阀控制器及用于操作阀控制器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于以控制电路(28;89;109)电促动至少一个阀驱动器(51a到51h;116)的阀控制器，该控制电路设计成影响电源与阀驱动器(51a到51h;116)之间的电能流动且其包括用于与上级控制布置(2)通信的总线接口(20)以及传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)，其设计成确定可由电促动阀驱动器(51a到51h;116)而改变的能量流的物理变量以及用于将取决于确定的物理变量的传感器信号提供至控制电路(28;89;109)。根据本发明专利技术，控制电路(28;89;109)设计成基于传感器信号和来自以下集合的物理变量的至少一个特征值来确定阀驱动器(51a到51h;116)的状态值：能量流持续时间、能量流电压、能量流电流、流体压力，且设计成将所述状态值提供至所述总线接口(20)。

Valve controller and method used in operating valve controller

The invention relates to a valve controller for electrically stimulating at least one valve driver (51a to 51h; 116) with a control circuit (28; 89; 109), which is designed to affect the electric energy flow between a power supply and a valve driver (51a to 51h; 116) and includes a bus interface (20) and a sensor device for communication with a superior control arrangement (2) (20) and a sensor device (41,4) 2,43,44; 94; 111112), which is designed to determine a physical variable that can be changed by an electric actuating valve driver (51a to 51h; 116) and a sensor signal for a determined physical variable to be provided to a control circuit (28; 89; 109). According to the present invention, the control circuit (28; 89; 109) is designed to determine the state value of the valve driver (51a to 51h; 116) based on a sensor signal and at least one characteristic value from the physical variable from the following set: the energy flow duration, the energy flow voltage, the energy flow current, the fluid pressure, and the design to provide the state value to the state. The bus interface (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀控制器及用于操作阀控制器的方法
本专利技术涉及一种用于以控制电路电促动至少一个阀驱动器的阀控制器，其设计成影响电源与阀驱动器之间的电能流动，且其包括总线接口以与上级控制布置通信，且还包括传感器器件，其设计成确定可由电促动阀驱动器而改变的物理变量，且其设计成用于将取决于确定的物理变量的传感器信号提供至控制电路。本专利技术还涉及一种用于操作阀控制器的方法。
技术介绍
阀布置是从文件PCT/EP2013/003524获知的，用于影响至少一种流体流(fluidcurrent)，该阀布置具有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信系统连接来接收移动命令的总线接口、用于将移动命令处理成对于阀装置的控制命令的处理装置和用于电联接阀装置的至少一个连接装置，且其中至少一个阀装置电气连接到控制装置的连接装置中的一个，且具有处理器件，其设计成处理控制命令，其中用于电联接阀的第一连接器件和用于电联接传感器器件的至少一个第二连接器件分配至处理器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种阀控制器，以及一种用于操作阀控制器的方法，其具有改进的可用性。该目的针对具有权利要求1的特征的介绍中提到的类型的阀控制器实现。