阀组件和流体系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于影响至少一个流体流的阀组件，如其例如在自动化技术中被使用的那样，以便以合适的方式操控可流体运行的促动器(如气动缸或气动的旋转驱动器)。此外，本发明涉及一种流体系统。
【发明内容】
[0002]本发明的目的在于提供一种阀组件，其使能够以较高的节拍频率、即每时间单位带有大量切换周期地影响至少一个流体流。
[0003]根据第一方面，该目的通过一种带有权利要求1的特征的阀组件来实现。在此设置成，阀组件包括控制装置和至少一个阀装置，其中，控制装置具有用于与总线通讯系统连接以接收运动指令的总线接口、用于将运动指令处理成用于阀装置的控制指令的处理装置以及用于阀装置的电气联结的至少一个联接装置，且其中，该至少一个阀装置与控制装置的至少一个联接装置电气连接且包括构造用于处理控制指令的处理器件，其中，处理器件关联有用于阀的电气联结的至少一个第一联接器件和至少一个传感器件，且其中，处理器件构造用于联系该至少一个传感器件的传感器信号与控制指令。
[0004]根据本发明，阀组件因此划分成两个重要的主部件。在此，第一主部件是控制装置，其构造用于与总线通讯系统的通讯和用于将运动指令转换成控制指令。第二主部件是阀装置，其构造用于将控制指令实际转换到实际的流体流中且对此可被带到与阀和传感器件的连接中。这样的阀组件例如可经由下级的总线通讯系统与总线节点(Busknoten)(其在其方面可经由上级的总线通讯系统与上级控制装置、尤其可存储编程的控制部通讯)相连接。备选地也可设置成将阀组件在没有总线节点的中间连接的情况下直接与上级的总线通讯系统连接。因为在阀组件中不仅控制装置而且阀装置作为以处理装置或处理器件的形式的计算机且相应地配备有一定的计算能力，优选地可设置成，上级控制装置将抽象的运动指令尤其经由总线节点传输到阀组件处，其中，这些运动指令不包括或仅包括非常少的关于相应运动的执行的细节。这些细节通过运动指令在处理装置中或在处理器件中由合适的算法且在包含所联接的阀和传感器件的特殊的参数和测量值的情况下的处理才被算出。因此，一方面对于在上级控制装置与阀组件之间的通讯仅需要较小的带宽用于传输抽象的运动指令，另一方面可当场在待操控的阀的紧邻的周围环境中来执行对于运动指令的转换必要的计算。此外有利的是，处理器件除了构造用于可电气操控的阀的电气联结的第一联接器件之外还关联有第二联接器件，其构造用于传感器件的电气联结。由此可直接在处理器件中来处理所联接的传感器件的传感器信号。这使能够在处理器件中特别快速且优选地考虑被联接在第一联接器件处的阀和/或流体消耗器(其流体地与阀连接且配备有相应的传感器件)的状态。优选地，处理装置任务是协调多个阀装置的动作，以执行运动指令到相应的待由所联接的阀释放的流体流和所联接的促动器的由此产生的运动的所期望的转换。相应地，在控制装置与阀装置之间的双向通讯是有利的，因为由此不仅可将到达阀装置处的传感器信号而且可将由阀装置发出的用于各个阀的调整信号传输到处理装置(其由其任务可看作用于各个阀装置的控制机构)处。
[0005]本发明的有利的改进方案在从属权利要求中来说明。
[0006]当控制装置被容纳在第一壳体中而该至少一个阀装置被容纳在单独的第二壳体中时且当在控制装置与阀装置之间构造有导体相连的连接时，是适宜的。由此，可将阀装置直接布置在促动器(其应借助于可由相关联的阀释放的流体流来操控)处。而控制装置具有以相应的控制指令供应阀装置中的多个且协调阀装置的目的，使得控制装置的梯级式的布置是有利的。示例性地，对于在控制装置与阀装置之间的导体相连的连接设置有串行的数据传输，尤其经由根据串行外围接口标准(SP1-Standard)的同步的串行数据总线。由此可以以成本有利的方式来确保各个阀装置的不仅控制指令而且反馈到控制装置处的高效的数据传输。
