CN110573751A - 电动气动的控制器以及配备有该控制器的过程控制装置 - Google Patents

Abstract

提出一种电动气动的控制器（7），其拥有电动气动的控制单元（24），在所述电动气动的控制单元上构造有如下扩展接口（26），在所述扩展接口上安置有扩展模块组件（25）。在所述扩展模块组件（25）中延伸着至少一条与主‑工作输出端（23a、23b）相连接的扩展‑工作通道（32a、32b），所述扩展‑工作通道在所述扩展接口（26）处为了与控制阀器件（28）相连接而与所述控制单元（24）处于流体连接之中。所述控制单元也包括用于对所述控制阀器件（28）进行电操控的控制电子器件（87）。此外，提出一种配备有这样的控制器（7）的过程控制装置（6）。

Description

电动气动的控制器以及配备有该控制器的过程控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动气动的控制器，其具有用于加装到气动的伺服驱动器上的驱动-固定接口并且具有电动气动的控制单元，所述控制单元包括为了处理伺服驱动器的反馈信号而构造的控制电子器件以及能够通过控制电子器件来电操控的控制阀器件，其中所述控制单元具有至少一个气动的主-工作输出端，所述气动的主-工作输出端用于与有待操控的伺服驱动器的驱动室进行气动的连接。此外，本发明涉及一种过程控制装置，其具有伺服驱动器和用于所述伺服驱动器的电动气动的控制器。

背景技术

由DE 19636418 A1中已知一种气动的伺服驱动器，其配备有前面提到的类型的电动气动的控制器，该控制器具有构造为位置调节器的电动气动的控制单元。所述控制单元具有至少一个气动的主-工作输出端，所述气动的主-工作输出端与气动的伺服驱动器的驱动室相连接。根据伺服驱动器的、取决于该伺服驱动器的驱动杆的位置的反馈信号，对驱动室进行受控制的压力加载，以用于调节驱动杆的位置。位置调节器在内部模块化地构造并且能够在其壳体内部可选地配备有不同的功能单元，以用于能够在气动、电动气动和数字方式之间来更换位置调节器的类型。

发明内容

本发明的任务是采取以下措施，所述措施能够在遵守紧凑的尺寸的情况下容易地改变电动气动的控制器的以及配备有该电动气动的控制器的过程控制装置的功能。

为了解决该任务，对于开头所提到的类型的电动气动的控制器来说规定，所述控制单元具有如下扩展接口，在该扩展接口上构造有至少一个与控制阀器件连通的气动的扩展-工作输出端和至少一个与气动的主-工作输出端连通的扩展-工作输入端，并且控制器具有被安置或者能够安置在扩展接口上的扩展模块组件，该扩展模块组件被至少一条将控制单元的扩展-工作输出端与控制单元的扩展-工作输入端连接起来的扩展-工作通道贯穿并且包括使扩展-工作通道从扩展-工作输出端朝扩展-工作输入端换向的换向模块。

此外，所述任务对于开头所提到的类型的过程控制装置来说通过以下方式来解决，即：控制器以前面所提到的意义来构成并且以其驱动-固定接口被加装到伺服驱动器上。

通过这种方式，朝控制单元的控制阀器件与至少一个同样作为控制单元的组成部分来构成的并且被设置用于连接到有待操控的伺服驱动器的驱动室上的主-工作输出端之间的流体连接中加入（eingliedern）如下扩展模块组件，该扩展模块组件由为了操纵伺服驱动器而向其输送的压缩空气所贯穿流过。为了加装扩展模块组件，控制单元配备有被称为扩展接口的固定接口，在所述固定接口上也布置有至少一个扩展-工作输出端和至少一个扩展-工作输入端，从而在扩展模块组件被加装到扩展接口上时，贯穿扩展模块组件的扩展-工作通道在一端与扩展-工作输出端连通并且在另一端与扩展-工作输入端连通。扩展-工作通道在一定程度上从扩展模块组件的所存在的模块中通过（hindurchschleifen），其中通过扩展模块组件的相应的配置产生特别是独立于电动气动的控制单元对用于操纵所连接的伺服驱动器的压缩空气施加影响的可行方案。扩展模块组件顾名思义是模块化的机构，该机构可以可变地并且根据应用特点来个性化地组装在一起。作为核心组件，它拥有如下换向模块，该换向模块使每条扩展-工作通道从其扩展-工作输出端朝其扩展-工作输入端换向并且确保以控制单元为出发点被馈入到扩展模块组件中的压缩空气在通过扩展模块组件之后也又被导回到控制单元中。如果对于特定的应用来说不需要对压缩空气进行特殊处理，则扩展模块组件甚至提供以下可行方案，即：作为唯一的模块仅仅将一个换向模块加装到扩展接口上并且因此在至少一个扩展-工作输出端与所属的至少一个扩展-工作输入端之间建立无功能的流体连接。

本发明的有利的改进方案从从属权利要求中得知。

控制器用在其上面所设置的驱动-固定接口能够加装或者被加装到有待操控的伺服驱动器上。这个驱动-固定接口有利地处于电动气动的控制单元上，从而能够在扩展模块组件上进行操作，而不必从伺服驱动器上取下控制单元。

如果有待操控的伺服驱动器是所谓的起单一作用的驱动器，则扩展-工作输出端、扩展-工作输入端和主-工作输出端分别仅仅单一地存在，其中扩展模块组件也被仅仅一条唯一的扩展-工作通道贯穿。然而，电动气动的控制器也能够容易地被设计用于操控起双重作用的伺服驱动器，其方法是：前面所提到的组件分别双重地存在并且与此相对应所述换向模块按照通道来如此配置，使得其使两条扩展-工作通道彼此独立地换向。

