閥組件和流體系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于影響至少一個(gè)流體流的閥組件，如其例如在自動化技術(shù)中被使用的那樣，以便以合適的方式操控可流體運(yùn)行的促動器(如氣動缸或氣動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器)。此外，本發(fā)明涉及一種流體系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本發(fā)明的目的在于提供一種閥組件，其使能夠以較高的節(jié)拍頻率、即每時(shí)間單位帶有大量切換周期地影響至少一個(gè)流體流。
[0003]根據(jù)第一方面，該目的通過一種帶有權(quán)利要求1的特征的閥組件來實(shí)現(xiàn)。在此設(shè)置成，閥組件包括控制裝置和至少一個(gè)閥裝置，其中，控制裝置具有用于與總線通訊系統(tǒng)連接以接收運(yùn)動指令的總線接口、用于將運(yùn)動指令處理成用于閥裝置的控制指令的處理裝置以及用于閥裝置的電氣聯(lián)結(jié)的至少一個(gè)聯(lián)接裝置，且其中，該至少一個(gè)閥裝置與控制裝置的至少一個(gè)聯(lián)接裝置電氣連接且包括構(gòu)造用于處理控制指令的處理器件，其中，處理器件關(guān)聯(lián)有用于閥的電氣聯(lián)結(jié)的至少一個(gè)第一聯(lián)接器件和至少一個(gè)傳感器件，且其中，處理器件構(gòu)造用于聯(lián)系該至少一個(gè)傳感器件的傳感器信號與控制指令。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，閥組件因此劃分成兩個(gè)重要的主部件。在此，第一主部件是控制裝置，其構(gòu)造用于與總線通訊系統(tǒng)的通訊和用于將運(yùn)動指令轉(zhuǎn)換成控制指令。第二主部件是閥裝置，其構(gòu)造用于將控制指令實(shí)際轉(zhuǎn)換到實(shí)際的流體流中且對此可被帶到與閥和傳感器件的連接中。這樣的閥組件例如可經(jīng)由下級的總線通訊系統(tǒng)與總線節(jié)點(diǎn)(Busknoten)(其在其方面可經(jīng)由上級的總線通訊系統(tǒng)與上級控制裝置、尤其可存儲編程的控制部通訊)相連接。備選地也可設(shè)置成將閥組件在沒有總線節(jié)點(diǎn)的中間連接的情況下直接與上級的總線通訊系統(tǒng)連接。因?yàn)樵陂y組件中不僅控制裝置而且閥裝置作為以處理裝置或處理器件的形式的計(jì)算機(jī)且相應(yīng)地配備有一定的計(jì)算能力，優(yōu)選地可設(shè)置成，上級控制裝置將抽象的運(yùn)動指令尤其經(jīng)由總線節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)介y組件處，其中，這些運(yùn)動指令不包括或僅包括非常少的關(guān)于相應(yīng)運(yùn)動的執(zhí)行的細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)通過運(yùn)動指令在處理裝置中或在處理器件中由合適的算法且在包含所聯(lián)接的閥和傳感器件的特殊的參數(shù)和測量值的情況下的處理才被算出。因此，一方面對于在上級控制裝置與閥組件之間的通訊僅需要較小的帶寬用于傳輸抽象的運(yùn)動指令，另一方面可當(dāng)場在待操控的閥的緊鄰的周圍環(huán)境中來執(zhí)行對于運(yùn)動指令的轉(zhuǎn)換必要的計(jì)算。此外有利的是，處理器件除了構(gòu)造用于可電氣操控的閥的電氣聯(lián)結(jié)的第一聯(lián)接器件之外還關(guān)聯(lián)有第二聯(lián)接器件，其構(gòu)造用于傳感器件的電氣聯(lián)結(jié)。由此可直接在處理器件中來處理所聯(lián)接的傳感器件的傳感器信號。