JPH07500408A - 電空制御器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明（表　複数の弁が装着された配流部と電動弁駆動部とを保有するモジュー ルの形式で形成された弁ステーションと、弁駆動のための電動信号を供給する中 央電子制御ユニットとを有する電空制御器に関する。

この形式の制御器は既に久しく出願人の供給プログラムに存在している。モジュ ール的な弁ステーション１表　いわゆる［弁島ｊ又は「取付品」を持ち、マルチ ウェイ弁の装着された板状の配流部を保有している。このマルチウェイ弁の作動 １社　通常電磁石又は電磁弁より成る電動弁駆動部を介して行われる。弁ステー ションがハンディ−なユニットとして一体形成されているので、制御される機械 装置の直近に効率的に取付でき、従ってマルチウェイ弁と駆動される装置、例え ば作動シリンダーとの間の気送管路は短いものでよい。弁駆動のための作動信号 は中央電子制御ユニットが供給し、その中央電子制御ユニットはユーザに便利な 位置に配置されたスイッチボックス内に収められている。信号伝達には、中央制 御ユニットと各弁ステーションとの間に設けられた対応するケーブルが使われる 。同様の構成はＤＥ　３０　４２　２０５Ｃ２にも見られる。

中央電子制御ユニットの据付けは元来非常にコストがががり、且つスイッチボッ クス内の大規模な配線を要するものである。特に自動化が最小限でよい場合に（ よ　必要据付はコストが不釣合いに太きくなる。制御する装置が小規模な機械装 置ユニット又は別々の機械装置ステーションである場合に（よ　そのため従来多 くの場合は弁ステーションの無い旧来の装置をそのまま使用している。

本発明の課題１表　小規模な設備又は機械装置ステーションでもそれに応じた低 コストで自動化が可能になる、冒頭に揚起した形式の制御器を提供することであ る。

課題の解決のために、中央制御ユニットは制御ブロックとして形成さ札　その制 御ブロックがモジュール形式の弁ステーションの直接構成部品として構成されて いる。

この方法で１表　中央制御ユニットを別個に配設　且っコストをかけて既存の弁 ステーションに接続しなければならないということがなくなる。更に中央電子制 御ユニットはコンパクトな制御ブロックにまとめられており、その制御ブロック は弁ステーションに固有の構成要素、つまり弁ステーションのモジュール部品で ある。弁ステーションの据付は位置が即ち同時に中央制御ユニットの据付は位置 である。当然ながらこれは必要配線を著しく削減する。制御ブロックは弁ステー ションに一体化でき、必要に応じて弁ステーションから取り外しできるように形 成できる。このような弁ステーションは故障の際に迅速な交換を可能にする。こ うして小規模な設備又は機械装置ステーションでも低コストな方法で、中央電子 制御ユニットを一体化したコンパクトな弁ステーションを設けることができる。

本発明の効果的な展開は従属請求項に記載されている。

弁ステーションの制御ブロックに電子固定プログラムを記憶させ、その固定プロ グラムを装着した弁の数と実行する制御タスクに応じて調整してもよい。この方 法は特に低コストである。それでいてプログラミング可能な制御ブロック１表　 多様な導入方法が可能で、これにより行われるべき制御タスクに対する制御プロ グラム調整がその場で可能となる。

プログラミングを可能にするため１ミ　パーソナルコンピュータへ接続できるよ う、主に制御ブロックにインタフェースが設けられても良い、これにより、プロ グラミング、オンライン運転中の問題無い調整又はプログラムリスト等のドキュ メンテーションが容易に可能となる。

制御ブロックが指示装置及び／又は制御装置のためのインタフェースも有し、そ のインタフェースをコンピュータ用のインタフェース機能として用いることがで きる。制御器が調整されると、コンピュータを指示装置及び／又は操作装置とし て用いることができ、この後その指示装置及び／又は操作装置を介して弁ステー ションの操作が行われる。

本発明の複数の弁ステーションＬよ　主にフィールドバスを介して連接できる。

これらの弁ステーションのうちの一つの制御ブロックが、この場合所謂マスター ・制御ユニットを形成し、そのマスター・制御ユニットが残りの制御ブロックを 支配する。従属制御ブロックは常時独立させて、主にサービス・、交換・及びメ ンテナンス目的に使用してもよい。

制御ブロックを備えた弁ステーションに制御ブロックの無い弁ステーションを接 続することも可能で、それは同じく効果的にフィールドバスを介して行わ礼　制 御ブロックの無い弁ステーションは、それでね　フィールドバス・コミュニケー ションユニットを装備している。前記事例のごとく、この場合も所謂マスターが 存在し、そのマスターが従属ステーション、所謂スレーブを制御する。制御器の 構造がコンパクトになるので、自動化課題が経済的に解決できる。

次に本発明が付属図面を用いて詳細に解説される。図において図１　制御ブロッ クを装備した弁ステーションを示した、制御器の第一構造形状の概略図である。

図２　それぞれ−個の制御ブロックを保有しながら互いに連接さ札　かつ−個の メイン・及至マスクファンクションを内蔵した複数の弁ステーションを有する制 御器を示す。

図３　別の制御器の構造を示し、その場合制御ブロックを装備した弁ステーショ ンに制御ブロックの無い弁ステーションが複数接続されている。

図１に示した電空制御器１はモジュール的な弁ステーション２を有する。その弁 ステーション２はペースプレート３と有し、そのペースプレート３は主に圧縮空 気媒体のための配流部４を形成する。配流部４の内部に延在する主供給管路５と 、実施例では二個の主排気管路６．７がある。これらを介して圧力媒体の注入及 び／又は排出が行われる。詳細に図示しない分岐管路を介して前記管路５．６． ７が配流部４の装着面８にて開口しており、その部分にマルチウェイ弁として形 成された複数の弁１２が装着されている。これらの弁１２はその分岐管路を介し て供給管路５と排気管路６．７とに通じている。弁１２に装備された接続手段１ ３は圧縮媒体配管１４の接続を可能にし、その圧縮媒体配管１４１表圧縮媒体で 作動する作動装置１５に通じる。より見やすくするために図１で１表　作動シリ ンダーより成る作動装置１５だけが代表的に示しである。弁１２の適切なスイッ チングにより作動装置１５の圧力媒体供給が制御さ札　それによりこれらが所望 の態様で弁を所望の態様でスイッチングできるよう、各弁に電動弁駆動部１６が 付設されている。その弁駆動部１６１表　実施例では対応する弁１２と組み合わ さね　且つ主に弁１２の弁ハウジング１７の少なくとも一個に取付られている。

この方法で弁駆動部１６もベースプレート３に取付られている。当然ながら弁駆 動部１６は選択的又は追加的に適切な取付媒体を介して主に取り外し可能にベー スプレート３へ固定できる。

弁駆動部１６の作動に必要な電気の操作信号を中央電子制御ユニット１８が供給 し、その中央電子制御ユニット１８は機能的に制御ブロック１９として形成さ札 　且つ弁ステーション２のモジュール部品である。制御ブロック］９は弁ステー ション２の直接構成部品又はモジュールとして弁ステーション２に取付けられて いる。従って例えば適切な位置に設置するときなど、弁ステーション２を取扱う 時に１．ｔ、その取扱には制御ブロック１９の取扱も自ずと含まれる。中央制御 ユニット１８は実質的に弁ステーション２の固有の構成部品であるので、中央制 御ユニットと弁ステーション２とを離して設けた場合のコストのかかる信号回線 が不要となる。

制御ブロック１９を直接弁ステーション２内へ且つ主にベースプレート３内へ一 体化することが基本的には可能であろう。図示した実施例の効果１上　制御ブロ ック１９がベースプレート３に取り外し可能に取付られており、それにより制御 ブロック１９が必要時１：、例えば機能障害の除去のために問題なく取り外しで きることである。

制御ブロック１９が弁１２と同じ装着面８に配設されていても効果的である。実 施例では弁１２は電池のように並び、その場合弁１２の縦軸は並び方向に刻して 直交し、制御ブロック１９は弁列の一端領域にある。

弁駆動部１６は制御ブロック１９が供給する電気の操作信号によって作動する。

−個の弁ステーションにコンパクトに統合されているので、信号路が非常に短く なる。更に弁駆動部１６と制御ブロック１９との間の位置関係が不変なので、略 図で破線で示した信号伝達に使われる電線２３１よ　流体管路のごとくベースプ レート３内に問題なく一体化されている。電線２３はこの場合プリント基板であ ってもよく、また単数乃至複数のケーブル内へ統一できる個々のワイヤであって もよい、ベースプレート３内に適切な空間を設けて、その中に機能的に電線２３ が設けられる。プラグ部を設けることで制御ブロック１９と弁駆動部１６を電線 ２３で接続することが可能であろう。そのプラグ部（友　弁駆動部１６及び／又 は制御ブロック１９をベースプレート３に装着すると、必要な電気接続が自動的 に行われるよう設けられてよい。図１に１上　弁ステーション２と監視部２５と が協働すべき場合に設けてもよいプレート拡張部２４が一点鎖線で図示しである 。この形式の監視部２５は実施例ではセンサとして示してあり、作動装置１５に 設けら札　監視部２５のシャフト部２６の位置に応じて信号を生じる。この信号 は次に弁ステーション２の詳細に図示しない電線を介して制御ブロック１９及び ／又は弁駆動部１６に伝達される６　制御ブロック１９はそれにより、弁駆動部 ］６の制御時に、接続される作動装置１５の動作状態を考慮できる。実施例で１ 表監視部２５からの信号伝達回線２８の接続を可能にする複数の接続手段２７が プレート拡張部２４に示しである。

実行可能状態で（よ　弁駆動部１６の作動に関して考慮されるべく保存されたパ ラメータに応じた様々な制御プログラムが保存されている。これはメーカーサイ ドで固定プリセットした固定プログラムであり、ユーザには変更できない。この 方法は最小規模設備の制御に適している。実施例で選択されたバリエーションは 本質的に可変であり、これにより制御ブロック１９がプログラミング可能となり 、制御プログラムも可変である。主に弁ステーションが据付は位置に固定据付け され且つ必要な電気及び流体接続が終われ（Ｌ　プログラミングはその場で行わ れる６　制御ブロック１９には少なくとも一個のインタフェース３３が設けら札 　一点鎖線で示した接続ケーブル３４を介してコンピュータ３５が少なくとも一 時的に接続できる。そのコンピュータ３５は商用のパーソナルコンピュータでよ い。コンピュータ３５を用いれ（Ｌ　制御ブロック１９のソフトウェアがユーザ 独自にその場でプログラミングでき、必要に応じオンライン運転中に実行できる 。その他に、接続されたコンピュータをドキュメンテーションの記録のために使 用することが考えられよう。

制御ブロック１９が望み通りプログラミングされると、コンピュータ３５を切り 離すことができるので、その後空きになったインタフェース３３（上　指示装置 及び／又は操作装置３６の接続のために使用できる。対応するケーブルは３４° で示しである。これでオペレータ１よ　運転中に必要な命令を制御ブロック１９ に非常に容易に与えることができる。

当然ながら指示装置及び／又は操作装置に、必要に応じ制御ブロック］９用のイ ンタフェースを設けてもよい。

図１の制御器１は所謂スタンド・アロン方式であり、内部に保有された作動サイ クルに応じて単独で作動する。他の弁ステーション２の接続は用意されない。言 わば主に駆動部のスイッチング電圧と監視部２５の供給電圧とに対する電源電圧 の供給を可能にする接続部３７だけは用意されている。

弁駆動部１６は電磁石を有した、ソレノイドとも呼ばれる装置である。実施例で は弁駆動部１６が電気的操作可能な電磁弁として形成されている。弁１２はこの 場合実質的に主弁であり、サーボバルブとして電磁弁によって制御されるもので 、機能的にマルチウェイ弁であり、例えば５／２路弁又は５／３路弁である。

図１の実施例に比べ拡張された制御器１°が図２に図示しである。これは複数の 弁ステーション２′により構成さ托　その弁ステーション２′１社　−制御ブロ ック１９′の改変を除き−図１の弁ステーション２の実施例に一致している。改 変された制御ブロック１９’ｌ上　弁ステーション２゛　をフィールドバス３８ へ接続することと、この方法で前記複数の弁ステーション２°　を実質的に互い に結合することを可能にする。各制御ブロック１９°は単数又は複数のフィール ドバス・接続手段３９を有し、それにより例えばタンデム接続が可能である。フ ィールドバス３８１．ｔ、実質的に１よ　弁ステーションから弁ステーションへ 延在した二線式回線によって形成されている。その場合、−弁ステーション２′ の制御ブロックが所謂マスター・制御ユニット４０を形成し、そのマスター・制 御ユニット４０にはフィールドバス３８を介して接続された他の弁ステーション ２°が従属している、というように配置される。即ちその他の弁ステーション２ °Ｉｔ、独自の制御ブロック１９°　を有するので、インテリジェント・スレー ブとして形成された所謂スレーブである。そのためにプログラミング可能な弁ス テーション４１はマスターとして成り、マスター・制御ユニット４０を備え、接 続された他の弁ステーション２”　を制御し且つ監視する。これらに従属した弁 ステーション２°が、それらに固有の各制御ブロック１９′　を有し、従って他 のスレーブに無関係に作動できる。各制御ブロック１９゛は他の制御ブロックに 無関係にプログラミングできる。

他のバリエーションは図３の制御器１°′である。この場合同じく図２に図示し た形式の弁ステーション２′はそのままで、その弁ステーション２″の制御ブロ ック１９′はマスター・制御ブロック４０として形成されているので、弁ステー ション２′　自体はメイン・乃至マスター・弁ステーション４１である。マスタ ー・制御ユニット４０のフィールドバス・接続手段３９にフィールドバス３８が 接続されていて、そのフィールドバス３８を介して他の弁ステーションが複数接 続されており、これらの弁ステーションは制御ブロックの無い弁ステーション２ °゛である。これらの各従属弁ステーション２°゛１ヨ　制御ブロックの代わり にフィールドバス・コミュニケーションユニット４２を有し、そのフィールドバ ス・コミュニケーションユニット４２を使って、上述の弁ステーション２゛°　 がそのフィールドバス３８に接続さ札　さらにそのフィールドバス３８を介して マスター・弁ステーション４１のマスター・制御ユニット４０に接続されている 。弁ステーション２”１．ｔ、言わば単なる命令受信機であって、何ら独自のイ ンテリジェンス又は制御器を保有せず、従ってプログラミングコネクタは不要で あり、フィールドバス・接続手段３９を有するのみである。この場合も図２の実 施例の場合のようにマスター・弁ステーション４１１表　上位弁ステーションと して、接続された従属弁ステーションを制御し且つ監視する。これで、作動装置 １５及び監視部２５が共通の機械装置ステーション又は加工処理ユニットに連動 するので、自動化課題のためには非常に経済的な解決方法である。

全ての場合に弁ステーションから成る装置のモジュール構造となる。所謂スレー ブは弁ステーションでもあり、付加的作動ステーションでもあって、例えば分散 インプットとアウトプットとであって、そのインプットとアウトプットを介して 電動装置１５、例えばリレーを作動できる。当然ながらマスター・弁ステーショ ン４１に従属したスレーブとして同時に制御ブロックを有する弁ステーション（ ２°）又は制御ブロックのない弁ステーション（２°°）を装備できる６ マスター・弁ステーション４１に従属した弁ステーションの数（表　必要に応じ て変えらね　その場合４個までの数が最適と判明した。

制御ブロックとフィールドバス・コミュニケーションユニットに関する相違表除 いて、図２と図３の弁ステーション２°、２゛゛の構造（友　図１の弁ステーシ ョン２の構造に一致している。

当然ながら制御ブロックの操作信号１表　光学的にも伝達されうる。

ＡＮ）−４ＡＮＣＩ　ＡＦＪ　ＮεＸ　ＡＮＮＥＸｉＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の弁（１２）の装着された配流部（４）と電動弁駆動部（１６）とを有 したモジュールの形式で形成された弁ステーション（２，２′）を有し、弁駆動 部（１６）のための電気の操作信号を供給する中央電子制御ユニット（１９，１ ９′）を有する電空制御器であって、中央制御ユニットが制御プロック（１９， １９′）として形成されていて、該制御プロック（１９，１９′）がモジュール 形式の弁ステーション（２，２′）の直接構成部品であることを特徴とする電空 制御器。 ２．制御プロック（１９，１９′）が弁ステーション（２，２′）から取り外し できるモジュール部品として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の 制御器。 ３．制御ブロック（１９，１９′）がプログラミングできることを特徴とする請 求項１又は２に記載の制御器。 ４．弁ステーション（２，２′）の制御プロック（１９，１９′）が、コンピュ ータを接続するための少なくとも一個のインタフェース（３３）を有することを 特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御器。 ５．インタフェース（３３）が指示装置及び／又は操作装置（３６）の接続を可 能にすることを特徴とする請求項４に記載の制御器。 ６．弁ステーション（２′）の制御プロック（１９′，４０）にフィールドバス （３８）が接続でき、該フィールドバス（３８）により、主に弁ステーション（ ２′，２′′）として形成された他の作動ステーションを結合することができる ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の制御器。 ７．弁ステーション（２′）の制御プロック（１９′，４０）がマスター・制御 ユニット（４０）であり、フィールドバス（３８）を介して接続された他の作動 ステーション（２′，２′′）が前記マスター・制御ユニット（４０）に従属し ていることを特徴とする請求項６記載の制御器。 ８．少なくとも一個の付加的作動ステーションが弁ステーション（２′）として 形成されていて、該弁ステーション（２′）の制御プロック（１９′）がフィー ルドバス（３８）を介してマスター・制御ユニット（４０）に接続されているこ とを特徴とする請求項７に記載の制御器。 ９．少なくとも一個の他の作動ステーションが制御プロックの無い弁ステーショ ン（２′′）として形成されていて、該弁ステーション（２′′）がフィールド バス・コミュニケーションユニット（４２）を有し、該フィールドバス・コミュ ニケーションユニット（４２）がフィールドバス（３８）を介して他の弁島（２ ′）の制御プロック（１９′）に接続されていることを特徴とする請求項７又は ８に記載の制御器。 １０．少なくとも一個の弁ステーション（２，２′，２′′）が、制御ブロツク （１９、１９′）又はフィールドバス・コミュニケーションユニット（４２）と 弁駆動部（１６）との間で電気の操作信号を伝達するための手段（２３）を有す ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の制御器。 １１．少なくとも一個の弁ステーション（２）が、制御プロック（１９）とコミ ュニケーションするセンサのような監視部（２５）のための接続媒体（２７）を 有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の制御器。 １２．制御プロック（１９，１９′）が弁ステーション（２，２′）のベースプ レート（３）に取付られていて、該ベースプレート（３）が配流部（４）仁固着 しているか又は配流部（４）であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか に記載の制御器。