DE9219078U1 - Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten - Google Patents
Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder VentileinheitenInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten mit
einer elektronischen zentralen Leitstelle (SPS) gemäß dem Oberbegriff des
Schutzanspruchs 1.
Solche Ansteuereinrichtungen für Ventile und/oder Ventileinheiten mit Busansteuerung
sind beispielsweise aus dem Prospektdatenblatt von Mannesmann Rexroth Pneumatik (September 81; 13.055) bekannt. Hierbei ist vorgesehen, eine Ventilanordnung zu einer
Ventileinheit zusammenzufassen und eine solche Baugruppe dann mit einer bezüglich
dieser Baugruppe zentralen Elektronik zu versehen, die u. a. die Dekodierung der
Bussignale vornimmt und daraus die Ansteuerung der einzelnen Ventile bestimmt.
Am Ausgang dieser Dekodierelektronik werden elektrische Leitungen zu den entsprechenden Betätigungsmagneten der einzelnen Ventile geführt.
In der praktischen Anwendung ergibt sich jedoch, daß in einem Anwendungsfall die Ventileinheit aus vielen und in einem anderen Anwendungsfall aus nur wenigen Ventilen besteht. Eine Ventileinheit stellt dabei eine zu einer Baugruppe zusammengefaßte Anordnung mehrerer Einzeiventile dar. Im Stand der Technik ist es daher bekannt, diese Ventileinheit-bezogene zentrale Dekodierelektronik so auszugestalten, daß sie bis zu einer bestimmten Anzahl von Einzelventilen einsetzbar ist Daraus ergibt sich, daß bei Ventileinheiten mit wenigen Ventilen die zentrale Dekodierelektronik überdimensioniert ist. Für Ventileinheiten mit vielen Einzelventilen wird diese Bauform zwar wieder wirtschaftlicher, jedoch ergibt sich dann der Nachteil, daß eine zahlmäßige Obergrenze von Ventilen vorgegeben ist.
Am Ausgang dieser Dekodierelektronik werden elektrische Leitungen zu den entsprechenden Betätigungsmagneten der einzelnen Ventile geführt.
In der praktischen Anwendung ergibt sich jedoch, daß in einem Anwendungsfall die Ventileinheit aus vielen und in einem anderen Anwendungsfall aus nur wenigen Ventilen besteht. Eine Ventileinheit stellt dabei eine zu einer Baugruppe zusammengefaßte Anordnung mehrerer Einzeiventile dar. Im Stand der Technik ist es daher bekannt, diese Ventileinheit-bezogene zentrale Dekodierelektronik so auszugestalten, daß sie bis zu einer bestimmten Anzahl von Einzelventilen einsetzbar ist Daraus ergibt sich, daß bei Ventileinheiten mit wenigen Ventilen die zentrale Dekodierelektronik überdimensioniert ist. Für Ventileinheiten mit vielen Einzelventilen wird diese Bauform zwar wieder wirtschaftlicher, jedoch ergibt sich dann der Nachteil, daß eine zahlmäßige Obergrenze von Ventilen vorgegeben ist.
Aus der DE 39 15 456 A 1 ist eine Ansteuereinrichtung für Ventile bekannt, bei der die
Ventile (18) über eine Busleitung (14) paralleigeschaltet sind und bei der jedes Ventil
einen Ankoppelbaustein (16) aufweist, in dem die seriell übertragenen Adreßbits dekodiert
werden (s. Fig. 1 und zugehörige Beschreibung).
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Ansteuereinrichtung so zu gestalten, daß
eine große Anzahl von Ventilen an letzlich einer gemeinsamen Busleitung angekoppelt,
über dieselbe ansteuerbar und die Ansprechzeiten der Ventile erheblich verkürzt sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1. In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen von Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1. In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen von Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung des oben genannten Problems ergibt sich der Vorteil,
daß nun eine quasi unbegrenzte Zahl von Einzelventilen zu einer Ventilbaugruppe bzw.
Ventileinheit zusammengefaßt werden kann.
Die Zusammenfassung erfolgt dabei rein administrativ über die elektronische zentrale
Leitstelle bzw. den Zentralrechner. Das heißt, daß es somit sogar möglich ist, die
Zusammenfassung von Einzelventilen zu Ventileinheiten erst im bzw. durch den Zentralrechner vorzunehmen. Der Vorteil ist, daß die Ventileinheiten immer änderbar, d.
h. neu zusammenstellbar sind. Somit kann gegenüber dem Stand der Technik auf eine
an der Ventileinheit angeordnete bezüglich der Einzelventile zentrale Dekodierelektronik
verzichtet werden. Daher ist die Größe der Ventileinheit auch nicht mehr von der Zahl
elektrischer Ein- und Ausgänge der zentralen Dekodierelektronik abhängig. Im Stand der
Technik ergab sich, daß bei Verwendung einer Ventileinheit-zentralen Dekodierelektronik
am Ausgang jeweils Einzelleitungen zu jedem einzelnen Ventil geführt werden mußten.
