Die folgenden Antworten fassen zusammen, was in Anfragen und im Support immer wieder gefragt wird: wie sich gesteuerter und geregelter Betrieb unterscheiden, welcher Betriebsmodus zu welcher Aufgabe gehört, welche Schnittstellen und Sensoren unterstützt werden und welche HCS-Elektronik eine abgekündigte Analogkarte ersetzt. Sie ersetzen nicht die Gerätehandbücher, sollen aber die Auswahl und die ersten Schritte deutlich abkürzen.
Auswahl und Betriebsarten
Was ist der Unterschied zwischen gesteuertem und geregeltem Betrieb bei einem Ventilverstärker?
Im gesteuerten Betrieb – dem offenen Regelkreis – gibt die Elektronik einen Sollwert als Magnetstrom an das Ventil aus, ohne zu messen, was am Ende tatsächlich herauskommt. Das genügt überall dort, wo eine Bedienperson oder die übergeordnete Maschinensteuerung die Rückführung übernimmt, etwa bei einer joystickgeführten Kranbewegung.
Im geregelten Betrieb – dem geschlossenen Regelkreis – misst die Elektronik einen Istwert zurück und gleicht ihn laufend mit dem Sollwert ab. Zurückgeführt wird entweder die Schieberposition des Ventils oder eine Prozessgröße wie Position, Geschwindigkeit, Druck, Kraft oder Drehmoment. Welche Variante aktiv ist, legt bei HCS-Geräten der Betriebsmodus fest: Die Modi 1 und 2 beschreiben gesteuerten Betrieb, die Modi ab 3 geregelten.
Welche Verstärkerkarte passt zu einem Proportionalventil ohne Lagerückführung?
Ein Proportionalventil ohne Lagerückführung wird im offenen Regelkreis betrieben, dafür genügt Betriebsmodus 1. Abgedeckt wird das von der Karte DAC-4x(A), vom Modul DMA-22(A)-01-x und – für ein einzelnes Ventil mit einem Magneten direkt am Ventil – vom On-Board-Verstärker DAP.
Sollen zwei voneinander unabhängige Ventile aus einem Gerät angesteuert werden, ist Modus 2 die passende Wahl, also die DAC-4x(A) oder die DMA-22(A)-02-x. Die Entscheidung zwischen Karte, Modul und On-Board-Verstärker richtet sich dabei nach der Einbausituation, nicht nach der Regelungsaufgabe.
Wann nehme ich eine Karte (DAC), ein Modul (DMA) oder einen On-Board-Verstärker (DAP)?
Die DAC-4x(A) ist eine Steckkarte für den Einbau in Universalrack, Backplane oder Steckkartenträger im Schaltschrank. Die DMA-22(A) ist ein Modul, wahlweise als Einfach- oder Multimodul-Ausführung und mit Erweiterungsmodul für zusätzliche analoge und digitale Ein- und Ausgänge; sie ist die erste Wahl, wenn eine Busanbindung an die Anlagensteuerung gefordert ist.
Der DAP ist ein einkanaliger digitaler Steckverstärker in Schutzart IPX5, der direkt auf den Ventilstecker der Form „A“ nach EN 175301-803-A / ISO 4400 aufgesteckt wird. Er ist für ein Ventil ohne Rückführung mit einem Magneten gedacht und benötigt keinen Platz im Schaltschrank.
Was bedeutet der Betriebsmodus, Parameter E 00, bei DAC und DMA?
Der Parameter E 00 legt den Betriebsmodus fest, also welche Regelungsaufgabe das Gerät übernimmt und wie viele Ventile und Rückführungen dabei im Spiel sind. Er wird mit dem HCSTool eingestellt und ist die wichtigste Weichenstellung bei der Inbetriebnahme: Von ihm hängt ab, welche Ein- und Ausgänge belegt sind und welche weiteren Parameter überhaupt wirksam werden.
Eine Besonderheit gilt für die Sonderkarten der PpQ-Reihe: Dort ist E 00 fest verdrahtet und bedeutet etwas anderes als bei der Standardkarte. Die Modusnummern 8 und 14 einer DAC-4x(A)-PpQ sind deshalb nicht mit den gleichlautenden Modi der Standard-DAC-4x(A) zu verwechseln.
Was ist eine Kaskadenregelung und wann brauche ich sie?
Bei einer Kaskadenregelung arbeiten zwei Regelkreise ineinander: Der innere Kreis regelt die Schieberposition des Ventils, der äußere eine Prozessgröße wie Position, Kraft oder Druck. Der innere Kreis sorgt dafür, dass das Ventil schnell und exakt die vorgegebene Stellung einnimmt; der äußere gibt diese Stellung so vor, dass die Prozessgröße stimmt.
Sinnvoll ist das überall dort, wo eine Bewegung erst geführt und dann kontrolliert zum Anliegen gebracht werden muss – etwa beim sanften Andocken eines Greif- oder Klemmvorgangs oder beim Übergang von der Geschwindigkeits- in die Druckregelung. Bei der DAC-4x(A) ist das Modus 6; bei der DMA-22(A) ebenfalls Modus 6, dort allerdings nur mit Busschnittstelle verfügbar.
Kann eine HCS-Elektronik auch ganz ohne eigenes Ventil regeln?
Ja. In den Modi 10 und 11 arbeitet das Gerät als reiner Regler: Es erfasst einen oder zwei Prozess-Istwerte, regelt darauf und gibt einen Sollwert an eine nachgeschaltete Elektronik aus – zum Beispiel an ein Ventil mit integrierter Elektronik oder an den Frequenzumrichter einer drehzahlgeregelten Pumpe.
Bei der DMA-22(A) ist dafür die Hardware-Option „-SANAout“ erforderlich, für Modus 11 zusätzlich eine Busschnittstelle. Typisch ist diese Betriebsart für energieeffiziente, ventillose Antriebskonzepte, bei denen Druck oder Durchfluss direkt über die Pumpendrehzahl gestellt werden.
Was ist die PpQ-Ausführung und worin unterscheiden sich die Modi 8 und 14?
Die PpQ-Ausführung ist eine eigene Kartenvariante für die Regelung von Verstellpumpen. Sie regelt Schwenkwinkel und Fördervolumen (Q) und begrenzt den Pumpendruck (p) sowie – in der größeren Ausbaustufe – zusätzlich die Antriebsleistung beziehungsweise das Drehmoment (P). Ein Master/Slave-Betrieb mehrerer Pumpen an einer gemeinsamen Welle ist möglich.
Auf der DAC-4x(A)-08-PpQ ist der Betrieb mit einem Drucksensor fest vorgegeben; die Druckbegrenzung läuft dabei zusätzlich über ein separates, dem Pumpenregler vorgelagertes Druckbegrenzungsventil. Die DAC-4x(A)-14-PpQ arbeitet mit zwei Drucksensoren und begrenzt den Druck rein elektronisch über den Schwenkwinkel der Pumpe – ein zusätzliches mechanisches Ventil ist dafür nicht erforderlich.
Was ist ein HPR-Ventil und welche Elektronik passt dazu?
HPR steht für „High Response“: ein stetig verstellbares Proportionalventil mit servoventilähnlicher Dynamik, also höherer Eigenfrequenz und exaktem Nullschnitt der Steuerkanten. Eingesetzt wird es, wenn ein normales Proportionalventil zu träge wäre, ein echtes Servoventil wegen Kosten und Verschmutzungsempfindlichkeit aber nicht in Frage kommt.
Für diesen Fall gibt es die DMA-22(A)-05-x. Sie regelt ein HPR-Ventil in Modus 5 über die Rückführung der Ventil- beziehungsweise Schieberposition.
Betriebsmodi im Überblick
Der Parameter E 00 bestimmt, welche Regelungsaufgabe das Gerät übernimmt. Diese Übersicht ordnet die Modi den typischen Anwendungen zu.
DAC-4x(A) – Digitale Verstärker- und Reglerkarten
| Betriebsmodus (E 00) | Betriebsart | Anwendung |
|---|---|---|
| 1 | Gesteuert | Ein Wegeventil mit einem oder zwei proportionalen Magneten, direkt- oder vorgesteuert; alternativ ein Druckbegrenzungs-, Druckminder- oder Durchflussventil – jeweils ohne Rückführung |
| 2 | Gesteuert | Zwei unabhängig angesteuerte Ventile ohne Rückführung, auch als gemischte Kombination aus Wege- und Druckventil |
| 3 | Geregelt | Ein Wegeventil, geregelt über die Rückführung der Schieberposition |
| 4 | Geregelt | Ein Wegeventil, geregelt über einen Prozess-Istwert wie Position, Geschwindigkeit, Druck, Kraft oder Drehmoment |
| 6 | Geregelt | Kaskadenregelung: Schieberposition als innerer, Prozess-Istwert als äußerer Regelkreis |
| 8 | Geregelt | Zwei unabhängige Wegeventile mit je eigenem Prozessregelkreis |
| 10 | Geregelt | Reglerfunktion ohne eigenes Ventil, ein Prozess-Istwert, Sollwertausgabe an eine nachgeschaltete Elektronik |
| 11 | Geregelt | Reglerfunktion ohne eigenes Ventil, Kaskadenregelung zweier Prozess-Istwerte |
Die Sonderkarten DAC-4x(A)-08-PpQ und DAC-4x(A)-14-PpQ sind hiervon ausgenommen: Dort ist E 00 fest auf die Pumpenregelfunktion verdrahtet.
DMA-22(A) – Digitale Verstärker- und Reglermodule
| Betriebsmodus (E 00) | Betriebsart | Anwendung |
|---|---|---|
| 0 | Gesteuert | Zwei Schaltventile im On/Off-Betrieb ohne Proportionalansteuerung – Version DMA-22(A)-02-x-SOnOff |
| 1 | Gesteuert | Ein Proportional-, Druck- oder Durchflussventil ohne Rückführung – Version DMA-22(A)-01-x |
| 2 | Gesteuert | Zwei unabhängig angesteuerte Ventile ohne Rückführung, auch gemischt – Version DMA-22(A)-02-x |
| 3 | Geregelt | Ein Proportionalventil, geregelt über die Rückführung der Ventil- beziehungsweise Schieberposition – Version DMA-22(A)-03-x |
| 4 | Geregelt | Ein Proportionalventil, geregelt über einen Prozess-Istwert – Version DMA-22(A)-04-x |
| 5 | Geregelt | Ein HPR-Ventil (High Response), geregelt über die Rückführung der Schieberposition – Version DMA-22(A)-05-x |
| 6 | Geregelt | Kaskadenregelung aus einem Ventil und einer Prozessgröße – nur mit Busschnittstelle |
| 8 | Geregelt | Zwei unabhängige Prozessregelkreise – nur mit Busschnittstelle |
| 10 | Geregelt | Reglerfunktion ohne eigenes Ventil, ein Prozess-Istwert – Hardware-Option „-SANAout“ erforderlich |
| 11 | Geregelt | Reglerfunktion ohne eigenes Ventil, Kaskadenregelung zweier Prozessgrößen – Hardware-Option „-SANAout“ und Busschnittstelle erforderlich |
Maßgeblich ist immer das Handbuch der jeweiligen Geräteversion. Welche Modi ein konkretes Gerät beherrscht, hängt von der bestellten Ausführung ab – gerne prüfen wir das anhand der Typenbezeichnung.
Schnittstellen und Sensorik
Welche Busschnittstellen unterstützt die DMA-22(A)?
Die DMA-22(A) ist mit PROFIBUS, PROFIDRIVE, PROFINET, EtherNet/IP und CANopen erhältlich, jeweils in Einfach- und Multimodul-Ausführung.
Die Busschnittstelle ist dabei mehr als eine Anschlussfrage: Die Betriebsmodi 6, 8 und 11 stehen ausschließlich mit Busmodul zur Verfügung. Wer eine Kaskadenregelung oder zwei unabhängige Prozessregelkreise mit einer DMA-22(A) umsetzen will, braucht deshalb zwingend eine Busvariante.
Welche Busschnittstellen gibt es bei DAC-4x(A) und DAP?
Die DAC-4x(A) ist in Versionen mit PROFIBUS-, PROFINET- und EtherNet/IP-Interface verfügbar. Der On-Board-Verstärker DAP ist optional mit CANopen-Interface erhältlich.
Unabhängig von der Busanbindung lassen sich alle Geräte über das HCSTool parametrieren, analysieren und sichern.
Wofür ist das LVDT-Interface gedacht?
Das LVDT-Interface wertet die Positionsrückführung von Ventilen, Pumpen oder Motoren aus, die mit einem induktiven Wegaufnehmer arbeiten – eine Bauform, die unter anderem bei Bosch Rexroth verbreitet ist. Verfügbar ist es für die DAC-4x(A) und die DMA-22(A).
Eine integrierte, halbautomatische Kalibrierung des LVDT-Signals vereinfacht die Inbetriebnahme spürbar. Das ist vor allem beim Ersatz vorhandener Elektronik in einer bestehenden Anlage hilfreich, wo das Ventil bleibt und nur die Ansteuerung getauscht wird.
Werden Wegmesssysteme mit SSI-Schnittstelle unterstützt?
Ja. Sowohl für die DAC-4x(A) als auch für die DMA-22(A) gibt es Versionen für Wegmesssysteme mit SSI-Interface. Sie kommen zum Einsatz, wenn ein digital übertragender Positionsgeber statt eines analogen Signals ausgewertet werden soll.
Typischer Fall ist der geregelte Betrieb mit Rückführung der Schieberposition (Betriebsmodus 3), bei dem die Position digital eingelesen wird statt über ein Analogsignal.
Können HCS-Elektroniken auch Servoventile ansteuern?
Ja. Für Servoventile gibt es Versionen der DAC-4x(A) mit Ausgangsströmen von 8 bis 550 mA; bei der DMA-22(A) sind entsprechende Sonderversionen im selben Strombereich verfügbar.
Darüber hinaus gibt es DMA-Versionen für rheologische Dämpfer mit Ausgangsströmen bis 10 A.
Umrüstung und Ersatz
Wie ersetze ich eine abgekündigte Analog-Verstärkerkarte durch eine digitale Karte?
In den meisten Fällen wird die vorhandene Karte mechanisch und elektrisch durch eine DAC-4x(A) ersetzt und anschließend mit dem HCSTool auf die Anlage parametriert. Häufig sind dabei nur geringfügige Anpassungen der Verdrahtung nötig; bei den Baureihen von Hydraulik-Ring und Parker ist der Austausch sogar pin- und anschlusskompatibel.
Der Gewinn liegt nicht allein in der Wiederbeschaffbarkeit. Mit der Digitaltechnik kommen Busanbindung sowie Diagnose- und Parametrierfunktionen hinzu, die Inbetriebnahme, Wartung und Fehlersuche deutlich vereinfachen. Die konkrete Eignung ist im Einzelfall zu prüfen – wir unterstützen bei der Auswahl.
Welche HCS-Karte ersetzt VG 40, VR 300, VRD 340, VRD 350 oder VRD 355?
VG 40, VR 300, VRD 340 und VRD 350 werden durch die DAC-44(A) ersetzt, die VRD 355 durch die DAC-42(A). Der Austausch ist pin- und anschlusskompatibel, die Parameter müssen angepasst werden. Eine vollständige Gegenüberstellung steht auf der Seite Umrüstung und Ersatzbedarf.
Hydraulik-Ring und Parker sind Marken der jeweiligen Rechteinhaber. Die Nennung dient ausschließlich der Beschreibung der Ersetzbarkeit; eine geschäftliche Verbindung besteht nicht.
Ersetzen HCS-Karten auch Elektroniken von Bosch Rexroth, Atos oder Wandfluh?
In vielen Fällen ja. Die DAC-4x(A) wird als Ersatzlösung für Verstärkerelektroniken verschiedener Hersteller eingesetzt, darunter Bosch Rexroth, Atos und Wandfluh; meist sind lediglich geringfügige Anpassungen der Verdrahtung erforderlich. Für Ventile, Pumpen oder Motoren mit LVDT-Rückführung steht zusätzlich die Option „LVDT-Interface“ zur Verfügung.
Eine durchgängige Pinkompatibilität wie bei den VRD-Baureihen gibt es hier nicht. Wir prüfen die Eignung deshalb anhand der konkreten Typenbezeichnung und der vorhandenen Anschlussbelegung.
Wie schnell ist bei kurzfristigem Ersatzbedarf zu liefern?
Ein großer Teil unserer Anfragen entsteht, weil Originalbaugruppen abgekündigt sind, lange Lieferzeiten haben oder nur noch zu hohen Preisen beschafft werden können. Kurze Lieferzeiten und ein breites Anwendungsspektrum erlauben es uns, auch bei kurzfristigem Bedarf zu unterstützen.
Hinzu kommt ein einheitliches Bedien- und Parametrierkonzept über alle Produktfamilien hinweg. Wer eine HCS-Elektronik kennt, kommt mit den anderen ebenfalls zurecht – das verkürzt Einarbeitung, Inbetriebnahme und Service.
Einsatz im Ex-Bereich
Was bedeutet die ATEX/IECEx-Zulassung bei On-Board-Elektronik?
Die Zulassung nach ATEX und IECEx erlaubt den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Die On-Board-Elektronik von HCS ist für Zone 1 zugelassen und wurde durch NEMKO/Presafe zertifiziert; typische Einsatzfelder sind Offshore-Anwendungen.
Für Anwendungen ohne Ex-Anforderung gibt es die On-Board-Elektronik „ODC“ in Schutzart IP67 – etwa für Marine, Mobilhydraulik sowie den Anlagen- und Maschinenbau.
Software und Inbetriebnahme
Womit werden HCS-Geräte parametriert und was kostet die Software?
Die Parametrierung erfolgt für alle HCS-Produkte – DAC, DMA und DAP – mit dem HCSTool. Die Software steht kostenlos zum Download bereit.
Sie verwaltet komplette Parametersätze mit Up- und Download, erlaubt Parameteränderungen „on the fly“, zeigt die Applikationswerte in einer Monitorfunktion an und bringt eine integrierte Oszilloskop-Funktion mit. Kommentare im Klartext lassen sich zusammen mit dem Parametersatz speichern – in der Praxis die einfachste Form der Anlagendokumentation.
Welche Systemvoraussetzungen hat das HCSTool?
Das HCSTool läuft auf allen Windows-Versionen von Windows XP bis Windows 11 und unterstützt die Verbindung über USB und RS232. Deutsche, englische und französische Bedienoberfläche sind in einer Installation enthalten.
Als Zubehör bieten wir einen galvanisch trennenden USB-Isolator sowie eigene Inbetriebnahmegeräte für die DAC-4x(A) und die DMA-22(A) an.
Sind kundenspezifische Anpassungen möglich?
Ja. Neben Brand-Labeling gibt es kundenspezifische Hardware- und Softwarevarianten, spezielle Parametrierungen sowie Optionen wie Vibrationsschutz, Schutzlackierung und Sonderausführungen. Auch das HCSTool lässt sich kundenspezifisch anpassen.
Für Anwendungen mit besonderen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit stehen DMA-Versionen nach German-Lloyd-EMV zur Verfügung.
Ihre Frage war nicht dabei?
Schildern Sie uns Ihre Anwendung – Ventiltyp, Rückführung, gewünschte Schnittstelle. Wir sagen Ihnen, welche Elektronik passt.