KR20230059779A - 진단 밸브 아일랜드 - Google Patents

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로날드 베넷
레이 라스트
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안나 위식
리 킬링
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게리 매닝
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Abstract

복수의 밸브들, 공급 배기 모듈(6), 데이터 통신 모듈(7) 및 진단 모듈(8)을 포함하는 모듈식 밸브 아일랜드(100)가 제공된다. 복수의 밸브들 중 적어도 하나는 모듈식 밸브 아일랜드의 동작 상태를 감지하도록 구성된 적어도 하나의 통합 센서를 갖는다. 적어도 하나의 통합 센서는 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신한다. 진단 모듈(8)은 동작 상태를 식별하기 위해 센서 신호들을 수신하고 그 내에서 처리하도록 구성된다. 모듈식 밸브 아일랜드(100)는 진단 모듈(8)에 제공된 사용자 인터페이스; 산업용 이더넷 링크; 또는 무선 네트워크 및/또는 클라우드 통신 링크 중 적어도 하나를 거쳐 모듈식 밸브 아일랜드(100)의 동작 상태에 관한 데이터를 제공하도록 구성된다.

Description

진단 밸브 아일랜드
본 발명은 유체 유동 제어 디바이스에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 예를 들어 액추에이터(actuator)들 또는 가동 요소들과 같은 유체-동력식 디바이스들을 제어하기 위한 밸브들을 포함하는 밸브 아일랜드(valve island)들에 관한 것이다. 본 발명은 공압식 및 유압식 제어 밸브들에 적용할 수 있지만, 편의상 본 명세서에서는 주로 전자를 참조한다.
예를 들어, 생산 기계에서 보통 하나의 동일한 '밸브 아일랜드'에 장착되는 개개의 방향 제어 밸브들에 의해 모든 작동 실린더(actuating cylinder)들이 제어되는 것이 일반적이다. 밸브 아일랜드들의 밸브들은 보통 연관된 밸브를 작동시키는 전기적 신호들을 수신하는 솔레노이드(solenoid)들에 의해 제어된다. 밸브들은 생산 기계의 작동 실린더들을 동작시키는 공압 유동의 방향을 제어한다. 작동 실린더들은 각각 생산 기계의 일부분에 특정한 동작 주기를 갖는다. 각각의 제어 밸브는 작동 실린더들의 올바른 동작을 유지하기 위해 올바르게 동작해야 한다. 단일 제어 밸브 및 이의 작동 실린더의 고장은 전체 생산 기계가 동작을 중단시키도록 할 수 있다.
밸브 아일랜드들은 가압된 가스 또는 공기를 공급하는 공압 라인, 솔레노이드들을 위한 전원을 공급하는 전기 라인 및 밸브 아일랜드의 동작을 제어하는 전기 통신 라인에 연결된다. 이러한 밸브 아일랜드들은 소형이라는 장점이 있지만, 각각의 하나는 전기, 통신 및 공압 라인들의 연결을 필요로 한다. 따라서, 여러 개의 밸브 아일랜드들을 갖는 생산 기계는 그들의 동작을 위해 상대적으로 복잡한 공급 라인들의 네트워크(network)를 필요로 할 것이고, 이는 최종-사용자에게 설치하기 어렵고 비용이 많이 들 수 있다. 또한, 이 복잡한 네트워크 주위의 결함 검출(fault detection)은 번거로울 수 있다. 보다 최근에는 밸브 아일랜드들은 밸브 아일랜드에 의해 캡처된 데이터를 전송하기 위해 무선 통신 기술을 사용하도록 구성되고 있다. 모든 아일랜드들은 전력, 공기 및 통신을 확립하는 수단을 필요로 한다.
각각의 밸브 아일랜드가 생산 기계의 다양한 위치들에 위치된 다수의 상이한 액추에이터들을 담당할 수 있다는 점을 감안할 때, 생산 기계 조작자가 거기에서 어떠한 결함을 효과적으로 식별하고 수리를 준비하는 것이 어려울 수 있다. 상태 모니터링을 수행하고 그리고/또는 고장이 발생할 시기를 예상하는 것이 가능하도록 밸브 아일랜드 상의 그리고 이와 연관된 공압 및 유체 제어 시스템, 예컨대 업스트림(upstream) 압축기들 및 공기 준비 장비 및 다운스트림(downstream) 시스템들의 상태를 모니터링할 수 있는 것이 유리할 것이다. 고장이 이미 발생한 경우, 어떤 구성요소에 고장이 났는지 신속하고 간단하게 식별하는 것이 유리할 것이다.
EP1400702B1 에는 밸브들의 기능들을 제어하고 모니터링하는 제어 모듈이 개시되어 있다. 외부 컴퓨터가 필드버스(fieldbus)를 통한 모니터링 및 진단을 위해 사용된다.
본 발명의 양태들 및 실시예들은 첨부된 청구범위에서 청구된 바와 같은 모듈식 밸브 아일랜드 및 공압 시스템을 제공한다.
본 발명의 양태에 따르면, 모듈식 밸브 아일랜드가 제공되고, 모듈식 밸브 아일랜드는: 복수의 밸브들; 공급 배기 모듈; 데이터 통신 모듈; 및 진단 모듈;을 포함하고, 여기서 복수의 밸브들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 통합 센서(integrated sensor)를 갖고, 여기서 적어도 하나의 통합 센서는 모듈식 밸브 아일랜드의 동작 상태(operating condition)를 검출하도록 구성되고, 여기서 적어도 하나의 통합 센서는 진단 모듈에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신하고, 여기서 진단 모듈은 동작 상태를 식별하기 위해 센서 신호들을 수신하고 그 내에서 처리하도록 구성되고; 그리고 여기서 모듈식 밸브 아일랜드는 진단 모듈에 제공된 사용자 인터페이스(user interface); 산업용 이더넷 링크(industrial Ethernet link); 또는 무선 네트워크(wireless network) 및/또는 클라우드 통신 링크(cloud communication link) 중 적어도 하나를 거쳐 모듈식 밸브 아일랜드의 동작 상태에 관한 데이터를 제공하도록 구성된다.
