-
Elektropneumatische Sicherheitssteuerungseinrichtung
-
Es ist bereits eine elektropneumatische Sicherheitssteuerullgseinrichtung
für eine automatische Tür- oder Torbetätigungsanlage bekannt geworden. Sie weist
einen Antrieb zum Oeffnen und Schliessen der Türe bzw. des Tores auf sowie einen
Druckgeber, der bestimmt ist, bei Benützung der Tür bzw. des Tores betätigt zu werden
und die dabei entstehenden Uruckstösse gleichzeitig an wenigstens zwei voneinander
unabhängige Druckwellenschalter der Einrichtung weiterzuleiten, welche den Druckstössen
entsprechende elektrische Impulse an ein Steuergerät der Einrichtung abgeben, das
einen Schütz für den Tür- bzw. Torantrieb ansteuert, welcher in abgefallenem Zustand
diesen Antrieb veranlasst, die Türc resp. das Tor zu öffnen. Kennzeichnend für die
Steuerung ist, dass den Druckwellenschaltern indirekt zwei Relais zugeordnet sind,
deren Relaiskontakte in Serie in einem Stromkreis geschaltet sind, der auch den
Schutz für den Tür- bzw.
-
Torantrieb enthält, und dass eine StörungsüberbrticRullc3seinrichtung
vorhanden ist, welche bei Nichtausschalten des einen Relais und/oder eines Defektes
im Druckgeber des andere Relais während einer bestimmten Zeitspanne die Funktion
des ersten Relais übernehmen lässt, wobei dicscs andere Relais eine Schaltereinrichtung
einschaltet, die bei andauerndem Defekt ihm ersten Relais und/oder im Druckgeber
nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne den Schütz ijir den Tür- bzw. Torantrieb endgültig
ausschaltet.
-
Obschon die in jener schweizerischen Patentschrift Nr. 610 382 dargestellte
Steuerungseinrichtung sich bewährt hat, zeigte es sich dennoch, dass sie in einem
gewissen
Sinne überempfindlich ist. Die EmpEindlicntelt resten namentlich
darin, dass die beiden Druckwellenstösse oft mit einer Zeitdifferenz eintrafen,
die grösser war als die von einem Kontrollelement (ein Flip-Flop-Element) ZUgelassene
Zeitdifferenz. Dies hatte zur Folge, dass eine Störung angezeigt wurde, obwohl sie
kurz darauf dadurch wieder behoben wurde, dass das zweite, zur sicheren Funktion
benötigte Signal nach Ablauf der festgesetzten Zeit eintraf.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die durch die häufigen Störungsanzeigen
ausgelösten Kontrollen, die sich meistens als unbegründet erwiesen, in ihrer Anzahl
zu reduzieren.
-
Dies wird erfindungsgemäss bei einer solchen Steuerungseinrichtung
von der Art gemäss Anspruch 1 durch die in jenem Anspruch angegebenen Merkmale erreicht.
-
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 ein einfache Schema der Steuerungseinrichtung,
für interne Bedienung, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, jedoch für externe Bedienung
(Bedienung von einer Zentrale aus) Fig. 3 das Schaltschema des Auswertegerätes,
und Fig. 4 eine Anwendung der Einrichtung bei einer Anlage.
-
Fig. 1 zeigt eine einfache Ausführung der Sicherheitssteucrungseinrichtung.
Bei ihr wird bezweckt, wie auch derjenigen nach der erwähnten schweizerischen Patentschrift,
iei Ausfall von Signalen oder bei Defekt an einzelnen Elementen eine Störungsanzeige
zu erhalten, dennoch aber während einer beschränkten Zeit im Normalbetrieb weiterarbeiten
zu können,
unter ständiger Anzeige der Störung. In dieser Zeit kann
die Reparatur vorbereitet werden. Erst wenn die Störung auch nach Ablauf dieser
Zeit nicht behoben werden kann, wird die von der Sicherheitssteuereinrichtung überwachte
Anlage entweder ausgeschaltet (wenn sie beispielsweise eine Maschine ist), oder
in eine betriebsichere Stellung verbracht (also in eine offene Stellung im Falle
einer Türe oder eines Tors) Die Arbeitsweise und die hiefür notwendigen Organe sollen
anhand der Figuren 1 und 2 kurz erläutert werden.
-
Von einem Druckgeber 1 aus, der beispielsweise ein Bodenteppich mit
in ihm verlegten, beim Betreten sich komprimierenden Schläuchen sein kann, oder
eine auf demselben Prinzip arbeitende Schwelle oder ein sogenannter Einklemmschutz,
wird über zwei Luftleitungen 2, 3 je ein Druckstoss auf zwei parallel arbeitende
Druckwellenschalter DW1, DWla gegeben. Diese wandeln die Druckstösse in elektrisclie
Signale und geben sie auf ein Auswertegerät 4 weiter. Dieses Gerät, das noch im
Detail beschrieben wird, kontrolliert nicht nur den Eingang beider Signale, sondern
auch ihr zeitliches Eintreffen innerhalb einer vorgegebenen Zeit tl.
-
Nach Eingang eines der beiden Signale wird ein erstes Relais dl angesteuert,
was einen dazugehörigen Schalter 5 öffnet.
-
Gleichzeitig erlöschen am Auswertegerät 4 zwei Leuchtdioden LED 1,
LED la sowie an einer angeschlossenen Alarmzentrale 9 zwei Kontrollleuchten L1,
Lla. Ein weiteres Relais d2, mit einem Schalter 5', der in Serie mit dem Schalter
5 liegt, bleibt geschlossen. Wegen der Oeffnung des Schalters 5 ist jedoch die zum
Hauptschalter oder Schütz 6 der zu über chenden Anlage (in diesen Figuren nicht
dargestellt) führende Leitung unterbrochen, d.h. die Anlage schaltet entweder aus
oder geht in einen betriebsicheren Zustand über (im Falle eines Tores also beispielsweise
in eine voll offene Stellung)
Ist entweder das Relais dl defekt,
sodass es nicht mehr abfällt, oder einer der Druckwellenschalter DW1, DWla, sodass
nur noch ein Signal eintrifft, oder kommen zwei Signale in einem die Zeit tl überschreitenden
Abstand an, fällt das Relais d2 ab. Es übernimmt also die Funktion des Relais dl
Andernfalls fallen beide Relais ab und öffnen ihre Schalter 5, 5'. Gleicizeitii
wird dieser anormale Zustand im Auswertegerät 4 durch Aufleuciiten einer Kontrollleuchte
7 sowie auch einer Kontrolileuchte 7a in der angeschlossenen Alarmzentrale 9 signalisiert.
Die neben den Leuchten 7, 7a angebrachten Symboltafeln 8, 8a samt Beschriftung zeigen
die Signalgebung an; blinkt die entsprechende Leuchte, so liegt eine Störung vor,
während sie beim noch zu beschreibenden Notbetrieb dauernd brennt.
-
Durch Betätigen eines Schalters 10 (reset") im Auswertegerät 4 oder,
gemäss Fig. 2, eines Schalters 10a an der Alarmzentrale 9. kann versucht werden,
die Störung zu beheben.
-
Gelingt es mit dieser Massnahme nicht mehr, den Normalbetrieb herzustellen,
wird ein Schalter 11 ( "Notbetrieb" ) am Auswertegerät 4 oder ein Schalter lla in
der Alarmzentrale 9 betätigt.
-
Dadurch ist es zwar möglich, den Normalbetrieb wieder herzustellen
(durch Abfallen des Relais d2 und des Schalters 5'), aber nur während einer beschränkten
Zeit t3 und unter voller Anzeige der Störung an den Leuchten 7 und 7a, welche dauernd
aufleuchten. Nach Ablauf dieser vom Auswertegerät 4 überwachten Zeit schaltet die
EinrichtuncJ die Anlage endgültig aus bzw. lässt sie endgültig in die sichere Stellung
laufen, sofern innerhalb dieser Zeit die Störung nicht auf irgendeine Weise behoben
werden kann.
-
Wie eingangs erwähnt, war die Anlage gemäss der erwähnten Patentschrift,
welche in wesentlichen nach demselben vorhin dargestellten Prinzip arbeitet, zu
empfindlich. Meistens ergab es sich, dass trotz Anzeige einer Störung nichts zu
reparieren war, weil die Einrichtung kurz darauf wieder normal arbeitete. Die vorliegende
Einrichtung weist daher einige Aenderungen auf, die im folgenden beschrieben werden
sollen. Zu diesem Zweck wird das Auswertegerät 4 anhand von Fig. 3 erläutert.
-
Dieses Auswertegerät umfasst insgesemt 8 Stufen 41 bis 48 die Stufen
41 und 42 sind sogenannte Entprellstufen, in welchen die ankommenden Signale von
Prellungen und sonstigen Störungen befreit werden. Die Stufe 43 ist die Eingangsauswertelogik,
die Stufe 48 die entsprechende AusgangsauswerEelogik. Die Stufen 44,45 und 47 sind
Zeitstufen. Die Stufe 46 ist ein Zähler, der in 4 Dekadenstufen A,B,C,D mittels
eingebautem Stecker dekadisch programmiert werden kann.
-
Die Funktion ist wie folgt: Durch Belasten des Druckgebers 1 (Fig.
1 und 2) geben die beiden Druckwellenschalter DW1 und DWla gleichzeitig oder innert
einer Zeitspanne tal' welche beispielsweise eine Sekunde betragen kann, elektrische
Signale ab. Diese gelangen über jede Entprellstufe 41, in welcher sie auch noch
potential getrennt werden, zur Elngangsauswertelogik 43, in welcher sie auf die
logische und zeitliche Funktion überprüft uii ausgewertet werden. Sind die Signale
in Ordnung, werden sie über die Zeitstufe 45 an die Ausgangsauswertelogik 48 weiteres
geleitet, welche das Abfallen des Relais dl und damit das Ausschalten des Antriebsschütz
6 bewirkt. Die Zeitstufe 45 bewirkt ein verzögertes Wiederanziehen des Relais dl;
diese Zeitspanne t4 kann mittels eines Schalters 45a nach Bedarf ausgesetzt werden.
-
Wenn infolge einer Störung beispielsweise nur ein Eingangssignal an
der Auswertelogik 43 eintrifft oder die beiden Signale mit einer zeitlichen Differenz
eintreffen, welche grösser als tl ist, erscheint am Ausgang dieser Stufe ein Signal,
welches in der Zeitstufe 44 zeitlich ausgewertet und gespeichert wird. Nach Ablauf
der Zeit tl wird ein Signal an den Zähler 46 geleitet, welcher diese Information
solange speichert, bis er ein weiteres Signal erhält, das ihm die Behebung der Störung
anzeigt. Dann wird diese Information gelöscht. Häufen sich jedoch die Fehler, und
erreichen sie die vorprogrammierte Anzahl der Störungen gibt der Zähler 46 ein Signal
an die Ausgangswertelogik 48 ab. Diese lässt das Relais d2 sofort abfallen, während
das Relais d3 dauernd zum Anziehen und Abfallen gebracht wird, sodass die angeschlossene
Leuchte 7 blinkt. Damit wird der Störungszustand erkannt und signalisiert und der
Hauptschalter bzw. Antriebsschütz 6 wird ausgeschaltet. Wenn die Störung beseitigt
ist, kann durch Drücken der Taste 10, der sogenannten Resettaste, sowie durch Betätigen
des Druckgebers der normale Zustand hergestellt werden; die Betätigung des Druckgebers
1 (Fig.l) bringt also den Normalbetrieb wieder bei.
-
Eine Störung liegt auch dann vor, wenn das Relais dl defekt ist. Auch
dann wird durch die Auswertelogik 48 das Relais d2 zum Abfallen gebracht und die
Störung an der Leuchte 7 durch Blinken angezeigt.
-
Können die Störungen nicht kurzfristig behoben werden, so besteht
die Möglichkeit, durch Betätigen des Schalters 11 einen Notbetrieb aufrecht zu erhalten.
Das entsprechende Signal wird dann über die Entprellstufe 42 auf die Auswerteiogik
43 geleitet. Damit wird gleichzeitig die Zeitstufe 47 gestartet, welche die Zeit
t3 bis zum entgültigen Ausschalten festlegt.
-
Die fehlenden Signale werden an die AusgangsauswertelocJik 48 weitergeleitet,
welche über das Relais d2 und den Notschalter 11' den Weiterbetrieb der zu überwachenden
Anlage ermöglicht. Gleichzeitig geht das Relais d3 in einen stabilen, angezogenen
Zustand über, womit die Leuchte 7 ständig brennt, was gemäss der Symbol tafel 8
(Fig. 1) den Notbetrieb signalisiert.
-
Werden innerhalb dieser Frist, die üblicherweise 48 Stunden beträgt,
die Störungen beseitigt, kann wieder ein Normalbetrieb hergestellt werden, indem
zuerst der Druckgeber 1 betätigt wird, dann der Schalter 11 zurückgestellt und hierauf
der Schalter 10 betätigt wird. Gelingt es, durch diese Massnahme wieder einen Normalbetrieb
herzustellen, so werden di Informationen in den Stufen 44,46 und 47 wieder gelöscht,
die Relais dl und d2 ziehen wieder an, während das Relais d3 abfällt und die Leuchte
7 erlöscht.
-
Die dargestellte Ausführungsform der Steuerungseinricitung ist mit
einem einzigen Druckgeber 1 versehen. Es ist natürlich möglich, gemäss Figur 4 mehrere
Druckgeber 1 zus;ipmenwirken zu lassen. Damit kann beispielsweise um eine Arbeitsmaschine
herum ein eigentlicher Sicherheitsbereich geschaffen wer(ien, bei dessen Begehen
die Maschine augenblicklich ausgeschaltet wird, und der sich aus den drei Zonen
I bis TII zusammensetzt, von denen jede einzelne auf die Maschine einwirkt. Jeder
der drei Zonen I,II und III sind gemäss Fig. 4 je zwei Druckwellenschalter DW1,
DWla; DW2, DW2a; DW3, DW3a zugeorclllet. Diese Druckwellenschalter können mit Vorteil
in einem einzigen Gehäuse 12 untergebracht sein und einen gemeinsamen Anschluss
an eine Stromquelle 13, beispielsweise an einen Niederspannungstransformator oder
einen Akkumulator, aufweisen. Jedes Paar von Druckwellenschaltern ist an ein eigenes
Auswertegerät 41, 42, 43 angeschlossen. Die Relais dl bis d3 können je zu einer
Relaiseinheit D1 bzw. D2 zusammengefasst werden; da jede dieser
Einheiten
in der Lage ist, Signale von zwei Auswertegeräten zu empfangen, genügen zwei solcher
Einheiten. Die Kapazität der einen Einheit wird dann im vorliegenden Fall nur zur
Hälfte ausgenützt. Die Auswertegeräte und die Relaiseinheiten können in einem einzigen
Steuerkasten 14 untergebracht sein, welcher einen gemeinsamen, zum Schütz 6 führenden
Ausgang aufweist. Es genügt dann, dass einer der Druckgeber betätigt wird oder dass
in einer von den angeschlossenen Druckwellenschaltern und Relaiseinheiten eine Störung
auftritt, um die vom Antriebschütz 6 gesteuerte Anlage auszuschalten bzw. in den
sicheren Zustand überführen zu lassen. Hiefür dient ein besonderer gemeinsamer Schalter
15, der auf jedes entsprechende Signal anspricht, woher es auch komme. Auch die
Schalter 10b, llb und Leuchten 7b sind nur in einfacher Ausführung vorhanden; die
Leuchte 7b signalisiert die aufgetrctene Störung, während die Schalter 10b, llb
bei ihrer Betätigung direkt auf jene Organe einwirken, bei denen die Störung aufgetreten
ist. Der Vorteil liegt darin, dass eine Störung erst dann angezeigt wird, wenn einer
der Zähler 46 der drei Auswertegeräte die Ueberschreitung der in ihm programmierten
Fehleranzahl meldet; obwohl zwar die Anzahl der möglichen Fehlerquellen vermehrt
ist, wird die Anzahl der signalisierten Fehler wegen der Streuung dieser Fehlerquellen
auf mehrere Organe nicht im gleichen Ausmass erhöht.
-
Bei geschlossenem Schalter 15 und offenem Schütz 6 kann der letztere
durch einen handschalter 16, welcher den Schalter 17 des Schützes 6 überbrückt,
erregt werden. Dadurch schlicsst er den Schalter 17. Der Mandschalter 16 kann losgeassen
werden und fällt wieder ab. Der Schütz 6 bleibt dank seines eigenen Schalters 17
solange unter Strom, bis der Schalter 15 öffnet.
-
ZUSARNENFASSUNG Die Steuerungseinrichtung umfasst ein Auswertegerät
(4), das einen Hauptschalter oder Antriebsschiitz (6) einer zu sichernden Anlage
ausschaltet. Die von Druckwellenschaltern (DW1 DWla) über je eine Entprellstufe
(41) erzeugten Signale gelangen in eine Eingangsauswertelogik (43), die sie nach
Ueberprüfung auf allfällige Fehler an eine Ausgangsauswertelogik (48) zwecks Abfallen
eines ersten Relais (dl) und damit des IIauptschnltcrs (6) weiterleitet. Bei Wegfall
der Signale zieht das Relais (dl) wieder an. Allfällige Störungen gelangen über
eine Zeit stufe (44) zeitlich verzögert auf einen in vier Stufen (A,B,C,D) programmierbaren
Zähler (46). Ueberschreitet die Anzahl der eintreffenden Störungen die programmierte
Anzahl, lässt die Ausgangsauswertelogik (48) ein zweites Relais (d2) abfallen. Durch
Ueberbrückung des ersten Relais (dl) ist dann ein Notbetrieb der Anlage kurzfristig
noch möglich, die Störung wird aber mittels eines dritten Relais (d3) auf einer
Anzeigeleuchte (7) signalisiert.
-
Nach Fristablauf fällt auch dieses Relais ab: die Anlage ist endgültig
ausser Betrieb.
-
Dank des Zählers (46) werden einzeln auftretende Störungen' die meist
wieder verschwinden, durch jeweilige Rückstellung des Zählers (46) auf Null gar
nicht erst angezeigt.
-
(Fig. 4)
Leerseite