DE1257943B - Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen

Info

Publication number
DE1257943B
DE1257943B DE1962S0081639 DES0081639A DE1257943B DE 1257943 B DE1257943 B DE 1257943B DE 1962S0081639 DE1962S0081639 DE 1962S0081639 DE S0081639 A DES0081639 A DE S0081639A DE 1257943 B DE1257943 B DE 1257943B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
output
input
stage
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1962S0081639
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Richter
Peter Wiehn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1962S0081639 priority Critical patent/DE1257943B/de
Publication of DE1257943B publication Critical patent/DE1257943B/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur dynamischen Überwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknüpften kontaktlosen Steuerbausteinen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur dynamischen, d. h. fortlaufenden arbeitsbetrieblichen Überwachung der Betriebssicherheit von kontaktlosen Steuerbausteinen, wie sie zur Befehlsverarbeitung in Steuerungen, z. B. bei der Steuerung von Arbeitsmaschinen oder Rechengeräten, Anwendung finden. Die kontaktlose Steuertechnik mit logischen Steuer= Bausteinen hat gegenüber den bekannten Steuerungen mit Relais den Vorteil relativ großer Betriebssicherheit, da Fehlschaltungen infolge von Kontaktklemmungen bzw. -prellangen nicht auftreten können; auch der Verschleiß kontaktloser Steuerbausteine ist an sich außerordentlich gering, und deren Anwendung in der Arbeitsmasehinensteuertechnik gewährleistet im allgemeinen die Verarbeitung einer außerordentlich hohen Anzahl von Steuerbefehlen in der Zeiteinheit. Wesentlich aber ist, dafür zu sorgen, daß die mit Halbleiter-Bauelementen aufgebauten Steuerbausteine keine elektrische oder thermische Überbeanspruchung erfahren.
  • Eine solche Überbeanspruchung liegt in der Regel dann vor, wenn die Arbeitstemperatur oberhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt oder wenn die Versorgungsspannungen bzw. die zur Steuerung der Halbleiter notwendigen Steuersignalspannungen zu hoch gewählt sind. Besonders empfindlich sind derartige Steuerbausteine (trotz ihrer sonst unbestrittenen Vorteile) gegen Überspannungsspitzen, wie sie z. B. bei der gleichstrommäßigen Abschaltung einer Induktivität mittels einer kontaktlosen Leistungsstufe auftreten können.
  • Zum Aufbau einer kontaktlosen Ivlaschinensteue, rang sind zunächst Eingangselemente erforderlich, wie z. B. Betätigungsschalter, Stellungsgeber, Meßfühler usw., die die Steuerbefehle in die Steuerung eingeben. Diese Eingangselemente werden als Befehlsgeber bezeichnet. Sie können kontaktbehaftete Geber sein, wie z. B. die Endschalter von Arbeitsmaschinen, oder kontaktlose Geber, z. B. ohmsche, kapazitive, induktive Geber. Zur Gruppe der letztgenannten Geber gehören die bekannten Hallgeneratoren, die es ermöglichen, die Winkelverstellung eines drehbaren Maschinenteils abzufragen und ein Steuersignal abzugeben, wenn das Maschinenteil sich um einen vorgegebenen Winkel verdreht hat. , An die Befehlsgeber ist in kontaktlosen Steuerungen der sogenannte Steuerteil angeschlossen. Dieser den Eingangselementen nachgeschaltete Schaltungsteil dient zur Erarbeitung und Verarbeitung der Steuerbefehle, ferner zur Durchführung der notwendigen Verriegelungen und Verknüpfungen unter Berücksichtigung der geforderten logischen Bedingungen sowie zur Herstellung der gewünschten Zeitabläufe des Steuerprogramms, An den Steuerteil schließen sich die Ausgangselemente an, die aus Schützen, Magnetventilen, Kupplungen u. dgl. bestehen können. Die für die Steuerung dieser Ausgangselemente notwendige elektrische Leistung wird durch Vorschalten von Verstärkerstufen bereitgestellt, die ebenfalls mit Transistoren, jedoch solchen größerer Ausgangsleistung, aufgebaut sind.
  • Da die Signalspannungen zur Ansteuerung der Steuerbausteine ebenso wie die Versorgungsspannungen für die Steuerbausteine Gleichspannungen sind und die von den Steuerbausteinen über Leistungsstufen gesteuerten Verbraucher häufig einen induktiven inneren Widerstand aufweisen, besteht die Gefahr, daß durch die an den induktiven Verbrauchern auftretenden hohen Abschaltspannungsspitzen die Transistoren der vorgeschalteten Verstärkerstufen zerstört werden. Um dies zu verhindern, hat man bereits durch Parallelschaltung von Dioden oder RC-Gliedern zu den induktiven Verbrauchern versucht, diese Abschaltspannungsspitzen abzufangen. Jedoch besteht nach wie vor die Gefahr, daß der eine oder andere kontaktlose Steuerbaustein --- nicht nur die erwähnten Leistungsstufen - durch Überbeanspruchung der verwendeten Halbleiter defekt wird, so daß unter Umständen eine einwandfreie Arbeit der gesamten Steuerkette nicht mehr gewährleistet ist.
  • Es besteht zwar die Möglichkeit, von Fall zu Fall ein defekt gewordenes Bauteil durch ein betriebstüchtiges Bauelement zu ersetzen, jedoch können auftretende Fehler in einer solchen Steuerung auch Auswirkungen zur Folge haben, die außer Produktionsausfällen auch noch Schädigungen des, Produkts oder sogar der Bedienungsperson hervorrufen. Ausfälle und Fehler der erwähnten Art lassen sich grundsätzlich in zwei Gruppen aufteilen, nämlich in Fehler, die ein an sich ungefährliches Versagen der Steuerung ergeben, beispielsweise wenn eine Gefahrenmeldeanlage ohne vorhandene Gefahr anspricht, oder in Fehler, die ein gefährliches Versagen der Steuerung zur Folge haben, z. B. dann, wenn bei einer Schnellhubpresse während des Einrichtens der - Stanzwerkzeuge der Stempel herunterfährt. Steueürngsschaltungen, bei denen bei Ausfall eines beliebigen Steuerbausteines eine Unfallgefahr hervorgerufen werden kann, müssen auf jeden Fall gegen eine solche Auswirkung gesichert werden.
  • Es ist bekannt, bei solchen wichtigen Steuerschaltungen die Steuerbausteine, die zur Verarbeitung der Steuerbefehle notwendig sind, mehrfach parallel, z: B. dreifach, vorzusehen, ' wobei eine nachgeschaltete Prüfschaltung für diese Bausteine den Steuerbefehl erst dann weitergibt,. wenn die Ausgänge mindestens zweier Steuerbausteine (von insgesamt drei) den gleichen Signalzustand aufweisen. Abgesehen von dem hohen Aufwand, der bei einer solchen Sicherheitsschaltung getrieben wird, haben diese Prüfschaltungen den Nachteil, daß die Ausgangssignalzustände der parallelen Steuerkanäle über Prüfbauteile erfaßt werden, die wiederum nur einfach vorhanden sind und selbst auch fehlerhaft werden können. Wird beispielsweise in einer solchen »Zwei-von-drei«-Auswahl das Prüfelement im Sinn eines gefährlichen Versagens der Steuerung defekt, dann nutzt der gesamte Aufwand nichts. Überlegungen hinsichtlich der Arbeitsweise von kontaktlosen Steuerbausteinen, wie Undgattern, Odergattern, Umkehrstufen und Leistungsstufen haben nun ergeben, daß eine Betriebssicherheitsprüfschaltung im Prinzip in der Weise. aufgebaut werden kann, daß bei den vorgenannten Steuermitteln der Ausgangssignalzustand und der Eingangssignalzustand jedes Bausteines durch Prüfmittel verglichen und Rückschlüsse aus der Zuordnung der Signale dahingehend gezogen werden können, ob innerhalb eines oder mehrerer der Steuerbausteine ein Fehler vorliegt oder nicht.
  • Bekanntlich gibt ein Undgatter ausgangsseitig dann und nur dann ein L-Signal ab, wenn sämtliche seiner angeschlossenen Steuereingänge L-Signal führen. Führt dagegen auch nur einer der Eingänge 0-Signal, so führt auch sein Ausgang 0-Signal. Würden nun beispielsweise zwei beschaltete Eingänge dieses Undgatters je durch ein 0-Signal angesteuert sein oder der eine Eingang 0-Signal und der andere L-Signal führen, so liegt mit Sicherheit ein Fehler im Undgatter vor, wenn der Ausgang dann L-Signal' abgeben würde. Ebenso liegt mit Sicherheit ein Fehler im Bauteil vor, wenn sämtliche Eingänge mit L-Signal belegt sind und am Ausgang erschiene 0-Signal.