這使能夠在處理器件中特別快速且優(yōu)選地考慮被聯(lián)接在第一聯(lián)接器件處的閥和/或流體消耗器(其流體地與閥連接且配備有相應(yīng)的傳感器件)的狀態(tài)。優(yōu)選地，處理裝置任務(wù)是協(xié)調(diào)多個(gè)閥裝置的動作，以執(zhí)行運(yùn)動指令到相應(yīng)的待由所聯(lián)接的閥釋放的流體流和所聯(lián)接的促動器的由此產(chǎn)生的運(yùn)動的所期望的轉(zhuǎn)換。相應(yīng)地，在控制裝置與閥裝置之間的雙向通訊是有利的，因?yàn)橛纱瞬粌H可將到達(dá)閥裝置處的傳感器信號而且可將由閥裝置發(fā)出的用于各個(gè)閥的調(diào)整信號傳輸?shù)教幚硌b置(其由其任務(wù)可看作用于各個(gè)閥裝置的控制機(jī)構(gòu))處。
[0005]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中來說明。
[0006]當(dāng)控制裝置被容納在第一殼體中而該至少一個(gè)閥裝置被容納在單獨(dú)的第二殼體中時(shí)且當(dāng)在控制裝置與閥裝置之間構(gòu)造有導(dǎo)體相連的連接時(shí)，是適宜的。由此，可將閥裝置直接布置在促動器(其應(yīng)借助于可由相關(guān)聯(lián)的閥釋放的流體流來操控)處。而控制裝置具有以相應(yīng)的控制指令供應(yīng)閥裝置中的多個(gè)且協(xié)調(diào)閥裝置的目的，使得控制裝置的梯級式的布置是有利的。示例性地，對于在控制裝置與閥裝置之間的導(dǎo)體相連的連接設(shè)置有串行的數(shù)據(jù)傳輸，尤其經(jīng)由根據(jù)串行外圍接口標(biāo)準(zhǔn)(SP1-Standard)的同步的串行數(shù)據(jù)總線。由此可以以成本有利的方式來確保各個(gè)閥裝置的不僅控制指令而且反饋到控制裝置處的高效的數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]在本發(fā)明的一改進(jìn)方案中設(shè)置成，在閥裝置的第二個(gè)聯(lián)接器件處聯(lián)接有用于檢測流體壓力的至少一個(gè)壓力傳感器和/或用于檢測閥的閥位置的至少一個(gè)位置傳感器。不僅借助于壓力傳感器而且借助于尤其構(gòu)造為用于檢測閥行程的行程傳感器的位置傳感器可檢測與閥裝置相連接的閥的功能狀態(tài)，使得閥裝置可持久地或在給定的時(shí)刻調(diào)取關(guān)于閥是否占據(jù)規(guī)定的閥位置和/或是否在布置壓力傳感器的測量點(diǎn)處建立相應(yīng)的流體壓力的信息。由此可實(shí)現(xiàn)有利地監(jiān)控聯(lián)接到閥裝置處的閥的閥功能。
[0008]優(yōu)選地設(shè)置成，至少一個(gè)流體促動器與閥中的至少一個(gè)相聯(lián)結(jié)，處理裝置構(gòu)造用于檢測該至少一個(gè)流體促動器根據(jù)運(yùn)動指令的運(yùn)動輪廓(Bewegungsprofil)并且處理裝置和/或處理器件構(gòu)造用于將運(yùn)動輪廓轉(zhuǎn)換成用于閥的調(diào)整信號。因此，在控制裝置中的處理裝置任務(wù)是將上級控制裝置的到達(dá)的運(yùn)動指令轉(zhuǎn)換成用于促動器的運(yùn)動輪廓，以便以此將處理器件置于進(jìn)行閥(其與相應(yīng)的閥裝置相連接)的合適的操控的情況中。這些運(yùn)動輪廓超過相應(yīng)的、尤其構(gòu)造為比例閥的閥的簡單的切換且例如包括對于通過相應(yīng)待操控的閥的流體流動的變化的規(guī)定，以便使能夠有利地操控與閥相連接的流體消耗器(Fluidverbraucher)、尤其促動器。例如作為控制指令從控制裝置傳輸?shù)介y裝置處的運(yùn)動輪廓在閥裝置的處理器件中被轉(zhuǎn)換成用于閥的調(diào)整信號。補(bǔ)充地或備選地也可設(shè)置成，運(yùn)動輪廓已在處理裝置中部分或完全地被轉(zhuǎn)換成調(diào)整信號，其被提供到處理器件處，以便在那里產(chǎn)生用于操控閥的期望的調(diào)整信號。
[0009]例如，從處理裝置提供坡式的運(yùn)動輪廓到處理器件處示例性地導(dǎo)致對于待操控的閥的同樣坡式的電氣調(diào)整信號。只要對于處理裝置已知所聯(lián)接的閥的尤其電氣驅(qū)動器的特殊特征，然而可由坡式的運(yùn)動輪廓導(dǎo)出單獨(dú)針對用于相應(yīng)的閥的驅(qū)動器設(shè)計(jì)的調(diào)整信號。該單獨(dú)的調(diào)整信號可顯著區(qū)別于坡式的運(yùn)動輪廓且最終應(yīng)導(dǎo)致通過所聯(lián)接的閥的流體流動的變化，通過該變化來表示以相應(yīng)的動作、尤其所聯(lián)接的流體消耗器的運(yùn)動的形式的坡式的運(yùn)動輪廓。在此有利的是，可使處理器件在電平上和/或通過合適的編程精確地匹配于所聯(lián)接的閥，從而使閥的特別高效且快速的操控成為可能。此外，通過劃分成運(yùn)動指令、運(yùn)動輪廓和調(diào)整信號來確保，在處理裝置與處理器件之間同樣僅須傳輸較小的數(shù)據(jù)量，因?yàn)橛捎谠谔幚砥骷械木植恐悄芸芍苯赢?dāng)場在處理器件中進(jìn)行對于按照規(guī)定的運(yùn)動輪廓正確操控閥必需的計(jì)算。
[0010]在本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案中設(shè)置成，處理裝置關(guān)聯(lián)有至少一個(gè)外部傳感裝置并且處理裝置構(gòu)造用于經(jīng)由下級的總線通訊系統(tǒng)接收該至少一個(gè)外部傳感裝置的傳感器信號且用于處理該至少一個(gè)外部傳感裝置的傳感器信號，并且處理裝置包括存儲裝置，在其中存儲有至少一個(gè)調(diào)節(jié)算法、尤其位置調(diào)節(jié)器和/或壓力調(diào)節(jié)器。由此，處理裝置不僅可取用與閥裝置相關(guān)聯(lián)的傳感器件的傳感器信號、而且附加地可取用外部傳感裝置的傳感器信號，以進(jìn)行所聯(lián)接的閥裝置的必要的協(xié)調(diào)。示例性地可設(shè)置成，經(jīng)由下級的總線通訊系統(tǒng)提供外部傳感裝置的傳感器信號，外部傳感裝置僅間接地與流體消耗器、尤其可流體操作的促動器(其在其方面與閥裝置相連接)的功能相聯(lián)系。外部傳感裝置例如可構(gòu)造為帶有后置的圖像處理部(其檢查由與閥裝置相連接的至少一個(gè)促動器執(zhí)行的處理步驟的處理結(jié)果且例如提供好/差信號)的攝像系統(tǒng)。通過外部傳感裝置的信號的該包括在內(nèi)，可提高裝備有根據(jù)本發(fā)明的閥組件的自動化系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。此外，在處理裝置中可根據(jù)到達(dá)的傳感器信號來進(jìn)行對調(diào)節(jié)量、尤其對由閥組件所提供的至少一個(gè)流體壓力或?qū)Υ賱悠鞯奈恢玫恼{(diào)節(jié)。對此，處理裝置除了用于存儲至少一個(gè)調(diào)節(jié)算法的存儲裝置之外包括工作存儲區(qū)域，在其中相應(yīng)的算法可在將傳感器信號包括在內(nèi)的情況下進(jìn)行且可檢測相應(yīng)必要的調(diào)整量，以將其提供到相應(yīng)關(guān)聯(lián)的閥裝置處。示例性地，該調(diào)節(jié)算法可構(gòu)造為壓力調(diào)節(jié)器，其調(diào)節(jié)待提供到促動器處的流體的流體壓力。備選地，調(diào)節(jié)算法可構(gòu)造為位置調(diào)節(jié)器，借助于其尤其可來調(diào)節(jié)閥位置或促動器的位置。<