DE10150768A1 - Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders

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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B15/28—Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/002—Electrical failure
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Abstract

Zwischen einer Pumpe und einem hydraulischen Zylinder ist ein mit Kanälen versehener Steuerblock angeordnet. An dem Steuerblock sind hydraulische Ventile gehalten, die den Druckmittelfluß steuern und durch elektrische Stellsignale betätigt sind. Beim Einsatz derartiger Steuereinrichtungen in Umformmaschinen sind hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Um die Kosten für die sicherheitstechnische Prüfung vor der Inbetriebnahme zu verringern, ist an dem Steuerblock eine elektrische Schaltungsanordnung gehalten, die sicherheitsrelevante Eingangssignale entsprechend einem vorgegebenen Algorithmus zu Stellsignalen verknüpft. Die elektrischen Verbindungen zwischen an dem Steuerblock gehaltenen elektrischen Bauteilen und der elektrischen Schaltungsanordnung sind werksseitig fest verdrahtet. Die elektrischen Signale von externen sicherheitsrelevanten Sensoren sind der elektrischen Schaltungsanordnung über verwechselungssichere Anschlüsse zugeführt. Derartige Steuereinrichtungen dienen zur Steuerung von Umformmaschinen mit hydraulischen Zylindern, insbesondere von Pressen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders einer Umformmaschine, insbesondere einer Presse, mit einem zwischen einer Pumpe und dem Zylinder angeordneten Steuerblock, der mit Kanälen für hydraulisches Druckmittel versehen ist und an dem durch elektrische Stellsignale gesteuerte hydraulische Ventile gehalten sind, die mit Sensoren für eine Schaltstellungsüberwachung versehen sind, wobei der Steuerblock so ausgebildet ist, daß hydraulische Sicherheit gewährleistet ist.
  • In metallverarbeitenden Umformmaschinen, insbesondere in Pressen, dienen zur Betätigung der Umformwerkzeuge hydraulische Zylinder, die von einer Pumpe mit Druckmittel versorgt werden. Zur Steuerung der dem Zylinder zugeführten Druckmittelmenge dient ein mit Druckmittelkanälen und elektromagnetisch betätigbaren Ventilen versehener Steuerblock, der zwischen Pumpe und Zylinder angeordnet ist. Die Ventile sind in den Steuerblock eingeschraubt und/oder an diesem angeflanscht. Die Betätigung der Ventile erfolgt durch elektrische Stellsignale. Die Ventile sind mit Sensoren für eine Schaltstellungsüberwachung versehen. Die Ausgangssignale dieser Sensoren sind zusammen mit den Ausgangssignalen weiterer Sensoren, die z. B. die Position und die Bewegung des Kolbens des Zylinders, das Schließen von Schutzgittern und Sicherheitstüren überwachen, einer zentralen Steuerung zugeführt, die diese Signale zu Stellsignalen für die Betätigung der Ventile verknüpft. An derartige Umformmaschinen werden große sicherheitstechnische Anforderungen gestellt, deren Einhaltung von den hierfür zuständigen Organisationen, wie z. B. der Berufsgenossenschaft, streng überwacht werden.