控制电路设计成用于基于传感器信号和基于来自以下集合的物理变量的至少一个特征值来确定阀驱动器的状态值：能量流持续时间、能量流电压、能量流电流、流体压力、流体体积流，且设计成将状态值提供至总线接口。针对由阀控制器的促动而提供的阀驱动器优选地是压电驱动器或磁性驱动器。在两种情况中，阀控制器的目的在于将电荷从源提供至阀驱动器，且如果需要，取决于阀驱动器(具体是作为压电驱动器)的构造，放出提供至所述驱动器和储存在该处的电荷。电荷的提供优选地作为移动信号的函数而执行，该移动信号在阀控制器中生成或具体由上级控制装置在外部提供至阀控制器，且指定为能量流。为了进一步考虑阀控制器，假定阀驱动器直接地设计成阀体，如具体可为带有压电驱动器的情况，或其与阀体移动联接，以便在任何情况下都带来作为由于移动信号提供的能量流的函数的针对阀体的积极变化。通过该位置变化，阀体可影响阀壳体中的自由截面，具体是在闭合位置与开启位置之间，且因此调整从电源到流体消耗物的流体流。流体消耗物可选地为主阀的阀体，使得在此情况下，阀驱动器设计为导阀(pilotvalve)的构件，作为备选，流体消耗物是促动器，例如，如流体缸，具体是气动缸。借助于由控制装置确定的状态值，报告可能关于阀驱动器和/或移动联接到阀驱动器的阀的闭合状态，从其中可推导出信息，如，阀驱动器或阀的仍待预计的操作寿命。利用可为有维度(一个或多个SI单元)或无维度的该状态值，阀驱动器或阀的预防性替换应当在阀驱动器或阀的故障点发生之前执行或至少准备好。由此实现了由阀控制器和分配的阀形成的流体系统的(时间)可用性的期望改善。状态值可直接地显示在阀控制器的输出装置上，例如，在光学显示器上，如控制灯或字母数字显示器。状态值优选地经由总线接口提供至上级控制装置，具体是在超过限定的阈值时，所述控制装置通常配备有输出装置如显示器或监视器。此外或作为备选，状态值具体经由光学或电磁传输器件无线地提供至便携式用户端装置，如，移动电话或便携式计算机。在根据本专利技术的阀控制器中特别优选的是状态值基于物理变量来确定，该物理变量与阀驱动器的操作直接相关。基于传感器的专门评估，具体是位移测量装置或限制开关，其布置在可流体操作的促动器上，其借助于设有阀驱动器和分配的阀控制器的阀来促动，至少也可作出关于阀驱动器的开关循环的次数和(如果必要)关于阀的老化状态的报告。然而，基于关于阀驱动器或阀上的实际磨损，仅可作出间接报告，而通过确定状态值，关于阀驱动器的使用和老化或磨损的直接报告是可能的。这具体追溯到如下事实，即，为了确定状态值，除传感器器件的信号外，至少一个附加的物理变量，如，能量流持续时间和/或能量流电压和/或能量流电流和/或流体压力结合在阀输入连接或阀输出连接处，以便由此允许作出关于阀驱动器的电机使用的直接报告。特别有利的是，传感器器件也确定物理变量且将其转换成传感器信号，该传感器信号与阀驱动器的促动直接相关。例如，用于从以下集合确定至少一个附加物理变量的传感器器件：能量流持续时间和/或能量流电压和/或能量流电流和/或流体压力和/或流体体积流或阀驱动器的冲程和/或阀驱动器的移动速度和/或阀驱动器的加速度，该传感器器件设计成使得状态值从前述集合中的至少两个物理变量确定。例如，状态值可从能量流持续时间和能量流电流的组合，或能量流持续时间和能量流电压的组合，或从能量流持续时间和流体压力的组合，或其他至少成对物理变量组合来确定。在此情况下，能量流持续时间具体是累积时间跨度，在其内，发生电荷流从电源到阀驱动器或从阀驱动器到电源。能量流电压具体是借助于其将电荷流提供至阀驱动器的电压。例如，在作为压电促动器的阀驱动器的一个构造中，具体是具有恒定的能量流电流，充电开始与充电结束之间的电压差可考虑用于压电促动器。能量流电流是在电源与阀驱动器之间流动的电流，其中在阀驱动器构造为压电驱动器的情况下，也考虑了电流方向，因为其对于压电促动器是充电操作或放电操作。在作为压电促动器的阀驱动器的一个构造中，仍还可考虑电压在什么持续时间施加到压电促动器，因为由此实现阀驱动器的磨损状态的精细评定。通过具体在阀输入连接或阀输出连接处的流体压力，可作出关于在确定状态值时也可并入的阀驱动器的静态和/或动态负载的结论。在此情况下，流体压力的压力水平是特别感兴趣的，其可能长期或永久地影响阀驱动器，或相对于其，阀驱动器必须将阀体保持在由移动命令预先限定的阀位置中。例如，两个不同地设计的传感器器件分配至控制装置，其设计成确定物理变量的特征值。作为备选，仅一个传感器器件用于实际地测量物理变量，同时至少一个物理变量的至少一个特征值从控制信号推导出，该控制信号从阀控制器中处理的移动信号得出。例如，不必测量能量流持续时间，因为其可由控制装置预先限定，具体考虑了控制装置的内部系统时钟，且不必由单独的传感器装置确定。类似地，可能在接受较大的误差时，特征值可单独基于控制信号提供成用于能量流电压和/或能量流电流，具体是获知了控制装置和阀驱动器的开关设计。本专利技术的有利的进一步开发是从属权利要求的主题。方便的是将控制电路设计成确定用于评定传感器信号的时间进程和/或至少一个特征值的时间进程的状态值，具体是用于确定极限值或梯度。为此，控制电路具有计算单元，在其中优选地以规则的时间间隔，具体基于内部系统时钟和与传感器信号的之前水平的比较来记录传感器信号和/或特征值，且/或执行特征值以便允许传感器信号和/或待确定的特征值的最高水平和/或最低水平，和/或传感器信号和/或待确定的特征值的最大和/或最小梯度。