DE19716457A1 - Elektrisches Antriebssystem mit Lagekorrekturantrieben zur Kollisionsvermeidung - Google Patents
Elektrisches Antriebssystem mit Lagekorrekturantrieben zur KollisionsvermeidungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssy
stems, das der Verstellung eines oder mehrerer dreh-, verschwenk- und/oder li
near bewegbarer Funktionsteile in Geräten und Maschinen in ihrer Lage und/oder
Geschwindigkeit synchron zueinander dient. Solche Funktionsteile können bei
spielsweise Drehkörper wie Zylinder oder Walzen insbesondere in Bogen- oder
Rollendruckmaschinen oder auch linear geführte Schlitten, Förderelemente von
Druckmaschinen sein. Das Antriebssystem weist mehrere Antriebseinheiten auf,
die in Einzelantriebstechnik jeweils mit einem der Funktionsteile oder einer Grup
pe davon verbunden sind, wobei in Fehlerfällen den Funktionsteilen und An
triebseinheiten aufeinander abgestimmte und zeitabhängige Auslauffunktionen
eingeprägt werden, wonach sie mittels der fehlerlosen Antriebseinheiten zueinan
der synchron zwecks Vermeidung von Kollisionen zwischen den sich bewegenden
Funktionsteilen in den sicheren Zustand gefahren, insbesondere in Stillstand ver
setzt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes elektrisches An
triebssystem zur Durchführung dieses Verfahrens, das mehrere Elektromotoren
aufweist, die in Einzelantriebstechnik mit einem jeweils zugeordneten Funktionsteil
oder einer Gruppe davon verbunden sind, welches Antriebssystem ferner mehrere
Umrichter, Regler und/oder sonstige Leistungselektronikteile aufweist, die aus
gangsseitig mit je einem Elektromotor zu dessen Ansteuerung verbunden sind,
welches Antriebssystem ferner wenigstens eine Steuerung aufweist, die zur Auf
nahme von Lage- oder Geschwindigkeitssignalen von etwaigen Lagegebern an
den Funktionsteilen oder Läufern der Elektromotoren und/oder sonstigen Leit-,
Steuer-, Sollwert-, Test- und/oder Kontrollsignalen ausgebildet und mit dem oder
den jeweiligen Leistungselektronikteilen zu deren steuerungs- oder regelungs
technischen Kontrolle mit entsprechender Führung und Synchronisation der Funk
tionsteile verbunden ist, und welches Antriebssystem ein Sicherheitsmodul auf
weist, das zum Zugriff wenigstens auf Signale im Bereich der Funktionsteile, der
Elektromotoren, der Leistungselektronikteile, der Steuerungseinrichtung und/oder
eines System-Netzteiles und zu deren Vergleich oder Auswertung auf Plausibilität
ausgebildet und mit der Steuerungseinrichtung zur Übergabe erzeugter Fehler
meldesignale verbunden ist, wobei in Fehlerfällen die mehreren Funktionsteile mit
dem Antriebssystem von der Steuerungseinrichtung gemäß aufeinander abge
stimmter und zeitabhängiger Lage-Übergangs-, insbesondere Auslauffunktionen
synchron in den sicheren Zustand überführbar sind.
Verwiesen wird auf eine bekannte Steuerung eines Mehrmotorenantriebs einer
Druckmaschine (Patentschrift DE 195 20 642 C1) etwa der eingangs genannten
Art, bei der auf elektrische Weise einfehlersicher gewährleistet sein soll, daß der
Ausfall einer Komponente in einer der Antriebseinheiten nicht zu einer derartigen
Verdrehung der Zylinder bzw. Achsen führt, daß beispielsweise die Greifer eines
der Zylinder durch die Berührung mit der Zylinderoberfläche eines anderen Zylin
ders beschädigt werden. Allerdings wird zur Abhilfe vorgeschlagen, daß nach
Feststellen eines Ausfalls einer Komponente in einer der Antriebseinheiten durch
eine übergeordnete Steuerung die Antriebseinheiten nach einer Zeitfunktion zum
Stillstand heruntergefahren werden, die durch das Verhalten derjenigen An
triebseinheit mit einer einen Defekt aufweisenden Komponente vorgegeben wird.
Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß das Verhalten der fehlerbehafteten und
gleichwohl die Leitachse vorgebenden Antriebseinheit dermaßen schwer gestört
ist, daß eine Synchronisation der anderen Antriebseinheiten darauf und ein kollisi
onsfreies Herunterfahren nicht mehr möglich ist.
Verwiesen wird ferner auf ein bekanntes elektrisches Antriebssystem mit Sicher
heitsmodul etwa der eingangs genannten Art (DE 195 29 430 A1), bei dem das
Leistungselektronikteil für den Einzelantrieb einen Stromregler aufweist. Im Rah
men des Sicherheitsmoduls ist das Leistungselektronikteil zusätzlich mit einem
Winkellage- oder Winkelgeschwindigkeits-Regler, der mit einem Winkellagegeber
am Elektromotorläufer oder am Funktionsteil verbunden ist, und mit einem Um
schaltmittel ausgebildet, das im Fehlerfall vom Sicherheitsmodul zum Umstellen
zwischen Strom- und Lageregelung aktivierbar ist. Dieses besitzt auf dem Lei
stungselektronikteil implementierte Überwachungsmittel, die zur Fehlererkennung
in der Kommunikation mit einer übergeordneten Signalverarbeitungseinheit aus
gebildet sind und das Umschaltmittel aktivieren. Bei gestörter Kommunikation
reagieren die Überwachungsmittel mit der Abschaltung von der übergeordneten
Signalverarbeitungseinheit und der Umstellung bzw. Umschaltung des Leistungse
lektronikteils von Strom- auf Winkellage- und/oder Winkelgeschwindigkeits-
Regelbetrieb. Dann werden im Rahmen des Lageregelbetriebs die Funktionsteile
entsprechend einer Rampenfunktion gebremst bzw. in Stillstand versetzt, wobei
die Regler mit einer gemeinsamen Triggereinrichtung zum synchronisierten Start
verbunden sind, um beim Bremsen Kollisionen zwischen den Funktionsteilen zu
vermeiden. Allerdings ist hierbei ordnungsgemäßes Funktionieren aller An
triebseinheiten vorausgesetzt, und die Einfehlersicherheit ist auf Fehlerfälle inner
halb der übergeordneten Signalverarbeitungseinheit beschränkt. Treten Fehler bei
einer Komponente einer Antriebsverbindung aus Funktionsteil und Antriebseinheit
auf, dann ist ein geordneter, synchronisierter Vollzug aller Bremsrampen bis zum
Stillstand ohne Kollisionen nicht mehr sicher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei elektrischen Antriebssystemen mit
mehreren Antriebseinheiten und Verfahren zu deren Steuerung die Zuverlässig
keit und Sicherheit, insbesondere Einfehlersicherheit, zu erhöhen, dabei aber den
Aufwand an Konstruktion, Hardwarekomponenten sowie Implementierung von
Steuerungsalgorithmen zur Erreichung des sicheren Zustandes gering zu halten.
Zur Lösung wird bei einem Steuerungsverfahren der eingangs genannten Art er
findungsgemäß vorgeschlagen, daß im Fehlerfall den Funktionsteilen und zuge
hörigen Antriebseinheiten ein Auslaufen in den Stillstand nach einer diesen ge
meinsam vorgegebenen Auslauffunktion eingeprägt wird, und zu deren Einhaltung
wenigstens der fehlerhaften Antriebsverbindung mit Funktionsteil und Antriebsein
heit Kräfte oder Momente von wenigstens einer weiteren, fehlerlosen Antriebsein
heit in einem Umfang und zeitlichen Verlauf zugeführt werden, die etwa dem Un
terschied zwischen der gemeinsam vorgegebenen Auslauffunktion einerseits und
dem passiven Auslaufverhalten der fehlerbehafteten Antriebsverbindung anderer
seits entsprechen. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine
Maschine oder Anlage mit bezüglich der beispielsweise Winkellage synchronisier
ten Einzelantrieben ohne aktiven Eingriff von Antriebskomponenten zum Bremsen
oder Antreiben in ihren Antriebsachsen ein passives Auslaufverhalten besitzt, das
im wesentlichen durch die Trägheit und die Reibungen bestimmt ist. Jedem Ein
zelantrieb wird ein zweiter Antrieb zusätzlich oder redundant zur Seite gestellt.
Dieser redundante Antrieb braucht nur so dimensioniert zu sein, daß er in der La
ge ist, die gemeinsam vorgegebene Auslauffunktion aktiv einzuhalten, die dicht an
den passiven Auslauffunktionen der Einzelachsen bleibt und die für alle synchro
nisierten Einzelantriebe verwendet wird. Der Momenten- bzw. Leistungsbedarf
und damit der Aufwand und die Kosten dieser redundanten Antriebe kann klein
gehalten werden, weil nur der Unterschied im Momenten- bzw. Leistungsbedarf
aktiv vom zusätzlichen bzw. redundanten (fehlerlosen) Antrieb aufgebracht wer
den muß. Dieser Unterschied ist dadurch bestimmt, daß die Antriebsachse mit der
vorgegebenen Auslauffunktion aktiv bewegt wird und nicht durch die eigene pas
sive, im Fehlerfall "trudelnde" Auslauffunktion.
Zur Lösung der oben genannten Erfindungsaufgabe wird bei einem Antriebssy
stem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß allen
oder wenigstens einigen der Funktionsteile jeweils zusätzlich zu der primären An
triebshaupteinheit aus dem Elektromotor und dem Leistungselektronikteil eine
redundante, sekundäre Antriebshilfseinheit beigeordnet ist, die für den Fehlerfall
zur Korrektur der Lage und Geschwindigkeit des fehlerbehafteten Funktionsteils
und/oder des zugehörigen Elektromotors beim Auslaufen ausgebildet und dazu an
das Funktionsteil und/oder den Elektromotor angekoppelt oder ankoppelbar ist.
Diese Antriebshilfseinheit kann im Fehlerfall dafür sorgen, daß der gestörte An
triebsstrang aus Funktionsteil und Antriebshaupteinheit die vorgegebene Auslauf
funktion einhält.
Damit dies mit höchstmöglicher Präzision und Sicherheit gegenüber Kollision von
(ohne aktiven Eingriff nicht synchron laufenden) Funktionsteilen untereinander
erfolgen kann, ist nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgesehen,
daß die eine oder mehreren Antriebshilfseinheiten im Rahmen eines Lage- und/oder
Geschwindigkeitsregelkreises mit dem Funktionsteil und/oder der Welle
der Antriebseinheit als Regelstrecke(n) angeordnet sind. Diese redundanten La
gekorrekturantriebe werden zweckmäßig vollkommen unabhängig voneinander
oder von der (nichtredundanten) Antriebshauptausrüstung ausgeführt, insbeson
dere was die Energieversorgung, Umrichter, Leistungsverstärker, Regler, Motor
und Geber in den Antriebshilfseinheiten angeht. Im Fehlerfall können sie der An
triebshauptausrüstung einzeln oder insgesamt zugeschaltet werden. Wird einzeln
zugeschaltet, so muß die restliche (das heißt fehlerfreie) Antriebshauptausrüstung
auch nach der allgemein vorgegebenen Auslauffunktion zum Stillstand gebracht
werden. Die redundanten Lagekorrekturantriebe müssen sich ebenfalls vollständig
entsprechend dieser übergeordneten Auslauffunktion bewegen. Dies läßt sich
nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung erreichen mittels eines Sicher
heitssoll- oder Führungswertgebers, der in der Steuerungseinrichtung, im Sicher
heitsmodul und/oder jeweils in den Leistungselektronikteilen mit Umrichter ange
legt und zur zeitabhängigen Ausgabe von Soll- oder sonstigen Führungswerten an
die Elektromotoren der Antriebshaupt- und/oder -hilfseinheiten ausgebildet ist,
wobei die Soll- oder Führungswerte der gemeinsamen Auslauffunktion entspre
chen. Für die Antriebshaupteinheiten und redundanten Antriebshilfseinheiten, die
alle vorteilhaft lagegeregelt sind, werden entweder ein einziger Sollwertgeber oder
zur Erhöhung der Sicherheit zwei redundante Sollwertgeber als Führungsorgane
verwendet, in denen die vorgegebene Auslauffunktion implementiert ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, vorteilhafte Ausführungen und Wirkungen erge
ben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen. Diese
zeigen in:
Fig. 1 ein schematisches Funktions- und Blockschaltbild des Ausführungs
beispiels nach der Erfindung,
Fig. 2 die vorgebene Auslauffunktion als Winkellage-Zeit-Diagramm.
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 Direktantriebs
motor 11 versehen, dessen Läufer direkt und steif mit dem Achsstummel des je
weiligen Gegendruckzylinders 5 verbunden ist. Um eine Lageregelung der Zylin
derachsen von hoher Güte zu erreichen, sind hochauflösende Winkellagegeber
12 in Form von Sinus/Kosinus-Gebern lastseitig, das heißt die Winkellage des
Gegendruckzylinders 5 unmittelbar abtastend angeordnet.
Die Motoren 11 werden von je einem Leistungselektronikteil 13 angesteuert, das
aus einem Wechselrichter 14 und einem Regler 15 mit Lichtwellenleiter-
Schnittstelle 16 zusammengesetzt ist. Der Regler 15 auf dem Leistungselektronik
teil 13 umfaßt eine digitale Antriebs-/Phasenstromregelung mit einem Pulsweiten-
Modulationstakt von 8 Kilohertz. Beide Regelungsmodule können alternativ akti
viert werden. Der Gleichspannungszwischenkreis wird von Einspeisemitteln 17
versorgt.
Gemäß Fig. 1 werden die Ausgänge der Winkellagegeber 12 über Anschlüsse 23
Umsetzerbaugruppen 21 zugeführt. Auf diesen Umsetzerbaugruppen kann noch
ein Netzteil für die Versorgung des Winkellagegebers 12 untergebracht sein.
Achsperipheriemodule 22 dienen der Umsetzung der Lichtwellenleiter-Signale 16
zu und von den Leistungselektronikteilen 13 in Digitalsignale für eine digitale
Steuerungseinheit 19, in der eine Software zur Mehrachsregelung implementiert
ist. Diese ist zur Motorführung der hochpoligen Drehstrommaschinen 11 ausge
legt. Mit der Software erfolgt eine simultane Sollwertgenerierung nach dem Kon
zept der Lagesteuerung.
An einem Netzanschluß 18 sind die Einspeisemittel bzw. die Versorgungseinheit
17 sowie ein Netzteil 20 parallel angeschlossen, das der Versorgung der Steue
rungseinheit 19, des jeweils daran angeschlossenen Umsetzers 21 und Achsperi
pheriemoduls 22 sowie der Versorgung eines mit der Steuerungseinheit 19 ver
bundenen Kommunikationsinterfaces 24 dient. Darüber kann eine Kommunikation
25 zwischen der von der primären Steuerungseinheit 19 kontrollierten Antriebs
hauptausrüstung und einer sekundären Steuerungseinheit 19R stattfinden, welche
eine redundante Antriebsausrüstung mit Elektromotor 11R, Winkellagegeber 12R,
Leistungselektronikteil 13R, Wechselrichter 14R, Regler 15R, Lichtwellenleiter-
Schnittstelle 16R, daran angeschlossenes Achsperipheriemodul 22R, Versor
gungseinheit 17R, Netzanschluß 18R, Netzteil 20R, Umsetzer 21R sowie Kom
munikationsinterface 24R steuert. Das Kommunikationsinterface 24R dient der
Kommunikation mit der Antriebshauptausrüstung bzw. dessen Steuereinheit 19.
Der redundante Umsetzer 21R ist mit eigenständigen, redundanten Winkellage
geber-Anschlüssen 23R von den redundanten Winkellagegebern 12R verbunden.
Diese tasten gemäß Zeichnung die redundanten Hilfsmotoren 11R in ihrer Winkel
lage ab, können aber auch alternativ oder zusätzlich an den Gegendruckzylindern
5 der Bogendruckmaschine zur lastseitigen Messung angeordnet sein. Im übrigen
ist die redundante Antriebshilfsausrüstung zur Realisierung von Lagekorrekturan
trieben strukturell der Antriebsausrüstung gleichartig ausgeführt, jedoch zur Er
bringung kleinerer Kräfte, Momente oder Leistungen dimensioniert, entsprechend
dem Unterschied bzw. der Abweichung des passiven Auslaufverhaltens der jewei
ligen Antriebsverbindung 5, 11, 14 von der gemeinsam vorgegebenen Auslauf
funktion (vgl. Fig. 2).
Im normalen, fehlerlosen Zustand sind die Wechselrichter 14R abgeschalten, und
die redundanten Hilfsantriebe 11R, 13R sind passiv und werden von der An
triebswelle des jeweiligen Hauptantriebs 11, 13 mitgedreht. Das Netzteil 20R für
die sekundäre, redundante Steuerungseinheit 19R wird jedoch in Betrieb gehal
ten, so daß die Datenkommunikation 25 zwischen Antriebshauptausrüstung und
Antriebshilfsausrüstung stattfinden kann. Detektiert ein beispielsweise in der An
triebshauptausrüstung auf der Steuerungseinheit 19, im Netzteil 20, in der Versor
gungseinheit 17, im Wechselrichter 14 oder im Regler 15 angelegtes Sicherheits
modul einen Fehler im Antriebssystem, einschließlich in den Hauptelektromotoren
11 oder den zugehörigen Winkellagegebern 12 oder in einem anzutreibenden
Funktionsteil 3, 4, 5, 6 eine Störung, einen Fehler oder Schaden, werden die
Wechselrichter 14R für die redundante Antriebshilfsausrüstung aktiviert. Es kann
entweder punktuell gesteuert geschehen, so daß jeweils ein einzelner, von der
redundanten Steuerungseinheit 19R ausgewählter Hilfselektromotor 11R mit sei
nem Wechselrichter 14R für die fehlerhafte gesteuerte Antriebshaupteinheit akti
viert und entsprechend der Auslaufkurve geregelt wird. Alternativ können durch
Einschaltung alle Antriebshilfseinheiten 11R, 14R gemeinsam mit ihren Momenten
und Leistungen den fünf Druckwerken 2 zugeschaltet werden. Gleichzeitig ist
dann die Versorgungseinheit 17 der Antriebshauptausrüstung abzuschalten, damit
die nichtredundanten Elektromotoren 11 frei geschalten bzw. stromlos werden.
Deren Antriebswellen lassen sich dann passiv von den redundanten Hilfsan
triebseinheiten 11R, 14R entsprechend der Auslauffunktion (Fig. 2) mitdrehen. Da
die Druckwerke 2 gleichartig aufgebaut sind, weichen ihre jeweiligen passiven
Auslauffunktionen voneinander nicht all zu sehr ab. Die Zusatzleistungen, die zur
Einhaltung der vorgegebenen, sicheren Auslauffunktion nach Fig. 2 (siehe unten)
aktiv eingespeist werden müssen, halten sich in Grenzen, was sich kostengünstig
auf Aufwand und Dimensionierung in den Hilfsantriebseinheiten 11R, 14R aus
wirkt.
Gemäß Fig. 2 kann die für alle elektromotorisch angetriebenen Achsen bzw.
Funktionsteile der Bogendruckmaschine 1 vorgegebene Auslauffunktion 27 etwa
mittelwertig in einen Bereich 28 gelegt sein, welcher der Kurvenschar der passi
ven Auslauffunktionen der ohne aktiven Antrieb auslaufenden Einzelachsen ent
spricht. Dieser Bereich wird vom Auslauf-Startpunkt 30 aus, wo die Auslauffunk
tionen der Einzelachsen noch zusammenfallen, über die Zeit immer breiter, weil
ohne aktiven Eingriff die Einzelachs-Synchronisation aufgrund unterschiedlicher
Reibungen oder sonstiger unterschiedlicher Randbedingungen immer mehr verlo
ren geht. Wird über das Sicherheitsmodul im Antriebssystem nach Fig. 1 ein
Fehler detektiert, wird nach Freischalten der Antriebshaupteinheiten 11, 14, 15
allen redundanten Antriebshilfseinheiten 11R, 14R, 15R, nachdem diese aktiviert
bzw. zugeschalten sind, die Auslauffunktion 27 als Sollwert vorgegeben. Über die
redundanten Winkellagegeber 12R kann eine Lagekorrekturregelung derart
durchgeführt werden, daß die Hilfs- bzw. Lagekorrekturantriebe 11R, 14R, 15R
entweder die vorgegebene Auslauffunktion 27 als Sollwert realisieren oder we
nigstens ein Lagetoleranzband 31 für kollisionsfreies Auslaufen einhalten. Die
beiderseitigen Grenzen des Lagetoleranzbandes 31 verlaufen etwa parallel zur
vorgegebenen Auslauffunktion 27 und können der Vermeidung allzu hoher Ge
nauigkeitsanforderungen an die Geber und die Güte der Auslauf-
Lagekorrekturregelung dienen, soweit gleichwohl noch kollisionsfreies Auslaufen
für die Funktionsteile wie Gegendruckzylinder 5 gewährleistet ist. Das Auslaufen
in den sicheren Zustand bzw. Stillstand 29 beginnt vom Nullpunkt bzw. Auslauf-
Startpunkt 30 aus, wo der Fehler auftritt bzw. detektiert wird und vom Sicher
heitsmodul die Sicherheitsroutine gestartet wird. Mit zunehmendem Zeitablauf
nähert sich die Auslauffunktion einer einem sicheren Stillstand 29 entsprechenden
Winkellage an, bis diese vollständig erreicht ist und im Endzeitpunkt 32 die Hilfs- bzw.
Lagekorrekturantrieb 11R, 14R, 15R gestoppt werden können.
