있다. 이를 위해서는 유체 제어 밸브 및 운동 과제가 실행되는 피스톤-실린더 조립체와 관련된 공압 파라미터를 기록해야 한다. 사용자가 밸브 기능을 결정한 후에 밸브 디스크 활성화를 위한 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어 파라미터를 포함하는 구성 파일이 생성될 수 있다.
이와 관련하여, 실행 가능한 공압 운동 과제의 양이 이미 미리-구성되어 있다는 것이 단점인 것으로 판명되었다. 따라서 이전 시스템은 상이한 기술 애플리케이션들을 구현할 수 있을 만큼 충분히 유연하다는 것을 증빙하지 못하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 유연성 및 폐쇄 루프 제어 옵션의 관점에서 공압 시스템을 향상시키는 것이다. 또한, 비용 및 필요한 설비 지출이 감소된다.
이 목적은 각각의 경우 독립항의 주제에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항, 상세한 설명 및 도면의 주제이다.
목적의 달성은 전자 밸브 제어기를 참조하여 이후에 설명될 것이다. 여기에 언급된 특징, 이점 또는 대안적 실시예도 마찬가지로 다른 청구 대상으로 전환될 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 달리 말하면, 방법 청구항은 또한 디바이스를 형성하는 청구항과 관련하여 설명되거나 청구되는 특징으로 개발될 수 있다. 그렇게 할 때, 이 방법의 대응하는 기능적 특징은 디바이스(또는 시스템 또는 제품)의 대응하는 하드웨어 모듈, 특히 마이크로프로세서 모듈에 의해 구현되며 그 반대도 마찬가지이다.
다른 양태에서, 본 발명은 일 실시예에서 밸브 디스크의 마이크로 제어기로서 설계될 수 있는 전자 실행 유닛 상에 애플리케이션을 읽어들이는 것에 관한 것이다.
제1 실시예 변형예에 따르면, 밸브 디스크는 공압 피스톤-실린더 조립체 상에 직접 배열된다. 이는 그 위치에 장착될 수 있거나, 후자에 통합되거나, 그에 분리 가능하게 또는 분리 불가능하게 체결될 수 있다. 밸브 디스크는 적어도 2개의 작동 채널(및 가능한 환기 채널)을 사용하여 피스톤-실린더 조립체를 운동시키기 위해 피스톤-실린더 조립체에 연결된다. 밸브 디스크는 피스톤-실린더 조립체와 함께 전기공압 디바이스, 특히 실린더-밸브 조립체 또는 애플리케이션에 의해 활성화될 수 있는 조합을 형성한다.
제2 실시예에 따르면, 피스톤-실린더 조립체는 밸브 디스크로부터 오프셋된다. 환언하면, 밸브 디스크는 피스톤-실린더 조립체 상에 직접 배열되지 않고 대신 대응하는 공압 작동 연결부 및 추가 데이터 라인을 통해 그에 기능적으로 관련된다.
바람직하게는, 밸브 디스크의 전자 실행 유닛 상에 애플리케이션이 직접 로딩되는 것이 제공된다. 이는 마이크로 제어기일 수 있다.
또한, 애플리케이션이 밸브 디스크의 실행 유닛에 직접 로딩되지 않고, 대신 처음에는 밸브 아일랜드의 전자 밸브 제어기에 로딩될 수 있다. 그런 다음 애플리케이션이 전자 밸브 제어기로부터 전용 방식으로 해당 위치에서의 실행을 위해 특정 밸브 디스크로 또는 밸브 디스크의 마이크로 제어기로 중계될 수 있다.
또한 애플리케이션이 개방 루프 방식으로 원격의 추가 밸브 조립체를 간접적으로 제어하도록 기능하는 것도 가능하다. 이 문맥에서, "원격"이라는 용어는 애플리케이션이 로딩되고 구현되는 전자 실행 유닛 및/또는 마이크로 제어기로부터의 원격을 의미한다. 간접 제어는 제어 데이터가 밸브 아일랜드의 마이크로 제어기로부터 예를 들어 로봇 암 같은 원격 구동 요소의 추가 밸브 조립체의, 밸브 아일랜드로부터 오프셋 또는 분리된, 적어도 하나의 마이크로 제어기로 전달될 수 있다는 사실에 의해 실행될 수 있다. 이는 밸브 아일랜드와 (로봇 암의) 추가 밸브 조립체 사이에 단 하나의 전기 연결 라인만 제공되면 된다는 기술적 이점이 있다.
환언하면, 전자 실행 유닛은 애플리케이션을 구현하는 데 사용할 수 있으며 다음을 위해 밸브 아일랜드 상에 배열 될 수 있다:
- 한편으로, 밸브 아일랜드 상에 배열된 밸브 또는 밸브 조립체의 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로의 직접 제어, 및/또는
- 다른 한편으로, 해당 위치에서(즉, 원격으로) 각각의 공압 운동 과제를 실행하기 위해 오프셋 구동 요소 상에 배열된 적어도 하나의 추가 밸브 조립체의 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로의 간접적 제어.
물론, 두 제어가 조합될 수 있고, 즉, 애플리케이션이 또한 구현되는 구성요소 상에 형성된 밸브의 제자리에서의 직접 개방 루프 밸브 제어 및 애플리케이션이 구현되는 동일한 구성요소 상에서 형성되지 않은 원격 밸브의 간접 개방 루프 밸브 제어 모두가 조합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에 따르면, 오프셋 구동 요소 상의 애플리케이션에 의한 추가 밸브 조립체의 간접 개방 루프 제어 및/또는 폐쇄 루프 제어 동안, 데이터, 특히 제어 데이터 및 선택적으로 센서 데이터를 위한 단 하나의 전기 연결부가 밸브 아일랜드와 추가 밸브 조립체(또는 그 전자 실행 유닛/마이크로 제어기) 사이에 제공된다. 추가 밸브 조립체의 모든 밸브는 전기 연결과 별도로 안내될 수 있는 공통 공압 서플라이 라인을 통해 공급될 수 있다. 특히 이 경우 6 bar의 서플라이 압력이 사전 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에 따르면, (오프셋 구동 요소 상에 배열된) 추가 밸브 조립체의 밸브의 공압 서플라이 라인은 전기 연결부와는 분리되어 있다. 따라서 배관의 양을 줄일 수 있다.
하나의 유리한 개선예에서, 전기 연결부 또는 연결 라인은 추가 밸브 조립체에 기록되고 폐쇄 루프 제어를 위해 애플리케이션에 전송된 센서 데이터를 전송하는 역할을 한다. 이 경우 전기 연결 라인은 양방향적이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 애플리케이션이 구현되는 전자 실행 유닛은 공압 운동 과제가 수행될 특정 구성요소 이외의 구성요소 상에 배열될 수 있다. 공압 운동 과제가 수행될 특정 구성요소는 구조적으로 분리된 로봇 암일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 예를 들어 밸브 디스크일 수 있는 공압 밸브 조립체는 공압 밸브 조립체 상에(예를 들어, 전적으로 밸브 디스크 상에) 로컬 배열된 센서에 의해 기록되는 내부 센서 신호에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 제어된다. 이는 밸브 디스크가 폐쇄 루프 방식으로 자족식으로 작동 및 제어될 수 있다는 기술적 이점이 있다. 원격 피스톤-실린더 조립체와 관련된 전력 손실을 피할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 공압 밸브 조립체는 밸브 아일랜드 상에 로컬 배열된 센서에 의해 기록되는 센서 신호에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 제어된다. "로컬(locally)"은 이 경우에, 애플리케이션이 로딩되는 전자 실행 유닛에 관련하여 "로컬"을 의미한다. 이는 신호 라인이 피스톤-실린더 조립체로 경로배정되어 유지되어야할 필요가 없다는 기술적 이점이 있다.
전술한 실시예들 모두에서, 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어를 위해 피스톤-실린더 조립체에 의해 센서 신호가 읽어들여질 필요가 없다.
그러나, 대안적으로 또는 추가적으로, 센서 신호는 추가 밸브 조립체 상에 원격 배열된 원격 센서로부터 유래할 수도 있다.
기본적으로, 추가 밸브 조립체는 하나의 밸브에 의해 형성될 수 있거나 또는 복수의 밸브를 포함할 수 있다. 또한 밸브 디스크에 의해 형성될 수 있거나 또는 복수의 밸브 디스크를 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본 발명의 목적은 적어도 2개의 실행 유닛을 포함하는 전기공압 시스템에 의해 달성되며, 여기서, 하나의 실행 유닛은 밸브 아일랜드의 전자 밸브 제어기로서 설계되고, 추가 실행 유닛은 밸브 디스크의 마이크로 제어기로서 설계되고, 애플리케이션은 전자 밸브 제어기 상에 수신되고, 마이크로 제어기로 전달되며, 마이크로 제어기에서, 이는 피스톤-실린더 조립체 상에서 공압 운동 과제를 실행하기 위해 개방 루프 방식 및 폐쇄 루프 방식으로 밸브 디스크를 제어하기 위해 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 밸브 디스크와 밸브 아일랜드 사이의 통신 연결은, 특히 프로토콜 드라이버와 함께, 포인트-투-포인트 통신 채널로서 설계되거나 버스 시스템으로 설계된다.
다른 양태에 따르면, 전술한 목적은 공압 운동 과제를 위한 적어도 하나의 공압 밸브를 갖는 밸브 조립체의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 전자 밸브 제어기에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 밸브 조립체의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한, 제공된 상이한 애플리케이션들의 세트로부터의 하나의 애플리케이션이 공압 운동 과제의 실행을 위해 전자 밸브 제어기 상에 실행 가능한 방식으로 로딩되거나 로딩 가능하다.
애플리케이션은 실행 가능한 프로그램 코드로 생성되며 밸브 아일랜드에서 직접적으로 실행되거나 읽어들여서 사용될 수 있다. 이 애플리케이션은 밸브 조립체에 대한 제어 명령을 포함한다. 그 사이에 추가 전자 엔티티(electronic entity)를 또 연결할 필요는 없다. 계산 유닛에서, 코드 생성 단계에서 상이한 애플리케이션들이 생성되며(원하는 운동 과제 또는 밸브 기능에 의존함), 사용자의 선택을 위한 애플리케이션 세트로 제공된다. 그런 다음 실행 단계에서 사용자는 각각의 특정 운동 과제의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위해 애플리케이션 세트에서 적어도 하나의 특정 애플리케이션을 선택할 수 있다. 사용자가 개방 루프 제어/폐쇄 루프 제어를 위해 이용 가능한 애플리케이션 세트로부터 복수의 애플리케이션을 선택할 수도 있다는 사실이 명백히 언급될 수 있다. 애플리케이션을 생성하기 위해, 계산 유닛은 애플리케이션 객체의 모델 및 라이브러리에 액세스할 수 있다. 애플리케이션은 하나 또는 복수의 실행 유닛(분산 시스템으로서) 상에서 실행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 실행 유닛은 전자 밸브 제어기이다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로 사용되는 실행 유닛은 대응하는 기술적 요구 사항(프로세서 성능, 저장 공간, 입력 포트, 출력 포트 또는 인터페이스 등)을 갖는 추가 전자 엔티티, 예를 들어, 밸브 디스크의 마이크로 제어기 또는 메모리 프로그램 가능 제어기 형태의 제어 장치일 수도 있다. 달리 말하면, 각각의 실행 유닛은 역시 분산 시스템으로 설계될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 밸브 조립체는 복수의 밸브 디스크, 특히 4개 또는 8개의 밸브 디스크를 포함하는 소위 밸브 아일랜드이고, 밸브 디스크는 동일한 구조를 가질 수 있고 전자 밸브 제어기를 통해 중앙에서 폐쇄 루프 방식으로 제어되고 개방 루프 방식으로 제어된다. 전자 밸브 제어기는 마찬가지로 밸브 아일랜드 상에 로컬 배열된다. 대안적으로, 이는 분산 시스템으로 설계될 수 있으며, 개별 제어기 모듈은 데이터를 교환한다. 제어기 모듈은 예를 들어, 밸브 디스크 상에서 마이크로 제어기로서 설계될 수 있다.
밸브 아일랜드의 개별 밸브 디스크는 4개의 밸브를 갖는 밸브 모듈이다. 밸브는 작동 요소 또는 장치(예를 들어, 피스톤-실린더 조립체 같은)를 개방 루프 방식으로 제어하기 위한 제어 요소이다. 밸브 디스크는 각각 다른 유형의 운동, 운동 과제 또는 공압 기능을 실행할 수 있으며, 따라서 다르게 활성화될 수 있다. 하나의 동일한 밸브 디스크가 상이한 유형들의 실시예(스로틀링, 소음 감소 등)에서 상이한 부분 운동 과제를 순차적으로 실행하고, 그에 따라 활성화될 수도 있다. 밸브 아일랜드의 밸브 디스크는 동일한 시간 간격으로 상이한 유형들의 운동 및 운동 과제를 병렬로 실행할 수 있다. 따라서, 운동 과제는 또한 폐쇄 루프 방식으로 제어될 수 있는 실행 모드, 사용자에 의해 조정될 수 있는 운동 유형(스로틀링, 에너지 효율 등)을 포함한다.
그 부분을 위해, 밸브 디스크는 밸브 디스크의 4개의 밸브를 활성화시키도록 기능하는 전자 밸브 디스크 제어기를 포함한다. 이 4개의 밸브는 우수한 밸브 기능을 제공하거나 실행할 수 있도록 전기 휘트스톤 브리지 방식으로 연결된다.
본 발명의 유리한 개선예에 따라, 전자 밸브 제어기는 공압 연결부 및 전기 연결부를 포함하는 복수의 인터페이스 및 상이한 프로토콜로 작동될 수 있는 (가능하게는 상이할 수 있는) 버스 시스템으로 설계될 수 있는 데이터 연결부를 갖는다. 전자 밸브 제어기는 특히 데이터 교환을 위한 양방향 인터페이스로서 바람직하게 설계된 계산 유닛에 대한 인터페이스를 포함한다. 계산 유닛은 편집기를 통해 또는 다른 입력 수단(전자, 음향, 광학 등)을 통해 입력된 운동 과제에 기초하여 애플리케이션을 생성하도록 기능 한다. 애플리케이션은 코드 생성 단계에서 생성된다. 본 발명의 간단한 변형에서, 모든 선택 가능한 애플리케이션은 이 코드 생성 단계에서 생성되고, 사용자에 의해 선택될 수 있으며(애플리케이션에 의존함), 실행 목적을 위해 하나 또는 복수의 실행 유닛 상에 로딩될 수 있다. 이미 선택되고 로딩된 애플리케이션의 수정된 버전은 애플리케이션이 목표 사양(DESIRED specification)에 따라 적응적으로 파라미터화된다는 점에서 실행 단계에서 생성될 수 있다. 하나의 실행 유닛에 다시 한번 애플리케이션을 로딩할 필요는 없다.
전자 밸브 제어기가 그에 통합된 내부 측정 신호 유닛을 가지면 편리하고, 이 내부 측정 신호 유닛을 통해, 전자 밸브 제어기가 밸브 조립체, 특히 모든 밸브 디스크를 갖는 밸브 아일랜드의 내부 또는 로컬 측정 신호를 수신하고, 이들을 폐쇄 루프 제어를 위해 계산한다. 계산은 바람직하게는 전자 밸브 제어기 상에서 직접 실행된다. 대안적으로, 폐쇄 루프 제어 변수는 계산 유닛에서의 처리를 위해 폐쇄 루프 인터페이스를 통해 계산 유닛에 중계된다. 이는 기록되고 미리-정의 가능한 공압 조건의 도움으로, 말하자면 실시간으로 폐쇄 루프 방식으로 운동 과제의 실행이 제어될 수 있다는 장점을 갖는다. 바람직하게는, 사용자는 그가 알기를 원하는 어느 물리적 조건이 폐쇄 루프 제어(예를 들어, 온도, 에너지, 흐름 등)에 대해 고려되는지를 미리 결정할 수 있다. 폐쇄 루프 제어 변수는 마찬가지로 미리-정의 가능한 이벤트(시간 기반 이벤트, 예를 들어 주기적으로 또는 상태 기반 이벤트, 예를 들어 운동 과제의 특정 운동 시퀀스 실행 이후)에 따라 기록되고, 폐쇄 루프 제어를 위해 계산 유닛 또는 실행 유닛(들)에 중계된다. 따라서, 밸브 디스크의 측정 신호가 고려될 뿐만 아니라 동일한 밸브 아일랜드의 밸브 디스크(사용시 병렬로 위치됨) 또는 밸브 디스크로 구성되는 구성요소의 그룹의 측정 신호 및 피스톤 실린더 조립체의 내부 센서 신호도 고려되는 것이 유리하다는 것을 입증한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 운동 과제를 실행하기 위한 밸브 아일랜드의 밸브의 폐쇄 루프 제어는 밸브 아일랜드의 내부 측정 신호, 즉 밸브 아일랜드에 기록된 측정 신호 또는 센서 신호에 기초하여 그리고 외부 프로세스 신호 및/또는 외부 폐쇄 루프 제어 변수 및/또는 외부 측정 신호에 기초하여 실행된다. 이미 언급한 바와 같이, 내부 측정 신호에서 상이한 밸브 디스크들의 측정 신호가 확실히 기록될 수 있으며 각각의 밸브 디스크에 대한 할당으로, 폐쇄 루프 제어의 목적을 위해 계산 유닛 또는 실행 유닛(들)에 중계된다. 따라서, 밸브 디스크 특정 폐쇄 루프 제어가 유리한 방식으로 실행될 수 있다. 외부 파라미터(외부 프로세스 신호, 폐쇄 루프 제어 변수, 측정 신호)는 밸브 아일랜드 외부에 기록되거나 제공되는 공압적 관련 물리적 파라미터, 예를 들어, 에너지 소비, 진동 또는 소음 생성으로부터의 자유에 대한 사양일 수 있다. 외부 변수는 바람직하게는 운동 과제가 실행되는 맥락에서 기술적인 프로세스의 프로세스 신호(즉, 예를 들어, 공압 밸브 조립체에 의해 구성요소를 운동시키기 위한 생성 프로세스의 충진 레벨 신호 또는 위치 신호 또는 예를 들어, 운동될 로봇 등의 신호)이다. 폐쇄 루프 제어 회로 또는 대응하는 폐쇄 루프 제어 알고리즘은 각각의 폐쇄 루프 제어 파라미터의 기록된 실제 사양(이들은 또한 일반적으로 연속 신호들 또는 신호나 곡선 진행임)을 합의에 관한 미리-정의 가능한 목표 사양과 비교하고, 이에 따라 폐쇄 루프 방식으로 이들을 제어하기 위해 제공된다. 이들 폐쇄 루프 제어 변수는 애플리케이션 사례마다 다르기 때문에, 하나의 예시적인 실시예에서 외부 및 내부 폐쇄 루프 제어 변수가 미리 그리고 특히 코드 생성 단계에서 정의될 수 있고, 그래서, 불필요한 측정 값을 기록하고 처리할 필요가 없으며 대신 각각의 애플리케이션과 관련된 측정 값만 기록하고 처리해야 한다.
더 단순한 실시예에서, 폐쇄 루프 제어는 내부 또는 외부 폐쇄 루프 제어 변수에 기초하여만 실행될 수 있다.
근본적으로 폐쇄 루프 제어는 애플리케이션이 계산된 목표 사양으로 파라미터화되고 실행 유닛에서 이 파라미터화된 버전으로 실행된다는 점에서 수정된 애플리케이션이 생성되는 것을 보증한다. 한 가지 개선예에서 애플리케이션을 생성하기 위한 데이터 기술 시스템, 특히 소위 계산 유닛 또는 실행 유닛을 자가 학습 시스템으로 설계하는 것이 제공된다. 이 경우 운동 과제 실행 중에 피드백 및 진단 정보가 기록되고(바람직하게는 애플리케이션이 실행되는 실행 유닛, 즉, 예를 들어 밸브 아일랜드 또는 실행 유닛과 데이터를 교환하는 유닛 상에서), 이는 애플리케이션을 생성 또는 파라미터화하기 위해 계산 유닛에 중계된다. 달리 말하면, 의도된 운동 과제의 실행 중에, 밸브 조립체는 또한 상이한 버전의 애플리케이션에 의해 개방 루프 방식으로 제어될 수 있으며, 애플리케이션의 상이한 버전 또는 파라미터화는 폐쇄 루프 제어 변수가 고려되는 것에 기초한다.
제1 실시예에서, 생성된 애플리케이션은 실행 목적을 위해 전자 밸브 제어기에 직접 로딩된다. 이 경우 더 이상 다른 제어 유닛, 예를 들어, 메모리 프로그램 가능 제어기를 사용하는 것이 더 이상 필수적이지 않다. 그러나, 선택적으로, 추가로, 외부 제어 유닛을 시스템에, 예를 들어, 메모리 프로그램 가능 제어기의 형태로 통합하는 것이 확실히 가능할 수 있다. 이 경우, 전자 밸브 제어기 상에 로딩된 애플리케이션은 메모리 프로그램 가능 제어기 상에 제공된 각각의 밸브 아일랜드에 대한 제어 프로그램에 통합된다. 따라서, 전자 밸브 제어기상의 애플리케이션의 실행은 메모리 프로그램 가능 제어기를 통해, 특히 제어 시작 명령 및 제어 종료 명령에 의해, 그리고 선택적으로 비상 상황시 비상 차단 기능에 의해 트리거될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 밸브 아일랜드에 대한 개방 루프 제어 과제 및 폐쇄 루프 제어 과제는 메모리 프로그램 가능 제어기에 의해 간접적으로 더 이상 구현 및 실행되지 않고(이것이 사용되는 경우라 할지라도) 대신 직접적으로 밸브 아일랜드 상의 전자 밸브 제어기에 의해 직접적으로, 따라서 밸브 아일랜드에서 로컬식으로 수행 구현 및 실행된다. 따라서, 어떤 의미에서는 직접적으로 현장에서의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 지능형 기능이 유리하게 밸브 아일랜드에 재배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 디지털 프로그램 가능 제어 장치는 공압 운동 과제를 실행하기 위한 목적으로 전자 밸브 제어기 상에 로딩될 수 있는 그 위에 제공된 다른 추가 제어 애플리케이션을 가질 수 있다. 그러나 메모리 프로그램 가능 제어기는 일반적으로 상위 기능을 실행하고 기술적 애플리케이션 시스템의 다른 유닛(로봇 제어 등)과의 조정을 위해서만 사용된다. 그 다음, 메모리 프로그램 가능 제어기는 예를 들어, 비상 차단 동안 충돌을 피하기 위해 예를 들어 전기적 구동부와 연계하여 운동 시퀀스를 조정한다.
제2 실시예에서, 생성된 애플리케이션은 실행 목적을 위해 전자 밸브 제어기에 직접 로딩되지 않고 대신에 디지털 프로그램 가능 제어 장치 상에 로딩된다. 그런 다음 제어 명령을 실행 유닛, 특히, 전자 밸브 제어기에 전송한다. 제어 명령은, 예를 들어, 폐쇄 루프 제어 변수로서의 특정 측정 값의 기록을 또한 프롬프트하는 실행 가능한 프로그램 코드에 통합될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 전술한 목적은 생성된 애플리케이션이 로딩되어 실행되는 전자 실행 유닛에 의해 달성된다. 이들 유닛은 밸브 조립체, 특히 밸브 아일랜드 상에 형성된 전자 또는 디지털 프로세서 유닛, 특히 전자 밸브 제어기, 개별 밸브 디스크 상의 제어 유닛(마이크로 제어기) 또는 메모리 프로그램 가능 제어기 또는 계산 유닛과 데이터를 교환하는 엔티티이다. 전자 제어 유닛은 (예를 들어, 로봇 암 같은 운동 유닛의) 공압 운동 과제를 실행하기 위해 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 공압 밸브 조립체를 제어하도록 기능한다.
다른 양태에 따르면, 전술한 목적은 공압 운동 과제를 실행하기 위한 공압 밸브 조립체의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 방법에 의해 달성되며, 이 방법은
- 공압 운동 과제를 읽어들이는 단계,
- 애플리케이션 객체의 라이브러리에 액세스하여 기록된 공압 운동 과제에 기초한 실행 가능한 프로그램 코드를 자동으로 생성하고, 밸브 조립체의 적어도 하나의 또는 복수의 실행 유닛(들)에 개별 애플리케이션 객체를 배포하는 단계
- 밸브 조립체의 적어도 하나 또는 복수의 실행 유닛(들) 상에 실시간으로 애플리케이션으로서 실행 가능한 프로그램 코드를 로딩하는 단계의 방법 단계를 포함한다. 일반적으로 로딩 절차에는 또한 애플리케이션 실행이 이어진다.
바람직하게는, 애플리케이션의 실행 동안(그리고, 따라서, 밸브 조립체에 의한 운동 과제의 실행 동안) 기록된 밸브 아일랜드 및 밸브 디스크(밸브 조립체)의 내부 측정 신호 및 기술적 시스템의 외부 프로세스 신호는 공압 폐쇄 루프 제어 변수로서 실행 유닛에 중계되어 수정된 애플리케이션, 즉, 파라미터화된 애플리케이션(또는 애플리케이션의 다른 버전)을 생성하고, 이를 실행 목적을 위해 실행 유닛(예를 들어, 전자 밸브 제어기) 상에 로딩한다. 이 절차는 실시간으로, 특히 0.5 밀리초에서 5 밀리초 범위에서 실행될 수 있어 파라미터화된 애플리케이션을 실행 유닛에서 실시간으로 사용할 수 있다. 수정된 애플리케이션(예를 들어, 폐쇄 루프 제어 애플리케이션)이 생성된 경우에도 이는 실시간으로 실행 유닛에 로딩될 수 있다. 이는 피드백에 의해 수정된 애플리케이션에도 적용된다.
실제로, 밸브 조립체의 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 위해, 다음 작동 조건, 즉 실행 모드 또는 운동 변형이 고려되고, 또한, 조합으로 선택 및 적용될 수 있는 것이 편리한 것으로 판명되었다. 또한, 이들은 예를 들어 사용자 인터페이스 상에, 예를 들어, 계산 유닛 또는 다른 장치 상에 플러그인의 형태로 선택을 위해 표시될 수 있다:
- 감쇠 기능, 특히 연성 정지를 제공함으로써 피스톤 운동을 감쇠,
- 피스톤 속도를 제어하기 위한 스로틀 기능을 제공함으로써 폐쇄 루프 방식으로 피스톤 속도를 제어,
- 압력 제어 및/또는 압력 진행 제어를 제공,
- 운동 과제의 실행 시간,
- 운동 과제의 에너지 효율,
- 밸브 기능의 사양
- 중간 정지 및/또는 별도의 운동 섹션이 있는 운동
- 진단 목적을 위한 운동 과제 및
- 예를 들어 운동 과제 등을 실행할 때 진동, 열 발생, 전류 소비 및/또는 음향 방출로부터의 자유 같은 각각의 애플리케이션과 관련될 수 있는 추가 기준.
이 방법은 개방 루프 방식 및 폐쇄 루프 방식으로 밸브 조립체를 제어하는 데 사용할 수 있다. 또한, 밸브 기능을 지정할 수도 있다. 이를 위해 제공된 애플리케이션 세트에서 특정 애플리케이션이 선택되고 실행 유닛에 로딩될 수 있다.
폐쇄 루프 방식으로 밸브 조립체를 제어하기 위해, 밸브 조립체의 내부(밸브 아일랜드-내부) 측정 신호 및 외부(밸브 아일랜드-외부) 폐쇄 루프 제어 변수가 바람직하게 고려된다. 적어도 2개의 별도의 폐쇄 루프 회로가 제공된다: 제1 폐쇄 루프 회로가 각각의 밸브 디스크 상에 위치되고 밸브 디스크 상에 또는 각각의 밸브 상에 배열된 센서(예를 들어, 압력 센서 또는 위치 센서)에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 밸브 디스크의 4개의 각각의 밸브를 제어한다. 제2 폐쇄 루프 회로가 전자 밸브 제어기에 제공된다. 이 폐쇄 루프 회로는 밸브 아일랜드의 모든 밸브 디스크의 거동을 또한 폐쇄 루프 방식으로 서로 관련하여 제어한다.
이는 내부 측정 신호 유닛의 내부 측정 신호를 처리할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제3 폐쇄 루프 회로가 제공될 수 있다. 제3 폐쇄 루프 회로는 전자 구성요소 상의 밸브 아일랜드 외부에 또는 메모리 프로그램 가능 제어기 상에 위치될 수 있고, 외부 센서 신호, 예를 들어, 압력 신호 또는 다른 센서 신호(온도 등)를 처리할 수 있으며, 이는 그후 비상 차단의 경우 충돌을 방지하기 위해 작동기(그리퍼(gripper))를 특정 위치로 운동시킨다. 이와 관련하여, 외부 센서 유닛의 프로세스 신호가 처리된다. 메모리 프로그램 가능 제어기는 대응 명령에 의해 밸브 아일랜드의 개별 밸브 디스크의 각각의 운동 과제의 올바른 시퀀스를 제어하는 데에도 사용할 수 있다(예를 들어, "A에서 B로 실린더 1을 운동, 5 초 간격 이후 실린더 1을 B에서 C로 스로틀링 방식으로 그리고 실린더 2를 A에서 D로 운동"). 본 발명의 다른 실시예에서, 운동 과제의 실행 모드(감쇠, 소음 감소 등)에 관하여 사용자의 사양의 도움으로 애플리케이션을 적응시키거나 파라미터화하는 제4 폐쇄 루프 회로가 구현될 수 있다. 사양은 사용자 인터페이스를 통해 입력된 다음 알고리즘을 사용하여 애플리케이션을 파라미터화하는 데 사용되는 목표 사양으로 자동 계산된다. 애플리케이션은 2개의 세그먼트로 구성된다: 주 부분 및 대응하는 목표 사양에 의해 다르게 파라미터화되는 목표 사양-의존 부분을 포함한다. 파라미터화 중에도 애플리케이션의 주 부분은 변경되지 않는다. 이는 운동 과제의 실행 모드가 변경되거나 변경된 폐쇄 루프 제어 변수의 경우에도 애플리케이션을 다시 컴파일하고 반복적으로 로딩할 필요가 없다는 이점이 있다. 따라서 프로세스 비용과 관리 지출을 크게 줄일 수 있다. 이 상위 폐쇄 루프 회로는 애플리케이션을 재생성하고 이어서 실행 유닛(들)에 다운로드함으로써 생성될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 전술한 목적은 공압 운동 과제를 실행하기 위한 공압 밸브 조립체의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 공압 운동 제어 시스템에 의해 달성되며, 이는
- 공압 운동 과제를 기록하기 위한 사용자 인터페이스로서의 편집기;
- 기록된 공압 운동 과제에 기초하여, 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하거나 애플리케이션으로서 제공되는 이미 생성된 프로그램 코드를 선택하고 이 코드를 폐쇄 루프 제어 데이터 및/또는 프로세스 신호의 도움으로 파라미터화하도록 설계된 계산 유닛;
- 밸브 조립체 상에 배열되고 각각의 경우에 기록된 운동 과제에 따라 개방 루프 방식으로 밸브 조립체를 제어하기 위해 그리고/또는 내부 변수 및 폐쇄 루프 제어 변수에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 상기 밸브 조립체를 제어하기 위해 애플리케이션을 읽어들여 이를 실행하도록 설계된 적어도 하나의 실행 유닛을 포함한다.
공압 운동 제어 시스템은 폐쇄 루프 방식에서 공압 운동 과제를 제어하기 위한 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해 실시간으로 사용되는 밸브 조립체의 내부 또는 로컬 측정 신호를 기록하는 데 사용되는 적어도 하나의 내부 측정 신호 유닛을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 밸브 아일랜드는 하나의 그러한 측정 신호 유닛을 포함한다.
공압 운동 제어 시스템의 계산 유닛은 바람직하게는 다음을 포함한다:
- 기록된 운동 과제를 일련의 과제로 분리하도록 설계된 인터프리터;
- 전체 과제 세트로부터의 각각의 과제에 대해, 이 과제에 필요한 애플리케이션 객체를 선택하여 그로부터 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해 저장된 애플리케이션 객체를 포함하는 메모리에 액세스하도록 설계된 합성기;
- 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 적어도 하나의 실행 유닛에 배포하고 이를 해당 위치에 로딩하도록 설계된 배포기;
- 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 실시간으로 실행하기 위한 실행 유닛으로서 바람직하게 설계된 실행기로서, 내부 측정 신호를 폐쇄 루프 제어 변수로서 기록하고 이들을 반환하여 수정된(파라미터화된) 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하도록 선택적으로 설계되는 실행기.
그리고 선택적으로:
- 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체의 라이브러리를 저장하는 라이센스 메모리 및/또는 외부 메모리(데이터 베이스)에 액세스하도록 설계된 매칭기. 매칭기는 애플리케이션 생성을 지속적으로 최적화하는 역할을 한다. 전형적으로, 애플리케이션을 생성하기 위한 합성기는 이미 라이센스가 있는 또는 라이센스가 필요 없는 애플리케이션 객체가 위치되는, 애플리케이션 객체를 포함하는 내부 메모리에 액세스한다. 그러나 최적화 목적을 위해 시스템은 라이센스가 필요한 애플리케이션 객체가 위치되는 클라우드 솔루션으로서 구성될 수 있는 외부 메모리 엔티티에 액세스할 수 있다. 이들은 먼저 애플리케이션을 생성하는 데 사용할 수 있도록 사용자의 부분에 대한 추가 조치(사용자 인터페이스에 표시된 후 라이센스 조건에 동의)에 의해 라이선스 부여되어야 한다. 외부 메모리 내의 애플리케이션 객체는 또한 상이한 조건 및 기준에 대해 최적화된 이런 애플리케이션 객체를 포함한다.
공압 운동 제어 시스템이 폐쇄 루프 방식으로 공압 운동 과제를 최적화 및/또는 제어하도록 설계된 최적화 모듈을 포함하는 경우 실행 가능한 프로그램 코드의 생성 중에 미리-정의 가능한 최적화 기준이 고려된다는 점에서 추가적 향상이 달성될 수 있다. 미리-정의 가능한 최적화 기준은 시간 관련 기준(지속 기간, 신속성), 에너지 효율, 음향 또는 열 발생 등이 될 수 있다.
목적은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때 앞서 더 상세하게 설명된 방법의 모든 방법 단계를 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 의해 또한 달성된다. 이와 관련하여, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되고 컴퓨터 프로그램 제품으로서 판매될 수도 있다.
이하의 도면의 상세한 설명에서, 한정적인 것으로 이해되어서는 안되는 예시적인 실시예가 그 특징 및 추가 이점과 함께 도면의 도움으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 유리한 일 실시예에 따른 공압 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 일 예시된 실시예에서 밸브 디스크의 분해도를 도시한다.
도 3은 밸브 디스크의 다른 구성요소를 보여준다.
도 4a는 4개의 밸브 디스크를 포함하는 밸브 아일랜드의 개략적인 예시도이다.
도 4b는 8개의 밸브 디스크를 포함하는 밸브 아일랜드를 도시한다.
도 5는 본 발명의 유리한 일 실시예에 따른 공압 시스템의 구성요소 및 그 상호 작용의 개요를 도시한다.
도 6은 폐쇄 루프 방식으로 밸브 조립체를 제어하기 위한 상이한 폐쇄 루프 회로들의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예의 일 예를 도시하고, 여기서, 애플리케이션을 실행하기 위한 밸브 디스크는 피스톤-실린더 조립체 상에 직접 배열된다.
도 8은 본 발명의 실시예의 다른 예를 도시하고, 여기서, 애플리케이션을 실행하기 위한 밸브 디스크는 피스톤-실린더 조립체 상에 직접적으로 배열되지 않는다.
도 9는 밸브 아일랜드가 밸브 디스크에 애플리케이션을 중계하기 위한 통과 스테이션으로 사용되는 일 실시예를 설명한다.
도 10은 밸브 아일랜드로부터 오프셋되고 그에 의해 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 제어되는 추가 밸브 조립체를 개략적으로 도시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 하나의 유리한 실시예에 따른 전기공압 시스템의 구성요소의 개략적 개요를 나타낸다. 계산 유닛(1000)은 계산을 위한 프로세서를 포함하고, 운동 과제를 입력하기 위한 편집기(E)로서 설계될 수 있는 모니터를 포함하거나 그에 연결된다. 계산 유닛(1000)은 퍼스널 컴퓨터 또는 네트워크를 통해 연결된 복수의 컴퓨터 엔티티의 네트워크와 같이 도 1의 좌측에 예로서 도시된 컴퓨터 유닛일 수 있다. 네트워크는 유선 네트워크(예를 들어, 유선 LAN) 또는 무선 네트워크(예를 들어, WLAN)일 수 있다. 본 출원의 범위 내에서, 마찬가지로, 계산 유닛(1000)의 다른 설계, 예를 들어, 태블릿, 핸드헬드(handheld), 스마트폰, 랩톱 등과 같은 모바일 데이터 처리 장치를 제공하는 것은 통상의 숙련자가 명백히 알 수 있는 것이며, 이들은 분산 시스템으로서 조합하여 사용될 수도 있다. 계산 유닛(1000)의 각각의 장치는 네트워크(LAN, WAN, WLAN 등)를 통해 시스템의 추가 디지털 및/또는 전자 엔티티(SPS; 전자 밸브 제어기(1) 등)에 연결될 수 있다. 선택적으로, 예시된 일 실시예에서, 계산 유닛(1000)은 메모리 프로그램 가능 제어 장치(SPS)와 데이터를 교환할 수 있지만; 그러나 이는 반드시 필요한 것은 아니다.
근본적으로, 본 발명은 상이한 응용 시나리오를 커버하고 밸브 운동의 실행 중에 기록된 폐쇄 루프 제어 변수를 추가 활성화 중에 고려할 수 있도록 밸브 조립체의 공압 밸브를 적응적으로 활성화시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 제1 코드 생성 단계에서 추가적인 기술적 기준(예를 들어, 실행 시간, 에너지 소비 등과 관련된 요구 사항)을 포함하는 애플리케이션의 각각의 운동 과제에 따라, 전기공압 시스템의 전자 실행 유닛 상에서, 예를 들어 전자 밸브 아일랜드 제어기(1), 메모리-프로그램 가능 제어 장치(SPS) 및/또는 마이크로 제어기(124) 상에서 애플리케이션(A)으로서 실행될 수 있는 프로그램 코드가 생성된다. 이를 위해 애플리케이션(A)은 특히 밸브 제어 명령을 포함하거나 생성한다. 제2 시간 단계, 밸브 운동 단계 또는 실행 단계에서, 생성된 애플리케이션(A) 또는 생성된 밸브 제어 명령은, 밸브 조립체의 실행 유닛, 예를 들어 밸브 아일랜드(VI)의 전자 밸브 아일랜드 제어기(1)(밸브 터미널) 또는 각각의 밸브 디스크(VS) 또는 밸브(V) 또는 추가 밸브 조립체(WV)의 전자 밸브 제어기(마이크로 제어기(124)) 상에서 실행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 밸브 아일랜드(VI)(밸브 아일랜드 제어기(1)로서) 및/또는 밸브 디스크(VS) 및/또는 개별 밸브(V) 및/또는 추가 밸브 조립체(WV) 상에 배열될 수 있는 전자 실행 유닛 모두는 네트워크 인터페이스를 갖도록 설계될 수 있다. 네트워크 인터페이스는 입력 인터페이스 및/또는 출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 네트워크를 통한 데이터 전송 동안, 예를 들어 IEEE 802.3 표준, 특히 이더넷에 기초한 것과 같은 IP 패밀리의 프로토콜이 전송 계층으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, UDP 패킷은 실행 목적을 위해 각각의 전자 실행 유닛(예를 들어, 애플리케이션(A) 또는 제어 데이터)으로 전송될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 센서 데이터 패킷과 같은 UDP 패킷이 전자 실행 유닛에 전송될 수 있다.
네트워크 인터페이스는 유선식일 수 있다.
유선 데이터 전송을 데이터의 무선 전송에 연결하고 수신기 노드로부터/수신기 노드로 무선 데이터 전송을 달성하기 위해 전자 실행 유닛에 어댑터를 제공하는 것도 가능하다. 어댑터는 예를 들어 필드 버스 커플러에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 무선 데이터 전송을 통한 공압 운동 과제에 따라 개방 루프 방식으로 밸브를 제어하기 위해 모바일 디바이스(예를 들어, 태블릿, 스마트폰)로 애플리케이션을 작동할 수 있다.
또한, 로컬 기록된 센서 데이터를 (예를 들어 폐쇄 루프 제어를 위해) 내부에서 처리되도록 또는 이 위치로부터 다른 노드로 중계되도록 수신기 노드에 무선으로 송신하는 것이 가능해진다.
본 발명의 실시예의 일 예에서, 밸브 아일랜드 제어기(1)는 이더넷 인터페이스를 구비하도록 설계될 수 있으며, 이 인터페이스를 통해 UDP마다 데이터가 송신 및/또는 수신될 수 있다. 데이터는 디지털 데이터(예를 들어, 밸브 활성화를 위한 제어 데이터) 및/또는 아날로그 데이터(예를 들어, 압력 측정 데이터와 같은 센서 데이터)일 수 있다.
이 2개의 시간 단계는 시간에 관하여 인터리빙될 수 있다(인터리빙 모드). 이는 특히 운동의 실행 중에 운동 과제의 폐쇄 루프 제어에 사용될 폐쇄 루프 제어 값이 기록될 때 유리함을 입증한다. 그런 다음 애플리케이션(A)의 재로딩 및 컴파일링 없이 실행 유닛(1, 124, SPS)에서 애플리케이션(A)의 파라미터화된 버전을 생성하고 실행할 수 있다. 파라미터화된 버전은 기록된 외부 및 내부 폐쇄 루프 제어 변수에서 계산된 목표 사양을 기반으로 한다. 목표 사양은 이산 또는 시간 연속 신호(예를 들어, 곡선 진행)일 수 있다. 따라서, 운동 과제가 실행됨에 따라 심지어 실행 모드(예를 들어, 감쇠, 에너지 효율 등)를 변경하는 것이 유리하게 가능하다.
코드 생성 단계 동안, 계산 유닛(1000)은 활성이고 애플리케이션 세트를 생성하도록 의도된다. 계산 유닛(1000)은 인터페이스를 통해 외부 센서 유닛(4000)에 연결되며, 이를 통해 외부 폐쇄 루프 제어 변수 또는 기술적 프로세스(로봇 공학, 생산 등)의 프로세스 신호가 읽어들여질 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 센서 유닛(4000)은 또한 메모리 프로그램 가능 제어 장치(SPS) 및/또는 전자 밸브 제어기(1)와 추가적으로 또는 선택적으로 데이터를 교환하고 그리고/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 이들 엔티티에 그 센서 신호를 전송할 수 있다(이는 도 1에 도시되어 있지 않음). 밸브 운동 또는 실행 단계 동안, 각각의 실행 유닛(1, 124)은 밸브 조립체 상에서 활성화된다. 이는 도 1에서 수직 파선으로 표시된다. 밸브 기능 및 따라서 운동 과제의 개방 루프 제어는 제공된 애플리케이션 세트에서 특정 애플리케이션(A)을 선택함으로써 실행된다.
밸브 아일랜드(VI)는 4개 또는 8개의 직육면체형 밸브 디스크(VS)와 전자 밸브 아일랜드 제어기(1)를 포함하고, 이 제어기는 중앙식으로 또는 분산식 솔루션으로서 밸브 디스크(VS)가 배열된 밸브 아일랜드(VI) 및 내부 측정 신호 유닛(5000)의 각각의 경우의 개방 루프 제어를 담당한다. 내부 측정 신호 유닛(5000)은 밸브 아일랜드(VI)의 로컬 또는 내부 측정 신호로서 특히, 압력, 행정(트래블(travel)), 흐름, 온도 같은 공압 측정 값을 기록하고 이들 값을 전자 밸브 아일랜드 제어기(1) 및/또는 처리 및 폐쇄 루프 제어를 위한 추가 전자 인스턴스에 중계하도록 의도된다. 코드 생성 단계에서 사용자는 계산 중 및 코드 생성시 값을 기록하고 고려해야 할 파라미터를 결정할 수 있다. 밸브 아일랜드(VI) 상에는 선택적인, 추가 삽입 모듈 및 예를 들어 버스 노드 및/또는 이더넷, 웹-시각화 인터페이스로서 설계될 수 있는 인터페이스 노드를 위한 더미 플레이트가 통합될 수 있다. 밸브 아일랜드(VI)의 모든 구성요소는 베이스 플레이트(10)에 고정된다. 베이스 플레이트(10)는 압출된 알루미늄 프로파일로부터 제조될 수 있으며, 튜브를 연결하기 위한 공압 연결부, 예를 들어, 작동 연결부(50)(도 1에는 도시되지 않았으나 도 4a 및 도 4b에 보다 상세히 도시됨) 및 입구 공기 및 출구 공기에 대한 연결부, 특히 흡음재를 위한 환기부를 갖는다. 또한, 케이블 및 전자 인터페이스용 전기 연결부(14)가 제공된다.
도 1은 공압 연결부(12)가 작동 채널로서 작용하고 상기 조립체를 운동시키기 위해 작동 장치, 이 경우 피스톤-실린더 조립체(11)와 연통하는 것을 우측에서 개략적으로 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전형적으로 복수의 작동 연결부(50)가 제공되고, 이 경우 밸브 디스크(VS)마다 2개가 제공된다. 피스톤-실린더 조립체(11)에서, 추가 센서가 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 형태로 설계되며, 예를 들어, 개별 또는 조합된 최종 위치 센서, 위치 센서, 행정 센서, 압력 센서 등을 포함한다. 이러한 내부 센서 신호는 바람직하게 폐쇄 루프 제어를 위해 전자 밸브 제어기(1)에 직접 중계된다. 이들은 내부 측정 신호 유닛(5000)의 로컬 또는 내부 측정 신호 및 폐쇄 루프 제어를 위한 외부 센서 유닛(4000)의 외부 프로세스 신호와 함께 전자 밸브 제어기(1) 상에서 직접 계산될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 밸브 아일랜드(VI)의 모든 밸브 디스크(VS)는 도 2와 관련하여 후술될 동일한 구조를 갖는다.
전자 밸브 제어기(1)는 밸브 조립체(VS, VI)에 제공된 밸브의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어에 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 밸브 조립체는 밸브 아일랜드(VI)에 의해 형성되고, 애플리케이션(A)을 실행하기 위한 실행 유닛은 중앙식으로 그리고 동시에 폐쇄 루프 방식으로 밸브 아일랜드(VI)의 복수(4개 또는 8개의) 밸브 디스크(VS)를 활성화 및 제어할 수 있는 전자 밸브 아일랜드 제어기(1)이다.
본 발명의 기본 원리는 도 5를 참조하여 이후에 설명된다. 계산 유닛(1000)은 편집기(E)를 포함하거나 그와 데이터를 통신한다(이 경우는 도 1에 도시되어 있다). 편집기(E)는 예를 들어, "바디 X를 위치 A에서 위치 B로 운동시키며 가능한한 빨리 실행", "스로틀링된 트래블 실행", "운동 X 실행 및 연성 정지로 종료"등 같은 임의의 유형의 운동 과제를 입력하도록 기능한다. 운동 과제는 정의 가능한 시간 간격에서 실행될 복수의 과제 시퀀스 또는 부분적인 운동을 포함할 수 있다. 운동 과제는 상이한 실행 모드들(스로틀링, 에너지 효율, 진동없음 등)로 실행할 수도 있다.
근본적으로, 운동 과제는 질량을 3 차원 공간 내에서 또는 경로를 따라 결정 가능한 속도와 결정 가능한 가속도로, 선택적으로 결정 가능한 에너지 소비로 운동시키는 물리적 절차를 정의한다. 바람직하게는, 운동 과제는 사용자에 의해 소프트웨어 개발 플랫폼의 제공된 모델에 입력된다. 그러나, 파일, 특히 파라미터화 파일(예를 들어, Matlab/Simulink, Codesys 등과 같은 플랫폼용)로부터 실행될 운동 과제를 읽어들이는 것도 본 발명의 범위 내에 있다. 마찬가지로 운동 과제가 메모리에 저장될 수 있다. 운동 과제는 상이한 포맷들(텍스트 파일, 이미지 파일 또는 비디오 기록, 기계 판독 가능 포맷 등)로 제공될 수 있다. 기본 모델에서, 각각의 공압 요구 사항이 정의된다. 소프트웨어 개발 플랫폼은 모델이 시뮬레이션 및 테스트되고 코드(예를 들어, C ++ 코드)를 자동으로 생성할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 생성된 코드는 실행 가능한 프로그램 코드이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 모델은 Matlab-Simulink 환경에서 생성된다. Simulink®는 모델 기반 기술 개발을 위한 블록도 환경이며, 시스템 수준에서 설계 및 시뮬레이션을 지원하고 또한 내장 시스템의 자동 코드 생성 및 지속적인 테스트 및 검증을 허용한다. 그러나 다른 모델 및 플랫폼도 적용할 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 기본적으로 2개의 시간 단계로 분할된다:
1. 애플리케이션(A) 형태의 실행 가능한 코드가 기록된 운동 과제에서 자동으로 생성되는 코드 생성 단계이다. 폐쇄 루프 제어 변수를 고려하여, 애플리케이션(A)을 지속적으로 수정하고 개선할 수 있다. 예를 들어, 코드 생성을 위한 모델은 자가 학습 시스템으로 설계될 수 있다.
2. 밸브 운동 단계 또는 실행 단계: 이 단계에서, 밸브 조립체(VS, VI)의 밸브가 제공된 애플리케이션(A)의 사양에 따라 활성화된다는 점에서 운동 과제가 실제로 수행된다. 이를 위해, 애플리케이션(A)은 밸브 조립체(VS, VI)의 하나 또는 복수의 실행 유닛(1, 124) 상에서 실행된다. 바람직하게는, 각각의 애플리케이션 사례에 관련된 공압 측정 값 및 측정 값이 하나 또는 복수의 내부 센서 유닛 내의 각각의 밸브 아일랜드(VI)에 기록되고, 상기 측정 값은 애플리케이션을 향상, 개선 또는 수정하고 수정된(특히 파라미터화된) 버전으로 이를 실행 유닛에 로딩하기 위해 애플리케이션 생성 또는 애플리케이션 수정을 위한 폐쇄 루프 제어 변수로서 반환된다. 추가적으로 외부 폐쇄 루프 제어 변수를 애플리케이션 파라미터화에 사용할 수도 있다.
계산 유닛(1000)은 기록된 공압 운동 과제에 기초하여 실행 가능한 프로그램 코드를 자동으로 생성하기 위해 제공된다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 계산 유닛(1000)은 모두가 네트워크를 통해 데이터를 교환하는 복수의 모듈, 즉, 기록된 운동 과제를 일련의 과제로 분리하도록 의도된 인터프리터(1002)를 포함한다. 과제는 하나씩 순차적으로 실행되는 운동 시퀀스일 수 있다. 또한, 계산 유닛(1000)은 과제 세트로부터 각각의 과제에 필요한 애플리케이션 객체를 선택하여 그로부터 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해 저장된 애플리케이션 객체를 포함하는 메모리(1004)에 액세스하도록 설계된 합성기(1006)를 포함한다. 또한, 계산 유닛(1000)은 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 적어도 하나의 실행 유닛, 즉 밸브 디스크(VS)의 전자 밸브 제어기(1) 및/또는 마이크로 제어기(124)에 그리고/또는 메모리 프로그램 가능 제어 장치(SPS)에 배포하고 이를 해당 위치에 로딩하도록 설계된 배포기(1020)를 구비한다. 또한, 계산 유닛(1000)은 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 실행하도록 설계된 실행기(1022)를 포함한다. 본 발명의 주요 실시예에서, 실행기(1022)는 밸브 아일랜드(VI) 상의 실행 유닛(1, 124)으로서 설계된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 실행기(1022)는 예를 들어, 기술 프로세스 설비의 작동 장치와 관련하여 또 다른 조정 과제를 가정하는 메모리 프로그램 가능 제어 장치(SPS)로서 같은 상위 엔티티로서 제공될 수 있다. 실행 유닛(1, 124, SPS)은 애플리케이션 프로그램을 실행하기 위해서 설계될 뿐만 아니라, 특히 밸브 아일랜드(VI)의 밸브 조립체의 내부 측정 신호를 폐쇄 루프 제어 변수로서 기록하고 계산 유닛(1000)에 이들을 반환하여 수정된 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해서도 설계된다. 폐쇄 루프 제어 인터페이스(3000)는 이러한 목적으로 이용 가능하다.
생성된 애플리케이션(A)은 실행 목적을 위해 전자 밸브 제어기(1) 및/또는 다른 분산형 실행 유닛 상에 직접 로딩될 수 있다. 이 경우 밸브 조립체(VS, VI)를 활성화하기 위해 메모리 프로그램 가능 제어기(SPS)를 사용하는 것은 더 이상 절대적으로 필요하지 않다. 또한, 애플리케이션(A) 또는 그의 일부가 제어 장치(SPS) 상에 로딩될 수 있으며, 제어 장치는 그후 개방 루프 제어 목적을 위해 전자 밸브 제어기(1)에 코드를 중계한다. 통상적으로, 애플리케이션(A)이 전자 밸브 제어기(1) 상에 로딩된 후에, 프로그램 코드는 프로그램 시퀀스를 트리거할 수 있도록 메모리 프로그램 가능 제어기(SPS) 상에 통합될 수 있다. 따라서, 메모리 프로그램 가능 제어기(SPS)는 전자 밸브 제어기(1)에 운동 과제를 위한 적어도 하나의 시작 명령 및 하나의 종료 명령을 전송하는 데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 계산 유닛(1000)은 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체들의 라이브러리가 각각의 경우에 저장되는 라이센스 메모리(1010) 및/또는 외부 메모리(2000)에 액세스하도록 설계된 매칭기(1008)를 포함한다. 외부 메모리(2000)는 애플리케이션 객체들의 클라우드 기반 라이브러리로서 설계될 수 있다. 라이센스 메모리(1010)는 애플리케이션 객체에 관한 라이센스 데이터를 저장한다. 매칭기(1008)는 다른 양태에 관하여 실행 가능한 프로그램 코드의 생성을 최적화하도록 설계된다. 이는 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체가, 메모리(1004)로부터 이전에 사용된 이전 애플리케이션 객체보다 내부 및 외부 폐쇄 루프 제어 변수를 고려하여 기록된 운동 과제를 실행하기에 적합한(가능하게는 더 적절한), 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체가 라이센스 메모리(1010) 및/또는 외부 메모리(2000)에 존재하는 지를 분석함으로써 달성된다. 이러한 경우에 그리고 기록된 측정 조건 하에서(기록된 폐쇄 루프 제어 변수에 의해) 운동 과제를 위해 "더 양호한" 애플리케이션 객체가 제공되는 경우, 가용 애플리케이션 객체 및 그 라이센스 조건의 유형이 사용자 인터페이스 상에서 사용자에게 표시될 수 있다. 사용자가 대응하는 라이센스 비용을 지불함으로써 라이센스 조건에 동의하면, 라이센스를 필요로 하는 각각의 애플리케이션 객체는 외부 메모리(2000) 및/또는 메모리(1004)로부터 로딩될 수 있고(라이센스를 요구하는 애플리케이션 객체를 또한 포함하는 경우) 애플리케이션(A)을 생성하는 데 사용될 수 있다. 병행하여, 라이센스 데이터 기록이 라이센스 메모리(1010)에서 업데이트된다. 획득되거나 라이센스가 부여된 애플리케이션 객체는 합성기(1006)로 중계될 수 있다. 운동 과제를 입력하고 메모리(1010)로부터 라이센스를 요구하는 적절한 애플리케이션 객체를 표시하기 위한 사용자 인터페이스는 대응성을 가져야 할 필요가 없다는 것에 유의하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 편집기(E) 및 계산 유닛(1000)은 동일 시스템 상에 위치되는 반면, 전자 밸브 제어기(1) 및 밸브 조립체(VS, VI)가 하나의 구성요소에 통합되지만, 원격 위치에 위치되거나(분산 시스템) 또는 대응 데이터 인터페이스를 통해 연결된다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 추가적인 구조적 및/또는 컴퓨터-기반 유닛이 또한 이 경우에 제공될 수 있으므로 예를 들어, 편집기(E)는 계산 유닛(1000)의 시스템 상에 위치하지 않는다.
공압 운동 제어 시스템은 유리하게는 실행 가능한 프로그램 코드의 생성 중에 예를 들면 소요 시간, 에너지, 압축 공기 등에 관한 최적화 같은 미리-정의 가능한 최적화 기준을 고려함으로써, 공압 운동 과제의 최적화 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위해 구성된 최적화 모듈을 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 폐쇄 루프 제어 변수는 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하는 동안 고려된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 내부 및 외부 폐쇄 루프 제어 변수 양자 모두에 관련한다. 본 내용에서, "내부"는 전자 밸브 제어기(1) 상에 배열되는 내부 측정 신호 유닛(5000) 상에 기록되며 따라서 밸브 아일랜드-내부 및 로컬 측정 신호에 관련하는 물리적 측정 신호를 의미한다. "외부"는 임의의 공압적 관련 외부 폐쇄 루프 제어 변수(즉, 밸브 아일랜드-외부 및 예를 들어, 중앙 또는 글로벌 변수)가 읽어들여지고 애플리케이션(A)을 생성하기 위해 고려될 수 있다는 것을 나타내는 것을 의도한다. 외부 폐쇄 루프 제어 변수는 외부 센서 유닛(4000)으로부터 읽어들여 진다. 내부 폐쇄 루프 제어 변수는 밸브 아일랜드 또는 전자 밸브 제어기(1)로부터 계산 유닛(1000)으로 폐쇄 루프 제어 인터페이스(3000)를 통해 반환된다.
도 2는 4개 밸브의 유닛을 가진 밸브 디스크(VS)의 실질적인 구성요소를 보여준다. 이는 하우징(100)을 포함하는 데, 여기에는 이 예에서 4개의 부스터 카트리지(112)가 장착된다. 부스터 카트리지(112)는 로컬 또는 선택적 지점에서 흐름을 증가시키도록 기능한다. 밸브 디스크(VS)의 중앙부에는 전자 회로 보드(120)가 배열되며, 이 회로 보드에는 마스터-슬레이브 원리에 따라 디지털 데이터가 교환될 수 있는 직렬 동기 데이터 버스(직렬 주변 인터페이스, SPI)(114)가 배열된다. 또한, 센서는 전자 회로 보드(120)에 형성될 수 있다. 밸브 디스크(VS)는 전자 회로 보드(120)에 추가로, 밸브(118) 및 압전 작동기(116)를 갖는 밸브 유닛을 포함한다. 압전 작동기(116)는 전형적으로 전압이 가해질 때 팽창하거나 운동하여 전기공압 인터페이스로서 작용하는 얇은 압전 층의 복수의 층을 포함한다. 구성요소는 체결 요소(122)를 사용하여 설치되어 완전한 모듈을 형성한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 디스크(VS)의 구조를 도시한다. 이는 우수한 밸브 기능을 제공할 수 있도록 브리지 회로를 통해(예를 들어, 전기 휘트스톤 브리지 방식으로) 서로 독립적으로 실린더의 2개의 실린더 챔버를 제어하는 밸브 유닛 내의 4개의 밸브(118)를 포함한다. 부스터(112)는 각각의 경우 흐름을 증가시키는 역할을 한다. 각각의 밸브 디스크(VS)는 제어기 유닛을 포함하고, 이는 애플리케이션(A)의 운동 과제에 대응하여 정의된 활성화 전압을 제공하여 밸브 행정을 실행하거나 또는 압력 비율을 조정하도록 예를 들어, 마이크로 제어기(124)로서 설계될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 마이크로 제어기(124)는 개별 밸브를 제어하고 데이터를 통신하도록, 특히, 전자 밸브 제어기(1)(도면에 도시되지 않음)와 데이터를 교환(양방향으로)하도록 기능한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 밸브 디스크(VS)는 마이크로 제어기를 가지며, 이는 그러나, 실행 유닛으로서 애플리케이션(A)을 실행하는 역할을 하고; 이들은 동일한 밸브 아일랜드(VI)의 다른 밸브 디스크(VS)의 각각의 다른 마이크로 제어기와 데이터를 통신한다.
