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DE29714454U1 - Control arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular pneumatic positioning drive - Google Patents

Control arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular pneumatic positioning drive

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DE29714454U1
DE29714454U1 DE29714454U DE29714454U DE29714454U1 DE 29714454 U1 DE29714454 U1 DE 29714454U1 DE 29714454 U DE29714454 U DE 29714454U DE 29714454 U DE29714454 U DE 29714454U DE 29714454 U1 DE29714454 U1 DE 29714454U1
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Description

G 18 028 - rets 21.07.1997G 18 028 - rets 21.07.1997

FESTO AG & Co, 73734 EsslingenFESTO AG & Co, 73734 Esslingen

Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen PositionierantriebControl arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular a pneumatic positioning drive

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Positionierantrieb, wobei das Bus system eine Recheneinheit und mehrere Busstationen aufweist, und wobei Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs mit einer diesem Positionierantrieb zugeordneten Busstation verbunden sind.The invention relates to a control arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular a pneumatic positioning drive, wherein the bus system has a computing unit and several bus stations, and where sensors and actuators of each positioning drive are connected to a bus station assigned to this positioning drive.

Bei bekannten Regel anordnungen zur Regelung von an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieben besitzt jeder Positionierantrieb eine eigene elektronische Regelvorrichtung, die entweder als separates Gerät ausgebildet oder in der jeweiligen Busstation integriert ist. Die zentrale Recheneinheit übernimmt dabei lediglich Koordinationsfunktionen und Programmierfunktionen. Nachteile dieser bekannten Regel anordnungen bestehen darin, daß jede einzelne elektronische Regeleinrichtung separat programmiert oder eingestellt werden muß, wobei häufig ProblemeIn known control arrangements for controlling positioning drives connected to a bus system, each positioning drive has its own electronic control device, which is either designed as a separate device or integrated in the respective bus station. The central processing unit only takes on coordination functions and programming functions. Disadvantages of these known control arrangements are that each individual electronic control device has to be programmed or set separately, which often causes problems.

bei der Koordination der verschiedenen Positionierantriebe auftreten, vor allem dann, wenn es sich um Positionierantriebe für dieselbe Vorrichtung handelt, die in verschiedenen Achsenrichtungen wirken.when coordinating the different positioning drives, especially when the positioning drives for the same device act in different axis directions.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Programmierung insbesondere komplexer Systeme von Positionierantrieben zu vereinfachen und zu vereinheitlichen.One object of the present invention is to simplify and standardize the programming of particularly complex systems of positioning drives.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine Busstation ausschließlich zur übertragung der Aktor- und Sensorsignale zwischen dem wenigstens einen Positionierantrieb und der Recheneinheit vorgesehen ist und die Recheneinheit als alle Regel aufgaben wahrnehmende zentrale Regeleinrichtung ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in that at least one bus station is provided exclusively for transmitting the actuator and sensor signals between the at least one positioning drive and the computing unit and the computing unit is designed as a central control device that performs all control tasks.

Bei der erfindungsgemäßen Regelanordnung kann somit eine zentrale Programmierung der Recheneinheit erfolgen, um alle Funktionen aller angeschlossenen Positionierantriebe zu steuern und zu koordinieren. Änderungen im Funktionsablauf oder in den Regelparametern können zentral in der Recheneinheit erfolgen. Auch beim Hinzufügen weiterer Positionierantriebe, Funktionen, Sensoren oder Aktoren erfolgt die Umprogrammierung ausschließlich in der zentralen Recheneinheit. Dasselbe gilt beim Entfernen vorhandener Positionierantriebe od.dgl. Die Koordination zwischenWith the control arrangement according to the invention, central programming of the computing unit can be carried out in order to control and coordinate all functions of all connected positioning drives. Changes in the functional sequence or in the control parameters can be carried out centrally in the computing unit. Even when adding further positioning drives, functions, sensors or actuators, the reprogramming takes place exclusively in the central computing unit. The same applies when removing existing positioning drives or the like. The coordination between

den Bewegungen der einzelen Positionierantriebe wird dadurch ebenfalls vereinheitlicht. Eventuelle Defekte oder Fehl funktionen einzelner Positionierantriebe werden zentral der Recheneinheit gemeldet und können in vielen Fällen dort zentral beseitigt werden. Die einzelnen Busstationen können einheitlich in geringer Größe ausgeführt werden, so daß sie auch jeweils unmittelbar am jeweiligen Positionierantrieb angeordnet werden können.the movements of the individual positioning drives are also standardized. Any defects or malfunctions of individual positioning drives are reported centrally to the processing unit and can in many cases be eliminated centrally there. The individual bus stations can be designed uniformly in a small size so that they can also be arranged directly on the respective positioning drive.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Regelanordnung möglich.The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the control arrangement specified in claim 1.

In der Recheneinheit ist weiterhin die Ablaufsteuerung enthalten, durch die alle Funktionen koordiniert werden.The processing unit also contains the process control, which coordinates all functions.

Die Busstationen weisen zweckmäßigerweise jeweils Schnittstellen für die Aktoren und Sensoren auf, wobei diese Busstationen vorzugsweise zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sind, um bei einheitlichem Aufbau der Busstationen unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten zu schaffen.The bus stations expediently each have interfaces for the actuators and sensors, whereby these bus stations are preferably designed for the connection of analog and/or digital sensors and actuators in order to create different connection options according to the respective circumstances with a uniform structure of the bus stations.

Eine weitere Vereinfachung tritt dadurch auf, daß die Recheneinheit eine einheitliche Software zur Steuerung undA further simplification occurs because the processing unit has a uniform software for control and

Regelung von pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Positionierantrieben aufweist, so daß auch hier eine große Variabilität von Anschlußmöglichkeiten und Ausführungen gegeben ist. Dabei sind vorzugsweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Servo- und Schrittmotoren als Positionierantriebe vorgesehen.Control of pneumatic, hydraulic and/or electrical positioning drives, so that here too there is a great variety of connection options and designs. Pneumatic, hydraulic or electrical servo and stepper motors are preferably provided as positioning drives.

Zur Vereinfachung der Installation ist die Recheneinheit in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert, wodurch eine schnelle und kostengünstige Installation ermöglicht wird.To simplify installation, the computing unit is integrated into a housing designed for control cabinet installation, enabling quick and cost-effective installation.

Um weitere Einflußgrößen bei der Steuerung bzw. Regelung berücksichtigen zu können, besitzt wenigstens eine Busstation digitale und/oder analoge Eingabe-/Ausgabeschnittstellen, um weitere Sensoren oder Aktoren auch unabhängig von Positionierantrieben anschließen zu können. Darliber hinaus ist zweckmäßigerweise wenigstens eine Busstation zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe (Ventilinsel ) vorgesehen.In order to be able to take into account further influencing factors in the control or regulation, at least one bus station has digital and/or analog input/output interfaces, in order to be able to connect further sensors or actuators independently of positioning drives. In addition, at least one bus station is expediently provided for controlling a pneumatic valve group (valve island).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bussystems mit drei Busstationen und einer zentralen Recheneinheit.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The single figure shows a schematic representation of a bus system with three bus stations and a central processing unit.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein als FeldbusIn the illustrated embodiment, a fieldbus

10 ausgebildetes Bussystem an eine zentrale Recheneinheit10 trained bus system to a central processing unit

11 angeschlossen, die ein Display 12 und eine Bedienungstastatur 13 aufweist. Diese Recheneinheit besitzt in nicht dargestellter Weise ein für den Schaltschrankeinbau konzipiertes Gehäuse, jedoch sind selbstverständlich auch andere Ausführungen von Recheneinheiten möglich, z.B. auch Ausführungen ohne Display und ohne Bedienungstastatur, sofern die Programmierung auf andere Weise erfolgt, beispielsweise über einen PC.11, which has a display 12 and an operating keyboard 13. This computing unit has a housing designed for installation in a control cabinet (not shown), but of course other versions of computing units are also possible, e.g. versions without a display and without an operating keyboard, provided that programming is carried out in another way, for example via a PC.

An den Feldbus 10 sind drei Busstationen 14 - 16 angeschlossen, wobei diese Zahl prinzipiell nahezu beliebig erweiterbar ist. An die erste Busstation 14 sind ein als Steuerventil 17 ausgebildeter Aktor und ein im einzelnen nicht dargestellter, in einem pneumatischen Positionierantrieb 18 integrierter Positionssensor angeschlossen. Die Busstation 14 besitzt hierzu entsprechende Schnittstellen. An die zweite Busstation 15 können ein entsprechender Aktor und ein entsprechender Sensor eines weiteren, zur Vereinfachung nicht dargestellten pneumatischen Positionierantriebs angeschlossen sein, wobei die beiden Positionierantriebe beispielsweise zur Bewegung einer nicht dargestellten Vorrichtung in der XY-Ebene ausgebildet sein können.Three bus stations 14 - 16 are connected to the field bus 10, whereby this number can in principle be expanded almost as desired. An actuator designed as a control valve 17 and a position sensor (not shown in detail) integrated in a pneumatic positioning drive 18 are connected to the first bus station 14. The bus station 14 has corresponding interfaces for this purpose. A corresponding actuator and a corresponding sensor of another pneumatic positioning drive (not shown for the sake of simplicity) can be connected to the second bus station 15, whereby the two positioning drives can be designed, for example, to move a device (not shown) in the XY plane.

Weitere Positionierantriebe können noch an weiteren Busstationen angeschlossen sein, um auch eine Bewegung in der Z-Ebene und/oder weitere Positionierbewegungen für weitere Vorrichtungen durchführen zu können.Additional positioning drives can be connected to additional bus stations in order to be able to carry out a movement in the Z plane and/or further positioning movements for additional devices.

Die dritte Busstation 16 besitzt zwei Eingangsschnittstellen El und E2 und zwei Ausgangsschnittstellen Al und A2, um beispielsweise weitere Sensoren, wie Temperatursensoren, Drucksensoren od.dgl., und weitere Aktoren anschließen zu können. Beispielsweise können hier auch Bedienelemente, Wiedergabeelemente und Meldeelemente angeschlossen werden. Diese Schnittstellen sowie die Schnittstellen in den übrigen Busstationen können zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren ausgebildet sein, um variable Anschlußmöglichkeiten zu gewährleisten.The third bus station 16 has two input interfaces El and E2 and two output interfaces Al and A2, for example to be able to connect additional sensors, such as temperature sensors, pressure sensors or the like, and additional actuators. For example, operating elements, playback elements and signaling elements can also be connected here. These interfaces as well as the interfaces in the other bus stations can be designed to connect analog and/or digital sensors and actuators in order to ensure variable connection options.

Die Busstation 16 kann selbstverständlich auch eine größere Anzahl von Eingängen oder Ausgängen besitzen, oder es können weitere solche Busstationen am Feldbus 10 angeschlossen sein. An eine solche Busstation 16 oder an eine Busstation, die ausschließlich Ausgangsschnittstellen besitzt, kann auch beispielsweise eine Venti1 gruppe, das heißt eine aus mehreren Ventilen bestehende Ventilinsel, angeschlossen werden.The bus station 16 can of course also have a larger number of inputs or outputs, or further such bus stations can be connected to the field bus 10. A valve group, i.e. a valve island consisting of several valves, can also be connected to such a bus station 16 or to a bus station that only has output interfaces.

Die Busstationen 14 - 16 dienen lediglich zur übertragung von Signalen zwischen den angeschlossenen Aktoren und Sensoren einerseits und der zentralen Recheneinheit 11 andererseits. In dieser zentralen Recheneinheit 11 sind die Ablaufsteuerung und das Programm für die Regelung und Steuerung der Bewegungen der angeschlossenen Positionierantriebe oder anderer Aktoren enthalten. Die Rückmeldungen an diese zentrale Recheneinheit 11 erfolgen über die Sensoren. Diese Recheneinheit 11 enthält somit das Gesamtprogramm, das beispielsweise so ausgebildet sein kann, daß wahlweise pneumatische, hydraulische oder elektrische Positionierantriebe angeschlossen werden können. Eventuell erforderliche Umprogrammierungen durch Ergänzung der Anordnung durch weitere Busstationen, Positionierantriebe, Sensoren od.dgl. oder durch Reduzierung solcher Baugruppen und Bauteile können über die Bedienungstastatur 13 erfolgen, und/oder es kann auch ein PC oder eine andere Recheneinheit zur Durchführung von Programmänderungen angeschlossen werden. Die erforderlichen Ablauf- und Regelprogramme können über Datenleitungen oder Datenträger in die zentrale Recheneinheit 11 eingegeben werden.The bus stations 14 - 16 are used only to transmit signals between the connected actuators and sensors on the one hand and the central processing unit 11 on the other. This central processing unit 11 contains the sequence control and the program for regulating and controlling the movements of the connected positioning drives or other actuators. The feedback to this central processing unit 11 is provided via the sensors. This processing unit 11 therefore contains the entire program, which can be designed, for example, so that pneumatic, hydraulic or electric positioning drives can be connected as required. Any reprogramming required by adding further bus stations, positioning drives, sensors or the like to the arrangement or by reducing such assemblies and components can be carried out via the operating keyboard 13, and/or a PC or another processing unit can also be connected to carry out program changes. The required sequence and control programs can be entered into the central processing unit 11 via data lines or data carriers.

Claims (9)

G 18 028 - rets 21.07.1997 FESTO AG & Co, 73734 Esslingen Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Positionierantrieb AnsprücheG 18 028 - rets 21.07.1997 FESTO AG & Co, 73734 Esslingen Control arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular a pneumatic positioning drive Claims 1. Regelanordnung zur Regelung von wenigstens einem an einem Bussystem angeschlossenen Positionierantrieb, insbesondere pneumatischen Positionierantrieb, wobei das Bussystem eine Recheneinheit und mehrere Busstationen aufweist, und wobei Sensoren und Aktoren jedes Positionierantriebs mit einer diesem Positionierantrieb zugeordneten Busstation verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Busstation (14 - 16) ausschließlich zur übertragung der Aktor- und Sensorsignale zwischen dem wenigstens einen Positionierantrieb (18) und der Recheneinheit (11) vorgesehen ist und die Recheneinheit (11) als alle Regel aufgaben wahrnehmende zentrale Regeleinrichtung ausgebildet ist.1. Control arrangement for controlling at least one positioning drive connected to a bus system, in particular a pneumatic positioning drive, the bus system having a computing unit and several bus stations, and sensors and actuators of each positioning drive being connected to a bus station assigned to this positioning drive, characterized in that at least one bus station (14 - 16) is provided exclusively for transmitting the actuator and sensor signals between the at least one positioning drive (18) and the computing unit (11) and the computing unit (11) is designed as a central control device that performs all control tasks. 2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (11) weiterhin die2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that in the computing unit (11) the Ablaufsteuerung enthalten ist.Sequence control is included. 3. Regelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Busstationen (14 - 16) jeweils Schnittstellen für die Aktoren (17) und Sensoren aufweist.3. Control arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the bus stations (14 - 16) each have interfaces for the actuators (17) and sensors. 4. Regelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Busstationen (14 - 16) zum Anschluß von analogen und/oder digitalen Sensoren und Aktoren (17) ausgebildet sind.4. Control arrangement according to claim 3, characterized in that the bus stations (14 - 16) are designed for the connection of analog and/or digital sensors and actuators (17). 5. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (11) eine einheitliche Software zur Steuerung und Regelung von pneumatischen, hydraulischen und/oder elektrischen Positionierantrieben (18) aufweist.5. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the computing unit (11) has a uniform software for controlling and regulating pneumatic, hydraulic and/or electrical positioning drives (18). 6. Regelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß pneumatische, hydraulische oder elektrische Servo- und Schrittmotoren als Positionierantriebe vorgesehen oder in den Positionierantrieben (18) enthalten sind6. Control arrangement according to claim 5, characterized in that pneumatic, hydraulic or electric servo and stepper motors are provided as positioning drives or are contained in the positioning drives (18) 7. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (11) in einem für den Schaltschrankeinbau konzipierten Gehäuse integriert ist.7. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the computing unit (11) is integrated in a housing designed for installation in a control cabinet. 8. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bus· station (16) digitale und/oder analoge Eingabe-/Ausgabeschnittstellen besitzt.8. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one bus station (16) has digital and/or analog input/output interfaces. 9. Regelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Busstation zur Steuerung einer pneumatischen Ventilgruppe (Ventil insel) vorgesehen ist.9. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one bus station is provided for controlling a pneumatic valve group (valve island).
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