DE102004050647A1 - Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung auf Stillstand, hiermit korrespondierende Überwachungseinrichtung und hiermit korrespondierendes Antriebssystem - Google Patents

Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung auf Stillstand, hiermit korrespondierende Überwachungseinrichtung und hiermit korrespondierendes Antriebssystem Download PDF

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Abstract

Eine Antriebseinrichtung (1) soll auf Stillstand überwacht werden. Hierzu beaufschlagt eine Überwachungseinrichtung (18) die Antriebseinrichtung (1) mit einem sich zeitlich ändernden Überwachungseinganssignal (A bis D), auf Grund dessen bei ordnungsgemäßen Funktionieren einer mit der Antriebseinrichtung (1) verbundenen Gebereinrichtung (4) ein Geberausgangssignal (s) der Gebereinrichtung (4) entsprechend dem Überwachungseingangssignal (A bis D) moduliert wird. Die Überwachungseinrichtung (18) nimmt das Geberausgangssignal (s) entgegen und überwacht es auf das Vorhandensein einer korrespondierenden Signalkomponente. Bei Nichtvorhandensein dieser Signalkomponente steuert die Überwachungseinrichtung (18) eine Sicherheitseinrichtung (17) an, welche in diesem Fall die Antriebseinrichtung (1) in einen sicheren Zustand überführt. Wenn die Antriebseinrichtung (1) mittels mindestens zweier phasenversetzt zueinander arbeitender Stromregler (15a, 15b) angesteuert wird, ist es auch möglich, dass die Überwachungseinrichtung (18') ein Ausgangssignal mindestens eines der Stromregler (15a, 15b) auf Konstanz überwacht und die Sicherheitseinrichtung (17) bei Änderung des Ausgangssignals des mindestens einen Stromreglers (15a, 15b) ansteuert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung auf Stillstand.
  • Es gibt Maschinenteile (z.B. ein Schrägbett bei einer Drehmaschine oder einen Aufzugskorb bei einem normalen Förderzeug), die mittels üblicher elektrischer Antriebseinrichtungen angetrieben werden und bei denen der Zustand „hängende Last" auftreten kann. Das heißt, es existiert ein Zustand, in dem vom Antrieb ein Mindestmoment aufgebracht werden muss, um der Schwerkraft, welche die Last nach unten zieht, entgegen zu wirken.
  • Bei einem Ausfall oder einem sonstigen Fehler der elektrischen Antriebseinrichtung kann diese das erforderliche Moment nicht aufbringen. Wenn keine weiteren Maßnahmen ergriffen würden, könnte beispielsweise der Aufzugskorb herunterfallen und gegebenenfalls Personen und Gegenstände gefährden.
  • Zum Schutz vor derartigen Gefährdungen sind Sicherheitseinrichtungen bekannt, z.B. lüftbare Bremsen, die im Fehlerfall und bei Netzausfall eingreifen und die hängende Last in einen sicheren Zustand überführen. Zur Erkennung derartiger Fehler werden im Stand mehrkanalige, redundante Sicherheitssysteme und Komponenten eingesetzt, die das Auslösen einer oder mehrerer Sicherheitseinrichtungen herbeiführen.
  • Das Herbeiführen des Überführens in den sicheren Zustand kann natürlich nur dann erfolgen, wenn ein aufgetretener Fehler auch erkannt wird. Je nach Ausführung und Anwendungsfall muss der Fehler dabei entsprechend schnell erkannt werden.
  • Es existieren Fehler, die nicht unmittelbar erkannt werden können bzw. zu deren Erkennung aufwendige Zusatzmaßnahmen wie beispielsweise redundante Auslegung von Gebereinrichtungen erforderlich sind. Beispiele derartiger Fehler sind zum Einen ein Bruch der Geberwelle, das heißt der drehfesten Verbindung zwischen Antriebseinrichtung und einer Gebereinrichtung, welche eine Istlage oder eine Istdrehzahl der Antriebseinrichtung erfasst, und Fehlfunktionen im Gebersystem selbst, die scheinbar ordnungsgemäße Signale bewirken. Derartige Fehler können bei einer einkanaligen Gebereinrichtung, also bei einer nicht redundanten Gebereinrichtung, nicht erkannt werden.
  • Zum Erfassen derartiger Fehler ist es selbstverständlich möglich, eine zweite Gebereinrichtung vorzusehen, die Gebereinrichtung also redundant auszuführen. Dies ist aber zum Einen mit entsprechenden Kosten verbunden, zum Anderen wird hierfür auch ein entsprechender Einbauplatz benötigt, der nicht in allen Fällen zur Verfügung steht. Wenn – egal aus welchen Gründen – eine zweite, redundante Gebereinrichtung nicht vorgesehen wird, wird im Stand der Technik oftmals schlichtweg angenommen, dass im laufenden Betrieb der Antriebseinrichtung der Zustand „hängende Last" stets nur sehr kurzzeitig eintritt, die Gefahr eine Geberwellenbruchs und einer Fehlfunktion der Gebereinrichtung selbst während einer derartigen Stillstandszeit der Antriebseinrichtung also hinnehmbar ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung auf Stillstand und hiermit korrespondierende Einrichtungen zu schaffen, mittels derer auch die oben genannten Fehler sicher erkannt werden können, obwohl die Gebereinrichtung nur einkanalig vorhanden ist und obwohl nur Signale ausgewertet werden, die zur Kontrolle der Antriebseinrichtung in deren Normalbetrieb sowieso benötigt werden.
  • Die Aufgabe wird zunächst durch ein Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung auf Stillstand gelöst, bei dem
    • – eine Überwachungseinrichtung die Antriebseinrichtung mit einem sich zeitlich ändernden Überwachungseingangssignal beaufschlagt, auf Grund dessen bei ordnungsgemäßem Funktionieren einer mit der Antriebseinrichtung verbundenen Gebereinrichtung ein Geberausgangssignal der Gebereinrichtung entsprechend dem Überwachungseingangssignal moduliert wird,
    • – die Überwachungseinrichtung das Geberausgangssignal entgegennimmt,
    • – die Überwachungseinrichtung das Geberausgangssignal auf das Vorhandensein einer mit dem Überwachungseingangssignal korrespondierenden Signalkomponente überwacht und
    • – die Überwachungseinrichtung bei Nichtvorhandensein der mit dem Überwachungseingangssignal korrespondierenden Signalkomponente eine Sicherheitseinrichtung ansteuert, die in diesem Fall die Antriebseinrichtung in einen sicheren Zustand überführt.
  • Die Problematik, dass die oben genannten Geberfehler nicht erkannt werden können, tritt nur auf, wenn der Zustand „hängende Last" besteht, die Antriebseinrichtung also nicht verfahren wird. Es ist daher ausreichend, wenn die Überwachungseinrichtung das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung mit Ausnahme einer durch das Überwachungseingangssignal bewirkten Bewegung nicht verfahren wird. In Einzelfällen kann es sogar ausreichen, wenn die Überwachungseinrichtung das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung während einer Zeitspanne, die größer als eine Wartezeit ist, nicht verfahren worden ist.
  • Die Antriebseinrichtung wird üblicherweise mittels eines Reglers geregelt. Die Überwachungseinrichtung kann dabei das Überwachungseingangssignal alternativ auf ein Eingangssignal des Reglers oder auf ein Ausgangssignal des Reglers aufschalten.
  • Wenn das Überwachungseingangssignal auf ein Ausgangssignal des Reglers aufgeschalten wird, kann es derart bestimmt sein, dass es trotz der durch das Überwachungseingangssignal bewirkten Bewegung der Antriebseinrichtung ohne Einfluss auf das von dem Regler abgegebene Ausgangssignal als solches ist.
  • Der Regler kann alternativ die Lage oder die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Antriebseinrichtung regeln. Wenn die Antriebseinrichtung als elektrische Antriebseinrichtung ausgebildet ist, kann der Regler auch den die Antriebseinrichtung durchfließenden Strom regeln.
  • Wenn die elektrische Antriebseinrichtung mittels mindestens zweier phasenversetzt zueinander arbeitender Stromregler angesteuert wird, wird die Aufgabe auch durch ein Überwachungsverfahren gelöst, bei dem eine Überwachungseinrichtung ein Ausgangssignal mindestens eines der Stromregler auf Konstanz überwacht und bei Änderung des Ausgangssignals des mindestens einen Stromreglers eine Sicherheitseinrichtung ansteuert, die in diesem Fall die Antriebseinrichtung in einen sicheren Zustand überführt.
  • Auch in diesem Fall ist es möglich, dass die Überwachungseinrichtung das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung nicht verfahren wird bzw. wenn die Antriebseinrichtung während einer Zeitspanne, die größer als die Wartezeit ist, nicht verfahren worden ist.
  • Die Aufgabe wird weiterhin auch durch eine Überwachungseinrichtung zur Durchführung derartiger Überwachungsverfahren gelöst.
  • Schließlich wird die Aufgabe noch durch ein Antriebssystem für ein bewegbares Element, insbesondere eine hängende Last, gelöst, die eine Antriebseinheit zum Bewegen des bewegbaren Elements, eine einzige Gebereinrichtung zum Erfassen einer Istlage der Antriebseinrichtung, eine Sicherheitseinrichtung zum Überführen der Antriebseinrichtung in einen sicheren Zustand und eine Überwachungseinrichtung der obenstehend beschriebenen Art aufweist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung:
  • 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Antriebssystems,
  • 2 in Form eines Flussdiagramms ein erfindungsgemäßes Überwachungsverfahren und
  • 3 einen Ausschnitt von 1 in detaillierterer, abgewandelter Darstellung.
  • Gemäß 1 weist ein Antriebssystem eine Antriebseinrichtung 1 auf. Die Antriebseinrichtung 1 ist dabei vorzugsweise als elektrische Antriebseinrichtung 1 ausgebildet. Sie dient zum Bewegen eines bewegbaren Elements 2. Dies ist in 1 durch einen Pfeil 3 angedeutet. Das bewegbare Element 2 kann dabei insbesondere als gegen die Schwerkraft bewegbare Last 2 ausgebildet sein, das eine Gewichtskraft G auf die Antriebseinrichtung 1 ausübt. Dies ist in 1 durch die Ausgestaltung des bewegbaren Elements 2 als schematisch angedeutetes Gewicht dargestellt.
  • Das Antriebssystem weist weiterhin eine Gebereinrichtung 4 auf. Die Gebereinrichtung 4 ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Antriebssystems vorzugsweise die einzige vorhandene Gebereinrichtung 4. Sie ist in ordnungsgemäßem Zustand mit der Antriebseinrichtung 1 drehfest verbunden.
  • Mittels der Gebereinrichtung 4 wird eine Istlage s der Antriebseinrichtung 1 erfasst und ein entsprechendes Geberausgangssignal abgegeben. Alternativ könnte – bei entsprechender Ausgestaltung des Antriebssystems – die Gebereinrichtung 4 auch eine Istdrehzahl n bzw. eine Istgeschwindigkeit der An triebseinrichtung 1 erfassen. Auf Grund einer drehfesten Verbindung der Antriebseinrichtung 1 mit einer Seiltrommel 5 und einer kraftschlüssigen Verbindung der Seiltrommel 5 über ein Tragseil 6 mit der Last 2 korrespondiert die Istlage s der Antriebseinrichtung 1 zugleich auch mit einer Istposition des bewegbaren Elements 2.
  • Im Normalfall arbeitet das Antriebssystem wie folgt:
    Das Geberausgangssignal s und eine Solllage s* der Antriebseinrichtung 1 werden über einen ersten Knotenpunkt 7, der die Differenz von Solllage s* und Istlage s bildet, einem Lageregler 8 zugeführt. Der Lageregler 8 ermittelt anhand des ihm zugeführten Differenzsignals eine Solldrehzahl n* für die Antriebseinrichtung 1. Diese Solldrehzahl n* wird einem zweiten Knotenpunkt 9 zugeführt.
  • Das Geberausgangssignal s wird weiterhin einem Differenzierglied 10 zugeführt, das anhand des Geberausgangssignals s dessen zeitliche Ableitung ermittelt, welche der Istdrehzahl n der Antriebseinrichtung 1 entspricht. Auch die Istdrehzahl n wird dem zweiten Knotenpunkt 9 zugeführt.
  • Im zweiten Knotenpunkt 9 wird die Differenz von Solldrehzahl n* und Istdrehzahl n gebildet und von dort einem Drehzahlregler 11 zugeführt. Der Drehzahlregler 11 ermittelt ein Sollmoment M*, das er an einen Begrenzer 12 ausgibt. Das Ausgangssignal I* des Begrenzers 12 entspricht einem Sollstrom I* für die Antriebseinrichtung 1.
  • Mittels einer Stromerfassungseinrichtung 13 wird weiterhin ein Iststrom I erfasst, der die Antriebseinrichtung 1 durchfließt. Sowohl der Sollstrom I* als auch der Iststrom I werden einem dritten Knotenpunkt 14 zugeführt, in dem die Differenz dieser beiden Größen I*, I gebildet wird. Diese Differenz wird einem Stromregler 15 zugeführt, der einen nachge ordneten Stromsteller 16 der Antriebseinrichtung 1 entsprechend nachführt.
  • In der Mehrzahl der Betriebszustände ist das durch die Antriebseinrichtung 1 aufgebrachte Moment größer oder kleiner als die Gewichtskraft G der Last 2 oder aber die Last 2 wird von einer Sicherheitseinrichtung 17 – z.B. einer Bremse 17 – gehalten. In diesem letztgenannten Fall bringt die Antriebseinrichtung 1 selbstverständlich kein Moment auf. Im Einzelfall ist es aber auch möglich, dass die Sicherheitseinrichtung 17 nicht in Eingriff ist (also z.B. die Bremse 17 gelöst ist) und das von der Antriebseinrichtung 1 aufgebrachte Moment die Gewichtskraft G des Elements 2 gerade kompensiert. Wenn in diesem Betriebszustand (= „hängende Last") eine Fehlfunktion der Gebereinrichtung 4 auftritt, kann es zu einem unkontrollierten Anheben, Absenken und im Extremfall sogar Abstürzen der Last 2 kommen. Eine derartige Fehlfunktion muss daher rechtzeitig erkannt werden.
  • Zum Erkennen einer derartigen Fehlfunktion, also zum Überwachen der Gebereinrichtung 4 auf ordnungsgemäßes Funktionieren, weist das Antriebssystem eine Überwachungseinrichtung 18 auf. Mittels dieser Überwachungseinrichtung 18 kann damit indirekt auch die Antriebseinrichtung 1 auf Stillstand überwacht werden. Die Überwachungseinrichtung 18 führt ein Überwachungsverfahren aus, das nachfolgend in Verbindung mit den 1 und 2 näher beschrieben wird.
  • Gemäß 2 nimmt die Überwachungseinrichtung 18 zunächst in einem Schritt S1 das Geberausgangssignal s entgegen. Durch Vergleich mit einem unmittelbar zuvor übermittelten Geberausgangssignal s ist die Überwachungseinrichtung 18 daher in der Lage, in einem nachfolgenden Schritt S2 zu überprüfen, ob die Istlage s konstant geblieben ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt S3 ein Zeitgeber 19 zurückgesetzt und zum Schritt S1 zurückgesprungen.
  • Wenn die Istlage s unverändert geblieben ist, wird zu einem Schritt S4 übergegangen, in dem geprüft wird, ob der Zeitgeber 19 abgelaufen ist, also eine Wartezeit T verstrichen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird wieder zum Schritt S1 zurückgesprungen, anderenfalls wird ein Schritt S5 ausgeführt.
