DE19606747A1 - Anordnung zur Steuerung von Anzeige- und/oder Stellgeräten für den industriellen Einsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von An­ zeige- und/oder Stellgeräten für den industriellen Einsatz, vorzugsweise für Kompressoren und Kompressorensysteme, wel­ che einzelne Sensoren und Auswerte- und Steuerelemente auf­ weist, die über einen aus zusammengeschaltet sind.

In der industriellen Steuerungstechnik werden die unter­ schiedlichsten Steuerungen eingesetzt. Beispielsweise gibt es verschiedene Kompressorsteuerungen für die Drucklufter­ zeugung. Kleine Kompressoren werden üblicherweise allein über einen Druckschalter gesteuert. Die Steuerungsschaltun­ gen für mittlere Kompressoren enthalten zusätzlich einen Motorschutz, eine Temperaturüberwachung, eine Filterüber­ wachung usw. Große Kompressorensysteme mit mehreren Kom­ pressoren enthalten in einer entsprechend ausgestalteten Steuerung diese vorerwähnten Bauteile sowie zusätzliche Elemente mit Funktionen zur Aufgabenverteilung für die einzelnen Kompressoren.

Weiterhin sind Steuerungen für Wasserpumpen bekannt, welche ähnliche Funktionen beinhalten, jedoch sind die Steuerungen selbst völlig anders aufgebaut, da ihnen andere Aufgaben­ stellungen zugrundeliegen.

Den vorerwähnten bekannten Steuerungen gemeinsam ist jedoch, daß sie Drucksensoren, Temperatursensoren und andere Geber verwenden sowie Zeitfunktionen, Motorschutzschaltungen, Mo­ torsteuerungen, und logische Funktionen enthalten.

Bei industriellen Steuerungen ist es bekannt, daß diese alle notwendigen Komponenten in einer einzigen Steuerung bein­ halten, beispielsweise bei einer Mehrkompressorensteuerung.

Für den industriellen Einsatz sind sog. Bussysteme bekannt. Der Nachteile dieser Systeme besteht darin, daß für jedes Gerät bzw. jedes Bauteil ein Schnittstellenumsetzer erfor­ derlich ist, welche vergleichsweise komplizierte Schnitt­ stellenprotokolle erfordern. Dies führt bei sehr einfachen Geräten, wie z. B. Anzeigegeräten, zu einem unverhältnis­ mäßig hohen Aufwand. Zwar ist die Verdrahtung bei einem Bus­ system einfach durchzuführen, jedoch bringen aufwendige Steckverbinder und Kabel, insbesondere bei kleinen Systemen, erhebliche Kosten mit sich.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nach­ teile eine gattungsgemäße Anordnung zu schaffen, mit der es in einfacher Weise möglich ist, mit einem vergleichs­ weise geringen Aufwand die verschiedensten Steuerungsauf­ gaben zu lösen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Sen­ soren und Auswerte- und Steuerelemente der Steuerschaltung in einzelne Module aufgeteilt sind, welche über einen ana­ logen Bus miteinander verbunden sind. Die Aufteilung der Verwendung findenden Sensoren und Auswerte- und Steuerele­ mente in einzelne Module und deren Verbindung mittels eines Busses führt zu überschaubaren Bauteilen, die besonders für eine Massenfertigung geeignet sind und eine Zusammenstellung zu einfachsten Steuerungen bis hin zu sehr komplexen Steuerungen ermöglichen. Die Module können miteinander über den Bus kommunizieren. Das Bussystem kann sowohl analoge wie auch digitale und serielle Komponenten enthalten. Einfache Module benutzen nur den analogen Teil, komplexere Module zusätzlich den digitalen Teil und große Module zusätzlich den seriellen Teil des Busses.

Vorteilhaft finden als Sensoren und Auswerte- und Steuerele­ mente Sensormodule, Auswertemodule, Schaltmodule, Schnitt­ stellenmodule, Bedien- und Anzeigemodule allein oder in be­ liebiger Kombination, je nach der vorgegebenen Aufgaben­ stellung, miteinander Verwendung.

Je nach den vorgegebenen Anforderungen können einige wenige Module zusammengeschaltet werden, beispielsweise für kleine Steuerungen. Große Steuerungen enthalten dagegen eine ent­ sprechend größere Anzahl von Modulen. Dadurch wird das Modul­ system an sich sehr wirtschaftlich. Es wird nur das an Bau­ gruppen eingesetzt, was auch benötigt wird. Der Aufbau der Anlagen ist daher sehr einfach und ohne große Kosten erwei­ terungsfähig.

Die verschiedenen Module können für völlig unterschiedliche Anwendungen zusammengestellt werden. Man kann beispielsweise mit dem gleichen System sowohl eine Drucklufterzeugung als auch eine Wasserversorgung oder Klimaanlagen usw. steuern.

Die einzelnen Module können über eine eigene Stromversorgung verfügen, welche elektrisch miteinander verbunden sind.

Es ist jedoch auch möglich, Module ohne eine eigene Strom­ versorgung zu verwenden und statt dessen ein oder mehrere Stromversorgungsmodule einzusetzen und die Stromversorgung der einzelnen Module von diesen Stromversorgungsmodulen über den gemeinsamen Bus vorzunehmen.

Gemäß einem Vorschlage der Erfindung können die einzelnen Module gleiche Gehäuse aufweisen, welche an ihren einander benachbarten Seitenwänden mittels Stecker und Buchsen elek­ trisch miteinander verbindbar sind. Durch Zusammenschieben bei der Montage wird somit sowohl die funktionsmäßige Ver­ bindung der einzelnen Module erreicht als auch deren Strom­ versorgung.

Vorteilhaft weisen die gleichen Gehäuse der einzelnen Module Stecker und Buchsen auf, welche über ein Flachbandkabel elek­ trisch verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Modulsystem besitzt übliche im Schalt­ schrankbau verwendete Elektronikgehäuse, die vorzugsweise auf DIN-Schienen aufschnappbar sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nach­ stehend an Hand der Fig. 1 bis 4 erläutert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind das Temperatur­ modul 2, Druckmodul 3, Schaltmodul 4, Bedien- und Anzeige­ modul 5 und das Schnittstellenmodul 6 zu einem Modulsystem zusammengefaßt, wobei die einzelnen Module 2 bis 6 durch den Bus 1 in Form eines Flachbandkabels mit einzelnen Steckern für die Module 2 bis 6 elektrisch miteinander verbunden sind. Das Temperaturmodul 2 ist mit einem Thermoelement 7 und das Druckmodul 3 mit einem Drucksensor 8 versehen. Das Schalt­ modul 4 steht mit dem Kompressormotor 9 in Verbindung. An das Bedien- und Anzeigemodul 5 ist die Bedien- und Anzeige­ einheit 10 angeschlossen. Das Schnittstellenmodul 6 ist mit einem Schnittstellen-Stecker 11 zum Anschluß an andere Syste­ me ausgerüstet.

Bei den weiteren Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 bis 4 finden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen Ver­ wendung.

In Fig. 2 ist die Steuerungsschaltung für das Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 dargestellt.

Alle Gebermodule und Auswertemodule haben in dieser ein­ fachsten Form der Steuerung nur Zugriff auf den analogen Bus A. Es können verschiedene Auswerte- und Anzeigeelemente an diesen Bus A angeschlossen werden, z. B. für die einfache Kompressorsteuerung nach Fig. 2. In dieser ist mit 12 der Druckkessel, mit 13 eine Analoganzeige und mit 14 eine Digi­ talanzeige bezeichnet.

Bei größeren Systemen können sich die einzelnen Module zu­ sätzlich über digitale Leitungen verständigen, z. B. wie bei einer Mehrkompressorensteuerung nach Fig. 3. Alle Sensor­ signale für Druck und Temperatur liegen auf den analogen Leitungen, die von den Auswerteschaltungen auf demselben Bus ausgewertet werden. Zusätzlich verständigen sich die Auswerteschaltungen über die Digitalleitungen D. Damit wird erreicht, daß z. B. beide Kompressorenmotoren 9 abwechselnd eingeschaltet werden, so daß die Lebensdauer der Kompressor­ anlage erhöht wird.

In komplexen Systemen können sich die einzelnen Module außer­ dem über serielle Datenleitungen S verständigen und Daten austauschen. Es ist auch möglich, eine Bedien- und Anzeige­ einheit 15 anzuschließen, wie sich aus der Steuerungsschal­ tung nach Fig. 4 ergibt. Bei einer Mehrkompressorensteuerung lassen sich z. B. Parameter für die Schaltpunkte des Druckes eingeben und Betriebsdaten, z. B. Ist-Druck und Betriebs­ dauer, anzeigen. Das hier beschriebene modulare Bussystem ist nur für lokale Verbindungen innerhalb einer Vorrichtung geeignet.

Deshalb sind in dem Modulsystem außerdem Schnittstellen-Mo­ dule vorgesehen, die zur Kommunikation mit anderen Systemen dienen. Ein spezieller Baustein überträgt die in diesem System vorhandenen Daten auf ein standardmäßiges industriel­ les Bussystem. Damit lassen sich z. B. Maschinen mit Stand­ ardbussystemen untereinander verbinden, so daß ganze Fa­ briken bis hin zur EDV vernetzt werden können.

Claims (7)

1. Anordnung zur Steuerung von Anzeige- und/oder Stell­ geräten für den industriellen Einsatz, vorzugsweise für Kompressoren und Kompressorensysteme, welche einzelne Sensoren und Auswerte- und Steuerelemente aufweist, die über einen Bus zusammengeschaltet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensoren und Auswerte- und Steuerele­ mente der Steuerungsschaltung in einzelne Module (2-6) aufgeteilt sind, welche über einen analogen Bus (A) mitein­ ander verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Module (2-6) der Steuerschaltung zusätz­ lich über einen digitalen Bus (D) miteinander verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Module (2-6) der Steuerschaltung zu­ sätzlich über einen seriellen Bus (S) miteinander verbunden sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der vorher­ gehenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren und Aus­ werte- und Steuerelemente Sensormodule, Auswertemodule, Schaltmodule, Schnittstellenmodule und/oder Bedien- und Anzeigemodule allein oder in beliebiger Kombination mit­ einander Verwendung finden.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der vorher­ gehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Module (2-6) keine eigene Stromversorgung besitzen und statt dessen ein oder mehrere Stromversorgungsmodule vorhanden ist bzw. sind und die Stromversorgung der einzelnen Module (2-6) von diesen über den gemeinsamen Bus erfolgt.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der vorher­ gehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Module (2-6) Gehäuse aufweisen, welche an ihren einander benach­ barten Seitenwänden mittels Stecker und Buchsen elektrisch miteinander verbindbar sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der vorher­ gehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Module (2-6) Gehäuse aufweisen, welche mit Steckern und Buchsen versehen sind, die über ein Flachbandkabel elektrisch ver­ bunden sind.