閥組件和流體系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于影響至少一個流體流的閥組件，如其例如在自動化技術中被使用的那樣，以便以合適的方式操控可流體運行的促動器(如氣動缸或氣動的旋轉驅動器)。此外，本發明涉及一種流體系統。

【發明內容】

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