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Dokumentenidentifikation DE10144766B4 01.02.2007
Titel Verfahren zum Antreiben und Steueren eines Magnetventils
Anmelder SMC K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Morikawa, Fumio, Ibaraki, JP;
Ishitsuka, Nobuyuki, Ibaraki, JP
Vertreter Keil & Schaafhausen Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 11.09.2001
DE-Aktenzeichen 10144766
Offenlegungstag 25.04.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.2007
IPC-Hauptklasse H01F 7/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G08C 15/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Antreiben und Steuern eines solenoid-betätigten Ventils (nachfolgend Magnetventil). Das Magnetventil öffnet/schließt durch Empfangen eines seriellen Antriebssignals, das von einer übergeordneten Steuervorrichtung ausgegeben wird, und sendet ein Betriebszustandssignal an die übergeordnete Steuervorrichtung.

Automatische Montagesysteme werden zum Montieren von Maschinen und Werkzeugen etc. verwendet, wobei eine Vielzahl von Magnetventilen betrieben wird. Die automatischen Montagesysteme führen die automatische Montage durch, wobei die Zufuhr und das Abschalten von Druckluft zu einem Zylinder oder dgl. unter Verwendung des Magnetventils gesteuert wird und wobei die Position eines Objektes durch den Zylinder oder dgl. gesteuert wird.

Das oben beschriebene automatische Montagesystem ist eine großtechnische Anlage, in dem eine Vielzahl von Magnetventilen verwendet wird. Vorzugsweise werden die Magnetventile zentral gesteuert. Auch das Management erfolgt vorzugsweise zentral, um zu erfahren, ob die Magnetventile auf der Basis der Steuersignale korrekt arbeiten oder nicht. Außerdem ist vorzugsweise eine Anpassbarkeit des Systems vorgesehen, um das Steuermuster für die jeweiligen Magnetventile einfach zu ändern und in einfacher Weise einzelne Magnetventile bei Änderungen des automatischen Montagesystems hinzuzufügen oder entfernen zu können.

Es gibt bisher jedoch noch kein Verfahren zum Antreiben und Steuern von Magnetventilen, bei dem die Antriebssteuerung und das Management der Magnetventile zentral durchgeführt wird und bei dem man auf Änderungen des Systems einfach reagieren kann.

In dem U.S.-Patent 3,969,703 wird eine programmierbare Steuerung beschrieben, bei der unter Verwendung von Bus-Systemen eine Vielzahl von Maschinenkomponenten angesteuert werden kann.

Es ist auch grundsätzlich bekannt, die Steuerdaten oder Rückmeldungssignale beim Antreiben von Magnetventilen über einen Seriell-/Parallelwandler umzuwandeln (vgl. JP 05-108365 A oder JP 05-065967 A).

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Antreiben und Steuern von Magnetventilen vorzuschlagen, bei dem die Magnetventile zentral gesteuert und gemanagt werden können, und bei dem es möglich ist, auf Änderungen des Systems einfach zu reagieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei einem Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten von einem seriellen Bus als serielle Daten eingegeben, die zwei Bits für jede Magnetventilspule des Magnetventils umfassen, die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten in parallele Daten umgewandelt, die entsprechende Magnetventilspule auf der Basis eines der beiden Bits für jede Magnetventilspule in den parallelen Daten angetrieben, eine erste Licht aussendende Diode auf der Basis eines anderen Bits angetrieben, eine Ausgabe von einem Sensor zur Feststellung von offenen und/oder geschlossenen Zuständen des Magnetventils und ein Signal, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule ist, als Eingabedaten eingegeben, und die Eingabedaten zum Senden an den seriellen Bus in serielle Daten umgewandelt.

Dementsprechend werden gemäß dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils der ersten Ausführungsform der Erfindung die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten, die dem Magnetventil zugeführt werden, das festgestellte Signal des offenen und/oder geschlossenen Zustandes des Magnetventils, das von dem Magnetventil ausgegeben wird, und das Signal, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule ist, in die serielle Datenstruktur gesandt. Es ist möglich, das Management bspw. zum Antreiben des Magnetventils und zum Öffnen/Schließen des Magnetventils zentral durchzuführen.

Bei einem Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten von einem seriellen Bus als serielle Daten, die zwei Bits für jede Magnetventilspule des Magnetventils umfassen, eingegeben, die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten in parallele Daten umgewandelt, die entsprechende Magnetventilspule auf der Basis eines der beiden Bits für jede Magnetventilspule in den parallelen Daten angetrieben, eine erste Licht aussendende Diode auf der Basis eines anderen Bits angetrieben, eine Ausgabe von einer Vielzahl von Sensoren zur Feststellung von offenen, geschlossenen und Zwischenpositionen des Magnetventils und ein Signal, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule ist, als Eingabedaten eingegeben, und die Eingabedaten zum Senden an den seriellen Bus in serielle Daten umgewandelt.

Bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden demnach die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten dem Magnetventil zugeführt, die festgestellten Signale der offenen; geschlossenen und Zwischenpositionen des Magnetventils, die von dem Magnetventil ausgegeben werden, und das Signal, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule ist, zu der seriellen Datenstruktur gesandt. Es ist möglich, das Management bspw. zum Antreiben der Magnetventile und zum Öffnen, Anordnen in einer Zwischenposition oder Schließen des Magnetventils zentral durchzuführen.

Bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform reicht es, wenn das Magnetventil eine Einzelspule aufweist, aus, dass das Einzelspulen-Magnetventil angeschlossen ist und dass das Signal, das die Einzelspulenstruktur anzeigt, ausgegeben wird. Es ist möglich, sowohl auf das Magnetventil mit Doppelspule als auch das Magnetventil mit Einzelspule zu reagieren. Es ist außerdem einfach, auf Änderungen des Systems zu reagieren, so dass das Gesamtsystem eine breite Verwendbarkeit hat.

Bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen der Erfindung kann dann, wenn die beiden Bits für jede der beiden Magnetventilspulen des Magnetventils die gleichen Daten haben, der Antrieb des Magnetventils entsprechend der Lichtemission der ersten Licht aussendenden Diode simuliert werden und es ist einfach, die Wartung und Kontrolle durchzuführen, auch wenn die Magnetventilspule nicht angeschlossen ist. Wenn die beiden Bits für jede der beiden Magnetventilspulen des Magnetventils die gleichen Daten aufweisen, ist es daher möglich, die Unterbrechung eines Drahtes der Magnetventilspule zu beurteilen, wenn das Magnetventil nicht angetrieben wird, obwohl die Magnetventilspule angeschlossen sein sollte und die erste Licht aussendende Diode Licht emittiert. Dadurch ist es möglich, die Wartung einfach durchzuführen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine Systemkonfiguration als ein Beispiel eines Verfahrens zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 zeigt eine Systemkonfiguration als ein Beispiel eines Verfahrens zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 zeigt einen Magnetventilantriebsschaltkreis, der bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

4 ist ein Blockdiagramm, das den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

5 zeigt ein Übertragungsdatenformat mit serieller Datenstruktur zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

6 zeigt ein Antwortdatenformat mit serieller Datenstruktur zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

7A zeigt das Timing für die Übertragungsdaten zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

7B zeigt das Timing der Antwortdaten zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

8A zeigt ein Übertragungsdatenformat zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

8B zeigt ein Format für Antwortdaten des Magnetventilantriebssteuerkreises zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

9A zeigt das Timing von Übertragungsdaten zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

9B zeigt das Timing für Antwortdaten von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

10A zeigt das Timing für Übertragungsdaten an den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

10B zeigt das Timing für Antwortdaten von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

11 zeigt eine Verteilerkonfiguration, die bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

12A zeigt eine Verteilerkonfiguration, die bei einem herkömmlichen Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils verwendet wird, wobei ein Fall dargestellt wird, in dem das Magnetventil eine Doppelspule aufweist.

12B zeigt eine Verteilerkonfiguration, die bei einem herkömmlichen Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils verwendet wird, wobei ein Fall dargestellt ist, in dem das Magnetventil eine Einzelspule aufweist.

13 zeigt, dass eine externe Verriegelung zum Antreiben einer Magnetventilspule bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.

14 zeigt ein System, das exklusiv bei einem Magnetventil mit einer Doppelspule bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

15 zeigt ein System, das exklusiv bei einem Magnetventil mit einer Einzelspule bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

16 zeigt ein System, das exklusiv bei einem Magnetventil mit einer Einzelspule verwendet wird, wobei eine Stromquelle gemeinsam von einem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis und einer Magnetventilspule verwendet wird.

17 zeigt ein System, das exklusiv bei einem Magnetventil mit einer Einzelspule verwendet wird, wobei eine Stromquelle gemeinsam von einem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis und einer Magnetventilspule verwendet wird, und wobei eine Leitungsunterbrechung der Magnetventilspule festgestellt wird.

18 zeigt einen Schnitt durch das Magnetventil zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

19 zeigt einen Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei einem Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

20 ist ein Blockdiagramm, das den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.

21 zeigt ein Antwortdatenformat mit serieller Datenstruktur zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

22 zeigt ein Antwortdatenformat von einem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

23A zeigt schematisch Relativpositionen eines Magnetrings und von Sensoren zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

23B zeigt wellenförmige Ausgaben von den Sensoren gemäß 23A.

23C zeigt andere wellenförmige Ausgaben, die von den Sensoren gemäß 23A ausgegeben werden.

24A ist ein Blockdiagramm, das einen Dekoder zum Empfang der Ausgaben von den Sensoren gemäß 23B darstellt.

24B ist ein Blockdiagramm, das einen Dekoder zum Empfang der Ausgaben von den Sensoren gemäß 23C darstellt.

25A zeigt schematisch Relativpositionen eines Magnetringes und anderer Sensoren zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

25B zeigt wellenförmige Ausgaben von den Sensoren entsprechend 25A.

25C zeigt andere wellenförmige Ausgaben von den Sensoren gemäß 25A.

26A ist ein Blockdiagramm, das einen Dekoder zum Empfang der Ausgaben von den Sensoren gemäß 25B darstellt.

26B ist ein Blockdiagramm, das einen Dekoder zum Empfang der Ausgaben von den Sensoren gemäß 25C darstellt.

27 zeigt einen Fall, in dem eine externe Verriegelung für das Antreiben der Magnetventilspule bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.

28 zeigt ein System, das exklusiv bei einem Magnetventil mit Doppelspule bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

29 zeigt ein System, bei dem eine Stromquelle gemeinsam von einem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis und einer Magnetventilspule bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

30 zeigt ein System, bei dem eine Stromquelle gemeinsam von einem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis und einer Magnetventilspule verwendet wird und bei dem eine Leitungsunterbrechung der Magnetventilspule festgestellt wird, bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

31 ist ein Schnitt durch das Magnetventil zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Zunächst wird das Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Die 1 und 2 zeigen eine Systemkonfiguration, die ein Beispiel des Verfahrens zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Bei der Antriebs- und Steuervorrichtung 10 für das Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 1 und 2 dargestellt ist, gibt eine speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) 12 über einen Feldbus 14 ein Magnetventilbetriebssteuersignal an einen Protokollumsetzer (Gateway) 15. Das Gateway 15 umfasst eine Zentraleinheit (CPU) 16 und einen seriellen Kommunikations-IC 18 zum Empfang der Ausgabe (Output) von der CPU 16 und zum Umwandeln des Signals in das zu übertragende serielle Signal. Das Protokoll des Signals von der PLC 12 über den Feldbus 14 wird in die seriellen Daten umgewandelt. Die seriellen Daten werden zur Öffnungs/Schließ-Steuerung des Magnetventils an einen Magnetventilsteuerbus 20 übermittelt.

Die Antriebs- und Steuervorrichtung 10 für das Magnetventil empfängt an dem Gateway 15 serielle Daten von einem Sensor, bspw. einem magnetischen Sensor, der den Zustand des Magnetventils über den Magnetventilsteuerbus 20 feststellt. Die seriellen Daten sind Managementdaten einschließlich Managementinformationen für das Magnetventil oder dgl. Die Daten werden in dem Gateway 15 einer Protokollumsetzung für die Übertragung zu der PLC 12 über den Feldbus 14 unterworfen.

Die seriellen Daten für die Öffnungs/Schließ-Steuerung des Magnetventils werden von dem Gateway 15 dem Magnetventilsteuerbus 20 zugeführt. Die seriellen Daten umfassen Adressdaten zur Bezeichnung von Kommunikationssteuerschaltkreisen (IC) 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 und Öffnungs/Schließ-Betriebssteuerdaten für die jeweiligen Magnetventile, die von den seriellen Daten, die von den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 ausgegeben werden, gesteuert werden. Die Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 steuern entsprechend Magnetventile, die wenigstens eine Gruppe mit einer Vielzahl von Magnetventilen bilden. Bei dieser Konfiguration ist jeder der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 einer der Gruppen von Magnetventilen zugeordnet und überträgt Öffnungs/Schließ-Steuerdaten in serieller Datenstruktur zur Steuerung der Magnetventile der Gruppe. Die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten werden von Kanälen CH1 bis CH4 entsprechend den Magnetventilen übertragen. Dementsprechend werden die Öffnungs/Schließ-Operationen der jeweiligen Magnetventile durch Magnetventilantriebssteuerschaltkreise 202, die in 3 dargestellt sind, gesteuert.