控制电路还具有存储器装置，在其中可储存传感器信号和/或特征值的之前的水平和/或极限值和/或梯度，以便能够由此作出关于阀驱动器的状态的结论。例如，一个或多个特征值储存在存储器装置中，其在阀驱动器的新状态中已经确定，且其随后可用作与当前特征值比较的基础。在本专利技术的另一个构造中，除总线接口外，控制电路具有用于传感器器件的直接连接的传感器接口，以及用于阀驱动器的直接促动的电输出级。传感器接口可设计为模拟接口，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以控制电路(28;89;109)电促动至少一个阀驱动器(51a到51h;116)的阀控制器，所述控制电路设计成影响电源与所述阀驱动器(51a到51h;116)之间的电能流动且其包括用于与上级控制布置(2)通信的总线接口(20)，且还包括传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)，其设计成确定可由电促动所述阀驱动器(51a到51h;116)而改变的物理变量，且设计成用于将取决于所述确定的物理变量的传感器信号提供至所述控制电路(28;89;109)，其特征在于，所述控制电路(28;89;109)设计成基于所述传感器信号且基于来自以下集合的物理变量的至少一个特征值来确定所述阀驱动器(51a到51h;116)的状态值：能量流持续时间、能量流电压、能量流电流、流体压力、流体体积流，且设计成将所述状态值提供至所述总线接口(20)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于以控制电路(28;89;109)电促动至少一个阀驱动器(51a到51h;116)的阀控制器，所述控制电路设计成影响电源与所述阀驱动器(51a到51h;116)之间的电能流动且其包括用于与上级控制布置(2)通信的总线接口(20)，且还包括传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)，其设计成确定可由电促动所述阀驱动器(51a到51h;116)而改变的物理变量，且设计成用于将取决于所述确定的物理变量的传感器信号提供至所述控制电路(28;89;109)，其特征在于，所述控制电路(28;89;109)设计成基于所述传感器信号且基于来自以下集合的物理变量的至少一个特征值来确定所述阀驱动器(51a到51h;116)的状态值：能量流持续时间、能量流电压、能量流电流、流体压力、流体体积流，且设计成将所述状态值提供至所述总线接口(20)。2.根据权利要求1所述的阀控制器，其特征在于，所述控制电路(28;89;109)设计成确定所述状态值来用于评定所述信号传感器的时间进程和/或所述至少一个特征值的时间进程，具体用于确定极限值或梯度。3.根据权利要求1或2所述的阀控制器，其特征在于，除所述总线接口(20)外，所述控制电路(28;89;109)具有用于所述传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)的直接连接的传感器接口(40;93)和用于所述阀驱动器(51a到51h;116)的直接促动的电输出级(38;90;110)。4.根据权利要求1或2所述的阀控制器，其特征在于，具有用于所述阀驱动器(51a到51h;116)的直接促动和状态监测的集成传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)的电输出级(38;90;110)分配至所述控制电路(28;89;109)。5.根据权利要求3或4所述的阀控制器，其特征在于，所述电输出级(38;90;110)设计为用于压电促动器的促动的高压驱动器级。6.根据权利要求3、4或5所述的阀控制器，其特征在于，所述电输出级(38;90;110)与所述控制电路(28;89;109)一起设计为单件集成电路。7.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其特征在于，所述控制电路(28;89;109)在确定所述状态值时构造成结合提供至所述总线接口(20)的通信信号，具体是位置传感器(41,42,43,44)的位置信号，其设计成确定促动器(56a,56b,56c,56d)的位置。8.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其特征在于，所述传感器器件(41,42,43,44;94;111,112)设计成确定所述阀驱动器(51a到51h;116)的位置，或确定主阀(56,56b,56c,56d)的位置，所述主阀流体地联接到由所述阀驱动器(51a到51h;116)形成的导阀(52a,52b,52c,52d)。9.根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其特征在于，所述控制电路(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：M迈希尔，M贝尔纳，
申请(专利权)人：费斯托股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE