WO2018202290A1 - Elektropneumatisches steuergerät und damit ausgestattete prozesssteuervorrichtung - Google Patents

Elektropneumatisches steuergerät und damit ausgestattete prozesssteuervorrichtung Download PDF

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control unit
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extension
control
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Bodo Neef
Christoph MAILE
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Festo Ag & Co. Kg
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    • F15B5/006—Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities with electrical means, e.g. electropneumatic transducer

Definitions

  • the invention relates to an electropneumatic control unit, with a drive attachment interface for attachment to a pneumatic actuator and with an electropneumatic tic control unit, which includes a trained for processing feedback signals of the actuator control electronics and electrically controllable by the control electronics control valve means, wherein the control unit at least a pneumatic main -Arbeitsausgang for pneumatic connection with a drive chamber of the controlled actuator has.
  • the invention further relates to a process control device having an actuator and an electropneumatic control device for the actuator.
  • a pneumatic actuator which is equipped with an electropneumatic control unit of the aforementioned type, which has a designed as a positioner electro-pneumatic control unit.
  • the control unit has at least one main pneumatic working output, which is connected to a drive chamber of the pneumatic actuator.
  • the positioner is internally modular design and can be optionally equipped with different functional units within its housing to change the type of positioner between pneumatic, electro-pneumatic and digital.
  • the invention has for its object to provide measures that allow a simple variation of the functionality of the electropneumatic control unit and a process control device equipped therewith while maintaining compact dimensions.
  • control unit has an extension interface, on which at least one pneumatic expansion work output communicating with the control valve means and at least one expansion work input communicating with a main pneumatic work output is formed, and in that the control device has an extension module arrangement attached or attachable to the expansion interface, which is penetrated by at least one expansion working channel connecting an expansion working output of the control unit to an expansion working input of the control unit, and an extension working channel from the expansion work exit to the expansion workstation.
  • Work input deflecting deflection module contains.
  • control unit is designed in the aforementioned sense and attached to the actuator with its drive-mounting interface
  • expansion module arrangement is incorporated in the fluid connection between the control valve means of the control unit and the at least one, also designed as part of the control unit and provided for connection to a drive chamber of the actuator to be controlled main extension output, which is traversed by the compressed air, the actuator is supplied to its operation.
  • the control unit is equipped with a designated as expansion interface mounting interface on which also the at least one extension working output and the at least one expansion work input are arranged so that an extension module arrangement passing through the extension working channel at one end with the extension - Work output and otherwise communicates with the expansion work input when the expansion module assembly is attached to the expansion interface.
  • the expansion working channel is virtually looped through the existing modules of the expansion module arrangement, with the possibility of influencing the compressed air used for the actuation of the connected actuator, in particular independently of the electropneumatic control unit, by means of appropriate equipment of the expansion module arrangement.
  • the expansion module arrangement is a modular device that can be put together individually and variably according to the application.
  • the expansion module arrangement even offers the possibility of attaching only one deflection module to the expansion interface as the only module, thereby creating a non-functional fluidic connection between the at least one expansion working outlet and the associated at least one expansion operating shaft ,
  • control unit is to be controlled
  • Actuator attachable or mounted This drive attachment interface is expediently located on the electropneumatic control unit, so that manipulations can be carried out on the expansion module arrangement without having to remove the control unit from the actuator.
  • the actuator to be controlled is a so-called single-acting drive
  • the expansion work output, the expansion work input and the main work output can each be present only in a simple manner, whereby the expansion module arrangement is also penetrated by only a single expansion working channel.
  • the electro-pneumatic control unit can also be designed for the control of a double-acting actuator by the above-mentioned components are each twice available and accordingly the deflection is channel moderately equipped so that it both extension-tion work channels independently deflects. It is considered to be particularly advantageous to provide the deflection module as the expansion module arrangement on its side opposite the control unit opposite end module of the expansion module assembly. In this case, the distance of the deflection module from the control unit depends on the number and dimensions of further modules of the expansion module arrangement, which are incorporated between the control unit and the deflection module functioning as the termination module of the expansion module arrangement.
  • the functional module is designed such that it can influence the compressed air flowing in the expansion module arrangement during operation of the control unit and / or that it in turn can be influenced by the compressed air flowing in the expansion module arrangement, whereby both the influencing possibility and the influenceability by the selected one functional equipment of the respective functional module can be specified.
  • the deflection module can be limited in terms of equipment to channel means for pure channel deflection of the at least one extension working channel.
  • the deflection module can simultaneously supply a for feeding pressure form an air-usable air supply module or an air conditioning module serving for air conditioning.
  • the controller can play its particular advantages if the expansion module arrangement has at least one separate functional module with respect to the deflection module, which is inserted or usable between the deflection module and the control unit.
  • the expansion module arrangement preferably contains a plurality of functional modules which are separate with respect to the deflection module and have mutually different functionality, which can be inserted or inserted in a row between the control unit and the deflection module.
  • all modules of the expansion module arrangement are preferably strung together and fixed to one another in a linear line-up direction. A staggered, nonlinear string is also possible.
  • the placement order of the function modules within the extension module arrangement is arbitrary selectable. This favors subsequent retrofitting or modular expansion of the expansion module assembly with additional modules.
  • each functional module has two mutually opposite coupling interfaces, which are designed so that functional modules of different functionality in any order between the control unit and the deflection module can be used.
  • the deflection module has at least on its side facing the control unit expediently such a coupling interface, so that it can be connected to any adjacent functional module.
  • the coupling interfaces are adapted to the expansion interface so that they can be merged with this extension interface to be dependent From the equipment level of the expansion module assembly to attach a function module or alternatively directly to the deflection of the expansion interface can.
  • the expansion module assembly includes any number of functional modules from the group of functional modules including an air conditioning module, a display module, in particular for pressure indication, a throttle module, an interrupt module, a manual control module, an emergency shutdown module, an amplifier module, and an air injection module.
  • the sequence of succession of the functional modules selected from this functional module group is preferably variable within the expansion module arrangement.
  • the control unit contains at least one Lufteinspeisean- connection for feeding the compressed air used for the actuation of the actuator.
  • Such an air feed connection which may be the only air feed connection, is located at the control unit in an expedient embodiment.
  • an air supply connection can be present on the expansion module arrangement, in particular on one of the arbitrary number of functional modules, which then functions as an air supply module.
  • the at least one air supply connection can, if it is provided on the control unit, communicate directly with the control valve means without the participation of the expansion module arrangement.
  • the expansion module arrangement is penetrated by an expansion air supply duct which, on the one hand, has at least one air feed connection and, on the other hand, with the control valve means located in the control unit Connection stands. In this way, the compressed air supplied to the control valve means also flows through the expansion module arrangement and can be influenced there in at least one functional module in a desired manner.
  • an expansion supply output communicating with an air supply connection of the control unit and an expansion supply connection communicating with the control valve means of the control unit are formed on the expansion interface of the control unit, an expansion air supply channel passing through the expansion module arrangement being connected to the expansion supply output on the one hand and to the expansion supply on the other hand. Supply input is connected.
  • this expansion air supply channel is deflected in the deflection module, so that the compressed air is fed from the control unit into the expansion module arrangement and returned to the control unit for use there after passing through the expansion module arrangement.
  • the extension air supply channel may be looped through the expansion module assembly analogous to the at least one expansion working channel.
  • the expansion working channel may still be fully present, but it will only be used with a duct section leading from the air supply port to the extension supply input while the duct section leading from the air supply port to the extension supply port is unused expediently shut down by suitable shut-off
  • the expansion interface equipped with the expansion module arrangement is preferably designed separately from the drive fastening interface provided for mounting the control unit on an actuator.
  • the two interfaces are preferably aligned at right angles to each other, but may also have a different orientation.
  • the control unit may be attached to the drive mounting interface to an adapted mounting interface of the actuator or be.
  • the attachment of the control device on the actuator is independent of the fluidic connection of the at least one main working output and a drive chamber of the actuator, so that this fluidic connection separately, for example by piping or compressed air hoses is to produce.
  • the at least one main working outlet is arranged on the drive attachment interface of the control unit, which is directly adapted to the actuator, ie in the state of the control unit attached to an actuator, a direct fluid connection between the at least one main working output and a corresponding connection of the actuator is present.
  • the control unit can be present in different functional forms. In a preferred case, it contains at least one feedback signal input, control electronics and as a control valve means at least one pilot-operated, in particular designed as a solenoid valve electrically actuated valve.
  • the feedback signals can be fed from outside the control unit in the control unit or can be generated with appropriate equipment in the interior of the control unit, which has appropriate feedback means in this case.
  • the control unit may be designed for unregulated operation in which it contains only simple sensor signals. But it can also be designed for a regulated operation, where it receives as feedback signals continuous position signals, that is, distance measuring signals from the associated actuator.
  • control unit is designed as a positioner control unit, which can also be referred to as a positioner and whose control electronics has a control functionality.
  • the positioner unit communicates with a superordinate and preferably external electronic control device, from which it receives the desired value to be set, with regard to which the actuator is regulated in its actuating function.
  • the electrically operable control valve means may be composed of only one control valve or a group of control valves.
  • the control valve means preferably have a continuous function characteristic or are designed for pulse width modulated operation. They may be designed for direct actuation by the control signals provided by the control electronics or may be of an electropneumatically piloted type. It is advantageous if the positioner unit is used as pre-control stage contains an ep-converter, which operates in particular according to the nozzle-flapper principle.
  • the control unit may have a uniform structure without having a modularity. However, a modular design is preferred.
  • a particularly expedient modular design provides that the control unit has a control module and a separate channel splitter module in this respect, the control module being attachable or attachable to the channel splitter module in a preferably detachable manner.
  • the control module contains at least the control electronics and the control valve means connected thereto as well as at least one feedback signal input suitable for receiving feedback signals, in particular displacement measuring signals.
  • the control or regulation functionality is thus contained in the control module.
  • the channel splitter module performs the function of channel partitioning between the control module and the expansion module assembly.
  • the expansion interface including the at least one expansion working output and the at least one expansion working input is provided on the channel splitter module.
  • the channel splitter module communicates with the control valve means located in the control module to establish the required fluid connection via internal fluidic interfaces of the control unit.
  • the drive attachment interface is formed on the channel splitter module.
  • the control module is decoupled from mechanical loads because it is fixed to the channel splitter module independently of the expansion module assembly and independent of the actuator.
  • the control module may be removed as needed, with the channel splitter module still holding the expansion module assembly and the actuator together to form an assembly.
  • the controller is an integral part of a modular process control device, which also includes an actuator to which the controller is mounted with its drive mounting interface.
  • the actuator is in particular a linear drive, for example a piston drive or a diaphragm drive, or a rotary drive.
  • the actuator can be used for a variety of purposes. It when the actuator is part of a process valve, which also has a switchable in the course of a pipeline valve fitting which can be actuated by the actuator is particularly advantageous.
  • FIG. 1 shows a side view of a preferred first embodiment of the process control device according to the invention, in which an advantageously embodied control device according to the invention is contained,
  • Figure 2 shows the arrangement of Figure 1 in a perspective
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention
  • FIGS. 1 and 2 shows the arrangement of FIGS. 1 and 2 in a schematic representation, wherein, unlike the one shown in FIGS. 1 and 2, designed as a rotary drive.
  • actuator formed a linear actuator is shown as an actuator, and
  • a process control device 6 is illustrated in its entirety, which has an electropneumatic control device 7 as a main component.
  • To the process control device 6 also includes a pneumatic, that is pneumatically actuable actuator 8, which may be a rotary drive according to Figures 1 to 3 or according to Figures 4 and 5 is a linear drive.
  • the actuator 8 has a driven to a drive movement drive unit 12, wherein the drive movement in a rotary drive is a rotary movement and in a linear drive linear motion.
  • the drive movement can be tapped for any purpose, in particular to move and position any component.
  • the movable drive unit 12 is used to actuate a valve fitting 13.
  • the actuator 8 and the valve fitting 13 components summarized like a component of a process valve 14.