  • Die Hersteller von derartigen Umformmaschinen stellen die für die Steuerung der Umformmaschinen benötigten Baugruppen, wie z. B. hydraulische Steuerblöcke, zentrale Sicherheitssteuerung und Sensoren, nicht selbst her sondern beziehen sie von meist unterschiedlichen externen Lieferanten und integrieren die Baugruppen in ihre Umformmaschine. Dies führt zu einem großen Aufwand bei der sicherheitstechnischen Abnahme der Umformmaschinen durch die zuständige Überwachungsorganisation. Eine gewisse Vereinfachung der sicherheitstechnischen Abnahme bringt die Verwendung von bereits auf hydraulische Sicherheit zertifizierten Steuerblöcken mit redundant ausgelegten Ventilen, von denen die sicherheitstechnisch relevanten Richtungsventile mit berührungsloser Schaltstellungsüberwachung ausgestattet sind. Bei derartigen Steuerblöcken ist zwar sichergestellt, daß bei einem Ausfall der elektrischen Ansteuerung der Ventile keine Bewegung des an dem Kolben des Zylinders gehaltenen Werkzeugs, insbesondere kein Absinken des Werkzeugs aufgrund seines Eigengewichts, erfolgt. Der sichere Betrieb einer Umformmaschine im Sinne der Berufsgenossenschaft mit solchen zertifizierten hydraulischen Steuerblöcken ist aber nur im Zusammenhang mit einer sicherheitstechnisch geeigneten elektrischen Steuerung gewährleistet. Dies schließt auch eine sicherheitstechnische Überwachung der Stellung des Schiebers der Ventile über entsprechende Sensoren mit ein, um die Schieberbewegung vor Öffnung einer ölführenden Steuerkante darauf zu überprüfen, ob sich der Schieber in die gewünschte Richtung bewegt. Hierzu werden speziell für diesen Zweck entwickelte zentrale Sicherheitssteuerungen eingesetzt. Diese Sicherheitssteuerungen sind in der Form einer unter der Kurzbezeichnung SPS bekannten speicherprogrammierbaren Steuerung realisiert. Der Hersteller der Umformmaschinen muß jedes Ventil und jeden Sensor am Steuerblock mit der Sicherheitssteuerung verdrahten. Darüber hinaus muß für die Sicherheitssteuerung je nach Ausführung und Applikation des Steuerblocks ein spezielles Ablaufprogramm geschrieben werden. Hierbei müssen die sicherheitsrelevanten Informationen von der Schieberstellungsüberwachung am Steuerblock und weiteren sicherheitsrelevanten Sensoren, wie Zweihandbedienung, Not-Aus, Schutzgitter, Sicherheitstüren, sicher ausgewertet werden, um eine unkontrollierte Bewegung des an dem Kolben des Zylinders gehaltenen Werkzeugzeugs zu verhindern. Der Aufwand für die sicherheitstechnische Abnahme der Umformmaschine ist somit immer noch sehr groß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die sicherheitstechnischen Forderungen sowohl hinsichtlich der Hardware als auch hinsichtlich der Software erfüllt und die als komplett montierte und geprüfte Einheit an den Maschinenhersteller geliefert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Zusätzlich zu der hydraulischen Sicherheit des Steuerblocks durch die Redundanz der Ventile sind die Ventile fest mit der direkt am Steuerblock gehaltenen elektrischen Schaltungsanordnung verdrahtet. Die elektrische Schaltungsanordnung enthält unter anderem die notwendige SPS- Funktionalität mit der entsprechenden Software, um die Umformmaschine auf einfache Weise durch entsprechende Startbefehle zu steuern. Die elektrische Schaltungsanordnung ist mit den Erforderlichen sicherheitstechnischen Komponenten ausgerüstet, d. h. die Start- und Anhaltefunktionen sind in den sicherheitsbezogenen Teilen der Umformmaschinensteuerung fest verdrahtet sowie redundant und selbstüberwacht ausgeführt. Damit entsprechen sie den Anforderungen an die sicherheitsbezogenen Teile zum Steuern und Überwachen einer hydraulischen Umformmaschine. Die Erfindung durchbricht die bisherige Philosophie einer vom Konzept der Umformmaschine unabhängigen universellen zentralen Sicherheitsteuerung zugunsten eines dezentral individuell auf den jeweiligen hydraulischen Steuerblock zugeschnittenen Steuerungskonzepts, das unabhängig von einer übergeordneten Steuerung alle sicherheitstechnischen Anforderungen an eine hydraulische Umformmaschine erfüllt. Der Hersteller der Umformmaschine erhält eine sowohl hinsichtlich der Hardware des hydraulischen Steuerblocks und der elektrischen Schaltungsanordnung als auch hinsichtlich der Software der elektrischen Schaltungsanordnung von der Überwachungsorganisation komplett zertifizierte Automationslösung. Dies führt zu einer erheblichen Vereinfachung bei der Inbetriebnahme der Umformmaschine und trägt somit zu einer Minimierung der Entwicklungs- und Inbetriebnahmekosten bei.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung, bei der die externen Sensoren über mit mechanisch kodierten Steckern versehene elektrische Anschlußleitungen angeschlossen sind, und
  • Fig. 2 Teilbereiche einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung mit einem hydraulischen Steuerblock entsprechend Fig. 1, bei der die externen Sensoren über ein AS-Interface-Bussystem angeschlossen sind.
  • Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine elektrohydraulische Steuereinrichtung 10 mit einem hydraulischen Steuerblock 11, der die Druckmittelzufuhr von einer Pumpe 12 zu einem hydraulischen Zylinder 13 einer Umformmaschine, in diesem Ausführungsbeispiel einer Presse, steuert. An der mit 14 bezeichneten Kolbenstange des Zylinders 13 ist ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes Umformwerkzeug der Presse gehalten. Die Kammern des Zylinders 13 sind mit den Bezugszeichen 15 (für die bodenseitige Kammer) und 16 (für die stangenseitige Kammer) bezeichnet. Der Kolben des Zylinders 13 ist mit dem Bezugszeichen 17 versehen. In dem Steuerblock 11 sind Kanäle für hydraulisches Druckmittel angeordnet. An dem Steuerblock 11 sind zwei Ventile 18 und 19 gehalten, die den Fluß des Druckmittels steuern. Die Ventile 18 und 19 sind durch elektrische Signale y18a, y18b bzw. y19a betätigbar, die zwei Magnetspulen 18a und 18b des Ventils 18 bzw. einer Magnetspule 19a des Ventils 19 zugeführt sind. Bei den Ventilen 18 und 19 kann es sich sowohl um direkt gesteuerte Ventile als auch um vorgesteuerte Ventile handeln. Des weiteren sind an dem Steuerblock 11 drei Druckbegrenzungsventile 20, 21 und 22 sowie ein Rückschlagventil 23 gehalten. Der Steuerblock 11 besitzt vier hydraulische Anschlüsse, die mit P, T, A und B bezeichnet sind. Über den Anschluß P erfolgt die Druckmittelzufuhr zu dem Steuerblock 11. Die Anschlüsse A und B des Steuerblocks 11 sind mit den Kammern 16 bzw. 15 des Zylinders 13 verbunden. Wird das Umformwerkzeug von mehreren Zylindern betätigt, sind die entsprechenden Kammern der weiteren Zylinder ebenfalls mit den Anschlüssen A und B des Steuerblocks 11 verbunden. Über den Anschluß T ist der Steuerblock 11 mit einem Tank 25 verbunden.
  • Eine elektrische Schaltungsanordnung 30, die fest an dem hydraulischen Steuerblock 11 gehalten ist, bildet mit diesem eine bauliche Einheit. Die Schaltungsanordnung 30 ist mit Schnittstellen 31e, 31i, 32 sowie 33 für elektrische Anschlußleitungen versehen. Über die Schnittstellen 31e und 31i sind der Schaltungsanordnung 30 eine Reihe von elektrischen Eingangssignalen zugeführt. Über die Schnittstelle 32, die durch elektrische Leitungen 18a*, 18b* und 19a* fest mit den Magnetspulen 18a, 18b bzw. 19a verdrahtet ist, gibt die Schaltungsanordnung 30 die elektrischen Stellsignale y18a, y18b, y19a für die Ventile 18 und 19 aus. Über die Schnittstelle 33 und einen Steuerungsbus 34 kommuniziert die Schaltungsanordnung 30 mit einer übergeordneten Ablaufsteuerung 35. Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 30 ist mit mechanisch kodierten Steckanschlüssen 41 versehen, die innerhalb der Schaltungsanordnung 30 durch elektrische Leitungen 41* mit der Schnittstelle 31e verbunden sind. An die Steckanschlüsse 41 sind eine Reihe von externen Sensoren über entsprechend kodierte Gegenstecker angeschlossen. Bei den externen Sensoren handelt es sich um Sensoren, die gemäß den für Umformmaschinen maßgebenden Vorschriften als sicherheitsrelevant gelten, und um Sensoren, die in diesem Zusammenhang nicht als sicherheitsrelevant gelten. Als sicherheitsrelevante Sensoren sind in der Fig. 1 - wie auch in der Fig. 2 - eine Pressenzweihandbetätigung 43, ein Not-Aus- Schalter 44 und ein Schutzgitter 45 dargestellt. Zu den sicherheitsrelevanten Sensoren zählen auch in der Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Sicherheitstüren, die den Zugang zu einem gefährdeten Bereich sichern. Die Pressenzweihandbetätigung 43 erlaubt nur dann ein Absenken des an der Kolbenstange 14 gehaltenen Umformwerkzeugs, wenn der Bediener die Pressenzweihandbetätigung 43 mit beiden Händen betätigt. Wie das Schutzgitter 45 soll die Pressenzweihandbetätigung 43 verhindern, daß der Bediener während der Bewegung des Umformwerkzeugs in die Presse greift. Bei einer Betätigung des Not-Aus-Schalters 44 soll das Umformwerkzeug so schnell wie möglich in eine sichere Position gefahren werden und dort sicher gehalten bleiben. Als nicht sicherheitsrelevante Sensoren sind in den Fig. 1 und 2 ein Wegsensor 48 sowie zwei Endlagenschalter 49 und 50 dargestellt. Der Wegsensor 48 liefert ein elektrisches Signal, das ein Maß für die Position des Kolbens 17 und damit auch für das an der Kolbenstange 14 gehaltene Umformwerkzeug ist. Die Endlagenschalter 49 und 50 geben ein elektrisches Schaltsignal ab, wenn die Kolbenstange 14 eine vorgebbare Position erreicht. Beide Endschalter sind entlang der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 14 verschiebbar und lassen sich auf gewünschte Positionswerte einstellen. Dabei ist der Endlagenschalter 49 einer oberen Position und der Endlagenschalter 50 einer unteren Position zugeordnet. Die Bezugszeichen der von den externen Sensoren 43 bis 45 sowie 48 bis 50 zu den Steckanschlüssen 41 führenden Anschlußleitungen sind aus dem Bezugszeichen des jeweiligen Sensors und einem dieses Bezugszeichen ergänzenden "*" gebildet. Die Bezugszeichen der elektrischen Signale der Sensoren sind aus dem Buchstaben "x" und einem Index gebildet, der aus dem Bezugszeichen des jeweiligen Sensors besteht. So ist z. B. die von der Pressenzweihandbetätigung 43 zu den Steckanschlüssen 41 führende Anschlußleitung mit 43* bezeichnet und das elektrische Signal der Pressenzweihandbetätigung ist mit x43 bezeichnet.
  • Der hydraulische Steuerblock 11 ist so aufgebaut, daß er den Anforderungen der Vorschriften für hydraulische Sicherheit entspricht. Insbesondere sind die sicherheitrelevanten Ventile 18 und 19, über die eine Richtungssteuerung der Bewegung des Kolbens 17 des Zylinders 13 erfolgt, so miteinander verbunden, daß bei fehlender elektrischer Ansteuerung der Magnetspulen 18a, 18b, 19a die Kammer 15 zum Tank 25 entlastet ist und das in der Kammer 16 befindliche Druckmittel unter dem Gewicht des an der Kolbenstange 14 gehaltenen Umformwerkzeugs nicht aus der Kammer 16 verdrängt wird. Damit ist sichergestellt, daß das Umformwerkzeug nicht unkontrolliert absinken kann. Das Druckbegrenzungsventil 20 begrenzt in üblicher Weise den Ausgangsdruck der Pumpe 12. Das Druckbegrenzungsventil 21 begrenzt den Druck in der Kammer 16 des Zylinders 13. Das Druckbegrenzungsventil 22 sorgt in Verbindung mit dem Rückschlagventil 23 dafür, daß sich der Kolben 17 erst dann nach unten bewegt, wenn der Druck in der Kammer 16 - aufgrund einer entsprechenden Druckbeaufschlagung der Kammer 15 - einen vorgebbaren Wert überschreitet. Der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 22 ist so bemessen, daß das Eigengewicht des Kolbens 17, der Kolbenstange 14 sowie des an dieser gehaltenen Umformwerkzeugs noch nicht zu einem Absinken des Umformwerkzeugs führt. Der Kolben 17 bewegt sich erst dann nach unten, wenn die Kammer 15 zusätzlich mit Druckmittel beaufschlagt wird. Dies ist nur dann der Fall, wenn das Ventil 19 in die Arbeitsstellung geschaltet ist und das Ventil 18 in der Richtung betätigt ist, in der der Kammer 15 Druckmittel zugeführt wird. Um den Kolben 17 nach oben zu bewegen, muß das Ventil 19 in seine Arbeitsstellung geschaltet sein und das Ventil 18 in der Richtung betätigt sein, in der eine Druckmittelzufuhr zu der Kammer 16 erfolgt, wobei gleichzeitig Druckmittel aus der Kammer 15 über das Ventil 18 zum Tank 25 verdrängt wird.
  • Das Ventil 18 ist mit einem Weggeber 55 versehen, der ein elektrisches Signal x55 abgibt, das ein Maß für die Stellung des Steuerschiebers des Ventils 18 ist. Der Ausgang des Weggebers 55 ist über eine elektrische Leitung 55* mit der Schnittstelle 31i fest verdrahtet. Das Ventil 18 ist mit einer positiven Überdeckung versehen. Aufgrund dieser Maßnahme erfolgt ein Druckmittelfluß erst dann, wenn der Steuerschieber einen Mindestweg zurückgelegt hat. Dies ermöglicht es, die Bewegungsrichtung des Steuerschiebers bei einer Betätigung des Ventils 18 durch den Weggeber 55 zu erfassen, ohne daß bereits Druckmittel über das Ventil 18 fließt. Bewegt sich der Steuerschieber in die gewünschte Richtung, wird das Ventil 18 weiter angesteuert. Bewegt sich dagegen der Steuerschieber des Ventils 18, z. B. aufgrund einer Störung, in die falsche Richtung, bricht die Schaltungsanordnung 30 die Ansteuerung des Ventils 18 ab.
  • Das Ventil 19 ist mit einem Weggeber 57 versehen, der ein elektrisches Signal x57 abgibt. Das Ausgangssignal x57 des Weggebers 57 ist ein Maß für die Stellung des Steuerschiebers des Ventils 19. Der Ausgang des Weggebers 57 ist über eine elektrische Leitung 57* mit der Schnittstelle 31i der Schaltungsanordnung 30 fest verdrahtet.
  • Die Verknüpfung der elektrischen Signale, die der Schaltungsanordnung 30 von dem Steuerblock 11 über die Schnittstelle 31i und von den externen Sensoren 43 bis 45 sowie 48 bis 50 über die Steckanschlüsse 41 und die Schnittstelle 31e zugeführt sind, erfolgt in digitaler Form durch einen Mikroprozessor 60. Der Mikroprozessor 60 ist zusammen mit Speicherbausteinen 61 und weiteren nicht näher dargestellten elektronischen Bausteinen auf einer Leiterplatte 62 angeordnet. Die Signalverknüpfung erfolgt nach einem Algorithmus, der entsprechend dem Aufbau und dem Verwendungszweck des Steuerblocks 11 ausgebildet ist. Einzelheiten der digitalen Signalverknüpfung durch den Mikroprozessor 60 sind im Folgenden nicht beschrieben, da derartige Signalverknüpfungen grundsätzlich bekannt sind. Für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist es dabei wesentlich, daß der Steuerblock 11 als solcher auf hydraulische Sicherheit zertifiziert ist und daß die elektrischen Verbindungen 18a*, 18b*, 19a*, 55*, 57* zwischen den an dem Steuerblock 11 gehaltenen elektrischen Bauteilen und den Schnittstellen 31i und 32 der Schaltungsanordnung 30 ebenso wie die elektrischen Verbindungen 41* zwischen der Schnittstelle 31e und den mechanisch kodierten Steckanschlüssen 41 werksseitig fest verdrahtet sind. Diese Maßnahmen erlauben es, die aus dem Steuerblock 11 und der Schaltungsanordnung 30 bestehende Steuereinrichtung 10 zusammen mit dem Algorithmus für die Signalverknüpfung in der Schaltungsanordnung 30 zu zertifizieren. Damit steht eine bauartgeprüfte Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders einer Umformmaschine zur Verfügung, die komplett montiert und geprüft ausgeliefert wird. Die verwechselungssicheren Anschlüsse verhindern Fehler beim Anschließen der externen Sensoren. Die Schaltungsanordnung 30 enthält die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderliche SPS-Funktionalität. Darüber hinaus sind in die Schaltungsanordnung 30 sämtliche sicherheitstechnische Komponenten integriert. D. h. die Start- und Anhaltefunktionen in den sicherheitsbezogenen Teilen der Steuerung der Umformmaschine sind fest verdrahtet und selbstüberwachend ausgeführt. Damit entspricht die Steuereinrichtung 10 den Anforderungen an die sicherheitsbezogenen Teile vOn Steuer- und Überwachungseinrichtungen für hydraulischen Umformmaschinen. Der Bus 34 dient zur Kommunikation der Schaltungsanordnung 30 mit der übergeordneten Ablaufsteuerung 35. Die Ablaufsteuerung 35 dient zur Vorgabe von Sollwerten und Parametern, zur Freigabe von Bearbeitungsschritten und zur Visualisierung. Da hierbei keine sicherheitsrelevanten Daten über den Bus 34 übertragen werden, ist für die Datenübertragung zwischen der Ablaufsteuerung 35 und der Schaltungsanordnung 30 der Steuereinheit 10 - anders als bei einer zentralen Sicherheitssteuerung - kein Sicherheitsbus erforderlich.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Teilbereich der in der Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung. Zur Verbindung der externen Sensoren 43 bis 45 und 48 bis 50 mit der Schaltungsanordnung 30 dient ein weiterer Bus 66, der als AS-Interface-Bus nach EN 50295 ausgebildet ist. Mit einer als "Safety at Work" bezeichneten Ausgestaltung des AS-Interface-Bus für sicherheitsrelevante Anwendungsfälle ist es möglich, sowohl sicherheitsrelevante Sensoren, wie die Sensoren 43 bis 45, als auch nicht sicherheitsrelevante Sensoren, wie die Sensoren 48 bis 50, an den AS-Interface-Bus anzuschließen. Der Anschluß der Sensoren an den Bus 66 erfolgt über Schnittstellen 43s, 44s, 45s, 48s, 49s und 50s. Als verwechselungssicherer Anschluß des Bus 66 an die Schaltungsanordnung 30 dient eine Schnittstelle 68, die über einen internen Busabschnitt 69 fest mit der Schnittstelle 31e verdrahtet ist. An den Busabschnitt 69 ist über eine weitere Schnittstelle 70 ein Sicherheitsmonitor 72 angeschlossen. Der Sicherheitsmonitor 72 erfaßt die sicherheitsrelevanten Signale, d. h. die Signale der sicherheitsrelevanten Sensoren 43 bis 45, und führt sie der Schnittstelle 31e über eine Leitung 73 zu. Die nicht sicherheitsrelevanten Signale, d. h. die Signale der nicht sicherheitsrelevanten Sensoren 48 bis 50, sind der Schnittstelle 31e über den Busabschnitt 69 direkt zugeführt. Bei dieser Ausgestaltung der Steuereinrichtung 10 braucht nur der Bus 66 an die Schnittstelle 68 angeschlossen zu werden. Insbesondere bei dem AS-Interface-Bussystem sorgt der trapezförmige Querschnitt der die einzelnen Schnittstellen verbindenden zweiadrigen Leitung für einen verwechselungssicheren Anschluß der externen Sensoren an die Schnittstelle 68. Der die sicherheitsrelevanten Signale auswertende Sicherheitsmonitor 72 ist innerhalb der Schaltungsanordnung 30 angeordnet und mit den anderen Komponenten fest verdrahtet. Der Sicherheitsmonitor 72 und seine Verdrahtung kann deshalb mit in die Sicherheitsprüfung der Steuereinrichtung 10 einbezogen werden.
  • Eine andere Alternative, die elektrischen Signale der externen Sensoren der elektrischen Schaltungsanordnung 30 zuzuführen, besteht darin, die Anschlußleitungen der sicherheitsrelevanten externen Sensoren 43 bis 45 (wie in der Fig. 1) über mechanisch kodierte Steckanschlüsse mit der Schaltungsanordnung 30 zu verbinden und die nicht sicherheitsrelevanten externen Sensoren 48 bis 50 (wie in der Fig. 2) über einen Datenbus, z. B. einen AS-Interface-Datenbus, mit der elektrischen Schaltungsanordnung 30 zu verbinden. In diesem Fall ist der in der Fig. 2 dargestellte Sicherheitsmonitor 72 nicht erforderlich, da über den Datenbus nur die Signale der nicht sicherheitsrelevanten externen Sensoren übertragen werden. Auch in dieser Ausgestaltung sind nicht nur die Signale der externen sicherheitsrelevanten Sensoren sondern auch die Signale der externen nicht sicherheitsrelevanten Sensoren der elektrischen Schaltungsanordnung 30 über verwechselungssichere Anschlüsse zugeführt.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Zylinders einer Umformmaschine, insbesondere einer Presse, mit einem zwischen einer Pumpe und dem Zylinder angeordneten Steuerblock, der mit Kanälen für hydraulisches Druckmittel versehen ist und an dem durch elektrische Stellsignale gesteuerte hydraulische Ventile gehalten sind, die mit Sensoren für eine Schaltstellungsüberwachung versehen sind, wobei der Steuerblock so ausgebildet ist, daß hydraulische Sicherheit gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Steuerblock (11) eine elektrische Schaltungsanordnung (30) gehalten ist, die sicherheitsrelevante Eingangssignale (x55, x57, x43, x44, x45) entsprechend einem vorgegebenen Algorithmus zu Stellsignalen (y18a, Y18b, Y19a) für die Ventile (18, 19) verknüpft, wobei elektrische Verbindungen (18a*, 18b*, 19a*) zwischen an dem Steuerblock (11) gehaltenen elektrischen Bauteilen (18a, 18b, 19a) und der Schaltungsanordnung (30) werksseitig fest verdrahtet sind und elektrische Signale (x43, x44, x45) von externen sicherheitsrelevanten Sensoren (43, 44, 45) der Schaltungsanordnung (30) über verwechselungssichere Anschlüsse (41; 68) zugeführt sind.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verknüpfung der sicherheitsrelevanten Eingangssignale (x43, x44, x45) durch die elektrische Schaltungsanordnung (30) elektrische Signale (x48, x49, x50) von nicht sicherheitsrelevanten externen Sensoren (48, 49, 50) mit einbezogen sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (x43, x44, x45, x48, x49, x50) der externen Sensoren (43, 44, 45, 48, 49, 50) über mechanisch kodierte Steckanschlüsse (41) mit der Schaltungsanordnung (30) verbunden sind.
4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die externen sicherheitsrelevanten Sensoren (43, 44, 45) über einen Datenbus (66) mit der Schaltungsanordnung (30) verbunden sind.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die externen nicht sicherheitsrelevanten Sensoren (48, 49, 50) über den Datenbus (66) mit der Schaltungsanordnung (30) verbunden sind.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsmonitor (72) an einen innerhalb der Schaltungsanordnung (30) verlaufenden Abschnitt (69) des Datenbus (66) angeschlossen ist, der die Signale der sicherheitsrelevanten Sensoren (43, 44, 45) erfaßt.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (x43, x44, x45) der externen sicherheitsrelevanten Sensoren (43, 44, 45) über mechanisch kodierte Steckanschlüsse mit der Schaltungsanordnung (30) verbunden sind und daß die externen nicht sicherheitsrelevanten Sensoren (48, 49, 50) über einen Datenbus mit der Schaltungsanordnung (30) verbunden sind.
8. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverknüpfung in der Schaltungsanordnung (30) in digitaler Form erfolgt.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverknüpfung in der Schaltungsanordnung (30) durch einen Mikroprozessor (60) erfolgt.
10. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Algorithmus zur Verknüpfung der Eingangssignale in der Schaltungsanordnung (30) gespeichert ist.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Algorithmus zur Verknüpfung der Eingangssignale in der Schaltungsanordnung (30) entsprechend dem Aufbau des Steuerblocks (11) ausgebildet und in Verbindung mit dem Steuerblock (11) bauartgeprüft ist.
12. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen (18a*, 18b*, 19a*, 55*, 57*) zwischen der Schaltungsanordnung (30) und dem Steuerblock (11) sowie die elektrischen Verbindungen (41*; 69) innerhalb der Schaltungsanordnung (30) zu den verwechselungssicheren Anschlüssen (41; 68) für die externe Sensoren (43, 44, 45, 48, 49, 50) bauartgeprüft ausgeführt sind.
13. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (30) mit einer Schnittstelle (33) für die Verbindung mit einem Steuerungsbus (35) versehen ist.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsanordnung (30) über den Steuerungsbus (35) Sollwerte und Parameter zuführbar sind.
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