流體系統(tǒng)和用于運(yùn)行流體系統(tǒng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于可靠地運(yùn)行可用流體操控的執(zhí)行器(2)的流體系統(tǒng)，帶有：控制裝置(3)；閥控制部(4)；流體控制閥(6,7;106,107)，其構(gòu)造成用于影響到至少一個執(zhí)行器(2)處的流體流；傳感器器件(19,20)，其構(gòu)造成用于確定執(zhí)行器狀態(tài)；以及監(jiān)測裝置(23)，其構(gòu)造成用于處理傳感器信號和將監(jiān)測信號提供到閥控制部(4)處?？刂蒲b置(3)根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第一安全類別來構(gòu)造，且閥控制部(4)、流體控制閥(6,7;106,107)、傳感器器件(19,20)和監(jiān)測裝置(23)根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第二安全類別來構(gòu)造，其中，在安全標(biāo)準(zhǔn)中，第二安全類別建立在比第一安全類別更高的水平上。
【專利說明】流體系統(tǒng)和用于運(yùn)行流體系統(tǒng)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于可靠地運(yùn)行可用流體操控的執(zhí)行器的流體系統(tǒng)，帶有:控制裝置，其用于將控制信號提供到閥控制部處；閥控制部，其用于操控流體控制閥；流體控制閥，其電氣地與閥控制部相連接且構(gòu)造成用于影響到至少一個執(zhí)行器處的流體流；傳感器器件，其構(gòu)造成用于確定執(zhí)行器狀態(tài)，尤其執(zhí)行器位置，且構(gòu)造成輸出相應(yīng)于所確定的執(zhí)行器狀態(tài)的傳感器信號；以及監(jiān)測裝置，其構(gòu)造成用于處理傳感器信號和用于將監(jiān)測信號提供到閥控制部處。

【背景技術(shù)】
[0002]由文獻(xiàn)EP 1061269 A2已知用于識別調(diào)整驅(qū)動器的故障狀態(tài)的故障識別裝置，帶有:具有可運(yùn)動的活塞的執(zhí)行器、與執(zhí)行器通過液壓線路相連接的伺服閥、故障識別裝置和用于發(fā)送理論值以用于控制伺服閥的控制電子設(shè)備。在此設(shè)置成，伺服閥的控制位置確定活塞的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，其中，設(shè)置有用于確定伺服閥的控制位置的第一傳感器和用于確定活塞在執(zhí)行器殼體中的位置的第二傳感器，且控制位置和活塞位置被傳輸?shù)娇刂齐娮釉O(shè)備處。故障識別裝置與傳感器相連接，其中，由第二傳感器的信號確定執(zhí)行器活塞的實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向，并且其中，為了故障識別，由用于伺服閥的控制位置的理論值來確定執(zhí)行器活塞的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向的理論數(shù)值，并且其中，使其與執(zhí)行器活塞的由第二傳感器的信號確定的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向相關(guān)聯(lián)且在偏差超過閾值時發(fā)出故障通知。
[0003]文獻(xiàn)EP 1266147 Al公開了一種流體技術(shù)的系統(tǒng)，帶有:安全功能部，其用于以安全為目的地控制至少一個流體技術(shù)的執(zhí)行器；至少一個本地的控制裝置，其用于通過流體技術(shù)的系統(tǒng)的控制器件控制流體技術(shù)的執(zhí)行器，其中，設(shè)置有至少一個傳感器以用于將關(guān)于流體技術(shù)的系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行狀態(tài)的至少一個信息傳送到本地的控制裝置處，并且其中，本地的控制裝置如此設(shè)計，即，其可評估至少一個信息以用于確定至少一個對安全來說重要的狀態(tài)，且其在存在至少一個對安全來說重要的狀態(tài)的情況下實(shí)施至少一個預(yù)定的后續(xù)行動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種流體系統(tǒng)以及用于運(yùn)行該流體系統(tǒng)的方法，其保證在滿足提高的安全要求和無中斷的運(yùn)行之間的有利的折衷。
[0005]對于開頭提及的類型的流體系統(tǒng)，該目的利用權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下設(shè)置成，控制裝置根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第一安全類別來構(gòu)造，且閥控制部、流體控制閥、傳感器器件和監(jiān)測裝置形成可靠的工作系統(tǒng)且根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第二安全類別來構(gòu)造，其中，在安全標(biāo)準(zhǔn)中，第二安全類別建立在比第一安全類別更高的水平上。
[0006]作為安全標(biāo)準(zhǔn),例如提供有國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn),在其中例如確定了對相應(yīng)的構(gòu)件在故障情況下的可靠性和/或所限定的狀態(tài)的要求，并且在其中，構(gòu)件的運(yùn)行安全性或失效安全性通常歸類到可明確彼此界定的安全等級或安全類別中。典型地，應(yīng)與安全標(biāo)準(zhǔn)的確定的安全類別相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件必須通過制造者和/或獨(dú)立的檢測機(jī)構(gòu)關(guān)于此進(jìn)行檢查，且必要時認(rèn)證構(gòu)件是否滿足相應(yīng)的安全類別的所有要求。
[0007]針對相應(yīng)力爭達(dá)到的安全類別的要求設(shè)計流體系統(tǒng)的構(gòu)件可在建造、制造中且必要時還在將構(gòu)件集成到相應(yīng)的工作系統(tǒng)中時意指巨大的花費(fèi)且因此使相應(yīng)的流體系統(tǒng)的制造成本受到影響。因此，適宜的是，構(gòu)造流體系統(tǒng)的根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的很高的安全類別的盡可能低的數(shù)量的構(gòu)件，而流體系統(tǒng)的其余的構(gòu)件根據(jù)更低安全類別來構(gòu)造。這實(shí)際上例如可意指，列入更高的安全類別的構(gòu)件比列入更低的安全類別的構(gòu)件具有更低的失效可能性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，用于可靠的工作系統(tǒng)的、關(guān)于流體系統(tǒng)的構(gòu)件(其根據(jù)共同的很高的安全類別來構(gòu)造)的組的系統(tǒng)邊界被拉得很緊，以便將在可靠的工作系統(tǒng)中的構(gòu)件的數(shù)量和因此用于可靠的工作系統(tǒng)的成本保持得很小。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，控制裝置(其控制且必要時至少部分地調(diào)節(jié)在流體系統(tǒng)中的過程且具有復(fù)雜的構(gòu)造)并非為可靠的工作系統(tǒng)的組成部分，因?yàn)槊看吾槍ο鄳?yīng)更高一級的安全類別設(shè)計控制裝置意指巨大的額外花費(fèi)。而在根據(jù)本發(fā)明的流體系統(tǒng)中僅這樣的構(gòu)件與相對于控制裝置更高的安全類別相關(guān)聯(lián)，即，其直接涉及影響流體輸送到執(zhí)行器處或其設(shè)置成用于監(jiān)測對于流體輸送必需的構(gòu)件，即，尤其監(jiān)測裝置。
[0010]借助于可靠的工作系統(tǒng)(其包括構(gòu)件閥控制部、流體控制閥、傳感器器件和監(jiān)測裝置)例如可可靠地操控且在此監(jiān)測構(gòu)造為流體的工作缸的執(zhí)行器。對于用于工作缸的示例性的運(yùn)行方式，在其中，工作缸通過利用受壓力加載的流體的相應(yīng)的加載例如在用于活塞桿的駛?cè)胛恢煤陀糜诨钊麠U的駛出位置之間來切換，傳感器器件構(gòu)造為終端位置開關(guān)，如果執(zhí)行器的活塞桿已經(jīng)到達(dá)兩個相應(yīng)預(yù)定的終點(diǎn)位置中的一個，傳感器器件相應(yīng)發(fā)出傳感器信號。如果傳感器信號在流體的能量提供到執(zhí)行器處之后消失或同時由兩個傳感器器件輸出傳感器信號，由監(jiān)測裝置鑒于估計的故障情況將監(jiān)測信號傳輸?shù)介y控制部處。閥控制部然后如此操控流體控制閥，即，將執(zhí)行器和與其在運(yùn)動方面耦合的機(jī)械元件可在盡可能短的時間內(nèi)帶到可靠的狀態(tài)中。通常，作為可靠的狀態(tài)力爭達(dá)到執(zhí)行器的盡可能快的制動和停歇，以便最小化對流體系統(tǒng)和工作機(jī)械(在其中集成有流體系統(tǒng))的損害以及可能出現(xiàn)的工作機(jī)械的操作者通過執(zhí)行器和與其在運(yùn)動方面耦合的機(jī)械元件的受傷風(fēng)險。
[0011]本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案為從屬權(quán)利要求的對象。
[0012]如果工作系統(tǒng)和控制裝置根據(jù)包括安全標(biāo)準(zhǔn)ffiC 61508、IEC 61511、IEC 62061、IEC 13849中的至少一個的安全類別來構(gòu)造，這是適宜的。
[0013]在本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案中設(shè)置成，監(jiān)測裝置電氣地與安全切換器件相連接且構(gòu)造成用于將安全切換器件的安全信號包含到監(jiān)測信號中，其中，安全器件構(gòu)造為由執(zhí)行器確定的危險范圍的接近限制部和/或接近監(jiān)測部，尤其構(gòu)造為光柵或觸感式切換墊(Trittschaltmatte)或在安全籠(Sicherheitskjifig)中的維護(hù)門的門接觸部。借助此類安全切換器件力爭達(dá)到在使用者干預(yù)或進(jìn)入到由執(zhí)行器確定的危險范圍中時切斷流體系統(tǒng)且因此切斷執(zhí)行器，其例如集成在工作機(jī)械中。
[0014]優(yōu)選地，監(jiān)測裝置電氣地與操縱切換器件和/或安全切換部相連接且構(gòu)造成用于將操縱切換器件的操縱信號和/或安全切換部的釋放信號包含到監(jiān)測信號中，其中，操縱切換器件構(gòu)造為用于流體系統(tǒng)的運(yùn)行模式的選擇開關(guān)，并且其中，安全切換部構(gòu)造為用于流體系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)。例如可設(shè)置成，利用操縱切換器件可將用于執(zhí)行器的流體系統(tǒng)從工作狀態(tài)置入到靜止?fàn)顟B(tài)中或從靜止?fàn)顟B(tài)置入到工作狀態(tài)中。在將流體系統(tǒng)從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到靜止?fàn)顟B(tài)中時可設(shè)置成，操縱切換器件將相應(yīng)于使用者愿望的操縱信號提供到監(jiān)測裝置處，且監(jiān)測裝置根據(jù)該操縱信號將相應(yīng)的監(jiān)測信號輸出到閥控制部處。優(yōu)選地，閥控制部如此構(gòu)造，即，其可執(zhí)行流體系統(tǒng)的與情況相關(guān)的切斷。如果閥控制部獲得監(jiān)測信號(其返回到操縱信號上，使用者利用其例如為了維護(hù)目的力爭達(dá)到工作機(jī)械的停歇)，可設(shè)置成，如果執(zhí)行器總歸已經(jīng)到達(dá)優(yōu)選位置，從該優(yōu)選位置可在沒有附加花費(fèi)的情況下實(shí)現(xiàn)工作機(jī)械的再次運(yùn)行，僅這時才進(jìn)行影響流體輸送。相反，如果閥控制部獲得監(jiān)測信號，其與傳感器器件的故障功能有聯(lián)系或其來自通俗還被稱為急停開關(guān)(Notaus-Schalter)、構(gòu)造為緊急停車開關(guān)(Nothalt-Schalter)的操縱切換器件，期望盡可能迅速地中斷執(zhí)行器的運(yùn)動以及其快的停歇，且對流體控制閥和由流體控制閥控制的至執(zhí)行器的流體流直接施加影響。補(bǔ)充地或備選地，監(jiān)測裝置可與安全切換部相連接，其構(gòu)造成用于評估流體系統(tǒng)的潛在危險且如果流體系統(tǒng)的潛在危險在可預(yù)定的極限值之下，輸出釋放信號。釋放信號由監(jiān)測裝置如此一起包含使得至少針對這種情況，即，使用者干預(yù)到由執(zhí)行器確定的危險范圍中至少在這時未引起監(jiān)測信號的傳遞，即，此時未發(fā)生執(zhí)行器的運(yùn)動和/或未立刻設(shè)置執(zhí)行器的運(yùn)動。由此避免可能通過相應(yīng)的監(jiān)測信號將流體系統(tǒng)并非在相應(yīng)的必要性的情況下帶到可靠的狀態(tài)中，從該可靠的狀態(tài)中可能僅可以更大的花費(fèi)再次將流體系統(tǒng)置于到正常狀態(tài)中。
[0015]在本發(fā)明的一有利的改進(jìn)方案中設(shè)置成，閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)設(shè)立成如此來操控流體控制閥，即，如此影響到至少一個執(zhí)行器處的流體流使得可將執(zhí)行器在可預(yù)定的時間段之內(nèi)帶到來自以下組的至少一個可預(yù)定的功能狀態(tài)中:執(zhí)行器無壓力；使來自和/或至執(zhí)行器的流體流停止；用于執(zhí)行器的運(yùn)動方向預(yù)定；將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到停止?fàn)顟B(tài)上；將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上；未受調(diào)節(jié)地限制執(zhí)行器中的壓力；激活執(zhí)行器夾緊；限制執(zhí)行器的運(yùn)動速度。在此可如此構(gòu)造閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)，即，其僅可引起功能狀態(tài)中的一部分或所有的功能狀態(tài)，這必要時可由使用者通過閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)的相應(yīng)的參數(shù)給定或編程和/或通過合適地選擇閥結(jié)構(gòu)型式來預(yù)定。在此閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)可如此配置，即，其取決于監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信號和/或在存在操縱切換器件的操縱信號和/或安全切換部的釋放信號時根據(jù)所存儲的模型(Vorlage)引起相應(yīng)的功能狀態(tài)。選擇合適的功能狀態(tài)例如可取決于是否可由監(jiān)測信號、釋放信號、操縱信號確定存在用于流體系統(tǒng)的或多或少的緊要的運(yùn)行狀態(tài)來完成，以便取決于所確定的干擾的嚴(yán)重程度采取合適的措施，利用其可盡可能無后果地截住干擾。
[0016]用于執(zhí)行器的功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”為一基本狀態(tài)且意指流體的執(zhí)行器不再具有壓力加載。該狀態(tài)根據(jù)電的驅(qū)動器與電的供給電壓的分離被稱為“撤消安全轉(zhuǎn)矩(safetorque off)，，或 “STO”。
[0017]用于執(zhí)行器的功能狀態(tài)“使來自和/或至執(zhí)行器的流體流停止”為一基本狀態(tài)切意指執(zhí)行器在預(yù)定的時間段內(nèi)到達(dá)停止?fàn)顟B(tài)。在此在執(zhí)行器的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方式中設(shè)置成通過關(guān)閉流體控制閥在執(zhí)行器中限制至少一個流體量，尤其限制所有的流體量，從而使得執(zhí)行器的運(yùn)動到達(dá)停止?fàn)顟B(tài)且執(zhí)行器保持停止?fàn)顟B(tài)位置。這例如在帶有兩個分開的且由流體控制閥流體密封地封閉的工作腔的流體缸中為這種情況。該狀態(tài)還被稱為“安全操作停止(Safe Operat1n stop)”或“SOS”。
[0018]用于執(zhí)行器的功能狀態(tài)“運(yùn)動方向預(yù)定”為一基本狀態(tài)且意指如此設(shè)置或維持流體輸送到執(zhí)行器處，即，執(zhí)行器在可預(yù)定的調(diào)整方向上執(zhí)行調(diào)整運(yùn)動，例如回程運(yùn)動或釋放運(yùn)動，如其在用于避免事故危險的、利用執(zhí)行器驅(qū)動的夾緊裝置中可是有意義的。例如，在帶有兩個分開的且可由流體控制閥流體密封地封閉的工作腔的流體缸中，為了占據(jù)功能狀態(tài)“運(yùn)動方向預(yù)定“，開始或繼續(xù)流體輸送到工作腔中的一個中，而流體從第二工作腔借助于相關(guān)聯(lián)的流體控制閥導(dǎo)出。通過由此引起的壓力差產(chǎn)生明確的運(yùn)動方向預(yù)定。該功能狀態(tài)還被稱為“安全方向(Safe direct1n) ”或“SDI”。
[0019]功能狀態(tài)“將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到停止?fàn)顟B(tài)上”為一可選的功能狀態(tài)切意指執(zhí)行器占據(jù)和保持可預(yù)定的位置。例如可設(shè)置成使執(zhí)行器為此從運(yùn)動中制動且在到達(dá)停止?fàn)顟B(tài)時保持在停止?fàn)顟B(tài)位置中。備選地，可設(shè)置成執(zhí)行器從停止?fàn)顟B(tài)或從運(yùn)動中行駛到預(yù)定的位置中。該功能狀態(tài)還被稱為“安全平衡扭矩(Safe balanced torque) ”或“SBT”。如果不可在可預(yù)定的時間段之內(nèi)設(shè)定該功能狀態(tài)，使執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到基本狀態(tài)中的一個中，尤其轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”中。
[0020]功能狀態(tài)“將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上”為一可選的功能狀態(tài)且意指如此調(diào)節(jié)在執(zhí)行器的至少一個工作腔中的壓力，執(zhí)行器可發(fā)出限制到可預(yù)定的力水平上的力或預(yù)定的力矩。該功能狀態(tài)還被稱為“安全限制扭矩(Safe Limited torque) ”或“SLT”。該功能狀態(tài)例如在這時是引人注意的，即，此時執(zhí)行器用于使夾具或夾緊裝置運(yùn)動且在故障情況下應(yīng)確保在該時刻并未釋放已經(jīng)抓住或夾緊的對象，這如同例如在功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”中的情況那樣。如果不可在可預(yù)定的時間段之內(nèi)設(shè)定功能狀態(tài)“將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上”，使執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到基本狀態(tài)中的一個中，尤其轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“使來自和/或至執(zhí)行器流體流停止”。
[0021]功能狀態(tài)“未受調(diào)節(jié)地限制在執(zhí)行器中的壓力”為一可選的功能狀態(tài)切意指將執(zhí)行器壓力加載到預(yù)定的壓力值上，而并未根據(jù)存在的偏差監(jiān)測壓力值或追蹤壓力加載。該功能狀態(tài)還被稱為“安全扭矩范圍(Safe torque range) ”或“SLR”。如果不可在可預(yù)定的時間段之內(nèi)設(shè)定該功能狀態(tài)，使執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到基本狀態(tài)中的一個中，尤其轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”中。
[0022]功能狀態(tài)“激活執(zhí)行器夾緊”為可選的功能狀態(tài)且意指激活與執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)夾緊，例如通過彈力操縱的制動器，其氣動地或電機(jī)地打開，以便制動執(zhí)行器的運(yùn)動和/或以便將不動的執(zhí)行器保持在其停止?fàn)顟B(tài)位置中。這是對基本狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”的補(bǔ)充。
[0023]功能狀態(tài)“限制執(zhí)行器的運(yùn)動速度”為一可選的功能狀態(tài)且意指執(zhí)行器通過合適地操控流體控制閥開始或繼續(xù)速度受限制的運(yùn)動。該功能狀態(tài)還被稱為“安全限制速度(Safe limited speed) ”或“SLS”。如果不可在可預(yù)定的時間段之內(nèi)設(shè)定該功能狀態(tài),使執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到基本狀態(tài)中的一個中，尤其轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”中。
[0024]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)設(shè)立成預(yù)定至少兩個功能狀態(tài)的時間順序。由此可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器首先執(zhí)行或繼續(xù)運(yùn)動，以便緊接著在到達(dá)可預(yù)定的位置之后例如使之固定。
[0025]在第一變型方案中，其還被稱為“安全停止/類型I”或“safe stop I”或“SS1”，首先進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“使來自和/或至執(zhí)行器的流體流停止”或“S0S”中直至執(zhí)行器停止，以便然后在另一步驟中進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”或“STO”中。
[0026]在第二變型方案中，其還被稱為“安全的終點(diǎn)位置”或“safe end posit1n”或“SEP”，首先進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“預(yù)定運(yùn)動方向”或“SDI”中，直至執(zhí)行器已經(jīng)到達(dá)終端位置，以便然后在另一步驟中進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“執(zhí)行器無壓力”或“ST0”中。
[0027]在第三變型方案中，其還被稱為“安全的回程位置”或“safe retracting”或“SRT”，首先進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“預(yù)定運(yùn)動方向”或“SDI”中，直至執(zhí)行器已經(jīng)到達(dá)回程位置，以便然后在另一步驟中進(jìn)行執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到功能狀態(tài)“使來自和/或至執(zhí)行器的流體流停止”或“S0S”中。
[0028]如果控制裝置電氣地與安全切換器件和/或操縱切換器件相連接且為了在工作閥處產(chǎn)生控制指令時包含安全切換器件和/或操縱切換器件的信號，控制裝置與執(zhí)行器相連接和/或構(gòu)造到閥控制部處，這是有利的。由此，控制裝置獲得關(guān)于安全切換器件的已進(jìn)行的干預(yù)的信息。此外，可據(jù)此根據(jù)流體系統(tǒng)和執(zhí)行器的工作情況避免干預(yù)監(jiān)測裝置和閥控制部，這可可能導(dǎo)致執(zhí)行器的停止?fàn)顟B(tài)處在不利的位置中。監(jiān)測裝置和閥控制部的干預(yù)優(yōu)選地由此防止，即，安全切換器件和/或操縱切換器件的信號已經(jīng)在通過控制裝置產(chǎn)生控制指令時被考慮到且因此可能并未或在晚些的時刻進(jìn)行執(zhí)行器的操控，其可根據(jù)存儲在控制裝置中的程序來進(jìn)行。在這種情況下，尤其重要的是控制裝置可能設(shè)置成用于操控多個執(zhí)行器且在存在安全切換器件和/或操縱切換器件的信號時可設(shè)置協(xié)調(diào)地中斷執(zhí)行器的其他的運(yùn)動過程。
[0029]優(yōu)選地，用于執(zhí)行器的流體控制的流體控制閥作為切換閥環(huán)接(eingeschleift)到流體源與執(zhí)行器之間或在可由控制裝置操控的工作閥上游或下游作為止回閥環(huán)接到流體源與執(zhí)行器之間，以便保證執(zhí)行器的調(diào)整元件調(diào)整運(yùn)動到可預(yù)定的切換狀態(tài)中或保證執(zhí)行器的調(diào)整元件停留在可預(yù)定的切換狀態(tài)中。
[0030]在第一實(shí)施方式中設(shè)置成，僅僅流體控制閥設(shè)置成用于在運(yùn)行狀態(tài)期間影響至執(zhí)行器的流體流，且相應(yīng)地在不同的功能位置之間尤其在打開位置和閉合位置之間切換或與閥控制部的控制信號成比例地設(shè)定控制裝置和布置在下游的閥控制部的默認(rèn)設(shè)置。因?yàn)榱黧w控制閥在該實(shí)施方式中在流體系統(tǒng)的正常的運(yùn)行狀態(tài)期間執(zhí)行大量的載荷循環(huán)(即在單獨(dú)的功能位置之間的切換過程)且具有所限定的被動的優(yōu)先位置，所以其必須在其設(shè)計方面滿足很高的要求，以便滿足對于可靠的工作系統(tǒng)所需要的安全類別。因此，流體控制閥可根據(jù)應(yīng)用情況為切換閥、帶有相同或優(yōu)選不同的流動阻力的并聯(lián)和/或串聯(lián)的切換閥或比例閥。
[0031]在備選的第二實(shí)施方式中設(shè)置成，流體控制閥用作止回閥，其除了工作閥(其由控制裝置必要時在中間連接工作閥控制部的情況下來操控)之外在流體線路中環(huán)接到流體源與執(zhí)行器之間。在此，流體控制閥用于在故障情況下和/或在緊急情況下在將監(jiān)測裝置的監(jiān)測信號傳送到閥控制部處之后封鎖相應(yīng)的流體線路。在該實(shí)施方式中可得到多個優(yōu)點(diǎn)。一方面，在每個與執(zhí)行器相連接的流體線路中布置有至少兩個閥，即尤其工作閥和流體控制閥，從而冗余地防止在故障情況/緊急情況下必要地中斷通過相應(yīng)的流體線路的流體流。此外，環(huán)接到相應(yīng)的流體線路中的閥由不同的裝置(在此控制裝置和閥控制部)操控，從而還存在控制技術(shù)的冗余。此外，用作用于緊急情況的止回閥的流體控制閥必須可以所需要的可靠性滿足僅僅少量的載荷循環(huán)且因此以更少的結(jié)構(gòu)和成本花費(fèi)分類到同可靠的工作系統(tǒng)的其余構(gòu)件相同的安全類別中，因此這在在此描述的第一實(shí)施方式中為這種情況。
[0032]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，流體控制閥流體地與執(zhí)行器相連接且傳感器器件與執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)，其中，執(zhí)行器構(gòu)造成用于提供調(diào)整運(yùn)動，尤其在第一切換位置與第二切換位置之間的線性和/或旋轉(zhuǎn)的切換運(yùn)動。
[0033]優(yōu)選地，控制裝置構(gòu)造成用于尤其通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)與上級的機(jī)器或過程控制部在兩個方向上通訊，其可分配有與控制裝置相同或比其更低或更高的安全類別。機(jī)器或過程控制部構(gòu)造成用于協(xié)調(diào)多個控制裝置且與控制裝置通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)通訊。
[0034]根據(jù)第二方面，本發(fā)明的目的利用根據(jù)權(quán)利要求10的用于運(yùn)行流體系統(tǒng)(其根據(jù)裝置權(quán)利要求中的一項(xiàng)來構(gòu)造)的方法來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下設(shè)置有以下步驟:利用傳感器器件確定執(zhí)行器狀態(tài)且將相應(yīng)于所確定的執(zhí)行器狀態(tài)的傳感器信號輸出到監(jiān)測裝置處；在監(jiān)測裝置中處理傳感器信號；以及至少針對以下情況將監(jiān)測信號提供到閥控制部處，即，傳感器器件未提供傳感器信號或傳感器器件提供有缺陷的傳感器信號；在閥控制部中尤其取決于確定的傳感器信號處理監(jiān)測信號；和操控流體控制閥以用于影響到執(zhí)行器處的至少一個流體流，從而執(zhí)行器占據(jù)和/或保持可預(yù)定的、可靠的狀態(tài)。由此在流體系統(tǒng)的一種類型的基本功能性中至少識別出這樣的故障情況，其基于傳感器器件的故障功能或執(zhí)行器的故障功能。在此，如果傳感器器件的不可信的傳感器信號到達(dá)監(jiān)測裝置中，例如布置成彼此間隔開的兩個終端位置傳感器的傳感器信號的同步的輸入，以傳感器器件的故障功能為出發(fā)點(diǎn)。如果在可預(yù)定的時間段之內(nèi)在將流體的能量提供到執(zhí)行器處之后傳感器信號沒有變化或在可預(yù)定的時間段之內(nèi)在傳感器信號的最初的變化之后未出現(xiàn)傳感器信號的繼續(xù)變化，由此通常顯示出通過執(zhí)行器到達(dá)預(yù)定的位置，以傳感器器件和/或執(zhí)行器的故障功能為起點(diǎn)。針對該故障情況，設(shè)置成不繼續(xù)將流體的能量提供到執(zhí)行器處或中斷到執(zhí)行器處的流體流，以便執(zhí)行器或者保持可靠的狀態(tài)或者可占據(jù)可靠的狀態(tài)。
[0035]在方法的一設(shè)計方案中設(shè)置成，監(jiān)測裝置監(jiān)測安全切換器件的電信號且在介入或進(jìn)入到由執(zhí)行器確定的危險范圍中時將相應(yīng)的監(jiān)測信號提供到閥控制部處，以便如此操控流體控制閥，即如此影響到執(zhí)行器處的至少一個流體流使得執(zhí)行器占據(jù)或保持可預(yù)定的可靠的狀態(tài)。由此借助安全切換器件例如光柵或觸感式切換墊實(shí)現(xiàn)保證由執(zhí)行器確定的危險范圍(即，例如與執(zhí)行器運(yùn)動聯(lián)結(jié)的機(jī)械元件的擺動范圍或線性的調(diào)整范圍)。在使用者或?qū)ο蠼槿牖蚩拷椒婪兜奈ｋU范圍中時，由于安全切換器件的由此觸發(fā)的電信號，中斷流體的能量供給到執(zhí)行器處。必要時可附加地設(shè)置主動地夾緊執(zhí)行器。
[0036]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，僅當(dāng)執(zhí)行器的即將發(fā)生的狀態(tài)變化借助控制裝置和/或閥控制部的控制信號的輸出來確定時和/或執(zhí)行器的狀態(tài)變化借助傳感器器件中的至少一個的傳感器信號的至少一個變化來探測時，監(jiān)測裝置這時才在探測到介入或進(jìn)入到由執(zhí)行器確定的危險范圍中時借助安全切換器件的信號將相應(yīng)的監(jiān)測信號提供到閥控制部處。由此，當(dāng)使用者的介入或進(jìn)入在在其中執(zhí)行器運(yùn)動未直接(即在可預(yù)定的時間間隔之內(nèi))即將發(fā)生或發(fā)生的時間間隔中進(jìn)行時，至少這時在流體系統(tǒng)(在其中執(zhí)行器僅暫時地處于運(yùn)動中)中避免工作狀態(tài)的中斷。由此可避免工作機(jī)械(在其中集成有帶有執(zhí)行器的流體系統(tǒng))通過相應(yīng)地操控流體控制閥不必要地帶到可靠的狀態(tài)中，其可從其中可能僅在有問題(例如在生產(chǎn)過程中的時間損失和/或在材料流中的損失)的情況下再次置于工作狀態(tài)中。為了實(shí)現(xiàn)流體系統(tǒng)的該工作模式，設(shè)置有以控制裝置為起點(diǎn)至監(jiān)測裝置的至少一個單向的通訊或在監(jiān)測裝置與閥控制部之間的雙向的通訊。在任何情況下，監(jiān)測裝置如此構(gòu)造，即，其可借助用于工作閥和/或流體控制閥的控制信號得到關(guān)于執(zhí)行器的運(yùn)動的結(jié)論且僅在同時存在執(zhí)行器運(yùn)動和安全切換器件的信號(其說明使用者介入和/或進(jìn)入到危險空間中)時將相應(yīng)的監(jiān)測信號輸出到閥單元處以用于操控流體控制閥且由此鎖止執(zhí)行器。
[0037]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，一旦不再存在探測到介入或進(jìn)入到由執(zhí)行器確定的危險范圍中，監(jiān)測裝置就調(diào)節(jié)監(jiān)測信號的提供，且閥控制部在不存在監(jiān)測信號的情況下不進(jìn)行流體控制閥的不同于通過控制裝置的默認(rèn)設(shè)置的操控。由此同樣防止并非所期望地中斷流體系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
[0038]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，閥控制部如此操控流體控制閥，即在執(zhí)行器中的至少一個工作腔在存在相應(yīng)的監(jiān)測信號期間保持供給有受壓力加載的流體。由此可根據(jù)執(zhí)行器的類型和結(jié)構(gòu)類型實(shí)現(xiàn)用于執(zhí)行器的有利的可靠的靜止?fàn)顟B(tài)，其可從該靜止?fàn)顟B(tài)無問題地尤其非常快地且利用僅很少的能量花費(fèi)再次重新回到工作狀態(tài)中。例如構(gòu)造為流體缸的執(zhí)行器可在出現(xiàn)監(jiān)測信號和由此產(chǎn)生的要求的情況下盡可能快地占據(jù)不動的狀態(tài)，或者完全使之通風(fēng)或者設(shè)置成在雙作用的流體缸中工作室中的至少一個或工作室中的兩個保持受壓力加載。由此可使執(zhí)行器運(yùn)動到可靠的位置中，即使流體輸送出于未進(jìn)一步示出的原因中斷。優(yōu)選地，可在流體系統(tǒng)的重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)時僅僅通過一工作室的通風(fēng)引起執(zhí)行器的運(yùn)動，而為此不需要強(qiáng)制性地至執(zhí)行器的流體輸送。
[0039]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，監(jiān)測裝置監(jiān)測操縱切換器件的電信號且監(jiān)測信號取決于操縱切換器件的所確定的信號與閥控制部相匹配。操縱切換器件可或者為用于流體系統(tǒng)的運(yùn)行模式的選擇開關(guān)，利用其例如進(jìn)行選擇工作狀態(tài)、維護(hù)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)，或?yàn)閼?yīng)急開關(guān)或急停開關(guān)，其應(yīng)在通過使用者操縱時引起執(zhí)行器和與此相聯(lián)結(jié)的流體系統(tǒng)的盡可能迅速的停歇。在操縱切換器件構(gòu)造為選擇開關(guān)的情況下，監(jiān)測裝置可如此配置，即，流體系統(tǒng)的由使用者選擇的運(yùn)行狀態(tài)在下一有利的時刻例如在通過由流體系統(tǒng)輔助的工作循環(huán)之后來調(diào)節(jié)。為此，監(jiān)測裝置可尤其在與控制裝置的雙向的通訊的范圍中首先執(zhí)行對直至工作循環(huán)結(jié)束仍需經(jīng)歷的工作步驟的分析且然后在給定的時刻將監(jiān)測信號輸出到控制裝置處且必要時還輸出到閥控制部處，以便在結(jié)束工作循環(huán)之后阻止重新開始另一工作循環(huán)，直至這由使用者以相應(yīng)的方式在操縱切換器件處預(yù)定。在操縱切換器件設(shè)計為應(yīng)急開關(guān)或急停開關(guān)時，控制裝置和/或閥控制部在存在相應(yīng)的操縱信號的情況下引起執(zhí)行器的盡可能最快的停歇。
[0040]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，閥控制部的控制信號(其用于操控流體控制閥)和傳感器器件的傳感器信號(其在執(zhí)行器處確定)在監(jiān)測裝置中進(jìn)行處理，以便能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的工作系統(tǒng)的檢查。在這種情況下，由監(jiān)測裝置執(zhí)行用于閥控制部的不同的控制信號以及用于傳感器器件的傳感器信號的可信度檢查，以便可確定可靠的工作系統(tǒng)的構(gòu)件的可能的故障功能且必要時可在存在故障功能的情況下引起可靠地切斷流體系統(tǒng)。
[0041]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)為了到達(dá)可靠的狀態(tài)如此進(jìn)行流體控制閥的操控，即，如此影響到至少一個執(zhí)行器處的流體流使得執(zhí)行器在可預(yù)定的時間段之內(nèi)帶到來自組中的至少一個可預(yù)定的功能狀態(tài)中:執(zhí)行器無壓力；使來自和/或至執(zhí)行器的流體流停止；用于執(zhí)行器的運(yùn)動方向預(yù)定；將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到停止?fàn)顟B(tài)上；將執(zhí)行器調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上；限制在執(zhí)行器中的壓力；激活執(zhí)行器夾緊；限制執(zhí)行器的運(yùn)動速度。因此，用于閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)的功能范圍不僅包括所謂的“基本狀態(tài)”，而且包括可選的功能狀態(tài)，從而在出現(xiàn)故障時可首先嘗試將相應(yīng)的執(zhí)行器帶到可選的功能狀態(tài)中，以便避免用于配備有流體系統(tǒng)的設(shè)備和/或由執(zhí)行器影響的工件和/或設(shè)備的操作者的可能的間接傷害，其可由流體系統(tǒng)的立即的停歇引起。
[0042]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，由閥控制部或可靠的工作系統(tǒng)預(yù)定至少兩個功能狀態(tài)的時間順序。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]在附圖中示出了本發(fā)明的有利的實(shí)施方式。其中:
圖1顯示了用于工作機(jī)械的流體系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的示意性的圖示，該流體系統(tǒng)包括可靠的工作系統(tǒng)，以及
圖2顯示了用于工作機(jī)械的流體系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的示意性的圖示，該流體系統(tǒng)包括可靠的工作系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1顯示了流體系統(tǒng)I的第一實(shí)施方式，該流體系統(tǒng)為未進(jìn)一步示出的工作機(jī)械的組成部分且構(gòu)造成用于可靠地運(yùn)行可用流體操控的執(zhí)行器2。
[0045]流體系統(tǒng)I包括控制裝置3，其構(gòu)造成用于將控制信號提供到閥控制部4和工作閥控制部5處。閥控制部4構(gòu)造成用于操控流體控制閥6、7。工作閥控制部5構(gòu)造成用于操控工作閥8、9。示例性地設(shè)置成，工作閥8、9與流體源10以及通過流體線路11、12與執(zhí)行器2相聯(lián)結(jié)。相應(yīng)地，用于影響流體流的工作閥8、9構(gòu)造在流體源10與執(zhí)行器2的示例性地未進(jìn)一步示出的兩個工作腔之間。根據(jù)將受壓力加載的流體提供到執(zhí)行器2的一個或兩個工作室處，示例性地實(shí)施為執(zhí)行器2的調(diào)整元件的活塞桿15可線性地在未進(jìn)一步顯示的兩個終點(diǎn)位置之間運(yùn)動或必要時固定在兩個終點(diǎn)位置之間的中間位置中。例如，活塞桿15在端側(cè)設(shè)有壓模(Stempel) 16，利用其可將工件17固定在臺子18處，以便可在工件17處執(zhí)行未進(jìn)一步示出的工作過程。在根據(jù)圖1的本實(shí)施方式中，兩個流體控制閥6、7作為止回閥環(huán)接到流體線路11、12中且可單獨(dú)地根據(jù)需要通過閥控制部中斷在相應(yīng)的流體線路中的流體流。因此可快速阻止執(zhí)行器2的活塞桿15的運(yùn)動。
[0046]在此，在執(zhí)行器2處布置有示例性地構(gòu)造為終端位置開關(guān)(尤其霍爾傳感器)的兩個傳感器器件19、20，如果執(zhí)行器2的未進(jìn)一步示出的活塞和活塞桿15位于兩個線性的終端位置中的一個中，傳感器器件19、20相應(yīng)將傳感器信號通過傳感器線路21、22輸出到監(jiān)測裝置23處。
[0047]監(jiān)測裝置23通過信號線路24與閥控制部4相連接，且通過信號線路25與構(gòu)造為用于流體系統(tǒng)I的運(yùn)行模式的選擇開關(guān)的操縱切換器件28相連接。監(jiān)測裝置23可通過信號線路24將監(jiān)測信號提供到閥控制部4處。通過信號線路25可將操縱切換器件28的選擇信號提供到監(jiān)測裝置23處。
[0048]在此，控制裝置3、工作閥控制部5和工作閥8、9根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第一安全類別來構(gòu)造。閥控制部4、流體控制閥6、7、傳感器器件19、20和監(jiān)測裝置23形成可靠的工作系統(tǒng)29，其根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第二安全類別來構(gòu)造。在此設(shè)置成，在安全標(biāo)準(zhǔn)中，可靠的工作系統(tǒng)29的第二安全類別比第一安全類別(其設(shè)置成用于控制裝置3、工作閥控制部5和工作閥8、9)建立在更高的水平上。相應(yīng)地，可靠的工作系統(tǒng)29比控制裝置3具有更低的失效可能性。
[0049]此外，監(jiān)測裝置23與呈光柵30的形式的安全切換器件相聯(lián)結(jié)，其設(shè)置成用于保證由執(zhí)行器2、活塞桿15和安裝到其處的壓模16以及臺子18確定的危險范圍31。光柵30如此構(gòu)造，即，其至少針對未示出的使用者或工件17在流體系統(tǒng)I的運(yùn)行期間打斷光柵30的情況發(fā)出可由監(jiān)測裝置23處理且必要時引起執(zhí)行器2的停機(jī)的信號。因此，光柵30用作呈接近監(jiān)測部的形式的接近限制部(Zugangsbegrenzung)。
[0050]在流體系統(tǒng)I和由此配備的工作機(jī)械的正常的無干擾的工作狀態(tài)期間設(shè)置成，控制裝置3將控制信號輸出到工作閥控制部5處，以便引起按計劃操控工作閥8、9。
[0051]在此可設(shè)置成，控制裝置3獨(dú)立地產(chǎn)生控制信號，即不需要上級的機(jī)械控制部32的控制指令，必要時并未與機(jī)械控制部32相連接。備選地，控制裝置3可在包含機(jī)械控制部32的控制指令的情況下產(chǎn)生控制信號，控制裝置3通過總線系統(tǒng)33 (其實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)交換)與機(jī)械控制部32相連接。
[0052]通過將控制信號提供到工作閥控制部5處實(shí)現(xiàn)工作閥8、9的操控且由此利用受壓力加載的流體加載流體線路11、12中的至少一個。受壓力加載的流體在此由流體源10提供。取決于流體線路11、12的壓力加載，示例性地在兩個終點(diǎn)位置之間發(fā)生執(zhí)行器2的活塞桿15的調(diào)整運(yùn)動，其中，在兩個終點(diǎn)位置中的每個中，一旦執(zhí)行器2的未示出的、與活塞桿15相連接的活塞已經(jīng)到達(dá)相應(yīng)的終點(diǎn)位置，相關(guān)聯(lián)的傳感器器件19、20就可將傳感器信號通過傳感器線路21、22傳輸?shù)奖O(jiān)測裝置處。
[0053]閥控制部4 (其與流體控制閥6、7、控制裝置3和監(jiān)測裝置23相連接)在不存在可由監(jiān)測裝置23提供的監(jiān)測信號的情況下僅將由控制裝置3提供的控制信號提供到監(jiān)測裝置23處。如果流體控制閥6、7不例性地構(gòu)造為常閉(NC/normal closed)的切換閥且通過流體線路11、12的流體流中的任何一個應(yīng)未受流體控制閥6、7影響(尤其封鎖)，可設(shè)置成通過閥控制部4操控兩個流體控制閥6、7。在這種情況下，流體控制閥6、7的封鎖作用僅通過切斷操控來實(shí)現(xiàn)，由此流體控制閥6、7到達(dá)到閉鎖位置中。
[0054]監(jiān)測裝置23顧及到控制裝置3的控制信號來檢查執(zhí)行器2的活塞桿15的運(yùn)動是否根據(jù)提供的控制信號來進(jìn)行。為此，監(jiān)測裝置23檢查兩個傳感器器件19、20的傳感器信號是否在可預(yù)定的時間間隔之內(nèi)以如同可基于控制信號所期望的方式那樣改變。此外，監(jiān)測裝置23檢查是否由光柵30輸出這樣的信號，其指示出光柵30通過使用者或工件17打斷。如果在預(yù)定的時間間隔之內(nèi)發(fā)生傳感器器件19、20的傳感器信號的變化且不存在光柵30的信號，監(jiān)測裝置23確定流體系統(tǒng)I的正常的運(yùn)行且可選地未將監(jiān)測信號或?qū)⒅甘境隽黧w系統(tǒng)I的正常的運(yùn)行的監(jiān)測信號輸出到閥控制部4處。
[0055]如果監(jiān)測裝置23借助傳感器器件19、20的傳感器信號和/或借助光柵30的信號發(fā)現(xiàn)或者存在在執(zhí)行器2的運(yùn)動中的干擾和/或存在傳感器器件19、20的干擾和/或存在光柵30的打斷，監(jiān)測裝置23可將監(jiān)測信號輸出到閥控制部4處，該監(jiān)測信號針對在流體系統(tǒng)I的運(yùn)行中存在不規(guī)則性。在此，監(jiān)測裝置23可如此設(shè)立，即，其在在流體系統(tǒng)I中出現(xiàn)不規(guī)則性時直接將這種監(jiān)測信號輸出到閥控制部4處。備選地，監(jiān)測裝置23可設(shè)立成僅針對這種情況將監(jiān)測信號輸出到閥控制部4處，即，如果在通過監(jiān)測裝置23確定不規(guī)則性的時刻發(fā)生執(zhí)行器2的運(yùn)動或如果在可預(yù)定的時間間隔內(nèi)設(shè)置執(zhí)行器2的運(yùn)動。
[0056]在監(jiān)測信號到達(dá)閥控制部4中時，閥控制部4可通過控制線路34、35將切斷指令提供到流體控制閥6、7處。然后流體控制閥6、7直接在相應(yīng)的切斷指令到達(dá)之后執(zhí)行相應(yīng)的流體線路11、12的封鎖。在此，可可選地尤其取決于執(zhí)行器2的運(yùn)行方式設(shè)置成由閥控制部4或者完全封鎖流體線路11、12，或者僅進(jìn)行流體線路11或12中的一個的封鎖。備選地，實(shí)現(xiàn)部分地封鎖，其引起執(zhí)行器的力限制。通過流體控制閥6、7的至少部分的封鎖作用應(yīng)實(shí)現(xiàn)盡可能快且可靠地改變執(zhí)行器2的運(yùn)動狀態(tài)，以便例如在使用者干預(yù)到危險范圍31中時降低由于執(zhí)行器2的受傷風(fēng)險和與其處于有效連接中的構(gòu)件16、18。
[0057]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施方式中設(shè)置成，監(jiān)測信號由監(jiān)測裝置23并發(fā)地提供到閥控制部4和控制裝置3處，這如通過圖1中的附加的線路支路36示出的那樣。在此可設(shè)置成，在在流體系統(tǒng)I中出現(xiàn)不規(guī)則性和通過監(jiān)測裝置23相應(yīng)地輸出監(jiān)測信號時首先在控制裝置3中產(chǎn)生控制信號,其應(yīng)用作對所確定的不規(guī)則性的逆反應(yīng)(Gegenreakt1n)且通過工作閥控制部5傳遞到工作閥8、9處，以便例如引起快速中斷執(zhí)行器2的運(yùn)動。只有當(dāng)監(jiān)測裝置23 (盡管在工作閥8、9處存在控制裝置3的相應(yīng)的控制信號)發(fā)現(xiàn)未發(fā)生執(zhí)行器2的運(yùn)動狀態(tài)的按照期望的變化時，才輸出經(jīng)修改的監(jiān)測信號，其現(xiàn)在針對閥控制部4且那是利用其引起封鎖流體線路11、12中的至少一個。
[0058]因此，在根據(jù)圖1的流體系統(tǒng)I的實(shí)施方式中，流體控制閥6、7僅用于改變流動狀態(tài)，尤其用于封鎖流體線路11、12，且這僅當(dāng)由監(jiān)測裝置23在流體系統(tǒng)I的運(yùn)行期間探測到不規(guī)則性時才進(jìn)行。
[0059]在流體系統(tǒng)101的在圖2中示出的實(shí)施方式中，功能相同的構(gòu)件設(shè)有同在圖1中相同的參考標(biāo)號。不同于根據(jù)圖1的實(shí)施方式，在根據(jù)圖2的流體系統(tǒng)101的實(shí)施方式中，流體控制閥106、107作為獨(dú)特的閥環(huán)接到相應(yīng)的流體線路111、112中且與流體源10處于連通的連接中。
[0060]在此，在圖2中示出的流體系統(tǒng)101的第二實(shí)施方式中的控制裝置3如同在圖1中示出的流體系統(tǒng)I的第一實(shí)施方式中那樣根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第一安全類別來構(gòu)造。閥控制部4、流體控制閥106、107、傳感器器件19、20和監(jiān)測裝置23類似于根據(jù)圖1的第一實(shí)施方式在根據(jù)圖2的第二實(shí)施方式中形成可靠的工作系統(tǒng)129，工作系統(tǒng)129根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第二安全類別來構(gòu)造，其建立在比控制裝置3的安全類別更高的水平上。
[0061]在根據(jù)圖2的流體系統(tǒng)101中，利用呈雙重功能的流體控制閥106、107，因?yàn)槠洳粌H在流體系統(tǒng)101的正常的運(yùn)行中而且在流體系統(tǒng)101中出現(xiàn)不規(guī)則性時用于影響通過流體線路111、112的流體流。由于流體控制閥106、107的雙重功能可取消工作閥和工作閥控制部。然而由此還對流體控制閥106、107提出明顯更高的要求，以便其由于多重更高的負(fù)荷循環(huán)數(shù)在流體系統(tǒng)101的正常運(yùn)行中仍然必須滿足這樣的安全類別的要求，可靠的工作系統(tǒng)129的構(gòu)件被分類到其中，且因此在結(jié)構(gòu)中和在制造中引起更高的成本。另一方面，監(jiān)測裝置可利用每次通過控制裝置初始化的切換過程診斷閥控制部和流體控制閥的正確的功能，這同樣對于歸類到安全類別中是有利的。
[0062]流體系統(tǒng)I和流體系統(tǒng)101可相應(yīng)配備有上級的安全切換部37，其示例性地與機(jī)械控制部32和監(jiān)測裝置23處于通訊的連接中。安全切換部37的任務(wù)在于，監(jiān)測在相應(yīng)的流體系統(tǒng)1、101中的與安全相關(guān)的過程，尤其在利用存在于監(jiān)測裝置23處的傳感器信號的情況下。安全切換部37例如可設(shè)立成，如果由于所接收的傳感器信號和控制信號(其由控制裝置3和/或機(jī)械控制部32提供)存在流體系統(tǒng)I或101的不緊要的狀態(tài)，在其中例如可接受使用者干預(yù)到危險范圍31中，因?yàn)榭倸w未發(fā)生或未立刻即將發(fā)生執(zhí)行器2的運(yùn)動，將釋放信號提供到監(jiān)測裝置23處。借助釋放信號可避免由監(jiān)測裝置23將監(jiān)測信號輸出到閥控制部4處，以便當(dāng)在非緊要的時刻進(jìn)行使用者干預(yù)時防止可能不利地影響流體系統(tǒng)I或 101。
[0063]對于在圖1和2中示出的兩個實(shí)施方式，可設(shè)置成，為了切斷執(zhí)行器2或使執(zhí)行器轉(zhuǎn)變到流體供給的可靠的狀態(tài)中力爭達(dá)到可選的功能狀態(tài)，以便可避免相應(yīng)的執(zhí)行器2的在有些情況下不利的完全切斷和由此引起的間接損害。補(bǔ)充地或備選地，還可設(shè)置成，為了切斷執(zhí)行器2或?qū)?zhí)行器轉(zhuǎn)變到可靠的狀態(tài)中，設(shè)置有一系列的多個基本狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于可靠地運(yùn)行可用流體操控的執(zhí)行器(2)的流體系統(tǒng)，帶有:控制裝置(3)，其用于將控制信號提供到閥控制部(4)處；閥控制部(4)，其用于操控流體控制閥(6,7:106, 107);流體控制閥(6,7:106, 107)，其電氣地與所述閥控制部(4)相連接且構(gòu)造成用于影響到至少一個執(zhí)行器(2)處的流體流；傳感器器件(19，20)，其構(gòu)造成用于確定執(zhí)行器狀態(tài)，尤其執(zhí)行器位置，且構(gòu)造成輸出相應(yīng)于所確定的執(zhí)行器狀態(tài)的傳感器信號；以及監(jiān)測裝置(23)，其構(gòu)造成處理傳感器信號且將監(jiān)測信號提供到所述閥控制部(4)處，其特征在于，所述控制裝置(3)根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第一安全類別來構(gòu)造，且所述閥控制部(4)、所述流體控制閥(6，7; 106，107)、所述傳感器器件(19，20)和所述監(jiān)測裝置(23)形成可靠的工作系統(tǒng)(29; 129)且根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的第二安全類別來構(gòu)造，其中，在安全標(biāo)準(zhǔn)中，第二安全類別建立在比第一安全類別更高的水平上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(23)電氣地與安全切換器件(30)相連接且構(gòu)造成用于將所述安全切換器件(30)的安全信號包含到監(jiān)測信號中，其中，所述安全切換器件(30)構(gòu)造為由所述執(zhí)行器(2)確定的危險范圍(31)的接近限制部和/或接近監(jiān)測部，尤其構(gòu)造為光柵或觸感式切換墊或在安全籠中的維護(hù)門的門接觸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(23)電氣地與操縱切換器件(28)和/或安全切換部(37)相連接且構(gòu)造成用于將所述操縱切換器件(28)的操縱信號和/或所述安全切換部(37)的釋放信號包含到監(jiān)測信號中，其中，所述操縱切換器件(28)構(gòu)造為用于所述流體系統(tǒng)(1;101)的運(yùn)行模式的選擇開關(guān)，并且其中，所述安全切換部(37)構(gòu)造為用于所述流體系統(tǒng)(I; 101)的監(jiān)測系統(tǒng)，其必要時還可實(shí)施控制功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(3)電氣地與所述安全切換器件(30)和/或所述操縱切換器件(28)相連接且構(gòu)造成用于在對用于操控工作閥(8，9)的工作閥控制部(5)和/或閥控制部(4)產(chǎn)生控制指令時包含所述安全切換器件(30)和/或所述操縱切換器件(28)的信號，工作閥(8，9)與所述執(zhí)行器(2)相連接。