  • the valve fitting 13 can be turned on in the course of a pipeline and has a movement-coupled with the drive unit 12 valve member, such as a rotary valve or a flat slide, which the actuator 8 is movable and positionable in different working positions.
  • the actuator 8 has an actuator housing 15 in which the drive unit 12 with a piston 17, a first drive chamber 16a separated from a second drive chamber 16b.
  • the drive unit 12 can be moved and positioned by a coordinated, controlled fluid loading of the two drive chambers 16a, 16b.
  • the actuator 8 has a double-acting functionality in this context.
  • the actuator 8 is of the single-acting type, having only a single controlled by compressed air drive chamber and a return movement is caused by spring means.
  • a mounting interface 18 is formed outside.
  • the control unit 7 is mounted with a designated for better distinction as a drive mounting interface 22 mounting interface in a preferably releasable manner.
  • the drive attachment interface 22 there is a number of main working outlets 23a, 23b corresponding to the number of drive chambers 16a, 16b to be actuated for the actuation of the actuator 18, so that by way of example two such main work outputs are present, which are the first main working outputs.
  • Working exit 23a and be designated as the second main output 23b.
  • the main work exits 23a, 23b are located away from the drive attachment interface 22, so that they are connected to the actuator 8 with a separate connection measure, in particular by means of rigid or flexible fluid lines.
  • the electropneumatic control unit 7 has an electropneumatic control unit 24 and an expansion module arrangement 25 attached to this control unit 24 in a preferably detachable manner.
  • the drive mounting interface 22 is expediently formed on the control unit 24 and is present in addition to an extension interface 26 likewise formed on the control unit 24, to which the expansion module assembly 25 is attached.
  • control unit 7 In the interior of the control unit 7 extend two separately formed first and second working channels 27a, 27b, which are designed for compressed air supply and dash-dotted lines for better distinction in one case and shown in dashed lines in the other case. Each of these two working channels 27a, 27b starts from one of the two main working outlets 23a, 23b and leads to an electrical connection.
  • controllable control valve means 28 associated with the control unit 24.
  • the control valve means 28 can be composed of only a single control valve or a group of control valves and have an example of a 5/3
  • Valve functionality For example, these are continuous valves or proportional valves or switch valves that can be triggered by pulse width modulation.
  • the control valve means 28 may be of directly electrically operable type or of electropneumatically piloted type. They are preferably housed inside the control unit 24 in a shielded manner to the environment.
  • Each working channel 27a, 27b passes through the extension module arrangement 25.
  • the length section of the first working channel 27a running in the extension module arrangement 25 is referred to as the first extension working channel 32a, the longitudinal section of the second working channel 27b running in the expansion module arrangement 25 being the second expansion working channel 32b designated.
  • each working channel 27a, 27b which is designated as the first or second further control unit working channel 35a, 35b, leads from one of the main working outlets 23a, 23b to a connection which is likewise located on the extension interface 26 and which Case of the first further control unit working channel 35a as the first expansion working input 36a and in the case of the second further control unit working channel 35b is referred to as the second expansion working input 36b.
  • the expansion module assembly 25 has a module attachment interface 37 with which it is detachably mounted to the expansion interface 26 of the control unit 24.
  • each extension working channel 32a, 32b has two opposite channel ends, both of which open at the module mounting interface 37.
  • Each extension working channel 32a, 32b thus has an input terminal 38 located on the module mounting interface 37 and an output terminal 39 also located on the module mounting interface 37.
  • the input terminals 38 and output terminals 39 are placed on the module mounting interface 37 such that in FIG On the control unit 24 mounted state of the expansion module assembly 25, the input terminal 38 of the first expansion working channel 32a is connected to the first expansion working outlet 34a, the input terminal 38 of the second expansion working channel 32b is connected to the second expansion working outlet 34b Output terminal 39 of the first expansion working channel 32a is connected to the first expansion working input 36a and finally the output terminal 39 of the second expansion Working channel 32b is connected to the second expansion work input 36b.
  • the expansion module arrangement 25 preferably has a plurality of modules, which are also referred to as expansion modules 42 for better distinction and which are attached to one another in a line-up direction 43 identified by a dot-dash line and firmly connected together in a preferably releasable manner.
  • the juxtaposition direction 43 preferably runs at right angles to the plane of extent of the surface of the extension interface 26.
  • the expansion modules 24 include a plurality of function modules 44 and an extension module module 25 on the opposite side of the control unit 24 as termination module 49 final deflection module 45.
  • the plurality of function modules 44 are juxtaposed between the control unit 24 and the deflection module 45 incorporated.
  • Each extension working channel 32a, 32b passes through all the functional modules 44 and is deflected in the deflection module 45 by means of a deflection channel section 48 from the extension working outlet 34a, 34b to the extension working input 36a, 36b. Apart from the deflection module 45, each function module 44 is penetrated twice by each extension working channel 32a, 32b.
  • Each extension working channel 32a, 32b has an input channel branch 46 extending from the associated input terminal 38 as far as the deflection module 45 and an output channel branch 47 extending from the deflection module 45 to one of the output terminals 39.
  • a deflection channel portion 48 which in particular has a U-shaped longitudinal course and each connects one of the input channel branches 46 to one of the output channel branches 47.
  • Each extension working channel 32a, 32b thus passes through the expansion module arrangement 25 with a substantially U-shaped channel course, the ends of the U legs lying on the module attachment interface 37.
  • one of the two working channels 27a, 27b including the associated connections can be dispensed with in the case of a control device 7 designed to control a single-acting pneumatic actuator 8.
  • the extension modules 42 are preferably plate-shaped or block-shaped. They have expediently a polygonal and in particular rectangular outline, but may well have an at least partially round outline. The outline designates the outer contour of the extension modules 42 oriented at right angles to the line-up direction 43.
  • the control unit 7 is also penetrated by an air supply channel 52 through which the control valve means 28 are supplied with compressed air, which in a controlled manner through the working channels 27a, 27b fed into the drive chambers 16a, 16b of the actuator 8 or discharged from these drive chambers 16a, 16b is to move the drive unit 12 and to position as needed.
  • the air supply channel 52 expediently also provides any necessary auxiliary pilot air needed for valve actuation when the control valve means 28 are pilot operated control valve means.
  • the air supply channel 52 is connected to at least one air feed connection 53, which is arranged on an outer surface of the control unit 7 and serves for connection to an external compressed air source (not shown further).
  • the connection of the compressed air source is preferably realized by means of separate pipes or hoses.
  • the air feed connection 53 can be arranged on the control unit 24. There is then the possibility, not illustrated, to lay the air supply duct 52 extending from the air feed connection 53 exclusively inside the control unit 24 in order to establish a direct fluid connection to the control valve means 28.
  • the air supply channel 52 passes through the extension module assembly 25 therethrough.
  • the air supply connection 53 can be omitted on the control unit 24 and is instead arranged on one of the extension modules 42.
  • the air feed connection 53 is formed on the deflection module 45, which, unlike the embodiment of FIG. 4, not only functions as a pure deflection module 45 but simultaneously forms a function module 44, namely an air injection module 44a.
  • the channel section of the air supply channel 52 extending in the extension module arrangement 25 is for better understanding. Divorce referred to as expansion air supply channel 45. It connects the at least one air feed connection 53 to an output connection 55 formed on the module interface 37, which in the state of the expansion module arrangement 25 mounted on the expansion interface 26 is connected to an opposing expansion supply input 57 formed on the extension interface 26, which has a connection in FIG the control unit 24 extending longitudinal portion of the air supply channel 52, which is referred to as control unit air supply channel 58, is connected to the control valve means 28 to the compressed air supply.
  • the expansion air supply channel 54 is designed so that it passes through all existing functional modules 44 and preferably all existing expansion modules 42 at least once. If the air feed connection 53 according to FIG. 5 is located on the deflection module 45, it expediently passes through the existing function modules 44 only once on its way to the expansion supply input 57.
  • the expansion air supply duct 54 is preferably designed such that it also passes through the deflection module 45 and has a deflection duct section 48 extending in the deflection module 45.
  • the air supply duct 52 expediently has a longitudinal section extending from the air supply connection 53 and running in the control unit 24, which is designated as the input-side control unit air supply duct 63 and with an expansion supply output 56 at the expansion interface 26 opens.
  • This extension supply output 56 communicates with an opposite input terminal 59 on the module interface 37, which defines the end portion of the extension air supply channel 54 opposite the output terminal 55.
  • An input channel branch 65 of the extension feed channel 54 extending from the input terminal 59 runs in the stacking direction 43 to the deflection module 45, where it merges with the associated deflection channel section 48, which continues in an output channel branch 66 of the extension supply channel 54 which in turn runs in the line-up direction 43 to the output terminal 55.
  • the expansion air supply channel 54 also preferably has a U-shaped channel profile with channel ends lying on the module attachment interface 37.
  • the air supply port 53 is not present on the control unit 24, it may be arranged on one of the functional modules 44 so as to be connected to the input channel branch 65.
  • the length of the input Kanalastes 65 which then extends from the air supply port 53 to the input terminal 59, is in this case functionless.
  • the functional module 44 present immediately after the deflection module 45 is designed as an air feed module 44a.
  • the air feed module 44a is simultaneously designed as an air treatment module 44b, which applies to the embodiment of Figure 5 and what would be the case in the embodiment of Figure 4, if the There immediately after the deflection module 45 existing air treatment module 44b would be equipped in the manner already mentioned with an air feed connection.
  • the air treatment module 44b is preferably equipped with a filter 67 and / or a pressure regulator 68 to free the impinged by the external compressed air source of compressed air impurities and to regulate to a desired operating pressure.
  • the expansion module arrangement 25 expediently contains a plurality of function modules 44, which differ in their functionality from one another, so that one can also speak of different types of function modules.
  • Each functional module 44 contains suitable functional means by which the compressed air flowing in the expansion module arrangement 25 during operation of the control unit 7 can be influenced and / or which in turn can be influenced by this compressed air flowing in the control unit 7.
  • Each function module 44 which can be inserted between the deflection module 45 and the control unit 24 has two mutually opposite coupling interfaces 72.
  • these coupling interfaces 72 are located opposite end faces of a respective functional module 44 with respect to the stacking direction 43.
  • the deflection module 45 in turn has on the side facing the control unit 24 a corresponding coupling interface 72.
  • the coupling interfaces 72 are designed such that function modules 44 of different functionality can be inserted in any order between the control unit 24 and the deflection module 45.
  • the relevant expansion modules 42 with their mutually facing coupling Lung interfaces 72 attached to each other and fastened by suitable, not further shown fastening means in a preferably releasable manner to each other.
  • fastening means are provided to fasten adjacent expansion modules 42 exclusively with each other, wherein the expansion module 42 attached to the control unit 24 can be fastened or fastened to the control unit 24 independently of the other expansion modules 42.
  • fastening measures may be provided by which all expansion modules 42 can be fixed together on the control unit 24, wherein, for example, is intended to tie rod fastening means.
  • expansion interface 26 facing the coupling surface 72 of the control unit 24 immediately adjacent expansion module 42 respectively forms the above-mentioned module interface 37.
  • expansion module assembly 25 With a minimum configuration of the expansion module assembly 25 attached to the control unit 24 expansion module assembly 25 has the deflection module 45 as a single expansion module 42, so that whose coupling interface 72 forms the module interface 37.
  • control valve means 28 With appropriate switching position of the control valve means 28 is fed to the air supply port 53 compressed air, which is supplied to the control valve means 28 via the control unit air supply duct 58, fed via at least one of the two working channels 27a, 27b in at least one of the two drive chambers 16a, 16b of the actuator 8.
  • the control valve means 28 are also able to discharge through the working channels 27a, 27b through compressed air from the drive chambers 16a, 16b to relieve the respective drive chamber 16a, 16b pressure moderately.
  • compressed air is discharged through a arranged on the outer surface of the control unit 7 air outlet opening 73 to the atmosphere. This is done by a control unit 7 passing through, shown in Figures 4 and 5 dotted illustrated air outlet passage 74 therethrough.
  • the air discharge passage 74 is connected at one end to the control valve means 28 in the control unit 24 and to the exhaust port 73 therethrough. According to an unillustrated embodiment, it may extend only in the control unit 24 and does not pass through the extension module assembly 25.
  • the Luftablasskanal 74 also passes through the expansion module assembly 25. He has a designated as expansion Lucasablasskanal 75 longitudinal section comparable to the extension working channels 32a, 32b preferably with a U-shaped course through the extension module assembly 25 therethrough, wherein it at one end an input terminal 76 and otherwise ends with an output terminal 77 at the mounting interface 37.
  • the input port 76 communicates with an expansion drain port 78 formed opposite to the expansion port 26 and associated with a length of the air exhaust passage 74 disposed in the control unit 24 and extending therewith to the control valve means 28, which is referred to as a control air exhaust passage 79.
  • the output port 77 of the expansion air discharge passage 75 communicates with an expansion discharge port 83 formed opposite to the extension interface 26, which is connected to another control unit air discharge passage 84. which also runs in the control unit 24 and is a longitudinal portion of the air discharge passage 74.
  • This further control unit air outlet channel 84 terminates at the air outlet opening 73.
  • the control unit - air outlet channel 79 and the further control unit air outlet channel 84 are fluidically connected to one another at a channel connection point 85 within the control unit 24, so that a short ventilation path is established for the control valve means 28.
  • the extension module air outlet channel 75 running in the expansion module arrangement 25 is expediently used to vent functional components located in the function modules 44, which, however, is not shown in the drawing for reasons of clarity.
  • the fluid ducts extending through the extension module arrangement 25 in the juxtaposition direction 43-in the exemplary embodiment are the two expansion-working ducts 32a, 32b, the expansion air supply duct 54 and the expansion air outlet duct 75-each consist of duct length sections 86 together, the individual expansion modules 42 in the
  • the control unit 24 is equipped with an electronic control unit 87, which is connected to the control control valve means 28 and can transmit electrical control signals to the control valve means 28, which predetermine the operating state or the switching position of the control valve means 28.
  • the generation of the electrical control signals takes place in the control electronics 87 taking into account feedback signals which are fed to at least one feedback signal input 88 in the control unit 24 or in the control electronics 87.
  • the feedback signals originate from the actuator 8 and are generated during operation of the process control device 6 depending on the position of the drive unit 12.
  • the feedback signals come from one to the
  • Actuator 8 belonging detection device 89 which responds to the movement and / or position of the drive unit 12 and outputs depending on the feedback signals.
  • the detection device 89 is a displacement measuring system which can carry out a continuous position measurement of the drive unit 12.
  • the detection device 89 can also be formed only by one or more position sensors.
  • control unit 24 is designed as a positioner control unit 24a, which applies to the illustrated embodiments.
  • control electronics 87 has a control functionality and is able to Control valve means 28 depending on the received as actual values NEN feedback signals to control so that the drive unit 2 is controlled with respect to a desired target position, which is specified by a connected to the control electronics 87 ne external control device as a target value.
  • the control unit 24 is thus in particular a so-called positioner.
  • the control unit 24 may be formed according to the embodiment of Figure 3 by a single module, which may be referred to as a control module 24b.
  • This control unit module 24b expediently has both the drive attachment interface 22 and the extension interface 26.
  • the control unit 7 is modularly composed of the control unit module 24b and the expansion modules 42 of the extension module arrangement 25.
  • control unit 7 in which the control unit 24 is in turn modular and in particular composed of two modules for egg nen one responsible for the actual control or crizungspro zess Control module 92 and on the other hand responsible for ei ne advantageous channel distribution channel splitter module 93.
  • the channel splitter module 93 is in Figures 4 and the better recognizability because of double-dashed Darge presents.
  • the control unit 24 has a first internal interface 94 arranged on the control module 92 and a second internal interface 95 arranged thereon and adapted to the channel splitter module 93.
  • the control module 92 and the channel splitter mo dul 93 are attached to each other with these two internal interfaces 94, 95 in a preferably detachable manner.
  • the expansion interface 26, and preferably also the drive attachment interface 22, are located at the channel splitter module 93, including the fluid ports present at these interfaces 26, 22.
  • the control module 92 can be disassembled without having to disassemble the expansion module assembly 25 or the actuator 8. This allows, for example, easy replacement of the control module 92 if a different control or regulation functionality is desired.
  • the air supply connection 53 present on the control unit 24 and the air discharge opening 73 present on the control unit 24 are expediently also arranged on the channel splitter module 93.
  • the two control unit working channels 33a, 33b, the control unit air supply duct 58 and the control unit air discharge duct 79 are subdivided into the module mounting area defined by the two internal interfaces 94, 95 and have channel openings formed at the two internal interfaces 94, 95 which communicate with each other in the mutually attached state of the control module 92 and the channel splitter module 93.
  • the channel splitter module 93 serves to channel partition between the control module 92 and the expansion module assembly 25.
  • the channel splitter module 93 can in principle be designed arbitrarily. Particularly advantageous is an L-shaped configuration according to FIGS. 1 and 2 and a T-shaped configuration according to FIGS. 4 and 5.
  • the functional modules 44 may have any functionality that serves the operation of the process control device 6. Particularly preferred function modules 44 are integrated in the embodiments of Figures 4 and 5 in the expansion module assembly 25 and are explained below.
  • the air supply module 44a and the air treatment module 44b have already been explained above.
  • At least one functional module 44 is expediently designed as a display module 44c. It preferably has indicator means 96 capable of displaying the pressure prevailing in at least one of the expansion working channels 32a, 32b and / or in the expansion air supply channel 54.
  • the display module can readily be designed for alternative or additional display of further relevant characteristic values, for example flow or temperature.
  • the display means 96 are designed in particular for an optical representation.
  • At least one functional module 44 may be designed as a throttle module 44d with which the flow in the at least one expansion working channel 32a, 32b can be throttled. It has corresponding throttling means 97, which can be configured as fixed throttles or as adjustable throttles. At least one functional module 44 can be embodied as an interruption module 44e with which the channels passing through it can be interrupted, that is to say shut off, so that the control unit 24 is fluidically decoupled and can be easily exchanged.
  • the interrupt module 44e is equipped with internal valve means 98 which are turned on in the channel connections and which are preferably manually operable.
  • At least one functional module 44 is expediently designed as a manual actuation module 44 f, into which a valve device 99 integrated between the expansion air supply duct 54 and the at least one expansion working duct 32 a, 32 b is integrated, by means of which the actuator 8 is manually operated independently of the control unit 24 let operate.
  • At least one functional module 44 is preferably an emergency shut-off module 44g with which safety-relevant parts of the system equipped with the process control device are secured. It has an electrical connection 100 for feeding in electrical emergency shut-off signals and has an integrated emergency shut-off valve 101 which can be actuated thereby.
  • At least one functional module 44 is expediently designed as an amplifier module 44h, which has at least one amplifier stage 102 connected in the course of the at least one expansion working channel 32a, 32b and additionally connected to the expansion air supply channel 54, which serves to control the control valve means 28 amplified fluid pressure to increase even large
  • Actuators 8 to operate sufficiently fast.
  • At least one component of the control unit 7 expediently has an uncontrolled compressed-air outlet 103, which in the exemplary embodiment of FIG. 4 is arranged on the control unit 24 and there in particular on the channel splitter module 93 and which is a component of the air feed module 44b in the exemplary embodiment of FIG.
  • compressed air can be tapped for purposes not connected with the operation of the process control device 6.

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Abstract

Es wird ein elektropneumatisches Steuergerät (7) vorgeschla- gen, dass über eine elektropneumatische Steuereinheit (24) verfügt, an der eine Erweiterungsschnittstelle (26) ausgebil- det ist, an der eine Erweiterungsmodulanordnung (25) ange- bracht ist. In der Erweiterungsmodulanordnung (25) verläuft mindestens ein mit einem Haupt-Arbeitsausgang (23a, 23b) ver- bundener Erweiterungs-Arbeitskanal (32a, 32b), der an der Er- weiterungsschnittstelle (26) zur Verbindung mit Steuerventil- mitteln (28) mit der Steuereinheit (24) in Fluidverbindung steht. Die Steuereinheit enthält auch eine Steuerelektronik (87) zur elektrischen Ansteuerung der Steuerventilmittel (28). Es wird ferner eine mit einem solchen Steuergerät (7) ausgestattete Prozesssteuervorrichtung (6) vorgeschlagen.

Description

Elektropneumatisches Steuergerät
und damit ausgestattete Prozesssteuervorrichtung
Die Erfindung betrifft ein elektropneumatisches Steuergerät, mit einer Antriebs-Befestigungsschnittstelle für den Anbau an einen pneumatischen Stellantrieb und mit einer elektropneuma- tischen Steuereinheit, die eine zur Verarbeitung von Rückmeldesignalen des Stellantriebes ausgebildete Steuerelektronik und durch die Steuerelektronik elektrisch ansteuerbare Steuerventilmittel enthält, wobei die Steuereinheit mindestens einen pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang zur pneumatischen Verbindung mit einer Antriebskammer des anzusteuernden Stellantriebes aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Prozesssteuervorrichtung, die einen Stellantrieb und ein elektropneumatisches Steuergerät für den Stellantrieb aufweist.
Aus der DE 19636418 AI ist ein pneumatischer Stellantrieb bekannt, der mit einem elektropneumatischen Steuergerät der vorgenannten Art ausgestattet ist, die eine als Stellungsregler ausgebildete elektropneumatische Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit hat mindestens einen pneumatischen Haupt- Arbeitsausgang, der mit einer Antriebskammer des pneumatischen Stellantriebes verbunden ist. Abhängig von Rückmeldesignalen des Stellantriebes, die von der Position einer Antriebsstange des Stellantriebes abhängen, erfolgt eine gesteuerte Druckbeaufschlagung der Antriebskammer, um die Position der Antriebsstange zu regeln. Der Stellungsregler ist intern modular ausgebildet und kann innerhalb seines Gehäuses wahlweise mit unterschiedlichen Funktionseinheiten ausgestattet werden, um den Typ des Stellungsreglers zwischen pneumatisch, elektro-pneumatisch und digital wechseln zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die unter Einhaltung kompakter Abmessungen eine einfache Variation der Funktionalität des elektropneumatischen Steuergerätes und einer damit ausgestatteten Prozesssteuervorrichtung ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem elektropneumatischen Steuergerät der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Steuereinheit eine Erweiterungsschnittstelle aufweist, an der mindestens ein mit den Steuerventilmitteln kommunizierender pneumatischer Erweiterungs-Arbeitsausgang und mindestens ein mit einem pneumatischen Haupt-Arbeitsausgang kommunizierender Erweiterungs-Arbeitseingang ausgebildet ist, und dass das Steuergerät eine an der Erweiterungsschnittstelle angebrachte oder anbringbare Erweiterungsmodulanordnung aufweist, die von mindestens einem einen Erweiterungs-Arbeitsausgang der Steuereinheit mit einem Erweiterungs-Arbeitseingang der Steuereinheit verbindenden Erweiterungs-Arbeitskanal durchsetzt ist und ein den Erweiterungs-Arbeitskanal vom Erweiterungs- Arbeitsausgang zum Erweiterungs-Arbeitseingang umlenkendes Umlenkmodul enthält .