Dieser Aufwand entfällt bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls, da die Busleitung von
einem zum anderen Ventil fortgesetzt - 'durchgeschleift1 - wird. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung ist das Dekodierbauelement jeweils in das Ventilgehäuse integriert oder das
Dekodierelement ist jeweils in einem zum jeweiligen Ventil gehörenden Steckerkörper
integriert. Da das Dekodierelement in der für die Erfindung vorgesehenen Weise auf die
nur nötigen Funktionen minimiert ist, ist das Bauelement auch entsprechend klein und
somit in der vorgeschlagenen Weise baulich auch integrierbar. Bei Verwendung eines
Protokollumsetzers innerhalb der Busleitung kann über dieses Gerät jedes einzelne
Dekodierelement und damit jedes einzelne Ventil codiert werden. Verzichtet man auf den
Protokollumsetzer, so ist es dann notwendig, die einzelnen Ventile durch Aufstecken auf
ein Handprogrammiergerät zu programmieren bzw. zu codieren. Durch die Verwendung
eines Dekodierbauelementes mit einem nichtflüchtigen Speicherelement (EEPROM) ist
es außerdem noch möglich, in das Dekodierbauelement neben der Adreßkodierung auch
eine Parametrierung einzubringen. Somit ist Dekodierung der Adresse und Parametrierung am Ort jedes einzelnen Ventiles möglich.
Mit Parametrierung ist die Abspeicherung und Ansteuerung des Ventiles über
entsprechende Prozeßparameter gemeint. Das heißt, die Parametrierung enthält beispielsweise für welche Zeit und mit welcher Flanke das Ventil durchsteuern soll. Dies
kann bei entsprechender Parametrierung dazu führen, daß zunächst nur ein "Ansteuerpuls1 über die Busleitung nötig ist und daß darauf hin das Ventil nach
Akzeptieren der Adressierung selbsttätig ohne Zugriff auf eine externe Datenleitung einen
zuvor abgespeicherten parametrierten Betätigungsablauf durchfährt.
• ·
• ·
Betrachtet man diese vorzüglichen Vorteile in Verbindung mit der Tatsache, daß die
Ventileinheiten individuell zusammengestellt und erweitert werden können, so ergibt sich,
daß eine solche Erweiterung ohne Programmierung einer sonst im Stand der Technik
üblichen Ventileinheiten-Zentralelektronik vorgenommen werden kann. Die Vorteile einer
solchen Dezentralisierung von Codierung und Parametrierung machen sich nicht nur in
der Montagefreundlchkeit sondern auch in der Schnelligkeit einer solchen
Ansteuereinrichtung vorteilhaft bemerkbar.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Direktansteuerung der Ventile aus der SPS,
Fig. 2 Verwendung eines Protokollumsetzers.
Fig. 1 zeigt schematisch die Ansteuerweise der Ventile. Hierbei sind die Ventile 1, 2 ... bis
&eegr; bezeichnet. Diese Darstellung und Benennung des letzten Ventiles mit &eegr; soll bedeuten,
daß die Anzahl der ansteuerbaren Ventile prinzipiell nicht eingeschränkt ist. Aus der
zentralen Einheit 30 (SPS) führt eine Busleitung 40, weiche durchgehend von einem
Ventil zum anderen geführt ist. Jedes Ventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper !2, der mit den Druckanschlüssen versehen ist und das schaltende Ventilglied
beinhaltet, einem Betätigungsmagneten 11, der das Ventilglied betätigt und einem
Dekodierbaustein 10. Hierbei ist es möglich, daß über die SPS 30 die Einteilung der 1 bis
&eegr; Ventile in einzelne Ventilgruppen bzw. Ventileinheiten in der SPS 30 durch
Programmierung selbst vorgenommen werden kann. Eine ventileinheitenbezogene Zentralelektronik zur Dekodierung des über die Busleitung 40 geführten Ansteuersignales
entfällt bei der vorliegenden Erfindung gänzlich. Somit kann an die Busleitung 40 nahezu
eine unbegrenzte Anzahl von Ventilen angehangen werden, da jedes Ventil über einen
eigenen ihm zugeordneten und im Bereich des Ventiles selbst angeordneten Dekodierbaustein
10 verfügt. Es ist möglich, eine gewisse Anzahl von Ventilen baulich auf einer Grundplatte aufzubauen, wodurch elektrische und Druckmittelleitungen integriert zu den
jeweiligen Ventilen geführt werden können. Die ansteuerungsmäßige bzw. administrative
Einteilung in Ventilgruppen erfolgt hierbei zentral über die SPS. Das heißt, daß
grundsätzlich auf die Anordnung einer dezentralen Dekodierelektronik auf jeder Ventileinheit verzichtet werden kann. Damit ist es auch möglich, beispielsweise an einer
großen Anlage vereinzelte Ventile, die nicht gemeinsam auf einer Grundplatte angeordnet
sind, über den Rechner zu einer "gedachten" Ventileinheit zusammenzufassen. Eine
solche "gedachte" Ventileinheitenbildung kann erhebliche Anwendungsvorteile haben. Ein
bereits beschriebener konstruktiver Vorteil zeigt sich hier in der Ausgestaltung der
schematisch dargestellten Busleitung 4O.Diese kann durchgehend erfolgen, wobei zu
jedem Einzelventil ein Abgang angeschlossen ist. Das heißt es laufen von einem
Knotenpunkt nicht mehr sternförmig Ansteuerleitungen zu den Einzelventilen, sondern die
Busleitung kann von einem zum anderen Ventil durchgeführt (durchgeschleift) werden.
Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltungsmöglichkeit, bei der die Programmierbarkeit der Ansteueradressen
der einzelnen Dekodierbauelemente 10 dargestellt ist Der Protokollumsetzer 20
ist dabei an die Busleitung 40 angebunden, die zu den einzelnen Ventilen 1, 2 ... &eegr; führt
und über die Busleitung 41 mit der SPS 30 verbunden.
Der Protokollumsetzer 20 wird von der SPS 30 über die Busleitung 41 und diese über die
Anschaltkarte 31, die in der SPS integriert ist, angesteuert. Über den Protokollumsetzer
20 ist es nun möglich, die Dekodierbauelemente 10 der einzelnen Ventile zu
programmieren.
Hierbei wird im wesentlichen die Adresse programmiert, so daß jeder einzelne ventilbezogene
Dekodierbaustein weiß unter welcher Adresse er ein künftiges Ansteuersignal zu akzeptieren hat. Der Protokollumsetzer 20 dient im übrigen noch dazu, zwei verschiedene
Bussysteme miteinander zu verbinden. Aus diesem Grund ist die Busleitung in einen Abschnitt 40 und 41 unterteilt, wobei die Unterteilung deutlich machen soll,
daß der Protokollumsetzer diese beiden Bussysteme miteinander verbindet.
Für die Programmierung der Adressen wird der Protokollumsetzer in einen Programmiermode
geschaltet.Über eine am Umsetzer befindliche Tastatur wird eine gewünschte Adresse eingegeben. Diese wird dann zusammen mit einem Code zyklisch auf den Bus
gesendet. Das gewünschte Ventil bzw. das entsprechende Dekodierbaueiement 10 wird
dann durch Drücken eines an dem Protokollumsetzers befindlichen Tasters adressiert.
Ebenso ist die Programmierung der Adressen mit Hilfe eines Handprogrammiergerätes
denkbar. Das Programmiergerät wird entweder an den Bus oder direkt an den Busanschluß
des einzelnen Elementes bzw. Dekodierbauelementes 10 angeschlossen. In besonderer Ausgestaltung kann das Dekodierbauelement noch ein nichtflüchtiges
Speicherbauelement (EEPROM) enthalten.
Da nun ein weiterer Speicher im Dekodierbauelement enthalten ist, kann neben der
eigentlichen Adreßkodierung auch eine Parametrierung eingebracht werden. Die
Parametrierung bedeutet dabei daß in den Speicher gewisse Ansteuerparameter mit eingespeichert werden können. Darunter ist zu verstehen, daß nach entsprechender
Dekodierung der Adresse, also dem Akzeptieren eines Ansteuersignales, der Speicher
noch entsprechende ventilspezifische Parameter wie Ansteuerflanke, Ansteuergeschwindigkeit, Schaltgeschwindigkeit, Haltezeit usw. mit einbringt, mit denen
dann der Betätigungsmagnet 11 des Ventiles betätigt wird. Das heißt, die Information,
was nach Ansteuerung eines Ventiles das entsprechende Ventil wie und wielange
auszuführen hat, ist am Ort des Einzelventiles abgelegt. Das heißt, daß möglicherweise
ein ganzer Prozeßablauf dezentral am Ort jedes einzelnen Ausführungsorganes, hier
Ventile, abgespeichert ist. Dies führt dann dazu, daß die gesamte Anlage extrem schnell
arbeiten kann, da die Parametrierung nicht mehr über die Busleitung von der SPS oder
über den Protokollumsetzer laufen muß. Der Einsatz solcher 'intelligenter1 Ventile macht
das Bilden von Ventilbaugruppen, beispielsweise Ventileinheiten sehr elegant. Getragen
wird dieser Vorteil des weiteren von der Tatsache, daß solche Dekodierbauelemente als
anwenderspezifische integrierte Schaltkreise nichts weiteres sind, als auf Minimalfunktionen abgespeckte Mikrorechner. Dieses Abspecken auf die minimal
benötigten Funktionen realisiert schnellere Schaltzeiten gegenüber einem üblichen
Mikrocomputer. Des weiteren hat eine solche bauliche Minimierung der Dekodierbauelemente die Folge, daß dieselben extrem preiswert und in großen
Stückzahlen herstellbar sind. Es zeigt sich, daß unter Einsatz der vorgegebenen Erfindung der Einsatz eines Dekodierelementes pro Ventil noch immer preiswerter ist als
der Einsatz einer pro Ventileinheit zentralen Dekodierelektronik sein kann. Vor allem ist
aber die bauliche Minimierung als wesentlicher Vorteil zu nennen. Der Vorteil besteht
unter anderem schon darin, daß die Dekodierelektronik in der Weise der vorgeschlagenen Erfindung niemals über oder unterdimensioniert ist und daß
Ventileinheiten aus einer quasi beliebigen Anzahl von Ventilen zusammenstellbar sind.
Das Wesen der Erfindung im Anwendungsfall von busansteuerbaren Ventilen und Ventileinheiten läßt sich somit treffend als System 'dezentraler Intelligenz' bezeichnen. Dies hat dann den Vorteil extrem kurzer Schalt- und Reaktionszeiten, was sich besonders bei großen pneumatisch gesteuerten Anlagen vorteilhaft bemerkbar macht.
Das Wesen der Erfindung im Anwendungsfall von busansteuerbaren Ventilen und Ventileinheiten läßt sich somit treffend als System 'dezentraler Intelligenz' bezeichnen. Dies hat dann den Vorteil extrem kurzer Schalt- und Reaktionszeiten, was sich besonders bei großen pneumatisch gesteuerten Anlagen vorteilhaft bemerkbar macht.
Claims (4)
1. Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten mit einer elektronischen
zentralen Leitstelle (SPS), an deren Ausgang eine Busleitung verfügbar ist, über die
mindestens ein codiertes Ansteuersignal führbar ist und zur adressierten Ventilansteuerung dient, wobei ein Bussystem mit serieller Datenübertragung eingesetzt
ist und die Ventile über die Busleitung parallel geschaltet sind und daß jedes einzelne
Ventil mit einem separaten jeweils am Ventilort angeordneten Dekodierbaueleement
versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Busleitung (40) ein zentraler Protokollumsetzer (20)
geschaltet ist, über den jedes Dekcdierbauelement (10) codier- und parametrierbar ist,
und daß das Dekodierbauelement (10) mit einem nichtflüchtigen Speicherbauelement
(EEPROM) versehen ist, so daß innerhalb des Dekodierbauelementes (10) sowohl die
Dekodierung als auch die Parametrierung der Ansteuerung vernehmbar ist.
2. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß das Dekodierbauelement (10) sowie das nichtflüchtige
Speicherbauelement (EEPROM) jeweils in dem zum Ventil (1, 2 ... n) baulich zugehörenden Gehäuse integriert sind.
3. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß das Dekodierbauelement (10) sowie das nichtflüchtige
Speicherbauelement (EEPROM) jeweils in einem zum jeweiligen Ventil (1, 2 ... n) gehörenden Steckerkörper integriert sind.
4. Ansteuereinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheiten (1, 2... n) aus modularen Grundplattenelementen
und aufsteckbaren Ventilen bestehen, und die Grundplattenelemente mit integrierten elektrischen Steckelementen zur Aufnahme und Kontaktierung der Bus-
und/oder der Versorgungsleitung versehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE9219078U DE9219078U1 (de) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE9219078U DE9219078U1 (de) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten |
DE4232518A DE4232518C2 (de) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9219078U1 true DE9219078U1 (de) | 1997-09-18 |
Family
ID=25918946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9219078U Expired - Lifetime DE9219078U1 (de) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ansteuereinrichtung für Ventile und/oder Ventileinheiten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9219078U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10208390A1 (de) * | 2001-10-25 | 2003-05-15 | Rexroth Mecman Gmbh | Mehrwegeventil mit freikonfigurierbarer Ventilfunktion |
WO2007073816A1 (de) * | 2005-12-15 | 2007-07-05 | Bosch Rexroth Ag | Elektrohydraulische steuervorrichtung, ventil und ansteuerelektronik |
-
1992
- 1992-09-22 DE DE9219078U patent/DE9219078U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10208390A1 (de) * | 2001-10-25 | 2003-05-15 | Rexroth Mecman Gmbh | Mehrwegeventil mit freikonfigurierbarer Ventilfunktion |
WO2007073816A1 (de) * | 2005-12-15 | 2007-07-05 | Bosch Rexroth Ag | Elektrohydraulische steuervorrichtung, ventil und ansteuerelektronik |
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