[0007]在本发明的一改进方案中设置成，在阀装置的第二个联接器件处联接有用于检测流体压力的至少一个压力传感器和/或用于检测阀的阀位置的至少一个位置传感器。不仅借助于压力传感器而且借助于尤其构造为用于检测阀行程的行程传感器的位置传感器可检测与阀装置相连接的阀的功能状态，使得阀装置可持久地或在给定的时刻调取关于阀是否占据规定的阀位置和/或是否在布置压力传感器的测量点处建立相应的流体压力的信息。由此可实现有利地监控联接到阀装置处的阀的阀功能。
[0008]优选地设置成，至少一个流体促动器与阀中的至少一个相联结，处理装置构造用于检测该至少一个流体促动器根据运动指令的运动轮廓(Bewegungsprofil)并且处理装置和/或处理器件构造用于将运动轮廓转换成用于阀的调整信号。因此，在控制装置中的处理装置任务是将上级控制装置的到达的运动指令转换成用于促动器的运动轮廓，以便以此将处理器件置于进行阀(其与相应的阀装置相连接)的合适的操控的情况中。这些运动轮廓超过相应的、尤其构造为比例阀的阀的简单的切换且例如包括对于通过相应待操控的阀的流体流动的变化的规定，以便使能够有利地操控与阀相连接的流体消耗器(Fluidverbraucher)、尤其促动器。例如作为控制指令从控制装置传输到阀装置处的运动轮廓在阀装置的处理器件中被转换成用于阀的调整信号。补充地或备选地也可设置成，运动轮廓已在处理装置中部分或完全地被转换成调整信号，其被提供到处理器件处，以便在那里产生用于操控阀的期望的调整信号。
[0009]例如，从处理装置提供坡式的运动轮廓到处理器件处示例性地导致对于待操控的阀的同样坡式的电气调整信号。只要对于处理装置已知所联接的阀的尤其电气驱动器的特殊特征，然而可由坡式的运动轮廓导出单独针对用于相应的阀的驱动器设计的调整信号。该单独的调整信号可显著区别于坡式的运动轮廓且最终应导致通过所联接的阀的流体流动的变化，通过该变化来表示以相应的动作、尤其所联接的流体消耗器的运动的形式的坡式的运动轮廓。在此有利的是，可使处理器件在电平上和/或通过合适的编程精确地匹配于所联接的阀，从而使阀的特别高效且快速的操控成为可能。此外，通过划分成运动指令、运动轮廓和调整信号来确保，在处理装置与处理器件之间同样仅须传输较小的数据量，因为由于在处理器件中的局部智能可直接当场在处理器件中进行对于按照规定的运动轮廓正确操控阀必需的计算。
[0010]在本发明的另外的设计方案中设置成，处理装置关联有至少一个外部传感装置并且处理装置构造用于经由下级的总线通讯系统接收该至少一个外部传感装置的传感器信号且用于处理该至少一个外部传感装置的传感器信号，并且处理装置包括存储装置，在其中存储有至少一个调节算法、尤其位置调节器和/或压力调节器。由此，处理装置不仅可取用与阀装置相关联的传感器件的传感器信号、而且附加地可取用外部传感装置的传感器信号，以进行所联接的阀装置的必要的协调。示例性地可设置成，经由下级的总线通讯系统提供外部传感装置的传感器信号，外部传感装置仅间接地与流体消耗器、尤其可流体操作的促动器(其在其方面与阀装置相连接)的功能相联系。外部传感装置例如可构造为带有后置的图像处理部(其检查由与阀装置相连接的至少一个促动器执行的处理步骤的处理结果且例如提供好/差信号)的摄像系统。通过外部传感装置的信号的该包括在内，可提高装备有根据本发明的阀组件的自动化系统的运行可靠性。此外，在处理装置中可根据到达的传感器信号来进行对调节量、尤其对由阀组件所提供的至少一个流体压力或对促动器的位置的调节。对此，处理装置除了用于存储至少一个调节算法的存储装置之外包括工作存储区域，在其中相应的算法可在将传感器信号包括在内的情况下进行且可检测相应必要的调整量，以将其提供到相应关联的阀装置处。示例性地，该调节算法可构造为压力调节器，其调节待提供到促动器处的流体的流体压力。备选地，调节算法可构造为位置调节器，借助于其尤其可来调节阀位置或促动器的位置。<