Die Aufgabe wird ferner bei einer Prozesssteuervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Steuergerät in dem vorgenannten Sinne ausgebildet und mit seiner An- triebs-Befestigungsschnittstelle an den Stellantrieb angebaut Auf diese Weise ist in die Fluidverbindung zwischen den Steuerventilmitteln der Steuereinheit und dem mindestens einen, ebenfalls als Bestandteil der Steuereinheit ausgebildeten und zum Anschließen an eine Antriebskammer des anzusteuernden Stellantriebes vorgesehenen Haupt -Arbeitsausgang eine Erweiterungsmodulanordnung eingegliedert, die von der Druckluft durchströmt wird, die dem Stellantrieb zu seiner Betätigung zugeführt wird. Für den Anbau der Erweiterungsmodulanordnung ist die Steuereinheit mit einer als Erweiterungsschnittstelle bezeichneten Befestigungsschnittstelle ausgestattet, an der auch der mindestens eine Erweiterung-Arbeitsausgang und der mindestens eine Erweiterungs-Arbeitseingang angeordnet sind, so dass ein die Erweiterungsmodulanordnung durchsetzender Er- weiterungs -Arbeitskanal einenends mit dem Erweiterungs- Arbeitsausgang und andernends mit dem Erweiterungs- Arbeitseingang kommuniziert, wenn die Erweiterungsmodulanordnung an die Erweiterungsschnittstelle angebaut ist. Der Er- weiterungs -Arbeitskanal ist quasi durch die vorhandenen Module der Erweiterungsmodulanordnung hindurchgeschleift, wobei durch entsprechende Ausstattung der Erweiterungsmodulanordnung die Möglichkeit gegeben ist, insbesondere unabhängig von der elektropneumatischen Steuereinheit auf die für die Betätigung des angeschlossenen Stellantriebes dienende Druckluft Einfluss zu nehmen. Entsprechend ihrer Benennung ist die Erweiterungsmodulanordnung eine modulare Einrichtung, die sich variabel und anwendungsspezifisch individuell zusammenstellen lässt. Als eine Kernkomponente verfügt sie über ein Umlenkmodul, das jeden Erweiterungs-Arbeitskanal von seinem Erweiterungs-Arbeitsausgang zu seinem Erweiterungs-Arbeitseingang umlenkt und dafür sorgt, dass ausgehend von der Steuereinheit in die Erweiterungsmodulanordnung eingespeiste Druckluft nach dem Durchlaufen der Erweiterungsmodulanordnung auch wieder in die Steuereinheit zurückgeführt wird. Sollte für eine be- stimmte Anwendung keine spezielle Behandlung der Druckluft erforderlich sein, bietet die Erweiterungsmodulanordnung sogar die Möglichkeit, als einziges Modul nur ein Umlenkmodul an die Erweiterungsschnittstelle anzubauen und dadurch eine funktionslose fluidische Verbindung zwischen dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitsausgang und dem zugehörigen mindestens einen Erweiterungs-Arbeitseigang zu schaffen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Mit der an ihm vorgesehenen Antriebs-Befestigungs- schnittstelle ist das Steuergerät an den anzusteuernden
Stellantrieb anbaubar oder angebaut. Diese Antriebs- Befestigungsschnittstelle befindet sich zweckmäßigerweise an der elektropneumatischen Steuereinheit, sodass an der Erweiterungsmodulanordnung Manipulationen vorgenommen werden können, ohne die Steuereinheit vom Stellantrieb abnehmen zu müssen .
Handelt es sich bei dem anzusteuernden Stellantrieb um einen sogenannten einfachwirkenden Antrieb, können der Erweiterungs-Arbeitsausgang, der Erweiterungs-Arbeitseingang und der Haupt -Arbeitsausgang jeweils nur einfach vorhanden sein, wobei auch die Erweiterungsmodulanordnung von nur einem einzigen Erweiterungs-Arbeitskanal durchsetzt ist. Das elektro- pneumatische Steuergerät kann allerdings ohne weiteres auch für die Ansteuerung eines doppeltwirkenden Stellantriebes ausgelegt sein, indem die vorgenannten Komponenten jeweils zweifach vorhanden sind und dementsprechend auch das Umlenkmodul kanalmäßig so ausgestattet ist, dass es beide Erweite- rungs -Arbeitskanäle unabhängig voneinander umlenkt. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, das Umlenkmodul als die Erweiterungsmodulanordnung an ihrer der Steuereinheit entgegengesetzten Seite abschließendes Abschlussmodul der Erweiterungsmodulanordnung vorzusehen. Der Abstand des Umlenkmoduls von der Steuereinheit hängt in diesem Fall von der Anzahl und Abmessung weiterer Module der Erweiterungsmodulanordnung ab, die zwischen die Steuereinheit und das als Abschlussmodul der Erweiterungsmodulanordnung fungierende Umlenkmodul eingegliedert sind.
Seine eigentliche funktionelle Variabilität erfährt das Steuergerät in Verbindung mit einer Erweiterungsmodulanordnung, die über mindestens ein mit der die Erweiterungsmodulanordnung durchströmenden Druckluft zusammenwirkendes Funktionsmodul verfügt. Das Funktionsmodul ist insbesondere dahingehend ausgebildet, dass es die beim Betrieb des Steuergerätes in der Erweiterungsmodulanordnung strömende Druckluft beeinflussen kann und/oder dass es seinerseits von der in der Erweiterungsmodulanordnung strömenden Druckluft beeinflussbar ist, wobei sowohl die Beeinflussungsmöglichkeit als auch die Be- einflussbarkeit durch die gewählte funktionelle Ausstattung des jeweiligen Funktionsmoduls vorgebbar ist.
Das Umlenkmodul kann sich ausstattungsmäßig auf Kanalmittel zur reinen Kanalumlenkung des mindestens einen Erweiterungs- Arbeitskanals beschränken. Alternativ besteht die vorteilhafte Möglichkeit, das Umlenkmodul gleichzeitig als ein Funktionsmodul der vorstehend erläuterten Art auszuführen, so dass es über die reine Kanalumlenkung hinaus über mindestens eine sich in einem besonderen Zusammenwirken mit der Druckluft äußernde spezielle Funktionalität verfügt. Beispielsweise kann das Umlenkmodul gleichzeitig ein zur Einspeisung von Druck- luft nutzbares Lufteinspeisemodul oder ein zur Luftaufbereitung dienendes Luftaufbereitungsmodul bilden.
Seine besonderen Vorteile kann das Steuergerät ausspielen, wenn die Erweiterungsmodulanordnung über mindestens ein bezüglich des Umlenkmoduls gesondertes Funktionsmodul verfügt, das zwischen das Umlenkmodul und die Steuereinheit eingesetzt oder einsetzbar ist. Bevorzugt enthält die Erweiterungsmodul - anordnung mehrere bezüglich des Umlenkmoduls gesonderte Funktionsmodule mit untereinander verschiedener Funktionalität, die aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit und das Umlenkmodul einsetzbar oder eingesetzt sind. Dabei sind alle Module der Erweiterungsmodulanordnung vorzugsweise in einer linearen Aneinanderreihungsrichtung aneinandergereiht und aneinander fixiert. Eine zueinander versetzte, nichtlineare Aneinanderreihung ist ebenfalls möglich.
Bevorzugt ist die Platzierungsreihenfolge der Funktionsmodule innerhalb der Erweiterungsmodulanordnung beliebig wählbar. Dies begünstigt eine nachträgliche Umrüstung oder modulare Erweiterung der Erweiterungsmodulanordnung um weitere Module.
Zweckmäßigerweise hat jedes Funktionsmodul zwei einander entgegengesetzte Kopplungsschnittstellen, die so ausgebildet sind, dass Funktionsmodule unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit und das Umlenkmodul einsetzbar sind. Auch das Umlenkmodul hat zumindest an seiner der Steuereinheit zugewandten Seite zweckmäßigerweise eine solche Kopplungsschnittstelle, so dass es mit einem beliebigen benachbarten Funktionsmodul verbindbar ist.
Zweckmäßigerweise sind die Kopplungsschnittstellen so an die Erweiterungsschnittstelle angepasst, dass sie mit dieser Erweiterungsschnittstelle vereinigt werden können, um abhängig vom Ausstattungsgrad der Erweiterungsmodulanordnung ein Funktionsmodul oder alternativ direkt das Umlenkmodul an der Erweiterungsschnittstelle befestigen zu können.
Die Erweiterungsmodulanordnung enthält zweckmäßigerweise eine beliebige Anzahl von Funktionsmodulen aus der Gruppe von Funktionsmodulen, die ein Luftaufbereitungsmodul, ein insbesondere zur Druckanzeige dienendes Anzeigemodul, ein Drosselmodul, ein Unterbrechungsmodul, ein Handbetätigungsmodul, ein Notabschaltmodul, ein Verstärkermodul und ein Lufteinspeisemodul enthalten. Bevorzugt ist die Aneinanderreihungsfolge der aus dieser Funktionsmodulgruppe ausgewählten Funktionsmodule innerhalb der Erweiterungsmodulanordnung variabel .
Das Steuergerät enthält mindestens einen Lufteinspeisean- schluss zum Einspeisen der für die Ansteuerung des Stellantriebes verwendeten Druckluft. Ein solcher Lufteinspeisean- schluss, bei dem es sich um den einzigen Lufteinspeisean- schluss handeln kann, befindet sich bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung an der Steuereinheit. Zusätzlich oder alternativ kann an der Erweiterungsmodulanordnung ein Lufteinspei- seanschluss vorhanden sein, insbesondere an einem der in beliebiger Anzahl vorhandenen Funktionsmodule, das dann als Lufteinspeisemodul fungiert.
Der mindestens eine Lufteinspeiseanschluss kann, sofern er an der Steuereinheit vorgesehen ist, direkt und ohne Mitwirkung der Erweiterungsmodulanordnung mit den Steuerventilmitteln kommunizieren. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Erweiterungsmodulanordnung von einem Erweite- rungs-Luftversorgungskanal durchsetzt ist, der zum einen mit mindestens einem Lufteinspeiseanschluss und zum anderen mit den in der Steuereinheit befindlichen Steuerventilmitteln in Verbindung steht. Auf diese Weise strömt die den Steuerventilmitteln zugeführte Druckluft auch durch die Erweiterungsmodulanordnung hindurch und kann dort in mindestens einem Funktionsmodul in einer gewünschten Weise beeinflusst werden.
Zweckmäßigerweise ist an der Erweiterungsschnittstelle der Steuereinheit ein mit einem Lufteinspeiseanschluss der Steuereinheit kommunizierende Erweiterungs -Versorgungsausgang und ein mit den Steuerventilmitteln der Steuereinheit kommunizierender Erweiterungs -Versorgungseingang ausgebildet, wobei ein die Erweiterungsmodulanordnung durchsetzender Erweiterungs - Luftversorgungskanal einerseits mit dem Erweiterungs- Versorgungsausgang und andererseits mit dem Erweiterungs - Versorgungseingang verbunden ist. Dieser Erweiterungs- Luftversorgungskanal ist wie der mindestens eine Erweiterungs -Arbeitskanal in dem Umlenkmodul umgelenkt, so dass die Druckluft zum einen aus der Steuereinheit in die Erweiterungsmodulanordnung eingespeist und nach Durchlaufen der Erweiterungsmodulanordnung wieder in die Steuereinheit zur dortigen Verwendung zurückgeführt wird.
Somit kann der Erweiterungs-Luftversorgungskanal analog zu dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal durch die Erweiterungsmodulanordnung hindurchgeschleift sein. Befindet sich ein Lufteinspeiseanschluss an der Erweiterungsmodulanordnung, kann der Erweiterungs-Arbeitskanal dennoch vollständig vorhanden sein, wobei er allerdings nur mit einem ausgehend von dem Lufteinspeiseanschluss zum Erweiterungs- Versorgungseingang führenden Kanalabschnitt genutzt wird, während der von dem Lufteinspeiseanschluss zum Erweiterungs- Versorgungsausgang führende Kanalabschnitt ungenutzt und zweckmäßigerweise durch geeignete Absperrmittel stillgelegt Bevorzugt ist die mit der Erweiterungsmodulanordnung bestückte Erweiterungsschnittstelle gesondert von der zum Anbau des Steuergerätes an einen Stellantrieb vorgesehenen Antriebs- Befestigungsschnittstelle ausgebildet. Die beiden Schnittstellen sind bevorzugt rechtwinkelig zueinander ausgerichtet, können aber auch eine andere Ausrichtung haben.
Die Steuereinheit kann mit der Antriebs-Befestigungsschnittstelle an eine daran angepasste Montageschnittstelle des Stellantriebes angebaut sein oder werden. Dabei ist eine Ausführungsform möglich, bei der die Befestigung des Steuergerätes am Stellantrieb unabhängig von der fluidischen Verbindung des mindestens einen Haupt -Arbeitsausganges und einer Antriebskammer des Stellantriebes erfolgt, so dass diese fluidische Verbindung separat, beispielsweise durch Rohrleitungen oder Druckluftschläuche herzustellen ist. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Weiterbildung angesehen, bei der der mindestens eine Haupt -Arbeitsausgang derart an der Antriebs-Befestigungsschnittstelle der Steuereinheit angeordnet ist, das eine direkte Adaption an den Stellantrieb erfolgt, das heißt im an einen Stellantrieb angebauten Zustand der Steuereinheit eine direkte Fluidverbindung zwischen dem mindestens einen Haupt -Arbeitsausgang und einem entsprechenden Anschluss des Stellantriebes vorliegt. Dadurch werden Montage und Demontage des Steuergerätes am bzw. vom Stellantrieb erheblich vereinfacht.
Die Steuereinheit kann in unterschiedlichen funktionellen Ausprägungen vorliegen. In einem bevorzugten Fall enthält sie mindestens einen Rückmeldesignaleingang, eine Steuerelektronik und als Steuerventilmittel mindestens ein vorgesteuertes, insbesondere als Magnetventil ausgebildetes elektrisch betätigbares Ventil. Die Rückmeldesignale können von außerhalb der Steuereinheit in die Steuereinheit eingespeist werden oder können bei entsprechender Ausstattung auch im Innern der Steuereinheit generiert werden, die in diesem Fall über geeignete Rückmeldemittel verfügt .
Die Steuereinheit kann für einen ungeregelten Betrieb ausgelegt sein, bei dem sie nur einfache Sensorsignale enthält. Sie kann aber auch für einen geregelten Betrieb ausgelegt sein, wobei sie als Rückmeldesignale kontinuierliche Positionssignale, das heißt Wegmesssignale, vom zugeordneten Stellantrieb erhält .
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit als eine Stellungsreglereinheit ausgebildet, die auch als Positioner bezeichnet werden kann und deren Steuerelektronik über eine Regelungsfunktionalität verfügt. Die Stellungsreglereinheit kommuniziert mit einer übergeordneten und bevorzugt externen elektronischen Steuereinrichtung, von der sie den einzustellenden Sollwert empfängt, hinsichtlich dessen der Stellantrieb in seiner Stellfunktion geregelt wird .
Die elektrisch betätigbaren Steuerventilmittel können sich aus nur einem Steuerventil oder aus einer Gruppe von Steuerventilen zusammensetzen. Die Steuerventilmittel haben bevorzugt eine stetige Funktionscharakteristik oder sind für puls- weitenmodulierten Betrieb ausgelegt. Sie können für eine direkte Betätigung durch die seitens der Steuerelektronik bereitgestellten Steuersignale ausgebildet sein oder können von einer elektropneumatisch vorgesteuerten Bauart sein. Es ist von Vorteil, wenn die Stellungsreglereinheit als Vorsteuer- stufe einen e-p-Wandler enthält, der insbesondere nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip arbeitet .
Die Steuereinheit kann einen in sich einheitlichen Aufbau haben, ohne eine Modularität aufzuweisen. Ein modularer Aufbau wird allerdings bevorzugt. Ein besonders zweckmäßiger modularer Aufbau sieht vor, dass die Steuereinheit über ein Steuermodul und ein diesbezüglich gesondertes Kanalsplittermodul verfügt, wobei das Steuermodul in bevorzugt lösbarer Weise an das Kanalsplittermodul anbaubar oder angebaut ist. Das Steuermodul enthält zumindest die Steuerelektronik und die daran angeschlossenen Steuerventilmittel, sowie mindestens einen zum Empfang von Rückmeldesignalen, insbesondere Wegmesssignalen geeigneten Rückmeldesignaleingang . Die Steuerungs- oder Regelungsfunktionalität ist also in dem Steuermodul enthalten. Das Kanalsplittermodul übernimmt die Funktion einer Kanalaufteilung zwischen dem Steuermodul und der Erweiterungs- modulanordnung . Die Erweiterungsschnittstelle einschließlich des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitsausganges und des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitseinganges ist an dem Kanalsplittermodul vorgesehen. Das Kanalsplittermodul kommuniziert zur Herstellung der erforderlichen Fluidverbindung über interne fluidische Schnittstellen der Steuereinheit mit den im Steuermodul befindlichen Steuerventilmitteln.
Bevorzugt ist auch die Antriebs-Befestigungsschnittstelle an dem Kanalsplittermodul ausgebildet. Somit ist das Steuermodul von mechanischen Belastungen entkoppelt, da es unabhängig von der Erweiterungsmodulanordnung und unabhängig vom Stellantrieb an dem Kanalsplittermodul fixiert ist. Das Steuermodul kann bei Bedarf entfernt werden, wobei das Kanalsplittermodul weiterhin die Erweiterungsmodulanordnung und den Stellantrieb zu einer Baugruppe zusammenhält . Bei einer bevorzugten Anwendung ist das Steuergerät ein integraler Bestandteil einer modular aufgebauten Prozesssteuervorrichtung, zu der auch ein Stellantrieb gehört, an den das Steuergerät mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle angebaut ist.
Der Stellantrieb ist insbesondere ein Linearantrieb, zum Beispiel ein Kolbenantrieb oder ein Membranantrieb, oder ein Drehantrieb. Der Stellantrieb kann für verschiedenste Zwecke genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stellantrieb Bestandteil eines Prozessventils ist, das auch über eine in den Verlauf einer Rohrleitung einschaltbare Ventilarmatur verfügt, die durch den Stellantrieb betätigbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1 in einer Seitenansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prozesssteuervorrichtung, in der ein vorteilhaft ausgebildetes erfindungsgemäßes Steuergerät enthalten ist,
Figur 2 die Anordnung aus Figur 1 in einer perspektivischen
Explosionsdarstellung,
Figur 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Prozesssteuervorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät, wobei im Unterschied zur Ausführungsform der Figuren 1 und 2 die Steuereinheit kein gesondertes Kanalsplittermodul aufweist,
Figur 4 die Anordnung aus Figuren 1 und 2 in einer schematischen Darstellung, wobei abweichend von dem in Figuren 1 und 2 gezeigten, als Drehantrieb ausge- bildeten Stellantrieb ein Linearantrieb als Stellantrieb gezeigt ist, und
Figur 5 in einer mit Figur 4 vergleichbaren schematischen
Darstellung eine Prozesssteuervorrichtung mit zugeordnetem Steuergerät, wobei eine im Vergleich zur Figur 4 abgewandelte Ausführungsform der Erweiterungsmodulanordnung gezeigt ist.
In den Figuren der Zeichnung ist jeweils in ihrer Gesamtheit eine Prozesssteuervorrichtung 6 illustriert, die als einen Hauptbestandteil ein elektropneumatisches Steuergerät 7 aufweist .
Zu der Prozesssteuervorrichtung 6 gehört auch ein pneumatischer, das heißt pneumatisch betätigbarer Stellantrieb 8, bei dem es sich gemäß Figuren 1 bis 3 um einen Drehantrieb oder gemäß Figuren 4 und 5 um einen Linearantrieb handeln kann. Der Stellantrieb 8 hat eine zu einer Antriebsbewegung antreibbare Antriebseinheit 12, wobei die Antriebsbewegung bei einem Drehantrieb eine rotative Bewegung und bei einem Linearantrieb eine Linearbewegung ist. Die Antriebsbewegung ist für beliebige Zwecke abgreifbar, insbesondere um eine beliebige Komponente zu bewegen und zu positionieren.
Bevorzugt dient die bewegliche Antriebseinheit 12 zur Betätigung einer Ventilarmatur 13. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die bei allen illustrierten Ausführungsbeispielen vorliegt, sind der Stellantrieb 8 und die Ventilarmatur 13 baugruppenartig zusammengefasste Komponenten eines Prozessventils 14. Die Ventilarmatur 13 kann in den Verlauf einer Rohrleitung eingeschaltet werden und verfügt über ein mit der Antriebseinheit 12 bewegungsgekoppeltes Ventilglied, beispielsweise einen Drehschieber oder einen Flachschieber, das durch den Stellantrieb 8 bewegbar und in unterschiedlichen Arbeitsstellungen positionierbar ist.
Der Stellantrieb 8 hat ein Stellantriebsgehäuse 15, in dem die Antriebseinheit 12 mit einem Kolben 17 eine erste Antriebskammer 16a von einer zweiten Antriebskammer 16b abtrennt. Durch eine aufeinander abgestimmte gesteuerte Fluid- beaufschlagung der beiden Antriebskammern 16a, 16b kann die Antriebseinheit 12 bewegt und positioniert werden. Der Stellantrieb 8 hat in diesem Zusammenhang eine doppeltwirkende Funktionalität .
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Stellantrieb 8 vom einfachwirkenden Typ, wobei er über lediglich eine einzige, gesteuert mit Druckluft beaufschlagbare Antriebskammer aufweist und eine Rückstellbewegung durch Federmittel verursacht wird.
An dem Stellantriebsgehäuse 15 ist außen eine Montageschnittstelle 18 ausgebildet. An ihr ist zur Bildung der Prozesssteuervorrichtung 6 das Steuergerät 7 mit einer zur besseren Unterscheidung als Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 bezeichneten Befestigungsschnittstelle in bevorzugt lösbarer Weise montiert. An der Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 befindet sich eine der Anzahl der anzusteuernden Antriebskammern 16a, 16b entsprechende Anzahl von Haupt -Arbeitsausgängen 23a, 23b für zur Betätigung des Stellantriebes 18 erforderliche Druckluft, sodass exemplarisch zwei solcher Haupt- Arbeitsausgänge vorhanden sind, die als erster Haupt- Arbeitsausgang 23a und als zweiter Haupt -Arbeitsausgang 23b bezeichnet seien.
Wenn das Steuergerät 7 mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 an der Montageschnittstelle 18 befestigt ist, liegt unmittelbar eine direkte Fluidverbindung zwischen einerseits dem ersten Haupt -Arbeitsausgang 23a und der ersten Antriebskammer 16a und andererseits dem zweiten Haupt- Arbeitsausgang 23b und der zweiten Antriebskammer 16b vor. An der Montageschnittstelle 18 befinden sich zu diesem Zweck nicht weiter abgebildete Anschlussöffnungen von Fluidkanalen, die im Gehäuse des Stellantriebes 8 mit den Antriebskammern 16a, 16b verbunden sind.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel befinden sich die Haupt -Arbeitsausgänge 23a, 23b abseits der Antriebs- Befestigungsschnittstelle 22, sodass sie mit einer gesonderten Verbindungsmaßnahme, insbesondere mittels starrer oder flexibler Fluidleitungen, an den Stellantrieb 8 angeschlossen sind .
Das elektropneumatische Steuergerät 7 hat eine elektropneumatische Steuereinheit 24 und eine in bevorzugt lösbarer Weise an diese Steuereinheit 24 angebaute Erweiterungsmodulanordnung 25. Die Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 ist zweckmäßigerweise an der Steuereinheit 24 ausgebildet und ist zusätzlich zu einer ebenfalls an der Steuereinheit 24 ausgebildeten Erweiterungsschnittstelle 26 vorhanden, an die die Erweiterungsmodulanordnung 25 angebaut ist.
Im Innern des Steuergerätes 7 verlaufen zwei gesondert voneinander ausgebildete erste und zweite Arbeitskanäle 27a, 27b, die zur Druckluftführung ausgebildet sind und die zur besseren Unterscheidung im einen Fall strichpunktiert und im anderen Fall gestrichelt dargestellt sind. Jeder dieser beiden Arbeitskanäle 27a, 27b geht von einem der beiden Haupt - Arbeitsausgänge 23a, 23b aus und führt zu elektrisch an- steuerbaren Steuerventilmitteln 28, die zu der Steuereinheit 24 gehören.
Die Steuerventilmittel 28 können sich aus nur einem einzigen Steuerventil oder aus einer Gruppe von Steuerventilen zusammensetzen und haben exemplarisch eine 5/3-
Ventilfunktionalität . Beispielsweise handelt es sich um Stetigventile beziehungsweise Proportionalventile oder um puls- weitenmoduliert absteuerbare Schaltventile. Die Steuerventilmittel 28 können von direkt elektrisch betätigbarer Bauart oder von elektropneumatisch vorgesteuerter Bauart sein. Sie sind bevorzugt im Innern der Steuereinheit 24 in zur Umgebung hin abgeschirmter Weise untergebracht.
