DD223027A1 - Schutzeinrichtung zum permanenten abschalten von steuer- und regelsystemen bei unerwuenschten betriebszustaenden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltungsanordnung, welche bei unerwuenschten Betriebszustaenden in einem beliebigen Steuer- und/oder Regelsystem (4) fuer unterschiedlichste Prozesse eine permanente Abschaltung desselbigen bewirkt. Erfindungsgemaess erfolgt dies durch eine Schaltungskombination von:- einem Schaltelement (1), vorzugsweise Transistor- einem Widerstand (2) mit negativer Temperaturcharakteristik, vorzugsweise Thermistor- und einem Schmelzeinsatz, vorzugsweise Feinsicherung.Ausgeloest durch ein Signal des Sicherheits- oder Ueberwachungssystems wird das Schaltelement (1) aktiviert, so dass im Zusammenwirken mit dem nachgelagerten Widerstand (2) eine elektrische Unterbrechung der Stromversorgung des Steuer- und/oder Regelsystems (4) mit Hilfe eines Schmelzeinsatzes erreicht wird.

Description

Titel: Schutzeinrichtung zum permanenten Abschalten von SS=SSB Steuer- und Regelsystemen bei unerwünschten Betriebszustand en

Anwendungsgebiet:

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Die Erfindung wird angewendet in elektronischen Steuer- und/oder Regelsystemen, bei denen ein elekt ro mechanisches oder elektronisches Schaltelement im unerwünschten Betriebefall durch ein elektrisches oder elektronisches Sicherheits- oder Überwachungssystem angesteuert wird«

Es ist fUr die Erfindung bedeutungslos, welche Arten von physikalischen Zustandsgrößen (Prozeßparametern) gesichert oder Überwacht werden sollen bzw« ob es sich um analoge oder digitale Größen handelt·

Mögliche Anwendungsgebiete sind z, B, die Begrenzung von Temperatur, Druck, Feuchte, Füllstand und Strömungsgeschwindigkeit in der Heizungs-, Kälte-, Klima-, LUftungs- sowie Lager- und Fördertechnik in Industrie und Landwirtschaft·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen« . *-

Es ist bekannt, daß es zur Begrenzung von physikalischen Zustandsgrößen (Prozeßparametern), die in einem Steuer- und/oder Regelsystem in bestimmten Grenzwerten gehalten werden müssen, eine Vielzahl von Meß-, Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen gibt, welche in der lage sind, Sicherheitsabschaltungen vorzunehmen. Derartige MeQ-, Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen sind zum Beispiel Thermo-Gefahrenmelder, Kontakt-Thermometer, Bi-Metall-Schalter, Kontakt-Manometer, FUlIstandssehalter oder elektronische Grenzwertschalter, die im Zusammenwirken mit ihrem Steuer- und/oder Regeleyetem nach einem unerwünschten Betriebszuetand, ζ· B. Grenzwertüberschreitung, ein selbsttätiges Wiedereinschalten herbeiführen oder auch vermeiden können. ,

Im überwiegenden Teil aller Sicherheits- oder Überwachungseinrichtungen wird nach Eintreten eines unerwünschten Betriebszustandes eine Vermeidung des selbsttätigen Wiedereinschaltens aus sicherheit θ technischen Gründen gefordert. Des weiteren ist auch ein einfaches Inkraftsetzen der Steuer- und/oder Regeleinrichtung, ohne Beseitigung der Ursache, für den unerwünschten Betriebszustand unzulässig.

Bekannte technische Lösungen sind hierbei:

- schaltungstechnisch bedingte Unterbrechungen durch elektromechanische Schaltelemente (zum Beispiel Aufhebung einer Selbsthaltung);

- Übertemperaturauslöser mit Bi-Metall;

- temperaturabhängige Auslötsicherungen; -elektronische Grenzwertschalter etc·

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Schutzeinrichtung zu schaffen, welche unabhängig von der Art der zu regelnden oder zu verändernden physikalischen Zustandsgröße (Prozeßparameter) in einem Steuer- und/oder Regelsystem nach Eintreten eines unerwünschten Betriebsfalles vorzugsweise Grenzwerttibersohreitungen und im Zusammenwirken mit einer Sicherheite- oder überwachungseinrichtung bis zur Beseitigung der Ursache des unerwünschten Betriebsfalles eine elektrische Leitungsunterbrechung vornimmt. Weiterhin ist die elektrische Unterbrechung, welche den Schutz des Steuer- und/oder Regelsystems sowie die Begrenzung einer physikalischen Zustandsgröße (Prozeßparameter) bewirken soll, zeitlich verzögert einzuleiten.

Vorzugsweise ist die Schutzeinrichtung für sich stetig ändernde physikalische Zustandsgrößen (Prozeßparameter) auszulegen, wobei gegebenenfalls die Schutzeinrichtung neben seiner eigentlichen Punktion auch einen elektrischen überlastschutz des Steuer- und/ oder Regelsystems übernehmen kann.

Wesen der Erfindung: H

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in einem Steuer- und/oder Regelsystem (4), unabhängig von der Art der zu regelnden oder zu verändernden Zustandsgrööe (Prozeßparameter) (6), nach Eintreten eines unerwünschten Betriebszustandes, zum Beispiel Grenzwertüberschreitung, durch technischen Ausfall der Regelung oder Steuerung und im Zusammenwirken mit einer Sicherheits- oder Überwachungseinrichtung (5) bis zur Beseitigung der Ursachen des unerwünschten Betriebszustandes eine elektrische Leitungsunterbrechung vorgenommen wird· Erfindungsgemäß erfolgt das dadurch, daß bei Signalisierung eines unerwünschten Betriebszustandes durch ein Sicherheiteoder Überwachungssystem (5) ein Schaltelement (1), vorzugsweise Transistor, so gesteuert wird, daß sein Übergangswiderstand möglichst klein wird und somit, bedingt durch die gleichzeitige Nutzung der Betriebsspannung (U_ß) des Steuer- und/oder Regelsystems, ein elektrischer Stromfluß (Js) Über das Schaltelement (1) und einen naohgesohalteten Widerstand mit negativer Temperaturcharakteristik (2), zum Beispiel Thermistor, fließt.

Die durch den Stromfluß (Js) bewirkte Eigenerwärmung des Widerstandes (2) verkleinert seinen Widerstandswert und somit auch den Widerstand des Stromkreises der Schutzeinrichtung, welches zu einer Erhöhung des Stromflueses (Js) fUhrt. Weiterhin wird durch einen dem Steuer- und/oder Regelsystem (4) und dem Sicherheits- oder Überwachungssystem (5) vorgeschalteten Schmelzeinsatz (3), vorzugsweise elektrische Feinsicherung, zum Schmelzen gebracht, womit eine Unterbrechung der Stromversorgung des Steuer- und/oder Regelsystems (4) und die Be*. grenzung einer physikalischen Zustandsgröße (Prozeßparameter) (6) erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Sicherheitsforderung zu Grunde, daß die bei autonomen Steuerungen und Regelungen auftretenden unerwünschten Betriebszustände, die meist durch Störungen, Fehler oder Ausfälle im Steuer- und/oder Regelsystem hervorgerufen wurden, zu einer permanenten Abschaltung des gesamten Systems führen muß, so daß ein erneutes Wiedereinschalten nur

mit einem Hilfsmittel möglich ist.

Bedingt durch die Trägheit der Widerstandeänderung des Widerstandes (2) wird die Schutzeinrichtung, bei kurzzeitigem Ansprechen des Schaltelementes, infolge von Störungen, welche nicht durch das Steuer- und/oder Regelsystem hervorgerufen werden, zeitlich verzögert wirksam» Somit ist es möglich, durch das der Schutzeinrichtung vorgelagerte Sicherheite- oder Überwachungssystem (5) eine sofortige Abschaltung in bestimmten Situationen vorzunehmen, die jedoch erst nach einer durch die Parameter des Widerstandes (2) bestimmbaren Verzögerungszeit dauerhaft und sicher wird·

In der Figur 1 ist das Wirkprinzip der Erfindung dargestellt. Es werden folgende Vorteile erzielt:

- Vermeidung von zusätzlichen Schaltelementen zur Abschaltung bei unerwünschten Betriebszustanden;

- keine Montagezeiten bei Hutzung der Schutzeinrichtung erforderlich;

- geringer materieller Aufwand;

- keine Einschränkungen bei Anwendung fUr verschiedene unerwünschte Betriebszustände und physikalische Zustandsgrößen (Prozeßparameter);

- Vermeidung von ungewollten dauerhaften Schutzreaktionen bei kurzzeitigen Störungen;

- Gewährleistung eines dauerhaften sicheren Schutzes;

- Integration von Steuer- und/oder Regeleinrichtung, Sicherheits- oder Überwachungseinrichtung und Schutzeinrichtung auf einer Leiterkarte ist möglich;

- Festlegung des Abschaltwertes der Zustandegröße (Prozeßparameter) durch vorgelagertes Sicherheite- und/oder Überwachungseystem.

Schutzeinrichtung zum permanenten Abschalten bei unerwünschten Betriebszuständen

Claims (6)

1. C-

   Erf indungsansprtiche: ,

   O. Schutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß bei unerwünschten Betriebszustanden eine Abschaltung des Steuer- und/oder Regelsystems ohne darauf folgendes Wiedereinschalten durch einen Schmelzeinsatz (3) vorzugsweise Fein-

   ·.' sicherung, erfolgt.

   1/ Schutzeinrichtung nach Anspruch 0 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzeinsatz (3), vorzugsweise Peinsicherung, durch einen erhöhten Stromfluß (Js) infolge der Eigenerwärmung eines Widerstandes mit negativer Temperaturcharakteristik (2) zur Auslösung gebracht' wird,
2. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzreaktion durch ein vom Sicherheite- oder Überwachungssystem (5) angesteuertes Schaltelement (1), vorzugsweise Transistor, eingeleitet wird.
3. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß nach Auslösung der Sicherheits- oder Überwachungseinrichtung (5) eine unterschiedliche zeitliche Verzögerung der permanenten Abschaltung des Steuer- und/oder Regelsystems (4) erreicht werden kann.
4. 4. Schutzeinrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß bei kurzzeitiger Auslösung der Sicherheits- oder Überwachungseinrichtung, infolge von Störungen die nicht durch das Steuer- und/oder Regelsystem hervorgerufen werden, keine Schutzreaktion eingeleitet wird.
5. 5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 0 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzeinsatz (3) sowohl den Schutz des Steuer- und/oder Regelsystems bei unerwünschten BetriebszustHnden als auch bei elektrischer Überlastung garantiert.
6. 6. Schutzeinrichtung nach Anspruch O bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß bei Steuer- und/oder Regelungsvorgängen unterschiedlicher physikalischer Zustandsgrößen (Prozeßparameter) auf.unerwünschte Betriebszustande reagieren , kann.

   hiiSPZU 1 Salto Zeichnungen