Nachfolgend erfolgt eine Erläuterung eines Falles, bei dem jedes der Magnetventile gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Zwei-Positions-Magnetventil mit offenen und geschlossenen Zuständen ist.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet der Kommunikationssteuer-IC 22 den entsprechenden Output von den Kanälen CH1 bis CH4, so dass die vier Magnetventile 30, 32, 34, 36 in einer Gruppe individuell der Öffnungs/Schließ-Steuerung durch den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 unterworfen werden. Der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 steuert außerdem die Übertragung des Offen/Geschlossen-Zustandssignals.

Der Kommunikationssteuer-IC 24 umfasst die Kommunikationssteuer-ICs 24-1, 24-2. Der Kommunikationssteuer-IC 26 umfasst die Kommunikationssteuer-ICs 26-1, 26-2, 26-3, 26-4. Die Kommunikationssteuer-ICs 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4 steuern individuell das Öffnen/Schließen der vier Magnetventile 40, 42, 44, 46 in einer Gruppe, der vier Magnetventile 48, 50, 52, 54 in einer Gruppe, der vier Magnetventile 60, 62, 64, 66 in einer Gruppe, der vier Magnetventile 68, 70, 72, 74 in einer Gruppe, der vier Magnetventile 76, 78, 80, 82 in einer Gruppe und der vier Magnetventile 84, 86, 88, 90 in einer Gruppe durch den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 über den Output der jeweiligen Kanäle CH4 bis CH1. Die Kommunikationssteuer-ICs 24-1, 24-2, 24-3, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4 steuern außerdem die Übertragung ihrer Offen/Geschlossen-Zustandssignale.

In ähnlicher Weise steuert der Kommunikations-IC 28 individuell das Öffnen/Schließen der vier Magnetventile 92, 94, 96, 98 in einer Gruppe durch den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 über den jeweiligen Output der Kanäle CH1 bis CH4. Der Kommunikations-IC 28 steuert außerdem die Übertragung ihrer Offen/Geschlossen-Zustandssignale.

Bei der oben beschriebenen Konfiguration unterscheidet jeder der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 die ihm zugeordnete Adresse über einen Adressdekoder. Die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten für das Magnetventil der zugeordneten Adresse sind in einem Schieberegister aufgenommen. Für jeden der Kanäle CH wird eine Parallel/Seriell-Wandlung durchgeführt. Die seriellen Daten jedes der Kanäle CH werden an einen Kommunikationssteuer-IC 200 (3) übertragen, der für das Magnetventil entsprechend jedes der Kanäle CH vorgesehen ist.

Außerdem weist jeder der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 einen Parallel/Seriell-Wandler zur Aufnahme serieller Daten, die in jeden Kanal CH eingegeben (Input) werden, um diese in parallele Daten umzuwandeln, und bildet individuell parallele Daten für jeden der Kanäle CH1 bis CH4 zum Umwandeln der gebildeten parallelen Daten in serielle Daten. Jeder der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 weist außerdem einen Adressenzufügungsschaltkreis zur Addition einer zugeordneten Adresse zu den seriellen Daten zum Übertragen der Daten zu dem Magnetventilsteuerbus 20 auf.

Alle Output-Daten von externen Sensoren 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 112, 113, 114, 115, 116 zum Feststellen bspw. der Position des Werkstückes und der Position des Zylinderkolbens des Systems werden dem Kommunikationssteuer-IC 100 zugeführt. Die Daten werden von dem Kommunikationssteuer-IC 100 über den Magnetventilsteuerbus 20 zu dem Gateway 15 übertragen. Bei dieser Konfiguration umfasst der Kommunikationssteuer-IC 100 einen Parallel/Seriell-Wandler zum Umwandeln aller Outputs der externen Sensoren in serielle Daten und einen Adress-Hinzufügungsschaltkreis auf. Der eingegebene Sensoroutput wird in serielle Daten umgewandelt und übertragen, nachdem ihm dem Kommunikationssteuer-IC 100 zugeordnete Adressdaten hinzugefügt wurden.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die 3 und 4 eine Erläuterung der Kommunikationssteuereinheit 200 des Magnetventils 30 gegeben. Da alle integrierten Kommunikationssteuereinheiten 200 der Magnetventile 30, 32, 34, 36, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 identisch aufgebaut sind, wird die detaillierte Erläuterung der integrierten Kommunikationssteuereinheiten 200 nicht noch einmal wiederholt.

Die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200 umfasst den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 als integrierten Schaltkreis. Der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 ist für das Magnetventil 30 vorgesehen.

Wie in 4 dargestellt ist, umfasst der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 eine Zwei-Wege-Signalsteuereinheit 202-2 zum Empfangen der seriellen Daten SI und zum Senden der Daten, eine serielle Datenempfangseinheit 202-4 zum Empfangen der seriellen Daten SI über die Zwei-Wege-Signalsteuereinheit 202-2, eine Output-Daten-Registereinheit 202-2 zur Ausgabe der Daten von der seriellen Datenempfangseinheit 202-4 an Anschlüsse OUT1 bis OUT4, eine Input-Datenregister-Einheit 202-8 zum Empfangen der Daten von Input-Anschlüssen IN1, IN2, S/D* (D* meint hierbei eine negative Logik), eine serielle Datensendeeinheit 202-10 zum Empfang der Daten von der Input-Datenregistereinheit 202-8 und zum Senden serieller Daten über die Zwei-Wege-Signalsteuereinheit 202-2, und eine sendende/empfangende Steuereinheit 202-12 zum Steuern des Beginns und des Endes von Empfangsdaten der seriellen Datenempfangseinheit 202-4 und zum Steuern des Beginns und des Endes von Sendedaten der seriellen Datensendeeinheit 202-10.

Die serielle Datenempfangseinheit 202-4 umfasst einen empfangenden Timing-Extraktionsabschnitt 202-14 für den Befehl des Updates von Empfangsdaten in der Output-Datenregistereinheit 202-2, einen Start/Stop-Bit-Feststellabschnitt 202-16 zum Empfang des Empfangs-Timing-Signals von dem Empfangs-Timing-Extraktions-Abschnitt 202-14 und zum Feststellen des Start-Stop-Bits, einen Paritätsfehler-Feststellabschnitt 202-18 zum Empfang des Empfang-Timing-Signals von dem Empfang-Timing-Extraktions-Abschnitt 202-14 und zum Feststellen eines Paritätsfehlers, einen Empfangsfehler-Beurteilungsabschnitt 202-20 zum Empfang des Outputs des Start/Stopbit-Feststellabschnittes 202-16 und des Paritätsfehler-Feststellabschnittes 202-18 und zum Beurteilen eines Empfangsfehlers, und einen Seriell/Parallel-Wandlungsabschnitt 202-22 zum Umwandeln der Empfangsdaten in parallele Daten. Ein Empfangsdatenwirksamkeitssignal, das anzeigt, dass die Empfangsdaten wirksam sind, wird der Outputdatenregistereinheit 202-6 zugeführt, wenn von dem Empfangsfehler-Beurteilungsabschnitt 202-20 kein Empfangsfehler festgestellt wird. Dann werden die von dem Seriell/Parallel-Wandlungsabschnitt 202-22 umgewandelten parallelen Daten in der Output-Datenregistereinheit 202-6 registriert.

Die Serielldaten-Sendeeinheit 202-16 umfasst einen Parallel/Seriell-Wandlungsabschnitt 202-26 zum Umwandeln der in den Inputanschluss der Inputdatenregistereinheit 202-8 eingegebenen Daten in serielle Daten, einen Paritätszeugungsabschnitt 202-28 zur Erzeugung eines Paritätsbits auf der Basis der von dem Parallel/Seriell-Wandlungsabschnitt 202-26 umgewandelten seriellen Daten, einen Start/Stopbit-Erzeugungsabschnitt 202-30 zum Erzeugen eines Startbits und eines Stopbits, und einen Sendetiming-Erzeugungsabschnitt 202-24 zum Empfang des Befehls zum Beginn und Ende des Sendens von der Sende/Empfangssteuereinheit 202-12 zur Erzeugung eines Sendetiming-Signals, für den Befehl zum Updaten von Sendedaten und den Befehl zum Senden des Timings für den Parallel/Seriell-Wandlungsabschnitt 202-26 und dann für den Befehl zum Senden für die Zweiwege-Signalsteuereinheit 202-2. Der Startbit und der Stopbit, die von dem Start/Stopbit-Erzeugungsabschnitt 202-30 erzeugt werden, werden den seriellen Daten, die von dem Parallel/Seriell-Wandlungsabschnitt 202-26 umgewandelt wurde, hinzugefügt, und der Paritätsbit, der von dem Paritätserzeugungsabschnitt 202-28 erzeugt wurde, wird hinzugefügt, um die Daten zu der Zweiwege-Signalsteuereinheit 202-2 zu senden.

Wie in 3 dargestellt ist, empfängt der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 die von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 ausgegebenen seriellen Daten, um diese in parallele Daten für die Ausgabe zu dem Anschlüssen OUT1 bis OUT4 umzuwandeln. Die Erregung und Nichterregung der Magnetventilspulen 208, 220 wird in Abhängigkeit von dem Output der Outputanschlüsse OUT1 und OUT3 individuell gesteuert. Andererseits empfängt der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 an den Sensor-Input-Terminals IN1, IN2 das Signal (Magnetventil OFFEN-Signal), das anzeigt, dass das Magnetventil auf AN geschaltet ist (Magnetventil OFFEN), und das Signal (Magnetventil GESCHLOSSEN-Signal), das anzeigt, dass das Magnetventil auf AUS geschaltet ist (Magnetventil GESCHLOSSEN), das von den Sensoren 248, 250 zur Durchführung der Parallel/Seriell-Wandlung festgestellt wird. Nach der Umwandlung werden die seriellen Daten an den Kommunikationssteuer-IC 22 übertragen.

Außerdem beurteilt der Magnetventil-Antriebssteuerschalter 202 auf der Basis des elektrischen Potentials des Inputanschlusses S/D*, ob das Magnetventil eine Einzelspule oder eine Doppelspule aufweist. Der Input S/D* wird über einen Schalter 252 wahlweise geerdet, um das Beurteilungssignal als Freigabesignal zu dem Kommunikationssteuer-ICs 22 zu senden. In 3 bezeichnet die Stromquelle VCC die Strom- oder Spannungsquelle für den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 und die Stromquelle VDD die Strom- oder Spannungsquelle für die Magnetventilspule.

Die Outputdaten, die von dem Outputanschluss OUT1 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 zugeführt werden, werden auf die Magnetventilspule 208 über eine Licht aussendende Diode (LED) 206 und einen Fotokoppler 204 zum Antrieb der Magnetventilspule 208 aufgebracht. Der Fotokoppler 204 umfasst einen Fototransistor 204-2 (bspw. einen NPN-Transistor) und eine LED 204-1 als Schnittstelle. Die von dem Outputanschluss OUT3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 zugeführten Outputdaten werden auf die Magnetventilspule 220 über eine LED 218 und einen Fotokoppler 216 zum Antrieb der Magnetventilspule 220 aufgebracht. Der Fotokoppler 216 umfasst einen Fototransistor 216-2 und eine LED 216-1 als Schnittstelle.

Der Grund für das Vorsehen der Fotokoppler 204, 216 liegt in der Absicht, die Ausgangsspannung des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 von der auf die Magnetventilspule 208, 220 aufgebrachten Spannung elektrisch zu isolieren. Anstelle des Fotokopplers 204, 206 kann auch ein Relais verwendet werden, wenn eine ausreichende Betätigungszeit vorliegt. Der Grund für den Anschluss der LEDs 206, 218 liegt in der Absicht, visuell beurteilen zu können, ob der Erregungsbefehl an die Magnetventilspule 208, 220 gegeben wurde oder nicht. Die Dioden 210, 220 sind parallel an den Magnetventilspulen 208, 220 angeschlossen, um eine Dämpfung zu erreichen. Die LED 212 wird mit dem Output von dem Outputanschluss OUT2 des Magnetventil-Antriebssteuerschaltkreises 202 angetrieben, indem der durch einen Widerstand 214 beschränkte Strom verwendet wird. Die LED 224 wird mit dem Output von dem Outputanschluss OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 angetrieben, indem der durch einen Widerstand 226 beschränkte Strom verwendet wird. Der Grund für die Verwendung dieser Konfiguration ist, dass die LEDs 212, 224 auf der Basis der Outputs der Outputanschlüsse OUT2, OUT4 auch in einem Zustand angetrieben werden, in dem die Magnetventile 208, 220 nicht angeschlossen sind. Dementsprechend kann die Wartung einfach durchgeführt werden.

Wenn das Magnetventil, wie in 3 gezeigt, eine Doppelspule aufweist, werden der Fotokoppler 204, die Magnetventilspule 208, die LEDs 206, 212, der Widerstand 214 und die Diode 210 angeschlossen, die durch den Output von den Outputanschlüssen OUT1, OUT2 des Magnetventil-Antriebssteuerschaltkreises 202 angetrieben werden. Außerdem werden der Fotokoppler 216, die Magnetventilspule 220, die LEDs 218, 224, der Widerstand 226 und die Diode 222 angeschlossen, die von dem Output der Outputanschlüsse OUT3, OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 angetrieben werden. Der Schalter 224 wird in den AN-Zustand gestellt und der Inputanschluss S/D* wird geerdet.

Wenn das Magnetventil eine Einzelspule aufweist, werden der Fotokoppler 204, die Magnetventilspule 208, die LEDs 206, 212, der Widerstand 214 und die Diode 210 angeschlossen, die von den Outputs der Outputanschlüsse OUT1, OUT2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 gemäß 3 angetrieben werden. Der Schalter 252 wird in den AUS-Zustand gestellt und der Inputanschluss S/D* wird nicht geerdet. Der Fotokoppler 216, die LEDs 218, 224, die Magnetventilspule 220, der Widerstand 226 und die Diode 222 werden entfernt, ohne angeschlossen zu sein.

Nachfolgend wird die Funktion der Antriebs- und Steuervorrichtung 10 für das wie oben beschrieben aufgebaute Magnetventil erläutert.

Die serielle Kommunikation wird für die PLC 12 und das Gateway 15 über den Feldbus 14 durchgeführt. Die Kommunikation zwischen der PLC 12 und dem Gateway 15 umfasst bspw. die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten für das Magnetventil, das Antriebssignal für die Anzeige-LED, die Anschlussinformation an der Magnetventilspule und die Feststellinformation für jeden der Sensoren. Das Datenformat wird an dem Gateway 15 umgewandelt. Die Kommunikation der seriellen Daten wird mit Bezug auf die Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28, 100 über den Magnetventilsteuerbus 20 durchgeführt.

Das Sendedatenformat, das von dem Gateway 15 ausgegeben wird, ist in 5 dargestellt und reicht von einem Bit 0 bis zu einem Bit 31. Das Bit 0 bezeichnet einen Startbit. Bit 1 bis Bit 6 sind Adressdaten und bezeichnen Adressen 20, 21, 22, 23, 24 bzw. 25, um Adressen der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28, 100 zuzuweisen. Die Kommunikation wird durchgeführt, wobei lediglich der Kommunikationssteuer-IC 22, 24, 26, 28, 100 eine übereinstimmende Adresse aufweist.

Ein Bit 7 mit Sendedatenformat ist ein Betriebsmodusbit zur Anzeige, ob die Outputdaten in den Sendedaten von dem Gateway 15 umfasst sind oder nicht. Das Bit 7 auf einem logisch hohen Niveau (nachfolgend als "logisch H" bezeichnet) bedeutet einen Sendemodus, und die Outputdaten für die jeweiligen Kanäle CH1 bis CH4 der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 sind in Bit 9 bis Bit 28 der Sendedaten enthalten. Das Bit 7 auf einem logisch niedrigen Niveau (nachfolgend als "logisch L" bezeichnet) bezeichnet einen Lesemodus, und Stopbits werden an die Bits 9 und 10 gesandt. Das Bit 8 ist ein Adressmodusparitätsbit.

Wenn das Betriebsmodusbit (Bit 7) logisch H ist, sind die Bits 9 bis 13 mit Sendedatenformat ein Outputbit von einem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH1, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputbit OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH1.

In ähnlicher Weise sind, wenn das Operationsmodusbit (Bit 7) logisch H ist, die Bits 14 bis 18 des Sendedatenformats ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH2. Die Bits 19 bis 23 des Sendedatenformats sind ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH3. Die Bits 24 bis 28 des Sendedatenformats sind ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH4, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Output von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH4.

Ein Bit 29 des Sendedatenformats ist ein Outputsynchronisierungsbit. Ist das Bit 29 logisch H werden die Daten des Magnetventilsteuerbuses 20 auf die Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28, denen die entsprechende Adresse zugeordnet ist, gestellt. Dementsprechend wirkt das Bit 29 als ob ein Strobepuls für einen Einrastschaltkreis vorgesehen wäre. Das Einstellen der Daten wird in der PLC 12 parallel durchgeführt. Die eingestellten Daten werden in serielle Daten umgewandelt und zu dem Magnetventilsteuerschaltkreis 202 der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200 auf dem im wesentlichen entsprechenden Kanal übertragen.

Bezeichnen bspw. die Sendedaten die Adresse des Kommunikationssteuer-ICs 22 und ist das Bit 7 logisch H, dann empfängt der Kommunikationssteuer-IC 22 die Sendedaten und es wird geurteilt, dass die Kommunikation entsprechend der Adresse für sich selbst durchgeführt wird. Die Daten von den Bits 9 bis 29 werden empfangen, und die Daten im Bereich der Bits 9 bis 28 werden entsprechend dem logischen H des Bits 29 aufgenommen.

Die Daten im Bereich der Bits 9 bis 12 der aufgenommenen Daten werden in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH1 ausgegeben. In ähnlicher Weise werden die Daten im Bereich der Bits 14 bis 17 in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH2 ausgegeben. Die Daten im Bereich der Bits 19 bis 22 werden in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH3 ausgegeben. Die Daten im Bereich der Bits 24 bis 27 werden in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH4 ausgegeben. Während dieses Prozesses versteht es sich, dass durch das Paritätsbit 13, das Paritätsbit 18, das Paritätsbit 23 und das Paritätsbit 28 eine Paritätskontrolle erfolgt.

Im einzelnen ist das Format der gesamten seriellen Daten, die von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 ausgegeben werden, wie in 8a gezeigt. Ein Bit 0 ist ein Startbit, ein Bit 1 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH1 ausgegeben wird, ein Bit 2 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT2 des Kanals CH1 ausgegeben wird, ein Bit 3 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT3 des Kanals CH1 ausgegeben wird, ein Bit 4 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT4 des Kanals CH1 ausgegeben wird, ein Bit 5 ist ein Paritätsbit und ein Bit 6 und ein Bit 7 sind Stopbits. Die Formate der ausgesandten seriellen Daten, die von dem Kanälen CH2, CH3, CH4 des Kommunikationssteuer-ICs 22 ausgegeben werden, sind der gleichen Art wie oben beschrieben.

Die eingegebenen seriellen Daten werden in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202, der die seriellen Outputdaten von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 empfangen hat, in parallele Daten umgewandelt. Dementsprechend wird die AN/AUSsteuerung der Magnetventilspulen 208, 220, die mit den Outputanschlüssen OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 verbunden sind, und das Aufleuchten der LEDs 206, 212, 218, 224 gesteuert.

Wenn das Output-Synchronisierungsbit (Bit 29) logisch H ist, wird daher der Output der Outputanschlüsse OUT1 bis OUT4 des Kanals CH1 auf entsprechende logische Werte gesteuert, abhängig davon, ob Bits (die Bits 9 bis 12) logisch H sind. Die an die Outputanschlüsse OUT1, OUT3 des Kanals CH1 angeschlossenen Magnetventilspulen 208, 220 werden in den erregten oder nicht erregten Zustand gesteuert. Die Lichtemission der LEDs 206, 218, die an die Outputanschlüsse OUT1, OUT3 des Kanals CH1 angeschlossen sind, wird gesteuert. Die erregten oder nicht erregten Zustände der Magnetventilspulen 208, 220 werden deutlich angezeigt. Die LED 212 kann mit dem Outputanschluss OUT2 verbunden sein, und die von dem Outputanschluss OUT1 ausgegebenen Daten können identisch mit den von dem Outputanschluss OUT2 ausgegebenen Daten sein (der logische Wert des Bits 9 kann identisch mit des Bits 10 sein).

Dementsprechend ist es aufgrund der Lichtemission der LED 212 auch dann, wenn die Magnetventilspule 208 nicht angeschlossen ist, möglich, zu wissen, dass das Signal zum Antrieb der Magnetventilspule 208 ausgegeben wird, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird. Wenn die LED 206 kein Licht aussendet und die LED 212 Licht aussendet, obwohl die Magnetventilspule 208 angeschlossen sein sollte, ist es außerdem möglich, zu wissen, ob an der Magnetventilspule 208 ein Leitungsbruch vorliegt, was wiederum praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird.

Die LED 224 kann mit dem Outputanschluss OUT4 verbunden sein, und die von dem Outputanschluss OUT3 ausgegebenen Daten können identisch mit zu dem Outputanschluss OUT4 ausgegebenen Daten sein (der logische Wert des Bits 11 kann identisch mit dem des Bits 12 sein). Dementsprechend ist es aufgrund der Lichtemission der LED 224 auch dann, wenn die Magnetventilspule 220 nicht angeschlossen ist, möglich, zu wissen, dass das Signal zum Antrieb der Magnetventilspule 220 ausgegeben wird, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird. Wenn die LED 218 kein Licht aussendet und die LED 224 Licht aussendet, obwohl die Magnetventilspule 220 angeschlossen sein sollte, ist es außerdem möglich, zu wissen, dass an der Magnetventilspule 220 ein Leitungsbruch vorliegt, was wiederum praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird.

In ähnlicher Weise werden die logischen Outputwerte der Outputanschlüsse OUT1 bis OUT4 der Kanäle CH2, CH3, CH4 festgelegt durch die logischen Werte, die in den Bits 14 bis 17 des Sendedatenformats eingestellt sind, durch die logischen Werte, die in den Bits 19 bis 22 eingestellt sind, bzw. durch die logischen Werte, die in den Bits 24 bis 27 eingestellt sind. Die Magnetventilspule wird auf der Basis der logischen Werte in den erregten oder nicht erregten Zustand gesteuert, und die Lichtemission der LEDs 206, 212, 218, 224 wird in der gleichen Weise gesteuert wie bei dem Kanal CH1. Der Betrieb wird in der gleichen Weise durchgeführt wie oben für die anderen Kommunikationssteuer-ICs beschrieben wurde.

Es wird mit Hilfe des Bits 30 und des Bits 31 des Sendedatenformats beurteilt, dass das Senden der Daten zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 beendet ist.

Die vorangehende Beschreibung erläutert den Fall, dass die Sendedaten die Adresse des Kommunikationssteuer-ICs 22 bezeichnen. Wie in 7A gezeigt ist, werden die Sendedaten jedoch zu anderen Kommunikationssteuer-ICs mit anderen Adressen in festgelegten Intervallen, bspw. für eine Adresse 1, eine Adresse 2, eine Adresse 3, eine Adresse 4, eine Adresse 5 usw. übertragen. Wenn die Sendedaten empfangen werden, werden die seriellen Daten von den Kommunikationssteuer-IC 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 zu dem Kommunikationssteuerschaltkreis gesandt, bspw. zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202.

Die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten, die aus seriellen Daten bestehen, werden nacheinander zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis übertragen, wie es in 9A gezeigt ist, von jedem der Kanäle CH der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28, die die seriellen Daten von dem Magnetventilsteuerbus 20 empfangen haben.

Die Steuerung wird gemäß dem Output von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis durchgeführt, bspw, den Magnetventil-Antriebssteuerschaltkreis 202, der die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten mit einer seriellen Datenstruktur empfangen hat. Als Folge hiervon werden die Offen/Geschlossen-Daten des Magnetventils, die den von den Sensoren 248, 250 festgestellten Offen/Geschlossen-Zustand des Magnetventils anzeigen, den Inputanschlüssen IN1, IN2 zugeführt. Die Daten, die anzeigen, ob die Spule des Magnetventils eine Doppelspule oder eine Einzelspule ist, werden dem Inputanschluss S/D* zugeführt. Die Offen-Daten und Geschlossen-Daten des Magnetventils und die dem Input-Anschluss S/D* zugeführten Daten werden dem Kommunikationssteuer-IC als Antwortdaten (vgl. 9B) innerhalb einer festgelegten Periode, nachdem die seriellen Sendedaten zum Steuern der Magnetventilspule übertragen wurden, übertragen.

Das Antwortdatenformat der von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 übertragenen Antwortdaten ist wie in 8B gezeigt. Ein Bit 0 bezeichnet ein Startbit, ein Bit 1 ist ein logischer Wert des Outputs von dem Sensor 248, der in den Inputanschluss IN1 des Kanals CH1 eingegeben wird, und ein Bit 2 ist ein logischer Wert des Outputs von dem Sensor 250, der in den Inputanschluss IN2 des Kanals CH1 eingegeben wird. Ein Bit 3 ist ein dem Inputanschluss S/D* zugeführter logischer Wert, der in dem Fall einer Einzelspule logisch H oder in dem Fall einer Doppelspule logisch L ist. Ein Bit 4 bezeichnet ein Paritätsbit, und ein Bit 5 und ein Bit 6 sind Stopbits.

Die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 gesandten Antwortdaten werden in serielle Daten umgewandelt und zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 gesandt. Diese Prozedur wird in der gleichen Weise durchgeführt, wie es oben für die Antwortdaten beschrieben wurde, die von den anderen Magnetventilantriebssteuerschaltkreisen 202 zu den entsprechenden anderen Kommunikationssteuer-ICs 24-1. 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 gesandt wurden. Das Sendetiming ist wie in 9B gezeigt. Die Daten werden mit einer Verzögerung einer festgelegten Periode von den seriellen Sendedaten gesandt.

Die Antwortdaten von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202, die verwendet werden, wenn die Magnetventilspule nicht mit den Outputanschlüssen OUT1, OUT3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 verbunden sind, haben den Output von logisch H, wie es in 10B für die seriellen Daten gemäß 10A dargestellt ist. In diesem Fall werden Freigaben (FREIGABEN, Bits 12, 17, 22, 27 in 6) in den in 6 gezeigten Antwortdaten auf logisch L gesetzt. Es wird angezeigt, dass das Magnetventil nicht angeschlossen ist.

Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 des Magnetventils 30 ausgegeben werden, werden an den Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen. Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 des Magnetventils 32 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH2 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen. Die Antwortdaten mit serieller Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 des Magnetventils 34 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH3 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen. Die Antwortdaten mit serieller Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 des Magnetventils 36 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH4 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen.

In dem Kommunikationssteuer-IC 22, der die Antwortdaten mit serieller Datenstruktur, die den Kanälen CH1, CH2, CH3, CH4 zugeführt wurden, empfangen hat, werden die Antwortdaten für jede der Kanäle CH in parallele Daten umgewandelt. Die dem Kommunikationssteuer-IC 22 zugeordneten Adressdaten, das Betriebsmodusbit, das Adressmodus-Paritätsbit, das Freigabebit und das Paritätsbit für die seriellen Daten, die von jedem Kanal CH eingegeben werden, das Beurteilungsbit für die Verwendung des Outputs oder für die Verwendung des Inputs und die Stopbits werden den umgewandelten parallelen Daten hinzugefügt, um die parallelen Antwortdaten mit dem in 6 gezeigten Format zu erzeugen, und dann in serielle Daten umgewandelt. In 6 gezeigte Bits 0 bis 31 werden nacheinander zu dem Magnetventilsteuerbus 20 gesandt. Wie in 7B dargestellt ist, werden die Antwortdaten von einem Bit 0 bis zu einem Bit 31 ausgegeben und mit einer festgelegten Verzögerung im Vergleich zu der Übertragung der Sendedaten gemäß 7A gesandt. 7B erläutert einen Fall, in dem das Magnetventil nicht mit den Magnetventil-Antriebssteuerschalt-kreisen verbunden ist, welche mit den Kommunikationssteuer-ICs entsprechend den Adressen 3 und 5 verbunden sind.

Im einzelnen bezeichnet bei den Antwortdaten, die von dem Kommunikationssteuer-IC ausgegeben werden (vgl. 6), das Bit 0 ein Startbit. Die Bits 1 bis 6 bezeichnen jeweils Adressdaten für Adressdaten 20, 21, 22, 23, 24 bzw. 25. Das Bit 7 bezeichnet ein Betriebsmodusbit zur Anzeige der Antwortdaten von dem Kommunikationssteuer-IC 22, 24, 26, 28 im Fall von logisch H oder zur Anzeige der Antwortdaten von dem Kommunikationssteuer-IC 100 im Fall von logisch L. Das Bit 8 bezeichnet ein Adressmodus-Paritätsbit.

In 6 bezeichnen, wenn das Betriebsmodusbit logisch H ist, die Bits 9 bis 13 die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2 und S/D* des Kanals CH1 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Die Bits 14 bis 18 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2 und S/D* des Kanals CH2 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Die Bits 19 bis 23 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2 und S/D* des Kanals CH3 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Die Bits 24 bis 28 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2 und S/D* des Kanals CH4 zugeführt werden; die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Das Bit 25 bezeichnet ein Beurteilungsbit zur Verwendung beim Input oder beim Output. Die Bits 30 und 31 bezeichnen Stopbits.

Das Gateway 15, das die seriellen Outputdaten des Antwortdatenformates gemäß 6 empfangen hat, die von dem Kommunikationssteuer-IC 22 ausgegeben wurden, wandelt das Datenformat auf der Basis des Protokolls, und die Daten werden über den Feldbus 14 ausgegeben.

Ist das Betriebsmodusbit (Bit 7) logisch L, dann wird das Paritätsbit auf der Basis des arithmetischen Operationsresultats für alle vier Bit zu den Signaldaten von dem Sensor, die für die Bits 9 bis 28 in den Kommunikationssteuer-IC 100 eingegeben werden hinzugefügt, wie es in den rechten Spalten von 6 gezeigt ist. Das Bit 29, das Bit 30 und das Bit 31 werden außerdem hinzugefügt, und die Daten werden zu dem Magnetventilsteuerbus 20 übertragen.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Öffnungs/Schließbetrieb der Vielzahl von Magnetventilen auf der Basis der Daten gesteuert werden, die von dem Gateway 15 über den Magnetventilsteuerbus 20 gesandt werden, indem der Output des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202, der die Signale von den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 empfängt, verwendet wird. Außerdem werden die Signale, die die Offen/Geschlossen-Zustände der Vielzahl von Magnetventilen auf der Basis der Steuerung des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 anzeigen, dem Gateway 15 über den Magnetventilsteuerbus 20 zum Empfang der Signale von den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4 und 28 gesandt. Der Offen/Geschlossen-Zustand des Magnetventils wird auf der Basis dieser Daten gemanagt.

Außerdem werden die Antwortdaten auf der Basis des Outputs des Sensors, die in den Kommunikationssteuer-IC 100 eingegeben werden, auch über den Magnetventilsteuerbus 20 zu dem Gateway 15 gesandt. Das Signal des Sensors, das zu dem Kommunikationssteuer-IC 100 ausgegeben wird, kann ebenfalls auf der Basis dieser Daten gemanagt werden.

Wie oben beschrieben wurde, weist das Magnetventil den Kommunikationssteuer-IC 200 auf, der den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 umfasst. Wie in 11 dargestellt ist, wird die Verbindung mit ersten Anschlüssen hergestellt, um einen Verteiler 55 zu bilden. Die Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... werden individuell an zweiten Anschlüssen von Verteilersegmenten 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, ... des Verteilers 55 angebracht, um die Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... über die ersten und zweiten Anschlüsse anzutreiben und zu steuern. Dann reicht es aus, für jedes der Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... jeden der elektrischen Leitungsdurchgänge Sr1, Sr2, Sr3, Sr4, ... zum Verdrahten für das Antreiben und Steuern der Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... zusätzlich zu einer gemeinsamen Strom- oder Spannungsquelle und einer Erdungsleitung zu verwenden. Jeder der elektrisch leitenden Durchgänge Sr1, Sr2, Sr3, Sr4 führt die seriellen Daten von einem Outputanschluss OUT des Kommunikationssteuer-ICs zu jedem der Magnetventile (vgl. 11), unabhängig von dem Einzelspulen- oder Doppelspulenaufbau der Spule des Magnetventils.

Auch wenn es notwendig ist, das Magnetventil mit Doppelspule gegen ein Magnetventil mit Einzelspule auszutauschen, oder wenn es notwendig ist, das Magnetventil mit Einzelspule gegen ein Magnetventil mit Doppelspule auszutauschen, reicht es daher aus, lediglich das an dem Verteilersegment angebrachte Magnetventil auszutauschen. Dieser Vorgang wird erfolgreich durchgeführt, indem der Schalter 252 für das Magnetventil umgeschaltet wird. Es ist außerdem nicht notwendig, die Verdrahtung zu ändern. Es ist auch nicht notwendig, das Substrat des Anschlussabschnittes zu ändern. Außerdem ist es nicht notwendig, das Verteilersegment auszutauschen. Es ist demnach einfach, auf Änderungen des Designs des automatischen Montagesystems zu reagieren.

Im Gegensatz dazu wird bei der herkömmlichen Technik, bei der Magnetventile mit Doppelspule verwendet werden, wie sie in 12A dargestellt sind, die Verbindung über eine elektrische Leitung zu der Strom- oder Spannungsquelle (nachfolgend als "Gemeinsame Stromquelle" bezeichnet) zusätzlich zu zwei elektrischen Leitungen für die Zufuhr von Magnetventilspulenantriebssignalen zu entsprechenden Verteilersegmenten 56-1, 56-2, 56-3, 56-4, ... eines Verteilers 56 hergestellt. Die Magnetventile 58A-1, 58A-2, 58A-3, 58A-4, ... haben jeweils eine Doppelspule und sind einzeln an den Verteilersegmenten 56-1, 56-2, 56-3, 56-4, ... angebracht.

Wenn bei der herkömmlichen Technik Magnetventile mit Einzelspulen verwendet werden, wie es in 12B dargestellt ist, wird die Verbindung mit einer elektrischen Leitung für die Strom- oder Spannungsquelle (nachfolgend als "Gemeinsame Stromquelle" bezeichnet) zusätzlich zu einzelnen elektrischen Leitungen für die Zufuhr von Magnetventilspulenantriebssignalen zu jeweiligen Verteilersegmenten 57-1, 57-2, 57-3, 57-4, ... eines Verteilers 57 hergestellt. Die Magnetventile 58B-1, 58B-2, 58B-3, 58B-4, ... haben jeweils eine Einzellspule und sind individuell an den Verteilersegmenten 57-1, 57-2, 57-3, 57-4, ... angebracht.

Wenn daher bei einem Teil der Magnetventile gemäß 12A das Magnetventil mit Doppelspule gegen ein Magnetventil mit Einzelspule ausgetauscht werden soll, oder wenn in dem Fall von 12B einzelne Magnetventile mit Einzelspule gegen Magnetventile mit Doppelspule ausgetauscht werden sollen, ist es notwendig, das Verteilersegment des Verteilers zu ändern. Aus diesem Grund ist es notwendig, zwei Arten von Substraten für die Einzelspulen-Struktur bzw. die Doppelspulen-Struktur sowohl der ersten als auch zweiten Anschlüsse vorzusehen. Außerdem ist es notwendig, nicht nur den Austausch der Magnetventile, sondern auch den Austausch der Substrate durchzuführen. Dadurch wird der Austauschvorgang sehr mühsam, zeitaufwendig und teuer.

Als nächstes wird eine erste modifizierte Ausführungsform der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 erläutert. In diesem Fall wird in der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200 die Strom- oder Spannungsquelle VDD durch einen externen Schalter 254 auf die Magnetventilspule 208 geschaltet, und die Strom- oder Spannungsquelle VDD wird über einen externen Schalter 256 auf die Magnetventilspule 220 geschaltet, so dass es möglich ist, auch eine Verrastung mit den externen Schaltern 254, 256 zu bewirken.

Alternativ ist in 14 eine zweite modifizierte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Fall wird der Inputanschluss S/D* des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 gemäß 3 geerdet, was es möglich macht, diese Ausführungsform exklusiv für das Magnetventil mit Doppelspule zu verwenden.

Alternativ ist in 15 eine dritte modifizierte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Fall sind die Outputanschlüsse OUT3, OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 geöffnet, und der Inputanschluss S/D* ist geöffnet, was es möglich macht, die Ausgestaltung exklusiv für das Magnetventil mit Einzelspule zu verwenden.

Wenn eine gemeinsame Stromquelle für die Magnetventile und den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 verwendet wird, wird eine vierte modifizierte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 16 vorgeschlagen. In diesem Fall sind in der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200 die Stromquelle VDD und die Stromquelle VCC gemeinsam und die Erdung ist auch gemeinsam mit der Spulenerdung vorgesehen. 16 dient der Darstellung eines Falles, der exklusiv für Magnetventile mit Einzelspule verwendet wird.

Alternativ kann für den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis gemäß 16 auch eine fünfte modifizierte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 17 verwendet werden. In diesem Fall wird die LED 205-1 des Fotokopplers 205 durch den Output des Fototransistors 204-2 des Schnittstellenschaltkreises angetrieben. Die Spannung der Stromquelle VCC wird auf den Fototransistor 205-2 des Fotokopplers 205 über einen Widerstand 205-3 aufgebracht und die Lichtemission der LED 205-1 wird von dem Fototransistor 205-2 empfangen. Der Kollektoroutput des Fototransistors 205-2 wird dem Inputanschluss IN2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 anstelle des Outputs des Sensors 250 zugeführt. Bei dieser Konfiguration dient der Fotokoppler 205 als Sensor zur Feststellung, ob in der Magnetventilspule 208 eine Leitungsunterbrechung vorliegt oder nicht.

Bei einer solchen Anordnung wird die LED 205-1 angetrieben, um Licht zu emittieren, wenn die Magnetventilspule 208 beim Antrieb durch den Fotokoppler 204 normal arbeitet. Dann wird der Fototransistor 205-2 in den AN-Zustand gesteuert, und das Signal, das anzeigt, dass die Magnetventilspule 208 normal arbeitet, wird über den Inputanschluss IN2 zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 übertragen. Dadurch ist es möglich, an der PLC 12 zu wissen, dass die Magnetventilspule 208 normal arbeitet.

Wenn die Magnetventilspule 208 unter einem Drahtbruch oder einem Kontaktfehler beim Antreiben durch den Fotokoppler 204 leidet, wird die LED 205-1 nicht angetrieben. Der Fototransistor 205-2 wird in den AUS-Zustand gesteuert, und das Signal, das anzeigt, dass die Magnetventilspule 208 unter einem Drahtbruch leidet, wird über den Inputanschluss IN2 zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 übertragen. Dadurch ist es möglich, an der PLC 12 die Tatsache zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208 unter einem Drahtbruch leidet.

Die oben beschriebene modifizierte Ausgestaltung veranschaulicht den Fall, dass der Output des Fototransistors 205-2 dem Inputanschluss IN2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 zugeführt wird. Es kann jedoch die folgende Konfiguration vorhanden sein: Der Output des Sensors 250 wird dem Inputanschluss IN2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 zugeführt. Ein Inputanschluss IN3 wird an dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 neu vorgesehen. Der Output des Fototransistors 205-2 kann dem Inputanschluss IN3 zugeführt werden.

Alternativ kann ein Widerstand anstelle des Fotokopplers 205 angeschlossen sein. Der Spannungsabfall auf der Basis des durch den Widerstand fließenden Stromes kann auf den Inputanschluss IN2 oder den oben beschriebenen, neu vorgesehenen Inputanschluss IN3 gegeben werden. In diesem Fall dient der Widerstand als Kurzschlusssensor für die Magnetventilspule 208.

Wenn die oben beschriebene Anordnung verwendet wird, fließt der Strom auf der Basis des Antriebsstromes der Magnetventilspule 208 durch den Widerstand. Der Spannungsabfall des Widerstandes, der durch den elektrischen Strom bewirkt wird, wenn die Magnetventilspule 208 den Kurzkreislauf bildet, ist logisch H. Es ist möglich, an der PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208 unter dem Kurzschluss leidet.

Wenn ein Inputanschluss IN4 vorgesehen ist, ist es außerdem möglich, dies auch bei einer Magnetventilspule mit Doppelspule vorzusehen.

Als nächstes zeigt 18 einen Längsschnitt durch ein Magnetventil, das für das Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Das Magnetventil umfasst eine Magnetventileinheit 300, den Verteiler 44 und eine Steuereinheit 302, die integral miteinander verbunden sind. Die Magnetventileinheit 300 weist die Magnetventilspule 208 (220) auf. Die Magnetventilspule 208 (220) ist so vorgesehen, dass die Magnetventilspule mit Einzelspule und die Magnetventilspule mit Doppelspule unter Verwendung nicht dargestellter Schraubelemente leicht austauschbar sind.

Die Magnetventileinheit 300 weist das Spulenventil 303 auf, das entsprechend der Erregung der Magnetventilspule 208 (220) in im Wesentlichen horizontaler Richtung verschiebbar ist. Der offene Zustand oder der geschlossene Zustand des Spulenventils 303 wird durch die Sensoren 248, 250 durch Feststellen des Magnetfeldes des Magnetringes 304, der an dem einen Ende angebracht ist, detektiert. Ein integrierter Schaltkreis (IC) 306 mit dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 ist unter der Magnetventileinheit 300 angeordnet. Detektionssignale von den Sensoren 248, 250 werden über einen Leitungsdraht 308 in den integrierten Schaltkreis 306 eingeführt.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Antrieb und Steuern eines Magnetventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Das Magnetventil, bei dem das Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, veranschaulicht einen Fall eines Drei-Positionen-Magnetventils, d. h. ein Magnetventil ist in der offenen Position, wenn die erste Magnetventilspule erregt ist, in der geschlossenen Position, wenn die zweite Magnetventilspule erregt ist, und in der Zwischenposition, wenn keiner der beiden Magnetventilspulen eine elektrische Spannung zugeführt wird.

Die Systemkonfiguration der Antriebssteuervorrichtung für das Magnetventil, bei dem das Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die gleiche wie die Systemkonfiguration der Antriebs- und Steuervorrichtung 10 für das Magnetventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist. Das System umfasst eine PLC 12, einen Feldbus 14, ein Gateway 15, einen Magnetventilsteuerbus 20, Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 und einen Kommunikationssteuer-IC 100 zum Empfang der Outputdaten von externen Sensoren 101 bis 116. Die entsprechenden Magnetventile 30, 32, 34, 36, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 werden entsprechend den Magnetventilsteuerdaten, die von den Kommunikationssteuer-ICs 22, 26, 28 ausgegeben werden, in die offenen, geschlossenen und Zwischenpositionen gesteuert, und die Zustandssignale für die jeweiligen Magnetventile werden zu den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 übertragen. Details der Systemkonfiguration und deren Funktion sind die gleichen wie bei der Antriebs- und Steuervorrichtung 10 des Magnetventils, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen eine erneute detaillierte Beschreibung unterbleibt.

Bei der Antriebssteuervorrichtung für das Magnetventil, bei dem das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird anstelle der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200 gemäß 3 eine integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 gemäß 19 verwendet.

Die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 ist für jedes der Magnetventile in der gleichen Weise vorgesehen wie die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200. Die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 weist einen Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 auf. Die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 und die Magnetventilantriebssteuereinheit 202-1 weisen für alle Magnetventile eine identische Konfiguration auf. Daher wird lediglich die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 des Magnetventils 30 mit Bezug auf 19 erläutert. Ebenso wird lediglich der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 mit Bezug auf 20 erläutert.

Wie in 20 dargestellt ist, ist der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 in der gleichen Weise aufgebaut wie der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 und umfasst eine Zwei-Wege-Signalsteuereinheit 202-2, eine serielle Datenempfangseinheit 202-4, eine Output-Datenregistereinheit 202-6, eine Input-Datenregistereinheit 202-8A zum Empfang des Inputs von Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3, S/D*, eine serielle Datensendeeinheit 202-10 und eine Sende/Empfangssteuereinheit 202-12. Die serielle Datensendeeinheit 202-10 empfängt die Daten der Input-Datenregistereinheit 202-8A und sendet serielle Daten durch die Zwei-Wege-Signalsteuereinheit 202-2. Die Sende/Empfangssteuereinheit 202-12 steuert den Beginn und das Ende des Empfangs der seriellen Datenempfangseinheit 202-4 und steuert den Beginn und das Ende des Sendens der seriellen Datensendeeinheit 202-10.

Bei dieser Konfiguration unterscheidet sich der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202 lediglich dahingehend, dass der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 die Input-Datenregistereinheit 202-8A mit dem Inputanschluss IN3 anstelle der Input-Datenregistereinheit 202-8 umfasst. Die anderen Komponenten sind nicht geändert. Die Input-Datenregistereinheit 202-8A empfängt den Input von den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3, S/D*, um die Umwandlung in serielle Daten durchzuführen.

Die Magnetventilantriebssteuereinheit 202-1 empfängt die seriellen Daten, die von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs ausgegeben werden, um die Umwandlung in parallele Daten durchzuführen, die zu den Anschlüssen OUT1 bis OUT4 ausgegeben werden, wie es in 19 gezeigt ist. Die Erregung und die Nichterregung der Magnetventilspulen 208, 220 wird in Abhängigkeit von dem Output der Outputanschlüsse OUT1 und OUT3 individuell gesteuert. Andererseits empfängt der Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 an den Sensorinputanschlüssen IN1, IN2, IN3 und dem Inputanschluss S/D* die Signale zum Feststellen der offenen, geschlossenen oder Zwischenpositionen des Magnetventils, die von den Sensoren 248, 250 (und einem Sensor 251) festgestellt werden, und die Beurteilungssignale zum Anzeigen, ob das Magnetventil eine Einzelspule oder eine Doppelspule aufweist, indem sie wahlweise durch den Schalter 252 geerdet werden, um die Parallel/Seriell-Wandlung durchzuführen. Die Signale zum Feststellen der Positionen des Ventils werden durch einen Dekoder 401, 402, 403 oder 408 dekodiert, bevor sie in die Sensorinputanschlüsse IN1, IN2, IN3 eintreten. Die seriellen Daten werden zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 übertragen.

Im Einzelnen werden die Output-Daten, die von dem Outputanschluss OUT1 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 zugeführt werden, auf die Magnetventilspule 208 über eine LED 206 und einen Fotokoppler 204 mit einem Fototransistor 204-2 und einer LED 204-1 als Schnittstelle aufgegeben, um die Magnetventilspule 208 anzutreiben. Die Output-Daten, die von dem Outputanschluss OUT3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 zugeführt werden, werden über eine LED 218 und einen Fotokoppler 216 mit einem Fototransistor 216-2 und einer LED 216-1 als Schnittstelle (Interface) auf die Magnetventilspule 220 aufgegeben, um diese anzutreiben.

Der Grund für das Vorsehen der Fotokoppler 204, 216 liegt in der Absicht, die Ausgangsspannung des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 von der auf die Magnetventilspulen 208, 220 aufzubringenden Spannung elektrisch zu isolieren. Anstelle der Fotokoppler 204, 216 kann auch ein Relais verwendet werden, sofern eine ausreichende Betätigungszeit gegeben ist. Der Grund für den Anschluss der LEDs 206, 218 liegt in der Absicht, visuell beurteilen zu können, ob der Erregungsbefehl an die Magnetventilspule 208, 220 gegeben wurde oder nicht. Die parallel mit den Magnetventilspulen 208, 220 verbundenen Dioden 210, 222 sind Dämpfungsdioden.

Die LED 212 wird mit dem Output von dem Outputanschluss OUT2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 durch Verwendung des von einem Widerstand 214 begrenzten Stromes angetrieben. Die LED 224 wird mit dem Output von dem Outputanschluss OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 unter Verwendung des durch einen Widerstand 226 begrenzten Stromes angetrieben. Der Grund für die Verwendung dieser Konfiguration ist, dass die LEDs 212, 224 auf der Basis des Outputs der Outputanschlüsse OUT2, OUT4 auch in einem Zustand angetrieben werden, in dem die Magnetventilspulen 208, 220 nicht angeschlossen sind, so dass die Wartung einfach durchgeführt werden kann.

Wenn das Magnetventil eine Doppelspule aufweist, wie in 19 dargestellt, werden der Fotokoppler 204, die Magnetventilspule 208, die LEDs 206, 212, der Widerstand 214 und die Diode 210, die durch den Output von den Outputanschlüssen OUT1, OUT2, des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 angetrieben werden, angeschlossen. Außerdem sind der Fotokoppler 216, die Magnetventilspule 220, die LEDs 218, 224, der Widerstand 226 und die Diode 222, die durch den Output von den Outputanschlüssen OUT3, OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 angetrieben werden, angeschlossen. Der Schalter 252 wird in den AN-Zustand gestellt und der Inputanschluss S/D* wird geerdet.

Wenn das Magnetventil eine Einzelspule aufweist, sind der Fotokoppler 204, die Magnetventilspule 208, die LEDs 206, 212, der Widerstand 214 und die Diode 210, die durch die Outputs von den Outputanschlüssen OUT1, OUT2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 gemäß 14 angetrieben werden, angeschlossen. Der Schalter 252 ist auf den AUS-Zustand gestellt und der Inputanschluss S/D* ist nicht geerdet. Der Fotokoppler 216, die LEDs 218, 224, die Magnetventilspule 220, der Widerstand 226 und die Diode 222 werden entfernt, ohne angeschlossen zu sein. Diese Merkmale ergeben sich ohne weiteres auch angesichts des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202 gemäß 3.

Nachfolgend wird die Funktion der Antriebssteuervorrichtung für das Magnetventil, bei dem das Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführung von der vorliegenden Erfindung angewandt wird, erläutert.

Mit Bezug auf die 1 und 2 wird die serielle Kommunikation der PLC 12 und des Gateways 15 über den Feldbus 14 durchgeführt. Die Kommunikation zwischen der PLC 12 und dem Gateway 15 umfasst bspw. die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten für das Magnetventil, das Antriebssignal für die Anzeige-LED, die Anschlussinformation der Magnetventilspule und die Detektionsinformation jedes der Sensoren. Das Datenformat wird an dem Gateway 15 umgewandelt. Die Kommunikation mit seriellen Daten wird relativ zu den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28, 100 über den Magnetventilsteuerbus 20 durchgeführt.

Das Sendedatenformat, das von dem Gateway 15 ausgegeben wird, ist in 5 dargestellt und reicht von dem Bit 0 bis zu dem Bit 31. Die Bits 1 bis 6 sind Adressdaten und bezeichnen Adressen 20, 21, 22, 23, 24 bzw. 25 zur Festlegung von Adressen der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28, 100. Die Kommunikation wird durchgeführt, wobei lediglich die Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28, 100 eine gemeinsame Adresse aufweisen.

Das Bit 7 des Sendedatenformats ist ein Betriebsmodusbit zur Anzeige, ob die Outputdaten in den Sendedaten von dem Gateway 15 enthalten sind oder nicht.

Das Bit 7 auf logisch H bedeutet den Sendemodus, und die Outputdaten für die entsprechenden Kanäle CH1 bis CH4 der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 sind in den Bits 9 bis 28 der Sendedaten enthalten. Das Bit 7 auf logisch L bedeutet einen Lesemodus, und Stopbits werden zu dem Bit 9 und dem Bit 10 gesandt. Das Bit 8 ist ein Adressmodus-Paritätsbit.

Ist der Betriebsmodusbit (Bit 7) logisch H, so sind die Bits 9 bis 13 des Sendedatenformats ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH1, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH1.

In ähnlicher Weise sind, wenn das Operationsmodusbit (Bit 7) logisch H ist, die Bits 14 bis 18 des Sendedatenformats ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH2. Die Bits 19 bis 23 des Sendedatenformats sind ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH3. Die Bits 24 bis 28 des Sendedatenformats sind ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH4, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT2, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT3, ein Outputbit von dem Outputanschluss OUT4 bzw. ein Paritätsbit für den Kanal CH4.

Das Bit 29 des Sendedatenformats ist ein Outputsynchronisierungsbit. Ist das Bit 29 logisch H, werden die Daten des Magnetventilsteuerbusses 20 auf die Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 gestellt, denen die entsprechende Adresse zugeordnet ist. Dementsprechend wirkt das Bit 29 wie ein Strobepuls für einen Rastschaltkreis. Das Einstellen der Daten wird in der PLC 12 parallel durchgeführt. Die eingestellten Daten werden in serielle Daten konvertiert und zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-2 der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200-2 auf dem im wesentlichen entsprechenden Kanal übertragen.

Bezeichnen bspw. die Sendedaten die Adresse des Kommunikationssteuer-ICs 22 und ist das Bit 7 logisch H, so empfängt der Kommunikationssteuer-IC 22 die Sendedaten, und es wird beurteilt, dass die Kommunikation entsprechend der Adresse für sich selbst durchgeführt wird. Die Daten für die Bits 9 bis 29 werden empfangen und die Daten im Bereich von den Bits 9 bis 18 werden entsprechend logisch H des Bits 29 aufgenommen.

Die Daten im Bereich der Bits 9 bis 12 der aufgenommenen Daten werden in serielle Daten konvertiert und von dem Kanal CH1 ausgegeben. In ähnlicher Weise werden die Daten im Bereich der Bits 14 bis 17 der aufgenommenen Daten in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH2 ausgegeben. Die Daten im Bereich der Bits 19 bis 22 werden in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH3 ausgegeben. Die Daten im Bereich der Bits 24 bis 27 werden in serielle Daten umgewandelt und von dem Kanal CH4 ausgegeben. Während dieses Prozesses versteht es sich, dass die Paritätskontrolle durch die Paritätsbits 13, 18, 23 und 28 durchgeführt wird.

Im einzelnen ist das Format der seriellen Sendedaten, die von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 ausgegeben werde, wie in 8A dargestellt. Das Bit 0 ist ein Startbit. Das Bit 1 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT1 des Kanals CH1 ausgegeben wird. Das Bit 2 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT2 des Kanals CH1 ausgegeben wird. Das Bit 3 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT3 des Kanals CH1 ausgegeben wird. Das Bit 4 entspricht dem logischen Output, der von dem Outputanschluss OUT4 des Kanals CH1 ausgegeben wird. Das Bit 5 ist ein Paritätsbit und die Bits 6 und 7 sind Stopbits. Die Formate der seriellen Sendedaten, die von den Kanälen CH2, CH3, CH4 des Kommunikationssteuer-ICs 22 ausgegeben werden, sind die gleichen wie oben beschrieben.

Die eingegebenen seriellen Daten werden in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1, der die seriellen Outputdaten von dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 empfangen hat, in parallele Daten umgewandelt. Dementsprechend wird die AN/AUSsteuerung der mit den Outputanschlüssen OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 verbundenen Magnetventilspulen 208, 220 durchgeführt und das Aufleuchten des LEDs 206, 212, 218, 224 wird gesteuert. Wenn das Outputsynchronisierungsbit (das Bit 29) logisch H ist, werden daher die Outputs des Outputanschlüsse OUT1 bis OUT4 des Kanals CH1 auf der Basis, ob Bits (die Bits 9 bis 12) logisch H sind oder nicht, auf entsprechende logische Werte gesteuert. Die Magnetventilspulen 208, 220, die mit den Outputanschlüssen OUT1, OUT3 des Kanals CH1 verbunden sind, werden in den erregten oder nicht erregten Zustand gesteuert. Die Lichtemission des LEDs 206, 218, die mit den Outputanschlüssen OUT1, OUT3 des Kanals CH1 verbunden sind, wird gesteuert. Die Erregungs- oder Nicht-Erregungszustände des Magnetventilspulen 208, 220 werden deutlich angezeigt.

Die LED 212 kann mit dem Outputanschluss OUT2 verbunden sein, und die zu dem Outputanschluss OUT1 ausgegebenen Daten können identisch mit den zu dem Outputanschluss OUT2 ausgegebenen Daten sein (der logische Wert des Bits 9 kann identisch mit dem des Bits 10 sein). Dementsprechend ist es durch die Lichtemission der LED 212 auch dann, wenn die Magnetventilspule 208 nicht angeschlossen ist, möglich, zu erkennen, dass das Signal zum Antreiben der Magnetventilspule 208 ausgegeben wird, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird. Wenn die LED 206 kein Licht aussendet und die LED 212 Licht aussendet, obwohl die Magnetventilspule 208 angeschlossen sein sollte, ist es außerdem möglich, zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208 unter ein Drahtunterbrechung leidet, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird.

Die LED 224 kann mit dem Outputanschluss OUT4 verbunden werden, und die an den Outputanschluss OUT3 ausgegebenen Daten können identisch mit den an den Outputanschluss OUT4 ausgegebenen Daten sein (der logische Wert des Bits 11 kann identisch mit dem des Bits 12 sein). Dementsprechend ist es durch die Lichtemission der LED 224 auch dann, wenn die Magnetventilspule 220 nicht angeschlossen ist, möglich, zu erkennen, dass das Signal zum Antreiben der Magnetventilspule 220 ausgegeben wird, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird. Wenn die LED 212 kein Licht aussendet und die LED 224 Licht aussendet, obwohl die Magnetventilspule 220 angeschlossen sein sollte, ist es außerdem möglich, zu erkennen, dass die Magnetventilspule 220 unter einer Leitungsunterbrechung leidet, was praktisch ist, wenn die Wartung durchgeführt wird.

In ähnlicher Weise werden die logischen Outputwerte des Outputanschlüsse OUT1 bis OUT4 der Kanäle CH2, CH3, CH4 in dieser Reihenfolge durch die logischen Werte bestimmt, die in den Bits 14 bis 17 des Sendedatenformats eingestellt sind, durch die logischen Werte, die in den Bits 19 bis 22 eingestellt sind, bzw. durch die logischen Werte, die in den Bits 24 bis 27 eingestellt sind. Die Magnetventilspule wird auf der Basis des logischen Wertes in den erregten oder nicht erregten Zustand gesteuert, und die Lichtemission der LEDs 206, 212, 218, 224 wird in der gleichen Weise gesteuert wie in dem Falle des Kanals CH1. Der Betrieb erfolgt in der gleichen Weise wie oben für die anderen Kommunikationssteuer-ICs beschrieben wurde.

Es wird mit Hilfe des Bits 30 und des Bits 31 des Sendedatenformats beurteilt, dass das Senden der Daten zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 zu dieser Zeit beendet wird.

Die vorangehende Beschreibung veranschaulicht den Fall, dass die Sendedaten die Adresse des Kommunikationssteuer-ICs 22 bestimmen. Wie in 7A dargestellt ist, werden die Sendedaten jedoch zu anderen Kommunikationssteuer-ICs mit anderen Adressen in festgelegten Intervallen übermittelt, bspw. für eine Adresse 1, eine Adresse 2, eine Adresse 3, eine Adresse 4, eine Adresse 5 usw. Wenn die Sendedaten empfangen werden, werden die seriellen Daten von den Kommunikationssteuer-ICs 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 zu dem Kommunikationssteuerschaltkreis gesandt, bspw. zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1.

Die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten, die aus seriellen Daten bestehen, werden von jedem der Kanäle CH der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28, die seriellen Daten von dem Magnetventil-Steuerbus 20 empfangen haben, nacheinander zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis übertragen (vgl. 9A).

Die Steuerung wird gemäß dem Output von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis durchgeführt, bspw. dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1, der die Öffnungs/Schließ-Steuerdaten mit der seriellen Datenstruktur empfangen hat. Als Folge hiervon werden die Daten, die Offen-, Geschlossen- oder Zwischenposition des Magnetventils anzeigen, die von den Sensoren 248, 250, 251 festgestellt wurden, den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3, IN4, IN5 über einen Dekoder 401, 402, 403 oder 404 zugeführt. Die Daten, die anzeigen, ob die Spule des Magnetventils eine Doppelspule oder eine Einzelspule ist, werden dem Inputanschluss S/D* zugeführt. Die Daten, die die Offen-, Geschlossen- oder Zwischenposition des Magnetventils anzeigen, und die dem Inputanschluss S/D* zugeführten Daten, werden innerhalb einer festgelegten Periode nachdem die seriellen Sendedaten zum Steuern der Magnetventilspule übertragen werden als Antwortdaten dem Kommunikationssteuer-IC übermittelt (vgl. 9B).

Das Antwortdatenformat der von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 übertragenen Antwortdaten ist wegen der Gegenwart der Daten des Inputanschlusses IN3 wie in 22 anstatt von 8B dargestellt. Das Bit 0 bezeichnet ein Startbit, Das Bit 1 ist der logische Wert des Outputs von dem Sensor 248, der in den Inputanschluss IN1 des Kanals CH1 eingegeben wird, und der Bit 2 ist der logische Wert des Outputs von dem Sensor 250, der in den Inputanschluss In2 des Kanals CH1 eingegeben wird. Das Bit 3 ist der logische Wert des Outputs von dem Sensor 251, der in den Inputanschluss IN3 des Kanals CH1 eingegeben wird. Das Bit 4 ist der logische Wert, der dem Inputanschluss S/D* zugeführt wird, der im Falle der Einzelspule logisch H oder der Doppelspule logisch L ist. Das Bit 5 bezeichnet einen Paritätsbit, und die Bits 6 und 7 sind Stopbits.

Die Antwortdaten, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 gesandt werden, werden in serielle Daten konvertiert und zu dem Kommunikationssteuer-IC 22 gesandt. Diese Prozedur wird in der gleichen Weise durchgeführt wie oben für die Antwortdaten beschrieben wurden, die von den anderen Magnetventilantriebssteuerschaltkreisen 202-1 zu den entsprechenden anderen Kommunikationssteuer-ICs 24-1, 24-2, 26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28 gesandt werden. Das Sendetiming ist wie in 9B dargestellt. Die Daten werden mit einer Verzögerung einer festgelegten Dauer von den seriellen Sendedaten gesandt.

Die Antwortdaten von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202, die verwendet werden, wenn die Magnetventilspule nicht an die Outputanschlüsse OUT1, OUT3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 angeschlossen ist, haben den Output von logisch H, wie in 10B für die seriellen Daten gemäß 10A dargestellt ist. In diesem Fall werden Freigaben (FREIGABEN, Bits 13, 19, 25, 31 in 21) in den in 21 gezeigten Antwortdaten auf logisch L gesetzt. Es wird angezeigt, dass das Magnetventil nicht angeschlossen ist.

Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 des Magnetventils 30 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH1 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen. Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 des Magnetventils 32 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH2 des Kommunikationssteuer-IC 22 übertragen. Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 des Magnetventils 34 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH3 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen. Die Antwortdaten mit der seriellen Datenstruktur, die von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 des Magnetventils 26 ausgegeben werden, werden zu dem Kanal CH4 des Kommunikationssteuer-ICs 22 übertragen.

In dem Kommunikationssteuer-IC 22, der die Antwortdaten mit serieller Datenstruktur, die den Kanälen CH1, CH2, CH3, CH4 zugeführt wurden, empfangen hat, werden die Antwortdaten in parallele Daten für jeden der Kanäle CH umgewandelt. Die dem Kommunikationssteuer-IC 22 zugewiesenen Adressdaten, das Betriebsmodusbit, das Adressmodus-Paritätsbit, das Freigabebit und das Paritätsbit für die seriellen Daten, die von jedem Kanal CH eingegeben werden, das Beurteilungsbit zur Verwendung als Output oder Input und die Stopbits werden den konvertierten parallelen Daten hinzugefügt, um die parallelen Antwortdaten mit dem in 21 gezeigten Format zu erzeugen, und dann in serielle Daten konvertiert. Die Bits 0 bis 35 gemäß 21 werden nacheinander zu dem Magnetventilsteuerbus 20 gesandt. Wie in 7B dargestellt ist, werden die Antwortdaten der Bits 0 bis 35 ausgegeben und mit einer festgelegten Verzögerung im Vergleich mit der Übertragung der Sendedaten gemäß 7A gesandt. 7B veranschaulicht den Fall, dass das Magnetventil nicht an den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis angeschlossen ist, der mit dem Kommunikationssteuer-IC entsprechend der Adresse 3 und der Adresse 5 verbunden ist.

Im Einzelnen bezeichnet bei den Antwortdaten, die von dem Kommunikationssteuer-IC (vgl. 21) ausgegeben werden, ein Bit 0 ein Startbit. Die Bits 1 bis 6 bezeichnen entsprechende Adressdaten für Adressdaten 20, 21, 22, 23, 24, 25. Das Bit 7 bezeichnet einen Betriebsmodusbit als den Bit, der die Antwortdaten von dem Kommuniaktionssteuer-IC 22, 24 26, 28 im Fall von logisch H anzeigt, oder der die Antwortdaten von dem Kommunikationssteuer-IC 100 im Fall von logisch L anzeigt. Das Bit 8 bezeichnet ein Adressmodus-Paritätsbit.

In 21 bezeichnen, wenn das Betriebsmodusbit logisch H ist, die Bits 9 bis 14 die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2, dem Inputanschluss IN3 und S/D* des Kanals CH1 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Die Bits 15 bis 20 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2, dem Inputanschluss IN3 und S/D* des Kanals CH2 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Die Bits 21 bis 26 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2, dem Inputanschluss IN3 und S/D* des Kanals CH3 zugeführt werden, die Daten die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hiefür. Die Bits 27 bis 32 bezeichnen die Daten, die dem Inputanschluss IN1, dem Inputanschluss IN2, dem Inputanschluss IN3 und S/D* des Kanals CH4 zugeführt werden, die Daten, die anzeigen, ob das Magnetventil angeschlossen ist oder nicht, bzw. die Paritätsdaten hierfür. Das Bit 33 bezeichnet ein Beurteilungsbit zur Verwendung als Input oder Output. Die Bits 34 und 35 bezeichnen Stopbits.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die 23A, 23B, 23C, 24A und 24B für die Beziehung zwischen dem Output der Sensoren 248, 250, 251 und den Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionen des Magnetventils eine Erläuterung gegeben.

Ein Magnetring 304 ist für ein Spulenventil 308 des Magnetventils vorgesehen. Mit Bezug auf 23A werden die Sensoren 248, 251, 250 nacheinander einer Induktion unterworfen, um den Output zu generieren, wenn das Spulenventil 303 in Horizontalrichtung bewegt wird. Der linke Bereich in 23A ist als Position 1 (bspw. eine Offen-Position des Magnetventils) bezeichnet, die Mitte ist als Position 2 (bspw. eine Zwischen-Position des Magnetventils) bezeichnet, und der rechte Bereich ist als Position 3 (bspw. eine Geschlossen-Position des Magnetventils) bezeichnet.

Wenn der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 1 angeordnet ist, generiert der Sensor 248 den Output eines hohen elektrischen Potentials, und der Sensor 250 und der Sensor 251 erzeugen Outputs von niedrigem elektrischen Potential. Wenn der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 2 angeordnet ist, so erzeugen die Sensoren 248 und 250 Outputs mit niedrigem elektrischen Potential, während der Sensor 251 einen Output mit hohem elektrischen Potential erzeugt. Wenn der Magnet des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 3 angeordnet ist, dann erzeugen die Sensoren 248 und 251 die Outputs mit niedrigem elektrischen Potential, während der Sensor 250 den Output mit hohem elektrischen Potential erzeugt. Diese Zustände sind in 23B dargestellt. In 23B bezeichnet eine Reihe (a) den Output des Sensors 248, eine Reihe (b) den Output des Sensors 250 und eine Reihe (c) den Output des Sensors 251.

Daher kann, wie in 24a dargestellt, folgende Konfiguration verwendet werden. Ein Dekoder 401 ist vorgesehen, der NAND-Gatter 311, 312, 313 zur Verwendung des Outputs (a) des Sensors 248, des Outputs (b) des Sensors 250 und des Outputs (c) des Sensors 251 als Inputs aufweist. Der entsprechende Output der NAND-Gatter 311, 312, 313 wird den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 anstelle des Outputs der Sensoren 248, 250, 251 zugeführt, um Signale für die Offen-, Zwischen- und Geschlossenpositionen des Magnetventils zu erhalten. Alternativ kann der Output der Sensoren 248, 250, 251 den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 zugeführt werden und der Output von den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 kann durch einen Dekoder 411 dekodiert werden, der in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 vorgesehen ist. In dem ersteren Fall ist es notwendig, den unabhängigen Dekoder extern vorzusehen. In dem letzteren Fall ist es jedoch nicht notwendig, einen externen Dekoder vorzusehen, da die Dekodierung in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 durchgeführt wird.

Jeder der Sensoren 248, 250, 251 kann kontinuierlich einen Output mit hohem elektrischen Potenzial generieren bis der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils zu den Positionen zwischen den Sensoren 248, 250, 251 bewegt ist. In diesem Fall ist der Output der Sensoren 248, 250, 251, wie in 23C gezeigt, relativ zu der Bewegung des Magnetringes 304 des Spulenventils 303 des in 23A gezeigten Magnetventils. Der Output der Sensoren 248, 250, 251 kann dazu verwendet werden, die Schaltposition zwischen den Positionen 1 und 2 und die Schaltposition zwischen den Positionen 2 und 3 zusätzlich zu den Positionen 1, 2, 3 festzustellen. Diese Zustände sind in 23C dargestellt. In 23C bezeichnet eine Reihe (a) den Output des Sensors 248, eine Reihe (b) den Output des Sensors 250, und eine Reihe (c) den Output des Sensors 251.

Daher kann in diesem Fall, wie in 24B gezeigt, folgende Konfiguration verwendet werden. Ein Dekoder 402 ist vorgesehen, der NAND-Gatter 315 bis 319 zur Verwendung des Outputs (a) des Sensors 248, des Outputs (b) des Sensors 250 und des Outputs (c) des Sensors 251 als Input aufweist. Der entsprechende Output der NAND-Gatter 315 bis 319 wird den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 und den neu vorgesehenen Inputanschlüssen IN4, IN5 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 anstelle des Outputs der Sensoren 248, 250, 251 zugeführt, um Signale für die Offen-Position, die Schaltposition zwischen der Offen- und der Zwischenposition, die Zwischenposition, die Schaltposition zwischen der Zwischen- und Geschlossenposition und die Geschlossen-Position des Magnetventils zu erhalten.

Alternativ kann anstelle des Dekoders 402 mit den NAND-Gattern 315 bis 319 der Output der Sensoren 248, 250, 251 den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 zugeführt werden, und der Output von den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 kann durch einen Dekoder 412 dekodiert werden, der in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 anstelle des Dekoders mit den NAND-Gattern 315 bis 319 vorgesehen ist. Der Dekoder 412 nimmt auch den Platz des Dekoders 411 ein. Im ersteren Fall ist es notwendig, zusätzlich zu den beiden neuen Inputanschlüssen IN4, IN5 extern einen unabhängigen Dekoder vorzusehen. In letzterem Fall ist es nicht notwendig, einen externen Dekoder zusätzlich zu den beiden neuen Inputanschlüssen IN4, IN5 vorzusehen, da die Dekodierung in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 durchgeführt wird.

In einem anderen Fall kann der Output der beiden Sensoren 248, 250 dazu verwendet werden, die Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionen des Magnetventils festzustellen. Ein Beispiel dieses Falles wird mit Bezug auf die 25A, 25B, 25C, 26A und 26B erläutert.

An einem Spulenventil 303 des Magnetventils ist ein Magnetring 304 vorgesehen. Wenn das Spulenventil 303 in der Horizontalrichtung bewegt wird, werden die Sensoren 248, 250 nacheinander einer Induktion unterworfen, um den Output zu erzeugen (vgl. 25A). Die Position des Spulenventils 303, die in 25A links dargestellt ist, ist als Position 1 (bspw. eine Offenposition des Magnetventils) bezeichnet, die Mitte ist als Position 2 (bspw. eine Zwischenposition des Magnetventils) bezeichnet und die rechte Position ist als Position 3 (bspw. eine geschlossene Position des Magnetventils) bezeichnet.

Wenn der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 1 angeordnet ist, erzeugt der Sensor 248 den Output mit hohem elektrischem Potential und der Sensor 250 erzeugt den Output mit niedrigem elektrischem Potential. Wenn der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 2 angeordnet ist, erzeugen sowohl der Sensor 248, als auch der Sensor 250 einen Output mit niedrigem elektrischem Potential. Wenn der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils an der Position 3 angeordnet ist, erzeugt der Sensor 248 den Output mit niedrigem elektrischem Potential und der Sensor 250 den Output mit hohem elektrischem Potential. Diese Zustände sind in 25B dargestellt. In 25B bezeichnet eine Reihe (a) den Output des Sensors 248 und eine Reihe (b) den Output des Sensors 250.

Daher kann, wie in 26A dargestellt ist, folgende Konfiguration verwendet werden. Ein Dekoder 403 wird vorgesehen, der NAND-Gatter 331, 332, 333 zur Verwendung des Outputs (a) des Sensors 248 und des Outputs (b) des Sensors 250 als Inputs aufweist. Der entsprechende Output der NAND-Gatter 331, 332, 333 wird den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 anstelle des Outputs der Sensoren 248, 250 zugeführt, um Signale für die Offen-, Zwischen- und Geschlossenpositionen des Magnetventils zu erhalten. Alternativ kann der Output der Sensoren 248, 250 den Inputanschlüssen IN1, IN2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 zugeführt werden, und der Output von den Inputanschlüssen IN1, IN2 kann durch einen Dekoder 413 dekodiert werden, der in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 vorgesehen ist. Der Dekoder 413 hat zwei Inputanschlüsse und nimmt auch die Stelle des Dekoders 411 (412) ein. In ersterem Fall ist es notwendig, extern einen unabhängigen Dekoder vorzusehen. In dem letzteren Fall ist es jedoch nicht notwendig, einen externen Dekoder und gleichzeitig den Inputanschluss IN3 vorzusehen, da die Dekodierung in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 durchgeführt wird.

Jeder der Sensoren 248, 250 kann kontinuierlich den Output mit hohem elektrischem Potential generieren, bis der Magnetring 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils zu der Position zwischen den Sensoren 248, 250 bewegt ist. In diesem Fall ist der Output der Sensoren 248, 250 wie in 25C relativ zu der Bewegung des Magnetringes 304 des Spulenventils 303 des Magnetventils gemäß 25A dargestellt ist. Der Output der Sensoren 248, 250 kann dazu verwendet werden, die Orte der Positionen 1, 2, 3 festzustellen. Diese Zustände sind in 25C dargestellt. In 25C bezeichnet eine Reihe (a) den Output des Sensors 248 und eine Reihe (b) den Outputs des Sensors 250.

In diesem Fall kann, wie in 26B dargestellt, folgende Konfiguration verwendet werden. Ein Dekoder 404 ist vorgesehen, der NAND-Gatter 335 bis 337 zur Verwendung des Outputs (a) des Sensors 248 und des Outputs (b) des Sensors 250 als Inputs aufweist. Der entsprechende Output der NAND-Gatter 335 bis 337 wird den Inputanschlüssen IN1, IN2, IN3 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 anstelle der Outputs der Sensoren 248, 250 zugeführt, um Signale für die Offenposition, die Zwischenposition und die Geschlossenposition des Magnetventils zu erhalten. Alternativ kann anstelle des Dekoders 404 mit den NAND-Gattern 335 bis 337 der Output der Sensoren 248, 250 den Inputanschlüssen IN1, IN2 des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 zugeführt werden, und der Output von den Inputanschlüssen IN1, IN2 kann durch einen Dekoder 414 dekodiert werden, der in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 anstelle des Dekoders 413 vorgesehen ist. Der Dekoder 414 hat zwei Inputanschlüsse und nimmt die Stelle des Dekoders 402 mit den NAND-Gattern 315 bis 319 ein. In dem ersteren Fall ist es notwendig, extern einen unabhängigen Dekoder vorzusehen. In dem letzteren Fall ist es jedoch nicht notwendig, einen externen Dekoder und den Inputanschluss IN3 vorzusehen, da das Dekodieren in dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 durchgeführt wird.

Auf der Basis des Outputs von dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 empfängt das Gateway 15 die seriellen Outputdaten mit dem Antwortdatenformat gemäß 21, die von dem Kommunikationssteuer-IC 22 ausgegeben werden, konvertiert das Datenformat auf der Basis des Protokolls und gibt sie über den Feldbus 14 aus.

Ist das Betriebsmodusbit (Bit 7) logisch L (vgl. 21), dann wird das Paritätsbit auf der Basis des arithmetischen Operationsresultats für alle vier Bits den Signaldaten von dem Sensor, die in den Kommunikationssteuer-IC 100 für die Bits 9 bis 28 eingegeben werden, zugeführt, wie es in einer rechten Spalte in 21 dargestellt ist. Das Bit 29, das Bit 30 und das Bit 31 werden außerdem hinzugefügt, und die Daten werden zu dem Magnetventilsteuerbus 20 übertragen. Diese Prozedur wird in der gleichen Weise durchgeführt wie bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in der rechten Spalte in 6 dargestellt ist.

Wie oben beschrieben wurde, können gemäß dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionen der Vielzahl von Magnetventilen auf der Basis der Daten gesteuert werden, die von dem Gateway 15 über den Magnetventilsteuerbus 20 unter Verwendung des Outputs der Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 und des Signale hiervon empfangenden Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 gesteuert werden. Außerdem werden Signale zu dem Gateway 15 über den Magnetventilsteuerbus 20 gesandt, um die Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionszustände der Vielzahl von Magnetventilen auf der Basis der Steuerung von den Kommunikationssteuer-ICs 22, 24, 26, 28 und des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 anzuzeigen. Die Zustände der Offen-, Geschlossen- oder Zwischenposition des Magnetventils werden auf der Basis dieser Daten gemanagt.

Außerdem werden die Antwortdaten auf der Basis des Outputs des Sensors, der in den Kommunikationssteuer-IC 100 eingegeben wird, über den Magnetventilsteuerbus 20 auch zu dem Gateway 15 gesandt. Das Signal des Sensors, das von dem Kommunikationssteuer-IC 100 ausgegeben wird, kann ebenfalls auf der Basis der Antwortdaten gemanagt werden.

Wie oben beschrieben wurde, weist das Magnetventil die integrierte Kommunikationssteuereinheit 200-1 auf, die den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 umfasst. Dadurch kann in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in 11 dargestellt ist, die Verbindung mit ersten Anschlüssen hergestellt werden, um einen Verteiler 55 zu bilden, wobei die Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... individuell auf zweiten Anschlüssen von Verteilersegmenten 55-1, 55-2, 55-3, 55-4, ... des Verteilers 55 angebracht werden, um die Magnetventile 30, 32, 34, 36 über die ersten Anschlüsse und die zweiten Anschlüsse anzutreiben und zu steuern. Dann reicht es aus, für jedes der Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... jede der elektrischen Leitungen Sr1, Sr2, Sr3, Sr4, ... zum Verdrahten zum Antreiben und Steuern der Magnetventile 30, 32, 34, 36, ... zusätzlich zu einer gemeinsamen Spannungsversorgung und einer Erdungsleitung zu verwenden. Die elektrischen Leitungen Sr1, Sr2, Sr3, Sr4, ... führen die seriellen Daten von einem Outputanschluss OUT des Kommunikationssteuer-ICs zu jedem der Magnetventile, wie es in 11 dargestellt ist, unabhängig von dem Einzelspulenaufbau oder dem Doppelspulenaufbau der Spule des Magnetventils.

Auch wenn es notwendig ist, das Magnetventil mit der Doppelspule gegen ein Magnetventil mit der Einzelspule auszutauschen, oder wenn es notwendig ist, das Magnetventil mit der Einzelspule gegen ein Magnetventil mit der Doppelspule auszutauschen, reicht es daher aus, lediglich das Magnetventil, das an dem Verteilersegment angebracht wird, auszutauschen. Dies wird durch Umschalten des Schalters 252 des Magnetventils durchgeführt. Es ist auch nicht notwendig, die Verdrahtungskonfiguration zu ändern. Es ist ebenfalls nicht notwendig, das Substrat des Anschlussabschnittes zu ändern. Außerdem ist es nicht notwendig, das Verteilersegment auszutauschen. Es ist daher einfach, auf Änderungen des Designs des automatischen Montagesystems zu reagieren.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Fällen, wie sie in den 12A und 12B dargestellt ist, ist es daher nicht notwendig, zwei Arten von Substraten für Ventile mit Einzelspule und Doppelspule vorzusehen, und es ist nicht notwendig, das Magnetventil zusammen mit dem Substrat auszutauschen. Dies gilt in der gleichen Weise für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie für die zweite Ausführungsform.

Außerdem kann eine Konfiguration gewählt werden, wie sie in 27 dargestellt ist, entsprechend der ersten modifizierten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall wird bei der integrierten Kommunikationssteuereinheit 200-1 die Stromquelle VDD über einen externen Schalter 254 auf die Magnetventilspule 208 aufgegeben, und die Stromquelle VDD wird über einen externen Schalter 256 auf die Magnetventilspule 220 geschaltet, was es ermöglicht, auch eine Verrastung mit externen Schaltern 254, 256 durchzuführen.

Alternativ kann eine in 28 dargestellte Konfiguration gewählt werden, entsprechend der zweiten modifizierten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall wird der Inputanschluss S/D* des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 gemäß 19 geerdet, was es ermöglicht, die Ausgestaltung exklusiv für das Solenoidventil mit Doppelspule zu verwenden.

In einem anderen Fall kann eine Konfiguration gemäß 29 hergestellt werden, entsprechend der vierten modifizierten Ausführungsform der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wenn eine gemeinsame Spannungsversorgung für die Spannungsversorgung des Magnetventils und die Spannungsversorgung des Magnetventilantriebssteuerschaltkreises 202-1 gewählt wird. In diesem Fall sind in der integrierten Kommunikationssteuereinheit 202-1 die Spannungsversorgung VDD und die Spannungsversorgung VCC gemeinsam, und die Erdung ist auch gemeinsam mit der Spulenerdung vorgesehen.

Alternativ kann eine in 30 dargestellte Konfiguration entsprechend der fünften modifizierten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In diesem Fall wird bei einem in 29 gezeigten Magnetventilantriebssteuerschaltkreis die LED 205-1 des Fotokopplers 205 durch den Output des Fototransistors 204-2 des Schnittstellenschaltkreises angetrieben. Die Spannung der Spannungsversorgung VCC wird durch den Widerstand 205-3 auf den Fototransistor 205-2 des Fotokopplers 205 aufgegeben und die Lichtemission der LED 205-1 wird von dem Fototransistor 205-2 empfangen. Der Kollektoroutput des Fototransistors 205-2 wird einem Inputanschluss IN6 zugeführt, der neu für den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 vorgesehen wird. Bei dieser Konfiguration dient der Fotokoppler 205 als ein Sensor zur Feststellung, ob die Magnetventilspule 208 unter einer Leitungsunterbrechung leidet oder nicht.

Außerdem kann folgende Konfiguration verwendet werden. Die LED 207-1 des Fotokopplers 207 wird durch den Output des Fototransistors 216-2 des Schnittstellenschaltkreises angetrieben. Die Spannung der Spannungsversorgung VCC wird über einen Widerstand 207-3 auf den Fototransistor 207-2 des Fotokopplers 207 aufgegeben und Lichtemission der LED 207-1 wird von dem Fototransistor 207-2 empfangen. Der Kollektoroutput des Fototransistors 207-2 wird einem Inputanschluss IN7 zugeführt, der neu für den Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 vorgesehen ist. Bei dieser Konfiguration dient der Fotokoppler 207 als Sensor zur Feststellung, ob die Magnetventilspule 220 unter einer Leitungsunterbrechung leidet oder nicht.

Wenn eine solche Konfiguration verwendet wird, wird die LED 205-1 angetrieben, um Licht auszusenden, wenn die Magnetventilspule 208 beim Antreiben durch den Fotokoppler 204 normal arbeitet. Der Fototransistor 205-2 wird in den AN-Zustand gesteuert und das Signal, das anzeigt, dass die Magnetventilspule 208 normal arbeitet, wird über den Inputanschluss IN6 zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 übertragen. Dadurch ist es möglich, an der PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208 normal arbeitet.

Wenn die Magnetventilspule 208 unter einer Leitungsunterbrechung oder unter Kontaktfehlern beim Antreiben durch den Fotokoppler 204 leidet, wird die LED 205-1 nicht angetrieben. Der Fototransistor 205-2 wird in den AUS-Zustand gesteuert und das Signal, dass die Magnetventilspule 208 unter einer Leitungsunterbrechung leidet, wird über den Inputanschluss IN6 dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 zugeführt. Dadurch ist es möglich, an der PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208 unter einer Leitungsunterbrechung leidet.

Wenn die Magnetventilspule 220 beim Antrieb durch die Fotokoppler 216 normal arbeitet, wird die LED 207-1 angetrieben und emittiert Licht. Der Fototransistor 207-2 wird in den AN-Zustand gesteuert und das Signal, das anzeigt, dass die Magnetventilspule 220 normal arbeitet, wird über den Inputanschluss IN7 zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 übertragen. Dadurch ist es möglich, an dem PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 220 normal arbeitet.

Wenn die Magnetventilspule 220 unter einer Leitungsunterbrechung oder Kontaktfehlern beim Antreiben durch den Fotokoppler 216 leidet, wird die LED 207-1 nicht angetrieben. Der Fototransistor 207-2 wird in den AUS-Zustand gesteuert und das Signal, das anzeigt, dass die Magnetventilspule 220 unter einer Leitungsunterbrechung leidet, wird über den Inputanschluss IN7 zu dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 übertragen. Dadurch ist es möglich, an der PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 220 unter einer Leitungsunterbrechung leidet.

Alternativ können Widerstände anstelle der Fotokoppler 205, 207 angeschlossen werden. Der Spannungsabfall auf der Basis des durch den Widerstand fließenden Stromes kann individuell auf jeden der Inputanschlüsse IN6, IN7 aufgegeben werden. In diesem Fall dienen die Widerstände als Kurzschlusssensoren für die Magnetventilspulen 208 bzw. 220.

Wenn die oben beschriebene Konfiguration verwendet wird, fließt der Strom auf der Basis des Antriebsstromes des Magnetventilspulen 208, 220 durch den Widerstand. Der Spannungsabfall des Widerstandes, der durch den elektrischen Strom bewirkt wird, ist logisch H, wenn die Magnetventilspule 208, 220 den Kurzschluss bildet. Es ist möglich, an der PLC 12 zu erkennen, dass die Magnetventilspule 208, 220 unter dem Kurzschluss leidet.

31 ist ein Längsschnitt durch das Magnetventil zur Verwendung bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das Magnetventil umfasst eine Magnetventileinheit 300, den Verteiler 55 und eine Steuereinheit 302, die in integrierter Weise miteinander verbunden sind. Die Magnetventileinheit 300 weist eine Magnetventilspule 208, 220 auf. Die Magnetventilspule 208 (220) ist so vorgesehen, dass die Magnetventilspule mit der Einzelspule und die Magnetventilspule mit der Doppelspule mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubelementen leicht austauschbar sind.

Die Magnetventileinheit 300 weist das Spulenventil 303 auf, das in im wesentlichen horizontaler Richtung entsprechend der Erregungswirkung der Magnetventilspule 208 (220) verschiebbar ist. Der offene Zustand, der Zwischenpositions- oder der geschlossene Zustand des Spulenventils 303 wird durch die Sensoren 248, 251, 250 zum Feststellen des Magnetfeldes des Magnetringes 304, der an dem einen Ende angebracht ist, detektiert.

Ein integrierter Schaltkreis 306 mit dem Magnetventilantriebssteuerschaltkreis 202-1 ist unter der Magnetventileinheit 300 angeordnet. Detektionssignale von den Sensoren 248, 250, 251 werden über einen Leitungsdraht 308 in den integrierten Schaltkreis 306 eingeführt.

Wie oben beschrieben wurde, kann bei dem Verfahren zum Antreiben und Steuern des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung der Antrieb des Magnetventils und das Management der Offen/Geschlossen-Zustände zentral durchgeführt werden, und es ist möglich, leicht auf Systemänderungen zu reagieren.


Anspruch[de]
Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils mit einem Magnetventilantriebs- und -steuerschaltkreis (202) zum Durchführen des Verfahrens, das folgende Schritte aufweist:

Empfangen von Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten von einem seriellen Bus als serielle Daten mit zwei Bits für jede Magnetventilspule des Magnetventils,

Umwandeln der Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten in parallele Daten,

Antreiben der entsprechenden Magnetventilspule (208, 220) auf der Basis eines der beiden Bits für jede Magnetventilspule in den parallelen Daten,

Antreiben einer ersten Licht emittierenden Diode (212, 224) auf der Basis eines anderen Bits,

Eingeben eines Outputs von einem Sensor (248, 250) zur Feststellung eines offenen und/oder geschlossenen Zustands des Magnetventils und eines Signals, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule aufweist, als Inputdaten, und

Umwandeln der Inputdaten in serielle Daten zum Senden zu dem seriellen Bus.
Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils mit einem Magnetventil-Antriebs- und -steuerschaltkreis (202-1) zur Durchführung des Verfahrens, das folgende Schritte aufweist:

Empfangen von Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten von einem seriellen Bus als serielle Daten mit zwei Bits für jede Magnetventilspule des Magnetventils,

Umwandeln der Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten in parallele Daten,

Antreiben der entsprechenden Magnetventilspulen (208, 220) auf der Basis eines der beiden Bits für jede Magnetventilspule in den parallelen Daten,

Antreiben einer ersten Licht emittierenden Diode (212, 224) auf der Basis eines anderen Bits,

Eingeben eines Outputs von einer Vielzahl von Sensoren (248, 250, 251) zur Feststellung von Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionen des Magnetventils und eines Signals, das anzeigt, ob die Magnetventilspule eine Einzelspule oder eine Doppelspule ist, als Inputdaten, und

Umwandeln der Inputdaten in serielle Daten zum Senden zu dem seriellen Bus.
Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventilspule durch einen Fotokoppler (204, 216) als einem Schnittstellenschaltkreis angetrieben wird. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventilspule (208, 220) über eine zweite Licht emittierende Diode (206, 208) angetrieben wird. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventil-Öffnungs/Schließ-Steuerdaten und die Inputdaten ein Paritätsbit umfassen. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Fotokoppler (204, 216) mit der Magnetventilspule (208, 220) in Reihe verbunden ist, um die Magnetventilspule anzutreiben, dass ein zweiter Fotokoppler (205), der durch einen Output eines Fototransistors des ersten Fotokopplers (204, 216) angetrieben wird, vorgesehen ist, und dass ein Output des zweiten Fotokopplers (205) als Sensoroutput verwendet wird. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventilspule (208, 220) über einen Schalter (254, 256) mit einer Spannungsversorgung verbunden ist. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Spulenventil (303) des Magnetventils ein Magnetring (304) vorgesehen ist, dass ein erster Sensor (248) zur Erzeugung eines AN-Outputs gegenüber dem Magnetring (304) an der Offen-Position des Magnetventils, ein zweiter Sensor (251) zur Erzeugung eines AN-Outputs gegenüber dem Magnetring (304) an der Zwischen-Position des Magnetventils und ein dritter Sensor (250) zu Erzeugung eines AN-Outputs gegenüber dem Magnetring (304) an der Geschlossen-Position des Magnetventils vorgesehen sind, dass der Output der ersten bis dritten Sensoren (248, 251, 250) durch einen Dekoder (401, 402, 411, 412) dekodiert wird, und dass ein Output des Dekoders dazu verwendet wird, die Offen-, Geschlossen- und Zwischenpositionen des Magnetventils zu detektieren. Verfahren zum Antreiben und Steuern eines Magnetventils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Spulenventil (303) des Magnetventils ein Magnetring (304) vorgesehen ist, dass ein vierter Sensor (248) zur Erzeugung eines AN-Outputs gegenüber dem Magnetring (304) an der Offen-Position des Magnetventils und ein fünfter Sensor (250) zur Erzeugung eines AN-Outputs gegenüber dem Magnetring (304) an der Geschlossen-Position des Magnetventils vorgesehen sind, dass der Output der vierten und fünften Sensoren (248, 250) durch einen Dekoder (403, 404, 413, 414) dekodiert wird, und dass ein Output des Dekoders dazu verwendet wird, die Offen-, Zwischen- und Geschlossen-Positionen des Magnetventils zu detektieren.






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