  • Wenn der Schritt S5 angesprungen wird, ist die Antriebseinrichtung 1 während einer Zeitspanne, die größer als die Wartezeit T ist, nicht verfahren worden. Daher wird in diesem Schritt S5 von der Überwachungseinrichtung 18 die Antriebseinrichtung 1 mit einem Überwachungseingangssignal A bis D beaufschlagt. Das Überwachungseingangssignal A bis D ändert sich dabei zeitlich. Von den Überwachungseingangssignalen A bis D wird dabei nur eines abgegeben.
  • Das Überwachungseingangssignal A ist ein Lagesignal. Es wird vor dem Lageregler 8 auf dessen Eingangssignal aufgeschaltet. Alternativ könnte es auch, wie in 1 gestrichelt angedeutet ist, auf die Istlage s oder die Solllage s* aufgeschaltet werden.
  • Das Überwachungseingangssignal B ist ein Drehzahlsignal. Es wird vor dem Drehzahlregler 11 auf dessen Eingangssignal aufgeschaltet. Alternativ könnte es auch, wie in 1 gestrichelt angedeutet ist, auf das Ausgangssignal des Lagereglers 8 oder auf das Ausgangssignal des Differenziergliedes 10 aufgeschaltet werden.
  • Das Überwachungseingangssignal C ist ein Stromsignal. Es wird vor dem Stromregler 15 auf dessen Eingangssignal aufgeschaltet. Alternativ könnte es auch, wie in 1 gestrichelt angedeutet ist, auf den Sollstrom I* oder den Iststrom I aufgeschaltet werden.
  • Das Überwachungseingangssignal D ist ein Stellsignal für den Stromsteller 16. Es wird hinter dem Stromregler 15 auf dessen Ausgangssignal aufgeschaltet.
  • Auf Grund des Aufschaltens eines der sich zeitlich ändernden Überwachungseingangssignale A bis D wird die Antriebseinrichtung 1 mit diesem Überwachungseingangssignal A bis D beaufschlagt. Dadurch wird – ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Gebereinrichtung 4 vorausgesetzt – das Geberausgangssignal s entsprechend dem verwendeten Überwachungseingangssignal A bis D moduliert. Die Überwachungseinrichtung 18 ist daher in der Lage, das Geberausgangssignal s auf das Vorhandensein einer Signalkomponente zu überwachen, welche mit dem aufgeschalteten Überwachungseingangssignal A bis D korrespondiert. Ist die korrespondierende Signalkomponente vorhanden, funktioniert die Gebereinrichtung 4 ordnungsgemäß. Anderenfalls weist sie eine Fehlfunktion auf.
  • Die Überwachungseinrichtung 18 nimmt daher in einem Schritt S6 erneut das Geberausgangssignal s entgegen. In Schritten S7 und S8 prüft sie, ob das Geberausgangssignal s die korrespondierende Signalkomponente enthält. Beispielsweise kann hierzu eine Fourieranalyse des Geberausgangssignals s auf eine bestimmte Frequenz hin vorgenommen werden.
  • Enthält das Geberausgangssignal s die korrespondierende Signalkomponente, überprüft die Überwachungseinrichtung 18 in einem Schritt S9, ob – mit Ausnahme der Modulation durch das Überwachungseingangssignal A bis D – das Geberausgangssignal s im Übrigen konstant geblieben ist. Wenn dies der Fall ist, geht sie zum Schritt S5 zurück. Anderenfalls setzt sie in einem Schritt S10 den Zeitgeber 19 zurück und springt wieder zum Schritt S1.
  • Wenn in den Schritten S7 und S8 die korrespondierende Signalkomponente nicht vorhanden war, ist in der Gebereinrichtung 4 ein Fehler aufgetreten. In diesem Fall wird vom Schritt S8 aus zu einem Schritt S11 verzweigt. In dem Schritt S11 steuert die Überwachungseinrichtung 18 die Sicherheitseinrichtung 17 an, so dass diese die Antriebseinrichtung 1 in einen sicheren Zustand überführt.
  • Das Überwachungseingangssignal A bis D muss selbstverständlich derart bestimmt sein, dass das Geberausgangssignal s entsprechend moduliert wird. Prinzipiell kann das Überwachungseingangssignal A bis D über den Umweg des Geberausgangssignals s daher Auswirkungen sowohl auf den Lageregler 8 als auch auf den Drehzahlregler 11 als auch auf den Stromregler 15 haben. Wenn aber z.B. das Überwachungseingangssignal B auf das Eingangssignal des Drehzahlreglers 11 aufgeschaltet wird, kann das Überwachungseingangssignal B unter Umständen derart bestimmt sein, dass das aufgeschaltete Überwachungseingangssignal – hier das Überwachungseingangssignal B – ohne Einfluss auf Regler ist – hier den Lageregler 8 -, welche dem Aufschaltpunkt vorgeordnet sind. Denn die einzelnen Regler 8, 11 und 15 weisen nicht notwendigerweise das gleiche Frequenz- und Integrationsverhalten auf. Wenn z.B. der Lageregler 8 eine große Integrationszeit und ein relativ schlechtes Frequenzverhalten aufweist, der Drehzahlregler 11 und der Stromregler 15 hingegen kleine Integrationszeiten und ein gutes Frequenzverhalten, kann die Frequenz des herangezogenen Überwachungseingangssignals B derart gewählt werden, dass sie zwar unterhalb der Grenzfrequenz des Drehzahlreglers 11 und des Stromreglers 15 liegt, aber oberhalb der Grenzfrequenz des Lagereglers 8. Auch kann möglicherweise die Amplitude so klein gewählt werden, dass sich zwar Auswirkungen auf das Geberausgangssignal s ergeben, auf Grund des Integrationsverhaltens des Lagereglers 8 die Auswirkungen sich aber im Ausgangssignal n* des Lagereglers 8 als solches nicht bemerkbar machen.
  • Bei den obenstehend in Verbindung mit insbesondere 2 beschriebenen Überwachungsverfahren erfolgt das Beaufschlagen der Antriebseinrichtung 1 mit dem sich zeitlich ändernden Überwachungseingangssignal A bis D nebst nachfolgendem Auswerten des Geberausgangssignals s, also das Ausführen der Schritte S5 bis S11, nur dann, wenn die Antriebseinrichtung 1 während einer Zeitspanne nicht verfahren worden ist, die größer als die Wartezeit T ist. Die Wartezeit T ist dabei durch den Zeitgeber 19 bestimmt. Sie liegt üblicherweise im Bereich zwischen einer Sekunde und einer Minute. Meist liegt sie im einstelligen Sekundenbereich. Es ist aber auch möglich, dass die Schritte S3, S4 und S10 entfallen. Auch in diesem Fall führt die Überwachungseinrichtung 18 das Überwachungsverfahren der Schritte S5 bis S11 nur dann aus, wenn die Antriebseinrichtung 1 – mit Ausnahme der durch das Überwachungseingangssignal A bis D bewirkten Bewegung – nicht verfahren wird. In diesem Fall wird aber die Ausführung des Überwachungsverfahrens sofort aufgenommen, sowie die Antriebseinrichtung 1 zum Stillstand gekommen ist.
  • Es ist sogar möglich, zusätzlich zu den Schritten S3, S4 und S10 auch die Schritte S2 und S9 entfallen zu lassen. In diesem Fall wird das Überwachungsverfahren stets ausgeführt.
  • Zusätzlich zu den obenstehend beschriebenen Verfahren existiert eine weitere Möglichkeit, einen Stillstand der Antriebseinrichtung 1 zu erkennen. Diese Möglichkeit ist aber nur bei einer elektrischen Antriebseinrichtung 1 anwendbar, die mittels mindestens zweier phasenversetzt zueinander arbeitender Stromregler 15a, 15b angesteuert wird. Ein Beispiel einer derartigen elektrischen Antriebseinrichtung 1 und deren Ansteuerung ist in 3 dargestellt. Die Darstellung von 3 entspricht dabei einer möglichen konkreten Ausgestaltung des Stromreglers 8 und des Stromstellers 16 von 1.
  • Gemäß 3 sind genau zwei Stromregler 15a, 15b vorhanden. Die Stromregler 15a, 15b arbeiten in der Regel um 90° phasenversetzt. Ihre Ausgangssignale werden über einen ersten Vektordreher 20 einem ersten Koordinatenwandler 21 zugeführt. Der erste Koordinatenwandler 21 rechnet die Ausgangssignale der Stromregler 15a, 15b in Phasenspannungssollwerte um. Diese Phasenspannungssollwerte werden dann an einen Steuersatz 16' ausgegeben, der seinerseits Leistungsschalter des nachgeordneten Wechselrichters 16 entsprechend ansteuert.
  • Gemäß 3 werden mindestens zwei der Phasenstromistwerte mittels entsprechender Stromerfassungseinrichtungen 13a, 13b erfasst und über einen zweiten Koordinatenwandler 23 einem zweiten Vektordreher 24 zugeführt. Der zweite Koordinatenwandler 23 und der zweite Vektordreher 24 wandeln die erfassten Phasenstromistwerte in an sich bekannter Weise in korrespondierende, auf die Stromregler 15a, 15b bezogene Stromistwerte um.
  • Die Ausgangssignale der Stromregler 15a, 15b werden wieder einer Überwachungseinrichtung 18' zugeführt. Diese ist natürlich nicht mit der Überwachungseinrichtung 18 von 1 identisch, dient aber dem gleichen Zweck. Sie prüft, ob bei Stillstand der Antriebseinrichtung 1, das heißt bei konstantem Geberausgangssignal s, die Ausgangssignale der Stromregler 15a, 15b konstant bleiben. Denn nur dann befindet sich die elektrische Antriebseinrichtung 1 tatsächlich im Stillstand. Ändert sich hingegen mindestens eines der beiden Ausgangssignale, befindet sich die Antriebseinrichtung 1 doch nicht im Stillstand. In diesem Fall steuert die Überwachungseinrichtung 18' die Sicherheitseinrichtung 17 an, welche in diesem Fall die Antriebseinrichtung 1 in einen sicheren Zustand überführt. Die Sicherheitseinrichtung 17 von 3 kann dabei mit der Sicherheitseinrichtung 17 von 1 identisch sein.
  • Prinzipiell ist es ausreichend, wenn der Überwachungseinrichtung 18' nur ein einziges der Ausgangssignale der Stromregler 15a, 15b zugeführt wird. Wenn aber zufällig das zugeführte Ausgangssignal betragsmäßig gerade ein Maximum annimmt, ist das Verfahren sehr unempfindlich gegenüber Lageänderungen der Antriebseinrichtung 1. Eine unerwünschte Bewegung der Antriebseinrichtung 1 wird also erst relativ spät erfasst. Daher werden vorzugsweise beide Ausgangssignale der Überwachungseinrichtung 18 zugeführt. Denn auf Grund des Phasenversatzes von 90° ist, wenn das eine Ausgangssignal betragsmäßig maximal ist, das andere Signal in der Nähe seines Nulldurch gangs. Im Bereich des Nulldurchgangs weisen die Ausgangssignale aber ihre größte Empfindlichkeit auf eine Lageänderung der Antriebseinrichtung 1 auf.
  • Das obenstehend in Verbindung mit 3 beschriebene Überwachungsverfahren kann – ebenso wie das in Verbindung mit den 1 und 2 beschriebene Überwachungsverfahren – alternativ sofort bei Erreichen des Stillstands der Antriebseinrichtung 1 oder erst nach Ablauf der in Verbindung mit den 1 und 2 erwähnten Wartezeit T durchgeführt werden.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ist somit auf einfache Weise ein Erkennen einer Fehlfunktion der Gebereinrichtung 4 auch dann möglich, wenn weder eine weitere Gebereinrichtung vorhanden ist noch andere zusätzliche Signale erfasst werden.

Claims (15)

  1. Überwachungsverfahren für eine Antriebseinrichtung (1) auf Stillstand, – wobei eine Überwachungseinrichtung (18) die Antriebseinrichtung (1) mit einem sich zeitlich ändernden Überwachungseingangssignal (A bis D) beaufschlagt, auf Grund dessen bei ordnungsgemäßem Funktionieren einer mit der Antriebseinrichtung (1) verbundenen Gebereinrichtung (4) ein Geberausgangssignal (s) der Gebereinrichtung (4) entsprechend dem Überwachungseingangssignal (A bis D) moduliert wird, – wobei die Überwachungseinrichtung (18) das Geberausgangssignal (s) entgegennimmt, – wobei die Überwachungseinrichtung (18) das Geberausgangssignal (s) auf das Vorhandensein einer mit dem Überwachungseingangssignal (A bis D) korrespondierenden Signalkomponente überwacht und – wobei die Überwachungseinrichtung (18) bei Nichtvorhandensein der mit dem Überwachungseingangssignal (A bis D) korrespondierenden Signalkomponente eine Sicherheitseinrichtung (17) ansteuert, die in diesem Fall die Antriebseinrichtung (1) in einen sicheren Zustand überführt.
  2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18) das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung (1) – mit Ausnahme einer durch das Überwachungseingangssignal (A bis D) bewirkten Bewegung – nicht verfahren wird.
  3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18) das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung (1) während einer Zeitspanne, die größer als eine Wartezeit (T) ist, nicht verfahren worden ist.
  4. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) mittels eines Reglers (8, 11, 15) geregelt wird.
  5. Überwachungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18) das Überwachungseingangssignal (A bis C) auf ein Eingangssignal des Reglers (8, 11, 15) aufschaltet.
  6. Überwachungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18) das Überwachungseingangssignal (B bis D) auf ein Ausgangssignal des Reglers (8, 11, 15) aufschaltet.
  7. Überwachungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungseingangssignal (B bis D) derart bestimmt ist, dass es trotz der durch das Überwachungseingangssignal (B bis D) bewirkten Bewegung der Antriebseinrichtung (1) ohne Einfluss auf das von dem Regler (8, 11, 15) abgegebene Ausgangssignal (n*, M*) als solches ist.
  8. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (8) die Lage (s) der Antriebseinrichtung (1) regelt.
  9. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (11) die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl (n) der Antriebseinrichtung (1) regelt.
  10. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) als elektrische Antriebseinrichtung (1) ausgebildet ist und dass der Regler (15) den die Antriebseinrichtung (1) durchfließenden Strom (I) regelt.
  11. Überwachungsverfahren für eine elektrische Antriebseinrichtung (1), die mittels mindestens zweier phasenversetzt zueinander arbeitender Stromregler (15a, 15b) angesteuert wird, auf Stillstand, wobei eine Überwachungseinrichtung (18') ein Ausgangssignal mindestens eines der Stromregler (15a, 15b) auf Konstanz überwacht und bei Änderung des Ausgangssignals des mindestens einen Stromreglers (15a, 15b) eine Sicherheitseinrichtung (17) ansteuert, die in diesem Fall die Antriebseinrichtung (1) in einen sicheren Zustand überführt.
  12. Überwachungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18') das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung (1) nicht verfahren wird.
  13. Überwachungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (18') das Überwachungsverfahren nur dann ausführt, wenn die Antriebseinrichtung (1) während einer Zeitspanne, die größer als eine Wartezeit (T) ist, nicht verfahren worden ist.
  14. Überwachungseinrichtung zur Durchführung eines Überwachungsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche.
  15. Antriebssystem für ein bewegbares Element (2), mit einer Antriebseinrichtung (1) zum Bewegen des bewegbaren Elements (2), einer einzigen Gebereinrichtung (4) zum Erfassen einer Istlage (s) oder einer Istdrehzahl (n) bzw. Istgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung (1), einer Sicherheitseinrichtung (17) zum Überführen der Antriebseinrichtung (1) in einen sicheren Zustand und einer Überwachungseinrichtung (18, 18') nach Anspruch 14.
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