WO2005124161A1 - Busmodul zur steuerung von fluidick-ventilen - Google Patents

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WO2005124161A1
WO2005124161A1 PCT/EP2005/006288 EP2005006288W WO2005124161A1 WO 2005124161 A1 WO2005124161 A1 WO 2005124161A1 EP 2005006288 W EP2005006288 W EP 2005006288W WO 2005124161 A1 WO2005124161 A1 WO 2005124161A1
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circuit arrangement
electronic circuit
bus
fluidic valve
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PCT/EP2005/006288
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Inventor
Stefan Schmidt
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Bosch Rexroth Ag
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/085—Servomotor systems incorporating electrically operated control means using a data bus, e.g. "CANBUS"

Definitions

  • the invention! relates to a bus module for connecting electrically controlled fluidic valves to a data bus with an electrical circuit arrangement, the address data and
  • Such a bus module is used, for. B. from Murrelektronik ' .
  • the bus module is used to connect up to eight ' participants in the form of: actuators, such as. B. electrically controllable fluidic valves, or sensors to a data bus, in particular to a field bus.
  • the bus modules have an electrical circuit arrangement which evaluates data telegrams transmitted on the data bus and which controls an actuator determined by the address data in accordance with the useful data of the data telegram.
  • Such a data telegram consists of address data that identify one of the participants and user data that transmit commands for actuators or contain status data for sensors;
  • Such bus modules are widely used in pneumatics.
  • the bus modules are designed according to the power requirements of pneumatic valves, which is lower than the power requirements of hydraulic valves.
  • special designs are required for the control of hydraulic valves, whose 'electrical components for. the higher current flow of these valves are designed. This leads to an increase in manufacturing costs and is one reason for not widespread use of bus modules for the control of 'hydraulic valves.
  • the invention has for its object to provide a simple module a bus module of the type mentioned, which is suitable due to a reduced current load for both the control of pneumatic valves and hydraulic valves. ,
  • a proportional valve operated as a switching valve with a valve piston can be connected to the bus module according to the invention, the deflection of which can be controlled by the pulse duty factor of a pulse-width-modulated voltage.
  • the ' deflection ' of the Ven. tilkolbens determines the passage cross section of the proportional valve. So that the current load on the components is not too great is allowed at one. such a solution, the pulse duty factor of the pulse width modulation does not exceed a maximum value predetermined by the load capacity of the electrical components of the bus module. This means that the valve piston of the 5 proportional valve may only be deflected from its rest position within a partial area. The response of a proportional valve can be accelerated by briefly applying the full supply voltage to the proportional valve before the pulse width modulation becomes effective.
  • the 'programmable logic controller can be controlled by switch-on commands and ⁇ switch-off commands, no reprogramming is required. If the duration of the switching period, the duty cycle and the frequency or the actuators connected to the pulse width modulation to the bus module should vary in size from case to case, it is advantageous to use the corresponding values according to claim 3 together with the switch-on command to be transmitted to the bus module in a data telegram. The frequency or the period. The duration of the pulse modulation is either - as in the claim 4 specified - stored in the bus module as a parameter or alternatively - as stated in claim 5 - as a further ' parameter in the user data of the data message for a ' switch-on command.
  • the invention is explained in more detail below with its further details using an exemplary embodiment shown in the drawings. Show it
  • FIG. 1 shows a bus system with two bus modules connected to a data bus and to a power line in a schematic representation
  • FIG. 2 shows the time course of the voltage supplied to an actuator between a switch-on command. and a shutdown command.
  • FIG. 1 shows a bus system 10 with a data bus 11 designed as a field bus, a power line 1, 2, a programmable logic controller 13 (hereinafter referred to as PLC), two bus modules 15.1 and 15.2 and eight.
  • Actuators in the form of switching hydraulic valves 16.1.1 to 16.1.4 and 16.2.1 to 16.2.4 with solenoids 18.1.1 to '18 .1.4 or 18.2.1 to 18.2.4.
  • connection options for e.g. B. eight 1 or 16 sensors or actuators.
  • the PLC 13 and the bus modules 15.1 and 15.2 are participants in the bus system 10.
  • the PLC 13 also serves as a master, ie it determines which of the participants connected to the data bus 11 send a data telegram at what time may.
  • a data telegram consists of address data and user data.
  • the address data determine for which the hydraulic valve determines the .Nutz stylist • are.
  • the user data contain e.g. B. a switch-on or switch-off command for a hydraulic valve.
  • the bus modules 15.1 and 15.2 are supplied with a supply voltage Uy via the power line 12. fed.
  • the supply voltage is. Usually a DC voltage with a nominal value of 12 V or 24 V. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the supply voltage Uv is also the same. SPS 13 fed.
  • the PLC 13 can.
  • the data bus 11 and the energy gi 'e réelle 12 are in their outer regions' shown in dashed lines, to indicate there. in addition to the bus modules 15.1 and 15.2, further bus modules 15.x can be connected to the data bus 11 and ' to the power line 12, the letter “x” standing for the serial number of such a bus module.
  • the magnet coils are connected to the bus module 15.1 18.1.1 to 18.1..4 and 18.2.1 to 18.2.4 of the hydraulic valves 16.1.1 to 16.1.4 and 16.2.1 to 16.2.4 a are closed.
  • the bus module 15.1 has an electronic circuit 20.1, which evaluates the data telegrams transmitted on the data bus ' .11. When a data telegram is received, which is used for a hydraulic valve ⁇ 16.1.1 to 16.1.4 is determined, controls. the electronic circuit 20.1 the corresponding hydraulic valve according to the information contained in the user data of the data telegram.
  • the bus module 15.1 a switch-on command for. received the hydraulic valve 16.1.2.
  • the electronic circuit arrangement 20.1.- according to the invention after receiving the switch-on command provided with the reference symbol 30 at the time to of the solenoid 18.1.2 of the hydraulic valve 16.1.2, initially during a period ⁇ ti, which can be specified as the switching period, is the supply voltage Uy.
  • the duration of the switching period is as. Switching valves designed hydraulic valves usually in the order of up to a tenth of a second (0.1 sec). During this period the.
  • the electronic circuit arrangement 20.1 of the magnetic sink 18.1.2 carries the supply voltage Uy in a pulse-width-modulated form. to.
  • T Tastve'r memorinis% ie the ratio of the labeled T s on-time and the period of time designated by T, is shown here at 50%.
  • the duty cycle is usually in a range between 30 to 55%.
  • the frequency of the pulse width modulation, designated f is of the order of a few hundred hertz. This prevents the hydraulic valve from pulsing with the pulse width modulation Supply voltage switches.
  • the bus module 15.1 receives a switch-off command 32 for the hydraulic valve 16.1.2 at a later point in time, which is designated here with t 2 , the bus module 15.1 interrupts the supply of the pulse-width-modulated supply voltage to the magnetic coil 18.1.2. •
  • the hydraulic valve 16.1.2 is switched on in the period between times to and t 2 .
  • the holding current is reduced until time t 2 .
  • the duration ⁇ ti of the switching period as well as the pulse duty factor T % and the frequency f of the subsequent pulse width modulation are stored as parameters in the electronic circuit arrangement 20.1.
  • .it is either possible to assign all the devices connected to the bus module 15.1 hydraulic valves 16.1.1 to 16.1.4 same parameters or view vorzu- specific for each DER connected hydraulic valves parameters and to store in the electronic circuitry 15.1.
  • Such a bus system has the advantage that the PLC 1 ' 3 when using bus modules designed according to the invention as when using the.
  • Known bus modules only need to issue switch-on and switch-off commands since the parameters eter ⁇ ti, ' T % and f are stored in the electronic circuit arrangement.
  • Hydraulic valves 16.1.1 to 16.1.4 and 16.2.1 to 16.2.4 are switching valves either in the form of pure switching valves or proportional valves operated as switching valves. ' While pure switching valves only have two switching positions (rest position or working position), the passage cross section of a proportional valve can take on any number of values depending on the duty cycle of a pulse-width-modulated supply voltage. In the invention, the proportional valve either no supply voltage is supplied (rest position), or it is supplied with the supply voltage in pulse width modulated form with a predetermined 'duty cycle. (Working position).
  • a switch-through period with a proportional valve is "generally not necessary, but it can be advantageous” with " a proportional valve to accelerate the switch-on process in the manner of a lead.

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Abstract

Das Busmodul (15) weist eine elektrische Schaltungsanordnung auf, die Adreßdaten und Nutzdaten von auf dem Datenbus (11) übertragenen Datentelegrammen auswertet und die ein durch die Adressdaten bestimmtes Fluidik-Ventil (16) entsprechend den Nutzdaten des Datentelegramms ansteuert. Um insbesondere bei der Ansteuerung von Hydraulik-Ventilen (16) die Strombelastung des Busmoduls gering zu halten, führt die elektronische Schaltungsanordnung nach dem Empfang von Nutzdaten in Form eines Einschaltbefehls für eines der an das Busmodul (15) angeschlossenen Fluidik-Ventile (16) zunächst dem durch die Adressdaten bestimmten Fluidik-Ventil (16) während eines Durchschaltzeitraums vorgebbarer Dauer ständig eine Versorgungsspannung (Uv) zu. Nach dem Ablauf des Durchschaltzeitraums führt die elektronische Schaltungsanordnung dem Fluidik-Ventil (16), die Versorgungsspannung (Uv) in pulsweiteniodulierter Form mit einem vorgebbaren Tastverhältnis (T%) zu. Erst wenn das Busmodul (15) Nutzdaten in Form eines Michaltbefehls für das bisher eingeschaltete Fluidik-Ventil (16) empfangen hat, führt die elektronische Schaltungsanordnung dem Fluidik-Ventil (16) keine Versorgungsspannung (Uv) mehr zu.

Description

Beschreibung
BUSMODUL ZUR STEUERUNG VON FLUIDIK-VENTILEN
Die Erfindung! betrifft ein Busmodul zum Anschluß von elektrisch angesteuerten Fluidik-Ventilen an einen Datenbus mit einer elektrischen Schaltungsänordnung, die Adreßdaten und
Nutzdaten von auf dem Datenbus übertragenen Datentelegrammen' auswertet und die das durch die' Adreßdaten bestimmte Fluidik- Ventil entsprechend. den Nutzdaten des Datentelegramms an-, steuert.
Ein derartiges Busmodul wird z. B. von der Murrelektronik'.
GmbH unter der Bezeichnung „MVK Metall" hergestellt und vertrieben. Einzelheiten dieses Busmoduls sind insbesondere^ in der Druckschrift • „Impulse NEWS" (Stand 11/03, Auflage 03/5.000) der Murrelektronik GmbH beschrieben. Das Busmodul dient zum Anschluß von bis zu acht' Teilnehmern in Form, von : Aktoren, wie z. B. elektrisch änsteuerbaren Fluidik-Ventilen, oder von Sensoren an einen Datenbus, insbesondere an einen Feldbus. Die Busmodule weisen eine elektrische' Schaltungsanordnung auf, die auf dem Datenbus übertragene Datentelegramme auswertet und die einen durch die Adreßdaten bestimmten Aktor entsprechend den Nutzdaten des Datentelegramms ansteuert. Ein derartiges Datentelegramm, besteht aus Adreßdaten, die einen der Teilnehmer identifizieren, und Nutzdaten, die bei Aktoren Befehle übertragen oder bei Sensoren Zustandsdaten enthalten.; Derartige Busmodule sind in der Pneumatik weit verbreitet.
Die Busmodule sind, entsprechend dem Strombedarf pneumatischer Ventile ausgelegt, der geringer als der Strombedarf von hydraulischen Ventilen ist. Um den gegenüber pneumatischen Ventilen höheren Strombedarf, hydraulischer Ventile zu berücksichtigen, sind für die Ansteuerung hydraulischer Ventile ■ Sonderausführungen erforderlich, deren 'elektrische Bauteile für. den höheren •Stromfluß dieser Ventile ausgelegt sind. Dies führt zu einer Erhöhung der Herstellungskosten und ist mit ein Grund für den nicht weit verbreiteten Einsatz von Busmodulen zur Ansteuerung von' Hydraulik-Ventilen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maß- nahmen ein Busmodul der eingangs genannten Art zu schaffen, das aufgrund einer verringerten Strombelastung sowohl für die Ansteuerung von pneumatischen Ventilen als auch von hydraulischen Ventilen geeignet ist. .
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch, 1 gekennzeichneten , Merkmale gelöst. Da der. für- ein Schaltventil erforderliche Anzugsstrom nur kurzzeitig fließt und danach nur noch der aufgrund der Pulsweitenmodulation gegenüber dem Anzugsstrom verringerte Haltestrom fließt, werden die für den Anzugsstrom, als 'Dauerstrom unterdimensionierteή elektrischen Bauteile der elektrischen Schaltungsanordnung nicht unzulässig erwärmt.
An das erfindungsgemäße Busmodul kann anstelle eines Schaltventils auch ein als schaltendes Ventil betriebenes Proportionalventil mit einem Ventilkolben angeschlossen werden, dessen Auslenkung durch das Tastverhältnis einer pulweiten- modulierten Spannung steuerbar ist. Die .Auslenkung' des Ven-. tilkolbens bestimmt den Durchlaßquerschnitt des Proportionalventils. Damit die Strombelastung der Bauteile nicht zu groß wird, darf bei einer. derartigen Lösung das Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation einen durch die Belastbarkeit der elektrischen Bauelemente des Busmoduls' vorgegebenen Maximalwert nicht überschreiten. Das bedeutet, daß der Ventilkolben des 5 Proportionalventils nur innerhalb eines Teilbereichs aus seiner Ruhelage, ausgelenkt werden darf. Durch das kurzzeitige Beaufschlagen des Proportionalventils mit der vollen Versor- gungsspan'nung vor dem Wirksamwerden der Pulsweitenmodulatioh läßt sich das Ansprechen eines Proportiohalventils beschleu- 10 nigen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Sind gemäß Anspruch 2 in der elektrischen Schaltungsanordnung die Dauer des Durchschaltzeitraums und das Tastverhältnis sowie die Frequenz oder' die 15' Periodendauer der Pul'sweitenmodulation als Parameter gespeichert, reichen für die Ansteuerung von an. das Busmodul ange-' schlossenen Aktoren Einschaltbefehle und 'Abschaltbefehle aus, die auf- dem Datenbus übertragen werden. In Anlagen, in denen die Schaltventile von einer allgemein als „SPSΛ bezeichneten
, 20 ' speicherprogrammierbaren, Steuerung durch Einschaltbefehle und ■ Abschaltbefehle gesteuert werden,, ist somit keine Umprogram- mierung erforderlich. Sollen die Dauer des Durchschaltzeitraums, das Tastverhältήis sowie die Frequenz oder ,die Perio-r dendaüer der Pulsweitenmödulation an das Busmodul angeschlos- 25 senen Aktoren von Fall zu Fall unterschiedlich groß sein, ist es vorteilhaft, die entsprechenden Werte gemäß Anspruch 3 zusammen mit dem Einschaltbefehl in einem Datentelegramm an- das Busmodul zu übertragen. Die Frequenz bzw.- die Perioden- , . dauer der Pulweitenmodulation ist entweder - wie im Anspruch 4 angegeben - im Busmodul als Parameter gespeichert oder ist alternativ hierzu - wie im Anspruch 5 angegeben - als weiterer' Parameter in den Nutzdaten des Datentelegramms für einen ' Einschaltbefehl enthalten. Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert . Es zeigen
Figur 1 ein Bussystem mit zwei an einen Datenbus und an eine Energieleitung angeschlossenen Busmodulen in schematischer Darstellung und
Figur 2 den zeitlichen Verlauf der einem.Aktor zugeführten Spannung zwischen einem Einschaltbefehl . und einem Abschaltbefehl.
. Die Figur 1 zeigt ein Bussystem 10 mit einem als Feldbus '• ausgebildeten Datenbus 11, einer Energieleitung 1,2, einer speicherprogrammierbaren Steuerung 13- (im Folgenden kurz als SPS bezeichnet), zwei Busmodulen 15.1 und 15.2 sowie acht . Aktoren in Form von schaltenden Hydraulik-Ventilen 16.1.1 bis 16.1.4 und 16.2.1 bis 16.2.4 mit Magnetspulen 18.1.1 bis ' 18.1.4 bzw. 18.2.1 bis 18.2.4. An die Busmodule 15.1 und 15.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur vier Hydraulik-Ventile angeschlossen., In der Praxis üblich sind Anschlußmöglichkeiten für z. B. acht 1 oder 16 Sensoren- oder Aktoren. Die SPS 13 sowie die Busmodule 15.1 und 15.2 sind Teilnehmer des Bussystems 10. In diesem Ausführungsbeispiel dient die SPS 13. auch als Master, d. h. sie bestimmt, welcher der an den Datenbus 11 angeschlossenen Teilnehmer zu welchem Z.eit-^ purikt ein Datentelegramm senden darf. Ein Datentelegramm besteht aus Adreßdaten und Nutzdaten. Die Adreßdaten bestimmen, für welches Hydraulik-Ventil die .Nutzdaten bestimmt • sind. Die Nutzdaten enthalten z. B. einen Einschalt- oder Abschaltbefehl für ein Hydraulik-Ventil. Über die Energieleitung 12 ist den Busmodulen 15.1 und 15.2 eine Versorgungsspannung Uy. zugeführt. Die Versorgungsspan- nung is . üblicherweise eine Gleichspannung mit einem Nennwert von 12 V oder 24 V. Die Versorgungsspannύng Uv ist in dem in • der Figur 1 dargestellten Äusführungsbeispiel auch der. SPS 13 zugeführt. Die SPS 13 kann bei . Bedarf 'aber auch, mit einer anderen Spannung versorgt, werden. Der Datenbus 11 und die Ener- gi'eleitung 12 sind in ihren äußeren Bereichen' gestrichelt dargestellt, um anzudeuten, da . zusätzlich zu den Busmodulen 15.1 und 15.2 weitere Busmodule 15.x an den Datenbus 11 und ' an die Energielei ung 12 anschließbar sind, wobei der Buchstabe „x" für die laufende. Nummer eines, derartigen Busmoduls steht. An das Busmodul 15.1 sind die Magnetspulen 18.1.1 bis 18.1..4 und 18.2.1 bis 18.2.4 der Hydraulik-Ventile 16.1.1 bis 16.1.4 bzw.. 16.2.1 bis 16.2.4 a gesphlossen. Das Busmodul 15.1 weist eine elektronische Schaltung 20.1 auf, die die auf dem Datenbus'.11 übertragenen Datentelegramme auswertet. Beim Empfang eines Datentelegramms, das für ein an das Busmodul 15.1 angeschlossenes Hydraulik-Ventil ■ 16.1.1 bis 16.1.4 bestimmt ist, steuert. die elektronische Schaltung 20.1 das entsprechende Hydraulik-Ventil gemäß dem in den Nutzdaten des Datentelegramms enthaltenen Informationen an.
I Im Folgenden wird der Fall .betrachtet, daß. das Busmodul 15.1 einen Einschaltbefehl für. das Hydraulik-Ventil 16.1.2 erhalten hat. Wie in der Figur 2 anhand eines Zeitdiagramms dargestellt, führt die elektronische Schaltungsanordnung 20.1.- gemäß- der Erfindung nach dem Empfang des. mit dem Bezugszeichen 30 versehenen Einschaltbefehls im Zeitpunkt to der Magnetspule 18.1.2 des Hydraulik-Ventils 16.1.2 zunächst während eines als Durchschaltzeitraum bezeichneten Zeitraums- vorgebbarer Dauer Δti ständig die Versorgungsspannung Uy zu. Die Dauer des Durchschaltzeitraums liegt bei als. Schaltventilen ausgebildeten Hydraulik-Ventilen üblicherweise in der Größenordnung von bis zu einer Zehnteisekünde (0,1 sec) . Während dieses Zeitraums fließt der. volle Strom, der durch die Hohe der Versorgungsspannung Uy und den Widerstand der Magnetspule 18.1.2 bestimmt ist; Nach dem Ablauf des Durchschaltzeitraums im Zeitpunkt tf führt die elektronische , Schaltungsanordnung 20.1 der Magnetspüle 18.1.2 die Versorgungsspannung Uy in- pulsweitenmodulierter Form. zu. Das im • Folgenden mit T% bezeichnete Tastve'rhältnis, d. h. der Quotient aus der mit Te bezeichneten Einschaltzeit und der mit T bezeichneten Periodendauer, ist hier mit 50 % dargestellt. In der Praxis liegt das Tastverhältnis üblicherweise in einem Bereich zwischen 30 bis 55 %. Die mit f bezeichnete Frequenz der Pulsweitenmodulation liegt in- der Größenordnung von einigen Hundert Hertz. Damit wird mit Sicherheit verhindert, daß das Hydraulik-Ventil im Takt der pulsweitenmodulierten Versorgungsspannung schaltet. Empfängt das Busmodul 15.1 zu einem späteren Zeitpunkt, der hier mit t2 bezeichnet ist, einen Abschaltbefehl 32 für das Hydraulik-Ventil 16.1.2, unterbricht das Busmodul 15.1 die Zufuhr der pulweiten- • modulierten Versorgungsspannung zu der .Magnetspule 18.1.2. •Das Hydraulik-Ventil 16.1.2 ist in dem Zeitraum zwischen Zeitpunkten to und t2 eingeschaltet. Der volle Strom, der. eine erhöhte Erwärmung verursacht, fließt aber nur während des Durchschaltzeitraums Δtτ_. Danach- fließt bis zum Zeitpunkt t2 nur noch ein gegenüber diesem verringerter, üblicherweise als Haltestrom bezeichneter Strom. Durch diese. Verringerung des über die Magnetspule fließenden Stroms- ergibt sich außer der geringeren Strombelastung' der Bauelemente der elektronischen Schaltungsanordnung -20.1 des Busmoduls 15.1 auch eine Verringerung der thermischen Belastung der Magnetspule 18.1.2 des Hydraulik-Ventils .16.1.2. ,
In dem oben beschriebenen Äusführungsbeispiel sind die Dauer Δti des Durchschaltzeitraums sowie das Tastverhältnis T% und die Frequenz f der sich daran anschließenden Pulsweitenmodu- lation als Parameter in der elektronischen Schaltungsanord- nung 20.1 abgelegt.' Dabei ist .es entweder möglich, allen, an das Busmodul 15.1 angeschlossenen Hydraulik-Ventilen 16.1.1 bis 16.1.4 dieselben Parameter zuzuordnen oder für jedes der- angeschlossenen Hydraulik-Ventile spezielle Parameter vorzu- sehen und in der elektronischen Schaltungsanordnung 15.1 abzulegen. Ein derartiges Bussystem hat den Vorteil, daß die SPS 1'3 beim Einsatz von erfindungsgemäß ausgebildeten Busmodulen wie beim Einsatz der. bekannten Busmodule nu Einschalt- und Abschaltbefehle auszugeben braucht, da die Para- eter Δti,' T% und f in der elektronischen Schaltungsanordnung abgelegt sind.
Ist dagegen ein Bussystem gewünscht, bei dem die ßauer.Δti der Durchschaltzeit, das 'Tastverhältnis T% und/oder die Fre- ' . quenz f der Pulsweitenmodulation für jedes Hydraulik-Ventil . bei jedem Einschaltbefehl frei wählbar ist, erfolgt die • Programmierung der SPS 13 so, daß die Nutzdaten- des Datentele- gram s für das Einschalten eines Hydraulik-Ventils zusätzlich' zu dem Einschaltbefehl die. gewünschten Werte für Δti, T% und . f als Parameter enthalten. Es ist auch möglich, nur die Dauer • Δti der Durchschaltzeit und das Tastverhältnis T% der Puls- weiteήmodulation als Parameter in den Nutzdaten eines Ein- schaltbefehls zu übertragen und die. Frequenz f der Pulswei- . tenmodulation in der elektronischen Schaltungsanordnung als Parameter abzulegen.
•Bei den Hydraulik-Ventilen 16.1.1 bis 16.1.4 sowie 16.2.1 bis 16.2.4 handelt es sich um schaltende Ventile entweder in Form von reinen Schaltventilen oder von als Schaltventil betriebenen Proportionalventilen.' Während reine Schaltventile nur zwei Schaltstellungen (Ruhestellung oder Arbeitsstellung) aufweisen, kann der Durchlaßquerschnitt eines- Proportionalventils in Abhängigkeit von dem Tastverhältnis einer puls- weitenmodulierten Versorgungsspannung beliebig, viele Werte annehmen. Im Rahmen der Erfindung wird dem Proportionalventil entweder keine Versorgungsspannung zugeführt (Ruhestellung) oder es wird ihm die Versorgungsspannung in pulsweitenmodu- lierter Form mit einem vorbestimmten ' Tastverhältnis zugeführt. (Arbeitsstellung) . Während bei einem reinen Schaltventil, der Durchschaltzeitraum benötigt wird, damit das Ventil sicher schaltet, ist ein Durchschaltzeitraum bei einem Proportionalventil grundsätzlich "nicht erforderlich, jedoch kann es vorteilhaft' sein, bei' einem Proportionalventil den Einschaltvorgang in der Art eines Vorhalts zu beschleunigen.

Claims

Patentansprüche
1. Busmodul zum Anschluß von elektrisch ansteuerbaren ■ Fluidik-Ventilen an einen Datenbus -' mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, die Adreßdaten und Nutzdaten von auf dem Datenbus übertragenen Datentele- ' grammen auswertet und d e das durch die Adreßdaten bestimmte' Fluidik-Ventil entsprechend den Nutzdaten des Datentele-- gramms' ansteuert; dadurch gekennzeichnet, - daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1) nach dem Empfang. von Nutzdaten in • Form eines Einschaltbefehls (30). für eines der an das .Busmodul (15.1) angeschlossenen Fluidik-Ventile (16.1.1' bis 16.1.4')' dem durch die Αdreß- ■ daten bestimmten Fluidik-Ventil (16.1.2) während eines ' Durchschaltzeitraums vorgebbarer Dauer (Δt ) ständig eine Versorgungsspannung (Uy) zuführt, . - daß die' elektronische Schaltungsanordnung (20.1) nach dem Ablauf des Durchschaltzeitraums dem Fluidik-Ventil (16.1.2) die Versorgungsspannung (Uy) in pulsweitenmodulierter Form- mit einem vorgebbaren Tastverhältnis (T%) zuführt und - daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1) nach dem Empfang von Nutzdateή in Form eines Abschaltbefehls (32) für das bisher- eingeschaltete Fluidik-Ventil dem Fluidik- Ventil (16.1.2) keine Versorgungsspannung (Uy) mehr zuführt.
2. Busmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die 'Dauer (Δti) des Durchschaltzeitraums und das Tastverhältnis (T%) sowie die Frequenz (f) bzw. die Perioden- dauer (T) der daran anschließenden Pulsweitenmodulation in der elektronischen Schaltungsanordnung (2.0.1) als Parameter gespeichert sind und ' - daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1) nach dem Empfang von Nutzdaten in Form eines Einschaltbefehls für ein 'an das Busmodul (15.1) angeschlossenes Fluidik-Ventil (16.1.2) das durch die Adreßdaten bestimmten Fluidik-Ventil (16.1.2) entsprechend den gespeicherten Werten (Δti,. τ %) ansteuert.-
3. Bussyste'm mit einem Busmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ - daß die Nutzdaten des Datentelegramms zusätzlich zu dem Einschaltbefehl für ein durch die Adreßdaten bestimmtes Fluidik-Ventil (.16.1.2) die Dauer (Δti) des Durchschalt- Zeitraums und das Tastverhältnis (T%) 'de daran anschließenden Pulsweitenmodulation als Parameter enthalten und - daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1) das durch die Adreßdaten des Datentelegramms bestimmte. Fluidik-Ventil • (16.1.2) bei einem Einschaltbefehl entsprechend den über- • tragenen Parametern ansteuert.
4. Bussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, ' - daß die Frequenz (f) bzw. die Periodendauer (T) für die Pulsweitenmodulation in der elektronischen Schaltungsanordnung (20.1) als Parameter gespeichert ist und - daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1). das durch die Adreßdaten des Datentelegramms bestimmte Fluidik-Ventil (16.1.2) bei einem Einschaltbefehl entsprechend den über-' tragenen Parametern sowie dem gespeicherten Wert- ansteuert.
5. Bussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzdaten des Datentelegramms die Frequenz (f) bzw. die Periodendauer (T) für die. Pulsweitenmodulation enthalten und- . .' ' . • daß die elektronische Schaltungsanordnung (20.1) das durch die Adreßdaten des Datentelegramms bestimmte Fluidik-Ventil (16.1.2) bei einem Einschaltbefehl entsprechend den übertragenen Parametern ansteuert.
PCT/EP2005/006288 2004-06-18 2005-06-11 Busmodul zur steuerung von fluidick-ventilen WO2005124161A1 (de)

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