  • Eine Umkehrstufe bzw. eine Leistungsstufe führt bekanntlich ausgangsseitig stets 0-Signal, wenn einer ihrer Odereingänge mit L-Signal belegt ist. Andererseits muß der Ausgang L-Signal führen, wenn alle Eingänge durch 0-Signal belegt sind. Wird ein solches Bauteil nun eingangsseitig mit einem L-Signal angesteuert und ergibt sich ausgangsseitig ebenfalls L-Signal, so weist der Baustein zweifellos einen Fehler auf (defekte Zuleitung zur Transistorbasis). Ebenso liegt ein Fehler vor, wenn keiner der Eingänge einer Umkehr- bzw. Leistungsstufe mit einem L-Signal angesteuert wird, und ausgangsseitig erscheint 0-Signal (Transistor defekt). _ . Ein solches Fehlverhalten eines Umkehr- bzw. Leistungsstufenbausteines läßt sich, wie die F i g. 1 veranschaulichen soll, durch eine Prüf- und Steuerschaltung ermitteln.
  • Überwacht werden soll das Betriebsverhalten der Leistungsstufe Pm. Der Ausgang A, ist über ein Magnetventil Mv über den geschlossenen Kontakt s mit dem negativen Pol N der Stromversorgung verbunden. Das Magnetventil Mv möge mittels einer Hydralik bei Erregung den Antrieb einer Hubpresse mit dem Abtrieb kuppeln, so daß der Pressenstempel eine Arbeitsbewegung vollführt. Bei plötzlicher Entregung des Magnetventils möge eine Entkuppelung zwischen Antrieb und Abtrieb erfolgen und der Pressenstempel (z. B. durch Bremsen) in der jeweiligen Lage sofort stillgesetzt werden. Eine Erregung des Magnetventils ist auf Grund der vorangegangenen Funktionsbeschreibung einer Leistungsstufe bei betriebsfähigem Bauteil Par nur dann. möglich, wenn auf einen der Eingänge (hier den Eingang 12) L-Signal gegeben wird. Dann führt der Ausgang A, der Leistungsstufe Pm 0-Signal (Bezugspotential), und das Magnetventil Mv wird über seine Verbindung nach N erregt. Zur Prüfung der Betriebsfähigkeit des Bauteils PH ist eine Überwachungsschaltung Ü aus den Umkehrstufen N, dem Undgatter X, der Leistungsstufe PS und dem Relais S vorgesehen. Wird L-Signal auf den Eingang 12 der Leistungsstufe Pm gegeben, dann liegt dieses L-Signal auch am Eingang 01 der Umkehrstufe N. Ihr Ausgang führt also 0-Signal, das auch am Eingang 16 des Undgatters X anliegt. Ist die zu überwachende Leistungsstufe Pm fehlerfrei, so führt ihr Ausgang Ao 0-Signal, das auch am Eingang 11 der anderen Umkehrstufe des zwei getrennte Umkehrstufen enthaltenden Bausteines N anliegt. Der Ausgang Ao der Umkehrstufe N führt also L-Signal, das auch am Eingang 13 des Undgatters X liegt. Da somit das Undgatter X eingangsseitig nicht ausschließlich durch L-Signale beaufschlagt ist, führt sein Ausgang 0-Signal, das auch am Eingang 1 x der Leistungsstufe Ps anliegt. Der Ausgang Ao der Leistungsstufe P, führt also L-Signal, und die Wicklung des einerseits an AolPs, andererseits an N angeschlossenen Relais S . bleibt unerregt; sein Ruhekontakt s bleibt geschlossen.
  • Wird nun 0-Signal an den Eingang 12 der betriebsfähigen Leistungsstufe Pm angelegt, so führt ihr Ausgang AO L-Signal, was eine Entregung des Magnetventils Mv zur Folge hat. Die Signalzustände am Undgatter X werden lediglich umgekehrt, d. h., am Eingang 16 liegt jetzt L-Signal, am Eingang 13 0-Signal. Folglich führt auch der Ausgang X1 des Undgatters X nach wie vor 0-Signal, und das Relais S bleibt weiterhin unerregt.
  • Wird nun das Bauteil Pm in dem- Sinn defekt, daß bei L-Signalgabe auf den Eingang 12 auch am Ausgang A, L-Signal entsteht, so sind die Undgattereingänge 13 und 16 des Undgatters X je durch 0-Signal belegt. Der Ausgang X1 des Undgatters führt nach wie vor 0-Signal, und das Relais S bleibt weiterhin entregt. Der Fehler des Bauteils Pm ist nur dadurch erkennbar, daß auf den Einschaltbefehl (L-Signal) am Eingang 12 keine Erregung des Magnetventils Mv erfolgt. Eine gefährliche Situation kann dabei sicherlich nicht entstehen.
  • Würde aber bei einem 0-Signal (Entregungskriterium für das Magnetventil Mv) am Eingang der Leistungsstufe Pm deren Ausgang A, infolge Zerstörung des Transistors fälschlich 0-Signal führen und dadurch eine »Gefahr« bedeutende Erregung des Magnetventils Mv erfolgen können, so wird sowohl der Eingang 13 als auch der Eingang 16 des Undgatters X je L-Signal erhalten; der Ausgang X, des Undgatters führt dann L-Signal, der Ausgang A, der Leistungsstufe P,s 0-Signal. In diesem Fall wird das Relais S zum Ansprechen gebracht und sein Kontakt s geöffnet. Ist die Ansprechempfindlichkeit des Relais S groß gegenüber der des Magnetventils Mv gewählt, so wird trotz des defekten Bauteils Pmr eine unter Umständen gefährliche Erregung des Magnetventils Mv mit Sicherheit vermieden.
  • Eine kritische Betrachtung der im vorstehenden beschriebenen Darstellung nach F i g. 1 ergibt, daß der Überwachungsaufwand für den Baustein Pm relativ groß ist und daß die Überwachungsbausteine N, X, Ps, S keineswegs auf Funktionssicherheit mitüberwacht werden. Werden diese ihrerseits defekt, so ist eine einwandfreie Überwachung des Bauteils Par nicht mehr möglich.
  • Die Erfindung geht deshalb unter Anwendung des prinzipiellen Gedankens, den Eingangssignalzustand und den Ausgangssignalzustand der zu überwachenden Bausteine zu prüfen, den zusätzlichen Weg, die Steuersignale zur Ansteuerung der zu überwachenden Bausteine in entsprechende Impulsfolgen zu zerlegen und mit einer Überwachungsvorrichtung die Ausgangssignale sowie die Eingangssignale der Bausteine auf die richtige Zuordnung der Signalfolgen zu prüfen. Liegen die zu prüfenden Bausteine in einer Kette hintereinander, so erübrigt es sich, außer den Ausgangssignalen auch noch die Eingangssignale zu überwachen, da ja die Eingangssignale eines Bausteines dann die Ausgangssignale des vorgeschalteten Bausteines sind. Aus der Patentliteratur ist eine Schaltungsanordnung zur dynamischen Überwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknüpften kontaktlosen Steuerbausteinen bekannt, welche durch von Befehlsgebern abgeleitete Steuersignale (L-Signale, 0-Signale) gesteuert werden. Hierbei ist den zu überwachenden Steuerbausteinen oder -bausteingruppen eine aus einem Impulsgeber und einem Impulsempfänger bestehende, auf impulsförmige Spannungen ansprechende Überwachungsvorrichtung zugeordnet. Die Überwachung erfolgt durch eine interne Schaltmaßnahme der Bauelemente. Dem Schalttransistor des Bausteines ist jeweils ein nur für impulsförmige Signale durchlässiges Koppelglied vor- und nachgeschaltet.
  • Auch die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zur dynamischen Überwachung der Betriebssicherheit von Steuerbausteinen und weist ebenfalls einen Impulsgeber und einen Impulsempfänger auf. Hierbei besteht die Erfindung darin, daß der Geberteil der Überwachungsvorrichtung die zur Ansteuerung der Steuerbausteine erforderlichen Signale (L-Signal, 0-Signal) in periodisch unterbrochene Signalfolgen in der Weise zerlegt, daß der L-Signalzustand aus einer L,-Signalfolge (L-Signal mit kurzen 0-Signaleinbrüchen) und der 0-Signalzustand aus einer OL-Signalfolge (0-Signal mit kurzen L-Signaleinbrüchen) besteht, während der Empfängerteil aus eingangsseitig mit den Ausgängen (und gegebenenfalls Eingängen) einer Vielzahl der zu überwachenden Steuerbausteine verbundenen Lö und OL-Signalprüfgattern und einer Schaltvorrichtung besteht, die eine Schaltmaßnahme auslöst oder vorbereitet, wenn fälschlich eines der L,-Signal Prüfgatter eingangsseitig L-Signal oder eines der OL-Signalprüfgatter' eingangsseitig 0-Signal führt.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein ganzes Steuerungssystem mit einer Vielzahl von Bausteinen von einer einzigen Überwachungseinrichtung überwacht werden kann und daß diese Überwachungseinrichtung durch Schaffung von zusätzlichen Eingängen bei den Überwachungsorganen beliebig erweiterbar ist. Des weiteren ermöglicht es die Erfindung, auch die Überwachung von Kippstufen und Gedächtnisstufen durchzuführen.
  • In der F i g. 2 ist das Überwachungsprinzip veranschaulicht. Der Impulsgeber IG erzeugt die für die Ansteuerung sämtlicher Steuerbausteine, die in der Steuerung ST zusammengefaßt sind, erforderlichen Steuersignale zentral. Die L-Signale werden als L, -Signalfolgen und die 0-Signale werden als OL-Signalfolgen in die Steuerung ST gegeben, deren Eingabe E durch Pfeile gekennzeichnet ist. Die Eingangssignale und die Ausgangssignale bzw. lediglich die Ausgangssignale jedes Steuerbausteines der Steuerung ST werden von einem Impulsempfänger 1E überwacht, wobei dieser Impulsempfänger getrennte Überwachungsmittel für L,- und OL-Signalfolgen enthält. Die Steuerung ST steuert ausgangsseitig den Verbraucher Y über den normalerweise geschlossenen Arbeitskontakt s eines Sicherheitsrelais S, das dem Impulsempfänger IE zugeordnet ist. Das Sicherheitsrelais S wird stets dann entregt, wenn die L,-Überwachungsmittel des Impulsempfängers 1E an Stelle der als in Ordnung befundenen 0- oder L,-Signale fälschlich durch L-Signale angesteuert werden. Ebenso wird das Sicherheitsrelais S entregt, wenn die OL-Überwachungsmittel des Impulsempfängers an Stelle der als in Ordnung befundenen Signale L oder OL fälschlich durch 0-Signale angesteuert werden. Beim Aberregen des Relais S wird der Kontakt s im Verbraucherkreis geöffnet und der Verbraucher V abgeschaltet.
  • Unter L.-Signalen sind L-Signale mit kurzen 0-Einbrüchen zu verstehen. Andererseits sind die OL-Signale Impulsfolgen, die aus einem 0-Signal mit kurzen L-Einbrüchen bestehen. Diese Impulsfolgen sind in der F i g. 3 veranschaulicht. Die L,-Signalfolgen und die OL-Signalfolgen sind zueinander komplementär, d. h., für die Zeitdauer, in der die Lo-Signalfolge ihren L-Anteil hat, wird gleichzeitig beim OL-Signal der 0-Anteil abgegeben, und umgekehrt.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform für die Schaltung eines Impulsgebers, der die Abgabe von OL- und L,-Signalfolgen für die Ansteuerung der Steuerbausteine abzugeben in der Lage ist, ist in der F i g. 4a veranschaulicht; er besteht aus einer von einem Taktgeber, z. B. der Netzfrequenz, gesteuerten Signalformer- oder Kippstufe K, die auf Grund der ihr zugeordneten Widerstands-Kondensator-Kombination äquidistante L-Signalimpulse, also eine OL-Signalfolge, abgibt. Dieser Kippstufe K ist eine Leistungsstufe P nachgeschaltet, die die OL-Signalfolge umkehrt und ausgangsseitig eine L,-Signalfolge abgibt. Die durch den Impulsgeber bereitgestellten OL- und L,-Signalfolgen werden, wie in der F i g. 2 veranschaulicht, der Steuerung, d. h. den einzelnen Steuerbausteinen, je nach Bedarf eingegeben, wobei die an den Steuerbausteinen sich ergebenden Ausgangssignale nicht nur an die Eingänge der weiteren Steuerbausteine weitergegeben werden, sondern auch noch den Eingängen des Impulsempfängers IE zugeführt werden. Der Impulsgeber IG kann auch gemäß der Darstellung entsprechend F i g. 4b aufgebaut sein, wobei als Taktgeber ein Generator G, z, B. ein astabiler Multivibrator, dient. Der Ausgang des Generators G für eine Impulsfolgefrequenz von z. B._ 5 kHz ist (z, B, über zwei als Impulsformer dienende Umkehrstufen N) mit dem Eingang des Kippers K verbunden. Am Ausgang dieses Kippers- sind ÖL-Signalfolgen, am Ausgang der nachfolgenden Leistungsstufe PLö Signalfolgen entnehmbar.
  • Der Impulsempfänger JE besteht, wie die F i g. 5 veranschaulicht, aus einer Umkehrstufe N als L.-Überwachungsmittel. Diese Umkehrstufe N besitzt so viele Eingänge, (z, B. 4 bis 12 gemäß F i g, 5), wie zu überwachende Steuerbausteine in der Steuerung vorhanden sind, deren Ausgänge 0-Signal, LQ-Signal, aber nicht L-Signal führen dürfen. Der Ausgang dieser Umkehrstufe N (oder die Ausgänge mehrerer zur -.
  • Umkehrstufen N) ist an einen Eingang P (oder an mehrere Eingänge) eines undgatters X geführt, dessen weitere Eingänge a bis m an diejenigen Ausgänge der zaa überwachenden Steuer-. Bausteine angeschlossen sind, deren Ausgänge wohl OL-Signgl oder L-Signal, nicht aber 0-Signal führen dürfen.
  • Dieses Undgatter X dient als OL-_Überwachung5-mittel. Der Ausgang des Undgattegs X ist mit dem, Eingang einer Kippstufe K verbunden, deren Zeitkonstantengfieder so bemessen sind, daß an ihrem Ausgang aus der Eingangs-OL-Signalfolge ausgangsseitig eine Impulsfolge mit z. 13. symmetrischere, Impuls-Pausen-Verhältnis abgegeben wird. Der Kippstufe K ist eine Leistungsstufe P nachgeschaltet, die einen Kondensator E' gegen N speist. Außerdem ist direkt vom Ausgang der Leistungsstufe P ein; Widerstand R als Entladewiderstand für den Kondensator C gegen N geschaltet. Beim Ansteuern der Leistungsstufe P mit L-Signal vom Kipper K her wird der Endtransistor der Leistuugsstufe P leitend, und es fließt ein Ladestrom durch den Kondensator C. Bei 0-Signal am Kipperausgang sperrt der Leistungstransistor, und der Kondensator C entlädt sich über den Entladewiderstaud R. Der durch den Kondensator gehende Lade- und Entladestrom ist ein Wechselstrom, der mittels des Gleichrichters gleichgerichtet wird.
  • Solange an den Eingängen der Umkehrstufe NLp-Signale oder 0-Signale anstehen, führt der Ausgang dieser Umkehrstrafe ÖL- oder L-Signal. Dieses Signal liegt auch am Eingang p des Undgatters X Führen weitere Eingänge a bis m ordnungsgemäß gleichzeitig OL- oder L-Signal, so entsteht am Ausgang des Undgatters X ebenfalls OL-. oder L-Signal, das den Kipper K ansteuern kann. Die dann dauernd vorhandene pul-Bierende Ausgangsspannung des Kippers K speist die Leistungsstufe P und diese über den Kondensator C den Gleichrichter Gl, so daß das Relais S erregt gehalten wird.
  • Gelangt dagegen an einen der Eingänge 1 bis 12 der Umkehrstufe N aus irgendeinem Baustein ein Fehlersignal, nämlich ein Dauer-L-Sigtnal, so entsteht an seinem Ausgang Dauer-O-Signal, wodurch auf Grund der Undgatter-Bediugung des Undgaiters X an dessen Ausgang kein OL-Signal mehr entstehen kann, sondern nur Dauer-O-Signal. Dieses 0-Signal am Ausgang des i Undgatters X sperrt den Kipper K, der daran ausgangsseitig keine Impulse mehr erzeugt. Hierdurch wird das Sicherheitsrelais S eutregt, sein Kontakt s (F i g. 2) öffnet, und die Stromzuführung zum Verbraucher 1' wird unterbrochen.
  • Der gleiche Vorgang tritt ein, wenn einer der Eingänge a bis m des Undgatters X an Stelle von OL-5 Signal auf Grund eines Fehlers in einem OL-überwachten Baustein dauernd 0-Signal führt. Auch dann führt der Ausgang des Undgatters 0-Signal, wodurch der Kipper K für die Impulsabgabe gesperrt wird, was, wie zuvor dargestellt, zur Entregung des Sicherheits-9 relais S führt, Um die Überwachungsschaltung gemäß F i g. 5 auch bei eingangsseitig abbrechenden Zuleitungen zum Ansprechen zu bringen, werden sowohl die Umkehrstufe N als auch das Undgatter X zweckmäßigerweise als sogenannte kompensierte Bausteine ausgeführt. Sämtliche Eingänge 1 bis 12 der Umkehrstufe N sind vorzugsweise innerhalb des Bausteines über je einen Widerstand mit dem Pol N der Versorgungsbatterie verbunden. Liese Widerstände sorgen dafür, daß im Fall des Abbrechens einer an den Eingang 1 oder 2 oder 3 angeschlossenen Steuerleitung mit Sicherheit Dauer-L-Signal an dem betreffenden Eingang liegt, was zur Folge hat, daß mit Sicherheit Dauer-O-Signal am Ausgang A der Umkehrstufe erscheint. Ebenso ist das Undgatter X gemäß F i g. 5 als kompensiertes (aktives) Undgatter ausgeführt, wie die F i g. 7 veranschaulicht. Hierbei sind Widerstände R vorzugsweise innerhalb des Bausteines von den Eingängen a, b, c an den Pluspol P der Versorgungsspannungsquelle gelegt. Würde nun eine der an die Eingänge a, b, c an- geschlossenen Zuleitungen abbrechen, so wird mit Sicherheit Pluspotential an den betreffenden Eingang gelegt, wodurch ausgangsseitig Dauer-O-Signal erscheint, gleichgültig, ob die anderen Eingänge ordnungsgemäß 0r.- oder L-Signal führen. Besteht nun die Forderung, eine Leistungsstufe Pm, wie sie in der F i g. 1 veranschaulicht ist, gemäß der Merkmalen der Erfindung zu überwachen, so ist nacl denn Vorhergesagten wie folgt vorzugehen: In der Ruhe, d, h. wenn. das Magnetventil Mv unerregt sein soll, wird auf den Eingang 12 (F i g. 1; 0L-Signal gegeben, das dem Impulsgeber IG gemäß der F i g, 4 beispielsweise hinter der Kippstufe K oder dem Ausgang der Leistungsstufe P über eine weitere Umkehrstufe oder Leistungsstufe entnommen wird. Die Folge ist, daß am, Ausgang der Leistungsstufe PvLö Signal, also ein L-Signal mit kurzen 0-Signaleinbrüchen entsteht. Die kurzen 0-Signaleinbrüche des L,-Signals ermöglichen aber kein Ansprechen des Magnetventils Mv, da dieses ansprechträge ist. Das Magnetventil Mv bleibt also durch die OL-Signalfolge am Eingang 12 der Leistungsstufe Per entregt. Wird aber als Einschaltbefehl für das Magnetventil Mv eine L,-Signalfolge auf den Eingang 12 der Leistungsstufe Pm gegeben, so erscheinen OL-Signale am Ausgang dieser Stufe. Durch diese wird das Magnetventil Mv erregt, wenn auch der Erregerstrom ein periodisch kurzzeitig unterbrochener Strom ist. Infolge der Abfallträgheit des Magnetventils bleibt dieses während der OL-Signalgabe am Ausgang der Leistungsstufe Par für die Dauer von Lo-Signalgabe auf ihren Eingang angesprochen.
  • Eine gefährliche Situation kann nach dem früher zum Ausdruck Gebrachten offensichtlich nur dann entstehen, wenn ein OL-Signal am Eingang- der Leistungsstufe Pm ein Dauer-O-Signal an seinem Ausgang zur Folge hat. Der Ausgang der Leistungsstufe Ptg muß also an eine OL-Überwachung (X-Gatter, F i g. 5) angeschlossen werden, die stets dann ein Fehlermelde- Signal abgibt, wenn fälschlich 0-Signal an einem ihrer Eingänge erscheint.
  • Verbindet man den Punkt B in F i g. 1 mit einem der Eingänge a bis m des Undgatters X in F i g. 5, so wird, falls sich bei der zu überwachenden Leistungsstufe Pwr ein Defekt ergibt, der ausgangsseitig eine Dauer-O-Signalgabe zur Folge hat, das Undgatter X ausgangsseitig ebenfalls 0-Signal führen. Das Relais S in F i g. 5 wird dann entregt und eine Öffnung des Kontaktes s im Leitungszug des Magnetventils Mv (F i g. 1) erzielt.
  • Ist zwar der Baustein Pm (F i g. 1) in Ordnung, wird aber fälschlich z. B. durch einen defekten, der Leistungsstufe P,11 vorgeschalteten Steuerbaustein Dauer-L-Signal an Stelle von L,-Signal auf den Eingang 12 der Leistungsstufe gegeben, so wird dur;.h das am Ausgang der Leistungsstufe PM entstehende Dauer-O-Signal ebenfalls die Überwachungsschaltung nach F i g. 5 zum Ansprechen gebracht. Zweckmäßig ist es daher, den Punkt A der Schaltung nach ,'7 i g. 1 mit einem der Eingänge 1 bis 12 der als L,-Überwachungsmittel dienenden Umkehrstufe N (F i g. 5) zu verbinden.
  • Auf die beschriebene Weise lassen sich wohl Steuerbausteine, deren Ausgangssignal zu den Eingangssignalen eine feste Zuordnung haben, ohne weiteres überprüfen. Anders liegt der Fall jedoch bei Steuerbausteinen, bei denen ständig eine feste Zuordnung der Eingangssignale zu den Ausgangssignalen nicht besteht. Das ist z. B. bei Gedächtnis- und Kippstufen der Fall.
  • Gibt man auf den Setzeingang einer Gedächtnisstufe ein L-Signal, so wird der entsprechende Ausgang unabhängig von der Dauer des Eingangs-L-Signals ebenfalls L-Signal führen, selbst dann noch, wenn das Eingangs-L-Signal in ein 0-Signal umschlägt. Eine Löschung des Gedächtnisses ist vielmehr erst dann möglich, wenn auf den Löscheingang L-Signal gegeben wird.
  • Bei Kippstufen führt ein auf den Eingang gegebenes L-Signal längerer Dauer zu einem L-Signal beschränkter Dauer am Ausgang der Kippstufe. Die Dauer des Ausgangs-L-Signals ist abhängig von der Größe der Zeitkonstantenglieder dieser Kippstufe. Wird der Ausgang der Kippstufe galvanisch mit einem ihrer Eingänge verbunden (rückgekoppelt), so führt ein L-Signal praktisch beliebig kleiner Dauer auf ihren Eingang zu einer ausgangsseitigen L-Signalgabe für eine durch das RC-Glied bestimmte Zeit.
  • Ein eingangsseitig eingegebenes OL-Signal oder L, -Signal würde bei einer Gedächtnisstufe ausgangsseitig ein Dauer-L-Signal zur Folge haben. Ein OL-Signal oder ein L,-Signal auf den Eingang einer rückgekoppelten Kippstufe führt zu einer zeitlich nur durch das Zeitkonstantenglied begrenzten L-Signalgabe am Ausgang der Kippstufe.
  • Um nun neben den erwähnten anderen Steuerbausteinen auch Gedächtnisstufen und Kippstufen auf Funktionssicherheit während des Betriebes überwachen zu können und vor allem von deren Ausgang L,-Signale ableiten zu können, ist es notwendig, zumindest den Gedächtnisstufen eine Hilfsschaltung, bestehend aus einem Undgatter, vorzugsweise einem kompensierten Undgatter, und einerKippstufe, zuzuordnen, die einen besonderen OL-Eingang aufweist. Eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Schaltung ist in der F i g. 8 veranschaulicht. Das zu überwachende Gedächtnis ist mit M bezeichnet, es weist Setzeingänge 11 und 12 sowie Löscheingänge 01 und 02 auf. Beim Setzen des Gedächtnisses, d. h. bei L-Signalgabe auf einen der Setzeingänge, führt A1 L-Signal, der Ausgang A, gleichzeitig 0-Signal, und umgekehrt. Um das Gedächtnis M der Schaltungsordnung nach F i g. 8 beim Setzen zur Abgabe von Lo-Signalen am Ausgang A1 zu veranlassen, ist der Setzausgang mit zwei Eingängen a und b des Undgatters X verbunden, während der dritte Eingang c dieses Undgatters an eine OL-Signalleitung angeschlossen ist, auf die vom Impulsgenerator IG (F i g. 4) OL-Impulsfolgen gegeben werden. Auch der OL-Eingang der Kippstufe K sowie der Löscheingang 01 der Gedächtnisstufe M sind mit dieser Signalleitung verbunden. Der Ausgang A1 der Kippstufe K ist auf den Eingang 11 der zwei Eingänge 11 und 12 aufweisenden Kippstufe K rückgekoppelt und mit dem Setzeingang 11 des Gedächtnisses M verbunden. Der Ausgang des Undgatters X ist mit dem Eingang 12 dieser Kippstufe verbunden.
  • Wird das Gedächtnis M durch den L-Anteil der L,-Signalfolge über ihren Eingang 12 gesetzt, so hat auf Grund der Zuordnung der Signalfolgen zueinander gemäß F i g. 3 die OL-Signalfolge gerade ihren 0-Signalanteil. Das Gedächtnis M wird also gesetzt, und der Ausgang A1 führt L-Signal. Folgt auf den L-Anteil der Lo-Signalfolge der 0-Signaleinbruch, so würde an sich das L-Signal am Ausgang A1 erhalten bleiben. Da jedoch im Augenblick, wo der 0-Signaleinbruch des La-Signals auftritt, das OL-Signal gleichzeitig seinen L-Signaleinbruch erfährt, löscht dieser L-Signalanteil der OL-Signalfolge am Löscheingang 01 das Gedächtnis M wieder. Um nun selbst bei kurzer L,- Signalgabe auf den Setzeingang eine Dauer-L,-Signalfolge an deren Ausgang zu erzielen, sind die veranschaulichten Verknüpfungen mit dem Undgatter X und der Kippstufe K vorgesehen. Solange nämlich durch den L-Signalanteil der L.-Signalfolge am Setzeingang 12 das Gedächtnis M gesetzt ist, sind die Eingänge a, b, des Undgatters mit L-Signal belegt. Folgt jetzt der L-Signalanteil der OL-Signalfolge, der das Gedächtnis löschen will, so wird auch der Eingang c des Undgatters durch L-Signal belegt, was ein Ansteuern der Kippstufe K über deren Eingang 12 zur Folge hat. Diese Kippstufe würde nun für die durch das einstellbare Zeitkonstantenglied bestimmte Zeit Dauer-L-Signal an ihrem Ausgang A1 abgeben, wenn dieses Ausgangs-L-Signal nicht durch die Steuerung über den OL-Eingang der Kippstufe zu einem L"-Signal unterbrochen würde, so daß das Gedächtnis M ständig gelöscht und gesetzt und dadurch zur Abgabe eines L(,-Signals veranlaßt wird, bis es über den Löscheingang 02 durch L,)-Signalgabe gelöscht wird.
  • Die Umwandlung des L-Signals am Ausgang der Kippstufe in ein L,-Signal wird durch eine Schaltung bewirkt, wie sie in der F i g. 9 veranschaulicht ist. Diese Schaltung veranschaulicht eine Kippstufe mit den Eingängen 11 und 12 und dem Ausgang A1. Die Zeitkonstantenglieder sind mit Cl und R1 bezeichnet, von denen der Widerstand R1 veränderbar ist. Liegt an den Eingängen 11, 12 keine Signalspannung oder 0-Signal an, so ist der Transistor T; gesperrt. Der Transistor T3 dagegen ist durchgesteuert, da N-Potential (L-Signal) über den Widerstand R, an seiner Basis liegt. Der Ausgang A, führt also 0-Signal. Auf Grund des durchgesteuerten Transistors T3 wird der Kondensator C, aufgeladen, und zwar von Mp her (dem Mittelpunkt der Versorgungsbatterie) über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors T3 sowie über den nach N verbundenen Kollektorwiderstand des Transistors T,,. Wird an einen der Eingänge 11 oder 12 L-Signal angelegt, so führt der Punkt A infolge der dadurch veranlaßten Durchsteuerung des Transistors T, 0-Signal. Der Kondensator Cl wird dann über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T, umgeladen, und der Transistor T3 wird so lange gesperrt, bis der Kondensator Cl über den Widerstand R,, entladen ist. Während dieser Sperrzeit des Transistors T3 führt der Ausgang A1 somit L-Signal, das nach der Umladezeit des Kondensators, bedingt durch die Zeitkonstante der Widerstands-Kondensator-Kombination R,, C, wieder verschwindet, so daß der Ausgang A, dann wieder 0-Signal führt. Der Transistor T2 ist dem Transistor T3 parallel geschaltet. und arbeitet diesem entsprechend. Der Kollektor des Transistors T2 wirkt über den Rückkoppelwiderstand R4 auf den Eingang des Transistors T,.
  • Wird aber während der Sperrperiode des Transistors T3 OL-Signal dem OL-Eingang über die Diode D, der Basis des Transistors T3 zugeführt, so wird der Transistor T3 während der L-Signalanteile der steuernden OL-Signalfolge über die dann in Durchlaßrichtung gepolte Diode D, periodisch kurzzeitig geöffnet, so daß am Ausgang A, nicht ein L-Signal, sondern eine L, -Signalfolge für die Dauer der Sperrperiode des Transistors T3 entsteht. Wird nach der Umladung des Kondensators C, der Transistors T3 wieder ständig dürchgesteuert, so erscheint nach Beendigung der Sperrperiode des Transistors T3 am Ausgang A, wieder 0-Signal.
  • Auf Grund des entsprechenden Verhaltens auch der nut einem OL-Eingang ausgestatteten Kippstufe K in F i g. 8 wird somit das Gedächtnis M auf Grund eines kurzen L,-Setzsignals ausgangsseitig, d. h. am Ausgang A,, eine L,-Signalfolge so lange abgeben, bis das Gedächtnis über seinen Löscheingang wieder gelöscht wird. Bei Ansteuerung des Gedächtnisses. wird dieses somit ständig hin und her gesteuert, wodurch eine Überprüfung seines Betriebsverhaltens ermöglicht wird. Führt sein Setzausgang A, fälschlich L-Signal anstatt 0- oder L,-Signal, so liegt ein Betriebsfehler vor, der nach Herstellen der Verbindung vom A,-Ausgang des Gedächtnisses M zur Überwachungsschaltung die L,-Überwachungsmittel N gemäß F i g. 5 zum Ansprechen bringen kann.
  • Die Gedächtnisüberwachungsschaltung gemäß F i g. 8, bestehend aus je einer M-, X- und I- Stufe, kann wesentlich vereinfacht werden durch eine Schaltung gemäß F i g. 10a, 101. Hierbei gehören die Transistoren T, und T2 zu dem zu überwachenden Gedächtnis, während der Transistor 77, die Kippfunktion steuert. Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 10a, 10b entspricht der der F i g. B.
  • Auch das ordnungsgemäße Verhalten einer Kippstufe gemäß F i g: 9 ist auf Grund der voranstehenden Darstellung leicht zu ermitteln. Tritt ein Fehler in der Kippstufe auf und gibt sie L,Signal an Stelle von Lo-oder 0-Signal ab, so kann dieser Fehler auf Grund der L,-Überwachung gemäß F i g. 5 ebenfalls festgestellt werden.
  • `Beide Steuerbausteintypen, sowohl die Gedächtnisstufen als -auch die -Kippstufen, müssen daher ausgangsseitig mit der L,-Überwachung gemäß F i g. 5 verbunden- sein, gleichgültig, an welcher Stelle der Steuekette und in welcher Anzahl sie vorgesehen sind.
  • Es ist. zweckmäßig, die Löscheingänge von Gedächtnisstufen ebenfalls über, je-einen Widerstand, vorzugsweise im Bausteininneren, mit dem negativen Pol N der Versorgungsspannungsquelle zu verbinden, um' Verbindungsdrahtbrüche mitüberwachen zu können. Aus denselben Gründen sollten auch Umkehrstufen und Undgatter der Steuerkette in der erläuterten Art i kompensierte Eingänge aufweisen. Dadurch, daß jeder Baustein der Steuerkette zumindest ausgangsseitig mit den La- bzw. OL-Überwachungsmitteln verbunden' wird, ist ein einwandfreies Arbeiten jedes Bausteines der Steuerkette während des Betriebes überwachbar. Jeder Fehler, der in irgendeinem der Bausteine auftritt, verursacht eine Entregung des Sicherheitsrelais. S-Hierbei werden nicht nur die Steuerbausteine der Steuerkette, sondern auch die Überwachungsmittel des Impulsempfängers IE und des Impulsgebers IG ständig mitüberwacht.
  • In vielen Fällen, z. B. dann, wenn als Befehlsgeber Haugeneratoren dienen, können auch diese ebenfalls auf Funktionssicherheit mitüberwacht werden, indem als Steuerstrom für diese die L,-Signalfolge verwendet wird. Am Ausgang des. Hallsondenanpaßverstärkers, ergibt sich dann (und nur dann) als verstärkte Hallspannung eine L,-Signalfolge, wenn ein magnetisches Feld auf die Hallsonde einwirkt. Ist das magnetische Feld nicht vorhanden, fehlt der Steuerstrom für die Hausonde oder ist die Sonde selbst defekt, so ergibt sich ausgangsseitig des Sondenverstärkers 0-Signal.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine Hallsonderüberwachungsschaltung in Verbindung mit einer Überwachungsschaltung für die Steuerkette einer Pressen: steuerung ist in der F i g. 11 veranschaulicht. Die Presse selbst ist nicht dargestellt, jedoch das Magnetventil Mv, das den Druckflüss;igkeitsstrom für die Kupplung zwischen Antrieb und Abtrieb der Presse reguliert und damit die Kupplung zwischen dem Pressenantrieb und dem Abtrieb über einen nicht veranschaulichten Hydraulikblock betätigt. Antrieb und Abtrieb sind entkuppelt bei entregtem Magnetventil Mv; eine kraftschlüssige Kupplung liegt vor, wenn die Wicklung des Magnetventils erregt und dieses damit geöffnet wird.
  • Die Hubpresse enthält weiterhin wegabhängige Schaltelemente zur Kennzeichnung der Stellung oder Lage des Pressenstempels; sie sorgen außerdem dafür, daß sich der Pressenstempel in der Ruhelage im oberen Totpunkt 0T (F i g. 11) befindet. Am Abtriebsrad befindet sich dazu eine Steuerscheibe mit radial verteilten permanenten Stiftmagneten, deren magnetische Felder von fest angeordneten Hallgeneratoren abgetastet werden. Diese als Stellungsgeber für den Pressenstößel dienenden Haugeneratoren wirken so in die nachgeschaltete Steuerung ein, daß eine über Hand bediente Betätigungskontakte b,, b2 eingeleitete Stanzperiode jeweils im oberen Totpunkt endet und der Pressenstempel bei zeitlich vorgeschriebener Betätigung der Kontakte b, und b2 jeweils eine Abwärtsbewegung und danach eine Aufwärtsbewegung bis zum oberen Totpunkt 0T vollführt.
  • Das Steuerungsschaltbild zeigt einen Hauptschalter bo, über den einerseits auf nicht näher veranschaulichte Weise die dargestellten Steuerbausteine an die Versorgungsgleichspannungsquelle-angeschlossen werden, deren negativer Pol mit N, deren positiver Pol mit P und deren Mittelpunkt mit Mp bezeichnet ist. Außerdem wird durch -den Schalter b, die Ansteuersignalfolge Lo vorbereitet .und auf einen Eingang des Undgatters X3 .gegeben. Die L,-Signalfolge wird entsprechend der schematischen .Darstellung gemäß F i g. 4b durch einen Impulsgenerator erzeugt, der in. F i g. 11 die Bausteine G, N,, N2, K, und P, umfaßt.
  • Die Schalterkontakte b, und b2 sind der Presse zugeordnet und werden durch die Pressenbedienung betätigt, und zwar der Schalter b, beispielsweise durch die linke Hand der Bedienungsperson und der Schalter b2 durch deren rechte Hard. Zum Einleiten des Stanzvorganges müssen beide Schalter b, -und b2 innerhalb einer vorgegebenen Zeittoleranz (z. B. innerhalb 200 msec) betätigt werden, damit ein Steuersignal-auf den als Speicher wirkenden Steuerbaustein Ml gegeben und damit diese Gedächtnisstufe gesetzt werden kann. Ist sie gesetzt und gibt sie an ihrem Ausgang Al die vorgeschriebene Signalfolge (L(,-Signal) ab, dann wird über die Leistungsstufe P4 des Magnetventils Mv über den geschlossenen Kontakt s zum Ansprechen gebracht, wonach sich der Pressenstempel aus seiner Ruhelage im oberen Totpunkt 0T zum unteren Totpunkt UT (s. Diagramm F i g. 11) bewegt.
  • Jedoch seien folgende Sicherheitsvorkehrungen unabdingbar: Solange die Steuerscheibe den mit Süd I dieses Diagramms gekennzeichneten Bereich noch nicht erreicht hat, soll der Stempel bei Öffnen der Schalter b, und b2 sofort stehenbleiben. Dieser Bereich wird auch Tippbereich genannt. Um die Presse wieder einschalten zu können, sollen die Schalter b,, b2 vor erneutem Schließen zuvor geöffnet .gewesen sein. Ist aber der bewegbare Steuerteil Süd 1I der Steuerteile bereits in den Bereich Süd I gelangt, so soll der Pressenstempel einen vollständigen Durchlauf über den unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt 0T vollführen und dort auch dann stillgesetzt werden, wenn einer der beiden Schalter b,, b2 oder beide Schalter noch geschlossen sind. Soll nun der Pressenstempel einen weiteren Hub durchführen, so sollen vor erneutem Schließen der Schalter b,, b2 diese zuvor geöffnet gewesen sein (Sicherheitsschaltung für Zweihand-Einrückung). Auch wenn die Schalter b, und b2 geöffnet werden, wenn sich die Steuerscheibe im Bereich Süd 1 befindet, soll die Presse bis zum oberen Totpunkt 0T laufen.
  • Diesen selbständigen Rücklauf zum oberen Totpunkt 0T steuern die Bausteine N3, X, und M2 in Verbindung mit der Leistungsstufe P4. Die Ansteuerung der Bausteine im Tippbereich des Pressenstempels und im Rücklaufbereich wird durch die der mit Permanentmagneten besetzten Steuerscheibe zugeordneten Hallgeneratoren Hl und H2 veranlaßt. Dem Hallgenerator Hl wird der Steuerstrom aus der Leistungstufe P3 zugeführt, deren Eingang durch die OL-Signalfolge der Kippstufe K, des Impulsgenerators IG gesteuert ist. Auch für die Hallsonde 112 dient als Steuerstrom eine L,-Signalfolge aus dem Impulsgenerator IG bzw. der Leistungsstufe P2.
  • Die Hallspannung der Hallsonde H, bzw. H2 wird in dem zugehörigen Anpaßverstärker AZ, bzw. AZ, verstärkt. Diese Bausteine liefern, solange ein Magnetfeld auf die Hallsonden H, und H2 nicht einwirkt, ausgangsseitig 0-Signal, bei Einwirkung eines Magnetfeldes auf die Hallsonden eine L,-Signalfolge. Jede dieser beiden L,-Signalfolgen hinter den Verstärkern AZ, und AZ2 wird durch Umkehrstufen N4, N, bzw. N5, N, doppelt umgekehrt, so daß am Ausgang A der Umkehrstufe N6 eine.Lo-Signalfolge abgegeben wird, sobald ein Magnetfeld auf die Sondenkörper H, und H2 einwirkt. An den Ausgängen Ä bzw. B der Umkehrstufe N4 bzw. N5 ergibt sich somit jeweils eine OL-Signalfolge. Der Ausgang A der Umkehrstufe N6 wirkt einerseits auf den Eingang 1 der Umkehrstufe N3, andererseits auf den Eingang 1 des Undgatters X,. -Der Ausgang B der Umkehrstufe N., ist mit dem Eingang 2 der Umkehrstufe N3 verbunden; am Eingang 2 des Undgatters X, liegt das Ausgangssignal der Gedächtnisstufe Ml.
  • Werden nach Einschalten der Stromversorgung über den Schalter b, die Handschalter b1 und b2 betätigt, so erhalten die Eingänge 2 und 3 des Undgatters X3 L-Signal, der Eingang -1 des gleichen Undgatters L.-Signal. Der Ausgang des Undgatters X3 führt somit, da die Und-Bedingung an diesem Gatter erfüllt ist, L,-Signal. Das Undgatter X3 hat vorteilhaft kompensierte Eingänge gemäß der Schaltung nach F i g. 7, die bewirken sollen, daß beim Abbrechen eines Schaltdrahtes an seinen Eingängen 1, 2, 3 die Und-Bedingung auf keinen Fall erfüllt ist.
  • Durch die Betätigung der Schalter b, und b2 erhalten auch die Kippstufen K3 und K4 L-Signal. Sie geben ausgangsseitig auf Grund der Bemessung ihrer RC-Glieder im Hinblick auf ihre Ansteuerung durch je ein OL-Signal an ihren OL-Eingängen ausgangsseitig etwa 200 m/sec lang ein L,)-Signal ab, da ihre OL-Eingänge eine OL-Signalfolge vom Ausgang der Umkehrstufe N$ erhalten, deren Eingang eine L,-Signalfolge vom Ausgang. des Undgatters X3 erhält.
  • Durch das Undgatter X4 wird die Und-Bedienung zwischen den Ausgängen der Kippstufen K3 und K4 verknüpft. Da am Eingang 1 des Undgatters X4 die Lo-Signalfolge vom Ausgang der Kippstufe K3, am Eingang 2 des Undgatters X4 die Lo-Signalfolge vom Ausgang der Kippstufe K4 liegt und schließlich am Eingang 3 des Undgatters X4 L,-Signal vom Ausgang des Undgatters X3 liegt, führt der Ausgang des Undgatters X4 L,-Signal, das einen Setzeingang des Gedächtnisses M, belegt. Diese Gedächtnisstufe Ml ist durch die Bausteine N8, X, und K, entsprechend den Ausführungen zu F i g. 8 so beschaltet, daß während ihres Ruhezustandes an ihrem Ausgang A1 0-Signal auftritt, dagegen im Speicherfall (wenn sie durch ein L,-Signal vom Undgatter X4 gesetzt ist) an ihrem Ausgang Al eine L,-Signalfolge abgibt. Dieses L,-Signal wird der Leistungsstufe P4 über deren Eingang 1 zugeführt, so daß deren Ausgang dann OL-Signal abgibt, das das Magnetventil Mv zum Ansprechen bringt. Die Wicklung des Magnetventils Mv wird also durch energiereiche L,-Impulse durchflossen und bleibt für die Dauer der L,-Gabe in der Arbeitsstellung.
  • Zur Überwachung der vorerwähnten Bausteine dient der Impulsempfänger mit den Bausteinen N3, X6, Ks, P5, C, Gl und S entsprechend der Darstellung gemäß F i g. 5. Die L" -Überwachung wird durch die Umkehrstufe N2,. die OL-Überwachung durch das Undgatter X6 übernommen. Alle Bausteine der Steuerung, die ausgangsseitig 0-Signal oder L,-Signal, aber nicht L-Signal führen dürfen, sind ausgangsseitig an mit Ziffern versehene Klemmen geführt und mit den entsprechend bezifferten Eingängen der Umkehrstufe N3 verbunden. Es sind dies die Ausgänge der Bausteine X3, K3, K4, X4, M,/A" K5, M2/A, und K2. Diejenigen Bausteine, -die ausgangsseitig L-Signal und OL-Signal, aber nicht 0-Signal führen dürfen, z. B. die Bausteine P4 und N9, sind mit den Eingängen des Undgatters XE verbunden.
  • Während des Tippbereiches der Press sind die Hallgeneratoren H, und H2 von keinem Magnetfeld angesteuert. Die Ausgänge A, Ä, B, B geben in diesem Bereich keine Information in die Steuerung. Befindet sich der Pressenstempel dagegen im Rücklaufbereich, so geben die Ausgänge A bzw. B der Umkehrstufe N6 bzw. N, L,-Signalfolgeri auf die Eingänge der Bausteine N3 und X1. Hierdurch wird die Gedächtnisstufe M2 auf Grund ihrer Zusammenschaltung mit den Bausteinen X2 und K2 entsprechend der Darstellung zu F i g. 8 gesetzt und gibt ausgangsseitig eine L,-Signalfolge ab, die dem Eingang 2 der Leistungsstufe P4 zugeführt ist. Hierdurch wird das Magnetventil Mv so lange erregt, bis an der Umkehrstufe N3 die Eingangssignale wieder verschwinden. Dann wird der Speicher M2 gelöscht und das Magnetventil Mv entregt. Auch die L,-Signalfolge des Gedächtnisses M2 und der Kippstufe K2 werden durch die als Lo-Überwachungsmittel dienende Umkehrstufe N9 überwacht. Tritt bei irgendeinem der Bausteine ein Fehlersignal auf, so wird, wie zu F i g. 5 beschrieben, das Sicherheitsrelais S entregt, wodurch sein Ankerkontakt S den Stromkreis des Magnetventils Mv öffnet und dieses im Gefahrenfall entregt.
  • Die Erfindung ist an Hand einer Pressensteuerung näher erläutert worden, bei der nur ein einziges Ausgangselement, nämlich das Magnetventil Mv, betätigt wird. Es ist denkbar, daß bei einer Maschinensteuerung eine Vielzahl von Ausgangselementen vorgesehen ist, die je bei falscher Betätigung gefährliche Situationen für das zu behandelnde Werkstück oder die Bedienungsperson hervorrufen könnten. Die Erfindung läßt vorteilhaft eine Ausweitung zur Anpassung an die gegebenen Betriebsverhältnisse ohne weiteres zu. Die dynamische Überwachung der in der Steuerung verwendeten Steuerbausteine kann sich im Bedarfsfall auf die Überwachung einiger weniger Bausteine oder Bausteingruppen beschränken. Es ist aber ebensogut möglich, sämtliche überhaupt verwendeten Bausteine auf Fehlerfreiheit ihrer Ausgangssignale hin zu überprüfen. Die Anzahl der zu überwachenden Bausteine kann -beliebig groß sein, sofern nur dafür gesorgt wird, daß die Anzahl der Eingänge der L,- bzw. OL-Überwachungsmittel der zu überwachenden Anzahl von Steuerbausteinen angepaßt ist. Einer Parallelschaltung mehrerer Umkehrstufen als L,-Überwachung und mehrerer Undgatter als OL-Überwachung sind praktisch keine Grenzen gesetzt, wenn es sich darum handelt, die Anzahl der Eingänge den Erfordernissen entsprechend zu vervielfachen.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur dynamischen Überwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknüpften kontaktlosen Steuerbausteinen, die durch von Befehlsgebern abgeleitete Steuersignale (L-Signale, 0-Signale) gesteuert werden, wobei den zu überwachenden Steuerbausteinen oder -bausteingruppen eine aus einem Impulsgeber und einem Impulsempfänger bestehende, auf impulsförmige Spannungen ansprechende Überwachungsvorrichtung zugeordnet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Geberteil (IG) der Überwachungsvorrichtung die zur Ansteuerung der Steuerbausteine erforderlichen Signale(L-Signal, 0-Signal) in periodisch unterbrochene Signalfolgen in der Weise zerlegt, daß der L-Signalzustand aus einer L,-Signalfolge (L-Signal mit kurzen 0-Signaleinbrüchen) und der 0-Signalzustand aus einer OL-Signalfolge (0-Signal mit kurzen L-Signaleinbrüchen) besteht, während der Empfängerteil (IE) aus eingangsseitig mit den Ausgängen (und gegebenenfalls Eingängen) einer Vielzahl der zu überwachenden Steuerbausteine verbundenen Lo- und OL-Signalprüfgattern (N, X) und einer Schaltvorrichtung (S) besteht, die eine Schaltmaßnahme auslöst oder vorbereitet, wenn fälschlich eines der L,- Signalprüfgatter (N) eingangsseitig L-Signal oder eines der OL-Signalprüfgatter (X) eingangsseitig 0-Signal führt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberteil (IG, F i g. 4) aus einer von einem Taktgeber, z. B. der Netzfrequenz, gesteuerten Kippstufe (K) besteht, deren Zeitkonstantenglieder zur ausgangsseitigen Abgabe von OL-Signalen bemessen sind, und daß der Kippstufe eine Umkehr- oder Leistungsstufe (P, F i g. 4) nachgeschaltet ist, die die OL-Signalfolge in eine zu dieser komplementäre umformt.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfängerteil (IE, F i g. 5) aus einer oder mehreren als Lo-Überwachungsmittel dienenden Umkehrstufe(n) (N) mit einer der Anzahl der ausgangsseitig auf L,-Signalfolgen zu überwachenden Steuerbausteine entsprechenden Anzahl von Eingängen (1 bis 12) besteht, daß die Ausgänge der Umkehrstufe(n) mit Eingängen eines als OL-Überwachungsmittel dienenden Undgatters (X) verbunden sind, dessen Anzahl weiterer Eingänge (a bis m) der Anzahl der ausgangsseitig auf OL-Signalfolgen zu überwachenden Steuerbausteine angepaßt ist und dessen Ausgang eine Kippstufe (K) steuert, deren Zeitkonstantenglieder so bemessen sind, daß die Eingangs-OL-Impulsfolge der Kippstufe in eine Ausgangsimpulsfolge mit symmetrischem Impuls-Pausen-Verhältnis umgeformt wird, wobei der Ausgang dieser Kippstufe über eine Leistungsstufe (P) kapazitiv mit einem Gleichrichter (G1), vorzugsweise einem Doppelweggleichrichter, gekoppelt ist, der den gleichgerichteten, vom Ausgang der Leistungsstufe (P) über den Kondensator (C) abgeleiteten Wechselstrom einer Steuerstufe (S) zuführt, die eine Schaltmaßnahme auslöst, wenn die Eingangsimpulsfolge oder die Ausgangsimpulsfolge der Kippstufe (K) oder ihre eigene Erregerspannung ausbleibt.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der als L(,-Überwachungsmittel dienenden Umkehrstufe(n) (N, F i g. 5, 6) je über (Kompensations-)Widerstände (R) mit dem negativen Pol (N) und die Eingänge der als OL-Überwachungsmittel dienenden Undgatter (X, F i g. 5 und 6) je über entsprechende Widerstände (R) mit dem positiven Pol (P) der Versorgungsspannungsquelle derart verbunden sind, daß bei Abbrechen einer eingangsseitigen Zuleitungsdrahtverbindung am Ausgang dieser Überwachungsbausteine mit Sicherheit 0-Signal erscheint.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswiderstände (R) im Inneren der vorzugsweise in bekannter Weise allseitig abgeschlossenen Bausteine eingeschlossen bzw. eingegossen sind.
  6. 6. Schaltungsanordnung zur dynamischen Überwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknüpften kontaktlosen Steuerbausteinen, die durch von Befehlsgebern abgeleitete Steuersignale gesteuert werden und bei denen die Zuordnung der Eingangs-Steuersignale zu den Ausgangssignalen nicht festliegt, wie z. B. bei Kipp-und Gedächtnisstufen, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch diesen Steuerbausteinen zugeordnete kontaktlose Halbleiter-Schaltmittel, die so geschaltet, bemessen und zusätzlich gesteuert sind, daß sie bei einer Steuersignalgabe auf einen Bausteineingang ausgangsseitig eine L,-Signalfolge abgeben (F i g. 8).
  7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 für Kippstufen, deren Ausgangssignaldauer von der Bemessung der ihnen zugeordneten Zeitkonstantenglieder bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt des die Zeitkonstante bestimmenden Serien-RC-Gliedes (R1, Cl, F i g. 9) derart mit der Basis eines Ausgangstransistors (T3) verbunden ist und daß die Basis des Ausgangstransistors außerdem über eine Diode (Dl) derart an eine außerhalb des Bausteins zugängliche Klemme (OL) angeschlossen ist, daß bei Anlegen einer OL-Signalfolge an diese Klemme während der durch das RC-Glied bestimmten Sperrperiode des Ausgangstransistors am Bausteinausgang an Stelle von L-Signal Lo-Signalfolgen abgegeben werden (F i g. 9). B. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 für Gedächtnisstufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gedächtnisstufe (M, F i g. 8) ein Undgatter (X) und eine (gemäß Anspruch 7 geschaltete) Kippstufe (K) zugeordnet sind, wobei der Ausgang dieser Kippstufe auf ihren Eingang rückgekoppelt und außerdem mit einem Setzeingang (11) der Gedächtnisstufe (M) verbunden ist, deren Ausgang (n-1) Eingänge (a, b) des Undgatters (X) besetzt, dessen Ausgang einen weiteren Setzeingang (12) der Kippstufe (K) belegt und dessen freier Eingang (c) gemeinsam mit dem OL-Eingang der Kippstufe (K) und einem Löscheingang (0l) der Gedächtnisstufe (M) an die OL-Signalleitung des Impulsgebers (IG) angeschlossen ist (F i g.
  8. 8).
  9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 für Gedächtnisstufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (Al) der Gedächtnisstufe (M, F i g. 10) über ein Serien-RC-Glied (RIC) mit dem negativen Pol (N) der Stromversorgungsquelle und der Verbindungspunkt dieses RC-Gliedes außerdem mit der Basis eines Transistors (T3) verbunden ist, dessen Emitter an das Bezugspotential (Mp) gelegt ist und dessen Kollektorpotential einen Setzeingang (11) der Gedächtnisstufe (M) beeinflußt, in deren einen Löscheingang (03, OL) die OL-Signalfolge des Impulsgebers eingespeist ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1125 069.
DE1962S0081639 1962-09-25 1962-09-25 Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen Withdrawn DE1257943B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1962S0081639 DE1257943B (de) 1962-09-25 1962-09-25 Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1962S0081639 DE1257943B (de) 1962-09-25 1962-09-25 Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1257943B true DE1257943B (de) 1968-01-04

Family

ID=7509754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1962S0081639 Withdrawn DE1257943B (de) 1962-09-25 1962-09-25 Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1257943B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2443143A1 (de) * 1974-09-10 1976-03-25 Mauell Gmbh Helmut Verfahren zum ueberwachen von elektrischen schaltungen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1125069B (de) * 1961-01-26 1962-03-08 Licentia Gmbh Gegen innere Fehler geschuetzte digital-binaere Steuerung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1125069B (de) * 1961-01-26 1962-03-08 Licentia Gmbh Gegen innere Fehler geschuetzte digital-binaere Steuerung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2443143A1 (de) * 1974-09-10 1976-03-25 Mauell Gmbh Helmut Verfahren zum ueberwachen von elektrischen schaltungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1269274B1 (de) Sicherheitsschaltgerät und verfahren zur einstellung eines betriebsmodus eines sicherheitsschaltgeräts
EP1493064B1 (de) Vorrichtung zum fehlersicheren abschalten eines elektrischen verbrauchers, insbesondere in industriellen produktionsanlagen
EP1262021A1 (de) Sicherheitsschaltgerät und sicherheitsschaltgeräte-system
DE102009009875A1 (de) Einrichtung zur Erfassung von Fehlfunktionen elektromagnetischer Bremsen von Robotern
EP1869687A1 (de) Sicherheitsschaltvorrichtung zum sicheren abschalten eines elektrischen verbrauchers
DE102012103015A1 (de) Sicherheitsschaltvorrichtung mit Schaltelement im Hilfskontaktstrompfad
EP3233694A1 (de) Sicherheitsschaltung für eine aufzugsanlage
EP3043220B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur funktionsüberwachung eines sicherheitsschaltmittels
EP2587512B1 (de) Sicherheitsgerichtetes Schaltgerät
EP1680848B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum fehlersicheren abschalten eines induktiven verbrauchers
EP1873916A2 (de) Sichere Ausgangschaltung mit einem einkanaligen Perpherieanschluss für den Ausgang eines Bus-Teilnehmers
EP0052759A2 (de) Einrichtung bei einem elektronischen Stellwerk zum Speisen und Fernüberwachen von Weichenantrieben
DE3837218C2 (de)
DE10045651B4 (de) Sicherheitsschaltgerät
DE3143967C2 (de)
DE102008023198A1 (de) Hydraulikventilsteuergerät und Verfahren zum Überprüfen eines Hydraulikventilsteuergeräts
DE112019005910T5 (de) Steuervorrichtung einer elektromagnetischenbremse und steuervorrichtung
DE1257943B (de) Schaltungsanordnung zur dynamischen UEberwachung der Betriebssicherheit von einzelnen oder miteinander verknuepften kontaktlosen Steuerbausteinen
EP0253000B1 (de) Maschinenschutzschaltung
EP2645511B1 (de) Notabschalt-Überprüfung
DE102012012047A1 (de) Antriebsregler und Verfahren zur Stillsetzung einer Achse
DE102014119269B4 (de) Elektrische Pressvorrichtung und Verfahren zu deren Steuerung
DE2002353A1 (de) Verfahren zum Erkennen von Fehlsignalen
DE102022128418B3 (de) Roboterarm-betriebssystem
DE1513297B2 (de) Schaltungsanordnung zur erkennung von l bzw o signal fehlern fuer mindestens einen zweikanaligen steuerkreis

Legal Events

Date Code Title Description
E771 Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee