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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Spannungsversorgungseinrichtung für eine Bedruckstoffe verarbeitende Maschine mit wenigstens einem Antriebsmotor, wenigstens einem weiteren elektrischen Verbraucher und wenigstens einer Energiespeichereinrichtung sowie eine Druckmaschine mit einer solchen Spannungsversorgungseinrichtung.
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Wenn beim Betrieb von Bedruckstoffe verarbeitenden Maschinen ein Stromausfall auftritt, so resultiert daraus nicht nur eine kurze Betriebsunterbrechung, sondern eine längere Arbeitspause, da ein solcher Stromausfall auch den Steuerungsrechner der Druckmaschine lahmlegt, und so ein aufwändiges Booten des Steuerungsrechners erforderlich macht. Des Weiteren muss nach einem Stromausfall die Druckmaschine erst wieder auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt werden. Aus dem Stand der Technik sind Spannungsversorgungseinrichtungen für Druckmaschinen bekannt, welche bei einem Stromausfall für eine Notstromversorgung eingerichtet sind. Eine solche Stromversorgung geht aus der
EP 1 223 656 A1 hervor. Hierbei wird eine Rotationsdruckmaschine an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung angeschlossen. Diese unterbrechungsfreie Stromversorgung weist einen speisenden Energiespeicher auf, der es in einer Ausführungsform erlaubt, den Druckbetrieb weiterzuführen. Dazu ist ein entsprechend großer Energiespeicher vorhanden, welcher bei Bedarf in Form eines Dieselmotors betrieben wird. Bei einer Lösung mit einem kleineren Energiespeicher wird bei einem völligen Ausfall des Stromnetzes ein definiertes Herunterfahren der Druckmaschine sichergestellt. Eine ähnliche Einrichtung zur Notstromversorgung geht aus der
DE 10 2004 022 234 A1 hervor. Hier weist eine Druckmaschine mehrere Gleichspannungsebenen auf, welche über einen sogenannten Gleichspannungsversorgungsbus parallel miteinander verbunden sind. An diesen Gleichspannungsversorgungsbus sind auch Komponenten zur Energieversorgung bei Spannungseinbrüchen oder Netzausfällen angekoppelt. Diese Komponenten können Kondensatoren sein, Akkumulatoren, Brennstoffzellen, Schwungmassenspeicher oder Generatoren mit Verbrennungsmotoren. Die genannten Einrichtungen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Stromversorgungseinrichtungen im Notfall sehr groß dimensioniert sind und insbesondere bei Einsatz von Dieselmotoren auch sehr kostenintensiv sind.
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Die Offenlegungsschrift
DE 40 11 598 A1 zeigt eine Textilmaschine mit mehreren Antriebssystemen zum Antrieb von Spindeln oder dergleichen. Diese Antriebssysteme sind bei einem Netzausfall unter Aufrechterhaltung vorgebbarer Drehzahlverhältnisse bis in den Bereich Null herabsteuerbar. Dabei wird zunächst das der Last mit dem größten effektiven Beharrungsvermögen zugeordnete Antriebssystem zur Versorgung der anderen Antriebssysteme im Generatorbetrieb dienen. Erst im unteren Drehzahlbereich werden Antriebssysteme auch durch eine Batterie mit relativ geringer Kapazität gepuffert. Die Antriebssysteme sind dabei über einen Gleichstromzwischenkreis verbunden, an den auch die Pufferbatterie angeschlossen ist.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 195 25 593 A1 geht ein Mehrmotorenantrieb für eine Druckmaschine hervor, welcher Komponenten einer Bogenoffsetdruckmaschine antreibt. Dabei werden mehrere Zylinder jeweils einzeln angetrieben, so dass bei vorgegebener Genauigkeit hinsichtlich des Gleichlaufs der einzelnen Zylinder die einzelnen Antriebe möglichst kostengünstig gewählt werden können. Bei Ausfall der Versorgungsspannung tritt ein Energiemanagement in Aktion, wobei die einzelnen Antriebe gemäß einer Rampe bis zum Stillstand heruntergefahren werden. Diese Rampe ist derartig bemessen, dass zu jedem Zeitpunkt durch die beim Bremsen zurückgespeiste Energie noch die volle Gleichspannung im Gleichspannungszwischenkreis zur Verfügung steht, der die Antriebe miteinander verbindet. Alternativ ist auch vorgesehen, dass die Umrichter der einzelnen Antriebe nicht über einen Gleichspannungszwischenkreis miteinander verbunden sind und die Antriebe die anfallende überschüssige Bremsenergie über jeweils einen eigenen Brems-Chopper abbauen. Bei beiden Vorgehensweisen ist außerdem für den Fall des Ausfalls der Spannungsversorgung ein ausreichend dimensionierter Puffer in Form von Kompensatoren bzw. Akkumulatoren im Zwischenkreis vorgesehen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Spannungsversorgungseinrichtung für Bedruckstoffe verarbeitende Maschinen zu schaffen, welche bei Ausfall oder Einbruch der Netzspannung einen kontrollierten Betrieb der Maschine sicherstellt und mit einem nur geringen Aufwand an unterbrechungsfreien Stromversorgungskomponenten auskommt sowie eine Druckmaschine mit einer solchen Spannungsversorgungseinrichtung. Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche 1, 4 und 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Zeichnung zu entnehmen. Bedruckstoffe verarbeitende Maschinen wie Druckmaschinen weisen mehrere elektrische Antriebe auf, welche über ein Stromnetz miteinander verbunden sind. Dieses maschineneigene Stromnetz ist an das öffentliche Stromnetz angeschlossen und versorgt so die diversen elektrischen Motoren und Stellantriebe mit elektrischer Energie. Bei Ausfall der Netzspannung bricht folglich auch die Spannung im Stromnetz der Maschine ein, so dass die Motoren und Stellantriebe und auch die an das Stromnetz angeschlossenen Steuerungsrechner und elektronischen Schaltungen nicht mehr ausreichend mit elektrischer Energie versorgt werden können und den Betrieb einstellen. Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass die verschiedenen elektrischen Verbraucher in einer Druckmaschine höchst unterschiedliche Leistungsaufnahmen aufweisen. So liegen die Leistungsaufnahmen der Haupt- und Hilfsantriebe von Druckmaschinen in der Größenordnung von 10 bis 100 KW, während kleinere Stellantriebe im Bereich von 100 Watt liegen. Noch weniger Leistungsbedarf haben elektrische Steuerungsrechner. Gerade diese Steuerungsrechner sind jedoch besonders empfindlich gegenüber Stromausfällen, da in einem flüchtigen Speicherbaustein vorhandene Daten bei einem Stromausfall gelöscht werden können und so der Rechner in einen unkontrollierten Betriebszustand versetzt wird. Meistens ist in diesem Fall ein kompletter Neustart mit anschließendem Bootvorgang des Rechners notwendig, so dass die Rechner für einige Minuten auch nach sofortiger Wiederkehr des Stromnetzes außer Betrieb sind. Um eine aufwändige Notstromversorgung mit Dieselmotoren oder großen Akkumulatoren zu vermeiden, werden gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere kritische, relativ wenig Energie verbrauchende Geräte wie Steuerungsrechner mit Strom versorgt. Wird von einer elektrischen Schaltungseinrichtung ein Stromausfall oder Einbruch der Netzspannung erfasst, so wird zunächst der Zustand der Haupt- und Hilfsantriebe mit großer elektrischer Leistung überprüft. Sollten diese genügend kinetische Energie gespeichert haben, so kann der generatorische Betrieb der Haupt- und Hilfsantriebe beim Abbremsen ausreichend elektrische Energie für die kleineren elektrischen Verbraucher wie Rechner zur Verfügung stellen und es muss nicht auf elektrische Speicher wie Akkumulatoren oder ein Notstromdieselaggregat zurückgegriffen werden. Falls jedoch die elektrische Schaltungseinrichtung eine nicht mehr ausreichende gespeicherte kinetische Energie in den Haupt- und Hilfsantriebsmotoren der Druckmaschine feststellt, wird die Stromversorgung der elektrischen Verbraucher stattdessen durch eine Energiespeichereinrichtung sichergestellt. Diese kann jedoch entsprechend klein dimensioniert sein, da sie nur einen kürzeren Zeitraum bei Stromausfällen überbrücken muss, da zunächst die kinetische Energie in den Haupt- und Hilfsantriebsmotoren verwendet wird. Es ist daher möglich, mit einem relativ kleinen Energiespeicher Stromausfälle zu überbrücken. Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Spannungsversorgungseinrichtung kann so sichergestellt werden, dass die Steuerung der Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine zumindest bei kurzzeitigen Netzspannungsausfällen immer aktiv bleibt und somit ein Abschalten der Rechner mit abschließendem zeitaufwändigen Neustart vermieden wird. Außerdem kann die elektronische Steuerung nicht in einen unkontrollierten Betriebszustand geraten und so die Maschine bei längerem Stromausfall und zur Neige gehender elektrischer Energie in der Energiespeichereinrichtung zumindest kontrolliert abschalten.
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In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Entlastung des Stromnetzes der Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine das Stromnetz vom Antriebsmotor unterhalb einer vorgegebenen minimalen im Antriebsmotor gespeicherten kinetischen Energie durch die elektrische Spannungseinrichtung elektrisch getrennt wird. Damit wird sichergestellt, dass die Haupt- und Hilfsantriebe der Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine nicht selbst zu Stromverbrauchern werden, wenn sie nicht mehr genügend Energie zum Betrieb der kleinen elektrischen Verbraucher zur Verfügung stellen können und die Stromversorgung daher mittels der elektrischen Energiespeichereinrichtung erfolgt. Diese Energiespeichereinrichtung wird somit davor geschützt, schneller entladen zu werden, was das zu überbrückende Zeitintervall eines Stromausfalls erheblich verkürzen würde.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die kinetische Energie im Antriebsmotor über die Erfassung der Drehzahl des Antriebsmotors mittels eines Drehzahlsensors und der elektrischen Schaltungseinrichtung ermittelt wird. Die in den Haupt- und Hilfsantriebsmotoren der Druckmaschine gespeicherte kinetische Energie lässt sich nur indirekt ermitteln. Eine Möglichkeit stellt die Erfassung der Drehzahl der Antriebsmotoren dar, über welche in Kenntnis weiterer Motorenparameter wie rotierende Massen etc. die in den Motoren gespeicherte momentane kinetische Energie mittels eines Rechners berechnet werden kann. Dazu weisen die Antriebsmotoren Drehzahlsensoren auf, deren Ergebnisse an eine elektrische Schaltungseinrichtung übermittelt werden. Die elektrische Schaltungseinrichtung mit dem Rechner kann dann entscheiden, ob noch genügend kinetische Energie für den Betrieb der weiteren kleinen elektrischen Verbraucher vorhanden ist, oder ob die elektrische Energiespeichereinrichtung zugeschaltet werden muss.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Energiespeichereinrichtung einen Kondensator oder eine Batterie umfasst. Der Einsatz von Kondensatoren stellt eine besonders kostengünstige und wartungsfreie Lösung dar, da Kondensatoren unbegrenzt oft geladen und entladen werden können. Da mit der vorliegenden Energieversorgungseinrichtung nur relativ kurze Stromausfälle und Spannungseinbrüche überbrückt werden sollen, reicht die beschränkte Energiespeicherkapazität eines Kondensators insbesondere zur Stromversorgung von Kleinverbrauchern wie Rechnern und elektronischen Bauteilen aus. Falls auch längere Stromausfälle überbrückt werden sollen, bietet sich der Einsatz einer wieder aufladbaren Batterie an. Allerdings sind die Lade- und Entladezyklen von Batterien beschränkt, so dass hier entweder entsprechender Wartungsbedarf besteht oder der Einsatz einer wieder aufladbaren Batterie mit einem Kondensator gekoppelt wird, so daß bei kurzzeitigen Stromausfällen nur der Kondensator entladen wird und die Batterie erst dann zum Einsatz kommt, wenn die im Kondensator gespeicherte elektrische Energie nicht mehr ausreicht. So kann besonders flexibel und effizient auf Stromausfälle unterschiedlicher Länge reagiert werden.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Stromnetz der Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine aus wenigstens zwei Gleichspannungsebenen besteht. Diese Gleichspannungsebenen haben eine unterschiedliche Betriebsspannung, wobei Antriebsmotoren wie Haupt- und Hilfsantriebe mit hoher elektrischer Leistung an einer Gleichspannungsebene mit hoher Spannung angeschlossen sind, während kleinere Motoren und insbesondere elektronische Steuerungsgeräte und Rechner an eine Gleichspannungsebene mit geringer Betriebsspannung angeschlossen sind. Die Gleichspannungsebenen sind entweder über bidirektionale Spannungswandler miteinander verbunden oder über unidirektionale Spannungswandler. Bei einem Einsatz bidirektionaler Spannungswandler ist es möglich, die elektrische Energie in zwei miteinander verbundenen Gleichspannungsebenen in beide Richtungen auszutauschen. Dies erhöht die Flexibilität des Stromnetzes in der Druckmaschine.
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Vorteilhafterweise ist außerdem vorgesehen, dass an die Gleichspannungsebenen Stromverbraucher angeschlossen sind und dass die Stromverbraucher der Gleichspannungsebenen durch die elektrische Schaltungseinrichtung in Abhängigkeit ihres Leistungsbedarfs ein- und ausgeschaltet werden. In der elektrischen Schaltungseinrichtung kann ein Programm vorhanden sein, welches kleinere Elektromotoren bei Spannungsabfällen abschaltet, so dass die von den Haupt- und Hilfsantrieben erzeugte elektrische Energie beim generatorischen Bremsen ausschließlich den elektronischen Schaltkreisen und Rechnern zum Betrieb zur Verfügung steht. Durch ein derartiges definiertes Abschalten kann die Zeit eines zu überbrückenden Stromausfalls verlängert werden, welche von der erfindungsgemäßen Spannungsversorgungseinrichtung kompensiert werden kann. Angesichts der Problematik eines Neustarts von Steuerungsrechnern wird so sichergestellt, dass zumindest die Steuerungsrechner bis zuletzt mit elektrischer Energie versorgt werden können und kein unkontrollierter Betriebszustand auftritt.
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Es ist des Weiteren vorgesehen, dass die Bedruckstoffe verarbeitende Maschine eine Druckmaschine ist, dass der Zeitraum vom Eintritt des Netzausfalls bis zur Wiederaufnahme des Druckbetriebs in der elektrischen Schaltungseinrichtung erfasst wird, und dass in diesem Zeitraum produzierte Bedruckstoffe mit einer Markierung versehen werden. Wenn ein Stromausfall oder Spannungseinbruch auftritt, so wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Druckbetrieb unterbrochen, da die Haupt- und Hilfsantriebe der Druckmaschine abgebremst werden, um generatorisch elektrische Energie zu erzeugen. Damit verändert sich jedoch zwangsläufig die Druckgeschwindigkeit, welche bei längerem Stromausfall zum Stillstand der Maschine führen kann. Schwankungen der Druckgeschwindigkeit führen jedoch immer zu Änderungen im Druckbild bei der Produktion einer Druckmaschine, so dass die Druckqualität leidet. Die so erzeugten Bedruckstoffe minderer Qualität entsprechen meist nicht den Anforderungen des Kunden und dürfen so nicht mit verkauft werden. Gemäß dieser Ausführungsform werden nun die während des Stromausfalls produzierten Bedruckstoffe zum Beispiel mit einer Inkjet-Druckeinrichtung im letzten Druckwerk der Maschine mit einer Markierung versehen und können so sicher von den Bedruckstoffen mit guter Qualität unterscheiden werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die in diesem Zeitraum erfassten Bedruckstoffe über eine Makulaturweiche auf einen gesonderten Stapel der Druckmaschine ausgeschleust werden. In diesem Fall brauchen die Bedruckstoffe nicht markiert zu werden und die markierten Bedruckstoffe werden auf einen getrennten Stapel ausgeschleust, so dass sie nicht mit den Bedruckstoffen guter Druckqualität verwechselt werden können. Auf diese Art und Weise ist eine automatische Ausschleusung von Makulatur während Stromausfällen möglich.
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Vorteilhafterweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei Entnahme elektrischer Energie aus der Energiespeichereinrichtung wichtige Daten von elektronischen Steuerungskomponenten der Bedruckstoffe verarbeitenden Maschine in einem nicht flüchtigen oder gepufferten elektronischen Speicher gesichert werden. Da die erfindungsgemäße elektrische Spannungsversorgungseinrichtung vor allem dazu vorgesehen ist, kürzere Stromausfälle zu überbrücken, besteht bei längeren Stromausfällen die Gefahr, dass doch alle elektrischen Komponenten der Maschine einen Stromausfall erleiden. Um in diesem Fall eine Inbetriebnahme der Steuerungsrechner zu erleichtern, erweist es sich als vorteilhaft, wenn elektronische Daten während des Stromausfalls in einem nicht flüchtigen oder gepufferten elektronischen Speicher gesichert werden. In diesem Fall müssen dann die Rechner beim Neustart der Maschine nicht komplett neu gebootet werden, sondern die Daten können aus den nicht flüchtigen oder gepufferten elektronischen Speichern direkt in den Hauptspeicher des Rechners zurückgeführt werden und so den Neustart erheblich verkürzen. Bei den nicht flüchtigen Speichern kann es sich um Festplatten handeln, während gepufferte elektronische Speicher flüchtige Speicher darstellen, welche über eine Pufferbatterie verfügen, welche die Daten auch über längere Zeiträume wie Stunden oder Tage gespeichert vorhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher beschrieben und erläutert. Es zeigt die einzige
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- Figur
das elektrische Stromversorgungssystem einer Druckmaschine mit erfindungsgemäßer unterbrechungsfreier Stromversorgung und mehreren Gleichspannungsebenen.
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Die Figur zeigt die Stromversorgung einer Druckmaschine 1, welche mehrere Gleichspannungsebenen 5, 6, 12 aufweist. Das Stromnetz der Druckmaschine 1 bezieht im Regelfall während des laufenden Druckbetriebs seine elektrische Energie aus einem Dreiphasendrehstromnetz L1, L2, L3. Der Drehstrom wird in einem Einspeisemodul 3 in 540 Volt Gleichspannung für eine erste Gleichspannungsebene 5 umgesetzt. Die 540 Volt-Gleichspannungsebene 5 versorgt die elektrischen Antriebe mit hoher Leistung 9, 10, welche aus einem oder mehreren Hauptantriebsmotoren 9 mit einigen 10 bis über 100 KW Leistung bestehen, und mehrere kleine Nebenantriebsmotoren 10 im Bereich von 10 KW Leistung. An die 540 Volt-Gleichspannungsebene 5 ist über einen bidirektionalen Gleichspannungswandler 7 eine zweite Gleichspannungsebene 6 mit 380 Volt Gleichspannung angeschlossen. Durch den bidirektionalen Gleichspannungswandler 7 ist es möglich, elektrische Energie zwischen den beiden Gleichspannungsebenen 5, 6 in beiden Richtungen auszutauschen. Die 380 Volt-Gleichspannungsebene 6 versorgt vorwiegend Hilfsantriebe 11 mit einigen KW Leistung mit elektrischer Energie, welche zum Beispiel Kühlaggregate oder Blasluftaggregate der Druckmaschine 1 antreiben. An die 380 Volt-Gleichspannungsebene 6 wiederum ist über einen unidirektionalen Gleichspannungswandler 8 eine 24 Volt-Gleichspannungsebene 12 angeschlossen. Diese Niederspannung-Gleichspannungsebene 12 versorgt ausschließlich Kleinantriebe 13 sowie Schwachstromverbraucher 14 wie elektronische Rechner mit elektrischer Energie.
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Die 540 Volt-Gleichspannungsebene 5 steht mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) 4 in Verbindung, welche in bestimmten Betriebszuständen ebenfalls elektrische Energie in diese Gleichspannungsebene 5 einspeist. Die USV 4 besteht im Wesentlichen aus einem elektrischen Energiespeicher wie einem großen Kondensator, einer Kondensatorbatterie oder einem Akkumulator, welche im Normalbetrieb der Druckmaschine 1 keine elektrische Energie an die Gleichspannungsebene 5 abgeben, sondern ggf. selbst aufgeladen werden. Wenn jedoch ein Stromausfall oder ein Spannungseinbruch am Drehstromnetz L1, L2, L3 auftritt, so wird dieser Spannungseinbruch oder Stromausfall im Einspeisemodul 3 mittels einer Netzausfallerkennung 3b festgestellt. In der Figur ist diese Netzausfallerkennung 3b als elektrische Schaltung neben dem Netzgleichrichter 3a in das Einspeisemodul 3 integriert. Selbstverständlich können der Netzgleichrichter 3a und die Netzausfallerkennung 3b auch aus getrennten Bauteilen bestehen, insbesondere kann die Netzausfallerkennung 3b einen Spannungseinbruch oder Netzausfall auch an anderen Stellen im Stromnetz der Druckmaschine 1 feststellen. Wenn die Netzausfallerkennungsschaltung 3b einen Stromausfall festgestellt hat, so wird dieses Ereignis einer elektrischen USV-Managementschaltung 2 zugeleitet. Die USV-Managementschaltung 2 entscheidet dann, welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um den Stromausfall sinnvoll zu überbrücken. Da die USV 4 nur mit einer geringen Energiespeicherkapazität ausgestattet ist, soll bevorzugterweise bei einem Stromausfall die kinetische Energie des Hauptantriebs 9 und der Nebenantriebe 10 zur Speisung insbesondere der Rechner, welche an die 24 Volt-Gleichspannungsebene 12 angeschlossen sind, verwendet werden. Dazu muss in den Antrieben 9, 10 aber genügend kinetische Energie gespeichert sein, die in elektrische Energie umgesetzt werden kann. Als Maß für die gespeicherte kinetische Energie wird die Drehzahl n der Antriebe 9, 10 genommen. Je höher diese Drehzahl n ist, desto mehr kinetische Energie ist proportional gespeichert. Dazu ist eine minimal zulässige Drehzahl n min in der USV-Managementschaltung 2 hinterlegt, welche einer minimal zulässigen kinetischen Energie entspricht. Wenn die tatsächliche Drehzahl n der Antriebe 9, 10 über dieser minimal zulässigen Drehzahl n min liegt, so kann die USV-Managementschaltung 2 davon ausgehen, dass genügend elektrische Energie vorhanden ist, um die Hilfsantriebe 11 und Schwachstromverbraucher 13, 14 mit Strom zu versorgen. Kehrt in dieser Abbremsphase das Stromnetz rechtzeitig zurück, so dass die Drehzahl n der Antriebe 9, 10 nicht unter die minimal zulässige Drehzahl n min absinkt, so können die Antriebe 9, 10 wieder auf die Drehzahl der Druckgeschwindigkeit gebracht werden und der Druckvorgang in der Druckmaschine 1 kann fortgesetzt werden, denn während des Stromausfalls sind die Steuerungsrechner nicht ausgefallen, so dass kein Neustart notwendig war.
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Sollte das Stromnetz L1, L2, L3 für längere Zeit ausfallen, so dass die Drehzahl n der Antriebe 9, 10 unter die minimal zulässige Drehzahl n min fällt, oder sollte die Druckmaschine 1 bei Eintritt des Stromausfalls gerade stehen, so ist in den Antrieben 9, 10 nicht genügend kinetische Energie gespeichert, um die Kleinverbraucher 13, 14 oder Hilfsantriebe 11 mit elektrischer Energie zu versorgen. In diesem Fall schaltet die USV-Managementschaltung 2 die Energiespeichereinrichtung der USV 4 ein, so dass über die Gleichspannungsebenen 5, 6, 12 elektrische Energie zumindest für die Schwachstromverbraucher 13, 14 bereitsteht. In diesem Fall werden die Antriebe 9, 10 von der 540 Volt- Gleichspannungsebene 5 weggeschaltet, so dass sie nicht selbst elektrische Energie verbrauchen. Wenn dann der Stromausfall behoben ist, so kann die Druckmaschine 1 wieder auf Druckgeschwindigkeit gebracht werden, weil die Steuerungsrechner 14 nicht neu gestartet werden müssen, und alle Einstellungen der Druckmaschine 1 sofort für den Druckbetrieb abgerufen werden können. Sollte der Stromausfall jedoch länger anhalten, so können in einer weiteren Maßnahme zunächst auch noch die Hilfsantriebe 11 abgeschaltet werden, wenn dies wie in einer anderen Ausführungsform beim Eintritt eines Stromausfalls durch die USV-Managementschaltung 2 nicht sofort geschieht. Dadurch steht die elektrische Energie den Schwachstromverbrauchern 13, 14, insbesondere den Rechnern, länger zur Verfügung. Wenn jedoch der Stromausfall noch länger andauert, so dass auch die Spannung im Energiespeicher der USV 4 eine kritische Schwelle unterschritten hat, so werden bis zur endgültigen Leerung des Energiespeichers in der USV 4 sämtliche relevanten Daten in den Rechnern 14 der Druckmaschine 1 in nicht flüchtige Datenspeicher wie zum Beispiel Festplatten geschrieben. Damit stehen die entsprechenden Daten auch nach einem langen Stromausfall jederzeit zur Verfügung, um die Maschine bei Wiederkehr des Stromnetzes L1, L2, L3 unverzüglich wieder in Betrieb nehmen zu können. Insbesondere können so beim Herunterfahren der Druckmaschine 1 aufgetretene Fehler vor der Inbetriebnahme ausgelesen und behoben werden, um einen sicheren und fehlerlosen Betrieb nach Wiederaufnahme zu gewährleisten. Durch die Verknüpfung der verschiedenen Gleichspannungsebenen 5, 6, 12 ist es möglich, an einer zentralen Stelle das Energiemanagement durchzuführen und die elektrische Energie der Antriebe 9, 10 sowie des Energiespeichers der USV 4 in einer Gleichspannungsebene 5 einzuspeisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- USV- Managementschaltung
- 3
- Einspeisemodul
- 3 a
- Gleichrichter
- 3 b
- Netzausfallerkennung
- 4
- Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)
- 5
- 540 Volt Gleichspannungsebene
- 6
- 380 Volt Gleichspannungsebene
- 7
- Bidirektionaler Gleichspannungswandler
- 8
- Unidirektionaler Gleichspannungswandler
- 9
- Hauptantriebe
- 10
- Nebenantriebe
- 11
- Hilfsantriebe
- 12
- 24 Volt Gleichspannungsebene
- 13
- Kleinantriebe
- 14
- Schwachstromverbraucher
- L1, L2, L3
- Dreiphasendrehstromnetz
- n
- Drehzahl
- nmin
- minimal zulässige Drehzahl