被视为特别有利的是，将换向模块设置为所述扩展模块组件的、在其与控制单元相对的一侧上将所述扩展模块组件封闭的封闭模块。在这种情况下，换向模块与控制单元的间距取决于扩展模块组件的其他模块的数量和尺寸，所述其他模块被加入到控制单元与作为扩展模块组件的封闭模块起作用的换向模块之间。

控制器结合扩展模块组件获得其真正的功能上的可变性，所述扩展模块组件拥有至少一个功能模块，所述功能模块与贯穿流过扩展模块组件的压缩空气共同起作用。功能模块尤其如此构成，使得其能够影响在控制器运行时在扩展模块组件中流动的压缩空气并且/或者其本身又能够受到在扩展模块组件中流动的压缩空气的影响，其中不仅影响可能性而且能影响性都能够通过相应的功能模块的所选择的功能上的配置来预先给定。

换向模块可能按照配置受限于用于使至少一条扩展-工作通道进行纯粹的通道换向的通道器件。作为替代方案，存在着同时将换向模块构造为前面所解释的类型的功能模块的有利的可行方案，使得其除了纯粹的通道换向之外还拥有至少一个在与压缩空气的特殊的相互作用中表现出来的特殊的功能。例如，换向模块能够同时形成能够用于馈入压缩空气的空气馈入模块或者用于进行空气处理的空气处理模块。

如果扩展模块组件拥有至少一个相对于换向模块分开的功能模块，所述功能模块被装入或者能够装入到换向模块和控制单元之间，则控制器能够发挥其特殊的优点。优选地，扩展模块组件包括多个相对于换向模块分开的、拥有相互不同的功能的功能模块，所述功能模块以彼此成排的方式能够装入或者被装入到控制单元和换向模块之间。在这种情况下，扩展模块组件的所有模块优选沿着线性的彼此成排方向彼此成排并且被固定在彼此上面。相对于彼此偏移的非线性的彼此成排同样是可能的。

优选地，功能模块的、在扩展模块组件内部的安放顺序能够任意地选择。这有利于后来给扩展模块组件改装或模块化地扩增另外的模块。

每个功能模块有利地具有两个彼此相对的耦合接口，所述耦合接口如此构成，使得具有不同功能的功能模块能够以任意顺序装入到控制单元和换向模块之间。而且，换向模块至少在其面向控制单元的一侧有利地具有这样的耦合接口，使得其能够与到任意的相邻的功能模块相连接。

耦合接口有利地如此与扩展接口相匹配，使得其能够与该扩展接口相统一，以用于能够根据扩展模块组件的配置水平将功能模块或者作为替代方案直接将换向模块固定在扩展接口上。

扩展模块组件有利地包括任意数目的来自功能模块组的功能模块，所述功能模块包括空气处理模块、特别是用于显示压力的显示模块、节流模块、中断模块、手动操纵模块、紧急切断模块、增强器模块和空气馈入模块。从这个功能模块组中选择的功能模块的、在扩展模块组件内部的彼此成排顺序优选是可变的。

控制器包括至少一个空气馈入接头，其用于馈入用于操控伺服驱动器的压缩空气。这样的空气馈入接头能够是唯一的空气馈入接头，其在一种有利的设计方案中处于控制单元上。作为补充方案或替代方案，在扩展模块组件上能够存在空气馈入接头，其特别是处于以任意数目存在的功能模块之一上，所述功能模块而后作为空气馈入模块起作用。

所述至少一个空气馈入接头-只要其被设置在控制单元上-就能够直接地并且在没有扩展模块组件的协作的情况下与控制阀器件连通。然而，被视为特别有利的是，扩展模块组件被扩展-空气供应通道贯穿，所述扩展-空气供应通道一方面与至少一个空气馈入接头件处于连接之中并且另一方面与处于控制单元中的控制阀器件处于连接之中。通过这种方式，被输送给控制阀器件的压缩空气也通过扩展模块组件来流动并且能够在那里在至少一个功能模块中以所期望的方式受到影响。

在控制单元的扩展接口上有利地构造有与控制单元的空气馈入接头连通的扩展-供应输出端和与控制单元的控制阀器件连通的扩展-供应输入端，其中贯穿扩展模块组件的扩展-空气供应通道一方面与扩展-供应输出端相连接并且另一方面与扩展-供应输入端相连接。这条扩展-空气供应通道像至少一条扩展-工作通道一样在所述换向模块中换向，使得压缩空气一方面由控制单元被馈入到扩展模块组件中并且另一方面在通过扩展模块组件之后又被导回到控制单元中以用于在那里使用。

因此，扩展-空气供应通道能够类似于至少一条扩展-工作通道从扩展模块组件中通过。但是，如果空气馈入接头处于扩展模块组件上，则扩展-工作通道能够完全存在，不过其中其仅仅利用以空气馈入接头为出发点通向扩展-供应输入端的通道区段，而从空气馈入接头通向扩展-供应输出端的管道区段则未被使用并且有利地通过合适的截断器件来关闭。

配备有扩展模块组件的扩展接口优选与被设置用于将控制器加装到伺服驱动器上的驱动-固定接口分开地构成。所述两个接口优选相对于彼此成直角地定向，但是也能够具有不同的定向。

控制单元能够以驱动-固定接口被加装到伺服驱动器的与其相匹配的安装接口上。在此，如下一种实施方式是可能的，在该实施方式中在不取决于至少一个主-工作输出端和伺服驱动器的驱动室的流体连接的情况下将控制器固定在伺服驱动器上，从而可以单独地、比如通过管道或压缩空气软管来建立这种流体连接。然而，被视为特别有利的是这样一种改进方案，在该改进方案中至少一个主-工作输出端如此布置在控制单元的驱动-固定接口上，从而直接适配于伺服驱动器，也就是说在控制单元的、被加装到伺服驱动器上的状态中在至少一个主-工作输出端与伺服驱动器的相应的接头之间存在直接的流体连接。由此，控制器在伺服驱动器上或与其的安装和拆卸显著地得到简化。

控制单元能够在不同的功能上的设计方案中存在。在优选的情况下，它包含至少一个反馈信号输入端、一个控制电子器件并且作为控制阀器件包含至少一个受到预先控制的、特别是构造为电磁阀的能用电来操纵的阀。

反馈信号能够从控制单元的外部来馈入到控制单元中或者在存在相应的配置的情况下也能够在控制单元的内部来产生，所述控制单元在这种情况下拥有适当的反馈器件。

控制单元能够被设计用于未受调节的运行，其中它仅仅包含简单的传感器信号。但是它也能够被设计用于受调节的运行，其中它作为反馈信号从所属的伺服驱动器处得到连续的位置信号、也就是位移测量信号。

在一种特别有利的设计方案中，控制单元构造为如下位置调节器单元，所述位置调节器单元也能够被称为***并且其控制电子器件拥有调节功能。位置调节器单元与上级的并且优选外部的电子控制机构进行通信，从所述外部的电子控制机构处接收有待设定的目标值，关于所述目标值对伺服驱动器的伺服功能进行调节。

能用电操纵的控制阀器件能够由仅仅一个控制阀或者由一组控制阀所组成。控制阀器件优选具有稳定的功能特征或者被设计用于脉宽调制的运行。控制阀器件能够为通过在控制电子器件方面提供的控制信号来直接操纵而构成或者能够是以电动气动的方式受到预控制的结构类型。有利的是，位置调节器单元作为预控制级包含e-p-转换器，其尤其根据喷嘴-挡板原理来工作。

控制单元能够具有本身统一的结构而不是具有模块性。但是，模块化的构造是优选的。特别有利的模块化构造规定，控制单元拥有控制模块和相对于此分开的通道分路器模块（Kanalsplittermodul），其中控制模块以优选能松开的方式能够加装或者被加装到通道分路器模块上。控制模块至少包含控制电子器件和连接在其上的控制阀器件以及至少一个适于接收反馈信号、尤其是位移测量信号的反馈信号输入端。因此，控制或调节功能被包含在控制模块中。通道分路器模块承担在控制模块和扩展模块组件之间分配通道的功能。在通道分路器模块上设置有包括至少一个扩展-工作输出端和至少一个扩展-工作输入端的扩展接口。通道分路器模块为了建立所需要的流体连接而通过控制单元的内部的流体接口与处于控制模块中的控制阀器件连通。

优选地，驱动-固定接口也构造在通道分路器模块上。因此，控制模块与机械负载分离，因为它在不取决于扩展模块组件并且不取决于伺服驱动器的情况下被固定在通道分路器模块上。可以根据需要移除控制模块，其中通道分路器模块继续将扩展模块组件和伺服驱动器保持在一起以形成构件组。

在一种优选的应用中，控制器是模块化地构成的过程控制装置的集成的组成部分，所述过程控制装置也包括伺服驱动器，控制器以其驱动-固定接口被加装到所述伺服驱动器上。

伺服驱动器尤其是线性驱动器、例如活塞驱动器或膜片驱动器或者是旋转驱动器。伺服驱动器能够用于各种目的。特别有利的是，伺服驱动器是过程阀的组成部分，所述过程阀也拥有能够接入到管道的线路中的阀配件（Ventilarmatur），所述阀配件能够通过伺服驱动器来操纵。

附图说明

下面根据附图来详细解释本发明。在附图中示出：

图1以侧视图示出了根据本发明的过程控制装置的优选的第一种实施方式，在所述过程控制装置中包含了有利地构成的根据本发明的控制器，

图2以透视的分解图示出了图1中的组件，

图3示出了具有根据本发明的控制器的、根据本发明的过程控制装置的另一种实施方式，其中与图1和2的实施方式不同的是，控制单元没有分开的通道分路器模块，

图4以示意图示出了图1和图2的组件，其中与在图1和图2中所示出的构造为旋转驱动器的伺服驱动器有差别的是，示出了作为伺服驱动器的线性驱动器，并且

图5以与图4可比较的示意图示出了具有所属的控制器的过程控制装置，其中示出了扩展模块组件的一种与图4相比经过改动的实施方式。

具体实施方式

在附图的图示中，相应整体地示出了过程控制装置6，其作为主要组成部分具有电动气动的控制器7。

过程控制装置6也包括气动的、也就是能够以气动方式来操纵的伺服驱动器8，该伺服驱动器根据图1至3能够是旋转驱动器或根据图4和5能够是线性驱动器。伺服驱动器8具有为进行驱动运动而能驱动的驱动单元12，其中驱动运动对于旋转驱动器来说是旋转运动并且对于线性驱动器来说是线性运动。驱动运动能够用于任何目的，特别是用于移动任意的组件并且使其定位。

可移动的驱动单元12优选用于操纵阀配件13。在一种在所有示出的实施例中所存在的优选的设计方案中，伺服驱动器8和阀配件13是过程阀14的构件组式地合并的组件。阀配件13能够被接入到管道的线路中并且拥有与驱动单元12进行了运动耦合的阀元件（Ventilglied）、例如旋转滑块或平滑块（Flachschieber），所述阀元件能够通过伺服驱动器8来运动并且能够定位在不同的工作位置中。

伺服驱动器8具有如下伺服驱动器壳体15，在所述伺服驱动器壳体中驱动单元12用活塞17将第一驱动室16a与第二驱动室16b隔开。通过彼此协调地受控制地向两个驱动室16a、16b加载流体这种方式，能够使驱动单元12运动并且定位。在这个方面，伺服驱动器8具有起双重作用的功能。

在一种未示出的实施例中，伺服驱动器8为起单一作用的类型，其中其拥有仅仅一个唯一的、能够受控制地用压缩空气来加载的驱动室并且通过弹簧器件引起复位运动。

在伺服驱动器壳体15上，在外部构造有安装接口18。为了形成过程控制装置6，控制器7用为了进行更好区分而被称为驱动-固定接口22的固定接口以优选能松开的方式被安装在所述安装接口上。在驱动-固定接口22处，存在着与有待操控的驱动室16a、16b的数目相对应的数目的主-工作输出端23a、23b，其用于为了操纵伺服驱动器18而必需的压缩空气，因而示范性地存在两个这样的主-工作输出端，它们被称为第一主-工作输出端23a和第二主-工作输出端23b。

当控制器7用其驱动-固定接口22被固定在安装接口18上时，紧接着一方面在第一主-工作输出端23a与第一驱动室16a之间并且另一方面在第二主-工作输出端23b与第二驱动室16b存在着直接的流体连接。为此目的，在安装接口18上存在着在伺服驱动器8的壳体中与驱动室16a、16b相连接的流体通道的、未进一步示出的连接开口。

在一种未示出的实施例中，主-工作输出端23a、23b在驱动-固定接口22的旁边，使得其用分开的连接措施、特别是借助于刚性的或柔性的流体管路被连接到伺服驱动器8上。

电动气动的控制器7具有电动气动的控制单元24和以优选能松开的方式加装到该控制单元24上的扩展模块组件25。驱动-固定接口22有利地构造在控制单元24上并且附加于同样构造在控制单元24上的扩展接口26而存在，扩展模块组件25被加装到扩展接口26上。

在控制器7的内部延伸着两条彼此分开地构成的第一和第二工作通道27a、27b，它们构造用于进行压缩空气导引并且它们为了进行更好的区分而在一种情况下用点划线来示出并且在另一种情况下用虚线来示出。这两条工作通道27a、27b中的每一条都以两个主-工作输出端23a、23b之一为出发点并且通向属于控制单元24的、能电操控的控制阀器件28。

控制阀器件28能够由仅仅一个唯一的控制阀组成或者由一组控制阀组成并且示范性地具有5/3阀功能。例如，这是指连续阀或比例阀或能够以脉宽调制的方式来断开的开关阀。控制阀器件28能够是能够直接电操纵的构造类型或者是以电动气动的方式来预控制的构造类型。它们优选以相对于环境被屏蔽的方式被安置在控制单元24的内部。

每条工作通道27a、27b贯穿扩展模块组件25。第一工作通道27a的在扩展模块组件25中延伸的长度区段被称为第一扩展-工作通道32a，第二工作通道27b的在扩展模块组件25中延伸的长度区段则被称为第二扩展-工作通道32b。

第一工作通道27a的从控制阀器件28上引出的长度区段称为第一控制单元-工作通道33a，其以气动的第一扩展-工作输出端34a汇合在扩展接口26上。以同样的方式，第二工作通道27b的、从控制阀器件28上引出的被称为第二控制单元-工作通道33b的长度区段延伸到同样在扩展接口26上构成的第二扩展-工作输出端34b。

每条工作通道27a、27b的相应另一个被称为第一或第二另外的控制单元-工作通道35a、35b的长度区段以从主-工作输出端23a、23b之一为出发点通向同样处于扩展接口26上的接头，所述接头就第一另外的控制单元-工作通道35a而言被称为第一扩展-工作输入端36a并且就第二另外的控制单元-工作通道35b而言被称为第二扩展-工作输入端36b。

扩展模块组件25具有模块-固定接口37，用该模块-固定接口扩展模块组件25以能松开的方式被加装到控制单元24的扩展接口26上。每条扩展-工作通道32a、32b具有两个彼此相对的通道端部，所述通道端部两者都汇合在模块-固定接口37上。因此，每条扩展-工作通道32a、32b具有处于模块-固定接口37上的输入接头38和同样处于模块-固定接口37上的输出接头39。输入接头38和输出接头39如此安放在模块-固定接口37上，从而在扩展模块组件25的被安装在控制单元24上的状态下第一扩展-工作通道32a的输入接头38与第一扩展-工作输出端34a相连接，第二扩展-工作通道32b的输入接头38与第二扩展-工作输出端34b相连接，第一扩展-工作通道32a的输出接头39与第一扩展-工作输入端36a相连接，并且最后第二扩展-工作通道32b的输出接头39与第二扩展-工作输入端36b相连接。

扩展模块组件25优选具有多个模块，所述模块为进行更好的区分也被称为扩展模块42并且所述模块沿着通过点划线来标识的彼此成排方向43附接到彼此上面并且以优选能松开的方式彼此牢固地连接。彼此成排方向43优选直角于扩展接口26的表面的伸展平面来延伸。

扩展模块24包括多个功能模块44和换向模块45，所述换向模块作为封闭模块49在与控制单元24相对的一侧上将扩展模块组件25封闭。多个功能模块44以彼此成排的方式被加入到控制单元24与换向模块45之间。

每条扩展-工作通道32a、32b贯穿所有功能模块44并且在换向模块45中借助于换向-通道区段48从扩展-工作输出端34a、34b朝扩展-工作输入端36a、36b换向。除了换向模块45之外，每个功能模块44都两次被每条扩展-工作通道32a、32b贯穿。每条扩展-工作通道32a、32b具有以所属的输入接头38为出发点一直延伸到换向模块45的输入通道分支46和以换向模块45为出发点延伸到输出接头39之一的输出通道分支47。在换向模块45中，对每条扩展-工作通道32a、32b来说延伸着一个换向-通道区段48，该换向-通道区段尤其具有U形的纵向走向并且该换向-通道区段分别将输入通道分支46之一与输出通道分支47之一连接起来。

因此，每条扩展-工作通道32a、32b以基本上U形的通道走向贯穿扩展模块组件25，其中U形支臂的端部处于模块-固定接口37上。

不言而喻，对于构造用于对仅仅起单一作用的气动的伺服驱动器8进行操控的控制器7来说，能够省去包括所属的接头的、两条工作通道27a、27b之一。

扩展模块42优选构造为板状或块状。它们有利地具有多边形的并且特别是矩形的轮廓，但是也完全能够具有至少部分圆形的轮廓。所述轮廓表示扩展模块42的直角于彼此成排方向43朝向的外轮廓。

控制器7也被空气供应通道52贯穿，通过该空气供应通道向控制阀器件28供应压缩空气，压缩空气以受控的方式穿过工作通道27a、27b被馈入到伺服驱动器8的驱动室16a、16b中或从这些驱动室16a、16b排出，以用于使驱动单元12运动并且按需要进行定位。如果控制阀器件28是受到预控制的控制阀器件，那么空气供应通道52也有利地提供可能必需的、为了进行阀操纵所需要的辅助控制空气。

空气供应通道52与至少一个空气馈入接头53相连接，所述空气馈入接头布置在控制器7的外表面上并且用于与未进一步示出的外部的压缩空气源相连接。压缩空气源的接头优选借助于单独的管道或软管来实现。

根据可以从图4中看出的实施例，空气馈入接头53能够布置在控制单元24上。然后，存在着未示出的可行方案，以用于将以空气馈入接头53为出发点的空气供应通道52仅仅敷设在控制单元24的内部，以用于与控制阀器件28建立直接的流体连接。

然而，被视为特别有利的是，空气供应通道52贯穿扩展模块组件25来延伸。这在所有示出的实施例中都是这种情况，其中根据在图5中所示出的设计方案空气馈入接头53能够在控制单元24上取消并且换而言之布置在其中一个扩展模块42上。在图5所示出的实施例中，空气馈入接头53构造在换向模块45上，该换向模块在这里有别于图4的实施例不仅作为纯粹的换向模块45起作用，而且同时形成功能模块44、即空气馈入模块44a。

容易地存在作为空气馈入模块44a来构造相对于换向模块45分开的功能模块44的可行方案。

空气供应通道52的在扩展模块组件25中延伸的通道区段为进行更好的区分而被称为扩展-空气供应通道45。它将至少一个空气馈入接头53与在模块接口37上构成的输出接头55连接起来，所述输出接头55在扩展模块组件25的被安装在扩展接口26上的状态下与对置的、在扩展接口26上构成的扩展-供应输入端57相连接，所述扩展-供应输入端通过空气供应通道52的在控制单元24中延伸的、被称为控制单元-空气供应通道58的长度区段被连接到控制阀器件28上，以用于向其供应压缩空气。

优选地，扩展-空气供应通道54如此构成，使得其至少一次贯穿所有存在的功能模块44并且优选贯穿所有存在的扩展模块42。如果空气馈入接头53按照图5处于换向模块45上，则其有利地在其通往扩展-供应输入端57的路途上仅仅一次贯穿所存在的功能模块44。

根据这两种实施例，扩展-空气供应通道54优选如此构成，使得其也贯穿换向模块45并且拥有在换向模块45中延伸的换向-通道区段48。

如果空气馈入接头53按照图4的实施例处于控制单元24上，则空气供应通道52有利地具有以空气馈入接头53为出发点的、在控制单元24中延伸的长度区段，该长度区段被称为入口侧的控制单元-空气供应通道63并且该长度区段以扩展-供应输出端56汇合在扩展接口26上。这个扩展-供应输出端56与模块接口37上的对置的输入接头59连通，所述输入接头限定了扩展-空气供应通道54的与输出接头55相对的端部区域。扩展-供应通道54的以输入接头59为出发点的输入通道分支65沿着彼此成排方向43一直延伸到换向模块45，在那里它过渡为所属的换向-通道区段48，所述换向-通道区段在扩展-供应通道54的输出通道分支66中继续，所述输出通道分支又沿着彼此成排方向43一直延伸到输出接头55。

因此，扩展-空气供应通道54也优选具有U形的通道走向，该通道走向具有处于模块-固定接口37上的通道端部。

如果空气馈入接头53不在控制单元24上，则其能够如此布置在功能模块44之一上，使得其与输入通道分支65相连接。输入通道分支65的、而后以空气馈入接头53为出发点延伸到输入接头59的长度区段在这种情况下是无功能的。例如，能够规定，在图4的实施例中将紧挨着换向模块45存在的功能模块44构造为空气馈入模块44a。

有利的是，空气馈入模块44a同时构造为空气处理模块44b，这适用于图5的实施例并且在图4的实施例中就是这种情况，如果在那里紧挨着换向模块45存在的空气处理模块44b以已经提到的方式配备有空气馈入接头。

空气处理模块44b优选配备有过滤器67和/或压力调节器68，以用于将不洁物从由外部的压缩空气源馈入的压缩空气中除去并且将所述压缩空气调节到所期望的工作压力。

扩展模块组件25有利地包含多个功能模块44，它们的功能彼此不同，因此人们也能够说是不同类型的功能模块。每个功能模块44包含合适的功能器件，通过所述功能器件在控制器7运行时在扩展模块组件25中流动的压缩空气能够受到影响并且/或者所述功能器件本身又能够受到这种在控制器7中流动的压缩空气的影响。

每个能够被加入在换向模块45和控制单元24之间的功能模块44具有两个彼此相对的耦合接口72。这些耦合接口72可以示范性地在相应的功能模块44的、关于彼此成排方向43彼此相对的端面上找到。换向模块45本身在面向控制单元24的一侧上具有相应的耦合接口72。

耦合接口72如此构成，使得具有不同功能的功能模块44能够以任意顺序装入到控制单元24和换向模块45之间。在此，相关的扩展模块42以其相互面对的耦合接口72附接到彼此上面并且通过合适的、未进一步示出的固定器件以优选能松开的方式固定在彼此上面。

优选地存在固定器件，以用于将相邻的扩展模块42相应地仅仅彼此间进行固定，其中附接到控制单元24上的扩展模块42在独立于其他扩展模块42的情况下能够固定或者被固定在控制单元24上。作为替代方案，也能够设置如下固定措施，通过所述固定措施所有扩展模块42能够一起固定在控制单元24上，其中例如考虑到拉杆-固定器件。

与控制单元24紧邻的扩展模块42的、面向扩展接口26的耦合面72相应地形成上面所提到的模块接口37。被加装到控制单元24上的扩展模块组件25以该扩展模块组件25的最小配置拥有作为唯一的扩展模块42的换向模块45，使得其耦合接口72形成模块接口37。

在控制阀器件28的相应的开关位置中，在空气馈入接头53处馈入的、经由控制单元-空气供应通道58输送给控制阀器件28的压缩空气经由所述两条工作通道27a、27b中的至少一条工作通道来馈入到伺服驱动器8的两个驱动室16a、16b中的至少一个驱动室中。除此以外，控制阀器件28能够穿过工作通道27a、27b将压缩空气从驱动室16a、16b中排出，以用于在压力方面给相关的驱动室16a、16b卸荷。以这种方式被排出的压缩空气能够通过布置在控制器7的外表面上的空气排放口73来排放到大气中。这通过贯穿控制器7的、在图4和5中用点线绘出的空气排放通道74来进行。

空气排放通道74在一端在控制单元24中被连接到控制阀器件28上并且在另一端通向空气排放口73。根据一种未示出的实施例，所述空气排放通道能够仅仅在控制单元24中延伸并且没有穿过扩展模块组件25来延伸。

在所示出的实施例中，空气排放通道74也贯穿扩展模块组件25。所述空气排放通道具有被称为扩展-空气排放通道75的长度区段，该长度区段类似于扩展-工作通道32a、32b以U形的走向穿过扩展模块组件25来延伸，其中它在一端以输入接头76并且在另一端以输出接头77汇合在安装接口37上。输入接头76与对置地在扩展接口26上构成的扩展排放出口78连通，所述扩展排放出口属于所述空气排放通道74的、布置在控制单元24中的并且在其中朝控制阀器件28延伸的长度区段，该长度区段被称为控制单元-空气排放通道79。

扩展-空气排放通道75的输出接头77与对置地在扩展接口26上构成的扩展排放入口83连通，所述扩展排放入口属于另一条控制单元-空气排放通道84，所述控制单元-空气排放通道同样在控制单元24中延伸并且是空气排放通道74的长度区段。这另一条控制单元-空气排放通道84终止于空气排放口73。控制单元-空气排放通道79和另一条控制单元-空气排放管道84有利地在控制单元24内部的通道连接部位85处彼此流体地连接，从而对控制阀器件28来说出现短的通风路径。在扩展模块组件25中延伸的扩展模块-空气排放通道75有利地用于给处于功能模块44中的功能部件通风，不过这一点为简明起见而未在图中进一步绘出。

沿着彼此成排方向43穿过扩展模块组件25来延伸的流体通道-在实施例中这是两条扩展-工作通道32a、32b、扩展-空气供应通道54和扩展-空气排放通道75-分别由通道-长度区段86所组成，所述通道-长度区段沿着彼此成排方向43贯穿各个扩展模块42并且在贴靠在彼此上面的耦合接口72处与在那里存在的通道汇合部处彼此连接。这适用于除换向模块45之外的所有扩展模块42，上面所提及的换向-通道区段48在所述换向模块中延伸，所述换向-通道区段分别仅仅汇合在唯一的耦合接口72上。为简明起见，贯穿扩展模块42的通道-长度区段86在附图中仅仅部分地设有附图标记。

不言而喻，在各两个彼此附接的扩展模块42之间的接合区域中存在着未进一步绘出的密封器件，所述密封器件相对于环境对相邻的扩展模块42之间的流体溢流部进行密封。

控制单元24配备有如下控制电子器件87，该控制电子器件在操控技术上与控制阀器件28相连接并且能够将电控制信号传输给控制阀器件28，所述电控制信号预先给定控制阀器件28的运行状态或开关位置。电控制信号的产生在控制电子器件87中在考虑到如下反馈信号的情况下进行，所述反馈信号在至少一个反馈信号输入端88处被馈入到控制单元24或者控制电子器件87中。反馈信号来自伺服驱动器8并且在过程控制装置6的运行中根据驱动单元12的位置来产生。

反馈信号优选源自属于伺服驱动器8的探测机构89，所述探测机构响应于驱动单元12的运动和/或位置并且据此输出反馈信号。探测机构89示范性地是位移测量***，其能够对驱动单元12进行连续的位置测量。然而，在简单的情况下，探测机构89也能够仅仅由一个或多个位置传感器所构成。

优选地，控制单元24构造为位置调节器单元24a，这适用于所示出的实施例。在此，控制电子器件87拥有调节功能并且能够根据作为实际值所接收的反馈信号来如此操控控制阀器件28，从而关于能够通过被连接到控制电子器件87上的外部的控制机构作为目标值来预先给定的、所期望的目标位置来调节所述驱动单元2。因此，控制单元24特别是所谓的***。

控制单元24能够根据图3的实施例由一个唯一的模块构成，所述唯一的模块能够被称为控制单元模块24b。这个控制单元模块24b有利地不仅具有驱动-固定接口22而且具有扩展接口26。在这种情况下，控制器7模块化地由控制单元模块24b和扩展模块组件25的扩展模块42所组成。

控制器7的、在图1、2、4和5中所示出的实施方式提供了更加多变的应用可行方案，在所述实施方式中控制单元24本身模块化地构成并且特别是由两个模块所组成，其一是负责实际的控制或调节过程的控制模块92，并且其二是负责有利的通道划分的通道分路器模块93。通道分路器模块93在图4和5中为了能够更好地辩认而用双点划线来示出。

控制单元24具有布置在控制模块92上的第一内部的接口94和与其相匹配的、布置在通道分路器模块93上的第二内部的接口95。控制模块92和通道分路器模块93以优选能松开的方式通过这两个内部的接口94、95被加装到彼此上。扩展接口26以及优选还有驱动-固定接口22包括在这些接口26、22上存在的流体接头处于通道分路器模块93上。因此，在需要时能够拆卸控制模块92而不必拆下扩展模块组件25或伺服驱动器8。例如，如果期望另外的控制或调节功能，这允许容易地更换控制模块92。

在控制单元24上存在的空气馈入接头53和在控制单元24上存在的空气排放口73有利地也布置在通道分路器模块93上。

两条控制单元-工作通道33a、33b、控制单元-空气供应通道58和控制单元-空气排放通道79在由两个内部的接口94、95限定的模块-接合区域中被划分并且具有构造在两个内部的接口94、95上的通道口，所述通道口在控制模块92和通道分路器模块93的被加装到彼此上的状态下分配正确地彼此连通。

通道分路器模块93用于在控制模块92和扩展模块组件25之间进行通道分配。

未进一步示出的固定器件允许以能松开的方式将控制模块92固定在通道分路器模块93上。

通道分路器模块93原则上能够任意地设计。按照图1和2的L形构造和按照图4和5的T形构造被视为特别有利。

功能模块44能够具有每种任意的有助于过程控制装置6的运行的功能。特别优选的功能模块44在图4和5的实施例中被集成到扩展模块组件25中并且下面进行解释。

上面已经对空气馈入模块44a和空气处理模块44b进行了解释。

至少一个功能模块44有利地构造为显示模块44c。它优选拥有显示器件96，所述显示器件能够显示在扩展-工作通道32a、32b中的至少一条扩展-工作通道中和/或扩展-空气供应通道54中存在的压力。

显示模块能够容易地构造用于替代地或附加地显示其他相关的特征值、例如流量或温度。显示器件96尤其能够构造用于光学表示。

至少一个功能模块44能够构造为节流模块44d，用该节流模块能够对至少一条扩展-工作通道32a、32b中的流量进行节制。它拥有相应的节流器件97，所述节流器件能够构造为固定节流部或者能调节的节流部。

至少一个功能模块44能够构造为中断模块44e，用该中断模块从其当中贯穿的通道中断、也就是可以截断，使得控制单元24流体地分离并且能够容易地更换。中断模块44e配备有内部的阀器件98，所述阀器件被接入到通道连接中并且优选能够人工地操纵。

至少一个功能模块44有利地构造为手动操纵模块44f，被加入到扩展-空气供应通道54与至少一条扩展-工作通道32a、32b之间的阀机构99被集成到所述手动操纵模块中，通过对于所述阀机构的操纵可以在不取决于控制单元24的情况下人工地操纵所述伺服驱动器8。

至少一个功能模块44优选是紧急切断模块44g，利用该紧急切断模块配备有过程控制装置的设备的、在安全技术上意义重大的部件得到了保护。所述功能模块具有用于馈入电的紧急切断信号的电接头100并且拥有可由此能够操纵的所集成的紧急切断阀101。

至少一个功能模块44有利地构造为增强器模块44h，其具有至少一个增强器级102，所述增强器级被接入到至少一条扩展-工作通道32a、32b的线路中并且除此以外被连接到扩展-空气供应通道54上，所述增强器级用于增强由控制阀器件28所输出的流体压力，以用于也能够足够快地操纵大的伺服驱动器8。

控制器7的至少一个组件有利地具有不受调节的压缩空气出口103，该压缩空气出口在图4的实施例中布置在控制单元24上并且在那里特别是布置在通道分路器模块93上，并且该压缩空气出口在图5的实施例中是空气馈入模块44b的组成部分。在此，压缩空气可以用于与过程控制装置6的运行无关的目的。

Claims (17)

1.电动气动的控制器，其具有用于加装到气动的伺服驱动器（8）上的驱动-固定接口（22）并且具有电动气动的控制单元（24），所述电动气动的控制单元包括构造用于对所述伺服驱动器（8）的反馈信号进行处理的控制电子器件（87）以及能够通过所述控制电子器件（87）来电操控的控制阀器件（28），其中所述控制单元（24）具有用于与有待操控的伺服驱动器（8）的驱动室（16a、16b）进行气动连接的至少一个气动的主-工作输出端（23a、23b），其特征在于，所述控制单元（24）具有如下扩展接口（26），在所述扩展接口上构造有至少一个与所述控制阀器件（28）连通的气动的扩展-工作输出端（34a、34b）和至少一个与气动的主-工作输出端（23a、23b）连通的扩展-工作输入端（36a、36b），并且所述控制器（7）具有被安置或者能够安置在所述扩展接口（26）上的扩展模块组件（25），所述扩展模块组件被至少一条将所述控制单元（24）的扩展-工作输出端（34a、34b）与所述控制单元（24）的扩展-工作输入端（36a、36b）连接起来的扩展-工作通道（32a、32b）贯穿并且包括使所述扩展-工作通道（32a、32b）从所述扩展-工作输出端（34a、34b）朝所述扩展-工作输入端（36a、36b）换向的换向模块（45）。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述扩展-工作输出端（34a、34b）、所述扩展-工作输入端（36a、36b）和所述主-工作输出端（23a、23b）分别双重地存在，其中所述扩展模块组件（25）被两条相互独立的扩展-工作通道（32a、32b）贯穿，所述两条扩展-工作通道都在所述换向模块（45）中换向。

3.根据权利要求1或2所述的控制器，其特征在于，所述驱动-固定接口布置在所述电动气动的控制单元（24）上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，其特征在于，所述换向模块（45）在与所述控制单元（24）相反的一侧上将所述扩展模块组件（25）封闭。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制器，其特征在于，所述扩展模块组件（25）具有至少一个功能模块（44），在所述控制器（7）运行时在所述扩展模块组件（25）中流动的压缩空气能够由于所述功能模块而受到影响并且/或者所述功能模块本身能够受到这种流动的压缩空气的影响。

6.根据权利要求5结合权利要求1至4中任一项所述的控制器，其特征在于，所述换向模块（45）同时构造为功能模块（44）。

7.根据权利要求5或6所述的控制器，其特征在于，所述扩展模块组件（25）具有至少一个相对于所述换向模块（45）分开的功能模块（44），所述功能模块能够装入或者被装入到所述换向模块（45）和所述控制单元（24）之间。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的控制器，其特征在于，所述扩展模块组件（25）具有多个相对于所述换向模块（45）分开的、拥有不同功能的功能模块（44），所述功能模块以彼此成排的方式能够装入或者被装入到所述控制单元（24）和所述换向模块（45）之间。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的控制器，其特征在于，每个功能模块（44）具有两个沿着彼此成排方向（43）彼此相对地布置的耦合接口（72），所述耦合接口如此构成，使得功能不同的功能模块（44）能够以任意的顺序装入到所述控制单元（24）和所述换向模块（45）之间。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述功能模块（44）中相应地有至少一个空气处理模块（44b）和/或一个显示模块（44c）和/或一个节流模块（44d）和/或一个中断模块（44e）和/或一个手动操纵模块（44f）和/或一个紧急切断模块（44g）和/或一个增强器模块（44h）和/或一个空气馈入模块（44a）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制器，其特征在于，该控制器在所述控制单元（24）上并且/或者在所述扩展模块组件（25）上具有如下空气馈入接头（53），所述空气馈入接头与贯穿所述扩展模块组件（25）的扩展-空气供应通道（54）连通，所述扩展-空气供应通道为了供应压缩空气而与处于所述控制单元（24）中的控制阀器件（28）处于流体连接之中并且所述扩展-空气供应通道有利地同样在所述换向模块（45）中换向。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述控制单元（24）的扩展接口（26）处构造有与所述控制单元（24）的空气馈入接头（53）连通的扩展-供应输出端（56）和与所述控制单元（24）的控制阀器件（28）连通的扩展-供应输入端（57），其中贯穿所述扩展模块组件（25）的并且在所述换向模块（45）中换向的扩展-空气供应通道（54）一方面与所述扩展-供应输出端（56）相连接并且另一方面与所述扩展-供应输入端（57）相连接。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的控制器，其特征在于，所述至少一个主-工作输出端（23a、23b）如此布置在所述控制单元（24）的驱动-固定接口（22）上，从而在所述控制单元（24）的、被加装到伺服驱动器（8）上的状态中存在着扩展-工作通道（32a、32b）与所述伺服驱动器（8）的直接的流体连接。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制单元（24）构造为如下位置调节器单元（24a），所述位置调节器单元的控制电子器件（87）拥有如下调节功能，所述调节功能有利地是位置调节功能。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制单元（24）具有模块化结构，其中所述控制单元拥有一个具有所述控制电子器件（87）和连接在其上的控制阀器件（28）以及至少一个适合于接收反馈信号的反馈信号输入端（88）的控制模块（92）并且此外具有有利地以能松开的方式加装到所述控制模块（92）上的分开的通道分路器模块（93），其中所述扩展接口（26）以及有利地还有所述驱动-固定接口（22）构造在所述通道分路器模块（93）上。

16.过程控制装置，其具有伺服驱动器（8）和用于所述伺服驱动器（8）的电动气动的控制器（7），其特征在于，所述控制器（7）根据权利要求1至15中任一项来构造并且以其驱动-固定接口（22）被加装到所述伺服驱动器（8）上。

17.根据权利要求16所述的过程控制装置，其特征在于，所述伺服驱动器（8）是过程阀（14）的组成部分并且用于操纵所述过程阀（14）的阀配件（13）。