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Title:
ELECTROPNEUMATIC CONTROLLER AND PROCESS CONTROL DEVICE EQUIPPED THEREWITH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/202290
Kind Code:
A1
Abstract:
An electropneumatic controller (7) is proposed, which has an electropneumatic control unit (24) on which is provided an expansion interface (26), on which an expansion module arrangement (25) is fitted. In the expansion module arrangement (25) there extends at least one expansion working channel (32a, 32b) which is connected to a main working output (23a, 23b) and which is fluidically connected to the control unit (24) at the expansion interface (26) for connection to control valve means (28). The control unit further contains control electronics (87) for electrically controlling the control valve means (28). Also proposed is a process control device (6) equipped with a controller (7) of this type.

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JP3749315CHUCK DEVICE
JPH04285834FLUID ANALYZING APPARATUS
Inventors:
NEEF, Bodo (Waagenbachstraße 24, Neuhausen, 73765, DE)
MAILE, Christoph (Reußensteinweg 13, Hochdorf, 73269, DE)
Application Number:
EP2017/060517
Publication Date:
November 08, 2018
Filing Date:
May 03, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FESTO AG & CO. KG (Ruiter Straße 82, Esslingen, 73734, DE)
International Classes:
F15B21/00; F15B15/20
Foreign References:
DE19636418A11998-03-12
DE10350305A12005-05-25
US3818800A1974-06-25
FR2403479A11979-04-13
EP0930130A21999-07-21
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE MAGENBAUER & KOLLEGEN PARTNERSCHAFT MBB (Plochinger Str. 109, Esslingen, 73730, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Elektropneumatisches Steuergerät, mit einer Antriebs- Befestigungsschnittstelle (22) für den Anbau an einen pneumatischen Stellantrieb (8) und mit einer elektropneumatischen Steuereinheit (24) , die eine zur Verarbeitung von Rückmeldesignalen des Stellantriebes (8) ausgebildete Steuerelektronik (87) und durch die Steuerelektronik (87) elektrisch ansteuerbare Steuerventilmittel (28) enthält, wobei die Steuereinheit (24) mindestens einen pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) zur pneumatischen Verbindung mit einer Antriebskammer (16a, 16b) des anzusteuernden Stellantriebes (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) eine Erweiterungsschnittstelle (26) aufweist, an der mindestens ein mit den Steuerventilmitteln (28) kommunizierender pneumatischer Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) und mindestens ein mit einem pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) kommunizierender Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) ausgebildet ist, und dass das Steuergerät (7) eine an der Erweiterungsschnittstelle (26) angebrachte oder anbringbare Erweiterungsmodulanordnung (25) aufweist, die von mindestens einem einen Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) der Steuereinheit (24) mit einem Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) der Steuereinheit (24) verbindenden Erweiterungs- Arbeitskanal (32a, 32b) durchsetzt ist und ein den Erweite- rungs -Arbeitskanal (32a, 32b) vom Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) zum Erweiterungs-Arbeitseingang (36a, 36b) umlenkendes Umlenkmodul (45) enthält.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungs-Arbeitsausgang (34a, 34b) , der Erweiterungs- Arbeitseingang (36a, 36b) und der Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) jeweils doppelt vorhanden sind, wobei die Erweiterungsmodulanordnung (25) von zwei voneinander unabhängigen Erwei- terungs-Arbeitskanälen (32a, 32b) durchsetzt ist, die beide in dem Umlenkmodul (45) umgelenkt sind.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-Befestigungsschnittstelle an der elektropneumatischen Steuereinheit (24) angeordnet ist.

4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkmodul (45) die Erweiterungsmodulanordnung (25) an der der Steuereinheit (24) entgegengesetzten Seite abschließt.

5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mindestens ein Funktionsmodul (44) aufweist, durch das die beim Betrieb des Steuergerätes (7) in der Erweiterungsmodulanordnung (25) strömende Druckluft beeinflussbar ist und/oder das seinerseits von dieser strömenden Druckluft beeinflussbar ist .

6. Steuergerät nach Anspruch 5 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkmodul (45) gleichzeitig als ein Funktionsmodul (44) ausgebildet

7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mindestens ein bezüglich des Umlenkmoduls (45) gesondertes Funktionsmodul (44) aufweist, das zwischen das Umlenkmodul (45) und die Steuereinheit (24) einsetzbar oder eingesetzt ist.

8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungsmodulanordnung (25) mehrere bezüglich des Umlenkmoduls (45) gesonderte Funktionsmodule (44) unterschiedlicher Funktionalität aufweist, die aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit (24) und das Umlenkmodul (45) einsetzbar oder eingesetzt sind.

9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Funktionsmodul (44) zwei in einer Aneinanderreihungsrichtung (43) einander entgegengesetzt angeordnete Kopplungsschnittstellen (72) aufweist, die so ausgebildet sind, dass Funktionsmodule (44) unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit (24) und das Umlenkmodul (45) einsetzbar sind.

10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter den Funktionsmodulen (44) jeweils mindestens ein Luftaufbereitungsmodul (44b) und/oder ein Anzeigemodul (44c) und/oder ein Drosselmodul (44d) und/oder ein Unterbrechungsmodul (44e) und/oder ein Handbetätigungsmodul (44f) und/oder ein Notabschaltmodul (44g) und/oder ein Verstärkermodul (44h) und/oder ein Lufteinspeisemodul (44a) befindet.

11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Steuereinheit (24) und/oder an der Erweiterungsmodulanordnung (25) einen Lufteinspeisean- schluss (53) aufweist, der mit einem die Erweiterungsmodulan- Ordnung (25) durchsetzenden Erweiterungs-Luftversorgungskanal (54) kommuniziert, der mit den in der Steuereinheit (24) befindlichen Steuerventilmittel (28) zur Versorgung mit Druckluft in Fluidverbindung steht und der zweckmäßigerweise ebenfalls in dem Umlenkmodul (45) umgelenkt wird.

12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Erweiterungsschnittstelle (26) der Steuereinheit (24) ein mit einem Lufteinspeiseanschluss (53) der Steuereinheit (24) kommunizierender Erweiterungs- Versorgungsausgang (56) und ein mit den Steuerventilmitteln (28) der Steuereinheit (24) kommunizierender Erweiterungs- Versorgungseingang (57) ausgebildet ist, wobei ein die Erweiterungsmodulanordnung (25) durchsetzender und in dem Umlenkmodul (45) umgelenkter Erweiterungs-Luftversorgungskanal (54) einerseits mit dem Erweiterungs -Versorgungsausgang (56) und andererseits mit dem Erweiterungs -Versorgungseingang (57) verbunden ist.

13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haupt -Arbeitsausgang (23a, 23b) an der Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) der Steuereinheit (24) angeordnet ist, derart, dass im an einen Stellantrieb (8) angebauten Zustand der Steuereinheit (24) eine direkte Fluidverbindung eines Erweiterungs-Arbeitskanals (32a, 32b) mit dem Stellantrieb (8) vorliegt.

14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) als eine Stellungsreglereinheit (24a) ausgebildet ist, deren Steuerelektronik (87) über eine Regelungsfunktionalität verfügt, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Positionsregelungsfunktio- nalität handelt.

15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) einen modularen Aufbau hat, wobei sie über ein die Steuerelektronik (87) und die daran angeschlossenen Steuerventilmittel (28) sowie mindestens einen zum Empfang von Rückmeldesignalen geeigneten Rückmeldesignaleingang (88) aufweisendes Steuermodul (92) verfügt und außerdem ein zweckmäßigerweise lösbar an das Steuermodul (92) angebautes gesondertes Kanalsplittermodul (93) aufweist, wobei die Erweiterungsschnittstelle (26) und zweckmäßigerweise auch die Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) an dem Kanalsplittermodul (93) ausgebildet ist.

16. Prozesssteuervorrichtung, mit einem Stellantrieb (8) und einem elektropneumatischen Steuergerät (7) für den Stellantrieb (8) , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet und mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle (22) an den Stellantrieb (8) angebaut ist.

17. Prozesssteuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (8) Bestandteil eines Prozessventils (14) ist und zur Betätigung einer Ventilarmatur (13) des Prozessventils (14) dient.

Description:
Elektropneumatisches Steuergerät

und damit ausgestattete Prozesssteuervorrichtung

Die Erfindung betrifft ein elektropneumatisches Steuergerät, mit einer Antriebs-Befestigungsschnittstelle für den Anbau an einen pneumatischen Stellantrieb und mit einer elektropneuma- tischen Steuereinheit, die eine zur Verarbeitung von Rückmeldesignalen des Stellantriebes ausgebildete Steuerelektronik und durch die Steuerelektronik elektrisch ansteuerbare Steuerventilmittel enthält, wobei die Steuereinheit mindestens einen pneumatischen Haupt -Arbeitsausgang zur pneumatischen Verbindung mit einer Antriebskammer des anzusteuernden Stellantriebes aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Prozesssteuervorrichtung, die einen Stellantrieb und ein elektropneumatisches Steuergerät für den Stellantrieb aufweist.

Aus der DE 19636418 AI ist ein pneumatischer Stellantrieb bekannt, der mit einem elektropneumatischen Steuergerät der vorgenannten Art ausgestattet ist, die eine als Stellungsregler ausgebildete elektropneumatische Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit hat mindestens einen pneumatischen Haupt- Arbeitsausgang, der mit einer Antriebskammer des pneumatischen Stellantriebes verbunden ist. Abhängig von Rückmeldesignalen des Stellantriebes, die von der Position einer Antriebsstange des Stellantriebes abhängen, erfolgt eine gesteuerte Druckbeaufschlagung der Antriebskammer, um die Position der Antriebsstange zu regeln. Der Stellungsregler ist intern modular ausgebildet und kann innerhalb seines Gehäuses wahlweise mit unterschiedlichen Funktionseinheiten ausgestattet werden, um den Typ des Stellungsreglers zwischen pneumatisch, elektro-pneumatisch und digital wechseln zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die unter Einhaltung kompakter Abmessungen eine einfache Variation der Funktionalität des elektropneumatischen Steuergerätes und einer damit ausgestatteten Prozesssteuervorrichtung ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem elektropneumatischen Steuergerät der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Steuereinheit eine Erweiterungsschnittstelle aufweist, an der mindestens ein mit den Steuerventilmitteln kommunizierender pneumatischer Erweiterungs-Arbeitsausgang und mindestens ein mit einem pneumatischen Haupt-Arbeitsausgang kommunizierender Erweiterungs-Arbeitseingang ausgebildet ist, und dass das Steuergerät eine an der Erweiterungsschnittstelle angebrachte oder anbringbare Erweiterungsmodulanordnung aufweist, die von mindestens einem einen Erweiterungs-Arbeitsausgang der Steuereinheit mit einem Erweiterungs-Arbeitseingang der Steuereinheit verbindenden Erweiterungs-Arbeitskanal durchsetzt ist und ein den Erweiterungs-Arbeitskanal vom Erweiterungs- Arbeitsausgang zum Erweiterungs-Arbeitseingang umlenkendes Umlenkmodul enthält .

Die Aufgabe wird ferner bei einer Prozesssteuervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Steuergerät in dem vorgenannten Sinne ausgebildet und mit seiner An- triebs-Befestigungsschnittstelle an den Stellantrieb angebaut Auf diese Weise ist in die Fluidverbindung zwischen den Steuerventilmitteln der Steuereinheit und dem mindestens einen, ebenfalls als Bestandteil der Steuereinheit ausgebildeten und zum Anschließen an eine Antriebskammer des anzusteuernden Stellantriebes vorgesehenen Haupt -Arbeitsausgang eine Erweiterungsmodulanordnung eingegliedert, die von der Druckluft durchströmt wird, die dem Stellantrieb zu seiner Betätigung zugeführt wird. Für den Anbau der Erweiterungsmodulanordnung ist die Steuereinheit mit einer als Erweiterungsschnittstelle bezeichneten Befestigungsschnittstelle ausgestattet, an der auch der mindestens eine Erweiterung-Arbeitsausgang und der mindestens eine Erweiterungs-Arbeitseingang angeordnet sind, so dass ein die Erweiterungsmodulanordnung durchsetzender Er- weiterungs -Arbeitskanal einenends mit dem Erweiterungs- Arbeitsausgang und andernends mit dem Erweiterungs- Arbeitseingang kommuniziert, wenn die Erweiterungsmodulanordnung an die Erweiterungsschnittstelle angebaut ist. Der Er- weiterungs -Arbeitskanal ist quasi durch die vorhandenen Module der Erweiterungsmodulanordnung hindurchgeschleift, wobei durch entsprechende Ausstattung der Erweiterungsmodulanordnung die Möglichkeit gegeben ist, insbesondere unabhängig von der elektropneumatischen Steuereinheit auf die für die Betätigung des angeschlossenen Stellantriebes dienende Druckluft Einfluss zu nehmen. Entsprechend ihrer Benennung ist die Erweiterungsmodulanordnung eine modulare Einrichtung, die sich variabel und anwendungsspezifisch individuell zusammenstellen lässt. Als eine Kernkomponente verfügt sie über ein Umlenkmodul, das jeden Erweiterungs-Arbeitskanal von seinem Erweiterungs-Arbeitsausgang zu seinem Erweiterungs-Arbeitseingang umlenkt und dafür sorgt, dass ausgehend von der Steuereinheit in die Erweiterungsmodulanordnung eingespeiste Druckluft nach dem Durchlaufen der Erweiterungsmodulanordnung auch wieder in die Steuereinheit zurückgeführt wird. Sollte für eine be- stimmte Anwendung keine spezielle Behandlung der Druckluft erforderlich sein, bietet die Erweiterungsmodulanordnung sogar die Möglichkeit, als einziges Modul nur ein Umlenkmodul an die Erweiterungsschnittstelle anzubauen und dadurch eine funktionslose fluidische Verbindung zwischen dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitsausgang und dem zugehörigen mindestens einen Erweiterungs-Arbeitseigang zu schaffen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Mit der an ihm vorgesehenen Antriebs-Befestigungs- schnittstelle ist das Steuergerät an den anzusteuernden

Stellantrieb anbaubar oder angebaut. Diese Antriebs- Befestigungsschnittstelle befindet sich zweckmäßigerweise an der elektropneumatischen Steuereinheit, sodass an der Erweiterungsmodulanordnung Manipulationen vorgenommen werden können, ohne die Steuereinheit vom Stellantrieb abnehmen zu müssen .

Handelt es sich bei dem anzusteuernden Stellantrieb um einen sogenannten einfachwirkenden Antrieb, können der Erweiterungs-Arbeitsausgang, der Erweiterungs-Arbeitseingang und der Haupt -Arbeitsausgang jeweils nur einfach vorhanden sein, wobei auch die Erweiterungsmodulanordnung von nur einem einzigen Erweiterungs-Arbeitskanal durchsetzt ist. Das elektro- pneumatische Steuergerät kann allerdings ohne weiteres auch für die Ansteuerung eines doppeltwirkenden Stellantriebes ausgelegt sein, indem die vorgenannten Komponenten jeweils zweifach vorhanden sind und dementsprechend auch das Umlenkmodul kanalmäßig so ausgestattet ist, dass es beide Erweite- rungs -Arbeitskanäle unabhängig voneinander umlenkt. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, das Umlenkmodul als die Erweiterungsmodulanordnung an ihrer der Steuereinheit entgegengesetzten Seite abschließendes Abschlussmodul der Erweiterungsmodulanordnung vorzusehen. Der Abstand des Umlenkmoduls von der Steuereinheit hängt in diesem Fall von der Anzahl und Abmessung weiterer Module der Erweiterungsmodulanordnung ab, die zwischen die Steuereinheit und das als Abschlussmodul der Erweiterungsmodulanordnung fungierende Umlenkmodul eingegliedert sind.

Seine eigentliche funktionelle Variabilität erfährt das Steuergerät in Verbindung mit einer Erweiterungsmodulanordnung, die über mindestens ein mit der die Erweiterungsmodulanordnung durchströmenden Druckluft zusammenwirkendes Funktionsmodul verfügt. Das Funktionsmodul ist insbesondere dahingehend ausgebildet, dass es die beim Betrieb des Steuergerätes in der Erweiterungsmodulanordnung strömende Druckluft beeinflussen kann und/oder dass es seinerseits von der in der Erweiterungsmodulanordnung strömenden Druckluft beeinflussbar ist, wobei sowohl die Beeinflussungsmöglichkeit als auch die Be- einflussbarkeit durch die gewählte funktionelle Ausstattung des jeweiligen Funktionsmoduls vorgebbar ist.

Das Umlenkmodul kann sich ausstattungsmäßig auf Kanalmittel zur reinen Kanalumlenkung des mindestens einen Erweiterungs- Arbeitskanals beschränken. Alternativ besteht die vorteilhafte Möglichkeit, das Umlenkmodul gleichzeitig als ein Funktionsmodul der vorstehend erläuterten Art auszuführen, so dass es über die reine Kanalumlenkung hinaus über mindestens eine sich in einem besonderen Zusammenwirken mit der Druckluft äußernde spezielle Funktionalität verfügt. Beispielsweise kann das Umlenkmodul gleichzeitig ein zur Einspeisung von Druck- luft nutzbares Lufteinspeisemodul oder ein zur Luftaufbereitung dienendes Luftaufbereitungsmodul bilden.

Seine besonderen Vorteile kann das Steuergerät ausspielen, wenn die Erweiterungsmodulanordnung über mindestens ein bezüglich des Umlenkmoduls gesondertes Funktionsmodul verfügt, das zwischen das Umlenkmodul und die Steuereinheit eingesetzt oder einsetzbar ist. Bevorzugt enthält die Erweiterungsmodul - anordnung mehrere bezüglich des Umlenkmoduls gesonderte Funktionsmodule mit untereinander verschiedener Funktionalität, die aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit und das Umlenkmodul einsetzbar oder eingesetzt sind. Dabei sind alle Module der Erweiterungsmodulanordnung vorzugsweise in einer linearen Aneinanderreihungsrichtung aneinandergereiht und aneinander fixiert. Eine zueinander versetzte, nichtlineare Aneinanderreihung ist ebenfalls möglich.

Bevorzugt ist die Platzierungsreihenfolge der Funktionsmodule innerhalb der Erweiterungsmodulanordnung beliebig wählbar. Dies begünstigt eine nachträgliche Umrüstung oder modulare Erweiterung der Erweiterungsmodulanordnung um weitere Module.

Zweckmäßigerweise hat jedes Funktionsmodul zwei einander entgegengesetzte Kopplungsschnittstellen, die so ausgebildet sind, dass Funktionsmodule unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit und das Umlenkmodul einsetzbar sind. Auch das Umlenkmodul hat zumindest an seiner der Steuereinheit zugewandten Seite zweckmäßigerweise eine solche Kopplungsschnittstelle, so dass es mit einem beliebigen benachbarten Funktionsmodul verbindbar ist.

Zweckmäßigerweise sind die Kopplungsschnittstellen so an die Erweiterungsschnittstelle angepasst, dass sie mit dieser Erweiterungsschnittstelle vereinigt werden können, um abhängig vom Ausstattungsgrad der Erweiterungsmodulanordnung ein Funktionsmodul oder alternativ direkt das Umlenkmodul an der Erweiterungsschnittstelle befestigen zu können.

Die Erweiterungsmodulanordnung enthält zweckmäßigerweise eine beliebige Anzahl von Funktionsmodulen aus der Gruppe von Funktionsmodulen, die ein Luftaufbereitungsmodul, ein insbesondere zur Druckanzeige dienendes Anzeigemodul, ein Drosselmodul, ein Unterbrechungsmodul, ein Handbetätigungsmodul, ein Notabschaltmodul, ein Verstärkermodul und ein Lufteinspeisemodul enthalten. Bevorzugt ist die Aneinanderreihungsfolge der aus dieser Funktionsmodulgruppe ausgewählten Funktionsmodule innerhalb der Erweiterungsmodulanordnung variabel .

Das Steuergerät enthält mindestens einen Lufteinspeisean- schluss zum Einspeisen der für die Ansteuerung des Stellantriebes verwendeten Druckluft. Ein solcher Lufteinspeisean- schluss, bei dem es sich um den einzigen Lufteinspeisean- schluss handeln kann, befindet sich bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung an der Steuereinheit. Zusätzlich oder alternativ kann an der Erweiterungsmodulanordnung ein Lufteinspei- seanschluss vorhanden sein, insbesondere an einem der in beliebiger Anzahl vorhandenen Funktionsmodule, das dann als Lufteinspeisemodul fungiert.

Der mindestens eine Lufteinspeiseanschluss kann, sofern er an der Steuereinheit vorgesehen ist, direkt und ohne Mitwirkung der Erweiterungsmodulanordnung mit den Steuerventilmitteln kommunizieren. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Erweiterungsmodulanordnung von einem Erweite- rungs-Luftversorgungskanal durchsetzt ist, der zum einen mit mindestens einem Lufteinspeiseanschluss und zum anderen mit den in der Steuereinheit befindlichen Steuerventilmitteln in Verbindung steht. Auf diese Weise strömt die den Steuerventilmitteln zugeführte Druckluft auch durch die Erweiterungsmodulanordnung hindurch und kann dort in mindestens einem Funktionsmodul in einer gewünschten Weise beeinflusst werden.

Zweckmäßigerweise ist an der Erweiterungsschnittstelle der Steuereinheit ein mit einem Lufteinspeiseanschluss der Steuereinheit kommunizierende Erweiterungs -Versorgungsausgang und ein mit den Steuerventilmitteln der Steuereinheit kommunizierender Erweiterungs -Versorgungseingang ausgebildet, wobei ein die Erweiterungsmodulanordnung durchsetzender Erweiterungs - Luftversorgungskanal einerseits mit dem Erweiterungs- Versorgungsausgang und andererseits mit dem Erweiterungs - Versorgungseingang verbunden ist. Dieser Erweiterungs- Luftversorgungskanal ist wie der mindestens eine Erweiterungs -Arbeitskanal in dem Umlenkmodul umgelenkt, so dass die Druckluft zum einen aus der Steuereinheit in die Erweiterungsmodulanordnung eingespeist und nach Durchlaufen der Erweiterungsmodulanordnung wieder in die Steuereinheit zur dortigen Verwendung zurückgeführt wird.

Somit kann der Erweiterungs-Luftversorgungskanal analog zu dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal durch die Erweiterungsmodulanordnung hindurchgeschleift sein. Befindet sich ein Lufteinspeiseanschluss an der Erweiterungsmodulanordnung, kann der Erweiterungs-Arbeitskanal dennoch vollständig vorhanden sein, wobei er allerdings nur mit einem ausgehend von dem Lufteinspeiseanschluss zum Erweiterungs- Versorgungseingang führenden Kanalabschnitt genutzt wird, während der von dem Lufteinspeiseanschluss zum Erweiterungs- Versorgungsausgang führende Kanalabschnitt ungenutzt und zweckmäßigerweise durch geeignete Absperrmittel stillgelegt Bevorzugt ist die mit der Erweiterungsmodulanordnung bestückte Erweiterungsschnittstelle gesondert von der zum Anbau des Steuergerätes an einen Stellantrieb vorgesehenen Antriebs- Befestigungsschnittstelle ausgebildet. Die beiden Schnittstellen sind bevorzugt rechtwinkelig zueinander ausgerichtet, können aber auch eine andere Ausrichtung haben.

Die Steuereinheit kann mit der Antriebs-Befestigungsschnittstelle an eine daran angepasste Montageschnittstelle des Stellantriebes angebaut sein oder werden. Dabei ist eine Ausführungsform möglich, bei der die Befestigung des Steuergerätes am Stellantrieb unabhängig von der fluidischen Verbindung des mindestens einen Haupt -Arbeitsausganges und einer Antriebskammer des Stellantriebes erfolgt, so dass diese fluidische Verbindung separat, beispielsweise durch Rohrleitungen oder Druckluftschläuche herzustellen ist. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Weiterbildung angesehen, bei der der mindestens eine Haupt -Arbeitsausgang derart an der Antriebs-Befestigungsschnittstelle der Steuereinheit angeordnet ist, das eine direkte Adaption an den Stellantrieb erfolgt, das heißt im an einen Stellantrieb angebauten Zustand der Steuereinheit eine direkte Fluidverbindung zwischen dem mindestens einen Haupt -Arbeitsausgang und einem entsprechenden Anschluss des Stellantriebes vorliegt. Dadurch werden Montage und Demontage des Steuergerätes am bzw. vom Stellantrieb erheblich vereinfacht.

Die Steuereinheit kann in unterschiedlichen funktionellen Ausprägungen vorliegen. In einem bevorzugten Fall enthält sie mindestens einen Rückmeldesignaleingang, eine Steuerelektronik und als Steuerventilmittel mindestens ein vorgesteuertes, insbesondere als Magnetventil ausgebildetes elektrisch betätigbares Ventil. Die Rückmeldesignale können von außerhalb der Steuereinheit in die Steuereinheit eingespeist werden oder können bei entsprechender Ausstattung auch im Innern der Steuereinheit generiert werden, die in diesem Fall über geeignete Rückmeldemittel verfügt .

Die Steuereinheit kann für einen ungeregelten Betrieb ausgelegt sein, bei dem sie nur einfache Sensorsignale enthält. Sie kann aber auch für einen geregelten Betrieb ausgelegt sein, wobei sie als Rückmeldesignale kontinuierliche Positionssignale, das heißt Wegmesssignale, vom zugeordneten Stellantrieb erhält .

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit als eine Stellungsreglereinheit ausgebildet, die auch als Positioner bezeichnet werden kann und deren Steuerelektronik über eine Regelungsfunktionalität verfügt. Die Stellungsreglereinheit kommuniziert mit einer übergeordneten und bevorzugt externen elektronischen Steuereinrichtung, von der sie den einzustellenden Sollwert empfängt, hinsichtlich dessen der Stellantrieb in seiner Stellfunktion geregelt wird .

Die elektrisch betätigbaren Steuerventilmittel können sich aus nur einem Steuerventil oder aus einer Gruppe von Steuerventilen zusammensetzen. Die Steuerventilmittel haben bevorzugt eine stetige Funktionscharakteristik oder sind für puls- weitenmodulierten Betrieb ausgelegt. Sie können für eine direkte Betätigung durch die seitens der Steuerelektronik bereitgestellten Steuersignale ausgebildet sein oder können von einer elektropneumatisch vorgesteuerten Bauart sein. Es ist von Vorteil, wenn die Stellungsreglereinheit als Vorsteuer- stufe einen e-p-Wandler enthält, der insbesondere nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip arbeitet .

Die Steuereinheit kann einen in sich einheitlichen Aufbau haben, ohne eine Modularität aufzuweisen. Ein modularer Aufbau wird allerdings bevorzugt. Ein besonders zweckmäßiger modularer Aufbau sieht vor, dass die Steuereinheit über ein Steuermodul und ein diesbezüglich gesondertes Kanalsplittermodul verfügt, wobei das Steuermodul in bevorzugt lösbarer Weise an das Kanalsplittermodul anbaubar oder angebaut ist. Das Steuermodul enthält zumindest die Steuerelektronik und die daran angeschlossenen Steuerventilmittel, sowie mindestens einen zum Empfang von Rückmeldesignalen, insbesondere Wegmesssignalen geeigneten Rückmeldesignaleingang . Die Steuerungs- oder Regelungsfunktionalität ist also in dem Steuermodul enthalten. Das Kanalsplittermodul übernimmt die Funktion einer Kanalaufteilung zwischen dem Steuermodul und der Erweiterungs- modulanordnung . Die Erweiterungsschnittstelle einschließlich des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitsausganges und des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitseinganges ist an dem Kanalsplittermodul vorgesehen. Das Kanalsplittermodul kommuniziert zur Herstellung der erforderlichen Fluidverbindung über interne fluidische Schnittstellen der Steuereinheit mit den im Steuermodul befindlichen Steuerventilmitteln.

Bevorzugt ist auch die Antriebs-Befestigungsschnittstelle an dem Kanalsplittermodul ausgebildet. Somit ist das Steuermodul von mechanischen Belastungen entkoppelt, da es unabhängig von der Erweiterungsmodulanordnung und unabhängig vom Stellantrieb an dem Kanalsplittermodul fixiert ist. Das Steuermodul kann bei Bedarf entfernt werden, wobei das Kanalsplittermodul weiterhin die Erweiterungsmodulanordnung und den Stellantrieb zu einer Baugruppe zusammenhält . Bei einer bevorzugten Anwendung ist das Steuergerät ein integraler Bestandteil einer modular aufgebauten Prozesssteuervorrichtung, zu der auch ein Stellantrieb gehört, an den das Steuergerät mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle angebaut ist.

Der Stellantrieb ist insbesondere ein Linearantrieb, zum Beispiel ein Kolbenantrieb oder ein Membranantrieb, oder ein Drehantrieb. Der Stellantrieb kann für verschiedenste Zwecke genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stellantrieb Bestandteil eines Prozessventils ist, das auch über eine in den Verlauf einer Rohrleitung einschaltbare Ventilarmatur verfügt, die durch den Stellantrieb betätigbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 in einer Seitenansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prozesssteuervorrichtung, in der ein vorteilhaft ausgebildetes erfindungsgemäßes Steuergerät enthalten ist,

Figur 2 die Anordnung aus Figur 1 in einer perspektivischen

Explosionsdarstellung,

Figur 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Prozesssteuervorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät, wobei im Unterschied zur Ausführungsform der Figuren 1 und 2 die Steuereinheit kein gesondertes Kanalsplittermodul aufweist,

Figur 4 die Anordnung aus Figuren 1 und 2 in einer schematischen Darstellung, wobei abweichend von dem in Figuren 1 und 2 gezeigten, als Drehantrieb ausge- bildeten Stellantrieb ein Linearantrieb als Stellantrieb gezeigt ist, und

Figur 5 in einer mit Figur 4 vergleichbaren schematischen

Darstellung eine Prozesssteuervorrichtung mit zugeordnetem Steuergerät, wobei eine im Vergleich zur Figur 4 abgewandelte Ausführungsform der Erweiterungsmodulanordnung gezeigt ist.

In den Figuren der Zeichnung ist jeweils in ihrer Gesamtheit eine Prozesssteuervorrichtung 6 illustriert, die als einen Hauptbestandteil ein elektropneumatisches Steuergerät 7 aufweist .

Zu der Prozesssteuervorrichtung 6 gehört auch ein pneumatischer, das heißt pneumatisch betätigbarer Stellantrieb 8, bei dem es sich gemäß Figuren 1 bis 3 um einen Drehantrieb oder gemäß Figuren 4 und 5 um einen Linearantrieb handeln kann. Der Stellantrieb 8 hat eine zu einer Antriebsbewegung antreibbare Antriebseinheit 12, wobei die Antriebsbewegung bei einem Drehantrieb eine rotative Bewegung und bei einem Linearantrieb eine Linearbewegung ist. Die Antriebsbewegung ist für beliebige Zwecke abgreifbar, insbesondere um eine beliebige Komponente zu bewegen und zu positionieren.

Bevorzugt dient die bewegliche Antriebseinheit 12 zur Betätigung einer Ventilarmatur 13. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die bei allen illustrierten Ausführungsbeispielen vorliegt, sind der Stellantrieb 8 und die Ventilarmatur 13 baugruppenartig zusammengefasste Komponenten eines Prozessventils 14. Die Ventilarmatur 13 kann in den Verlauf einer Rohrleitung eingeschaltet werden und verfügt über ein mit der Antriebseinheit 12 bewegungsgekoppeltes Ventilglied, beispielsweise einen Drehschieber oder einen Flachschieber, das durch den Stellantrieb 8 bewegbar und in unterschiedlichen Arbeitsstellungen positionierbar ist.

Der Stellantrieb 8 hat ein Stellantriebsgehäuse 15, in dem die Antriebseinheit 12 mit einem Kolben 17 eine erste Antriebskammer 16a von einer zweiten Antriebskammer 16b abtrennt. Durch eine aufeinander abgestimmte gesteuerte Fluid- beaufschlagung der beiden Antriebskammern 16a, 16b kann die Antriebseinheit 12 bewegt und positioniert werden. Der Stellantrieb 8 hat in diesem Zusammenhang eine doppeltwirkende Funktionalität .

Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Stellantrieb 8 vom einfachwirkenden Typ, wobei er über lediglich eine einzige, gesteuert mit Druckluft beaufschlagbare Antriebskammer aufweist und eine Rückstellbewegung durch Federmittel verursacht wird.

An dem Stellantriebsgehäuse 15 ist außen eine Montageschnittstelle 18 ausgebildet. An ihr ist zur Bildung der Prozesssteuervorrichtung 6 das Steuergerät 7 mit einer zur besseren Unterscheidung als Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 bezeichneten Befestigungsschnittstelle in bevorzugt lösbarer Weise montiert. An der Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 befindet sich eine der Anzahl der anzusteuernden Antriebskammern 16a, 16b entsprechende Anzahl von Haupt -Arbeitsausgängen 23a, 23b für zur Betätigung des Stellantriebes 18 erforderliche Druckluft, sodass exemplarisch zwei solcher Haupt- Arbeitsausgänge vorhanden sind, die als erster Haupt- Arbeitsausgang 23a und als zweiter Haupt -Arbeitsausgang 23b bezeichnet seien.

Wenn das Steuergerät 7 mit seiner Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 an der Montageschnittstelle 18 befestigt ist, liegt unmittelbar eine direkte Fluidverbindung zwischen einerseits dem ersten Haupt -Arbeitsausgang 23a und der ersten Antriebskammer 16a und andererseits dem zweiten Haupt- Arbeitsausgang 23b und der zweiten Antriebskammer 16b vor. An der Montageschnittstelle 18 befinden sich zu diesem Zweck nicht weiter abgebildete Anschlussöffnungen von Fluidkanalen, die im Gehäuse des Stellantriebes 8 mit den Antriebskammern 16a, 16b verbunden sind.

Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel befinden sich die Haupt -Arbeitsausgänge 23a, 23b abseits der Antriebs- Befestigungsschnittstelle 22, sodass sie mit einer gesonderten Verbindungsmaßnahme, insbesondere mittels starrer oder flexibler Fluidleitungen, an den Stellantrieb 8 angeschlossen sind .

Das elektropneumatische Steuergerät 7 hat eine elektropneumatische Steuereinheit 24 und eine in bevorzugt lösbarer Weise an diese Steuereinheit 24 angebaute Erweiterungsmodulanordnung 25. Die Antriebs-Befestigungsschnittstelle 22 ist zweckmäßigerweise an der Steuereinheit 24 ausgebildet und ist zusätzlich zu einer ebenfalls an der Steuereinheit 24 ausgebildeten Erweiterungsschnittstelle 26 vorhanden, an die die Erweiterungsmodulanordnung 25 angebaut ist.

Im Innern des Steuergerätes 7 verlaufen zwei gesondert voneinander ausgebildete erste und zweite Arbeitskanäle 27a, 27b, die zur Druckluftführung ausgebildet sind und die zur besseren Unterscheidung im einen Fall strichpunktiert und im anderen Fall gestrichelt dargestellt sind. Jeder dieser beiden Arbeitskanäle 27a, 27b geht von einem der beiden Haupt - Arbeitsausgänge 23a, 23b aus und führt zu elektrisch an- steuerbaren Steuerventilmitteln 28, die zu der Steuereinheit 24 gehören.

Die Steuerventilmittel 28 können sich aus nur einem einzigen Steuerventil oder aus einer Gruppe von Steuerventilen zusammensetzen und haben exemplarisch eine 5/3-

Ventilfunktionalität . Beispielsweise handelt es sich um Stetigventile beziehungsweise Proportionalventile oder um puls- weitenmoduliert absteuerbare Schaltventile. Die Steuerventilmittel 28 können von direkt elektrisch betätigbarer Bauart oder von elektropneumatisch vorgesteuerter Bauart sein. Sie sind bevorzugt im Innern der Steuereinheit 24 in zur Umgebung hin abgeschirmter Weise untergebracht.

Jeder Arbeitskanal 27a, 27b durchsetzt die Erweiterungsmodul - anordnung 25. Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Längenabschnitt des ersten Arbeitskanals 27a sei als erster Erweiterungs-Arbeitskanal 32a bezeichnet, der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Längenabschnitt des zweiten Arbeitskanals 27b sei als zweiter Erweiterungs- Arbeitskanal 32b bezeichnet.

Ein von den Steuerventilmitteln 28 ausgehender Längenabschnitt des ersten Arbeitskanals 27a, der als erster Steuereinheit-Arbeitskanal 33a bezeichnet sei, mündet an der Erweiterungsschnittstelle 26 mit einem pneumatischen ersten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34a aus. In vergleichbarer Weise verläuft ein von der im Steuerventilmitteln 28 ausgehender, als zweiter Steuereinheit-Arbeitskanal 33b bezeichneter Längenabschnitt des zweiten Arbeitskanals 27b zu einem ebenfalls an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten zweiten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34b. Jeweils ein weiterer Längenabschnitt jedes Arbeitskanals 27a, 27b, der als erster beziehungsweise zweiter weiterer Steuereinheit-Arbeitskanal 35a, 35b bezeichnet sei, führt ausgehend von einem der Haupt -Arbeitsausgänge 23a, 23b zu einem ebenfalls an der Erweiterungsschnittstelle 26 befindlichen An- schluss, der im Falle des ersten weiteren Steuereinheit- Arbeitskanals 35a als erster Erweiterungs-Arbeitseingang 36a und im Falle des zweiten weiteren Steuereinheit-Arbeitskanals 35b als zweiter Erweiterungs-Arbeitseingang 36b bezeichnet sei .

Die Erweiterungsmodulanordnung 25 hat eine Modul - befestigungsschnittstelle 37, mit der sie an die Erweiterungs-Schnittstelle 26 der Steuereinheit 24 lösbar angebaut ist. jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b hat zwei einander entgegengesetzte Kanalenden, die beide an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 ausmünden. Jeder Erweiterungs- Arbeitskanal 32a, 32b hat somit einen an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 befindlichen Eingangsanschluss 38 und einen ebenfalls an der Modul-Befestigungsschnittstelle 37 befindlichen Ausgangsanschluss 39. Die Eingangsanschlüsse 38 und Ausgangsanschlüsse 39 sind so an der Modul- Befestigungsschnittstelle 37 platziert, dass im an der Steuereinheit 24 montierten Zustand der Erweiterungsmodulanordnung 25 der Eingangsanschluss 38 des ersten Erweiterungs- Arbeitskanal 32a mit dem ersten Erweiterungs-Arbeitsausgang 34a verbunden ist, der Eingangsanschluss 38 des zweiten Er- weiterungs-Arbeitskanals 32b mit dem zweiten Erweiterungs- Arbeitsausgang 34b verbunden ist, der Ausgangsanschluss 39 des ersten Erweiterungs-Arbeitskanals 32a mit dem ersten Erweiterungs-Arbeitseingang 36a verbunden ist und schließlich der Ausgangsanschluss 39 des zweiten Erweiterungs- Arbeitskanals 32b mit dem zweiten Erweiterungs-Arbeitseingang 36b verbunden ist.

Die Erweiterungsmodulanordnung 25 hat bevorzugt eine Mehrzahl von Modulen, die zur besseren Unterscheidung auch als Erweiterungsmodule 42 bezeichnet seien und die in einer durch eine strichpunktierte Linie identifizierten Aneinanderreihungs- richtung 43 aneinander angesetzt und in bevorzugt lösbarer Weise fest miteinander verbunden sind. Die Aneinanderreihungsrichtung 43 verläuft bevorzugt rechtwinkelig zur Ausdehnungsebene der Oberfläche der Erweiterungsschnittstelle 26.

Zu den Erweiterungsmodulen 24 gehören mehrere Funktionsmodule 44 und ein die Erweiterungsmodulanordnung 25 an der der Steuereinheit 24 entgegengesetzten Seite als Abschlussmodul 49 abschließendes Umlenkmodul 45. Die mehreren Funktionsmodule 44 sind aneinandergereiht zwischen die Steuereinheit 24 und das Umlenkmodul 45 eingegliedert.

Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b durchsetzt sämtliche Funktionsmodule 44 und ist in dem Umlenkmodul 45 mittels eines Umlenk-Kanalabschnittes 48 vom Erweiterungs- Arbeitsausgang 34a, 34b zum Erweiterungs-Arbeitseingang 36a, 36b umgelenkt. Abgesehen von dem Umlenkmodul 45 wird jedes Funktionsmodul 44 von jedem Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b zweimal durchsetzt. Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b hat einen sich ausgehend vom zugeordneten Eingangsan- schluss 38 bis hin zu dem Umlenkmodul 45 erstreckenden Eingang-Kanalast 46 und einen sich ausgehend vom Umlenkmodul 45 zu einem der Ausgangsanschlüsse 39 erstreckenden Ausgangs- Kanalast 47. In dem Umlenkmodul 45 verläuft pro Erweiterungs- Arbeitskanal 32a, 32b ein Umlenk-Kanalabschnitt 48, der insbesondere einen U- förmigen Längsverlauf hat und der jeweils einen der Eingang-Kanaläste 46 mit einem der Ausgangs- Kanaläste 47 verbindet.

Jeder Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b durchsetzt somit die Erweiterungsmodulanordnung 25 mit einem im Wesentlichen U- förmigen Kanalverlauf, wobei die Enden der U- Schenkel an der Modul-Befestigungsschnittstelle 37 liegen.

Es versteht sich, dass bei einem zur Ansteuerung eines nur einfachwirkenden pneumatischen Stellantriebes 8 ausgebildeten Steuergerät 7 einer der beiden Arbeitskanäle 27a, 27b einschließlich den zugehörigen Anschlüssen entfallen kann.

Die Erweiterungsmodule 42 sind bevorzugt plattenförmig oder blockförmig ausgebildet. Sie haben zweckmäßigerweise einen mehreckigen und insbesondere rechteckigen Umriss, können aber durchaus auch einen zumindest partiell runden Umriss haben. Der Umriss bezeichnet die rechtwinkelig zu der Aneinanderreihungsrichtung 43 orientierte Außenkontur der Erweiterungsmodule 42.

Das Steuergerät 7 ist auch von einem Luftversorgungskanal 52 durchsetzt, durch den die Steuerventilmittel 28 mit Druckluft versorgt werden, die in gesteuerter Weise durch die Arbeitskanäle 27a, 27b hindurch in die Antriebskammern 16a, 16b des Stellantriebes 8 eingespeist oder aus diesen Antriebskammern 16a, 16b abgeführt wird, um die Antriebseinheit 12 zu bewegen und nach Bedarf zu positionieren. Der Luftversorgungskanal 52 stellt zweckmäßigerweise auch eine gegebenenfalls erforderliche Steuerhilfsluft zur Verfügung, die zur Ventilbetätigung benötigt wird, wenn es sich bei den Steuerventilmitteln 28 um vorgesteuerte Steuerventilmittel handelt. Der Luf versorgungskanal 52 ist mit mindestens einem Luft- einspeiseanschluss 53 verbunden, der an einer Außenfläche des Steuergerätes 7 angeordnet ist und zur Verbindung mit einer nicht weiter abgebildeten externen Druckluftquelle dient. Der Anschluss der Druckluftquelle wird bevorzugt mittels separater Rohrleitungen oder Schlauchleitungen realisiert.

Gemäß dem aus Figur 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel kann der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 angeordnet sein. Es besteht dann die nicht illustrierte Möglichkeit, den von dem Lufteinspeiseanschluss 53 ausgehenden Luftversorgungskanal 52 ausschließlich im Innern der Steuereinheit 24 zu verlegen, um eine direkte Fluidverbindung zu den Steuerventilmitteln 28 herzustellen.

Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn der Luftversorgungskanal 52 durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch verläuft. Dies ist bei allen illustrierten Ausführungsbeispielen der Fall, wobei gemäß der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltung der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 entfallen kann und stattdessen an einem der Erweiterungsmodule 42 angeordnet ist. Bei dem in Figur 5 illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Lufteinspeiseanschluss 53 an dem Umlenkmodul 45 ausgebildet, das hier abweichend von dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 nicht nur als reines Umlenkmodul 45 fungiert, sondern gleichzeitig ein Funktionsmodul 44 bildet, nämlich ein Lufteinspeisemodul 44a.

Es besteht ohne weiteres die Möglichkeit, ein bezüglich des Umlenkmoduls 45 separates Funktionsmodul 44 als Lufteinspeisemodul 44a auszubilden.

Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Kanalabschnitt des Luftversorgungskanals 52 sei zur besseren Unter- Scheidung als Erweiterungs-Luftversorgungskanal 45 bezeichnet. Er verbindet den mindestens einen Lufteinspeiseanschluss 53 mit einem an der Modulschnittstelle 37 ausgebildeten Aus- gangsanschluss 55, der im an der Erweiterungsschnittstelle 26 montierten Zustand der Erweiterungsmodulanordnung 25 mit einem gegenüberliegenden, an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs -Versorgungseingang 57 verbunden ist, der über einen in der Steuereinheit 24 verlaufenden Längenabschnitt des Luftversorgungskanals 52, der als Steuerein- heit-Luftversorgungskanal 58 bezeichnet sei, an die Steuerventilmittel 28 zu deren Druckluftversorgung angeschlossen ist .

Vorzugsweise ist der Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 so ausgebildet, dass er alle vorhandenen Funktionsmodule 44 und bevorzugt alle vorhandenen Erweiterungsmodule 42 wenigstens einmal durchsetzt. Befindet sich der Lufteinspeiseanschluss 53 gemäß Figur 5 an dem Umlenkmodul 45, durchsetzt er zweckmäßigerweise die vorhandenen Funktionsmodule 44 jeweils nur einmal auf seinem Weg zu dem Erweiterungs -Versorgungseingang 57.

Gemäß beiden Ausführungsbeispielen ist der Erweiterungs- Luftversorgungskanal 54 bevorzugt so ausgebildet, dass er auch das Umlenkmodul 45 durchsetzt und über einen in dem Umlenkmodul 45 verlaufenden Umlenk-Kanalabschnitt 48 verfügt.

Befindet sich ein Lufteinspeiseanschluss 53 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 an der Steuereinheit 24, besitzt der Luftversorgungskanal 52 zweckmäßigerweise einen von dem Lufteinspeiseanschluss 53 ausgehenden, in der Steuereinheit 24 verlaufenden Längenabschnitt, der als eingangsseitiger Steuereinheit-Luftversorgungskanal 63 bezeichnet sei und der mit einem Erweiterungs -Versorgungsausgang 56 an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausmündet. Dieser Erweiterungs- Versorgungsausgang 56 kommuniziert mit einem gegenüberliegenden Eingangsanschluss 59 an der Modulschnittstelle 37, der den dem Ausgangsanschluss 55 entgegengesetzten Endbereich des Erweiterungs-Luftversorgungskanals 54 definiert. Ein von dem Eingangsanschluss 59 ausgehender Eingangs-Kanalast 65 des Erweiterungs -Versorgungskanals 54 verläuft in der Aneinanderreihungsrichtung 43 bis zum Umlenkmodul 45, wo er in den zugeordneten Umlenk-Kanalabschnitt 48 übergeht, der sich in einem Ausgangs-Kanalast 66 des Erweiterungs -Versorgungskanals 54 fortsetzt, der wiederum in der Aneinanderreihungsrichtung 43 bis zu dem Ausgangsanschluss 55 verläuft.

Somit hat auch der Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 bevorzugt einen U- förmigen Kanalverlauf mit an der Modul - Befestigungsschnittstelle 37 liegenden Kanalenden.

Wenn der Lufteinspeiseanschluss 53 an der Steuereinheit 24 nicht vorhanden ist, kann er an einem der Funktionsmodule 44 so angeordnet sein, dass er mit dem Eingangs-Kanalast 65 verbunden ist. Derjenige Längenabschnitt des Eingangs-Kanalastes 65, der sich dann ausgehend von dem Lufteinspeiseanschluss 53 zu dem Eingangsanschluss 59 erstreckt, ist in diesem Fall funktionslos. Beispielsweise kann vorgesehen sein, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 das unmittelbar im Anschluss an das Umlenkmodul 45 vorhandene Funktionsmodul 44 als ein Lufteinspeisemodul 44a auszubilden.

Von Vorteil ist es, wenn das Lufteinspeisemodul 44a gleichzeitig als ein Luftaufbereitungsmodul 44b ausgebildet ist, was auf das Ausführungsbeispiel der Figur 5 zutrifft und was beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 der Fall wäre, wenn das dort unmittelbar im Anschluss an das Umlenkmodul 45 vorhandene Luftaufbereitungsmodul 44b in der schon erwähnten Weise mit einem Lufteinspeiseanschluss ausgestattet wäre.

Das Luftaufbereitungsmodul 44b ist bevorzugt mit einem Filter 67 und/oder einem Druckregler 68 ausgestattet, um die von der externen Druckluftquelle eingespeiste Druckluft von Verunreinigungen zu befreien und auf einen gewünschten Betriebsdruck zu regeln.

Die Erweiterungsmodulanordnung 25 enthält zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von Funktionsmodulen 44, die sich in ihrer Funktionalität voneinander unterscheiden, so dass man auch von unterschiedlichen Typen von Funktionsmodulen sprechen kann. Jedes Funktionsmodul 44 enthält geeignete Funktionsmittel, durch die die beim Betrieb des Steuergerätes 7 in der Erweiterungsmodulanordnung 25 strömende Druckluft beeinfluss- bar ist und/oder die ihrerseits von dieser im Steuergerät 7 strömenden Druckluft beeinflussbar ist.

Jedes zwischen dem Umlenkmodul 45 und der Steuereinheit 24 eingliederbare Funktionsmodul 44 hat zwei einander entgegengesetzte Kopplungsschnittstellen 72. Exemplarisch finden sich diese Kopplungsschnittstellen 72 an bezüglich der Aneinanderreihungsrichtung 43 einander entgegengesetzten Stirnflächen eines jeweiligen Funktionsmoduls 44. Das Umlenkmodul 45 hat seinerseits an der der Steuereinheit 24 zugewandten Seite eine entsprechende Kopplungsschnittstelle 72.

Die Kopplungsschnittstellen 72 sind so ausgebildet, dass Funktionsmodule 44 unterschiedlicher Funktionalität in beliebiger Reihenfolge zwischen die Steuereinheit 24 und das Umlenkmodul 45 einsetzbar sind. Dabei werden die betreffenden Erweiterungsmodule 42 mit ihren einander zugewandten Kopp- lungsschnittstellen 72 aneinander angesetzt und durch geeignete, nicht weiter abgebildete Befestigungsmittel in bevorzugt lösbarer Weise aneinander befestigt.

Vorzugsweise sind Befestigungsmittel vorhanden, um benachbarte Erweiterungsmodule 42 jeweils ausschließlich untereinander zu befestigen, wobei das an die Steuereinheit 24 angesetzte Erweiterungsmodul 42 unabhängig von den anderen Erweiterungs- modulen 42 an der Steuereinheit 24 befestigbar oder befestigt ist. Alternativ können auch Befestigungsmaßnahmen vorgesehen sein, durch die alle Erweiterungsmodule 42 gemeinsam an der Steuereinheit 24 fixierbar sind, wobei beispielsweise an Zuganker-Befestigungsmittel gedacht ist.

Die der Erweiterungsschnittstelle 26 zugewandte Kopplungsfläche 72 des der Steuereinheit 24 unmittelbar benachbarten Erweiterungsmoduls 42 bildet jeweils die weiter oben erwähnte Modulschnittstelle 37. Bei einer Minimalausstattung der Erweiterungsmodulanordnung 25 verfügt die an die Steuereinheit 24 angebaute Erweiterungsmodulanordnung 25 über das Umlenkmodul 45 als einziges Erweiterungsmodul 42, so dass dessen Kopplungsschnittstelle 72 die Modulschnittstelle 37 bildet.

Bei entsprechender Schaltstellung der Steuerventilmittel 28 wird am Lufteinspeiseanschluss 53 eingespeiste Druckluft, die den Steuerventilmitteln 28 über den Steuereinheit- Luftversorgungskanal 58 zugeführt wird, über mindestens einen der beiden Arbeitskanäle 27a, 27b in mindestens eine der beiden Antriebskammern 16a, 16b des Stellantriebes 8 eingespeist. Die Steuerventilmittel 28 sind darüber hinaus in der Lage, durch die Arbeitskanäle 27a, 27b hindurch Druckluft aus den Antriebskammern 16a, 16b abzuführen, um die betreffende Antriebskammer 16a, 16b druckmäßig zu entlasten. Die auf die- se Weise abgeführte Druckluft ist durch eine an der Außenfläche des Steuergerätes 7 angeordnete Luftablassöffnung 73 zur Atmosphäre abführbar. Dies geschieht durch einen das Steuergerät 7 durchsetzenden, in Figuren 4 und 5 gepunktet abgebildeten Luftablasskanal 74 hindurch.

Der Luftablasskanal 74 ist einenends in der Steuereinheit 24 an die Steuerventilmittel 28 angeschlossen und führt andern- ends zu der Luftablassöffnung 73. Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann er sich ausschließlich in der Steuereinheit 24 erstrecken und verläuft nicht durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch.

Bei den illustrierten Ausführungsbeispielen durchsetzt der Luftablasskanal 74 auch die Erweiterungsmodulanordnung 25. Er hat einen als Erweiterungs-Luftablasskanal 75 bezeichneten Längenabschnitt, der vergleichbar den Erweiterungs- Arbeitskanälen 32a, 32b mit vorzugsweise U-förmigem Verlauf durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch verläuft, wobei er einenends mit einem Eingangsanschluss 76 und ander- nends mit einem Ausgangsanschluss 77 an der Montageschnittstelle 37 ausmündet. Der Eingangsanschluss 76 kommuniziert mit einem gegenüberliegend an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs-Ablassausgang 78, der zu einem in der Steuereinheit 24 angeordneten und darin zu den Steuerventilmitteln 28 verlaufenden Längenabschnitt des Luftablasskanals 74 gehört, der als Steuereinheit-Luftablasskanal 79 bezeichnet sei.

Der Ausgangsanschluss 77 des Erweiterungs-Luftablasskanals 75 kommuniziert mit einem gegenüberliegend an der Erweiterungsschnittstelle 26 ausgebildeten Erweiterungs-Ablasseingang 83, der zu einem weiteren Steuereinheit-Luftablasskanal 84 ge- hört, der ebenfalls in der Steuereinheit 24 verläuft und ein Längenabschnitt des Luftablasskanals 74 ist. Dieser weitere Steuereinheit-Luftablasskanal 84 endet an der Luftablassöffnung 73. Zweckmäßigerweise sind der Steuereinheit - Luftablasskanal 79 und der weitere Steuereinheit- Luftablasskanal 84 an einer Kanalverbindungsstelle 85 innerhalb der Steuereinheit 24 fluidisch miteinander verbunden, so dass sich für die Steuerventilmittel 28 ein kurzer Entlüftungsweg einstellt. Der in der Erweiterungsmodulanordnung 25 verlaufende Erweiterungsmodul-Luftablasskanal 75 wird zweckmäßigerweise genutzt, um in den Funktionsmodulen 44 befindliche Funktionskomponenten zu entlüften, was der Übersichtlichkeit wegen in der Zeichnung allerdings nicht weiter abgebildet ist.

Die sich in der Aneinanderreihungsrichtung 43 durch die Erweiterungsmodulanordnung 25 hindurch erstreckenden Fluidkanä- le - beim Ausführungsbeispiel sind dies die beiden Erweite- rungs -Arbeitskanäle 32a, 32b, der Erweiterungs- Luftversorgungskanal 54 und der Erweiterungs-Luftablasskanal 75 - setzen sich jeweils aus Kanal-Längenabschnitten 86 zusammen, die die einzelnen Erweiterungsmodule 42 in der

Aneinanderreihungsrichtung 43 durchsetzen und an den aneinander anliegenden Kopplungsschnittstellen 72 mit dort vorhandenen Kanalausmündungen miteinander verbunden sind. Dies gilt für alle Erweiterungsmodule 42 mit Ausnahme des Umlenkmoduls 45, in dem die weiter oben angesprochenen Umlenk- Kanalabschnitte 48 verlaufen, die jeweils nur an der einzigen Kopplungsschnittstelle 72 ausmünden. Der Übersichtlichkeit wegen sind die die Erweiterungsmodule 42 durchsetzenden Kanal-Längenabschnitte 86 in der Zeichnung nur zum Teil mit Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass in dem Fügebereich zwischen jeweils zwei aneinander angesetzten Erweiterungsmodulen 42 nicht weiter abgebildete Dichtungsmittel vorhanden sind, die den

Fluidübertritt zwischen den benachbarten Erweiterungsmodulen 42 zur Umgebung hin abdichten.

Die Steuereinheit 24 ist mit einer Steuerelektronik 87 ausgestattet, die ansteuerungstechnisch mit den Steuerventilmitteln 28 verbunden ist und elektrische Steuersignale an die Steuerventilmittel 28 übermitteln kann, die den Betriebszustand bzw. die Schaltstellung der Steuerventilmittel 28 vorgeben. Die Generierung der elektrischen Steuersignale erfolgt in der Steuerelektronik 87 unter Berücksichtigung von Rückmeldesignalen, die an mindestens einem Rückmeldesignaleingang 88 in die Steuereinheit 24 bzw. in die Steuerelektronik 87 eingespeist werden. Die Rückmeldesignale stammen vom Stellantrieb 8 und werden im Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 abhängig von der Position der Antriebseinheit 12 erzeugt.

Bevorzugt stammen die Rückmeldesignale von einer zu dem

Stellantrieb 8 gehörenden Detektionseinrichtung 89, die auf die Bewegung und/oder Position der Antriebseinheit 12 anspricht und abhängig davon die Rückmeldesignale ausgibt.

Exemplarisch ist die Detektionseinrichtung 89 ein Wegmesssystem, das eine kontinuierliche Positionsmessung der Antriebseinheit 12 vornehmen kann. Die Detektionseinrichtung 89 kann aber in einem einfachen Fall auch nur von einem oder mehreren Positionssensoren gebildet sein.

Bevorzugt ist die Steuereinheit 24 als eine Stellungsreglereinheit 24a ausgebildet, was auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft. Hier verfügt die Steuerelektronik 87 über eine Regelungsfunktionalität und ist in der Lage, die Steuerventilmittel 28 abhängig von den als Istwerte empfange nen Rückmeldesignalen so anzusteuern, dass die Antriebseinheit 2 hinsichtlich einer gewünschten Sollposition geregelt wird, die durch eine an die Steuerelektronik 87 angeschlosse ne externe Steuereinrichtung als Sollwert vorgebbar ist. Bei der Steuereinheit 24 handelt es sich somit insbesondere um einen sogenannten Positioner.

Die Steuereinheit 24 kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 von einem einzigen Modul gebildet sein, das als Steuereinheitmodul 24b bezeichnet werden kann. Dieses Steuereinheitmodul 24b weist zweckmäßigerweise sowohl die An- triebs-Befestigungsschnittstelle 22 als auch die Erweiterungsschnittstelle 26 auf. Das Steuergerät 7 ist in diesem Fall modular aus dem Steuereinheitmodul 24b und den Erweiterungsmodulen 42 der Erweiterungsmodulanordnung 25 zusammenge setzt .

Variablere Einsatzmöglichkeiten bietet die in den Figuren 1, 2, 4 und 5 illustrierte Ausführungsform eines Steuergerätes 7, bei der die Steuereinheit 24 ihrerseits modular aufgebaut ist und sich insbesondere zwei Modulen zusammensetzt, zum ei nen einem für den eigentlichen Steuerungs- bzw. Regelungspro zess zuständigen Steuermodul 92 und zum anderen einem für ei ne vorteilhafte Kanalaufteilung verantwortlichen Kanalsplittermodul 93. Das Kanalsplittermodul 93 ist in Figuren 4 und der besseren Erkennbarkeit wegen doppelstrichpunktiert darge stellt .

Die Steuereinheit 24 hat eine an dem Steuermodul 92 angeordnete erste interne Schnittstelle 94 und eine daran angepass- te, am Kanalsplittermodul 93 angeordnete zweite interne Schnittstelle 95. Das Steuermodul 92 und das Kanalsplittermo dul 93 sind mit diesen beiden internen Schnittstellen 94, 95 in bevorzugt lösbarer Weise aneinander angebaut. Die Erweiterungsschnittstelle 26 und bevorzugt auch die Antriebs- Befestigungsschnittstelle 22 befinden sich einschließlich der an diesen Schnittstellen 26, 22 vorhandenen Fluidanschlüssen an dem Kanalsplittermodul 93. Somit kann bei Bedarf das Steuermodul 92 demontiert werden ohne die Erweiterungsmodulanordnung 25 oder den Stellantrieb 8 abbauen zu müssen. Dies ermöglicht beispielsweise einen leichten Austausch des Steuermoduls 92, wenn eine andere Steuerungs- oder Regelungsfunktionalität gewünscht ist.

Der an der Steuereinheit 24 vorhandene Luftspeiseanschluss 53 und die an der Steuereinheit 24 vorhandene Luftablassöffnung 73 sind zweckmäßigerweise auch an dem Kanalsplittermodul 93 angeordnet .

Die beiden Steuereinheit-Arbeitskanäle 33a, 33b, der Steuer- einheit-Luftversorgungskanal 58 und der Steuereinheit- Luftablasskanal 79 sind in dem durch die beiden internen Schnittstellen 94, 95 definierten Modul -Fügebereich unterteilt und haben an den beiden internen Schnittstellen 94 , 95 ausgebildete Kanalöffnungen, die im aneinander angebauten Zustand des Steuermoduls 92 und des Kanalsplittermoduls 93 zuordnungsrichtig miteinander kommunizieren.

Das Kanalsplittermodul 93 dient zur Kanalaufteilung zwischen dem Steuermodul 92 und der Erweiterungsmodulanordnung 25.

Nicht weiter illustrierte Befestigungsmittel ermöglichen eine lösbare Fixierung des Steuermoduls 92 an dem Kanalsplittermodul 93. Das Kanalsplittermodul 93 kann im Prinzip beliebig gestaltet sein. Als besonders vorteilhaft wird eine L-förmige Gestalt gemäß Figuren 1 und 2 und eine T- förmige Gestalt gemäß Figuren 4 und 5 angesehen.

Die Funktionsmodule 44 können jede beliebige, dem Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 dienlichen Funktionalität aufweisen. Besonders bevorzugte Funktionsmodule 44 sind bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 in die Erweiterungsmodulanordnung 25 integriert und werden nachstehend erläutert .

Das Lufteinspeisemodul 44a und das Luftaufbereitungsmodul 44b wurden weiter oben schon erläutert .

Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als Anzeigemodul 44c ausgebildet. Es verfügt bevorzugt über Anzeigemittel 96, die in der Lage sind, den in mindestens einem der Erweiterungs-Arbeitskanäle 32a, 32b und/oder in dem Er- weiterungs-Luftversorgungskanal 54 herrschenden Druck anzuzeigen .

Das Anzeigemodul kann ohne weiteres zur alternativen oder zusätzlichen Anzeige weiterer relevanter Kennwerte ausgebildet sein, beispielsweise Durchfluss oder Temperatur. Die Anzeigemittel 96 sind insbesondere für eine optische Darstellung ausgebildet .

Mindestens ein Funktionsmodul 44 kann als ein Drosselmodul 44d ausgebildet sein, mit dem der Durchfluss in dem mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b gedrosselt werden kann. Es verfügt über entsprechende Drosselmittel 97, die als Fixdrosseln oder als einstellbare Drosseln ausgeführt sein können. Mindestens ein Funktionsmodul 44 kann als ein Unterbrechungs - modul 44e ausgebildet sein, mit dem sich die durch es hindurchgehenden Kanäle unterbrechen lassen, das heißt absperren lassen, so dass die Steuereinheit 24 fluidisch abgekoppelt ist und leicht ausgetauscht werden kann. Das Unterbrechungs - modul 44e ist mit internen Ventilmitteln 98 ausgestattet, die in die Kanalverbindungen eingeschaltet sind und die bevorzugt manuell betätigbar sind.

Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als ein Handbetätigungsmodul 44f ausgebildet, in das eine zwischen den Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 und den mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanal 32a, 32b eingegliederte Ventileinrichtung 99 integriert ist, durch dessen Betätigung sich der Stellantrieb 8 unabhängig von der Steuereinheit 24 manuell betätigen lässt.

Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist vorzugsweise ein Notabschaltmodul 44g mit dem sicherheitstechnisch relevante Teile der mit der Prozesssteuervorrichtung ausgestatteten Anlage gesichert sind. Es hat einen elektrischen Anschluss 100 zur Einspeisung elektrischer Notabschaltsignale und verfügt über ein dadurch betätigbares integriertes Notabschaltventil 101.

Mindestens ein Funktionsmodul 44 ist zweckmäßigerweise als ein Verstärkermodul 44h ausgebildet, das mindestens eine in den Verlauf des mindestens einen Erweiterungs-Arbeitskanals 32a, 32b eingeschaltete und darüber hinaus an den Erweiterungs-Luftversorgungskanal 54 angeschlossene Verstärkerstufe 102 aufweist, die dazu dient, den von den Steuerventilmitteln 28 ausgegebenen Fluiddruck zu verstärken, um auch große

Stellantriebe 8 hinreichend schnell betätigen zu können. Mindestens eine Komponente des Steuergerätes 7 hat zweckmäßigerweise einen ungeregelten Druckluftausgang 103, der beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 an der Steuereinheit 24 und dort insbesondere an dem Kanalsplittermodul 93 angeordnet ist und der beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 ein Bestandteil des Lufteinspeisemoduls 44b ist. Hier lässt sich Druckluft für nicht mit dem Betrieb der Prozesssteuervorrichtung 6 zusammenhängende Zwecke abgreifen.