DE2818286A1 - Verfahren und anordnung zur funktionsablaufsueberwachung - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zur Funktionsablaufsüberwachung
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen eines Funktionsablaufs in Regelkreisen oder Steuerketten. Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf die Überwachung der Regelung oder Steuerung verschiedener Parameter beim Betriebe von uaschmaschinen und vorzugsweise von ;aschmaschinen für Haushaltszwecke.
• Beim Betriebe von Geräten, die wie Lwaschmaschinen der heute üblichen Bauart mit aegelkreisen oder Steuerketten für die Einstellung gewünschter inerte für verschiedene Betriebsparameter ausgestattet sind, mit deren Hilfe sich vor allem ein weitgehend automatischer Betriebsablauf erreichenlassen soll, ergibt sich zur Gewahrleistung eines einwandfreien und sicheren Arbeitens dieser Geräte die Notwendigkeit, den störungsfreien Ablauf der verschiedenen Steuer- und Regelfunktionen zu überwachen. Dies läßt sich zwar grundsätzlich durch eine kontinuierliche Uberwachung der von den jeweiligen Steuerungen oder Regelungen erfaßten Betriebsparameter und ihrer Anderungen erreichen, jedoch kommt der dafür erforderliche Aufwand an Meßgeräten und sonstigen Kontrolleinrichtungen für die meisten Geräte in der Praxis zu teuer.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie sich eine für die Praxis brauchbare Überwachung der einwandfreien und sicheren Funktion von Regelkreisen oder Steuerketten erzielen läßt, wobei insbesondere die für den Betrieb dieser Regelkreise oder Steuerketten bzw. der damit ausgerüsteten Geräte wie beispielsweise einer Idaschmaschine ohnehin vorhandenen Bauelemente und Einrichtungen auch für diesen Zweck ausgenutzt werden sollen.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Überwachungsverfahren, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist.
• Die Erfindung stellt im Ergebnis eine Sicherheitsüberwachung für Regelkreise und Steuerketten dar. Auf der Grundlage von empirisch ermittelten Zeiten für den Zusammenhang zwischen dem Auslösen einer Sollwertänderung und dem erreichen des neuen Sollwerts durch die Ausgangsgröße wird gemäß der Erfindung für die Stellgröße ein maximales Zeitintegral vorgegeben, bei dessen Erreichen bzw. Uberschreiten wahlweise eine Anzeige oder eine Notabschaltung für das betroffene Gerät oder auch beides veranlaßt wird.
• Auf diese weise lassen sich Schäden an einem defekten Gerät und auch Schäden durch ein solches Gerät weitgehend verhindern oder zumindest stark einschränken. Die Erfindung führt zu einer Sicherung für die betroffenen Geräte wie beispielsweise ijaschniaschinen, die entweder als Ergänzung oder auch als Ersatz für bei diesen bisher übliche, aber meist teure icherheitseinrichtunen dienen kann.
• Bevorzugte Anwendunsgebiete für die Erfindung liegen bei der Steuerung oder Regelung des Flüssigkeitsstandes in einer .schmaschine unter Beeinflussung des asassereinlaufs und/oder des Betriebs der Laugenpumpe, bei der Steuerung oder Regelung von Aufheizvorgängen beispielsweise in einer blaschmaschine und bei der Steuerung oder Regelung des Hochlaufens eines Elektromotors bis zu einer bestimmten Nenndrehzahl, wie dies in den Patentansprüchen 2 bis 4 näher angegeben ist.
• Eine insoweit bevorzugte Anordnung zum Überwachen des ilassereinlaufs und/oder des Abpumpens der tuaschflüssigkeit bei einer vjaschmaschine in erfindungsgemäßer Ausbildung ergibt sich aus den Patentansprüchen 5 und 6.
• In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht, das die erfindungsgemäße Sicherheitsüberwachung durch zeitliche Begrenzung von zustandsabhängigen Größen im Rahmen der Regelung des i-assereinlaufs und des Abpumpens von aaschflüssigkeit bei einer Waschmaschine betrifft.
• Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung in schematischer .eise eine Haushaltswaschmaschine in ihrem mechanischen Aufbau und ihre betriebsmäßige Verbindung mit einer ihren Betrieb beeinflussenden elektronischen Logikschaltung.
• Die in der Zeichnung dargestellte .,aschmaschine besitzt eins auf einem Fußteil 5 mit hlederelementen abgestützten Laugenbehälter 6, in dem eine Wäschetrommel 10 angeordnet ist, die durch einen unterseitigen Elektromotor 4 in Drehbewegung versetzt werden kann. Am oberen Ende des Behälters 6 ist ein wçassereinlauf mit einem drei getrennte Kammern für das Einspülen von unterschiedlichen Behandlungsmitteln für die asche aufweisenden Einlaufventil 2 vorgesehen, während für das Entleeren der schflüssigkeit aus dem Behälter 6 an dessen unterem Ende ein Auslauf angeordnet ist, der mit einer pumpe 3 in Verbindung steht. Außerdem ist an den Behälter 6 als iseßfühler für den Flüssigkeitsstand darin eine Druckdose 9 angeschlossen, die bei dem gezeigten Beispiel drei Kontakte betätigt, die jeweils bei Erreichen eines von drei zustanusabhängig erfaßten Flüssigkeitsständen schließen bzw. öffnen, die im folgenden kurz als Niveau 1, 2 und 3 bezeichnet werden sollen.
• Die Steuerung des betriebs der dargestellten Waschmaschine erfolgt unter Mitwirkung einer in der Deiclmung nur als einheitlicher block gezeigten elektronischen Logikscilaltung 1, die über Leitungen 7 und õ mit der Druckdose 9 bzw. mit dem ßinlaufventil 2, das zweckmäßig als elagnetventil ausgebilciet ist, und über eine Leitung 11 mit der Pumpe 3 verbunden ist.
• Für die Regelung des Flüssigkeitsstandes im Behälter 6 bildet dieser die Regelstrecke, während der Flüssigkeitsstand selbst die Regelgröße darstellt, die auf einen gewählten Sollwert, im vorliegenden Falle eines der Niveaus 1, 2 und 31 gebracht und gehalten werden soll. Das Stellglied für den -dassereinlauf als Stellgröße wird durch das Einlaufventil 2 gebildet. Die zustandsabhängige Erfassung der Regelgröße geschieht mit Hilfe der Druckdose 9 für drei verschiedene Flüssigkeitsstände im Behälter 6.
• Die Logikschaltung 1, die zum Beispiel in Form eines ikrocoinputers ausgebildet sein kann, übernimmt die Funktion des Reglers, wobei sie bei dem gewählten Beispiel als Zweipunktregler mit Hysterese wirkt, was durch die Hysterese der Druckdose 9 bedingt ist, und sie erfüllt gleichzeitig die Aufgabe der Sicherheitsüberwachung.
• Diese Sicherheitsüberwachung geschieht in der ;;eis, daß während des Wassereinlaufs, also immer dann, wenn das Einlaufventil 2 geöffnet ist, in der Logikschaltung 1 ein Zähler hochläuft. Des weiteren ist in der Logikschaltung 1 ein Register enthalten, in das für jeden zu erreichenden Sollwert, also für jedes der drei Niveaus 1, 2 und 3, ein größter zulässiger Zählerstand eingegeben ist. Iiährend der Zählung im Zahler werden der Zählerstand und der Registerinhalt laufend miteinander verglichen; überschreitet dabei der Zählerstand den im Register vorgegebenen iiaxitalwert, so bedeutet dies, daß das Einlaufventil 2 für den irassereinlauf länger geöffnet war, als dies selbst im ungünstigsten normalen Betriebszustand nötig gewesen wäre. Bs muß dann also eine Störung im Betriebsablauf vorliegen, die beispielsweise durch eine Undichtigkeit des Behälters 6 zustandekommen kann. Die Logilxschaltung 1 veranlaßt dann eine Notabschaltung der ,v'aschmaschine und gegebenenfalls auch eine Anzeige des Fehlers.
