DE3619723A1 - Additional controller, having contacts, for safety circuits - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktbehaftete Zusatzsteuerung für Sicherheitsstromkreise insbesondere zur Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionsbereiche elektrischer und elektronischer Betriebsmittel.The invention relates to a contact Additional control for safety circuits in particular for monitoring safety-relevant Functional areas of electrical and electronic Resources.
Zur Vermeidung von Gefahrenzuständen für Mensch und Maschine im Fehlerfall elektrischer und elektronischer Betriebsmittel sind besondere Sicherheitsmaßnahmen zu treffen.To avoid dangerous conditions for people and machine in the event of a fault electrical and electronic Equipment is a special security measure hold true.
Eine dieser Maßnahmen sind übergeordnete Verriegelungsschaltungen mit kontaktbehafteten Schaltgeräten wie Hilfsschütze oder gleichwertige Relais. Die Aktivierung solcher Sicherheitsstromkreise erfolgt durch entsprechende Befehlsgeber, wie Not-Aus-Befehlsgerät oder Positionsschalter zur Sicherheitsabschaltung von mechanischen Bewegungen, insbesondere von linearen Maschinenbewegungen. Die den Befehlsgeräten nachgeschaltete Verriegelungssteuerung arbeitete bisher in einfachem Schaltungsaufbau wie z. B. mit einem Hilfsschütz.One of these measures are higher-level locking circuits with switchgear with contacts like auxiliary contactors or equivalent relays. The activation such safety circuits are carried out by corresponding command devices, such as emergency stop command device or position switch for safety shutdown of mechanical movements, especially linear ones Machine movements. The downstream of the command devices Lock control worked so far in a simple circuit structure such. B. with a Auxiliary contactor.
Nach der DIN VDE 0113 Teil 1 wird künftig für solche Sicherheitsschaltkreise der Einsatz von fehlerüberwachenden Hilfsschützkombinationen verlangt, und zwar derart, daß beim Versagen eines Schützes in der Sicherheitskette mindestens ein zweites Hilfsschütz die Abschaltung des oder der sicherheitsrelevanten Stromkreise übernimmt. According to DIN VDE 0113 Part 1, in future, such Safety circuits the use of fault-monitoring Auxiliary contactor combinations are required such that if a contactor fails in the safety chain at least a second auxiliary contactor Shutdown of the safety-relevant circuits takes over.
Ebenso ist eine Eigenüberwachung der Sicherheitskette beim Zuschalten der Steuerspannung vorgeschrieben, d. h., nach Zuschalten der Steuerspannung muß die Schließer-Öffnerfunktion jedes Hilfsschützes in der Sicherheitskette überprüft werden.Self-monitoring of the safety chain is also necessary prescribed when switching on the control voltage, d. that is, after switching on the control voltage NO contact function of each contactor in the Safety chain to be checked.
Aufgabe der Erfindung ist es, die geforderten Auflagen nach DIN VDE 0113 Teil 1, sicher und wirtschaftlich mit schaltungstechnisch einfachen Mitteln durch Verwendung verfügbarer und standardisierter Schaltgeräte, zu erfüllen und somit ein redundantes Sicherheitsverhalten der Sicherheitskette und eine Eigenüberwachung der gesamten Verriegelungsschaltung in der kontaktbehafteten Zusatzsteuerung für Sicherheitsstromkreise zu erreichen.The object of the invention is to meet the requirements according to DIN VDE 0113 part 1, safe and economical with circuitry simple means by use available and standardized switchgear, to be fulfilled and thus redundant safety behavior the security chain and self-monitoring the entire interlock circuit in the contact Additional control for safety circuits to reach.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine kontaktbehaftete Zusatzsteuerung aus einem Funktionskreis und einem Fehlerüberwachungskreis besteht, wobei dem Funktionskreis für jede zu überwachende Maschinenbewegung je zwei Hilfsschütze oder gleichwertige Relais zugeordnet sind, deren Schließerkontakte in Reihe geschaltet ein redundantes Sicherheitsverhalten aufweisen und direkt auf den oder die Laststromkreise mit sicherheitsrelevanter Funktion und indirekt durch Rückmeldung auf die Eingänge elektrischer und elektronischer Betriebsmittel wirken, und daß der Fehlerüberwachungskreis die Öffner-Schließerfunktion jedes Hilfsschützes oder kontaktbehafteten Relais der kontaktbehafteten Zusatzschaltung überwacht, indem bei jeder Zuschaltung die Steuerspannung bzw. des Not-Aus Potentials die Funktion der kontaktbehafteten Zusatzsteuerung durch eine dynamische Fehlersimulation überprüft wird. According to the invention, this object is achieved by that a contact-based additional control from a Functional circuit and a fault monitoring circuit exists, with the function group for each to be monitored Machine movement two auxiliary contactors each equivalent relays are assigned, their normally open contacts connected in series a redundant safety behavior have and directly on the or the load circuits with safety-relevant function and indirectly by feedback on the electrical inputs and electronic equipment, and that the fault monitoring circuit has the normally closed function any contactor or contactor The relay of the additional circuit with contacts is monitored, by the control voltage or the emergency stop potential, the function of the contacts Additional control through dynamic error simulation is checked.
Weiterhin ist es nach der Erfindung von Bedeutung, daß die kontaktbehaftete Zusatzsteuerung den Not-Aus Sicherheitsstromkreis oder andere Sicherheitsstromkreise ergänzt.Furthermore, according to the invention it is important that the contact-based additional control the emergency stop Safety circuit or other safety circuits added.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, daß im Fehlerfall eines der Hilfsschütze in der kontaktbehafteten Zusatzsteuerung nur der diesem Hilfsschütz zugehörige Funktionsstromkreis unterbrochen wird.An advantageous development of the invention is that in the event of a fault, one of the auxiliary contactors in the contact Additional control only for this auxiliary contactor associated functional circuit interrupted becomes.
Der fehlerüberwachte Schaltungsaufbau mit kontaktbehafteten Schaltgeräten, wie Hilfsschütze, erfordert mindestens zwei Hilfsschütze, deren Kontakte in Reihe geschaltet den Sicherheitsstromkreis freigeben oder sperren. Bezogen auf elektronische Betriebsmittel arbeiten die in Reihe geschalteten Kontaktpfade direkt auf die Spannungsversorgungsleitungen der Ausgangstransistoren, -Triac's oder -Relais. Sie schalten sicherheitsgerichtet unmittelbar den Verbraucher spannungsmäßig frei.The fault-monitored circuit structure with contacts Switching devices, such as auxiliary contactors, are required at least two auxiliary contactors, their contacts in series enable the safety circuit or lock. Relating to electronic equipment the contact paths connected in series work directly to the voltage supply lines of the output transistors, -Triac's or -Relay. You switch safety-related directly to the consumer free of tension.
Auf dieses redundante Sicherheitsverhalten bezieht sich der Erfindungsgedanke, der eine Schaltungsanordnung mit zwei Hilfsschützen oder gleichwertigen Relais vorsieht und eine dieser Schaltungsanordnung zugeordnete Fehlerüberwachung.Refers to this redundant safety behavior the inventive idea of a circuit arrangement with two auxiliary contactors or equivalent Relay provides and one of these circuitry assigned error monitoring.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen kontaktbehafteten Zusatzschaltung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigenA preferred embodiment of the invention additional circuit with contact is in the Drawing shown. Show it
Fig. 1 Funktions- und Fehlerüberwachungskreis der erfindungsgemäßen kontaktbehafteten Zusatzschaltung. Fig. 1 Function and error monitoring circuit of the additional circuit with contact according to the invention.
Fig. 2 Die Not-Aus Sicherheitskombination, die von der erfindungsgemäßen kontaktbehafteten Zusatzsteuerung ergänzt wird. Fig. 2 The emergency stop safety combination, which is supplemented by the contact-based additional control according to the invention.
Fig. 3 Die Verriegelungskontaktanordnung der Hilfsschützkontakte aus der kontaktbehafteten Zusatzschaltung in der Ansteuerung der elektronischen Eingangsebene und der Spannungsversorgung. Fig. 3 The locking contact arrangement of the auxiliary contactor contacts from the additional circuit with contacts in the control of the electronic input level and the voltage supply.
Fig. 4 Steuerdiagramm der dynamischen Fehlersimulation in der kontaktbehafteten Zusatzschaltung nach einschalten der Steuerspannung bzw. des Not-Aus Potentials. Fig. 4 control diagram of the dynamic error simulation in the contact-related additional circuit after switching on the control voltage or the emergency stop potential.
Fig. 1 zeigt den Funktions- und Fehlerüberwachungskreis der erfindungsgemäßen kontaktbehafteten Zusatzschaltung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die obere und untere Positionierbegrenzung der Linearüberwachungen 1 und 2 zu überwachen. Die zwangsöffnenden Sicherheitsgrenzschalter S 10 und S 20 sollen ein sofortiges Abschalten des entsprechenden Bewegungsablaufes der Maschinen bewirken. Fig. 1 shows the function and fault monitoring circuit of the contact-type booster circuit according to the invention. In this embodiment, the upper and lower positioning limits of linear monitors 1 and 2 are to be monitored. The positive opening safety limit switches S 10 and S 20 are intended to immediately switch off the corresponding movement sequence of the machines.
In der Normalstellung der Maschine sind die Sicherheitsgrenzschalter S 10 und S 20 nicht betätigt und deren Öffnerkontakte 21-22 geschlossen.In the normal position of the machine, the safety limit switches S 10 and S 20 are not actuated and their NC contacts 21-22 are closed.