본 발명은 통합 센서들, 진단 모듈 및 데이터 통신 모듈을 갖는 모듈식 밸브 아일랜드를 제공한다. 모듈식 밸브 아일랜드는 동작 상태들을 모니터링하고 접속하고 있는 제품(interfacing product)들에 대한 경고들을 준다. 본 발명은 고객들이 특정 문제들 및 필요들에 기초하여 고르고 선택할 수 있는 진단 특징들의 메뉴를 갖는 모듈식 솔루션(solution)을 제공한다. 온-보드(on-board) 진단을 하는 것은 사용자들이 사용 지점에서 밸브 아일랜드에 직접 연결되는 것을 허용한다.
통합 센서들, 진단 모듈, 데이터 통신 모듈을 갖는 모듈식 밸브 아일랜드는 임의의 사용자에게 즉각적인 진단 및 결함 해결책을 제공한다 - 분명하고, 간단하고, 직관적인 방식: 색상들 - 교체 부품 번호들 - 및 발생한 문제/들을 고치는 방법에 대한 간단한 지시들/제안들로 표현된다. 동작 상태들을 모니터링하고 정상 동작 상태들로부터의 임의의 이탈(departure)에 대해 보고함으로써, 결함(fault)들 또는 결함들의 발생이 사용자에게 알려질 수 있다. 정상 동작 상태들로부터의 이탈들은, 수리를 위해 전체 시스템이 종료되어야 하는 정도로 결함이 발생하기 전에, 예정된 유지 보수 동안 전체 동작 시스템의 부품들의 교체 및/또는 수리를 허용할 수 있다.
모듈식 밸브 아일랜드는 복수의 서브-베이스(sub-base)들을 더 포함할 수 있고, 여기서 복수의 밸브들 중 각각의 하나는 복수의 서브-베이스들 중 대응하는 하나와 연관된다(associated). 다르게는, 모듈식 밸브 아일랜드는 매니폴드 서브-베이스(manifold sub-base)를 더 포함할 수 있고, 여기서 복수의 밸브들 중 각각의 하나는 매니폴드 서브-베이스의 대응 부분과 연관된다.
적어도 하나의 통합 센서는 센서 유닛 상에 제공될 수 있고, 센서 유닛은 복수의 밸브들과 복수의 서브-베이스들 사이에 위치된다. 다르게는, 적어도 하나의 통합 센서는 복수의 밸브들과 매니폴드 서브-베이스 사이에 위치되는 센서 유닛 상에 제공될 수 있다. 복수의 센서 유닛들이 제공될 수 있다.
데이터 통신 모듈과 진단 모듈은 단일 모듈로 결합될 수 있다. 모듈식 밸브 아일랜드는 적어도 하나의 입력/출력 모듈을 더 포함할 수 있다.
동작 상태는 결함 상태(fault condition)일 수 있다.
적어도 하나의 통합 센서는 밸브 기계적 특성을 검출하기 위한 제1 밸브 센서를 포함할 수 있고, 바람직하게는 여기서 제1 밸브 센서는 밸브 스풀 포지션(valve spool position)을 검출하도록 구성된 센서이고, 더 바람직하게는 여기서 제1 밸브 센서는 광학 센서, 유도 센서, 자기 센서 중 하나에서 선택된다.
적어도 하나의 통합 센서는 밸브 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 밸브 센서를 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 제2 밸브 센서는 코일 전류 및 또는 전압의 변화를 검출하도록 구성된 전기 센서이다.
모듈식 밸브 아일랜드는 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드 유동 상태를 검출하기 위해 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드에 통합된 서브-베이스 센서를 더 포함할 수 있고, 여기서 서브-베이스 센서는 진단 모듈에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신한다.
서브-베이스 센서는 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드의 입구 포트, 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드의 출력 포트 중 적어도 하나에 제공된 유동 압력 센서(flow pressure sensor)일 수 있고, 여기서 유동 압력 센서는 압력, 유동 및 온도 중 적어도 하나를 검출하도록 구성된다.
압력, 유동, 공기 품질 및 온도 중 적어도 하나를 검출하기 위해 적어도 하나의 센서가 공급 배기 모듈에 제공될 수 있고, 여기서 적어도 하나의 공급 배기 모듈 센서는 진단 모듈에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신한다.
압력, 유동, 공기 품질 및 온도 중 적어도 하나를 검출하기 위해 적어도 하나의 센서가 적어도 하나의 입력/출력 모듈에 제공되고, 여기서 적어도 하나의 입력/출력 모듈 센서는 진단 모듈에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신한다.
진단 사용자 인터페이스는 디스플레이(display)일 수 있다. 사용자 인터페이스는 배향 제어(orientation control)를 가질 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 이전에 설명된 것과 같은 모듈식 밸브 아일랜드, 및 모듈식 밸브 아일랜드에 유체적으로 연결된 적어도 하나의 액추에이터 또는 가동 요소를 포함하는 공압 시스템이 제공된다.
적어도 하나의 액추에이터 또는 가동 요소는 모듈식 밸브 아일랜드의 입력/출력 모듈에 전기적으로 연결된 센서를 포함할 수 있다.
따라서 모듈식 밸브 아일랜드는 경계 조건들을 모니터링하고 접속하고 있는 제품들에 대한 경고를 준다.
본 발명의 더 추가적인 양태에 따르면, 모듈식 밸브 아일랜드를 위한 센서 유닛이 제공되고, 센서 유닛은 밸브와 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 하우징을 포함하고, 센서 유닛은 밸브와 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스 사이에 복수의 통로들을 한정하여 그 사이에서 유체 유동을 허용하고, 센서 유닛은 모듈식 밸브 아일랜드의 동작 상태를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 통합 센서를 포함한다.
하우징은 모듈식 밸브 아일랜드의 밸브의 복수의 통로들과 유체적으로 연결되도록 구성된 상부 표면을 포함할 수 있고, 하우징은 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스의 복수의 통로들과 유체적으로 연결되도록 구성된 하부 표면을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 통합 센서는 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서는 모듈식 밸브 아일랜드의 밸브의 복수의 통로들의 통로에 유체적으로 연결될 수 있다.
개스킷이 적어도 부분적으로 압력 센서와 통로 사이의 유체 연결부를 한정할 수 있다. 개스킷은 센서 유닛에 한정된 홈 내에 보유될 수 있다.
적어도 하나의 통합 센서는 광학 센서를 포함할 수 있다. 광학 센서는 통로들을 통한 유동을 방해하지 않도록 배열될 수 있다. 광학 센서는 하우징 내부의 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA)에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 출원의 범위 내에서, 이전의 단락들, 청구범위 및/또는 다음의 상세한 설명 및 도면들에 제시된 다양한 양태들, 실시예들, 예들 및 대안들, 및 특히 이들의 개별 특징들이 독립적으로 또는 임의의 조합으로 취해질 수 있다는 점이 명시적으로 의도된다. 즉, 모든 실시예들 및/또는 임의의 실시예의 특징들은, 이러한 특징들이 양립할 수 없는 경우가 아니라면, 임의의 방식 및/또는 조합으로 결합될 수 있다. 출원인은, 비록 그러한 방식으로 원래 청구되지는 않았더라도, 임의의 다른 청구항에 종속하거나 및/또는 이의 임의의 특징을 포함하도록 임의의 원래 제출된 청구항을 수정하는 권리를 포함하는, 임의의 원래 제출된 청구항을 변경하거나 그에 따라 임의의 새로운 청구항을 제출할 권리를 보유한다.
이제 본 발명의 하나 이상의 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브 아일랜드의 정면도이다.
도 1b는 도 1a의 밸브 아일랜드의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 밸브 아일랜드의 정면도이다.
도 2b는 도 2a의 밸브 아일랜드의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 밸브 아일랜드의 정면도이다.
도 3b는 도 3a의 밸브 아일랜드의 평면도이다.
도 4는 다른 구성에서 도 3a의 밸브 아일랜드의 부분 분해도이다.
도 5는 밸브 슬라이스(valve slice)의 중간-위치에서 취한, 도 4의 밸브 아일랜드의 밸브 슬라이스를 통한 단면도이다.
도 6은 라인 A-A에서 도 5의 센서 유닛의 전방 부분을 통한 단면도이다.
도 7은 라인 B-B에서 도 5의 센서 유닛을 통한 단면도이다.
도 8은 센서 유닛의 일부의 등각도이다.
도 9는 라인 C-C에서 도 5의 센서 유닛의 전방 부분을 통한 단면도이다.
도 10은 라인 D-D에서 도 5의 센서 유닛의 전방 부분을 통한 수직 단면도이다.
밸브 아일랜드(100)는 복수의 밸브들(1)을 포함한다.
도 1a 및 도 1b의 실시예에서, 복수의 밸브들(1)은 복수의 서브-베이스들(2)의 상부에 장착된다. 각각의 밸브(1)와 서브-베이스(2)는 집합적으로 밸브 슬라이스로 불린다. 따라서 밸브 아일랜드(100)는 모듈식 구성이다. 서브-베이스들(2)은 밸브 아일랜드(100)의 베이스를 통해 공기를 흐르게 하고, 공기 공급부로의 밸브(1)의 연결 및 또한 각각의 밸브(1)의 다운스트림에 연결된 공압 디바이스로부터의 연결을 제공한다. 서브-베이스들(2)은 일반적으로 밸브 아일랜드(100)의 길이를 통해 고정되는 클램프들 또는 타이-로드(tie-rod)들을 사용하여 함께 유지된다.
복수의 서브-베이스들(2)은 서브-베이스들(2)의 열(row)의 일 단부에 부착된 제1 단부 플레이트(3)와 함께 일렬로 함께 결합된다. 서브-베이스들(2)의 열의 다른 단부에는 공급 배기 모듈(6)이 부착되어 있다. 공급 배기 모듈(6)에는 제2 단부 플레이트(3)가 부착되어 있다. 제2 단부 플레이트(3)에는 데이터 통신 모듈(7)이 부착되어 있다. 데이터 통신 모듈(7)에는 진단 모듈(8)이 부착되어 있다. 다른 실시예에서, 데이터 통신 모듈(7)과 진단 모듈(8)은 단일 모듈로 결합된다. 진단 모듈(8)에는 입력/출력 모듈(9)이 부착되어 있다. 밸브 아일랜드(100) 상에 제공된 하나보다 많은 입력/출력 모듈(9)이 있을 수 있다. 해당 기술 분야에서 이해되는 바와 같이, 상기 모듈들과 밸브들 및 서브-베이스들의 순서는 사용자 요구사항들에 따라 달라질 수 있다.
각각의 밸브는 개개의 액추에이터 또는 가동 요소(도 1에 도시되지 않음)로 그리고 이로부터의 가압된 유체의 유동 방향을 제어하는 역할을 한다. 액추에이터 또는 가동 요소라는 용어는 파지기들, 진공 디바이스들 및 밸브들을 포함한, 다수의 다양한 특징부들을 설명하는 데 사용된다. 가압된 유체는 공급 배기 모듈(6)을 통해 밸브 아일랜드(100)로 공급된다.
특정 밸브들의 수는 생산 기계의 애플리케이션에 따라 다르다. 도 1의 특정 예에는, 6 개의 서브-베이스들(2)의 상부에 6 개의 밸브(1)가 장착된 6 개의 밸브 슬라이스들이 있다. 우측에서 좌측으로 이들 밸브들(1) 및 서브-베이스들(2)은 각각 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 밸브 슬라이스들로 참조된다. 서브-베이스들(2) 각각에는 공압 연결부(4)가 제공된다. 밸브 슬라이스들은 본 명세서에 명시적으로 설명되지 않은 다른 조합들로 배열될 수 있다.
밸브 슬라이스들 각각은 공급 배기 모듈(6)에 공압식으로 연결된다. 밸브들(1) 각각은 솔레노이드(5) 밸브이다. 솔레노이드(5) 밸브들 각각은 데이터 통신 모듈(7) 및 진단 모듈(8)(또는 결합된 데이터 통신 및 진단 모듈)에 전기적으로 연결된다.
제1 서브-베이스(2)는 서브-베이스(2)에 통합된 서브-베이스 센서를 갖는다. 서브-베이스 센서는 유동 압력 센서(11)이다. 이는 임의의 액추에이터 또는 가동 요소로 공압 연결부(4)를 통한 다운스트림 압력, 유동 및 온도를 검출할 수 있다.
제2 밸브(1)는 지능형 코일(12)을 갖는다. 솔레노이드 밸브는 솔레노이드 코일에 전기적으로 연결된 인쇄 회로 기판을 갖는다. 인쇄 회로 기판은, 솔레노이드 코일에 전력을 공급할 뿐만 아니라, 전류 및/또는 전압의 변화를 검출하여 솔레노이드 코일의 성능을 결정할 수 있다. 따라서 지능형 코일(12)은 코일 성능을 모니터링한다.
제2 밸브(1)는 또한 광학 센서들(15)을 갖는 지능형 밸브를 갖는다. 지능형 밸브는 스풀의 포지션을 검출한다. 광학 센서들(15)은 지능형 밸브의 양쪽 단부에 배열된다. 대안적인 실시예에서, 지능형 밸브는 광학 센서들 대신에 또는 광학 센서들에 추가하여 적어도 하나의 자기 센서 배열을 갖는다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 지능형 밸브는 광학 센서들 대신에 또는 광학 센서들에 추가하여 적어도 하나의 유도 센서 배열을 갖는다.
제3 밸브 슬라이스는 표준 밸브(1)와 표준 서브-베이스(2)를 갖는다..
제4 밸브 슬라이스는 표준 밸브(1)와 표준 서브-베이스(2)를 갖는다..
제5 밸브 슬라이스는 표준 밸브(1)와 표준 서브-베이스(2)를 갖는다..
제6 밸브 슬라이스는 표준 밸브(1)와 표준 서브-베이스(2)를 갖는다..
공급 배기 모듈(6)은 통합된 유동 압력을 갖는 진단 공급 배기 모듈(DSEM)(13)이다. 공급 배기 모듈(6)은 적어도 하나의 환경 센서(14)를 추가로 가질 수 있다.
입구 압력 센서는 DSEM(13)의 입구 상에 배열된다. DSEM(13)은 가압된 유체의 유입 압력과 가압된 유체의 유입 유동을 검출한다. 출구 압력 센서는 DSEM(13)의 출구 상에 배열된다. DSEM(13)은 가압된 유체의 유출 압력과 가압된 유체의 유출 유동을 검출한다.
사용 시에, 정상 동작 상태 - 설정 압력, 예를 들어 6 bar의 설정 유입 압력, 또는 3 bar의 설정 유출 압력과 같은 - 으로부터 임의의 검출된 편차(deviation)는 밸브 아일랜드(100) 또는 연관된 액추에이터 또는 가동 요소 내부에 결함 또는 결함의 발생을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 그러한 결함은 특정 밸브(1) 또는 특정 액추에이터 또는 가동 요소에서 가압된 유체 누출을 포함할 수 있다.
환경 센서(14)는 가압된 유체의 유입 유동의 습도 및/또는 수분 함량 및/또는 온도를 모니터링한다. 환경 센서(14)는 또한 가압된 유체의 유입 유동에서 임의의 오일(oil)/미립자들/물방울들을 검출할 수 있다. 환경 센서(14)는 DSEM(13)의 입구에 배열된 습도 센서일 수 있다. 환경 센서(14)는 DSEM(13)의 출구에 배열된 습도 센서일 수 있다. 환경 센서(14)는 DSEM(13)의 입구에 배열된 오일 방울/미립자 센서일 수 있다. 사용 시, 환경 센서(14)는 DSEM(13)에 들어가는 가압된 유체의 품질을 나타낼 수 있다. 하나보다 많은 환경 센서(14)가 사용될 수 있다.
밸브 아일랜드(100)의 센서들 각각은 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결된다. 진단 모듈(8)은 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 전기적 연결부를 통해 밸브 아일랜드(100)의 센서들 각각으로부터 신호들을 수신하도록 구성된다.
데이터 통신 모듈(7)은 서브-버스(sub-bus)(16)를 갖는다. 데이터 통신 모듈(7)에는 프로그래머블 로직 컴퓨터(Programmable Logic Computer)(PLC)를 통한 산업용 이더넷 링크(industrial Ethernet link)(17)가 제공된다. 따라서 산업용 이더넷 링크(17)는 밸브 아일랜드(100)와 PLC 사이에 통신 수단을 제공한다. 데이터 통신 모듈(7)에는 무선 네트워크(18)가 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 데이터 통신 모듈(7)에는 클라우드 통신 링크(18)가 제공된다. 센서들로부터의 신호들은 데이터 통신 모듈(7)을 거쳐 PLC로 송신될 수 있다(진단 처리 없이). 정상적인 사용 시에, 진단들은 진단 모듈(8)에서 수행된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 무선 네트워크 및/또는 클라우드 통신 링크(18)가 제공되지 않는다. 대신 데이터 통신 모듈(7)에는 산업용 이더넷 링크(17)만 제공된다. 이것은 이더넷 연결이므로, PLC를 포함하여 여러 다른 디바이스들이 연결될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 클라우드 처리/인더스트리(industry) 4.0 시스템들에 대한 온사이트(onsite) 또는 오프사이트(offsite) 사물 인터넷(IoT) 게이트웨이(gateway), 또는 모니터링 또는 분석을 위한 개방형 플랫폼 통신 통합 아키텍처(Open Platform Communications Unified Architecture)(OPC-UA) 디바이스들, 또는 연결된 네트워크 상의 로컬 사용자들은 디바이스들로부터 웹 페이지들을 볼 수 있다. 제어 또는 데이터 통신에 하나보다 많은 네트워크 연결이 사용될 수 있다.
진단 모듈(8)은 진단 사용자 인터페이스를 갖는다. 진단 사용자 인터페이스는 컬러 디스플레이 스크린(10)일 수 있다. 컬러 디스플레이 스크린(10)은 액정 디스플레이(LCD)일 수 있다. 컬러 디스플레이 스크린(10)은 풀 컬러 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)(TFT) LCD일 수 있다. 대안적으로 컬러 디스플레이 스크린(10)은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이일 수 있다. 사용자 인터페이스는 밸브 아일랜드(100)가 임의의 배향으로 설치될 수 있도록 배향 제어를 갖는다. 컬러 디스플레이 스크린(10)은 탈착 가능하거나, 기존 HMI를 사용할 수 있다.
진단 모듈(8)은 내장형 기계 지능 유닛(Machine Intelligence Unit)(MIU)을 갖는다. MIU는 인쇄 회로 기판(PCB) 및 프로세서를 포함할 수 있으며, 여기서 PCB는 프로세서에 의해 해석되는 다양한 신호들을 수신한다. 프로세서는 필요한 알고리즘을 수행하여 동작 상태들을 모니터링하고 신호들로부터 식별 가능한 결함 또는 결함의 발생을 나타낼 수 있는, 동작 상태들로부터의 임의의 변화들 또는 이탈(departure)을 식별한다. MIU는 모든 연결된 센서들로부터의 데이터를 캡처하고, 상기 데이터를 저장하고 내장된 알고리즘을 사용하여 이 데이터를 처리하여 유용한 알림들을 제공할 수 있는 소프트웨어이다. 진단 모듈(8)은 밸브 아일랜드(100) 내부의 센서들과 공압 시스템의 업스트림 및 다운스트림(밸브 아일랜드 전후의 구성요소들)로부터 데이터를 수집하고 처리한다. 진단 모듈(8)은 또한 데이터 통신 모듈(7)을 통해 센서들로부터 데이터를 수집하고 대체적인 사이트(alternate site)로 오프로드(offload)하는 기능을 가지고 있다. 대체적인 사이트는 예를 들어 클라우드 서비스(cloud service)일 수 있다.
지능형 코일(12) 및 지능형 밸브로부터의 센서 신호들은 그들 개개의 센서들이 한 쌍의 통합된 센서들로 취급되도록 결합될 수 있다. 따라서, 예를 들어 스풀 포지션(spool position)을 나타내는 광학 센서들(15)로부터의 신호는 코일이 스위칭되었는지 여부 및 따라서 스풀이 어떤 포지션에 있어야 하는지를 나타내는 지능형 코일(12)로부터의 신호들과 결합되어 기계 지능 유닛에 의해 사용되어 정상 또는 예상 동작 상태로부터의 이탈을 식별하고 따라서 결함이 존재하거나 결함의 발생의 위험이 있는지 여부를 식별한다.
입력/출력 모듈(9)은 밸브 아일랜드(100)를 통해 외부 시스템 디바이스들 및 센서들을 PLC에 연결하는 것을 허용한다. 입/출력 모듈(9)은 진단 모듈(8)을 통해 데이터 통신 모듈(7)에 전기적으로 연결된다. 이들 센서들의 임의의 데이터는 센서들(11, 12, 15)에 대한 신호들와 함께 진단 모듈(8)에 의해 조사될 수 있다. 예를 들어 액추에이터 상의 포지션 센서(액추에이터의 스트로크 포지션을 검출하기 위함). 이 신호는 코일 및 밸브로부터 측정된 신호들과 결합되어 동작 상태를 식별할 수 있다.
데이터 통신 모듈(7) 및 진단 모듈(8)은 함께 동작 상태 모니터링을 수행할 수 있다. 감지 데이터를 모니터링하여 동작 기준선(operational baseline)을 생성하고 그 다음 주기적 데이터를 이 동작 기준선과 반복적으로 비교하는 것에 의해서일 수 있다.
데이터 통신 모듈(7)과 진단 모듈(8)은 함께 진단 모듈(8) 상의 컬러 디스플레이 스크린(10)을 통해 동작 상태를 국지적으로 통신할 수 있다. 데이터 통신 모듈(7)과 진단 모듈(8)은 함께 산업용 이더넷 링크(17)를 통해 또는 무선 네트워크 및/또는 클라우드 통신 링크(18)를 통해 원격으로 동작 상태를 통신할 수 있다. 이들은 휴대폰들, 태블릿들 또는 노트북 컴퓨터들과 같은 휴대용 디바이스들을 통해 생산 기계 작동자에게 표시될 수 있다. 정상 동작 상태로부터의 이탈 및 따라서 결함들 또는 결함들의 발생은 상태/경고 메시지를 사용하여 통신된다. 상태/경고 메시지는 결함의 위치와 유형을 식별한다. 상태/경고 메시지는 해결책을 식별할 수 있다.
제어 밸브 또는 그 개개의 작동 실린더가 감소된 성능을 나타낼 때, 전술된 바와 같이 진단 모듈에 제공된 사용자 인터페이스를 통해 및/또는 산업용 이더넷 링크 및/또는 무선 네트워크 및/또는 클라우드 통신 링크(18)를 통해 시각적 표시가 제공된다. 이는 제어 밸브 또는 작동 실린더가 다음의 편리한 유지 보수 기회에 교체되는 것을 허용한다.
식별될 수 있는 동작 상태들 및 결함들 또는 결함들의 발생은: 고착된 밸브; 밸브 누출들; 압력 변화들; 사이클 카운트(Cycle count); 유동 변경들; 공기 소비(즉, 유동); 에너지 소비(즉, 파워); 공기 품질(예컨대, 미립자들, 습도 등); 솔레노이드/코일 성능/문제들; 액추에이터들/센서들에 관한 문제들(예컨대, 누출, 고착된 액추에이터 등); 밸브 단부 포지션; 결함 있는 또는 고착하고 있는 스풀을 포함한다. 진단 내에는, 밸브에서 무슨 일이 일어나고 있는지, 어디서, 즉 어떤 밸브가 상태/경고 메시지의 일부로 식별되고 표시되는지.
데이터 통신 모듈(7) 및 진단 모듈(8)은 함께 외부 소스(external source)로부터의 알고리즘의 업데이트를 허용할 수 있다. (로컬 업데이트들이 아닌) 원격으로 송신되는 노드(node) 상에서의 소프트웨어 업데이트, 온보드(on-board) 진단 모듈과 함께 외부 연결을 갖는 이점. 밸브들의 작동 특성을 변경하는 PLC의 명령에 따라 활성화될 수 있는 데이터 통신 모듈(7) 및 진단 모듈(8) 상에 서브-프로그램이 저장될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 밸브 아일랜드(200)가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 밸브 아일랜드(200)는 밸브 아일랜드(100)와 유사하므로, 유사한 참조 번호들이 사용되고 밸브 아일랜드(200)의 주요 차이점들만이 상세히 설명될 것이다.
밸브 아일랜드(200)는 매니폴드 서브-베이스(202)의 상부에 장착된 복수의 밸브들(1)을 갖는다. 각각의 밸브(1)는 매니폴드 서브-베이스(202)의 대응 부분과 연관된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 밸브 아일랜드(300)가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다. 밸브 아일랜드(300)는 밸브 아일랜드(100)와 유사하므로, 적절한 경우 유사한 참조 번호들이 사용되고 밸브 아일랜드(300)의 주요 차이점들만이 상세히 설명될 것이다.
밸브 아일랜드(100)와 같이, 밸브 아일랜드(300)에서 복수의 밸브들(1)은 복수의 서브-베이스들(2)의 상부에 장착된다. 각각의 밸브(1)와 서브-베이스(2)는 집합적으로 밸브 슬라이스로 불린다. 따라서 밸브 아일랜드(300)는 모듈식 구성이다. 서브-베이스들(2)은 밸브 아일랜드(100)의 베이스 내의 유체 연결부(20)를 통해 공기를 흐르게 하고, 밸브(1)를 공기 공급부(312)에 연결하고 또한 각각의 밸브(1)의 하류에 연결된 공압 디바이스로부터의 공압 연결부(4)를 제공한다. 밸브 아일랜드(300)의 복수의 밸브들(1)은 샌드위치(sandwich) 배열로 그 사이에 위치된 복수의 센서 유닛들(303)과 함께 복수의 서브-베이스들(2)의 상부에 장착된다. 각각의 센서 유닛(303)은 적어도 하나의 통합 센서를 갖는다. 센서 유닛들(303)은 개별 센서들이 요구되지 않도록 밸브 슬라이스의 특성들을 감지하는 역할을 한다.
도 3의 밸브 아일랜드(300)의 특정 실시예에서, 제1 센서 유닛(303)은 유동 및/또는 압력 센서(11)인 서브-베이스 센서를 갖는다. 제2 센서 유닛(303)은 유동 및/또는 압력 센서(11)인 서브-베이스 센서를 갖는다. 제3 센서 유닛(303)은 지능형 코일 센서(12)를 가지며, 이는 밸브 아일랜드(100)에 따른 밸브(1)와 반대로 센서 유닛(303)에 위치된다. 제4 센서 유닛(303)은 지능형 밸브 광학 센서(15)를 가지며, 이는 밸브 아일랜드(100)에 따른 밸브(1)와 반대로 센서 유닛(303)에 위치된다. 제5 센서 유닛(303)은 지능형 밸브 자기 센서(15)를 갖는다. 제6 센서 유닛(303)은 지능형 밸브 유도 센서(15)를 갖는다.
도 4를 참조하면, 밸브 아일랜드(300)는 [밸브 아일랜드(100)와 같이] 대응하는 서브-베이스들(2)의 상부에 직접 장착된 다수의 밸브들(1)과 대응하는 서브-베이스들(2)의 상부에 장착되어 있는 센서 유닛(303)의 상부에 장착된 다수의 밸브들(1)을 갖는, 대안적인 구성으로 도시되어 있다. 추가적으로, 차단 밸브(19)는 서브-베이스(2)의 상부에 장착되고, 2 개의 공급 배기 모듈(6)이 제공된다.
센서 유닛(303)은 상부 하우징(304), 중간 하우징(306) 및 하부 피스(piece)(308)를 포함한다. 상부 하우징(304)은 스냅 피트(snap fit) 및/또는 나사 연결부(307)로 중간 하우징에 연결된다. 하부 피스(308)는 스냅 피트로 중간 하우징(306)에 연결된다.
외부적으로, 각각의 센서 유닛(303)은 밸브 아일랜드(300)의 밸브(1) 및 서브-베이스(2)를 포함하는 밸브 슬라이스와 형태에서 협력한다. 이와 같이 2 개의 센서 유닛들(303)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 인접한 밸브 슬라이스들에 나란히 위치 설정될 수 있다. 이러한 배열은 센서 유닛(303)이 스풀(22)의 각각의 측면 상에서 압력을 측정하는 것을 허용한다. 나사 보어(bore)들(310)은 나사들(44)이 조립된 센서 유닛(303)을 통과하여, 밸브 슬라이스의 밸브(1)와 서브-베이스(2)를 연결하는 것을 허용한다.
내부적으로, 센서 유닛(303)은 밸브(1) 및 서브-베이스(2)의 공압식 갤러리(pneumatic gallery)들(312)과 협력하도록 구성된다. 센서 유닛(303)은 밸브(1)와 서브-베이스(2) 사이의 전기적 연결부들을 수용하도록 구성된다. 센서 캐비티(320)의 내부 표면은 밸브 커넥터 시일(valve connector seal)(52)과 맞물린다. 마찬가지로, 센서 유닛 커넥터 시일(322)은 서브-베이스(2)에 제공된 센서 캐비티의 내부 표면과 맞물린다.
공압 연결부들
도 5를 참조하면, 센서 유닛(303)을 포함하는 밸브 슬라이스의 단면도가 도시되어 있다. 단면은 비-분해된 밸브(1)와 센서 유닛(303) 조합의 중간-평면에서 취해진다.
표준 밸브(1)는 스풀(22)과 솔레노이드(24) 배열을 갖는다. 스풀(22)의 움직임은 해당 기술 분야에 알려진 바와 같이 공압식 갤러리들(312)의 개별 통로들(30, 32, 34, 36, 38)를 통한 공압 유동을 제어한다. 공압 연결부들(4)을 통해 예시적인 액추에이터(21)의 움직임을 구동한다.
상부 하우징(304) 및 중간 하우징(306)은, 집합적으로 공압식 갤러리들(312)로 지칭되는 밸브(1)의 통로들(30, 32, 34, 36, 38)에 유체적으로 연결되는 통로들(330, 332, 334, 336, 338), 및 서브-베이스(2) 내부에 그들의 등가 통로들을 갖는다.
중간 하우징(306)은 도 8에 상세히 도시되어 있다. 전달 경로(348)는 전달 감지 챔버(344)를 밸브 슬라이스의 주요 공급부를 포함하는 통로(336)에 유체적으로 연결한다. 공급 경로(350)는 공급 감지 챔버(346)를 밸브 슬라이스의 제1 전달 통로를 포함하는 통로(332)에 유체적으로 연결한다.
일체형 개스킷(340)이 중간 하우징(306)의 상부 표면에 제공된다. 개스킷은 중간 하우징(306)의 상부 표면에 제공된 홈(342)에 안착된다. 개스킷(340)은 통로들(330, 332, 334, 336, 338) 각각을 그들 개개의 전달 경로들 및 감지 챔버들과 함께 둘러싸도록 배열된다.
공급 경로(350)는 개스킷(340)의 형태를 이용하여 공급 감지 챔버(346)를 통로(332)에 유체적으로 연결한다.
전달 경로(348)는, 전달 감지 챔버(344)를 통로(336)에 유체적으로 연결하기 위해, 개스킷(340)의 형태뿐만 아니라 도 9 및 도 10에 도시된 바이패스 경로(349)에도 의존한다. 초음파 용접된 플레이트(351)가 바이패스 경로(349)의 일부분을 차단할 수 있다.
전기적 연결부들
다시 도 5를 참조하면, 센서 유닛(303)에는 2 개의 인쇄 회로 기판 조립체들(PCBAs)(352, 354)이 제공된다. PCBA들(352, 354)은 서로 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 임의의 수의 PCBA들이 제공될 수 있다. 하부 PCBA(354)는 밸브 전기 커넥터 어레이(array)(50)에 전기적으로 연결된다. 밸브 전기 커넥터 어레이(50)는 밸브(1)와 서브-베이스(2) 사이에서 전력 및 전기적 신호들을 전달한다. 센서 유닛(303)은 서브-베이스 인쇄 회로 기판 조립체(60)에 전기적으로 연결되는 패스 온(pass on) 커넥터 어레이(358)를 갖는다. 센서 유닛(303)은 애플리케이션에 따라 추가적인 커넥터 어레이(356)를 가질 수 있다. 서브-베이스 인쇄 회로 기판 조립체(60)는 밸브 아일랜드(300)를 통해 데이터 통신 모듈(7)의 서브-버스(16)에 전기적으로 연결된다.
센서들
상부 PCBA(352)는 광학 센서(372)에 전기적으로 연결된다. 광학 센서(372)는 통로(328) 내에 정렬된다. 특정 실시예에 따르면 광학 센서(372)가 배기 통로(328) 내에 정렬되는 것을 보여준다. 광학 센서(372)는 배기 통로(328) 내의 유동을 방해하지 않도록 배열된다. 광학 센서(372)는 스풀(22)의 포지션을 관찰한다. 광학 센서(372)는 스풀(22)에 빛을 비추고 스풀(22)과 스풀(22) 상의 시일 사이에서 반사된 광 신호의 차이를 검출함으로써 스풀(22)의 포지션을 관찰할 수 있다. 광학 센서(372)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 초음파 용접된 플레이트에 대해 제 위치에서 고정될 수 있다. 광학 센서(372)는 센서 유닛(303)을 통해, 특히 포켓(pocket)(353)을 통해 라우팅된 유선 연결을 통해 상부 PCBA(352) 상의 커넥터(355)에 전기적으로 연결된다.
상부 PCBA(352)는 제1 압력 센서(372) 및 제2 압력 센서(374)를 갖는다. 제1 압력 센서(372)는 전달 감지 챔버(344)에 유체적으로 연결된다. 제2 압력 센서(374)는 공급 감지 챔버(346)에 유체적으로 연결된다.
상부 PCBA(352)는 전류 센서(376)를 갖는다. 전류 센서(376)는 파일럿 밸브 솔레노이드(pilot valve solenoid)들의 전류 인출을 감지한다.
서브-베이스들(2)은 밸브 아일랜드(100)의 길이를 통해 고정되는 클램프들 또는 타이-로드들을 사용하여 함께 유지된다. 밸브들(1)은 시간이 지남에 따라 마모되어 교체를 필요로 할 것이다. 교체의 용이함을 위해 밸브들(1)은 밸브 아일랜드(300)를 분해할 필요 없이 서브-베이스(2)로부터 용이하게 제거될 수 있도록 설계된다. 이는 일반적으로 밸브(1)를 서브-베이스(2)에 직접 고정하는 나사들(44)을 사용하여 [예를 들어 밸브 아일랜드(100)에서] 달성된다. 이는 사용자들이 현장에서 밸브 아일랜드(100)로 밸브 기능을 용이하게 교체하거나 업그레이드/변경하는 것을 허용한다. 밸브 아일랜드(300)는 센서들을 추가하는 애플리케이션에서 이들 이점들을 유지한다.
서브-베이스(2)와 밸브(1) 사이에 맞는 센서 유닛들(303)을 가짐으로써 전문화된 서브-베이스(2)를 가질 필요가 없다. 또한, 이는 그들의 밸브 아일랜드들을 업그레이드하여 센서들을 추가하거나 또는 다른 채널들 사이의 감지를 전환하려는 사용자들이 밸브 아일랜드(300)를 분해하지 않고도 쉽게 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 센서 유닛들(303)은 밸브(1)에 대한 표준 밸브 전기 커넥터 어레이(50)가 "통과(pass-thru)"하고 서브-베이스 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA)(60)에 연결하는 것을 허용하여 임의의 수정들 또는 추가적인 커넥터들에 대한 필요성을 제거한다.
센서 유닛들(303) 내의 센서 전자 장치는 모든 유형의 밸브(1)와 호환 가능하고, 따라서 밸브 아일랜드(300) 내에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예(도시되지 않음)에서, 복수의 센서 유닛들은 복수의 밸브들과 매니폴드 서브-베이스 사이에 개재되고, 복수의 센서 유닛들은 매니폴드 서브-베이스의 대응 부분과 연관된다.
대안적인 실시예에서, 센서 유닛들(303)은 차단 밸브와 같은 추가적인 기능 요소의 상부에 제공될 수 있다. 따라서 밸브 슬라이스는 표준 밸브(1), 센서 유닛(303), 차단 밸브 및 서브-베이스(2)를 포함한다.
밸브 1 밸브 아일랜드 100, 200, 300
서브-베이스 2 매니폴드 서브-베이스 202
단부 플레이트 3 센서 유닛 303
공압 연결부 4 상부 하우징 304
솔레노이드 밸브 5 중간 하우징 306
공급 배기 모듈 6 나사 연결부 307
데이터 통신 모듈 7 하부 피스 308
진단 모듈 8 나사 보어들 310
입력/출력 모듈 9 공압 갤러리들 312
컬러 디스플레이 스크린 10 센서 공동 320
통합된 베이스 유동 압력 센서 11 센서 유닛 커넥터 시일 322
지능형 코일 12 330 통로
진단 공급 배기 모듈 13 332 통로
통합된 유동 압력 및 환경 센서 14 334 통로
광학 센서들 15 336 통로
서브-버스 16 338 배기 통로
산업용 이더넷 링크 17 개스킷 340
무선 네트워크 및/또는 클라우드 홈 342
통신 링크 18 전달 감지 챔버 344
차단 밸브 19 공급 감지 챔버 346
유체 연결부들 20 전달 경로 348
예시적인 액추에이터 21 바이패스 경로 349
스풀 22 공급 경로 350
솔레노이드 24 플레이트 351
통로 30 상부 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA) 352
통로 32 포켓 353
통로 34 하부 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA) 354
통로 36 커넥터 355
통로 38 패스 온 커넥터 358
나사들 44 광학 센서 372
밸브 전기 커넥터 어레이 50 플레이트 373
밸브 커넥터 시일 52 제1 압력 센서 374
서브-베이스 인쇄 회로 기판 제2 압력 센서 376
조립체(PCBA) 60 전류 센서 378

Claims (27)

  1. 모듈식 밸브 아일랜드(modular valve island)(100)로서:
    복수의 밸브들(1);
    공급 배기 모듈(supply exhaust module)(6);
    데이터 통신 모듈(data communication module)(7); 및
    진단 모듈(8);을 포함하고,
    상기 복수의 밸브들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 통합 센서(integrated sensor)를 갖고, 상기 적어도 하나의 통합 센서는 상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)의 동작 상태를 검출하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 통합 센서는 상기 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신하고,
    상기 진단 모듈(8)은 상기 동작 상태를 식별하기 위해 상기 센서 신호들을 수신하고 그 내에서 처리하도록 구성되고; 그리고
    상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)는:
    - 상기 진단 모듈(8)에 제공된 사용자 인터페이스(user interface);
    - 산업용 이더넷 링크(industrial Ethernet link); 또는
    - 무선 네트워크(wireless network) 및/또는 클라우드 통신 링크(cloud communication link)
    중 적어도 하나를 거쳐 모듈식 밸브 아일랜드(1)의 동작 상태에 관한 데이터를 제공하도록 구성되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)는 복수의 서브-베이스(sub-base)들을 더 포함하고, 상기 복수의 밸브들 중 각각의 하나는 상기 복수의 서브-베이스들 중 대응하는 하나와 연관되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)는 매니폴드 서브-베이스(manifold sub-base)를 더 포함하고, 상기 복수의 밸브들 중 각각의 하나는 상기 매니폴드 서브-베이스의 대응 부분과 연관되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 센서 유닛(303) 상에 제공되고, 상기 센서 유닛(303)은 상기 복수의 밸브들과 상기 복수의 서브-베이스들 사이에 위치되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 상기 센서 유닛(303) 상에 제공되고, 상기 센서 유닛(303)은 상기 복수의 밸브들과 상기 매니폴드 서브-베이스 사이에 위치되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    복수의 센서 유닛들(303)을 포함하는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 통신 모듈(7)과 상기 진단 모듈(8)은 단일 모듈로 결합되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)는 적어도 하나의 입력/출력 모듈(9)을 더 포함하는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 동작 상태는 결함 상태(fault condition)인, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 밸브 기계적 특성을 검출하기 위한 제1 밸브 센서를 포함하고, 바람직하게는 상기 제1 밸브 센서는 밸브 스풀 포지션(valve spool position)을 검출하도록 구성된 센서이고, 더 바람직하게는 상기 제1 밸브 센서는 광학 센서, 유도 센서, 자기 센서 중 하나에서 선택되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 밸브 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 밸브 센서를 더 포함하고, 바람직하게는 상기 제2 밸브 센서는 코일 전류 및 또는 전압의 변화를 검출하도록 구성된 전기 센서인, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  12. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드 유동 상태를 검출하기 위해 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드에 통합된 서브-베이스 센서를 더 포함하고, 상기 서브-베이스 센서는 상기 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신하는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 서브-베이스 센서는 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드의 입구 포트, 서브-베이스 또는 서브-베이스 매니폴드의 출력 포트 중 적어도 하나에 제공된 유동 압력 센서이고, 상기 유동 압력 센서는 압력, 유동 및 온도 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  14. 제1 항에 있어서,
    압력, 유동, 공기 품질 및 온도 중 적어도 하나를 검출하기 위해 적어도 하나의 센서가 공급 배기 모듈에 제공되고, 적어도 하나의 공급 배기 모듈 센서는 상기 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신하는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  15. 제8 항에 있어서,
    압력, 유동, 공기 품질 및 온도 중 적어도 하나를 검출하기 위해 적어도 하나의 센서가 적어도 하나의 입력/출력 모듈(9)에 제공되고, 적어도 하나의 입력/출력 모듈 센서는 상기 진단 모듈(8)에 전기적으로 연결되어 거기에 센서 신호들을 송신하는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  16. 제1 항에 있어서,
    진단 사용자 인터페이스는 디스플레이(display)이고, 바람직하게는 사용자 인터페이스는 배향 제어를 갖는, 모듈식 밸브 아일랜드(100).
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항의 모듈식 밸브 아일랜드(100), 및 상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)에 유체적으로 연결된 적어도 하나의 액추에이터(actuator) 또는 가동 요소를 포함하는, 공압 시스템.
  18. 제18 항에 있어서,
    적어도 하나의 액추에이터 또는 가동 요소는 상기 모듈식 밸브 아일랜드(100)의 입력/출력 모듈(9)에 전기적으로 연결된 센서를 포함하는, 공압 시스템.
  19. 모듈식 밸브 아일랜드(100)를 위한 센서 유닛(303)으로서,
    상기 센서 유닛(303)은 밸브와 상기 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 하우징을 포함하고, 상기 센서 유닛은 상기 밸브와 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스 사이에 복수의 통로들을 한정하여 그 사이에서 유체 유동을 허용하고, 상기 센서 유닛은 상기 모듈식 밸브 아일랜드의 동작 상태를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 통합 센서를 포함하는, 센서 유닛.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 하우징은 모듈식 밸브 아일랜드의 밸브의 복수의 통로들과 유체적으로 연결되도록 구성된 상부 표면을 포함하고; 상기 하우징은 모듈식 밸브 아일랜드의 서브-베이스의 복수의 통로들과 유체적으로 연결되도록 구성된 하부 표면을 포함하는, 센서 유닛.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 압력 센서를 포함하는, 센서 유닛.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 모듈식 밸브 아일랜드의 밸브의 복수의 통로들의 통로에 유체적으로 연결되는, 센서 유닛.
  23. 제22 항에 있어서,
    개스킷(340)이 적어도 부분적으로 상기 압력 센서와 상기 통로 사이의 유체 연결부를 한정하는, 센서 유닛.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 개스킷은 상기 센서 유닛(303)에 한정된 홈 내에 보유되는, 센서 유닛.
  25. 제19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통합 센서는 광학 센서(372)를 포함하는, 센서 유닛.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 광학 센서(372)는 통로들을 통한 유동을 방해하지 않도록 배열되는, 센서 유닛.
  27. 제25 항 또는 제26 항에 있어서,
    상기 광학 센서(372)는 상기 하우징 내부의 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA)에 전기적으로 연결되는, 센서 유닛.
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