• Während des Abpumpens von Jaschflüssigkeit aus dem Behälter 6 durch die Pumpe 3 läuft der Zähler in der Logikschaltung 1 mit entgegengesetzter Zählrichtung bis zum Erreichen des Zählerstands Null. Beim nächsten guassereinlauf erfolgt wieder eine Zählung im Zähler mit der ersten Zählrichtung.
• Das Abpumpen der Waschflüssigkeit wird bei dem gewählten Beispiel ebenfalls überwacht, wobei mit Erreichen des Zählerstandes Null der dem Niveau 1 zugeordnete Kontakt der Druckdose 9 rückgeschaltet haben muß, da andernfalls die Pumpe 3 nicht einwandfrei arbeitet. Um einen etwaigen Unterschied in der Relation zwischen Wassermenge bzw. Flüssigkeitsmenge einerseits und Zeit andererseits während des assereinlaufs einerseits und beim Abpumpen durch die Pumpe 3 andererseits auszugleichen, kann der Zähler in der Logikschaltung 1 je nach seiner Zählrichtung mit unterschiedlichen Illaktfrequenzen betrieben werden.
• Die arbeitsweise der oben beschriebenen Anordnung kann auch in der gleise beschrieben werden, daß man sagt, uaa durch den Zähler einerseits der Wassereinlauf (Vorwärtszählen) und anuererseits der Abpumpvorgang (Rückwärtszählen) simuliert und jeweils mit dem tatsächlichen Zustand verglichen wird. Werden dabei zu starke Abweichungen zwischen den durch den Meßfühler (die Druckdose @) erfaßten tatsächlichen Meßwerten einerseits und der Simulation andererseits festgestellt, indem zum Beispiel der Zähler schon lange ein "@iveau 1" erreicht hat, während der Meßfühler aber immer noch ein tatsächliches "Niveau O" meldet, so kann daraus auf eine Störun@ des Kegelkreises geschlossen werden.
• Dieser festgestellten Störung kann dann durch eine entsprechende Anzeige und gegebenenfalls in Verbindung damit durch eine Notabschaltung der Waschmaschine Kecunung getragen werden, um Zchäden für diese oder durch diese zu verntten.
• Bei dem oben beschriebenen Beispiel sind die Grenzwerte im Register in der Logikschaltung 1 als dislxrete Gröl3en vorgegeben. Bei kenntnis der Gesetzm@ßigkeit für die zeitliche Anderung des Sollwerts bei störungsfreiem betrieb kann stattdessen auch diese GEsetzmäßigkeit selbst in der Logikschaltung vorgegeben und die Größe der einzelnen Vergleichswerte jeweils aus dieser Gesetzmäßigkeit abgeleitet werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche Verfahren zum Überwachen eines Funktionsablaufs in einem Gerät mit einem Regelkreis für wenigstens einen Betriebsparameter und insbesondere in einer wdaschmaschine, bei dem der betroffene Betriebsparameter an mindestens zwei Stellen seiner zeitlichen Änderung unter dem Einfluß der Regelung zustandsabhängig erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die den jeweiligen Betriebsparameter als Ausgangsgröße im Zuge der Regelung beeinflussende Stellgröße ein maximales Zeitintegral für eine Anderung zwischen zwei zustandsabhängig erfaßbaren werten des Betriebsparameters vorgegeben wird, das insbesondere einer lwiaximalzeit entspricht, innerhalb deren die Änderung des Betriebsparameters auch unter den ungünstigsten zulässigen Betriebsbedingungen ausgehend von einem ersten zustandsabhängig erfaßbaren ert einen zweiten solchen aert erreicht haben müßte, und daß bei Erreichen dieses Zeitintegrals eine Anzeige undjoder eine Abschaltung des Geräts veranlaßt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung zum Überwachen des tiassereinlaufs undioder des Abpumpens der iv'aschflüssigkeit bei einer Waschmaschine und insbesondere einer Haushaltswaschmaschine mit einem den Wassereinlauf beherrschenden Einlaufventil und einer Pumpe zum Abpumpen von waschflüssigkeit in der Weise' daß für das Öffnen des Einlaufventils und/oder den Betrieb der Pumpe für das abpumpen von Waschflüssigkeit bis zum Erreichen jeweils bestimmter Flüssigkeitsstände in der Waschmaschine je eine maximal zulässige Betriebszeit vorgegeben wird, bei deren Überschreiten eine Anzeige und/oder eine Abschaltung der waschmaschine ausgelöst wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung zum Überwachen des Aufheizvorgangs bei einer Waschmaschine und insbesondere einer IIaushaltswaschmaschine mit einem auf wenigstens zwei untel7-schiedliche lemperaturwerte ansprechenden -Temperaturfühler für eine erfassung der wirkung einer heizeinrichtung in der eise, da für den betrieb der Heizeinrichtung zwischen je zwei verschiedenen und vom Semperaturfuhler zustandsabhängig erfaßbaren 'l'emperaturwerten jeweils ein maximales Zeitintegral vorgegeben wird, bei dessen Uberschreiten eine Anzeige und/oder eine Abschaltung der Waschmaschine ausgelöst wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung zum Überwachen des Hochlaufens eines Motors insbesondere in einer ;aschmaschine in der diese, daß für den Motorstrom bis zum Erreichen einer bestimmten und durch einen Drehzahlmesser zustandsabhängig erfaßbaren Drehzahl ein maximales Zeitintegral vorgegeben wird, bei dessen Überschreiten eine Abschaltung der Stromversorgung für den rotor ausgelöst wird.
5. 5. Anordnung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 zum Überwachen des wassereinlaufs undXoder des Abpumpens der aschflüssigkeit bei einer ixaschmaschine und insbesondere einer Eaushaltswaschmaschine, die von einer elektronischen Logikschaltung gesteuert wird und einen Flüssigkeitsstandsmesser für ein zustandsabhängiges Erfassen mindestens zweier Füllhöhen in der llaschmaschine und ein den wassereinlauf beherrschendes Einlaufventil sowie eine Pumpe zum Abpumpen von 'waschflüssigkeit besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Logikschaltung (1) ein bei jedem Öffnen des Einlaufventils (2) in einer Zählrichtung und bei Betrieb der Pumpe (3) in entgegengesetzter Zählrichtung arbeitender Zähler und ein Register, das für wenigstens einen bestimmten Flüssigkeit stand einen maximal zulässigen Zählerstand enthält, einerseits mit einem Komparator und andererseits mit einer Anzeigeeinrichtung und/oder einem Notabschalter für die ivaschmaschine derart gekoppelt sind, daß bei der einer Öffnung des Einlaufventils entsprechenden Zählrichtung des Zählers der Zählerstand einerseits und der Registerinhalt andererseits fortlaufend miteinander verglichen werden und bei Überschreiten des Registerinhalts durch den Zählerstand die Anzeigeeinrichtung und oder der Notabscnalter betätigt wird, während bei entgegengesetzter Zählrichtung des Zahlers während des Pumpenbetriebs ein Auftreten des Zählerstands Null vor Erreichen des untersten zustandsabhängig erfaßbaren Flüssigkeitsstandes in der Waschmaschine zu einer Betätigung der Anzeigeeinrich tung und oder des Notabschalters fü
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Tatfrequenz des Zählers für seine beiden Z@hlrichtungen unterschiedlich bemessen unci dem Wassereinlauf einerseits und dem Pumpenbetrieb andererseits angepaßt ist.