본 발명에 따르면, 밸브 디스크(VS)의 밸브 기능(예를 들어, 4/2-, 4/3, 2x 3/2, 2x 3/3 방향 제어 밸브 등으로서) 및 밸브의 추가 기능, 실행 모드 및 작동 조건(예를 들어, 연성 정지, 에코 모드, 압력 제어, 흐름 제어 등)은 애플리케이션(A)에 의해 적응적으로 변경될 수 있다. 하나의 동일한 밸브 메커니즘 또는 밸브 구성이 사용될 때에도 밸브 기능 및 작동 조건의 선택이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 특정 공압 시스템(특정 물리적 구성요소를 가짐)의 경우, 밸브 기능은 각각의 운동 과제를 갖는 애플리케이션 사례에 가변적으로 적응될 수 있다.
도 4는 상이한 실시예 변형들에서의 밸브 아일랜드(VI)를 도시한다: 도 4a는 4개의 밸브 디스크(VS)로 구성된 밸브 아일랜드(VI)를 도시하고, 도 4b는 8개의 밸브 디스크(VS)로 구성된 밸브 아일랜드(VI)를 도시한다. 참조 부호 40은 예로서 서플라이 연결부 또는 압력 연결부를 나타낸다. 밸브 아일랜드(VI)는 로컬 측정 신호를 기록하기 위한 내부 측정 신호 유닛(5000)을 포함한다. 측정 신호는 온도, 압력, 밸브 스풀의 위치(행정), 흐름, 유량 등과 같은 모든 공압적으로 관련된 물리적 측정 변수일 수 있다. 신호는 시간 연속 또는 이산 신호일 수 있다. 각각의 물리적 변수는 복수의 센서에 의해 결정될 수 있고 그후 평균 신호로서 제공된다. 기록될 내부 측정 신호 유닛(5000)의 폐쇄 루프 제어 변수는 코드 생성 단계에서 정의된다. 환기부는 참조 부호 12로 표시되어 있다. 복수의 작동 채널 또는 작동 연결부(50)는 작동 장치, 이 경우에는 도시되지 않은 피스톤-실린더 조립체(11)를 제어하고 운동시킨다.
예시된 일 실시예에서, 전자 밸브 제어기(1)는 기술적 진단을 위해 사용될 수 있다. 이를 위해, 대응하는 측정 값은 센서 유닛(4000, 5000)을 통해 기록되고 진단 모듈에 중계된다. 진단 모듈은 예를 들어, 계산 유닛(1000) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션에서의 누설을 모니터링할 수 있다. 이를 위해 센서는 밸브, 배관, 스크류 연결부 및 실린더에 배열될 수 있다. (최초) 시동 동안, 원하는 상태(목표 상태와 동일함) 및 (양호한) 기준으로서 기능하는 실제 상태가 기록된다. 애플리케이션(A)의 실행 시간 동안, 실린더가 센서 데이터의 기록을 허용하는 위치에 있으면, 진단 과제를 트리거하여 밸브 조립체의 각각의 위치에서 누설 수준을 실제 상태로서 결정하는 것이 가능하다. 원하는 상태와 실제 상태 사이를 비교한 후에, 각각의 기술적 진단 정보는 예를 들면, 계산 유닛(1000) 및/또는 전자 밸브 제어기(1)에 상태 비트(예를 들어, "누설 증가")로서 전송될 수 있다. 원하는 상태의 각각의 파라미터는 공압 시스템의 학습 실행에서 각각 결정될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 애플리케이션 모니터링이 실행될 수 있고, 여기서, 예를 들어, 공압 구동부 및/또는 가이드의 마모 상태가 결정된다. 공압 구동부의 이탈 압력(breakaway pressure) 및 종료 위치 사이의 실행 시간은 압력 레벨, 온도 및/또는 추가 파라미터(이전 운동 등)를 고려하여 내부 측정 신호 유닛(5000)에 기록된다. 이 상태는 원하는 상태 및 시동 중 참조로 저장된다. 실행 시간 동안, 모니터링 과제를 트리거링한 이후, 실린더가 그 최종 위치에 있을 때 공압 구동부의 마찰 상태(tribological status)(구성요소의 마찰 및 마모에 관한 상태 데이터 포함)가 확인될 수 있다. 실제 상태의 기록 및 원하는 상태와의 비교에 따라, 결과는 상태 비트(예를 들어, "마찰 증가")로서 모니터링 엔티티, 예를 들어, 계산 유닛(1000)으로 전송된다.
다른 예에서, 밸브 상태는 밸브 디스크(VS)의 상이한 위치, 예를 들어:
- 압전 벤더에서
- 파일럿 카트리지의 내부 부분에서
- u 형상 전자 회로 보드(120)의 하부 측면에서
- 부스터 카트리지 등의 내부 전면에서, 밸브 파라미터의 기록에 의해 기록될 수 있다.
원하는 상태는 밸브 조립체의 제조자에 의해 기록되고 참조로 저장된다. 애플리케이션(A)의 실행 시간 동안, 전자 밸브 제어기(1) 또는 계산 유닛(1000) 상의 모니터링 과제의 대응하는 트리거링에 의해, 밸브 또는 밸브 디스크(VS)의 시스템 상태가 결정되어 상태 비트(예를 들어, "밸브 확인")에서 전송될 수 있다.
도 6은 밸브 조립체의 폐쇄 루프 제어에 사용되는 상이한 폐쇄 루프 회로들을 보여준다. 밸브 아일랜드(VI)는 앞서 상세히 설명한 구조를 가지며, 4개의 밸브 디스크(VS) 및 내부 측정 신호 유닛(5000)을 포함한다. 각각의 밸브 디스크(VS)에는 제1 폐쇄 루프 회로(RK1)에 통합되고, 이는 폐쇄 루프 방식으로 이들을 제어하기 위해 내부 센서 신호(밸브 디스크(VS) 상에 로컬로 기록됨)를 계산한다. 바람직하게는, 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 내부 센서 신호는 폐쇄 루프 제어를 위해 제1 폐쇄 루프 회로(RK1)에 대해 계산된다. 또한, 내부 측정 신호 유닛(5000)의 로컬 측정 신호가 선택적으로 계산될 수 있다. 전자 밸브 제어기(1)에는 제2 폐쇄 루프 회로(RK2)가 통합되어 있다. 내부 측정 신호 유닛(5000) 및 피스톤 실린더 센서 유닛(6000)에 의해 읽어들여진 센서 신호를 계산하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 센서 유닛(4000)은 데이터 기술에 관하여 밸브 아일랜드(VI)에, 특히, 전자 밸브 제어기(1)에 연결됨으로써, 외부 센서 유닛(4000)이 그에 기록된 프로세스 신호를 폐쇄 루프 제어를 위해 전자 밸브 제어기(1)에 직접 송신할 수 있다. 이 경우, 폐쇄 루프 제어를 위해 내부 측정 신호 유닛(5000) 및 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 센서 신호에 추가로 외부 프로세스 신호가 전자 밸브 제어기(1) 상에서 로컬로 또한 계산된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 그리고 전형적으로, 운동 과제는 편집기(E) 상에 기록되고 애플리케이션(A)은 계산 유닛(1000) 상의 실행 가능한 프로그램 코드와 함께 생성된다. 이때, 애플리케이션(A)은 실행 목적을 위해 하나 또는 복수의 실행 유닛에 분산될 수 있다. 실행 유닛은 공압 밸브 또는 밸브 조립체에 제공되는 디지털 엔티티 또는 전자 구성요소이다. 밸브 조립체는 밸브 아일랜드(VI)의 전자 밸브 제어기(1), 따라서 밸브 디스크(VS)의 그룹 또는 마이크로 제어기(124) 또는 밸브 디스크(VS)의 다른 제어 유닛일 수 있다. 공압 시스템의 모든 모듈은 데이터를 교환하여 분산 솔루션이 또한 구현될 수도 있다.
도 7은 밸브 디스크(VS) 상의 입력 인터페이스(IN)를 통해 중앙 서버와 같은 컴퓨터 기반 엔티티에 의해 애플리케이션(A)(도 7 내지 도 9에서 앱(App)으로도 약칭됨)이 읽어들여지는 예시적인 실시예를 도시한다. 입력 인터페이스(IN)는 밸브 디스크(VS)의 마이크로 제어기(124)에 통합되는 것이 바람직하다. 애플리케이션(A)은 공압 운동 과제에 따라 피스톤-실린더 조립체(11)를 운동시키기 위해 개방 루프 제어 명령 및/또는 폐쇄 루프 제어 명령을 포함한다.
도 7에 도시된 실시예에서, 밸브 디스크(VS)는 피스톤-실린더 조립체(11) 상에 직접 장착된다. 피스톤-실린더 조립체(11)의 2개의 챔버를 작동시키기 위한 대응하는 공압 채널 및 선택적으로 또한 통기 및 환기 연결부가 제공된다. 단순성을 위해, 도면에서 이들 연결부는 작동 연결부(50)로서 조합되고 단지 개략적으로 도시된다. 밸브 디스크(VS)는 피스톤-실린더 조립체(11)와 함께 전기공압 디바이스를 형성한다.
이 실시예의 중요한 이점은 어떠한 추가 케이블도 또는 기능 유체 채널을 제외한 어떠한 추가적 케이블 연결도 그 구성요소(센서, 신호 기록 유닛 등)를 갖는 피스톤-실린더 조립체(11)와 마이크로 제어기(124) 사이에 제공되지 않는다는 사실에서 찾을 수 있다.
압력 트랜스듀서를 통해 피스톤-실린더 조립체(11) 상에 기록된 압력 신호는 전처리 및 추가 처리를 위해 마이크로 제어기(124)에 직접적으로 피스톤-실린더 조립체(11) 상에서의 어떠한 로컬 전처리도 없이 전송되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 마이크로 제어기(124)는 원래의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 AD 컨버터 유닛을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 피스톤-실린더 조립체(11) 상에서 검출되는 거리 측정 신호 또는 최종 위치 스위치 신호와 같은 다른 신호 유형이, 그 내부에서의 (전)처리를 위해 마이크로 제어기(124)에 어떠한 로컬 전처리도 없이 직접 통신될 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 인터페이스(50)는 밸브 제어 신호를 피스톤-실린더 조립체(11)에 통신하기 위한 단방향식 아니고, 대신, 양방향적이어서 심지어 피스톤 실린더 조립체(11)의 아날로그 신호도 평가 및 처리 목적을 위해 전자 실행 유닛, 특히, 마이크로 제어기(124)에 다시 전송될 수 있다.
전자 실행 유닛에 대한 피스톤-실린더 조립체(11)의 신호의 전처리 및 처리의 상술된 아웃소싱은 도 7에 도시된 본 발명의 설계뿐만 아니라 도 8 또는 도 9와 관련하여 이후에 설명되는 본 발명의 다른 실시예에서도 구성될 수 있다.
도 8은 피스톤-실린더 조립체(11)가 전기공압 디바이스 상에- 그리고 이에 따라 밸브 디스크(VS) 상에 - 직접 위치되지 않고, 대신, 그로부터 오프셋되어 제공되는 실시예를 도시한다. 밸브 디스크(VS)와 피스톤-실린더 조립체(11) 사이의 대응 채널 및 연결부가 제공된다.
도 9는 애플리케이션(A)이 밸브 디스크(VS) 상에 직접적으로 로딩되지 않고 그 대신 밸브 아일랜드 상에 초기에 로딩되는 또 다른 변형을 도시하며, 여기서, 밸브 아일랜드는 그후 밸브 디스크의 입력 인터페이스(IN)로 애플리케이션(A)을 전달한다. 이를 위해, 밸브 아일랜드(VI)는 그 일부가 입력 인터페이스(INI)를 포함하는 제어 유닛으로서 전자 밸브 제어기(1)를 갖는다. 이 입력 인터페이스(INI)는 서버로부터 애플리케이션(A)을 기록하도록 의도된다. 이 예시된 실시예에서, 애플리케이션(A)은 따라서 밸브 아일랜드(VI) 상에서 직접적으로 구현 및 실행되지 않고, 대신, 단지 원격 처리를 위해 전용 밸브 디스크(VS)로 밸브 아일랜드에 의해 전달된다. 도 7 및 도 8과 관련하여 전술한 바와 같이, 어드레스된 밸브 디스크(VS)는 피스톤-실린더 조립체(11)(도 9에서 실선으로 도시됨) 상에 직접 배열될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 마지막으로 언급된 경우에, 밸브 디스크(VS)와 피스톤-실린더 조립체(11) 사이에 대응하는 연결부가 제공되고; 도 9에서, 이 경우는 파선으로 도시되고 대안의 간접 조립을 나타내기 위한 것이다.
도 10은 밸브 아일랜드(VI)가 수신된 제어 앱 또는 앱에 의해 생성된 제어 신호를 전달하는 데에만 사용되는 범위로, 도 9와 관련하여 설명된 설계와 유사한 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 애플리케이션(A)에 의해 직접적으로 제공되거나 밸브 아일랜드의 마이크로 제어기(μC)에서 간접적으로 계산되는 제어 신호는 추가 밸브 또는 추가 밸브 조립체(예를 들어, 밸브 디스크)가 운동 과제에 따라 로봇 암(R)의 구동 요소를 운동시키도록 배열되는 오프셋 구동 요소, 특히, 로봇 암(R)의 마이크로 제어기로 단일 데이터 라인, 즉, 전기 연결부(eV)를 통해 중계된다. 제어 신호는 바람직하게는 애플리케이션(A)이 로딩되는 구성요소 상에서 생성된다. 일반적으로, 이는 밸브 아일랜드(VI)의 마이크로 제어기(μC, 124, 1)이다. 도 10의 우측에 단지 개략적으로 도시된 로봇 암(R)은 (전기적 데이터 라인(eV)을 제외하고) 밸브(VI)에 연결되지 않거나 또는 전형적으로 밸브 아일랜드(VI)와는 다른 위치에서 별개의 구성요소로서 위치된다는 사실을 특징으로 한다.
추가 밸브 조립체(WV)는 단 하나의 밸브(V)로 구성될 수 있거나 복수의 밸브(V)를 포함할 수 있거나 또한 적어도 하나의 밸브 디스크(VS)를 포함할 수 있다. 또 추가 밸브 조립체(WV)에는 공통 공압 서플라이 라인(55)을 통해 압력이 공급된다. 전형적으로, 공압 서플라이 라인(55)은 밸브 아일랜드(VI)로부터 오는 라인을 통해 공급되지 않는다. 공압 서플라이 라인(55)은 사전 구성 가능한 압력, 예를 들어 6 bar로 공급될 수 있으며, 로봇 암(R)의 밸브는 별도의 소스에 의해 공급될 수 있다. 따라서 밸브 아일랜드(VI)는 제어 데이터 전송을 위해 단일 데이터 라인(eV)을 통해서만 오프셋된 별도의 로봇 암(R)에 연결되면 되므로 연결 라인 또는 배관에 대한 지출이 현저히 줄어든다. 라인(eV)을 통해 기록된 제어 데이터로 개방 루프 방식으로 추가 밸브 조립체(WV)를 제어하기 위해서, 수신기가 로봇 암(R) 상에 형성되어야 한다. 이는 전자 실행 유닛(124)(예를 들어, 마이크로 제어기로서)의 형태로 제공될 수 있다(명확성을 위해, 이는 도 10에 도시되지 않음).
다른 실시예에서, 전술한 설계가 또한 조합될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 애플리케이션(A)이 개방 루프 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 밸브 아일랜드(VI) 상에서 제1 운동 과제를 직접 제어하고, 또한 밸브 아일랜드(VI)와는 별도의 운동 유닛 상에 배열된 추가 밸브 또는 추가 밸브 조립체(WV) 상에서 간접적으로 제2 운동 과제를 제어하는 것이 가능하다. 도 10의 예에서, 이는 로봇 암(R)이다.
마찬가지로, 무선 인터페이스를 통해 또 추가 밸브 조립체(WV)를 밸브 아일랜드(VI)에 연결하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 그런 다음, 밸브 아일랜드(VI)의 마이크로 제어기에서 실행되는 애플리케이션(A)의 제어 신호는 무선으로(예를 들어, 무선 네트워크, 특히 IEEE802.11 패밀리의 WLAN을 통해) 추가 밸브 조립체(WV)로 전송될 수 있다. 마찬가지로, 추가 밸브 조립체(WV)의 밸브 상에 로컬 기록된 센서 데이터는 예를 들어 폐쇄 루프 제어를 위해 애플리케이션에 무선으로 송신될 수 있다. 이 경우, 밸브 아일랜드와 원격의 별개의 추가 밸브 조립체 사이에 케이블 연결도 필요하지 않다.
본 발명과 관련된 몇 가지 이점이 있다. 예를 들어, 밸브 디스크(VS) 및/또는 밸브 아일랜드(VI)의 동일한 구성(기계 구조)으로 상이한 밸브 기능들이 활성화될 수 있다(예를 들어, 4/2 또는 4/3 방향 제어 밸브, 에코 모드 유무, 연성 정지 유무 또는 흐름 제어 등으로서). 다른 한편으로, 상이한 밸브 기능 및 이에 따른 상이한 운동 과제는 사용자 인터페이스의 단지 하나의 마스크에서 중앙 제어될 수 있다. 사용자 인터페이스는 바람직하게는 계산 유닛(1000) 상에 또는 대안적으로 제어 장치(SPS) 상에 제공된다. 이를 통해 작동 및 제어가 명확하고 간단해진다. 또한 폐쇄 루프 제어는 밸브 아일랜드(VI) 또는 밸브 디스크(VS)의 내부 폐쇄 루프 제어 변수 및 외부 폐쇄 루프 제어 변수(예를 들어, 밸브 아일랜드(VI) 외부의 프로세스 신호) 모두에 기초하여 운동 과제를 실행하는 동안 실행될 수 있다. 폐쇄 루프 제어는 실행 유닛 상에 실시간으로 로딩되는 애플리케이션(A)의 새로운 버전(새로운 파라미터화)을 직접 초래할 수 있다. 운동 과제의 매우 빠른 변경이 파라미터화를 갱신하지 않고도 수행될 수 있다. 개방 루프 방식으로 운동 과제를 제어하기 위해, 상이한 애플리케이션들(A)의 선택으로 인해 유체 기술에 대한 심층적인 지식이 더 이상 필요하지 않다.
마지막으로, 본 발명의 설명 및 예시된 실시예는 근본적으로 본 발명의 특정 물리적 구현에 대해 제한적이지 않은 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 개별적인 실시예와 관련하여 설명되고 예시된 모든 특징은 본 발명에 따른 각각의 주제에서 동시에 그 유리한 효과를 달성하기 위해 상이한 조합들로 제공될 수 있다. 특히, 본 발명은 설명된 형태의 밸브 아일랜드뿐만 아니라 각각이 공압 밸브를 포함하는 밸브 조립체 또는 밸브 회로를 갖는 다른 구성요소의 그룹에도 적용될 수 있음은 통상의 숙련자에게 자명하다. 또한, 공압 운동 제어 시스템의 구성요소는 복수의 물리적인 제품에 걸쳐 분산될 수 있다. 그러므로, 특히 편집기(E), 계산 유닛(1000) 및 밸브 조립체(VS, VI)의 적어도 하나의 실행 유닛(1, 124, SPS)은 상이한 구조 유닛들 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의해 정해지며, 설명에서 설명되거나 도면에 도시된 특징에 의해 제한되지 않는다.
VS 밸브 디스크
VS1 제1 밸브 디스크
VS2 제2 밸브 디스크 등
VI 밸브 아일랜드
1 전자 밸브 제어기
SPS 메모리 프로그램 가능 제어 장치
10 밸브 아일랜드의 베이스 플레이트
11 피스톤-실린더 조립체
12 환기 기능
14 전기 연결부
40 서플라이 연결부
50 작동 연결부
100 부스터 카트리지용 하우징
112 부스터 카트리지
114 직렬 동기 데이터 버스
116 압전 작동기
118 밸브
120 전자 회로 보드
122 체결 요소
124 마이크로 제어기
E 편집기
MEM 메모리
1000 계산 유닛
1002 인터프리터
1004 애플리케이션 객체를 포함하는 메모리
1006 합성기
1008 매칭기
1010 라이센스 데이터가 포함된 데이터 베이스
1020 배포기
1022 실행 유닛
2000 애플리케이션 객체의 라이브러리
A 애플리케이션
3000 폐쇄 루프 제어 인터페이스
4000 외부 센서 유닛
5000 내부 측정 신호 유닛
6000 피스톤-실린더 센서 유닛
RK1 제1 폐쇄 루프 제어 회로
RK2 제2 폐쇄 루프 제어 회로
R 로봇 암
WV 밸브 아일랜드로부터 오프셋된 추가 밸브 조립체
55 공압 서플라이 라인
eV 밸브 아일랜드와 추가 밸브 조립체 사이의 전기 연결부 또는 연결 라인

Claims (36)

  1. 공압 운동 과제를 위한 공압 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 전자 실행 유닛(124)에 있어서,
    밸브 조립체(VS, V, VI; WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 애플리케이션(A)이 공압 밸브 조립체(VS, V, VI, WV) 상에서 공압 운동 과제를 실행하기 위해 전자 실행 유닛(124) 상에 실행 가능한 방식으로 로딩되거나 로딩될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  2. 제1항에 있어서, 전자 실행 유닛(124)은 마이크로 제어기이고, 밸브 조립체는 밸브 디스크(VS)인 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)는 피스톤-실린더 조립체(11) 상에 직접 배열되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤-실린더 조립체(11) 상에 기록된 신호는 전처리 및 처리를 위해 전자 실행 유닛(124)으로 직접 그리고 전처리 없이 전달되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  5. 제4항에 있어서, 피스톤-실린더 조립체(11)와 전자 실행 유닛(124) 사이에 전기적 케이블 연결이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 조립체(VS, V, VI, WV)는 피스톤-실린더 조립체(11) 상에 직접 배열되지 않고, 피스톤-실린더 조립체(11)를 운동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 실행 유닛(124)은 애플리케이션(A)을 읽어들이기 위한 입력 인터페이스(IN) 및 피스톤-실린더 조립체(11)를 운동시키기 위한 작동 연결부(50)로서의 출력 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 애플리케이션(A)을 읽어들이기 위한 전자 실행 유닛(124)의 입력 인터페이스(IN)는 애플리케이션(A)을 밸브 아일랜드(VI)의 전자 밸브 제어기(1)로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 실행 유닛(124)은 애플리케이션(A)을 구현하기 위해 사용되고, 밸브(V)를 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 직접 제어하기 위해 그리고/또는 적어도 하나의 추가 밸브 조립체(WV)를 개방 루프 방식 및/또는 폐쇄 루프 방식으로 간접적으로 제어하기 위해, 밸브 아일랜드(VI) 상에 배열되고, 상기 밸브는 밸브 아일랜드(VI) 상에 로컬 배열되고, 상기 추가의 밸브 조립체는 각각의 공압 운동 과제를 실행하기 위해 오프셋 구동 요소(R) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  10. 제9항에 있어서, 오프셋 구동 요소(R) 상의 애플리케이션(A)에 의한 추가 밸브 조립체(WV)의 간접 개방 루프 제어 및/또는 폐쇄 루프 제어 동안, 단 하나의 전기 연결부(eV)만이 밸브 아일랜드(VI)와 추가 밸브 조립체(WV) 사이에 제공되고, 추가 밸브 조립체(WV)의 밸브(V) 모두는 공통 공압 서플라이 라인(55)을 통해 공급되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  11. 제10항에 있어서, 추가 밸브 조립체(WV)의 밸브(V)의 공압 서플라이 라인(55)은 전기 연결부(eV)로부터 분리되어 연장되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 운동 과제가 실행되어야 하는 구성요소 이외의 구성요소 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 공압 밸브 조립체(VS, VI, V)는 공압 밸브 조립체(VS, VI, V) 상에 배열되거나 또는 추가 밸브 조립체(WV) 상에 원격 배열된 센서들에 의해 기록되는 내부 센서 신호들에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  14. 제13항에 있어서, 전기 연결부(eV)는 추가 밸브 조립체(WV) 상에 기록되고 폐쇄 루프 제어 목적을 위해 애플리케이션(A)에 전송된 센서 데이터를 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전자 실행 유닛(124).
  15. 적어도 2개의 실행 유닛(1, 124, SPS)을 포함하는 전기공압 시스템(VS)이며,
    하나의 실행 유닛은 밸브 아일랜드(VI)의 전자 밸브 제어기(1)로서 설계되고 또한 추가 실행 유닛이 밸브 디스크(VS)의 마이크로 제어기(124)로서 설계되며,
    애플리케이션(A)이 전자 밸브 제어기(1) 상에 수신되어 마이크로 제어기(124)로 전달되고,
    피스톤-실린더 조립체(11)에서 공압 운동 과제를 실행하기 위해 마이크로 제어기에서 애플리케이션은 밸브 디스크(VS)를 개방 루프 방식 및 폐쇄 루프 방식으로 제어하는데 사용되는, 전기공압 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 밸브 디스크(VS)와 밸브 아일랜드(VI) 사이의 통신 연결은, 특히 프로토콜 드라이버와 함께, 포인트-투-포인트 통신 채널로서 설계되거나, 버스 시스템으로서 설계되는, 전기공압 시스템.
  17. 공압 운동 과제를 위한 공압 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 전자 밸브 제어기(1)에 있어서,
    밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 애플리케이션(A)이 공압 운동 과제를 실행하기 위해 전자 밸브 제어기(1) 상에 실행 가능한 방식으로 로딩되거나 로딩 가능한 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  18. 제17항에 있어서, 밸브 조립체는 밸브 아일랜드(VI)이고, 밸브 아일랜드(VI)는 복수의 밸브 디스크(VS)를 포함하며, 각각의 경우에 밸브 디스크(VS)는 복수의, 바람직하게는 4개 또는 8개의 연결된 공압 밸브(118)를 갖게 설계되는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  19. 제17항 및 제18항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는 인터페이스를 통해 계산 유닛(1000)과 데이터를 교환하며, 계산 유닛(1000)은 편집기(E)를 통해 입력된 운동 과제에 기초하여 애플리케이션(A)을 생성하도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  20. 제17항 내지 제19항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1) 및 내부 측정 신호 유닛(5000)은 밸브 아일랜드(VI) 상에 배열되며, 전자 밸브 제어기(1)는 내부 측정 신호 유닛(5000)을 통해 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 로컬 측정 신호를 수신하고 폐쇄 루프 제어를 위해 이들을 계산하도록 의도되는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  21. 제17항 내지 제20항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는 피스톤-실린더 조립체(11)를 운동시키기 위해 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)를 폐쇄 루프 방식으로 그리고 개방 루프 방식으로 제어하고, 피스톤-실린더 조립체(11)는 내부 센서 신호를 검출하기 위한 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)을 포함하며, 전자 밸브 제어기(1)는 폐쇄 루프 제어를 위해 검출된 내부 측정 신호를 계산하도록 의도된 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  22. 제17항 내지 제21항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는 내부 측정 신호 유닛(5000)에 기록된 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 로컬 측정 신호에 기초하여 그리고/또는 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 내부 센서 신호에 기초하여 그리고/또는 외부 센서 유닛(4000)의 외부 프로세스 신호에 기초하여 애플리케이션(A)을 수정하고 파라미터화하도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  23. 제17항 내지 제22항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는
    - 각각의 경우에 밸브 아일랜드(VI)의 밸브 디스크(VS)에 구현되고 밸브 디스크(VS)의 센서 신호를 계산하도록 의도된, 제1 폐쇄 루프 회로(RK1), 및
    - 전자 밸브 제어기(1)에 통합되고, 폐쇄 루프 제어를 위해 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 내부 센서 신호 및/또는 내부 측정 신호 유닛(5000)의 로컬 측정 신호 및/또는 외부 센서 유닛(4000)의 외부 프로세스 신호를 계산하도록 의도된, 제2 폐쇄 루프 회로(RK2)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  24. 제17항 내지 제23항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는 버스 시스템을 통해 디지털 프로그램 가능 제어 장치(SPS)와 데이터를 교환하며,
    전자 밸브 제어기(1) 상에 로딩된 애플리케이션(A)은, 애플리케이션(A)의 실행이 디지털 프로그램 가능 제어 장치(SPS)를 통해 밸브 조립체(VS, VI, V, WV) 상에서 트리거될 수 있도록, 디지털 프로그램 가능 제어 장치(SPS) 상의 시퀀스 프로그램에 통합되는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  25. 제17항 내지 제24항 중 적어도 한 항에 있어서, 전자 밸브 제어기(1)는 버스 시스템을 통해 디지털 프로그램 가능 제어 장치(SPS)와 데이터를 교환하며, 디지털 프로그램 가능 제어 장치(SPS)는 공압 운동 과제를 실행하기 위해 전자 밸브 제어기(1)에 로딩될 수 있는 추가 제어 애플리케이션을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자 밸브 제어기(1).
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 전자 실행 유닛(1, 124)에 의해 개방 루프 방식 및 폐쇄 루프 방식으로 제어되는 밸브 조립체(VS, VI, V, WV).
  27. 공압 운동 과제를 실행하기 위한 공압 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어 방법이며,
    - 공압 운동 과제를 읽어들이는 단계;
    - 애플리케이션 객체(2000, 1004)의 라이브러리에 액세스하여 기록된 공압 운동 과제에 기초하여 공압 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 실행 가능한 프로그램 코드를 자동으로 생성하는 단계; 및
    - 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 실행 유닛(1, 124, SPS) 상에 실시간으로 상기 실행 가능한 프로그램 코드를 애플리케이션(A)으로서 로딩하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)에 의해 운동 과제를 실행하는 동안, 적어도 2개의 폐쇄 루프 회로(RK1, RK2)가 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 폐쇄 루프 제어에 사용되고,
    - 제1 폐쇄 루프 회로(RK1)는 밸브 아일랜드(VI)의 밸브 디스크(VS)에 각각의 경우에 구현되어 밸브 디스크(VS)의 센서 신호를 계산하고,
    - 제2 폐쇄 루프 회로(RK2)는 전자 밸브 제어기(1)에 통합되고, 피스톤-실린더 센서 유닛(6000) 및/또는 내부 센서 유닛(5000) 및/또는 외부 센서 유닛(4000)의 센서 신호를 계산하는, 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 폐쇄 루프 제어는 기록된 센서 신호, 측정 신호 및/또는 외부 프로세스 신호의 목표 사양의 자동 계산을 포함하는, 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 폐쇄 루프 제어는 실시간으로 실행되는, 방법.
  31. 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 애플리케이션(A)은 파라미터화되고, 애플리케이션(A)을 파라미터화하기 위해 목표 사양이 계산되는, 방법.
  32. 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 루프 제어 또는 폐쇄 루프 제어를 위해 다음 작동 조건이 특정되고:
    - 감쇠 기능, 특히 연성 정지를 제공함으로써 피스톤 운동을 감쇠,
    - 폐쇄 루프 방식으로 피스톤 속도를 제어하기 위한 스로틀 기능을 제공함으로써 폐쇄 루프 방식으로 피스톤 속도를 제어,
    - 압력 제어 및/또는 압력 진행 제어를 제공,
    - 폐쇄 루프 방식으로 운동 과제의 실행 시간을 제어,
    - 폐쇄 루프 방식으로 운동 과제의 에너지 효율을 제어,
    - 중간 정지 및/또는 별도의 운동 섹션을 갖는 운동을 실행,
    - 결정될 애플리케이션 특정 파라미터에 관한 폐쇄 루프 제어,
    - 진단을 목적으로 운동 과제를 수행, 및
    - 밸브(V)의 유동 또는 물질 유동의 개방 루프 제어
    목표 사양이 그로부터 계산되는, 방법.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 측정 신호 유닛(5000)의 로컬 측정 신호, 피스톤-실린더 센서 유닛(6000)의 내부 센서 신호 및/또는 외부 센서 유닛(4000)의 외부 프로세스 신호는 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 폐쇄 루프 제어를 위해 계산되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  34. 공압 운동 과제를 실행하기 위한 공압 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 개방 루프 제어 및 폐쇄 루프 제어를 위한 공압 운동 제어 시스템이며,
    - 공압 운동 과제를 기록하기 위한 사용자 인터페이스로서의 편집기(E);
    - 기록된 공압 운동 과제에 기초하여 애플리케이션(A)으로서 제공되는 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하도록 설계된 계산 유닛(1000); 및
    - 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)의 적어도 하나의 실행 유닛(1, 124, SPS)으로서, 각각의 경우에 운동 과제에 따라 개방 루프 방식으로 밸브 조립체(VS, VI, V, WV)를 제어하기 위해 그리고/또는 내부 폐쇄 루프 제어 변수 및 외부 프로세스 신호에 기초하여 폐쇄 루프 방식으로 상기 밸브 조립체를 제어하기 위해 애플리케이션(A)을 읽어들여 이를 실행하도록 설계되는, 적어도 하나의 실행 유닛(1, 124, SPS)을 포함하는, 공압 운동 제어 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 계산 유닛(1000)은
    - 기록된 운동 과제를 일련의 과제로 분리하도록 설계된 인터프리터(1002),
    - 제공된 모든 애플리케이션 객체들의 모든 세트로부터 해당 과제에 필요한 애플리케이션 객체를 각각의 과제에 대해 선택하여 그로부터 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해 저장된 애플리케이션 객체를 포함하는 메모리(1004)에 액세스하도록 설계된 합성기(1006),
    - 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 적어도 하나의 실행 유닛(1, 124, SPS)에 배포하고 해당 위치에 로딩하도록 설계된 배포기(1020), 및
    - 생성된 실행 가능한 프로그램 코드를 실행하도록 바람직하게 설계되고, 수정된 실행 가능한 프로그램 코드를 생성하기 위해 내부 측정 신호를 폐쇄 루프 제어 변수로서 기록하고 이들을 계산 유닛(1000)으로 반환하도록 선택적으로 설계되는 실행기(1022)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공압 운동 제어 시스템.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 계산 유닛(1000)은 또한
    - 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체의 라이브러리를 저장하는 외부 메모리(2000)에 액세스하도록 설계된 매칭기(1008)를 포함하고, 매칭기(1008)는 내부 및 외부 폐쇄 루프 제어 변수를 고려하여 기록된 운동 과제를 실행하도록 의도된 외부 메모리(2000)에 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체가 존재하는지를 분석함으로써 미리-정의 가능한 최적화 기준에 관하여 실행 가능한 프로그램 코드의 생성을 최적화하도록 설계되며, 확인의 경우, 합성기(1006)에 의한 사용을 위해 그리고 다운로드의 목적을 위해 외부 메모리(2000)의 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체에 액세스하기 위해 라이센스를 필요로 하는 애플리케이션 객체에 대한 라이센스 키는 라이센스 메모리(1010)에서 검사되는 것을 특징으로 하는, 공압 운동 제어 시스템.
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