Jeder Arbeitskanal 27a, 27b durchsetzt die Erweiterungsmodul - anordnung 25. Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Längenabschnitt des ersten Arbeitskanals 27a sei als erster Erweiterungs-Arbeitskanal 32a bezeichnet, der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Längenabschnitt des zweiten Arbeitskanals 27b sei als zweiter Erweiterungs- Arbeitskanal 32b bezeichnet.
Ein von den Steuerventilmitteln 28 ausgehender Längenabschnitt des ersten Arbeitskanals 27a, der als erster Steuereinheit-Arbeitskanal 33a bezeichnet sei, mündet an der Erweiterungsschnittstelle 26 mit einem pneumatischen ersten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34a aus. In vergleichbarer Weise verläuft ein von der im Steuerventilmitteln 28 ausgehender, als zweiter Steuereinheit-Arbeitskanal 33b bezeichneter Längenabschnitt des zweiten Arbeitskanals 27b zu einem ebenfalls an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten zweiten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34b. Jeweils ein weiterer Längenabschnitt jedes Arbeitskanals 27a, 27b, der als erster beziehungsweise zweiter weiterer Steuereinheit-Arbeitskanal 35a, 35b bezeichnet sei, führt ausgehend von einem der Haupt -Arbeitsausgänge 23a, 23b zu einem ebenfalls an der Erweiterungsschnittstelle 26 befindlichen An- schluss, der im Falle des ersten weiteren Steuereinheit- Arbeitskanals 35a als erster Erweiterungs-Arbeitseingang 36a und im Falle des zweiten weiteren Steuereinheit-Arbeitskanals 35b als zweiter Erweiterungs-Arbeitseingang 36b bezeichnet sei .
Die Erweiterungsmodulanordnung 25 hat eine Modul - befestigungsschnittstelle 37, mit der sie an die Erweiterungs-Schnittstelle 26 der Steuereinheit 24 lösbar angebaut ist. jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b hat zwei einander entgegengesetzte Kanalenden, die beide an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 ausmünden. Jeder Erweiterungs- Arbeitskanal 32a, 32b hat somit einen an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 befindlichen Eingangsanschluss 38 und einen ebenfalls an der Modul-Befestigungsschnittstelle 37 befindlichen Ausgangsanschluss 39. Die Eingangsanschlüsse 38 und Ausgangsanschlüsse 39 sind so an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 platziert, dass im an der Steuereinheit 24 montierten Zustand der Erweiterungsmodulanordnung 25 der Eingangsanschluss 38 des ersten Erweiterungs- Arbeitskanal 32a mit dem ersten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34a verbunden ist, der Eingangsanschluss 38 des zweiten Er- weiterungs-Arbeitskanals 32b mit dem zweiten Erweiterungs- Arbeitsausgang 34b verbunden ist, der Ausgangsanschluss 39 des ersten Erweiterungs-Arbeitskanals 32a mit dem ersten Erweiterungs-Arbeitseingang 36a verbunden ist und schließlich der Ausgangsanschluss 39 des zweiten Erweiterungs- Arbeitskanals 32b mit dem zweiten Erweiterungs-Arbeitseingang 36b verbunden ist.
Die Erweiterungsmodulanordnung 25 hat bevorzugt eine Mehrzahl von Modulen, die zur besseren Unterscheidung auch als Erweiterungsmodule 42 bezeichnet seien und die in einer durch eine strichpunktierte Linie identifizierten Aneinanderreihungs- richtung 43 aneinander angesetzt und in bevorzugt lösbarer Weise fest miteinander verbunden sind. Die Aneinanderreihungsrichtung 43 verläuft bevorzugt rechtwinkelig zur Ausdehnungsebene der Oberfläche der Erweiterungsschnittstelle 26.
Zu den Erweiterungsmodulen 24 gehören mehrere Funktionsmodule 44 und ein die Erweiterungsmodulanordnung 25 an der der Steuereinheit 24 entgegengesetzten Seite als Abschlussmodul 49 abschließendes Umlenkmodul 45. Die mehreren Funktionsmodule 44 sind aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit 24 und das Umlenkmodul 45 eingegliedert.
Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b durchsetzt sämtliche Funktionsmodule 44 und ist in dem Umlenkmodul 45 mittels eines Umlenk-Kanalabschnittes 48 vom Erweiterungs- Arbeitsausgang 34a, 34b zum Erweiterungs-Arbeitseingang 36a, 36b umgelenkt. Abgesehen von dem Umlenkmodul 45 wird jedes Funktionsmodul 44 von jedem Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b zweimal durchsetzt. Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b hat einen sich ausgehend vom zugeordneten Eingangsan- schluss 38 bis hin zu dem Umlenkmodul 45 erstreckenden Eingang-Kanalast 46 und einen sich ausgehend vom Umlenkmodul 45 zu einem der Ausgangsanschlüsse 39 erstreckenden Ausgangs- Kanalast 47. In dem Umlenkmodul 45 verläuft pro Erweiterungs- Arbeitskanal 32a, 32b ein Umlenk-Kanalabschnitt 48, der insbesondere einen U- förmigen Längsverlauf hat und der jeweils einen der Eingang-Kanaläste 46 mit einem der Ausgangs- Kanaläste 47 verbindet.
Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b durchsetzt somit die Erweiterungsmodulanordnung 25 mit einem im Wesentlichen U- förmigen Kanalverlauf, wobei die Enden der U- Schenkel an der Modul-Befestigungsschnittstelle 37 liegen.
Es versteht sich, dass bei einem zur Ansteuerung eines nur einfachwirkenden pneumatischen Stellantriebes 8 ausgebildeten Steuergerät 7 einer der beiden Arbeitskanäle 27a, 27b einschließlich den zugehörigen Anschlüssen entfallen kann.
Die Erweiterungsmodule 42 sind bevorzugt plattenförmig oder blockförmig ausgebildet. Sie haben zweckmäßigerweise einen mehreckigen und insbesondere rechteckigen Umriss, können aber durchaus auch einen zumindest partiell runden Umriss haben. Der Umriss bezeichnet die rechtwinkelig zu der Aneinanderreihungsrichtung 43 orientierte Außenkontur der Erweiterungsmodule 42.
Das Steuergerät 7 ist auch von einem Luftversorgungskanal 52 durchsetzt, durch den die Steuerventilmittel 28 mit Druckluft versorgt werden, die in gesteuerter Weise durch die Arbeitskanäle 27a, 27b hindurch in die Antriebskammern 16a, 16b des Stellantriebes 8 eingespeist oder aus diesen Antriebskammern 16a, 16b abgeführt wird, um die Antriebseinheit 12 zu bewegen und nach Bedarf zu positionieren. Der Luftversorgungskanal 52 stellt zweckmäßigerweise auch eine gegebenenfalls erforderliche Steuerhilfsluft zur Verfügung, die zur Ventilbetätigung benötigt wird, wenn es sich bei den Steuerventilmitteln 28 um vorgesteuerte Steuerventilmittel handelt. Der Luf versorgungskanal 52 ist mit mindestens einem Luft- einspeiseanschluss 53 verbunden, der an einer Außenfläche des Steuergerätes 7 angeordnet ist und zur Verbindung mit einer nicht weiter abgebildeten externen Druckluftquelle dient. Der Anschluss der Druckluftquelle wird bevorzugt mittels separater Rohrleitungen oder Schlauchleitungen realisiert.
Gemäß dem aus Figur 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel kann der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 angeordnet sein. Es besteht dann die nicht illustrierte Möglichkeit, den von dem Lufteinspeiseanschluss 53 ausgehenden Luftversorgungskanal 52 ausschließlich im Innern der Steuereinheit 24 zu verlegen, um eine direkte Fluidverbindung zu den Steuerventilmitteln 28 herzustellen.
Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn der Luftversorgungskanal 52 durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch verläuft. Dies ist bei allen illustrierten Ausführungsbeispielen der Fall, wobei gemäß der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltung der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 entfallen kann und stattdessen an einem der Erweiterungsmodule 42 angeordnet ist. Bei dem in Figur 5 illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Lufteinspeiseanschluss 53 an dem Umlenkmodul 45 ausgebildet, das hier abweichend von dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 nicht nur als reines Umlenkmodul 45 fungiert, sondern gleichzeitig ein Funktionsmodul 44 bildet, nämlich ein Lufteinspeisemodul 44a.
Es besteht ohne weiteres die Möglichkeit, ein bezüglich des Umlenkmoduls 45 separates Funktionsmodul 44 als Lufteinspeisemodul 44a auszubilden.
Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Kanalabschnitt des Luftversorgungskanals 52 sei zur besseren Unter- Scheidung als Erweiterungs-Luftversorgungskanal 45 bezeichnet. Er verbindet den mindestens einen Lufteinspeiseanschluss 53 mit einem an der Modulschnittstelle 37 ausgebildeten Aus- gangsanschluss 55, der im an der Erweiterungsschnittstelle 26 montierten Zustand der Erweiterungsmodulanordnung 25 mit einem gegenüberliegenden, an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs -Versorgungseingang 57 verbunden ist, der über einen in der Steuereinheit 24 verlaufenden Längenabschnitt des Luftversorgungskanals 52, der als Steuerein- heit-Luftversorgungskanal 58 bezeichnet sei, an die Steuerventilmittel 28 zu deren Druckluftversorgung angeschlossen ist .
Vorzugsweise ist der Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 so ausgebildet, dass er alle vorhandenen Funktionsmodule 44 und bevorzugt alle vorhandenen Erweiterungsmodule 42 wenigstens einmal durchsetzt. Befindet sich der Lufteinspeiseanschluss 53 gemäß Figur 5 an dem Umlenkmodul 45, durchsetzt er zweckmäßigerweise die vorhandenen Funktionsmodule 44 jeweils nur einmal auf seinem Weg zu dem Erweiterungs -Versorgungseingang 57.
Gemäß beiden Ausführungsbeispielen ist der Erweiterungs- Luftversorgungskanal 54 bevorzugt so ausgebildet, dass er auch das Umlenkmodul 45 durchsetzt und über einen in dem Umlenkmodul 45 verlaufenden Umlenk-Kanalabschnitt 48 verfügt.
Befindet sich ein Lufteinspeiseanschluss 53 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 an der Steuereinheit 24, besitzt der Luftversorgungskanal 52 zweckmäßigerweise einen von dem Lufteinspeiseanschluss 53 ausgehenden, in der Steuereinheit 24 verlaufenden Längenabschnitt, der als eingangsseitiger Steuereinheit-Luftversorgungskanal 63 bezeichnet sei und der mit einem Erweiterungs -Versorgungsausgang 56 an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausmündet. Dieser Erweiterungs- Versorgungsausgang 56 kommuniziert mit einem gegenüberliegenden Eingangsanschluss 59 an der Modulschnittstelle 37, der den dem Ausgangsanschluss 55 entgegengesetzten Endbereich des Erweiterungs-Luftversorgungskanals 54 definiert. Ein von dem Eingangsanschluss 59 ausgehender Eingangs-Kanalast 65 des Erweiterungs -Versorgungskanals 54 verläuft in der Aneinanderreihungsrichtung 43 bis zum Umlenkmodul 45, wo er in den zugeordneten Umlenk-Kanalabschnitt 48 übergeht, der sich in einem Ausgangs-Kanalast 66 des Erweiterungs -Versorgungskanals 54 fortsetzt, der wiederum in der Aneinanderreihungsrichtung 43 bis zu dem Ausgangsanschluss 55 verläuft.
Somit hat auch der Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 bevorzugt einen U- förmigen Kanalverlauf mit an der Modul - Befestigungsschnittstelle 37 liegenden Kanalenden.
Wenn der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 nicht vorhanden ist, kann er an einem der Funktionsmodule 44 so angeordnet sein, dass er mit dem Eingangs-Kanalast 65 verbunden ist. Derjenige Längenabschnitt des Eingangs-Kanalastes 65, der sich dann ausgehend von dem Lufteinspeiseanschluss 53 zu dem Eingangsanschluss 59 erstreckt, ist in diesem Fall funktionslos. Beispielsweise kann vorgesehen sein, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 das unmittelbar im Anschluss an das Umlenkmodul 45 vorhandene Funktionsmodul 44 als ein Lufteinspeisemodul 44a auszubilden.
Von Vorteil ist es, wenn das Lufteinspeisemodul 44a gleichzeitig als ein Luftaufbereitungsmodul 44b ausgebildet ist, was auf das Ausführungsbeispiel der Figur 5 zutrifft und was beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 der Fall wäre, wenn das dort unmittelbar im Anschluss an das Umlenkmodul 45 vorhandene Luftaufbereitungsmodul 44b in der schon erwähnten Weise mit einem Lufteinspeiseanschluss ausgestattet wäre.
Das Luftaufbereitungsmodul 44b ist bevorzugt mit einem Filter 67 und/oder einem Druckregler 68 ausgestattet, um die von der externen Druckluftquelle eingespeiste Druckluft von Verunreinigungen zu befreien und auf einen gewünschten Betriebsdruck zu regeln.
Die Erweiterungsmodulanordnung 25 enthält zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von Funktionsmodulen 44, die sich in ihrer Funktionalität voneinander unterscheiden, so dass man auch von unterschiedlichen Typen von Funktionsmodulen sprechen kann. Jedes Funktionsmodul 44 enthält geeignete Funktionsmittel, durch die die beim Betrieb des Steuergerätes 7 in der Erweiterungsmodulanordnung 25 strömende Druckluft beeinfluss- bar ist und/oder die ihrerseits von dieser im Steuergerät 7 strömenden Druckluft beeinflussbar ist.
Jedes zwischen dem Umlenkmodul 45 und der Steuereinheit 24 eingliederbare Funktionsmodul 44 hat zwei einander entgegengesetzte Kopplungsschnittstellen 72. Exemplarisch finden sich diese Kopplungsschnittstellen 72 an bezüglich der Aneinanderreihungsrichtung 43 einander entgegengesetzten Stirnflächen eines jeweiligen Funktionsmoduls 44. Das Umlenkmodul 45 hat seinerseits an der der Steuereinheit 24 zugewandten Seite eine entsprechende Kopplungsschnittstelle 72.
Die Kopplungsschnittstellen 72 sind so ausgebildet, dass Funktionsmodule 44 unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit 24 und das Umlenkmodul 45 einsetzbar sind. Dabei werden die betreffenden Erweiterungsmodule 42 mit ihren einander zugewandten Kopp- lungsschnittstellen 72 aneinander angesetzt und durch geeignete, nicht weiter abgebildete Befestigungsmittel in bevorzugt lösbarer Weise aneinander befestigt.
Vorzugsweise sind Befestigungsmittel vorhanden, um benachbarte Erweiterungsmodule 42 jeweils ausschließlich untereinander zu befestigen, wobei das an die Steuereinheit 24 angesetzte Erweiterungsmodul 42 unabhängig von den anderen Erweiterungs- modulen 42 an der Steuereinheit 24 befestigbar oder befestigt ist. Alternativ können auch Befestigungsmaßnahmen vorgesehen sein, durch die alle Erweiterungsmodule 42 gemeinsam an der Steuereinheit 24 fixierbar sind, wobei beispielsweise an Zuganker-Befestigungsmittel gedacht ist.
Die der Erweiterungsschnittstelle 26 zugewandte Kopplungsfläche 72 des der Steuereinheit 24 unmittelbar benachbarten Erweiterungsmoduls 42 bildet jeweils die weiter oben erwähnte Modulschnittstelle 37. Bei einer Minimalausstattung der Erweiterungsmodulanordnung 25 verfügt die an die Steuereinheit 24 angebaute Erweiterungsmodulanordnung 25 über das Umlenkmodul 45 als einziges Erweiterungsmodul 42, so dass dessen Kopplungsschnittstelle 72 die Modulschnittstelle 37 bildet.
Bei entsprechender Schaltstellung der Steuerventilmittel 28 wird am Lufteinspeiseanschluss 53 eingespeiste Druckluft, die den Steuerventilmitteln 28 über den Steuereinheit- Luftversorgungskanal 58 zugeführt wird, über mindestens einen der beiden Arbeitskanäle 27a, 27b in mindestens eine der beiden Antriebskammern 16a, 16b des Stellantriebes 8 eingespeist. Die Steuerventilmittel 28 sind darüber hinaus in der Lage, durch die Arbeitskanäle 27a, 27b hindurch Druckluft aus den Antriebskammern 16a, 16b abzuführen, um die betreffende Antriebskammer 16a, 16b druckmäßig zu entlasten. Die auf die- se Weise abgeführte Druckluft ist durch eine an der Außenfläche des Steuergerätes 7 angeordnete Luftablassöffnung 73 zur Atmosphäre abführbar. Dies geschieht durch einen das Steuergerät 7 durchsetzenden, in Figuren 4 und 5 gepunktet abgebildeten Luftablasskanal 74 hindurch.
Der Luftablasskanal 74 ist einenends in der Steuereinheit 24 an die Steuerventilmittel 28 angeschlossen und führt andern- ends zu der Luftablassöffnung 73. Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann er sich ausschließlich in der Steuereinheit 24 erstrecken und verläuft nicht durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch.
Bei den illustrierten Ausführungsbeispielen durchsetzt der Luftablasskanal 74 auch die Erweiterungsmodulanordnung 25. Er hat einen als Erweiterungs-Luftablasskanal 75 bezeichneten Längenabschnitt, der vergleichbar den Erweiterungs- Arbeitskanälen 32a, 32b mit vorzugsweise U-förmigem Verlauf durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch verläuft, wobei er einenends mit einem Eingangsanschluss 76 und ander- nends mit einem Ausgangsanschluss 77 an der Montageschnittstelle 37 ausmündet. Der Eingangsanschluss 76 kommuniziert mit einem gegenüberliegend an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs-Ablassausgang 78, der zu einem in der Steuereinheit 24 angeordneten und darin zu den Steuerventilmitteln 28 verlaufenden Längenabschnitt des Luftablasskanals 74 gehört, der als Steuereinheit-Luftablasskanal 79 bezeichnet sei.
Der Ausgangsanschluss 77 des Erweiterungs-Luftablasskanals 75 kommuniziert mit einem gegenüberliegend an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs-Ablasseingang 83, der zu einem weiteren Steuereinheit-Luftablasskanal 84 ge- hört, der ebenfalls in der Steuereinheit 24 verläuft und ein Längenabschnitt des Luftablasskanals 74 ist. Dieser weitere Steuereinheit-Luftablasskanal 84 endet an der Luftablassöffnung 73. Zweckmäßigerweise sind der Steuereinheit - Luftablasskanal 79 und der weitere Steuereinheit- Luftablasskanal 84 an einer Kanalverbindungsstelle 85 innerhalb der Steuereinheit 24 fluidisch miteinander verbunden, so dass sich für die Steuerventilmittel 28 ein kurzer Entlüftungsweg einstellt. Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Erweiterungsmodul-Luftablasskanal 75 wird zweckmäßigerweise genutzt, um in den Funktionsmodulen 44 befindliche Funktionskomponenten zu entlüften, was der Übersichtlichkeit wegen in der Zeichnung allerdings nicht weiter abgebildet ist.
Die sich in der Aneinanderreihungsrichtung 43 durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch erstreckenden Fluidkanä- le - beim Ausführungsbeispiel sind dies die beiden Erweite- rungs -Arbeitskanäle 32a, 32b, der Erweiterungs- Luftversorgungskanal 54 und der Erweiterungs-Luftablasskanal 75 - setzen sich jeweils aus Kanal-Längenabschnitten 86 zusammen, die die einzelnen Erweiterungsmodule 42 in der
Aneinanderreihungsrichtung 43 durchsetzen und an den aneinander anliegenden Kopplungsschnittstellen 72 mit dort vorhandenen Kanalausmündungen miteinander verbunden sind. Dies gilt für alle Erweiterungsmodule 42 mit Ausnahme des Umlenkmoduls 45, in dem die weiter oben angesprochenen Umlenk- Kanalabschnitte 48 verlaufen, die jeweils nur an der einzigen Kopplungsschnittstelle 72 ausmünden. Der Übersichtlichkeit wegen sind die die Erweiterungsmodule 42 durchsetzenden Kanal-Längenabschnitte 86 in der Zeichnung nur zum Teil mit Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass in dem Fügebereich zwischen jeweils zwei aneinander angesetzten Erweiterungsmodulen 42 nicht weiter abgebildete Dichtungsmittel vorhanden sind, die den
Fluidübertritt zwischen den benachbarten Erweiterungsmodulen 42 zur Umgebung hin abdichten.
Die Steuereinheit 24 ist mit einer Steuerelektronik 87 ausgestattet, die ansteuerungstechnisch mit den Steuerventilmitteln 28 verbunden ist und elektrische Steuersignale an die Steuerventilmittel 28 übermitteln kann, die den Betriebszustand bzw. die Schaltstellung der Steuerventilmittel 28 vorgeben. Die Generierung der elektrischen Steuersignale erfolgt in der Steuerelektronik 87 unter Berücksichtigung von Rückmeldesignalen, die an mindestens einem Rückmeldesignaleingang 88 in die Steuereinheit 24 bzw. in die Steuerelektronik 87 eingespeist werden. Die Rückmeldesignale stammen vom Stellantrieb 8 und werden im Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 abhängig von der Position der Antriebseinheit 12 erzeugt.
Bevorzugt stammen die Rückmeldesignale von einer zu dem
Stellantrieb 8 gehörenden Detektionseinrichtung 89, die auf die Bewegung und/oder Position der Antriebseinheit 12 anspricht und abhängig davon die Rückmeldesignale ausgibt.
Exemplarisch ist die Detektionseinrichtung 89 ein Wegmesssystem, das eine kontinuierliche Positionsmessung der Antriebseinheit 12 vornehmen kann. Die Detektionseinrichtung 89 kann aber in einem einfachen Fall auch nur von einem oder mehreren Positionssensoren gebildet sein.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 24 als eine Stellungsreglereinheit 24a ausgebildet, was auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft. Hier verfügt die Steuerelektronik 87 über eine Regelungsfunktionalität und ist in der Lage, die Steuerventilmittel 28 abhängig von den als Istwerte empfange nen Rückmeldesignalen so anzusteuern, dass die Antriebseinheit 2 hinsichtlich einer gewünschten Sollposition geregelt wird, die durch eine an die Steuerelektronik 87 angeschlosse ne externe Steuereinrichtung als Sollwert vorgebbar ist. Bei der Steuereinheit 24 handelt es sich somit insbesondere um einen sogenannten Positioner.
Die Steuereinheit 24 kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 von einem einzigen Modul gebildet sein, das als Steuereinheitmodul 24b bezeichnet werden kann. Dieses Steuereinheitmodul 24b weist zweckmäßigerweise sowohl die An- triebs-Befestigungsschnittstelle 22 als auch die Erweiterungsschnittstelle 26 auf. Das Steuergerät 7 ist in diesem Fall modular aus dem Steuereinheitmodul 24b und den Erweiterungsmodulen 42 der Erweiterungsmodulanordnung 25 zusammenge setzt .
Variablere Einsatzmöglichkeiten bietet die in den Figuren 1, 2, 4 und 5 illustrierte Ausführungsform eines Steuergerätes 7, bei der die Steuereinheit 24 ihrerseits modular aufgebaut ist und sich insbesondere zwei Modulen zusammensetzt, zum ei nen einem für den eigentlichen Steuerungs- bzw. Regelungspro zess zuständigen Steuermodul 92 und zum anderen einem für ei ne vorteilhafte Kanalaufteilung verantwortlichen Kanalsplittermodul 93. Das Kanalsplittermodul 93 ist in Figuren 4 und der besseren Erkennbarkeit wegen doppelstrichpunktiert darge stellt .
Die Steuereinheit 24 hat eine an dem Steuermodul 92 angeordnete erste interne Schnittstelle 94 und eine daran angepass- te, am Kanalsplittermodul 93 angeordnete zweite interne Schnittstelle 95. Das Steuermodul 92 und das Kanalsplittermo dul 93 sind mit diesen beiden internen Schnittstellen 94, 95 in bevorzugt lösbarer Weise aneinander angebaut. Die Erweiterungsschnittstelle 26 und bevorzugt auch die Antriebs- Befestigungsschnittstelle 22 befinden sich einschließlich der an diesen Schnittstellen 26, 22 vorhandenen Fluidanschlüssen an dem Kanalsplittermodul 93. Somit kann bei Bedarf das Steuermodul 92 demontiert werden ohne die Erweiterungsmodulanordnung 25 oder den Stellantrieb 8 abbauen zu müssen. Dies ermöglicht beispielsweise einen leichten Austausch des Steuermoduls 92, wenn eine andere Steuerungs- oder Regelungsfunktionalität gewünscht ist.
Der an der Steuereinheit 24 vorhandene Luftspeiseanschluss 53 und die an der Steuereinheit 24 vorhandene Luftablassöffnung 73 sind zweckmäßigerweise auch an dem Kanalsplittermodul 93 angeordnet .
Die beiden Steuereinheit-Arbeitskanäle 33a, 33b, der Steuer- einheit-Luftversorgungskanal 58 und der Steuereinheit- Luftablasskanal 79 sind in dem durch die beiden internen Schnittstellen 94, 95 definierten Modul -Fügebereich unterteilt und haben an den beiden internen Schnittstellen 94 , 95 ausgebildete Kanalöffnungen, die im aneinander angebauten Zustand des Steuermoduls 92 und des Kanalsplittermoduls 93 zuordnungsrichtig miteinander kommunizieren.
Das Kanalsplittermodul 93 dient zur Kanalaufteilung zwischen dem Steuermodul 92 und der Erweiterungsmodulanordnung 25.
Nicht weiter illustrierte Befestigungsmittel ermöglichen eine lösbare Fixierung des Steuermoduls 92 an dem Kanalsplittermodul 93. Das Kanalsplittermodul 93 kann im Prinzip beliebig gestaltet sein. Als besonders vorteilhaft wird eine L-förmige Gestalt gemäß Figuren 1 und 2 und eine T- förmige Gestalt gemäß Figuren 4 und 5 angesehen.
Die Funktionsmodule 44 können jede beliebige, dem Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 dienlichen Funktionalität aufweisen. Besonders bevorzugte Funktionsmodule 44 sind bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 in die Erweiterungsmodulanordnung 25 integriert und werden nachstehend erläutert .
Das Lufteinspeisemodul 44a und das Luftaufbereitungsmodul 44b wurden weiter oben schon erläutert .
Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als Anzeigemodul 44c ausgebildet. Es verfügt bevorzugt über Anzeigemittel 96, die in der Lage sind, den in mindestens einem der Erweiterungs-Arbeitskanäle 32a, 32b und/oder in dem Er- weiterungs-Luftversorgungskanal 54 herrschenden Druck anzuzeigen .
Das Anzeigemodul kann ohne weiteres zur alternativen oder zusätzlichen Anzeige weiterer relevanter Kennwerte ausgebildet sein, beispielsweise Durchfluss oder Temperatur. Die Anzeigemittel 96 sind insbesondere für eine optische Darstellung ausgebildet .
Mindestens ein Funktionsmodul 44 kann als ein Drosselmodul 44d ausgebildet sein, mit dem der Durchfluss in dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b gedrosselt werden kann. Es verfügt über entsprechende Drosselmittel 97, die als Fixdrosseln oder als einstellbare Drosseln ausgeführt sein können. Mindestens ein Funktionsmodul 44 kann als ein Unterbrechungs - modul 44e ausgebildet sein, mit dem sich die durch es hindurchgehenden Kanäle unterbrechen lassen, das heißt absperren lassen, so dass die Steuereinheit 24 fluidisch abgekoppelt ist und leicht ausgetauscht werden kann. Das Unterbrechungs - modul 44e ist mit internen Ventilmitteln 98 ausgestattet, die in die Kanalverbindungen eingeschaltet sind und die bevorzugt manuell betätigbar sind.
Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als ein Handbetätigungsmodul 44f ausgebildet, in das eine zwischen den Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 und den mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b eingegliederte Ventileinrichtung 99 integriert ist, durch dessen Betätigung sich der Stellantrieb 8 unabhängig von der Steuereinheit 24 manuell betätigen lässt.
Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist vorzugsweise ein Notabschaltmodul 44g mit dem sicherheitstechnisch relevante Teile der mit der Prozesssteuervorrichtung ausgestatteten Anlage gesichert sind. Es hat einen elektrischen Anschluss 100 zur Einspeisung elektrischer Notabschaltsignale und verfügt über ein dadurch betätigbares integriertes Notabschaltventil 101.
Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als ein Verstärkermodul 44h ausgebildet, das mindestens eine in den Verlauf des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanals 32a, 32b eingeschaltete und darüber hinaus an den Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 angeschlossene Verstärkerstufe 102 aufweist, die dazu dient, den von den Steuerventilmitteln 28 ausgegebenen Fluiddruck zu verstärken, um auch große
Stellantriebe 8 hinreichend schnell betätigen zu können. Mindestens eine Komponente des Steuergerätes 7 hat zweckmäßigerweise einen ungeregelten Druckluftausgang 103, der beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 an der Steuereinheit 24 und dort insbesondere an dem Kanalsplittermodul 93 angeordnet ist und der beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 ein Bestandteil des Lufteinspeisemoduls 44b ist. Hier lässt sich Druckluft für nicht mit dem Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 zusammenhängende Zwecke abgreifen.

Claims

Ansprüche
1. Elektropneumatisches Steuergerät, mit einer Antriebs- Befestigungsschnittstelle (22) für den Anbau an einen pneumatischen Stellantrieb (8) und mit einer elektropneumatischen Steuereinheit (24) , die eine zur Verarbeitung von Rückmeldesignalen des Stellantriebes (8) ausgebildete Steuerelektronik (87) und durch die Steuerelektronik (87) elektrisch ansteuerbare Steuerventilmittel (28) enthält, wobei die Steuereinheit (24) mindestens einen pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) zur pneumatischen Verbindung mit einer Antriebskammer (16a, 16b) des anzusteuernden Stellantriebes (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) eine Erweiterungsschnittstelle (26) aufweist, an der mindestens ein mit den Steuerventilmitteln (28) kommunizierender pneumatischer Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) und mindestens ein mit einem pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) kommunizierender Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) ausgebildet ist, und dass das Steuergerät (7) eine an der Erweiterungsschnittstelle (26) angebrachte oder anbringbare Erweiterungsmodulanordnung (25) aufweist, die von mindestens einem einen Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) der Steuereinheit (24) mit einem Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) der Steuereinheit (24) verbindenden Erweiterungs- Arbeitskanal (32a, 32b) durchsetzt ist und ein den Erweite- rungs -Arbeitskanal (32a, 32b) vom Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) zum Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) umlenkendes Umlenkmodul (45) enthält.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) , der Erweiterungs- Arbeitseingang (36a, 36b) und der Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) jeweils doppelt vorhanden sind, wobei die Erweiterungsmodulanordnung (25) von zwei voneinander unabhängigen Erwei- terungs-Arbeitskanälen (32a, 32b) durchsetzt ist, die beide in dem Umlenkmodul (45) umgelenkt sind.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-Befestigungsschnittstelle an der elektropneumatischen Steuereinheit (24) angeordnet ist.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkmodul (45) die Erweiterungsmodulanordnung (25) an der der Steuereinheit (24) entgegengesetzten Seite abschließt.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mindestens ein Funktionsmodul (44) aufweist, durch das die beim Betrieb des Steuergerätes (7) in der Erweiterungsmodulanordnung (25) strömende Druckluft beeinflussbar ist und/oder das seinerseits von dieser strömenden Druckluft beeinflussbar ist .
6. Steuergerät nach Anspruch 5 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkmodul (45) gleichzeitig als ein Funktionsmodul (44) ausgebildet
7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mindestens ein bezüglich des Umlenkmoduls (45) gesondertes Funktionsmodul (44) aufweist, das zwischen das Umlenkmodul (45) und die Steuereinheit (24) einsetzbar oder eingesetzt ist.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mehrere bezüglich des Umlenkmoduls (45) gesonderte Funktionsmodule (44) unterschiedlicher Funktionalität aufweist, die aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit (24) und das Umlenkmodul (45) einsetzbar oder eingesetzt sind.
9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Funktionsmodul (44) zwei in einer Aneinanderreihungsrichtung (43) einander entgegengesetzt angeordnete Kopplungsschnittstellen (72) aufweist, die so ausgebildet sind, dass Funktionsmodule (44) unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit (24) und das Umlenkmodul (45) einsetzbar sind.
10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter den Funktionsmodulen (44) jeweils mindestens ein Luftaufbereitungsmodul (44b) und/oder ein Anzeigemodul (44c) und/oder ein Drosselmodul (44d) und/oder ein Unterbrechungsmodul (44e) und/oder ein Handbetätigungsmodul (44f) und/oder ein Notabschaltmodul (44g) und/oder ein Verstärkermodul (44h) und/oder ein Lufteinspeisemodul (44a) befindet.
11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Steuereinheit (24) und/oder an der Erweiterungsmodulanordnung (25) einen Lufteinspeisean- schluss (53) aufweist, der mit einem die Erweiterungsmodulan- Ordnung (25) durchsetzenden Erweiterungs-Luftversorgungskanal (54) kommuniziert, der mit den in der Steuereinheit (24) befindlichen Steuerventilmittel (28) zur Versorgung mit Druckluft in Fluidverbindung steht und der zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Umlenkmodul (45) umgelenkt wird.
12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Erweiterungsschnittstelle (26) der Steuereinheit (24) ein mit einem Lufteinspeiseanschluss (53) der Steuereinheit (24) kommunizierender Erweiterungs- Versorgungsausgang (56) und ein mit den Steuerventilmitteln (28) der Steuereinheit (24) kommunizierender Erweiterungs- Versorgungseingang (57) ausgebildet ist, wobei ein die Erweiterungsmodulanordnung (25) durchsetzender und in dem Umlenkmodul (45) umgelenkter Erweiterungs-Luftversorgungskanal (54) einerseits mit dem Erweiterungs -Versorgungsausgang (56) und andererseits mit dem Erweiterungs -Versorgungseingang (57) verbunden ist.
13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) an der Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) der Steuereinheit (24) angeordnet ist, derart, dass im an einen Stellantrieb (8) angebauten Zustand der Steuereinheit (24) eine direkte Fluidverbindung eines Erweiterungs-Arbeitskanals (32a, 32b) mit dem Stellantrieb (8) vorliegt.
14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) als eine Stellungsreglereinheit (24a) ausgebildet ist, deren Steuerelektronik (87) über eine Regelungsfunktionalität verfügt, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Positionsregelungsfunktio- nalität handelt.
15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) einen modularen Aufbau hat, wobei sie über ein die Steuerelektronik (87) und die daran angeschlossenen Steuerventilmittel (28) sowie mindestens einen zum Empfang von Rückmeldesignalen geeigneten Rückmeldesignaleingang (88) aufweisendes Steuermodul (92) verfügt und außerdem ein zweckmäßigerweise lösbar an das Steuermodul (92) angebautes gesondertes Kanalsplittermodul (93) aufweist, wobei die Erweiterungsschnittstelle (26) und zweckmäßigerweise auch die Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) an dem Kanalsplittermodul (93) ausgebildet ist.
16. Prozesssteuervorrichtung, mit einem Stellantrieb (8) und einem elektropneumatischen Steuergerät (7) für den Stellantrieb (8) , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet und mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) an den Stellantrieb (8) angebaut ist.
17. Prozesssteuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (8) Bestandteil eines Prozessventils (14) ist und zur Betätigung einer Ventilarmatur (13) des Prozessventils (14) dient.
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