Claims (17)
1. Verfahren zum Steuern eines elektrischen Antriebssystems, das der Ver
stellung eines oder mehrerer dreh-, verschwenk- und/oder linear bewegba
rer Funktionsteile in Geräten und Maschinen, beispielsweise der Zylinder
(3, 4, 5, 6) oder Walzen insbesondere in Bogen- oder Rollendruckmaschinen
(1), synchron zueinander in ihrer Lage und/oder Geschwindigkeit dient und
mehrere Antriebseinheiten (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) aufweist, die
jeweils mit einem der Funktionsteile (3, 4, 5, 6) oder einer Gruppe davon ver
bunden sind, wobei in Fehlerfällen den Funktionsteilen und Antriebseinhei
ten (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) aufeinander abgestimmte und zeitab
hängige Auslauffunktionen (27, 28) eingeprägt werden, wonach sie mittels
der Antriebseinheiten zueinander synchron zur Erreichung des sicheren
Zustands in Stillstand (29) gefahren werden, dadurch gekennzeichnet,
daß im Fehlerfall den Funktionsteilen (3, 4, 5, 6) und zugehörigen An
triebseinheiten (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) ein Auslaufen in den Still
stand (29) nach einer diesen gemeinsam vorgegebenen Auslauffunktion
(27, 28) eingeprägt wird, und zu deren Einhaltung wenigstens der fehlerbe
hafteten Antriebsverbindung mit Funktionsteil(en) (3, 4, 5, 6) und Antriebsein
heit (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) von wenigstens einer weiteren, fehler
losen Antriebseinheit (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) Kräfte oder Momente
in einem Umfang und zeitlichen Verlauf zugeführt werden, die etwa dem
Unterschied zwischen der gemeinsamen vorgegebenen Auslauffunktion
(27) einerseits und dem passiven Auslaufverhalten der fehlerbehafteten
Antriebsverbindung andererseits entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslauffunk
tion (27) nach einem Mittelwert der im Fehlerfall passiven Auslaufprofile
(28) oder -verhalten der mehreren unterschiedlichen Antriebsverbindungen
jeweils aus Funktionsteil(en) (3, 4, 5, 6) und zugeordneter Antriebseinheit
(11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte
oder Momente der fehlerbehafteten Antriebsverbindung derart zugeführt
werden, daß von dieser wenigstens ein zeitabhängiges Lagetoleranzband
(31), innerhalb welchem die gemeinsame Auslauffunktion (27) liegt, für ein
gegenüber den sonstigen Antriebsverbindungen kollisionsfreies und/oder
sicheres Auslaufen in den Stillstand eingehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Zuführung von Kräften oder Momenten im Fehlerfall an eine fehlerbehaftete
Antriebsverbindung Antriebseinheiten (11R, 12R, 13R, 14R, 15R) verwendet
werden, die den Antriebsverbindungen jeweils redundant beigeordnet sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fehlerfall der
davon betroffenen Antriebsverbindung die redundante Antriebseinheit
(11R, 12R, 13R, 14R, 15R) einzeln zugeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fehlerfall
allen Antriebsverbindungen aus Funktionsteil(en) (3, 4, 5, 6) und Antriebsein
heit (11, 12, 13, 14) je eine der redundanten Antriebseinheiten
(11R, 13R, 14R, 15R), zugeschaltet wird, die dann ausschließlich nach der
gemeinsamen Auslauffunktion (27) gesteuert werden, während die
nichtredundanten Antriebseinheiten (11, 12, 13, 14, 15) abgeschalten
und/oder kräfte- beziehungsweise momentenfrei geschalten werden.
7. Elektrisches Antriebssystem zum synchronen Verstellen mehrerer dreh-,
verschwenk- und/oder linear bewegbarer Funktionsteile in Geräten und Ma
schinen, beispielsweise von Zylindern (3, 4, 5, 6) oder Walzen insbesondere
in Bogen- oder Rollendruckmaschinen (1), synchron zueinander in ihrer La
ge oder Geschwindigkeit, mit mehreren Elektromotoren (11), die mit einem
jeweils zugeordneten Funktionsteil (5) oder einer Gruppe davon verbunden
sind, mit mehreren Umrichtern, Reglern und/oder sonstigen Leistungselek
tronikteilen (13), die ausgangsseitig mit je einem Elektromotor (11, 11R) zu
dessen Ansteuerung verbunden sind, mit wenigstens einer Steuerungsein
richtung (19, 19R), die zur Aufnahme von Lage- oder Geschwindigkeits-
Signalen von etwaigen Lagegebern (12, 12R) an den Funktionsteilen (5)
oder Läufern der Elektromotoren (11, 11R) und/oder sonstigen Leit-, Steuer-,
Sollwert-, Test- und/oder Kontrollsignalen ausgebildet und mit dem oder
den jeweiligen Leistungselektronikteilen (13, 13R) zu deren steuerungs- oder
regelungstechnischen Kontrolle mit entsprechender Führung und Syn
chronisation der Funktionsteile verbunden ist, und mit einem Sicherheits
modul, das zum Zugriff wenigstens auf Signale im Bereich der Funktionstei
le (5), der Elektromotoren (11, 11R), der Leistungselektronikteile (13, 13R),
der Steuerungseinrichtung (19, 19R) und/oder eines System-Netzteiles
(17, 18, 20; 17R, 18R, 20R) und zu deren Vergleich oder Auswertung auf
Plausibilität ausgebildet und mit der Steuerungseinrichtung (19; 19R) zur
Übergabe erzeugter Fehlermeldesignale verbunden ist, wobei in Fehlerfäl
len die mehreren Funktionsteile (3, 4, 5, 6) mit dem Antriebssystem von der
Steuerungseinrichtung (19, 19R) gemäß aufeinander abgestimmter und
zeitabhängiger Auslauffunktionen (27) synchron und/oder kollisionsfrei in
den Stillstand (29) überführbar sind, zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß al
len oder wenigstens einigen der Funktionsteile (3, 4, 5, 6) jeweils zusätzlich
zu der primären Antriebshaupteinheit (11, 13, 14, 15) mit dem Elektromotor
(11) und dem Leistungselektronikteil (13) eine redundante sekundäre An
triebshilfseinheit (11R, 13R, 14R, 15R) beigeordnet ist, die für den Fehlerfall
zur Korrektur der Lage oder Geschwindigkeit des fehlerbehafteten Funkti
onsteils (3, 4, 5, 6) und/oder des zugehörigen Elektromotors (11) mittels akti
ver Zuführung von Kräften oder Momenten ausgebildet und dazu an das
Funktionsteil (3, 4, 5, 6) und/oder den Elektromotor (11) angekoppelt oder
ankoppelbar ist.
8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die An
triebshilfseinheit (11R, 13R, 14R, 15R) im Rahmen eines Lage- und/oder Ge
schwindigkeitsregelkreises mit dem Funktionsteil (3, 4, 5, 6) und/oder der
Welle der Antriebshaupteinheit (11, 13, 14, 15) als Regelstrecke(n) angeord
net ist.
9. Antriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Funktionsteile (3, 4, 5, 6)
und zugehörigen Antriebseinheiten (11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) an
hand einer diesen gemeinsam vorgegebenen Auslauffunktion (27) in den
Stillstand (29) als sicherer Zustand versetzbar sind, und auch die Antriebs
hilfseinheiten (11R, 13R, 14R, 15R) jeweils einen Elektromotor (11R) und ein
zugehöriges Leistungselektronikteil (13R, 14R) aufweisen, gekennzeichnet
durch einen Sicherheitssoll- oder -führungswertgeber, der in der Steue
rungseinrichtung (19, 19R), im Sicherheitsmodul und/oder jeweils in den
Leistungselektronikteilen (13, 14; 13R, 14R) angelegt und zur zeitabhängigen
Ausgabe von Soll- oder sonstigen Führungswerten an die Elektromotoren
(11, 11R) der Antriebshaupt- und/oder -hilfseinheiten
(11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) ausgebildet ist, welche Soll- oder Füh
rungswerte der gemeinsamen Auslauffunktion (27) für den sicheren Zu
stand der Funktionsteile (3, 4, 5, 6) und Antriebseinheiten
(11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) entsprechen.
10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die An
triebshilfseinheiten (11R, 13R, 14R, 15R) insbesondere in ihrem Leistungs
bedarf derart ausgelegt und dimensioniert sind, daß sie wenigstens den zu
sätzlichen Bedarf an Kräften oder Momenten für die fehlerbehaftete An
triebsverbindung aus Funktionsteil (2, 3, 4, 5, 6) und Antriebshaupteinheit
(11, 13, 14, 15) zur Annäherung an die vorgegebene Auslauffunktion (27) ge
gebenenfalls innerhalb eines Lagetoleranzbandes (31) aufzubringen ver
mögen.
11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch
eine von der Steuerungseinrichtung (19, 19R) und/oder vom Sicherheitsmo
dul betätigbare Schalteinrichtung, mittels der im Fehlerfall die jeweilige An
triebshilfseinheit (11R, 12R, 13R, 14R, 15R) einzeln an das fehlerbehaftete
Funktionsteil (2, 3, 4, 5, 6) oder insgesamt alle Antriebshilfseinheiten
(11R, 12R, 13R, 14R, 15R) an die jeweils zugeordneten Funktionsteile
(2, 3, 4, 5, 6) zuschaltbar sind.
12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zu
schaltung einer Antriebshilfseinheit (11R, 12R, 13R, 14R, 15R) an ein Funkti
onsteil (2, 3, 4, 5) die jeweils parallele Antriebshaupteinheit (11, 13, 14, 15) frei
schaltbar, von diesem Funktionsteil abschaltbar und/oder entkoppelbar ist.
13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß eine Antriebshaupt- und eine -hilfseinheit
(11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) gemeinsam beziehungsweise parallel mit
dem zugeordneten Funktionsteil (2, 3, 4, 5, 6) oder einer Gruppe von Funkti
onsteilen direkt oder mittelbar über eine lösbare Kupplungseinrichtung ver
bunden sind.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuereinrichtung (19, 19R) eine primäre, die Hauptan
triebseinheiten (11, 12, 13, 14, 15) lenkende Steuereinheit (19) und eine se
kundäre, die Antriebshilfseinheiten (11R, 12R, 13R, 14R, 15R) lenkende
Steuereinheit (19R) aufweist.
15. Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die primä
re und/oder sekundäre Steuereinheit (19, 19R) jeweils mit Lagegebern
(12, 12R) verbunden sind, die mit den Funktionsteilen (2, 3, 4, 5, 6) und/oder
den zugehörigen Antriebshaupt- und/oder -hilfseinheiten
(11, 13, 14, 15; 11R, 13R, 14R, 15R) in Verbindung stehen.
16. Antriebssystem nach Anspruch 9 und 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die primäre und die sekundäre Steuerungseinheit (19, 19R) jeweils mit
Zugriff auf die Werte des Sicherheitssoll- oder -führungswertgebers verse
hen sind.
17. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die primäre und die sekundäre Steuereinheit (19, 19R) mitein
ander und/oder mit einer übergeordneten Leitsteuerung zur Befehls- und/oder
Datenkommunikation (25, 26) verbunden sind.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1031420A1 (de) * | 1999-02-25 | 2000-08-30 | Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Überwachung von sicherheitsrelevanten Vorgängen an Maschinen |
DE19925065A1 (de) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | Heidelberger Druckmasch Ag | Verfahren zum Betreiben einer Bogen verarbeitenden Maschine |
WO2005080081A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Goss International Montataire Sa | Rotary element of a printing press, having an encoder and a synthesizer |
US7541763B2 (en) | 2002-05-28 | 2009-06-02 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Servo control device |
DE102018109316A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Yuanda Robotics Gmbh | Antriebssystem, vorzugsweise Roboter |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10047927B4 (de) * | 2000-09-27 | 2006-08-03 | Siemens Ag | Verfahren zur Vernetzung einer Regelungseinheit mit einem oder mehreren Leistungsteilen |
DE10338792B4 (de) * | 2003-08-23 | 2009-12-24 | Steuerungstechnik Bbh Gmbh | Verfahren sowie System zur Überwachung der Notstoppfunktion bei Antrieben |
DE102008048406A1 (de) * | 2007-10-17 | 2009-04-23 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Vorrichtung zur Steuerung einer Bogenrotationsdruckmaschine mit mehreren Antriebsmotoren |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8913194U1 (de) * | 1989-11-08 | 1990-02-22 | Mccoy-Ellison Inc., Monroe, N.C., Us | |
DE19520642C1 (de) * | 1995-06-09 | 1996-12-05 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zum Steuern eines Mehrmotorenantriebs einer Druckmaschine sowie entsprechende Steuerung |
DE19529430A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-16 | Baumueller Nuernberg Gmbh | Elektrisches Antriebssystem und Sicherheitsmodul insbesondere in einer Bogendruckmaschine |
-
1997
- 1997-04-21 DE DE19716457A patent/DE19716457C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8913194U1 (de) * | 1989-11-08 | 1990-02-22 | Mccoy-Ellison Inc., Monroe, N.C., Us | |
DE19520642C1 (de) * | 1995-06-09 | 1996-12-05 | Roland Man Druckmasch | Verfahren zum Steuern eines Mehrmotorenantriebs einer Druckmaschine sowie entsprechende Steuerung |
DE19529430A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-16 | Baumueller Nuernberg Gmbh | Elektrisches Antriebssystem und Sicherheitsmodul insbesondere in einer Bogendruckmaschine |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1031420A1 (de) * | 1999-02-25 | 2000-08-30 | Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Überwachung von sicherheitsrelevanten Vorgängen an Maschinen |
EP1454747A3 (de) * | 1999-02-25 | 2007-10-10 | Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Überwachung von sicherheitsrelevanten Vorgängen an Maschinen |
DE19925065A1 (de) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | Heidelberger Druckmasch Ag | Verfahren zum Betreiben einer Bogen verarbeitenden Maschine |
US6419220B1 (en) | 1999-06-01 | 2002-07-16 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Method of operating a sheet-processing machine |
US7541763B2 (en) | 2002-05-28 | 2009-06-02 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Servo control device |
WO2005080081A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Goss International Montataire Sa | Rotary element of a printing press, having an encoder and a synthesizer |
DE102018109316A1 (de) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Yuanda Robotics Gmbh | Antriebssystem, vorzugsweise Roboter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19716457C2 (de) | 1999-07-01 |
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