DE3302223A1

DE3302223A1 - Schaltungsanordnung zur fehlersicheren ueberwachung einer speicherprogrammierbaren pressensicherheitssteuerung

Info

Publication number: DE3302223A1
Application number: DE19833302223
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. DDR 5020 Erfurt Richter; Steffen Dipl.-Ing. DDR 5060 Erfurt Schmidt
Original assignee: Umformtechnik Herbert Warnke VEB
Current assignee: Umformtechnik Herbert Warnke VEB
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1983-01-24
Publication date: 1983-09-22
Also published as: DD204526A1

Description

Schaltungsanordnung zur fehlersicheren Überwachung
einer speicherprogranmiierbaren Pressensicherheitesteuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur fehlersicheren Überwachung einer epeicherprogrgmmierbaren Pressensicherheitssteuerung, bestehend aus zwei gleichartigen voneinander unabhängigen Steuerkanälen mit je einer speicherprogrammierbaren Steuereinrichtung und einem Überwachungekanal mit Vergleichern, Ausschaltverzögerung und Frequenzgenerator.
Es ist nach Euringer, M. und Reichert, W., Sicherheitsgerichtetes, speicherprogrammierbares Steuerungsgerät Simatic S5-110F, Siemens-Energietechnik 2 (1980) Heft 6, Seite 180 bis 184, eine Lösung bekannt, die aus zwei zusammengeschalteten Automatisierungsgeräten besteht.
Diese Automatisierungsgeräte sind identisch programmiert und arbeiten takt synchron. Jedes dieser Geräte besteht aus einem oder zwei Baugruppenträgern für die Stromversorgungs-, Zentral-, Vergleicher- und Peripheriebaugruppen. Weiterhin erfolgt eine Verbindung dieser Baugruppen über externe Versorgungs- und Signalleitungen. Diese Steuerung funktioniert ohne Ausschaltverzögerung mit nur einer einkanaligen Peripherie und ist deshalb für Pressen gemäß den Sicherheitsvorschriften nicht zulässig.
Nach der Veröffentlichung von Janning, W., PCASicherheitssteuerung für Spindelpreasen, aus. dem "Industrieanzeiger", 101 Jg., Nr. 61, Seiten 7-10 vom O1.8.1979, ist eine zweikanalige Steuerung bekannt, die mit einem Steuergerät arbeitet. Der Nachteil dieser Steuerung liegt in der nicht fehlersicheren einkanaligen Redundanzüberwachung sowie der nicht überwachbaren Bildung des Störsignals. Da mit nur einem Steuergerät gearbeitet wird, werden Fehler im Steuergerät, z.B. bei Zyklusotillstand bei eingeschalteten Pressensicherheitsventilen, von der Überwachung nicht erkannt.
In der Veröffentliohung von Janning, W., Sicherheitssteuerung für eine Exzenterpresse mit einem speicherprogrammierbaren Steuerungssystem, aus VDI-Berichte, Nr. 327, 1978, Seiten 43 bis 46, werden zwei parallel arbeitende Steuereinrichtungen benutzt. Eine Kontrolle erfolgt jedoch nur hinter den Ausgangsverstärkern. Somit können Fehler in den Eingängen und dem Programmablauf nicht festgestellt werden. Dao ist bei Pressen unzulässig, weil Fehler in der Zweihandschaltung, der Betriebsartenvorwahl, der Kurbelwinkelsignale innerhalb eines Hubes nicht erfaßt werden und durch Zweit fehler gefahrbringende Zustünde erzeugt werden können.
Bei diesen bekannten technischen Lösungen sind entweder die arbeitsschutztechnischen Anforderungen 9ür Pressen nicht erfüllt oder die Steuerungen sind nicht für Pressen vorgesehen und benötigen daher weniger hohe Anforderungen an die Fehlersicherheit der Steuerung.
Das Ziel der Erfindung liegt in der nutzung der Vorteile der speicher programmierbaren Technik, wie einfache inderungsmöglichkeit, Einsatz standardisierter Geräte, einfache Fehlerdiagnose, schnelle und kostensparende Frojektierung in Sicherheitasteuerungen für Fressen und Scheren sowie im Einsatz von handelsüblichen speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen ohne zusätzliche Schnittstellen und Einrichtungen zur Synchronisierung und zum Vergleich der Frogrammabläufe beider Steuerungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur fehlersicheren Überwachung einer speicherprogrammierbaren Pressenateuerung zu schaffen, bei der die fehlersichere Überwachung der zwei speicher- programmierbaren Steuereinrichtungen ohne zusätzlichen geratetechnischen Aufwand erfolgt und eine fehlersichere Ansteuerung der Pressensicherheitsventile gewährleistet wird.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die fehlersichere Überwachung der maximal um eine Zykluszeit zeitverschobenen äquivalent der Ausgänge der unabhängig voneinander arbeitenden speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen mit gleicher Programmierung durch Ausgabe bestimmter identischer Programmpunkte an den Ausgängen auf die externen Vergleicher des Überwachungskanals erfolgt und daß der jeweilige Ausgang zur Ansteuerung eines Pressensicherheitsventils auf einen vom Uberwachungskanal freizugebenden Sicherheitsverstärker geführt wird. Die beiden apeicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen gehören jeweils einem Steuerkanal an, sind identisch programmiert und arbeiten völlig unabhängig voneinander. Die Zykluszeit der speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen ist nach oben begrenzt, weil sie unterhalb der in der Ausschaltverzögerung eingestellten zulässigen Ungleichheit gleicher Punkte beider Steuerkanäle liegen muß. Die fehlersichere Überwachung der beiden speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen erfolgt dadurch, daß die zu kontrollierenden identischen Stellen in beiden Programmen auf unverstirkte Ausgänge der speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen und von dort aus auf einen Vergleicher des an sich bekannten Überwachungskanals geführt werden. Ebenfalls auf unverstärkte Ausgänge werden die Einschaltsignale für die Fressensicherheitsventile für Kupplung und Bremse geführt und von dort auf Sicherheitsverstärker, die außerdem vom dynamischen Freigabe signal des Ubernachungskanals angesteuert werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung. Diese Schaltungsanordnung besteht aus den beiden gleichartigen Steuerkanälen 1 und II mit den jeweiligen auf die Eingangsglieder 1;1' führenden Eingängen E1.0.En bzwq E1'*..En', den speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen 2;2', der Synchronisierung 3 der Ausgangssignale A1 und A1,, den Sicherheitaverstärkern 4;4' und den Pressensicherheitsventilen 5;5' sowie den an sich bekannten Überwachungskanal mit dem die impulsförmige Wechselspannung erzeugenden Frequenzgenerator 6, den in Reihe geschalteten, von der impulsförmigen Wechsel spannung durchflossenen und damit fehlersicher kontrollierenden Vergleichern 7 und der Ausschaltverzögerung 8, an der die zulässige Ungleichheit der Vergleichspunkte der Steuerung eingestellt werden kann.
Der Überwachungskanal wird zur Kontrolle identischer Ein-und Ausgänge A2...An bzw. A2'...An' der speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen 2 und-2'-der beiden Steuerkanäle I und II benutzt. Eine Eont-rolle bestimmter Programmergebnisse, die nicht Jederzeit an der Bildung des Ausgangssignals für die Sicherheitsverstärker 4 und 4' beteiligt sind ist erforderlich, um Fehler sofort zu erkennen und somit gefährliche Zustände durch Zeit-oder Mehrfachfehler auszuschließen. Bestimmte identische Zwischenergebnisse der Programme werden auf Ausgänge A2...An bzw A2'...An' und weiterhin auf die Vergleicher 7 zur fehlersioheren Kontrolle geführt. Die speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen 2;2' besitzen eine Zykluszeit, die unterhalb der eingestellten Ausschaltverzögerungszeit der Ausschaltverzögerung 8 liegt.
Die Zykluszeit von den speicherprogrammierbaren St euereinrichtungen 2;2', die ausschließlich für die Ansteuerung von Kupplung und Bremse und nicht noch für weitere Bau- gruppen der Pressen und Scheren oder Werkstückzu- und -abfuhr eingesetzt werden, liegt weit unter der erforderlichen Ausschaltverzögerungszeit.
Die Ausgangssignale A1 und A1' der speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen werden durch die Synchronisierung 3 synchronisiert und auf die Sicherheitsverstärker 4;4' geführt, die erst nach Anstehen der Freigabesignale der Ausschaltverzögerung 8 die Pressensicherheitsventlle 5;5' ansteuern können.
Nach einer Störung ist die Starteinrichtung 9 zur Durchschaltung des dynamischen Preigabesignals auf die Verstärker 4;4' zu betätigen.

Claims

Patentanspruch: 1. Schaltungsanordnung zur feblersioberen Überwachung einer speicherprogrammierbaren Fressensteuerung mit zwei gleichartigen Steuerkanälen und je einer speicherprogrammierbaren Steuereinrichtung und einem von einer impuisförmigen Wechselspannung gespeisten Uberwaohungskanal mit einem Frequenzgenerator, mehrerer in Reihe geschalteter Vergleicher und einer Ausschaltverzögerung, gekennzeichnet dadurch, daß die fehlereichere Überwachung der maximal um eine Zykluszeit zeitverschobenen Äquivalenz der Ausgänge (A2;A2') bis (An;An') der unabhängig voneinander arbeitenden speicherprogrammierbaren Steuereinrichtungen (2;2') mit gleicher Programmierung durch Ausgabe bestimmter identischer Programmpunkte an den Ausgängen (A2jA2w) bis (An;An') auf die externen Vergleicher (7) des Überwachungskanals erfolgt und daß der jeweilige Ausgang (A1;A1') zur Ansteuerung eines Pressensicherheitsventils (5;5') auf einen vom Uberwachungskanal freizugebenden Sicherheitsverstärker (4;4') geführt wird.