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述閥控制部(4)或所述可靠的工作系統(tǒng)(29;129)設(shè)立成如此操控所述流體控制閥(6，7;106，107)，S卩，如此影響到至少一個執(zhí)行器(2)處的流體流使得所述執(zhí)行器(2)在可預(yù)定的時間段之內(nèi)可帶到來自以下組的至少一個可預(yù)定的功能狀態(tài)中:執(zhí)行器(2)無壓力；使來自和/或至所述執(zhí)行器(2)的流體流停止；用于執(zhí)行器(2)的運(yùn)動方向預(yù)定；將執(zhí)行器(2)調(diào)節(jié)到停止?fàn)顟B(tài)上；將執(zhí)行器(2)調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上；未受調(diào)節(jié)地限制在所述執(zhí)行器(2)中的壓力；激活執(zhí)行器夾緊；限制所述執(zhí)行器(2)的運(yùn)動速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述閥控制部(4)或所述可靠的工作系統(tǒng)(29; 129)設(shè)立成預(yù)定至少兩個功能狀態(tài)的時間順序。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，用于所述執(zhí)行器(2)的流體控制的所述流體控制閥(6，7; 106，107)作為切換閥(106，107)環(huán)接到流體源(10)與所述執(zhí)行器(2)之間或在可由所述控制裝置(3)操控的工作閥(8，9)上游或下游作為止回閥(6，7)環(huán)接到所述流體源(10)與所述執(zhí)行器(2)之間，以便保證所述執(zhí)行器(2)的調(diào)整元件(15)到可預(yù)定的切換狀態(tài)中的調(diào)整運(yùn)動或所述執(zhí)行器的調(diào)整元件(15)停留在可預(yù)定的切換狀態(tài)中。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述流體控制閥(6,7:106, 107)流體地與所述執(zhí)行器(2)相連接，且所述傳感器器件(19，20)與所述執(zhí)行器(2)相關(guān)聯(lián)，其中，所述執(zhí)行器(2)構(gòu)造成用于提供調(diào)整運(yùn)動，尤其在第一切換狀態(tài)與第二切換狀態(tài)之間的線性的和/或旋轉(zhuǎn)的切換運(yùn)動。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置(3)構(gòu)造成用于尤其通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)(33)與上級的機(jī)器或過程控制部(32)在兩個方向上通訊，機(jī)器或過程控制部(32)可分配有與所述控制裝置(3)相同或比其更低或更高的安全類別。
10.一種用于運(yùn)行尤其根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流體系統(tǒng)的方法，其特征在于以下步驟:利用傳感器器件(19，20)確定執(zhí)行器狀態(tài)且將相應(yīng)于所確定的執(zhí)行器狀態(tài)的傳感器信號輸出到監(jiān)測裝置(23)處；在所述監(jiān)測裝置(23)中處理傳感器信號且至少針對以下情況將監(jiān)測信號提供到閥控制部(4)處，即，所述傳感器器件(19，20)未提供傳感器信號或所述傳感器器件(19，20)提供有缺陷的傳感器信號；在所述閥控制部(4)中尤其取決于確定的傳感器信號處理監(jiān)測信號；和操控所述流體控制閥出，7; 106，107)以用于影響到所述執(zhí)行器(2)處的至少一個流體流，從而所述執(zhí)行器(2)占據(jù)和/或保持可預(yù)定的可靠的狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(23)監(jiān)測安全切換器件(30)的電信號且在介入或進(jìn)入到由所述執(zhí)行器(2)確定的危險范圍(31)中時將相應(yīng)的監(jiān)測信號提供到所述閥控制部(4)處，以便如此操控所述流體控制閥(6，7;106，107)，S卩，如此影響到所述執(zhí)行器(2)處的至少一個流體流使得所述執(zhí)行器(2)占據(jù)和/或保持可預(yù)定的可靠的狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，僅當(dāng)所述執(zhí)行器(2)的即將發(fā)生的狀態(tài)變化借助所述控制裝置⑶和/或所述閥控制部⑷的控制信號的輸出來確定和/或所述執(zhí)行器(2)的狀態(tài)變化借助所述傳感器器件(18，19)中的至少一個的傳感器信號的至少一個變化來探測時，所述監(jiān)測裝置(23)這時才在探測到介入或進(jìn)入到由所述執(zhí)行器(2)確定的危險范圍(31)中時借助所述安全切換器件(30)的信號將相應(yīng)的監(jiān)測信號提供到所述閥控制部⑷處。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，一旦不再存在探測到介入或進(jìn)入到由所述執(zhí)行器(2)確定的危險范圍(31)中，所述監(jiān)測裝置(23)就調(diào)節(jié)監(jiān)測信號的提供，且所述閥控制部(4)在不存在監(jiān)測信號的情況下不進(jìn)行所述流體控制閥(6，7; 106，107)的不同于通過所述控制裝置(3)的默認(rèn)設(shè)置的操控。
14.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的方法，其特征在于，所述閥控制部(4)如此操控所述流體控制閥(6，7; 106，107)，S卩，在所述執(zhí)行器(2)中的至少一個工作腔在存在相應(yīng)的監(jiān)測信號期間保持供給有受壓力加載的流體。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測裝置(23)監(jiān)測操縱切換器件(28)的電信號，且檢測信號取決于所述操縱切換器件(28)的所確定的信號與所述閥控制部⑷相匹配。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述閥控制部(4)的用于操控所述流體控制閥(6，7; 106，107)的控制信號和所述傳感器器件(19，20)的在所述執(zhí)行器(2)處確定的傳感器信號在所述監(jiān)測裝置(23)中進(jìn)行處理，以便實(shí)現(xiàn)所述可靠的工作系統(tǒng)(29; 129)的功能性的檢查。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述閥控制部(4)或所述可靠的工作系統(tǒng)(29;129)為了達(dá)到可靠的狀態(tài)而如此進(jìn)行所述流體控制閥(6,7:106, 107)的操控，即，如此影響到至少一個執(zhí)行器(2)處的流體流使得將所述執(zhí)行器(2)在可預(yù)定的時間段之內(nèi)帶到來自以下組的至少一個可預(yù)定的功能狀態(tài)中:執(zhí)行器(2)無壓力；使來自所述和/或至所述執(zhí)行器(2)流體流停止；用于執(zhí)行器(2)的運(yùn)動方向預(yù)定；將執(zhí)行器(2)調(diào)節(jié)到停止?fàn)顟B(tài)上；將執(zhí)行器(2)調(diào)節(jié)到預(yù)定的力上；限制在所述執(zhí)行器(2)中的壓力；激活執(zhí)行器夾緊；限制所述執(zhí)行器(2)的運(yùn)動速度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，由所述閥控制部(4)或所述可靠的工作系統(tǒng)(29; 129)預(yù)定至少兩個功能狀態(tài)的時間順序。
【文檔編號】F15B19/00GK104285067SQ201380014406
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】M.格爾克, T.博爾克, H.戴歇爾特 申請人:費(fèi)斯托股份有限兩合公司