Da KO 41 und KO 51 abgefallen sind, wird bei Zuschaltung des Not-Aus Potentials LO 13 zunächst der Fehlerüberwachungskreis aktiv. KO 31 schaltet ein, wenn die Öffner 61-62 aller anderen Hilfsschütze geschlossen sind. Hierdurch wird überprüft, ob alle anderen Hilfsschütze abgefallen sind. Since KO 41 and KO 51 have dropped out, the fault monitoring circuit is activated when the emergency stop potential LO 13 is connected. KO 31 switches on when NC contacts 61-62 of all other auxiliary contactors are closed. This checks whether all other auxiliary contactors have dropped out.
KO 31 hält sich selbst über seinen Schließer 13-14, wobei die Öffner 71-72 von KO 51 überprüft werden. KO 31 öffnet die Strompfade der Bewegungen 1 und 2 mit dem Öffner 61-62 (71-72) und schaltet KO 41 und KO 51 über seinen Schließer 23-24 ein. KO 41 und KO 51 schalten, bedingt durch das Öffnen ihrer Öffnerkontakte 61-62 und 71-72, das Hilfsschütz KO 31 ab. Somit schließen sich die Strompfade für KO 11, KO 12, KO 22 über die Öffner 61-62 (71-72) von KO 31 und die Schließer 13-14 (23-24) der Hilfsschütze KO 41 und KO 51. Bis zu diesem Zeitpunkt haben sich KO 41 und KO 51 über die Öffner 71-72 der Hilfsschütze KO 11, KO 12, KO 21 und KO 22 sowie über ihre Schließer 33-34 selbst gehalten. Die Öffner 71-72 in diesem Strompfad öffnen alle, da KO 11-KO 22 im Funktionskreis eingeschaltet sind und sich über ihre Schließer 13-14 selbst halten. KO 41 und KO 51 schalten ab. KO 31 holds itself over its normally open contact 13-14 , whereby the normally closed contacts 71-72 are checked by KO 51. KO 31 opens the current paths of movements 1 and 2 with break contacts 61-62 ( 71-72 ) and switches on KO 41 and KO 51 via its make contact 23-24 . KO 41 and KO 51 switch off the auxiliary contactor KO 31 due to the opening of their NC contacts 61-62 and 71-72 . Thus, the current paths for KO 11, KO 12, KO 22 close via NC contacts 61-62 ( 71-72 ) from KO 31 and NO contacts 13-14 ( 23-24 ) of auxiliary contactors KO 41 and KO 51. Up to this At the time, KO 41 and KO 51 held their own through the break contacts 71-72 of the auxiliary contactors KO 11, KO 12, KO 21 and KO 22 and their make contacts 33-34 . The NC contacts 71-72 in this current path all open because KO 11- KO 22 are switched on in the function circuit and keep themselves open via their NO contacts 13-14 . KO 41 and KO 51 switch off.
Der hier beschriebene Schaltvorgang mit Folgeverhalten läuft nach jedem Einschalten der Versorgungsspannung bzw. des Not-Aus Potentials gleichermaßen ab und stellt eine dynamische Fehlersimulation zur Eigenüberwachung der kontaktbehafteten Zusatzschaltung dar. In diesem Schaltzyklus wird jedes Hilfsschütz auf seine Öffner- und Schließerfunktion geprüft. Ein fehlerhaftes Hilfsschütz verhindert den Anlauf der Maschinenfunktion.The switching process described here with subsequent behavior runs every time the supply voltage is switched on or the emergency stop potential from time to time provides a dynamic error simulation for self-monitoring the additional circuit with contacts. In this switching cycle, every auxiliary contactor opens tested its opening and closing functions. A faulty auxiliary contactor prevents the Machine function.
In Fig. 4 ist ein Steuerdiagramm dargestellt, welches die dynamische Fehlersimulation der kontaktbehafteten Zusatzsteuerung nach Einschalten der Steuerspannung bzw. des Not-Aus Potentials verdeutlicht. FIG. 4 shows a control diagram which illustrates the dynamic error simulation of the additional control with contact after the control voltage or the emergency stop potential has been switched on.
Hier bedeutet die Zeit t₁ die Ansprechverzögerung des Hilfsschützes KO 31. Die Zeit t₂ bedeutet die Ansprechverzögerung von KO 41 und KO 51. Die Zeit t₃ setzt sich aus der Ansprechverzögerung der Hilfsschütze KO 11-KO 22 und der Abfallverzögerung von KO 41 und KO 51 zusammen.Here the time t ₁ means the response delay of the auxiliary contactor KO 31. The time t ₂ means the response delay of KO 41 and KO 51. The time t ