DE1254222B

DE1254222B - Schalteinrichtung zur Betaetigung von Arbeitsvorrichtungen unter Beruecksichtigung einer Totzeit

Info

Publication number: DE1254222B
Application number: DE1962S0081828
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gottfried Hoelzenbein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-09-29
Filing date: 1962-09-29
Publication date: 1967-11-16

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G05f

Deutsche Kl.: 21c-46/32

Nummer: 1254222

Aktenzeichen: S 81828 VIII b/21 c

Anmeldetag: 29. September 1962

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur Betätigung von Arbeitsvorrichtungen, deren Schaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines bewegten Gutes unter Berücksichtigung der vom Betätigungsbefehl bis zum Arbeitszeitpunkt der Vorrichtung vergehenden Totzeit gesteuert wird, mit einer Integriervorrichtung, der eine Spannungsquelle vorgeschaltet ist, die eine der Geschwindigkeit proportionale Spannung liefert und der eine spannungsempfindliche Schalteinrichtung zur Betätigung der Arbeitsvorrichtung nachgeschaltet ist.

Für Walzwerk-Hilfsantriebe, beispielsweise für Scherenantriebe, wird der Emschaltbefehl häufig vom laufenden Walzgut selbst über einen Anstoßschalter gegeben, der in einem gewissen Abstand vor der zu steuernden Einrichtung, beispielsweise der Schere, angeordnet ist und vom Walzgut betätigt wird. Es besteht in diesem Fall die Notwendigkeit, den Einschaltbefehl verzögert dem Antrieb zuzuführen. Die Verzögerung muß dabei umgekehrt proportional der Geschwindigkeit des Walzgutes sein.

Infolge der Trägheit des Antriebes vergeht vom Eintreffen des Einschaltbefehls beim Antrieb bis zur Ausführung des Schaltbefehls eine sogenannte Totzeit. Zur Kompensation dieser Totzeit muß also dafür gesorgt werden, daß der Befehl um die Totzeit früher gegeben wird.

Bei digital arbeitenden Steuerungen ist es bekannt, die Totzeit durch Ein- oder Ausblenden von Impulsen zu berücksichtigen. Soll die durch die digitale Steuerung erzielbare Genauigkeit eingehalten werden, so ist für die Berücksichtigung der Totzeit ein erheblicher Aufwand erforderlich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine analog arbeitende Schalteinrichtung zu schaffen, die die Laufgeschwindigkeit eines bewegten Gutes, z. B. die Geschwindigkeit des Walzgutes und die Totzeit des zu steuernden Antriebes, berücksichtigt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Berücksichtigung der Totzeit ein Teil des die Zeitkonstante bestimmenden Widerstandes der Integriervorrichtung vom Anlauf der Integriervorrichtung an über eine Zeit kurzgeschlossen ist, die gleich dem Produkt aus der Totzeit und dem aus den Teilwiderständen gebildeten Quotienten ist, in dessen Zähler der nicht kurzschließbare Teilwiderstand steht. Damit wird die Zeitkonstante der ohnehin vorhandenen Integriervorrichtung in einfacher Weise durch Kurzschließen eines Teiles eines als Spannungsteiler aufgebauten Widerstandes geändert. Durch Änderung des Wider-Schalteinrichtung zur Betätigung
von Arbeitsvorrichtungen unter
Berücksichtigung einer Totzeit

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Gottfried Hölzenbein, Erlangen

Standsverhältnisses kann jede beliebige Totzeit be-

ao rücksichtigt werden.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung,

as Fig. 2 die Ausgangsspannung des Integrierverstärkers in Abhängigkeit von der Zeit.

Der in F i g. 1 dargestellte Integrierverstärker, bestehend aus einem Verstärker P₁ mit großem Verstärkungsfaktor, vorzugsweise einem Gleichstromverstärker, ist über ein Potentiometer R₃ einer Tachometermaschine TD nachgeschaltet, die eine der Walzgutgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt. Ein im Eingangskreis des Verstärkers P₁ liegender Widerstand R, bestehend aus den Teilwiderständen R₁ und R₂, ist teilweise (R₂) mittels eines Kontaktes d₂ eines Zeitrelais D₂ kurzschließbar. Der Verstärker P₁ steuert ein Relais D₀, das bei einem vorgegebenen Wert der Ausgangsspannung U anspricht. Eingang und Ausgang des Verstärkers sind in bekannter Weise durch eine Integrierkapazität C miteinander verbunden. Diese ist mittels eines Kontaktes (J₁ eines Relais D₁ kurzschließbar.

Betätigt z. B. das vordere Ende eines Walzgutes einen nicht dargestellten Anstoßschalter, so wird dessen Kontakt B₁ geschlossen und das Relais O₁ erregt. Dadurch wird der Kontakt d_t geöffnet, so daß die Integrierkapazität C wirksam wird. Das hat zur Folge, daß der Integrierverstärker anläuft. Das gleichzeitig mit Relais D₁ erregte Zeitrelais D₂ spricht verzögert an. Es hebt nach einer voreinstellbaren Zeit t_w den anfangs vorhandenen Kurzschluß des Teilwiderstandes R₂ durch Öffnen des Kontaktes d₂

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Claims

auf. Diese Zeit tw, nach der eine Umschaltung der Zeitkonstanten erfolgt, ist gleich tv · R1ZR2. Vorteilhaft wird der Abgriff am Widerstand R so eingestellt, daß die Teilwiderstände R1 und R2 gleich groß werden und dann t„ = tr wird. Während also der Integrierverstärker vom Anlauf an bis zum Aufheben des Kurzschlusses von R2 nach der Zeit tw mit einer der Zeitkonstanten R1 · C entsprechenden Steilheit hochgelaufen ist, läuft er nach Aufheben des Kurzschlusses entsprechend der neuen größeren Zeitkonstanten (A1 + jR2) · C weniger steil weiter hoch (Fig. 2). Erreicht die Ausgangsspannung U des Integrierverstärkers einen Wert t/s, so spricht das Relais D0 an und schließt einen Kontakt dQ, wodurch Spannung an die Wicklung eines Relais D3 gelegt wird, das anspricht und seinerseits einen Schalter ^32 schließt unddamit den zu steuernden Antrieb einschaltet. Gleichzeitig wird mittels eines Kontaktes dsl ein Selbsthaltekreis für das Relais D3 geschlossen. Fig. 2 gibt den Verlauf der Ausgangsspannung des Integrierverstärkers in Abhängigkeit von der Zeit für eine bestimmte Walzgutgeschwindigkeit wieder. Es sei angenommen, daß ein verzögerungsfrei, d.h. ohne Totzeit ansprechender Antrieb nach einer Zeit tS2 eingeschaltet werden soll. Dies kann mittels des Integrierverstärkers geschehen, wenn der Kurzschluß des Teilwiderstandes R2 aufgehoben ist, so daß die Ausgangsspannung des Integrierverstärkers entsprechend der Zeitkonstanten (R1 + R2) · C, wie es die gestrichelt gezeichnete Gerade 1 andeutet, ansteigt und nach der Zeit *S2-den für die Einschaltung des Antriebes nötigen Weit Us erreicht. Spricht dagegen der Antrieb — weil er mit einer gewissen Totzeit tv behaftet ist — verzögert an, dann muß er um eine Zeit, die gleich der Totzeit ist, früher eingeschaltet werden, also zum Zeitpunkt tsl. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Integrierverstärker entsprechend der kleineren Zeitkonstanten R1 · C steller anläuft, wie dies durch die Gerade 2 angedeutet ist, und nach einer Zeit tw eine Vergrößerung der Zeitkonstante durch Aufheben des Kurzschlusses des Teilwiderstandes R2 erfährt und dementsprechend nunmehr weniger steil, wie dies durch die Gerade 1' angedeutet ist, hochläuft und bereits im Zeitpunkt ts t die Ansprechspannung Us für das Relais D0 erreicht. Statt der im Ausführungsbeispiel benutzten herkömmlichen Kontaktrelais können auch elektronische Relais, d. h. kontaktlose Schalteinrichtungen, Verwendung finden. Der Schalter, der durch das vordere Ende des Walzgutes betätigt wird und den Zeitschalter in Betrieb setzt, kann ein mechanisch betätigbarer Schalter oder ein auf elektromagnetischer oder elektrooptischer Basis wirkender berührungslos betätigbarer Schalter sein. Die erfindungsgemäße Zeitschalteinrichtung ist über das vorgenannte Anwendungsbeispiel hinaus überall dort anwendbar, wo in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines Gegenstandes ein Vorgang unter Berücksichtigung der Trägheit od. dgl., die ein verzögertes Einsetzen und/oder Aussetzen zur Folge hat, ausgelöst werden soll. Als weitere Anwendungsmöglichkeiten seien die Werkzeugmaschinen-Technik und die automatische Fließbandfertigung genannt. Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung zur Betätigung von Arbeitsvorrichtungen, deren Schaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines bewegten Gutes unter Berücksichtigung der vom Betätigungsbefehl bis zum Arbeitszeitpunkt der Vorrichtung vergehenden Totzeit gesteuert wird, mit einer Integriervorrichtung, der eine Spannungsquelle vorgeschaltet ist, die eine der Geschwindigkeit proportionale Spannung liefert und der eine spannungsempfindliche Schalteinrichtung zur Betätigung der Arbeitsvorrichtung nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung der Totzeit (t_v) ein Teil (R₂) des die Zeitkonstante bestimmenden Widerstandes (R = R₁ + R₂) der Integriervorrichtung an über eine Zeit: (/„,) kurzgeschlossen ist, die gleich dem Produkt aus der Totzeit (i_v) und dem aus den Teilwiderständen (A₁ und R₂) gebildeten Quotienten ist, in dessen Zähler der nicht kurzschließbare Teilwiderstand (R₁) steht.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlauf der Integriervorrichtung durch Aufheben eines Kurzschlusses einer Integrierkapazität (C) mittels eines durch das Gut betätigten Auslöseschalters (b_t) erfolgt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein um die Kurzschlußzeit (i,„) für den Teilwiderstand (R₂) verzögert ansprechendes Zeitrelais (D₂) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 908 996;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1032 372,
654, 1099 619.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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