DE19534715A1 - Sicherheitsschaltung für einen relaisgesteuerten Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für einen über zwei Relais in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Elektromotor, wobei die beiden Relaisspulen jeweils über einen durch je ein Ansteuersignal betätigten elektronischen Schalter beeinflußbar sind und die den beiden Relais jeweils zugehörigen, mit dem Elektromotor verbundenen Relaisausgangskontakte durch Umschaltung der jeweils zugehörigen Relaiskontaktbrücke mit der Versorgungsspannung bzw. mit Masse verbindbar sind und mit einem Sicherheitsschaltkreis, der an die Steuereingänge der beiden elektronischen Schalter angeschlossen ist und bei nicht vorhandenen Ansteuersignalen an beiden elektronischen Schaltern und bei vorhandener Versorgungsspannung an einem der beiden Relaisausgangskontakte eine Sicherheitsfunktion auslöst.

Eine Sichehrheitsschaltung dieser Art ist aus der DE 31 35 888 C2 bekannt. Dort besteht die Sicherheitsfunktion in einer vollständigen Abschaltung der Ansteuerung und damit des Elektromotors. Eine Wiederinbetriebnahme erfordert eine Reparatur und Wartung.

Umfangreiche und langjährige Untersuchungen und Auswertungen von Betriebsausfällen derartiger Schaltungen haben gezeigt, daß nur sehr selten die Treibertransistoren der elektronischen Schalter ausfallen. Normalerweise liegt ein sog. Relaiskleber vor. Dabei verhakt sich der Relaiskontakt aufgrund von Oberflächenrauhigkeitten. Diese Relaiskleber können normalerweise mechanisch, d. h. durch Einwirkung mechanischer Kräfte auf den Anker beseitigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die selbsttätige Behebung solcher Relaiskleber.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der dem die Sicherheitsfunktion auslösenden Relaisausgangskontakt zugeordnete elektronische Schalter und damit die zugehörige Relaisspule durch eine im Schaltkreis über darin vorgesehene Mittel generierte Sicherheitssignalfolge intermittierend erregt wird.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als der fehlerhafte Nichtabfall eines Relaisausgangskontaktes durch mechanische Einwirkung auf das Relais beseitigt wird. Die mechanische Einwirkung wird durch Stromimpulse hervorgerufen.

Es ist eine Abfrage der Relaisausgangskontakte dadurch möglich, daß die Spannung der Relaisausgangskontakte in dem Sicherheitsschaltkreis direkt erfaßt wird.

Die Fehlstellung eines Relaisausgangskontaktes bzw. dessen Kleben kann man auch dadurch erfassen, daß das Vorhandensein der Versorgungsspannung an einem der Relaisausgangskontakte in dem Sicherheitsschaltkreis indirekt erfaßt wird. Diese indirekte Erfasssung ist durch Messen der Motorstromaufnahme, durch Messen der Motordrehzahl und/oder durch Messen der Verschiebung der angetriebenen Mechanik möglich.

Eine vollständige Beseitigung der Störung wird dadurch erreicht, daß die Sicherheitssignalfolge bis zum Abheben des auslösenden Relaiskontaktes von der Versorgungsspannung andauert.

Eine möglichst schnelle und vollständige Beseitigung des Relaisklebers wird dadurch erreicht, daß die Sicherheitssignalfolge auf eine Resonanzfrequenz des Relais abgestimmt ist.

Die Sicherheitsfunktion wird dadurch optimiert, daß die Sicherheitssignalfolge Sicherheitspulsintervalle und Pausenintervalle zum Messen der Kontaktzustände umfaßt.

Das Schaltbild stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Das Schaltbild zeigt einen reversierbaren Elektromotor 10, der über eine Relaisbrücke aus zwei Relais 5 und 6 mit je einem Relaisausgangskontakt 7 und 8 in der gewünschten Drehrichtung angesteuert wird. Die Relaisausgangskontakte 7 und 8 sind jeweils zwischen Masse und einer Versorgungsspannung 11 umschaltbar.

Die Spulen der Relais 5 und 6 werden jeweils über elektronische Schalter, normalerweise Transistoren 3 bzw. 4 angesteuert. Die Transistoren 3 und 4 werden ihrerseits durch Ansteuersignale 1 und 2 beaufschlagt, die von einer nicht dargestellten Steuerschaltung kommen. Beim Nichtvorliegen von Ansteuersignalen liegen beide Relaisausgangskontakte 7 und 8 an gleichem Potential, vorzugsweise an Masse, so daß der Elektromotor abgeschaltet ist. Die Ansteuersignale 1 und 2 sind jeweils einer Drehrichtung des Elektromotors 10 zugeordnet, so daß der zugehörige Relaisausgangskontakt 7 oder 8 an Versorgungsspannung 11 geschaltet wird.

Wenn ein Relaiskleber auftritt, d. h., wenn sich ein Relaiskontakt 7 oder 8 verhakt, läuft der Elektromotor 10 bei Verschwinden des Ansteuersignals weiter. Dieser Zustand soll beseitigt werden.

Hierfür ist eine erkennungs- und Steuerschaltung oder ein Sicherheitsschaltkreis 9 vorgesehen, der die Ansteuersignale 1 und 2 über die Leitungen 12, 13 und die Relaisausgangskontakte 7 und 8 über die Leitungen 14 und 15 überwacht. Im Einzelnen wird das Nichtvorhandensein der Ansteuersignale 1 und 2 überwacht und außerdem die Lage jedes einzelnen Relaisausgangskontaktes 7 und 8.

Wenn bei Nichtvorhandensein der Ansteuersignale ein Relaisausgangskontakt 7 oder 8 an Versorgungsspannung 11 liegt, wird eine Sicherheitsfunktion ausgelöst. Wenn der Relaisausgangskontakt 7 an Versorgungsspannung klebt, wird auf der Leitung 12 eine Sicherheitssignalfolge erzeugt, die das Relais 5 elektrisch und damit auch mechanisch erregt. Dadurch kommt der Relaisausgangskontakt 7 normalerweise von der Versorgungsspannung zum Abfall. Wenn der Relaisausgangskontakt 8 an der Versorgungsspannung klebt, wird die Sicherheitssignalfolge auf der Leitung 13 erzeugt.

Die Sicherheitssignalfolge umfaßt Sicherheitspulsintervalle und Pausenintervalle zum Messen der Kontaktzustände. Solange ein fehlerhafter Kontaktzustand gemessen wird, wird die Sicherheitssignalfolge generiert, bis aufgrund der Sicherheitspulse der Relaiskleber beseitigt ist.

Die Sicherheitssignalfolge kann auf eine Resonanzfrequenz des Relais abgestimmt sein. Man kann Sicherheitssignalfolgen unterschiedlicher Form und Stärke anwenden.

Der Sicherheitsschaltkreis 9 kann eine eigenständige Schaltung oder in die Gesamtschaltung integriert sein. Der Sicherheitsschaltkreis kann auch in einen Mikroprozessor integriert sein.

Claims (6)

1. Sicherheitsschaltung für einen über zwei Relais in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Elektromotor, wobei die beiden Relaisspulen jeweils über einen durch je ein Ansteuersignal betätigten elektronischen Schalter beeinflußbar sind und die den beiden Relais jeweils zugehörigen, mit dem Elektromotor verbundenen Relaisausgangskontakte durch Umschaltung der jeweils zugehörigen Relaiskontaktbrücke mit der Versorgungsspannung bzw. mit Masse verbindbar sind und mit einem Sicherheitsschaltkreis, der an die Steuereingänge der beiden elektronischen Schalter angeschlossen ist und bei nicht vorhandenen Ansteuersignalen an beiden elektronischen Schaltern und bei vorhandener Versorgungsspannung an einem der beiden Relaisausgangskontakte eine Sicherheitsfunktion auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß der dem die Sicherheitsfunktion auslösenden Relaisausgangskontakt zugeordnete elektronische Schalter und damit die zugehörige Relaisspule durch eine im Sicherheitsschaltkreis (9) über darin vorgesehene Mittel generierte Sicherheitssignalfolge intermittierend erregt wird.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Relaisausgangskontakte in dem Sicherheitsschaltkreis direkt erfaßt wird.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein der Versorgungsspannung an einem der Relaisausgangskontakte (7, 8) in dem Sicherheitsschaltkreis indirekt erfaßt wird.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssignalfolge bis zum Abheben des auslösenden Relaisausgangskontaktes von der Versorgungsspannung andauert.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssignalfolge auf eine Resonanzfrequenz des Relais abgestimmt ist.

6. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssignalfolge Sicherheitspulsintervalle und Pausenintervalle zum Messen der Kontaktzustände umfaßt.