DE19600110A1 - Elektrisches Antriebssystem und Sicherheitsmodul insbesondere in einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von einem oder mehreren dreh- und/oder verschwenkbaren Funktionsteilen von Geräten und Maschinen, insbesondere von Zylindern oder Walzen von Bogen- oder Rollen­ druckmaschinen oder deren Falzwerken, in ihrer Winkellage oder Winkelge­ schwindigkeit, wobei ein oder mehrere Elektromotoren vorgesehen sind, die mit einem jeweils zugeordneten Funktionsteil des Geräts oder der Maschine verbun­ den sind, wobei ferner ein oder mehrere Leistungselektronikteile vorgesehen sind, die ausgangsseitig mit je einem Elektromotor zu dessen Ansteuerung verbunden sind, und wobei wenigstens eine Signalverarbeitungseinheit angeordnet ist, die zur Aufnahme von Leit-, Steuer-, Soll- und/oder Winkellage- oder Winkelge­ schwindigkeits-Signalen von etwaigen Winkellagegebern an den Funktionsteilen oder Elektromotorläufern ausgebildet und mit dem oder den Leistungselektronik­ teilen zu deren steuerungs- oder regelungstechnischen Kontrolle verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines in einem solchen Antriebssy­ stem implementierten Sicherheitsmoduls zur Erhöhung der Betriebssicherheit. Schließlich betrifft die Erfindung eine Druckmaschine mit mehreren Druckwerken oder -einheiten vorzugsweise unter Verwendung eines derartigen elektrischen Antriebssystems.

Bei Produktionsanlagen in der Metall-, Papier-, Kunststoff-, Textil- und Druckerei- Industrie wirken die dreh- und/oder verschwenkbaren Funktionsteile auf ein oder mehrere Objekte ein, die durch die Produktionsanlage in diskreter, vereinzelter Folge (z. B. voneinander getrennte Papierbögen in einer Bogendruckmaschine) oder kontinuierlich als einstückige Objektbahn (z. B. zu druckende Papierbahn in einer Rollendruckmaschine) durch die Anlage befördert werden, bis das ge­ wünschte Endobjekt gefertigt ist. Zur Erzielung sowohl einer spezifischen Ferti­ gungsqualität als auch der notwendigen Produktionssicherheit ist während des Betriebs eine präzise Synchronisation der Dreh- und/oder Schwenkbewegungen der einzelnen Funktionsteile unabdingbare Voraussetzung. Ohne ausreichenden Synchronlauf kommt es bei der Übergabe der diskreten (Einzel-)Objekte zu Kolli­ sionen zwischen aufeinanderfolgenden Fertigungs- und/oder Übergabestationen, was mechanische Beschädigungen hervorrufen kann, und bei der kontinuierlichen Objektbahn können entweder Bahnriß oder Bahnstau auftreten, wobei die Gefahr sogenannter Wickler der Bahn um die drehbaren Funktionsteile und deren me­ chanischer Beschädigung besteht.

Bei Druckmaschinen, bei denen Teilaggregate einzeln oder in Gruppen mecha­ nisch voneinander entkoppelt von mehreren Motoren synchron angetrieben wer­ den, ist eine Sicherheitseinrichtung für Regelungen oder Steuerungen der Druck­ maschinen-Antriebseinheiten bekannt (DE 42 02 722 A1): Zur Vermeidung me­ chanischer Kollision von Bauteilen benachbarter Teilaggregate, beispielsweise zwischen einem Zylinder und einer Greifereinrichtung im Übergabebereich zweier mechanisch entkoppelter Druckwerke einer Bogendruckmaschine, wird als Si­ cherheitseinrichtung zwischen den Zahnrädergetrieben zweier benachbarter Tei­ laggregate eine Kupplung aus zwei Kupplungshälften angeordnet. Diese sind mit im Normalzustand der Regelung oder Steuerung synchron laufenden Zahnrädern des jeweiligen Zahnrädergetriebes gekoppelt, die Kupplungshälften laufen also leer mit. Bei Ausfall der Regeleinrichtung oder nicht ausregelbaren Störungen werden die Kupplungshälften durch Überschreitung einer vorgegebenen Drehwin­ keldifferenz miteinander gekuppelt. Das Antriebssystem, in dem der defekte Reg­ ler sitzt oder in dem die Störung aufgetreten ist, wird dann leistungsmäßig von dem benachbarten noch intakten Antriebssystem gespeist.

Ferner ist ein Sicherheitssystem für eine Druckmaschine bekannt (Patentschrift DE 36 14 979 C2), bei der innerhalb der Steuer- und Regeleinrichtung für den elektromotorischen Antrieb der Druckmaschine eine Überwachungsschaltung vor­ gesehen ist, die mit einem Vergleicher für die Soll-Istwert-Differenz der Drehzahl gegenüber einem vorgegebenen Drehzahl-Grenzwert ausgebildet ist. Die Über­ wachungsschaltung gibt bei Überschreiten einer zulässigen Abweichung zwischen dem Soll- und Istwert Signale zu einer Hauptantriebselektronik, um den Hauptan­ trieb stillzusetzen. Die Steuerung dieses Bewegungsablaufs folgt rein elektrisch.

Für die Produktionsanlagen, bei denen das Herstellungsresultat aus einer kontinu­ ierlich durchlaufenden Stoffbahn und deren Verformung, Beschichtung oder son­ stigen Behandlung gewonnen wird, ist es bekannt (vgl. G. Kessler u. a. "Struktur und Regelung bei Systemen mit durchlaufenden elastischen Bahnen und Mehr­ motoren-Antrieben" in DE-Z "Regelungstechnik" 1984, Seite 251 ff.), daß die Stoff- bzw. Objektbahnen fast immer eine elastische Komponente aufweisen, wel­ sche für den Durchlauf förderlich, ja teilweise notwendig ist. Die Objektbahn wird durch feststehende Sektionen meist über rotierende Klemmstellen geführt, an de­ nen die Energie für Verformung und Transport unter anderem durch Reibung übertragen wird. In modernen Anlagen werden die meist walzenartigen Arbeits­ gruppen durch elektrische Maschinen einzeln angetrieben, wobei die mechani­ schen und elektrischen Größen durch Regelkreise kontrolliert und durch ein Füh­ rungssystem so einander zugeordnet werden, daß die technologischen Aufgaben richtig erfüllt werden. Damit an der Objektbahn die Transportgeschwindigkeit und, zwischen den Klemmstellen, die Dehnungen bzw. Kräften zur Gewährleistung ei­ nes störungsfreien Durchlaufs konstant gehalten werden, sind über das Antriebs­ system die richtigen mechanischen Größen (Drehmoment, Drehzahl und Dreh­ winkel) zu verwirklichen. Bei vorgegebenem Massenfluß können die Bahndeh­ nungen, -kräfte bzw. -spannungen zwischen den in Reihe aufeinanderfolgenden Klemmstellen durch Veränderung der Relation der jeweils nachfolgenden Um­ fangsgeschwindigkeiten der dreh- und schwenkbaren Funktionsteile zueinander gesteuert werden. Auch wegen äußerer, nicht zu vermeidender Störungen auf die Bahn muß die Bahnkraft ständig kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Beispielsweise beim Mehrfarben-Rotationsdruck ist für die deckungsgleiche Zu­ ordnung entsprechender Markierungen ein synchroner Gleichlauf der Drehungen der Funktionsteile (z. B. Zylinder oder Walzen) beizubehalten oder gegebenenfalls durch Eingriff in Bahnlänge, -spannung oder -dehnung wiederherzustellen.

Zur Sicherung der konstanten Bahnspannung in einer Offset- Rollendruckmaschine ist es bekannt (vgl. Prospekt "KBA COLORA" der Firma König & Bauer AG, Würzburg), ein durchgängiges Bahnspannungskontrollsystem mit Meßwalzen für die Papierbahn und einer Tänzerwalze im elektrischen Ein­ zugwerk einzusetzen. Die Tänzerwalze zeichnet sich auch durch eine fehlende mechanische Verbindung zur Synchronwelle der Druckmaschine aus. Ferner umfaßt das Bahnspannungskontrollsystem mehrere Fotozellen nach den Druck­ einheiten und im Walzenstuhl, um den Bahnlauf zu überwachen. Bei Bahnbruch wird sofort die Maschine gebremst, alle Zylinder fahren auf "Druck ab", die in die Druckeinheit einlaufende Papierbahn wird durch ein Abschlagmesser getrennt und über eine spezielle Fangvorrichtung aus den Druckeinheiten gezogen. Ein etwa gleichartiges Sicherheitskonzept ergibt sich auch aus dem Firmenprospekt "UNlMAN S" der Firma MAN Roland Druckmaschinen AG, Augsburg.

Zwar ist es bei Rollen-Offsetmaschinen bekannt (vgl. Firmenprospekt "KBA JOURNAL" der Firma König & Bauer AG, Würzburg), Umfangsgeschwindigkeiten und Drehzahlen digital zu erfassen und zu verarbeiten. Allerdings erfolgt die Dreh­ zahlerfassung an den Hauptmotoren des Antriebssystems mit dem Nachteil, daß eine unmittelbare Beobachtung des auf die Objektbahn einwirkenden Dreh- Funktionsteils nicht erreicht wird.

Nach alledem wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem aufgeworfen, ein für Druckmaschinen oder sonstigen Herstellungsanlagen mit veränderndem Ein­ wirken auf eine diskrete oder kontinuierliche Objektfolge geeignetes, elektrisches Antriebssystem zu schaffen, bei dem universellere, präzisere und flexiblere Si­ cherheitsfunktionen und -strategien realisierbar sind. Gleichzeitig soll zumindest unter bestimmten Umständen die System-Verfügbarkeit erhöht sein. Außerdem soll das Antriebssystem mit möglichst wenig Bau- und Funktionskomponenten übersichtlich strukturiert sein. Zur Lösung dieses Problembereichs wird erfin­ dungsgemäß beim Antriebssystem der eingangs genannten Art die Implementie­ rung eines Sicherheitsmoduls vorgeschlagen, das zum Zugriff wenigstens auf Si­ gnale im Bereich der dreh- oder verschwenkbaren Maschinen-Funktionsteile, der elektromotorischen Antriebe, der jeweils zugehörigen Leistungselektronikteile, der Signalverarbeitungseinheit und/oder eines Netzteiles und zu deren Vergleich oder Auswertung auf Plausibilität ausgebildet ist und eine oder mehrere Schnittstelle insbesondere in Form eines Bus-Systems zur Ausgabe erzeugter Fehlermelde­ und/oder -kompensationssignale aufweist. Das Sicherheitsmodul kann dabei teil­ weise mit aktiven Komponenten in der digital als Signalprozessor realisierten Si­ gnalverarbeitungseinheit, teilweise in dezentral verteilten, intelligenten Subeinhei­ ten implementiert sein. Damit sind dem Sicherheitsmodul simultan und leicht zu­ greifbar viele wichtige Informationen des Antriebssystems zur Verfügung gestellt, woraus sich Möglichkeiten zur Fehleranalyse und -diagnose insbesondere im Zu­ sammenhang mit der Umfangssynchronisation der Dreh-Funktionsteile, zur geziel­ ten Reaktion auf Störungen und Ausfälle und zur Herbeiführung eines sicheren Zustandes der Maschine jeweils in Echtzeit ergeben. Vor allem läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem bei einem Herstellungsprozeß auf der Basis einer diskreten Einzelobjektfolge der Kollision sich nicht mehr zueinander syn­ chron drehender Funktionsteile einschließlich der Übergabekomponenten und bei einem Herstellungsprozeß auf der Basis des Einwirkens auf eine kontinuierliche Objektbahn Bahnstau mit der Gefahr von Wicklern sowie unzulässig starken Bahndehnungen mit der Gefahr von Bahnriß vorbeugen.

Um vor allem bei Rollendruckmaschinen die Papierbahn mit entsprechenden Zugwalzen und Druckzylindern ohne Bahnriß transportieren zu können, sind die Walzen und Zylinder bei eingeprägter Bahnlänge mit einer bestimmten Differenz ihrer Umfangsgeschwindigkeiten zueinander zu betreiben. Dies hat, wie an sich bekannt, eine bestimmte Bahndehnung und eine daraus resultierende Bahnspan­ nung zur Folge. Damit die Umfangsgeschwindigkeits-Differenzen überwacht und bei während des laufenden Betriebs nicht mehr behebbaren Störungen der Über­ gang in den sicheren Zustand mit Abbremsen der Maschinen-Funktionsteile bis zum Stillstand herbeigeführt werden kann, ist im Rahmen einer Ausbildung der Erfindung das Sicherheitsmodul mit einem oder mehreren Vergleichsmitteln, ins­ besondere Subtrahierern und/oder Differenzbildnern, versehen, denen jeweils wenigstens zwei Winkellage- oder Winkelgeschwindigkeitssignale unterschiedli­ scher Elektromotoren und/oder Funktionsteile zugeführt sind. Über diese Ver­ gleichsmittel ergibt sich für die Signalverarbeitungseinheit und den darin imple­ mentierten Führungs- und Regelstrategien die Möglichkeit, beim Übergang in den sicheren Zustand die einen oder mehreren Umfangsgeschwindigkeits-Differenzen im Rahmen eines synchronen Abbremsens mehrerer oder aller Funktionsteile im zur Vermeidung von Bahnriß oder -stau notwendigen bzw. zulässigen Toleranzbe­ reich zu halten.

Der Erhöhung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der betreffenden Maschine dient es insbesondere, wenn nach einer Ausbildung der Erfindung das Sicherheitsmodul pro Funktionsteil und/oder Elektromotorenläufer zwei oder mehr redundant angeordnete Winkellagegeber aufweist. Diese können einerseits stän­ dig miteinander verglichen werden, was die Sicherheit der Fehlererkennung er­ höht. Andererseits kann bei Ausfall eines Winkellagegebers der daneben redun­ dant angeordnete für den Weiterbetrieb verwendet werden, was zur erhöhten Verfügbarkeit der Gesamtanlage ohne Beeinträchtigung der Verarbeitungsgenau­ igkeit und -qualität führt. Eine entsprechende Redundanz ist auch in Form mehre­ re, nebeneinander parallel arbeitender Signalverarbeitungseinheiten denkbar. So können auf der Basis der Erfindung beispielsweise drei Signalverarbeitungseinhei­ ten am gleichen Bus-System angeschaltet sein, wobei ständig eine Majoritätsent­ scheidung für die Kontrollsignale aus der Signalverarbeitungseinheit an die unter­ geordneten Leistungselektronikteile getroffen wird (sogenannte Zwei-aus-drei- Systeme).

Mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem läßt sich in aufeinanderfolgenden Stufen Fehlererkennung/Diagnose, Entscheidung über zu treffende Maßnahmen und schließlich Regelung/Steuerung des Vollzugs dieser Maßnahmen durchfüh­ ren. Die Fehlererkennung und -diagnose sowie die Reaktions- bzw. Maßnahmen­ einleitung läßt sich vorzugsweise in Tabellen- oder Matrixform abspeichern. Zur Entscheidungsfindung ist auch die Implementierung eines Maßnahmenbaums denkbar.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht vor allem darin, daß die sogenannte Ein-Fehler-Sicherheit bei Maschinen und Anlagen erreicht werden kann, das heißt bei Auftreten nur eines einzigen Fehlers läßt sich der sichere Zustand durch ge­ ordnetes, insbesondere synchronisiertes Stillsetzen der einzelnen Maschinenteile realisieren, wobei in einer Übergangsphase die Maschine bei verminderter Qualität unter Vermeidung von Schäden noch weiter arbeiten kann. Insbesondere in der Anwendung auf Bogendruckmaschinen läßt sich der oben angesprochene Kollisionsschutz gewährleisten oder wenigstens die Auswirkungen von Kollisionen begrenzen, auch wenn ein Fehler im Gesamtsystem auftritt. Entsprechendes gilt für Rollendruckmaschinen im Zusammenhang mit der Vermeidung von Bahnriß oder -stau. Andererseits läßt sich im fehlerfreien Betriebszustand mit dem erfin­ dungsgemäßen Antriebssystem, insbesondere wenn die elektrischen Antriebe lage- und/oder geschwindigkeitsgeregelt sind, die geforderte Positioniergenauig­ keit von beispielsweise 5 µm, wie bei Bogendruckmaschinen gefordert, erreichen. Tritt im Antriebssystem der Bogen- oder Rollendruckmaschine ein Fehler auf, so wird das vorzugsweise als Software realisierte Sicherheitsmodul mit seinen drei Komponenten Fehlererkennung und -diagnose, Entscheidungsfindung aufgrund Fehlerart und -größe sowie Reaktions- bzw. Maßnahmeneinleitung tätig und ver­ meidet bzw. begrenzt Schäden bzw. deren Auswirkungen.

Zur Erreichung dieser Zielsetzungen dienen nebengeordnete Erfindungsalternati­ ven, die in der Verwendungsweise des genannten Sicherheitsmodul-Konzeptes begründet sind: Treten Störungen, Fehler und Ausfälle am Motor (Befestigung lose, Motorkabel lose, Wicklungsschluß, Entmagnetisierung u. a.), an der Mecha­ nik (Schwergängigkeit u. a.) oder am Leistungselektronikteil mit Wechselrichter, Phasenstromregler oder an den Bus-Systemen oder Peripheriekomponenten zur Kommunikation zwischen Leistungselektronikteil, Winkellagegebern und Signal­ verarbeitungseinheit auf, läßt sich dies insbesondere durch Winkellage-Vergleich aller Funktionsteile und entsprechender Fehleranalyse aller Fehlermeldungen er­ kennen. Dem dient eine Erfindungsalternative, indem das Sicherheitsmodul zum Plausibilitätsvergleich der Winkellagen oder Winkelgeschwindigkeiten der Funkti­ onsteile und gegebenenfalls zur Identifikation des gestörten Funktions- bzw. Ma­ schinenteils verwendet wird. In Weiterbildung dieses Gedankens kann das Si­ cherheitsmodul ferner zum Vollzug von Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt wer­ den, indem vom gestörten Funktionsteil oder dessen Winkellage oder -geschwindigkeit Leitwerte oder Vorgaben für die noch intakten Funktionsteile ab­ geleitet werden. Das gestörte Funktionsteil wird gewissermaßen zur "Leit-Achse" für die noch funktionstüchtigen Maschinenteile.

Bei Rollendruckmaschinen ist es denkbar, daß im Störungs- oder Fehlerfall ein einfaches Freischalten des Antriebs eines Funktionsteils für den Übergang in den sicheren Zustand nicht ausreichend ist, weil die Objektbahn die Antriebsachse mitziehen kann oder umgekehrt die Antriebsachse die Objektbahn mitziehen kann und die Gefahr besteht, daß die entstehende Bahnspannung den zulässigen Be­ reich verläßt. Hier ist es besonders zweckmäßig, und im Regelfall zwingend gebo­ ten, daß die Führungsalgorithmen im Sicherheitsmodul und/oder in der Signalver­ arbeitungseinheit dafür sorgen, daß die Elektromotoren die sich drehenden Funk­ tionsteile unter Beibehaltung ihrer Synchronisation zueinander bremsen, damit Schäden (Kollision, Bahnriß oder -stau beispielsweise) vermieden werden. Ist Kol­ lision, Bahnriß oder -stau doch eingetreten so wird zur Schadensbegrenzung, wie an sich bekannt, eine Kappe-/Fangvorrichtung wirksam. Darüber hinaus kann als Weiterbildung der genannten Verwendungserfindung im Störungsfall vor allem zur Schadensbegrenzung das Sicherheitsmodul die Signalverarbeitungseinheit so ansteuern, daß die Elektromotoren in Bremsbetrieb versetzt werden und ein oder mehrere oder alle Funktionsteile mit dem maximal zur Verfügung stehenden Drehmoment ihres zugeordneten Elektromotors und/oder mit einer durch ihre je­ weilige mechanische Struktur als zulässig vorgegebenen Verzögerung gebremst werden.

Nach einer anderen Verwendungsalternative dient das Sicherheitsmodul dazu, daß die Ausgänge der Winkellagegeber bzw. deren entsprechende Signale auf einem Kommunikationssystem bzw. Bus auf Plausibilität hin überwacht und gege­ benenfalls das gestörte Funktionsteil identifiziert und gemeldet wird. Daraufhin kann mit dem Umschalten auf redundante Winkellagegeber reagiert werden. Um demgegenüber den Aufwand an Baukomponenten einzusparen, besteht eine Maßnahmenalternative darin, den Elektroantrieb des Funktionsteiles mit dem ge­ störten Winkellagegeber nicht mehr zu regeln, sondern nur noch unter Inkauf­ nahme vergrößerter Winkellageabweichungen zu steuern und dabei eine Brems­ rampe einzuprägen. Vor allem im Anwendungsfall auf Bogendruckmaschinen eig­ net sich dabei der Einsatz von Synchronmotoren hoher Polpaarzahl; werden diese bei jeweiligen Winkellagegeber-Ausfall voll bestromt, läßt sich bei einer Polpaar­ zahl von 22 eine Lage-Abweichungstoleranz von unter 12 mm erzielen. Die son­ stigen Funktionsteile mit funktionsfähigen Winkellagegebern können einem Bremsbetrieb mit entsprechender Rampenfunktion wie beim Funktionsteil mit ge­ störtem Winkellagegeber unterworfen werden.

Nach einer besonderen Ausbildung besitzt das Leistungselektronikteil des elektri­ schen Antriebssystems neben einer Phasenstromregelung auch eine Lagerege­ lung mit Anschluß an den Winkellagegeber am Elektromotorenläufer oder am zu verschwenkenden oder zu drehenden Funktionsteil. Bei dieser Ausbildung läßt sich das Sicherheitsmodul besonders effektiv dahingehend einsetzen, daß es mit Überwachungsmittel sowohl auf dem Leistungselektronikteil als auch auf der Sig­ nalverabeitungseinheit bei gestörter Kommunikation zwischen diesen oder bei Abschaltmeldung seitens der Signalverarbeitungseinheit über eine Umschaltein­ richtung die Umstellung der Phasenstromregelung auf Lageregelung mit Winkel­ lagegeber und jeweiliger Bremsrampe ohne Leitachse mit hardwaremäßig syn­ chronisiertem Start herbeiführt.

Eine weitere Verwendungsalternative des Sicherheitsmoduls nach der Erfindung geht aus von der Anordnung einer Zwischenkreis-Versorgungseinheit für die Elektromotoren und/oder Leistungselektronikteile. Das Sicherheitsmodul kann zur Analyse und Überwachung der Netz- oder Zwischenkreisspannung eingesetzt werden, wobei entsprechende Sicherheitsfunktionen zweckmäßig vor allem auf der Signalverarbeitungseinheit implementiert sind. In Reaktion auf die Erkennung eines Fehlers wird dann eine generatorische Bremsung gegebenenfalls mit Kon­ densatorpufferung eingeleitet. Letztere ist vorteilhaft wegen Zeitverzögerungen bzw. Zeitbedarfs bei Umschalten auf Betrieb mit Ohmschen Ballastwiderständen. Ferner liefert die Kondensatorpufferung kurz vor Stillstand Energie, um Reibungs­ verluste auszugleichen und ein synchrones Abbremsen zu ermöglichen. Letzteres kann über geeignete Aufteilung der Funktionsteile in einerseits generatorisch und andererseits motorisch betriebene Achsen erfolgen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Diese zeigen jeweils als schematische Funk­ tions- und Blockschaltbilder in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Offset- Bogendruckmaschine,

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit durch unterschiedliche Schraffuren angedeutete Funktionsbereiche des Sicherheitsmoduls,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Offset- Bogendruckmaschine mit entsprechenden Funktionsbereich- Schraffuren,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Offset- Rollendruckmaschine analog zur Fig. 2,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Offset- Rollendruckmaschine analog zur Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Antriebssystem in einer Bogendruckma­ schine 1 für fünf Farben verwendet. Entsprechend sind fünf Druckwerke 2 je mit einem Plattenzylinder 3, einem Gummizylinder 4 und einem Gegendruckzylinder 5 angeordnet. Zwischen zwei Gegendruckzylindern 5 befindet sich jeweils ein Über­ gabezylinder 6, der dazu dient, die im Anleger 7 aufeinandergestapelten Bögen 8 von einem Druckwerk zum nächsten Druckwerk 2 zu transportieren, bis sie zum Ausleger 9 gelangen. Zur Sicherstellung der Bogenübergabe sind der Gegen­ druckzylinder 5 und der Übergabezylinder 6 jeweils mit Greifelementen 10 verse­ hen (schematisch als Umfangsaussparungen angedeutet). Zur Gewährleistung eines präzisen Bogendrucks hoher Qualität müssen im Übergabezeitpunkt die Greifelemente 10 unterschiedlicher Zylinder bzw. Walzen 5, 6 einander mög­ lichst synchron begegnen bzw. exakt gegenüberliegen. Dabei sind Lageabwei­ chungen von höchstens 5 µm tolerierbar. Bei Störung des Synchronlaufs kommt ferner die Gefahr hinzu, daß die über den Umfang des jeweiligen Zylinders 5, 6 hinausragenden Greifelemente den Umfang des jeweils benachbarten Zylinders beschädigen bzw. mit diesem kollidieren können.

Gemäß Fig. 1 ist jedes der Druckwerke 2 mit einem elektrischen Direktantrieb- Synchronmotor 11 versehen, dessen Läufer direkt und steif mit dem Achsstummel des jeweiligen Gegendruckzylinders 5 verbunden ist. Um eine Lageregelung der Zylinderachsen von hoher Güte zu erreichen, sind hochauflösende Winkellagege­ ber 12 in Form von Sinus/Kosinus-Gebern lastseitig, das heißt die Winkellage des Gegendruckzylinders 5 unmittelbar abtastend angeordnet.

Die Synchronmotoren 11 werden von je einem Leistungselektronikteil 13 ange­ steuert, das aus einem Wechselrichter 14 und einem Regler 15 mit Lichtwellenlei­ ter-Schnittstelle 16 zusammengesetzt ist. Der Regler 15 auf dem Leistungselek­ tronikteil 13 umfaßt zwei Regelungsmodule, nämlich eine digitale Antriebs- /Phasenstromregelung mit einem Pulsweiten-Modulationstakt von 8 Kilohertz so­ wie eine Lageregelung mit (nicht gezeichnetem) Anschluß an die Winkellagegeber 12. Beide Regelungsmodule können alternativ aktiviert werden. Der Gleichspan­ nungszwischenkreis wird von zwei Einspeiseeinheiten 17, 17a mit 36 kW bzw. 18 kW versorgt, die mit externen, Ohmschen Ballastwiderständen 18 und einer Po­ wer-Fail-Einrichtung 19 versehen sind. Zwischen den Versorgungseinheiten 17, 17a und den Leistungselektronikteilen 13 ist eine Kondensator- Energiespeichereinheit 20 angeordnet, welche die oben angesprochenen Energie- Pufferfunktionen ausführt. Die Wechselrichter 14, Regler 15, Versorgungseinhei­ ten 17, 17a und die Energiespeichereinheit 20 werden von der Anmelderin bereits unter den Typenbezeichnungen BUS 624, BUS 6-E LWL, BUG 623, BUG 622 und BUK auf den Markt gebracht (vgl. Katalog der Firma BAUMÜLLER NÜRNBERG GMBH "Regelbare Antriebssysteme, Steuerungen, Dienstleistungen 1995").

Im Beispiel der Fig. 1 sind die Ausgänge der Winkellagegeber 12 den Eingängen 21a der Umsetzerbaugruppen 21 mit je zwei Eingangskanälen zugeführt. Auf die­ sen Umsetzerbaugruppen kann noch ein Netzteil für die Versorgung des Winkel­ lagegebers 12 untergebracht sein. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf das Pro­ dukt UMS-APM 02 der Anmelderin verwiesen (vgl. Katalog aaO). Zweikanalige Achsperipheriemodule 22 dienen der Umsetzung der Lichtwellenleiter-Signale 16 von den Leistungselektronikteilen 13 und der Signale aus den Umsetzerbaugrup­ pen 21 in Digitalsignale für das Kommunikations- und Bus-System 23. An dieses ist gleichsam als Sternmittelpunkt eine digitale Signalverarbeitungseinheit 24 an­ gelegt in der eine Software zur Mehrachsregelung implementiert ist. Diese ist zur entkoppelten Motorführung der hochpoligen Synchronmaschinen 11 mit Perma­ nenterregung ausgelegt. Mit der Software erfolgt eine simultane Sollwertgenerie­ rung nach dem Konzept der Lagesteuerung mit Umfangsregister. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Produkte der Anmelderin APM-02, DSP-C30 und PSB 03 (vgl. Katalog aaO) sowie deren Offenlegungsschrift DE 43 22 744 A1 und Pro­ spekt "Direktantriebstechnik" vom September 1994 verwiesen. Das letztgenannte Produkt bildet eine Stromversorgungseinrichtung 25, die entweder von einem Gleichstrom-Netzteil 26 oder einer Batterie 27 gespeist wird. Zur Umschaltung zwischen diesen beiden Gleichstrom-Versorgungsalternativen dient ein beispiels­ weise nach dem Ruhestromprinzip arbeitender Umschalter 28, der bei mangeln­ dem Stromfluß aus dem Netzteil 26 abfällt und dabei die Batterie 27 sowohl an die Stromversorgungseinheit 25 als an die Versorgungseinheiten 17, 17a herbeiführt.

Gemäß Fig. 2 ist das Sicherheitsmodul in mehrere Überwachungs- und Reakti­ onsbereiche untergliedert, die durch unterschiedliche Schraffuren LA ("Leitachse"), SM (",gesteuerte Synchronmaschine"), OL ("dezentrale Regler ohne Leitachsen"), BA ("Umschaltung auf Batterie") und GB ("Umschaltung auf Genera­ torische Bremsung") markiert sind.

Mit seinem Bereich LA erfaßt das Sicherheitsmodul Störungen, Fehler und Ausfäl­ le der Zylinder 3, 4, 5, 6 im Wirkungsbereich eines Druckwerks 2, des Synchron­ motors 11 und im Leistungselektronikteil 13. Der Übersichtlichkeit halber ist in die Fig. 2 nur eines der fünf Druckwerke mit dem Funktionsbereich LA des Sicher­ heitsmoduls markiert. Die Fehlererkennung läßt sich in diesem Funktionsbereich vor allem durch Vergleich der Winkellagen aller Achsen in der Signalverarbei­ tungseinheit 24 bewerkstelligen. Als Reaktion bzw. Sicherheitsmaßnahme wird die gestörte Achse zur Leit-Achse von der Signalverarbeitungseinheit 24 deklariert, welche das Auslaufen und Abschalten auch aller sonstigen Achsen der Leitachse entsprechend bestimmt.

Der Funktionsbereich SM des Sicherheitsmoduls erfaßt Störungen, Fehler und Ausfälle im Zusammenhang mit dem Winkellagegeber 12, dem Umsetzer 21 und dem Achsperipheriemodul 22 als Geberkanal. Die Fehlererkennung kann über Fehlermeldungen des Winkellagegebers 12 oder Geberauswertungen in der Si­ gnalverarbeitungseinheit 24 erfolgen. Gemäß Fig. 2 wird als Sicherheitsmaßnah­ me auf die weitere Geberauswertung verzichtet und der Synchronmotor 11 der gestörten Achse nur noch im Steuerungsverfahren mit gleichsam aufgeschnittener Regelschleife betrieben. Alle übrigen Synchronmotoren werden entsprechend ei­ ner Rampenfunktion unter Beibehaltung der Synchronisation untereinander gere­ gelt gebremst.

Der Sicherheits-Funktionsbereich OL bezieht sich auf Fehler in der Signalverarbei­ tungseinheit 24 oder dessen Stromversorgungseinheit 25. Dies läßt sich über an sich bekannte time-out-Funktionen im Zusammenhang mit dem Bus-System 23 und Überwachungsmitteln auf den Leistungselektronikteilen 13 erkennen. Auch wenn das Bus-System 23 gestört ist und Mehrfach-Geberfehler erzeugt, kann eine Abschaltung des Signalverarbeitungseinheit 24 implementiert sein. Als entspre­ chende Sicherheitsmaßnahme ist dann das Umschalten der Regler 15 auf dem jeweiligen Leistungselektronikteil 13 vom Phasenstrom-Regelungsbetrieb auf de­ zentralen Lageregelungsbetrieb unter Verwertung der Signale der Winkellagege­ ber 12 vorgesehen. Der Signalzuführung dienen sogenannte Geberparallelan­ schlüsse 21b, die Ausgänge der Umsetzer 21 bilden und im gezeichneten Beispiel den Reglern 15 zugeführt sind. Über die Geberparallelanschlüsse 21b werden die an den Eingängen 21a der Umsetzerbaugruppen 21 anliegenden Winkellagege­ ber-Signale im wesentlichen unverändert zu den Reglern 15 durchgeschleift. Im Lageregelbetrieb wird für die jeweiligen Gegendruckzylinder 5 - ähnlich wie bei der obigen Reaktion SM (gesteuerte Synchronmaschine) - eine Bremsrampe reali­ siert, allerdings dezentral und mit einem hardwaremäßig synchronisiertem Start für die einzelnen Antriebseinheiten. Dem dient eine Triggereinrichtung 29, im ge­ zeichneten Beispiel als hardwaremäßige Verbindung zwischen den Reglern 15 angedeutet.

Treten Störungen, Fehler und Ausfälle im Netzanschluß der Versorgungseinheiten 17, 17a auf, geben darauf angelegte Überwachungsmittel Fehlermeldungen für Power-Fail oder aufgrund Selbstdiagnose ab, oder erkennt die Signalverarbei­ tungseinheit 24 Unregelmäßigkeiten in der Zwischenkreisspannung aus den Ver­ sorgungseinheiten 17, 17a, wird der Sicherheitsfunktionsbereich GB mit Einleitung einer generatorischen Bremsung aktiv. Diese kann eventuell mit Kondensatorpuf­ ferung über die Energiespeichereinheit 20 erfolgen.

Der Sicherheitsfunktionsbereich BA wird aktiv, wenn die beispielsweise 24 Volt Ausgangsspannung des Netzteils 26 ausfallen oder fehlerhaft sind, was durch den oben genannten, speziell zur Überwachung ausgelegten Umschalter 28 erkannt werden kann. Dieser legt dann selbsttätig die bereitstehende Batterie 27 an die Versorgungseinheiten 17, 17a und die Stromversorgungseinheit 25.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem vorherigen da­ durch, daß zusätzlich zu den ersten Winkellagegebern 12 für jedes Druckwerk 2 zweite, redundante Winkellagegeber 12a angeordnet sind. Infolgedessen kann bei Ausfall eines ersten Winkellagegebers 12 auf Betrieb mit dem zweiten Winkella­ gegeber 12a umgeschaltet werden, wie durch den Funktions- und Sicherheitsbe­ reich 2G des Sicherheitsmoduls angedeutet. Da dieser dann den vorher erläuter­ ten Bereich SM ("gesteuerte Synchronmaschine") ersetzt, ist für die beiden Berei­ che bzw. Sicherheitsmaßnahmen 2G, SM die gleiche Schraffur verwendet wor­ den. Allerdings erfordert die Sicherheitsfunktion "zweiter Geber" 2G einen erhöh­ ten Hardware-Aufwand in Form zusätzlicher Kanäle in nach der Konfiguration ge­ mäß Fig. 1 und 2 bereits vorhandenen Umsetzern 21 und Achsperipheriemodulen 22 sowie zusätzlichen Umsetzern 21c und Achsperipheriemodulen 22a, welche dem Anschluß der redundanten Winkellagegeber 12a an das BUS-System 23 dienen. Dieses ist vom im Fall der Fig. 3 entsprechend erstreckten Funktionsbe­ reich OL des Sicherheitsmoduls überwacht.

Die Funktionsbereiche LA, SM/2G des Sicherheitsmoduls sind der Anschaulich­ keit halber nur für ein einziges Druckwerk 2 gezeichnet, sind aber funktionsgleich auch auf die anderen Druckwerke zu übertragen.

In den nachfolgenden Tabellen ist die Funktionsweise der Erfindung noch weiter veranschaulicht, wobei die Positionsnummern der ersten beiden Tabellen in der Tabelle 3 entsprechend verwendet sind. Ist Kollisionsschutz in der Tabelle 3, rechte äußere Spalte, bejaht, laufen die jeweils benachbarten Gegendruck- und Übergabezylinder 5, 6 zueinander so ausreichend synchron, daß eine Kollision im Zusammenhang mit den Greifelementen 10 nicht zu befürchten ist.

Tabelle 1 - Fehlererkennungsmatrix und Reaktionsmatrix

Tabelle 2 - Reaktionsmatrix

Tabelle 3 - Fehlerursachen- und -behebungsmatrix

In der Rollendruckmaschine gemäß Fig. 4 wird eine kontinuierliche Papierbahn 30 aus einem Rollenwechsler RW abgewickelt und über eine Tänzerwalze und/oder Umlenkrolle 31 zur Einprägung einer Bahnspannung einem Einzugswerk EZW zugeführt. Von da wird die Papierbahn 30 weiter durch hintereinander in Reihe angeordnete Druckwerke DE 1, DE 2, DE 3, DE 4, einen Trockner TR, einen Kühlwalzenständer KW, ein Zugwalzenwerk ZW und schließlich einen Falzapparat 32 in der genannten Reihenfolge geführt. Die Komponenten RW, EZW, DE 1-4, TR, KW, ZW und 32 sind in etwa dem Druckmaschinentechniker bekannt aufge­ baut und bedürfen deshalb keiner detaillierten Erläuterung. In den Druckeinheiten DE 1-4 ist in der Zylindergruppe aus oberer Plattenzylinder 3, oberer Gummizy­ linder 4, unterer Gummi- und Gegendruckzylinder 5 und unterer Plattenzylinder 3 jeweils nur der untere Plattenzylinder 3 direkt mit dem Läufer eines Elektromotors 11 verbunden. Die verbleibenden oberen Plattenzylinder, oberen Gummizylinder und unteren Gummi- und Gegendruckzylinder 3, 4, 5 werden über mechanische Kopplung mit den unteren Plattenzylindern 3 angetrieben. Die sonstigen aktiven Dreh-Funktionsteile 33 des Einzugswerks EZW, 34 des Kühlwalzenständers KW, 35 des Zugwalzenwerks ZW sowie all die des Falzapparats 32 (nicht gezeichnet) werden jeweils in Direktantriebstechnik mit zueinander synchronisierten Einzelmo­ toren 11 angetrieben. Analog zur oben erläuterten Bogendruckmaschine wird die Winkellage jedes der genannten aktiven Dreh-Funktionsteile 3, 33, 34, 35 u. a. von jeweils hoch auflösenden Winkellagegebern 12 in Form von Sinus-/Kosinusgebern unmittelbar abgetastet, womit eine lastseitig angeordnete Winkellage-Erfassung realisiert ist.

Gemäß Fig. 4 ist im Bereich 36 der Rollendruckmaschine, der die Druckmaschi­ nenkomponenten EZW, DE 1-4, TR, KW und ZW umfaßt, zu vermeiden, daß die Papierbahn aufgrund der Bahnkräfte und der daraus resultierenden Dehnungen zwischen den einzelnen Komponenten bzw. Klemmstellen reißt. Dem dient erfin­ dungsgemäß die Überwachung der jeweiligen Umfangsgeschwindigkeits- Differenzen zwischen EZW und DE 1, DE 1 und DE 2, DE 2 und DE 3, DE 3 und DE 4, DE 4 und KW sowie KW und ZW, die zur Bahnrißvermeidung stets in einem als zulässig erkannten Bereich gehalten werden müssen. Dazu sind beispielswei­ se in der Signalverarbeitungseinheit 24 und/oder im oben erwähnten Sicherheits­ modul Vergleichsalgorithmen implementiert, welche die Winkellage oder Winkel­ bzw. Umfangsgeschwindigkeit von zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Dreh-Funktionsteilen, beispielsweise die der jeweils unteren Plattenzylinder 3 der ersten und zweiten Druckeinheit DE 1, DE 2, über den jeweils zugeordneten Win­ kellagegeber 12 erfassen und verarbeiten. Dabei wird die jeweilige Geschwindig­ keitsdifferenz zwischen zwei strukturell und/oder funktionell hintereinander ange­ ordneten Dreh-Funktionsteilen zur Überwachung ständig berechnet. Werden die zulässigen Toleranzen für die Geschwindigkeitsdifferenzen überschritten, was zu Bahnriß führen kann, oder unterschritten, was zu Bahnstau und insbesondere zu Zylinderwicklern führen kann, können über das oben erläuterte Sicherheitsmodul Maßnahmen zum Übergang in den sicheren Zustand der Druckmaschine ergriffen werden (siehe obige Erläuterungen zu den Bogendruckmaschinen-Beispielen).

Wegen weiterer Einzelheiten der Struktur des elektrischen Antriebssystems und der Sicherheitsstrategien bei der Rollendruckmaschine gemäß Fig. 4 und auch Fig. 5 kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Fig. 1-3 mit den dortigen Bezugszeichen verwiesen werden, die hier entsprechend bzw. funktionsgleich gelten. Insbesondere können bei Störungen, Fehler und Ausfall im Bereich 36 im Zusammenhang mit Bahnrißvermeidung oder Bahnstau die Reak­ tionen der Funktionsbereiche LA, 2G, SM, OL, GB und BA, wie sie oben anhand der Bogendruckmaschine erläutert sind, entsprechend vollzogen werden. Dies gilt auch für den Bereich des Falzapparats 32, wobei allerdings die Funktionsbereiche des Sicherheitsmoduls der Vermeidung von Kollisionen zwischen benachbarten Dreh-Funktionsteilen (im einzelnen nicht gezeichnet) dienen.

Claims (32)

1. Elektrisches Antriebssystem zur Verstellung von einem oder mehreren dreh- und/oder verschwenkbaren Funktionsteilen in Geräten und Maschi­ nen, beispielsweise von Zylindern (3, 4, 5, 6, 33, 34, 35) oder Walzen insbe­ sondere in Bogen- oder Rollendruckmaschinen (1, 100) oder deren Falzwer­ ken (32), in ihrer Winkellage oder -geschwindigkeit, mit einem oder mehre­ ren Elektromotoren (11), die mit einem jeweils zugeordneten Funktionsteil (5) verbunden sind, mit einem oder mehreren Leistungselektronikteilen (13), die ausgangsseitig mit je einem Elektromotor (11) zu dessen Ansteuerung verbunden sind, und mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinheit (24), die zur Aufnahme von Winkellage- oder Winkelgeschwindigkeits-Signalen von etwaigen Winkellagegebern (12) an den Funktionsteilen (5) oder Läu­ fern der Elektromotoren (11) und/oder sonstigen Leit-, Steuer- , Sollwert- Test- und/oder Kontrollsignalen ausgebildet und mit dem oder den jeweili­ gen Leistungselektronikteilen (13) zu deren steuerungs- oder regelungs­ technischen Kontrolle und/oder Führung verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Sicherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB), das zum Zugriff wenig­ stens auf Signale im Bereich der Funktionsteile (5), der Elektromotoren (11), der Leistungselektronikteile (13), der Signalverarbeitungseinheit (24) und/oder eines System-Netzteiles (26) und zu deren Vergleich oder Aus­ wertung auf Plausibilität ausgebildet ist und eine oder mehrere Schnittstel­ len (16, 21, 21a, 21b, 22) oder Kommunikationsmittel insbesondere in Form eines Bussystems (23) zur Ausgabe erzeugter Fehlermelde- und/oder - kompensationssignale aufweist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Si­ cherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) ganz oder teilweise in der Signal­ verarbeitungseinheit (24), im Leistungselektronikteil (13) und/oder im oder am Netzteil (26) angelegt und/oder implementiert ist.

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal­ verarbeitungseinheit (24) über ein Bussystem (23) und/oder periphere Schnittstellen (16, 21, 21a, 21b, 22) Zugriff auf Signale der Leistungselektro­ nikteile (13) und/oder etwaige Winkellage- oder Winkelgeschwindigkeits­ signale der Elektromotoren (11) oder Funktionsteile (5) hat.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Si­ cherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) ein oder mehrere Vergleichsmittel, insbesondere Subtrahierer und/oder Differerenzbildner, aufweist, denen je­ weils wenigstens zwei Winkellage- oder Winkelgeschwindigkeits-Signale unterschiedlicher Elektromotoren (11) und/oder Funktionsteile (5) zugeführt sind.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei mehrere funktionell und/oder strukturell in Reihe angeordnete Elektromotoren (11) und Funktionsteile (2, 5; EZW, 33; 3; DE1-4; KW, 34; ZW, 35) der Bearbeitung und dem Transport eines beispielsweise bogen- oder bahnartigen Objekts (8, 30) dienen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel die Winkellage- oder Win­ kelgeschwindigkeitssignale von zwei unmittelbar hintereinander angeordne­ ten Funktionsteilen (5; 33, 3) und/oder diesen jeweils zugeordneten Elektro­ motoren (11) erfassen und verarbeiten.

6. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Sicherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) für ein oder mehrere Funktionsteile (5) und/oder Elektromotorenläufer zueinander redundant angeordnete Winkellagegeber (12, 12a) umfaßt.

7. Antriebssystem nach Ansprüche 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bussystem (23) mit peripheren, vorzugsweise separaten Schnittstellen (21c, 22a) verbunden ist, die den redundanten Winkellagegebern (12a) zu­ geordnet sind.

8. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Leistungselektronikteil (13) einen Stromregler (15) aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Rahmen des Sicherheitsmoduls (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) das Leistungselektronikteil (13) zusätzlich mit einem Winkellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-Regler (15), der über eine periphere Schnittstelle (21, 21a, 21b, 21c) mit einem Winkellagegeber (12) am Elektromotorläufer oder Funktionsteil (5; 33; 3; 34; 35) verbunden ist, und mit einem Umschaltmittel ausgebildet ist, das vom Sicherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) zum Umstellen zwischen Strom- und Lageregelung (15) aktivierbar ist.

9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Si­ cherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) auf dem Leistungselektronikteil (13) implementierte Überwachungsmittel (OL) aufweist, die zur Fehlererkennung in der Kommunikation mit der Signalverarbeitungseinheit (24) ausgebildet sind und das Umschaltmittel aktivieren.

10. Antriebssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die periphere Schnittstelle (21) einen Geberparallelanschluß (21b) aufweist, der ein ihr (21) zugeführtes Signal des Winkellagegebers (12) an den Regler (15) ausgibt.

11. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Zwi­ schenkreis-Versorgungseinheit (17, 17a) für die Elektromotoren und/oder Leistungselektronikteile (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Sicher­ heitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) auf der Versorgungs- und/oder Signal­ verarbeitungseinheit (17, 17a, 24) implementierte Überwachungsmittel (GB) für Netz- und/oder Zwischenkreisüberwachung aufweist, die mit der Signal­ verarbeitungs- beziehungsweise der Versorgungseinheit (24, 17, 17a) kom­ munizieren.

12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ sorgungseinheit (17, 17a) einerseits und dem oder den Leistungselektronik­ teilen (13) andererseits eine Energiespeichereinheit (20) zur Zwischenpuffe­ rung von beispielsweise generatorischer Bremsenergie zwischengeschaltet ist.

13. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Zwi­ schenkreis-Versorgungseinheit (17, 17a) für die Elektromotoren (11) und/oder Leistungselektronikteile (13) und mit einem damit verbundenen, Gleichstrom ausgebenden Netzteil (26), gekennzeichnet durch eine redun­ dant zum Netzteil (26) angeordnete Not-Batterie (27) und einen vorzugs­ weise automatischen beziehungsweise selbsttätigen Umschalter (28) zwi­ schen Netzteil (26) und Batterie (27).

14. Antriebssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Sicherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) drei Sub­ module vorzugsweise in Baum-, Tabellen- oder Matrixform aufweist, die zur Fehlererkennung beziehungsweise -diagnose, zur Reaktionsentscheidung je nach Fehlerart und -größe und zum Vollzug entsprechender Sicherheits­ maßnahmen ausgebildet und logisch beziehungsweise funktionell in der genannten Reihenfolge hintereinandergeschaltet sind.

15. Verwendung des Sicherheitsmoduls (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) im Antriebssy­ stem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellagen oder -geschwindigkeiten eines, mehrerer oder aller Funktionsteile (5) einem Plausibilitätstest und/oder -vergleich unterworfen und gegebenenfalls das gestörte Funktionsteil identifiziert und/oder gemel­ det wird.

16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Störungs­ fall vor allem zur Schadensbegrenzung das Sicherheitsmodul (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) über die Signalverarbeitungseinheit (24) einen oder mehrere der Elektromotoren (11) in Bremsbetrieb versetzt, wobei diese derart angesteuert werden, daß ein oder mehrere oder alle Funktionsteile (5) mit dem maximal zur Verfügung stehenden Drehmomement ihres zuge­ ordneten Elektromotors (11) und/oder mit einer durch ihre jeweilige mecha­ nische Struktur als zulässig vorgegebenen Verzögerung gebremst werden.

17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß vom gestörten Funktionsteil (5) oder dessen Winkellage oder -geschwindigkeit Leit- oder Sollwerte für die Winkellagen oder -geschwindigkeiten der nicht gestörten Funktionsteile (5) abgeleitet und zur Nachführung, Nachsteue­ rung, Nachregelung, Bremsen und/oder zum Synchronisieren der nicht ge­ störten Funktionsteile verwendet werden.

18. Verwendung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das gestörte Funktionsteil (5) abgeschaltet und so zum Auslau­ fen gebracht wird.

19. Verwendung nach Anspruch 15, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß Unterschiede oder Differenzen der Winkellagen oder - geschwindigkeiten unterschiedlicher, vorzugsweise funktionell und/oder strukturell hintereinander angeordneter Funktionsteile (5) ermittelt und/oder überwacht werden.

20. Verwendung des Sicherheitsmoduls (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) im Antriebssy­ stem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei Winkellagegeber (12, 12a) zur Aufnahme der Winkellage und/oder -geschwindigkeit des Funktionsteils (5; 33; 3; 34; 35) und/oder Elektromotorenläufers und deren Übertragung an die Signalverarbeitungseinheit (24) eingesetzt werden, insbesondere kom­ biniert mit der Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der der Winkellagegeber (12, 12a), ge­ gebenenfalls auch die der redundanten Winkellagegeber (12a), einem Plausibilitätstest- und/oder -vergleich unterworfen und gegebenenfalls der oder die Winkellagegeber mit gestörten Ausgangssignalverläufen identifi­ ziert und/oder gemeldet werden.

21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils auf der Basis einer Rampenfunktion das Funktionsteil (5) des Winkellagegebers (12) mit gestörtem Ausgangssignalverlauf gesteuert gebremst und die sonstigen Funktionsteile (5) geregelt gebremst werden.

22. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß über die Signalverarbeitungseinheit (24) die Funktionsteile (5) und/oder Elektro­ motorenläufer auf der Basis der Signale ihrer Winkellagegeber (12) ohne gestörtem Ausgangssignalverlauf insbesondere beim Bremsen in Synchro­ nisation gehalten werden.

23. Verwendung nach Anspruch 20, 21 oder 22 im Antriebssystem nach An­ spruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des oder der Ver­ gleichsmittel jeweils Unterschiede oder Differenzen der Winkellagen oder - geschwindigkeiten unterschiedlicher, vorzugsweise funktionell und/oder strukturell hintereinander angeordneter Funktionsteile (5; 33; 3; 34; 35) und/oder Elektromotorenläufer ermittelt und/oder überwacht und über die Signalverarbeitungseinheit (24) bei deren Anfahren oder Abbremsen in ei­ nem als zulässig bestimmten Bereich gehalten werden.

24. Verwendung nach Anspruch 20 in einem Antriebssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den weiteren Betrieb die Aus­ gangssignale des zum Winkellagegeber (12 bzw. 12a) mit gestörtem Aus­ gangssignalverlauf redundant angeordneten Winkellagegebers (12a bzw. 12) verarbeitet werden.

25. Verwendung des Sicherheitsmoduls (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) im Antriebssy­ stem nach Anspruch 9, insbesondere kombiniert mit der Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Überwachungsmittel (OL) für das Leistungselektronikteil (13), das Bussy­ stem (23) und/oder die Signalverarbeitungseinheit (24) bei gestörter Kom­ munikation untereinander mit der Abschaltung der Signalverarbeitungsein­ heit (24) und der Umstellung des Leistungselektronikteils (13) von Strom­ auf Winkellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-Regelbetrieb (15) rea­ giert.

26. Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des Winkellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-Regelbetriebs das oder die Funktionsteile (5; 33; 3; 34; 35) entsprechend einer Rampenfunktion ge­ bremst beziehungsweise in Stillstand versetzt werden, wobei mehrere Win­ kellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-Regler (15) mit einer gemeinsa­ men Triggereinrichtung (29) zum synchronisierten Start verbunden sind.

27. Verwendung nach Anspruch 25 oder 26 im Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Winkellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-Regler (15) auf der Basis der Signale aus dem Ge­ berparallelanschluß (21 b) betrieben werden.

28. Verwendung des Sicherheitsmoduls (LA, SM, 2G, OL, BA, GB) im Antriebssy­ stem nach Anspruch 11 oder 12, insbesondere kombiniert mit der Verwen­ dung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fehlererkennung in der Netz- oder Zwischenkreisspannung über die Si­ gnalverarbeitungseinheit (24) ein synchronisierter generatorischer Brems­ vorgang für alle Funktionsteile (5; 33; 3; 34; 35) eingeleitet wird.

29. Verwendung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der Funktionsteile (5; 33; 3; 34; 35) im Generatorbremsbetrieb und gegebe­ nenfalls im Motorbetrieb derart geregelt werden, daß die Synchronisation der Funktionsteile (5; 33; 3; 34; 35) beibehalten wird.

30. Druckmaschine, insbesondere Bogen- oder Rollendruckmaschine (1,100), mit mehreren Druckwerken (2) oder Druckeinheiten (DE1-4), die je aus ei­ ner Gruppe von Zylindern (3, 4, 5, 6) unterschiedlicher Funktionen bestehen, versehen mit einem elektrischen Antriebssystem insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß einzig ein Zylinder (5;3) aus der Zylindergruppe mit dem Läufer des Antriebssystems direkt verbunden, und die sonstigen Zylinder (3, 4, 5, 6) über mechanische Kopp­ lungen angetrieben sind.

31. Maschine nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch mit dem Antriebssy­ stem zur Lage- und/oder Geschwindigkeitsregelung (24) gekoppelte Winkel­ lagegeber (12, 12a) vorzugsweise direkt an dem oder den angetriebenen Zylindern (3, 4, 5, 6, 33, 34, 35).

32. Maschine nach Anspruch 30 oder 31, gekennzeichnet durch die Verwen­ dung von Synchronmotoren mit hoher Polpaarzahl als Elektromotoren (11).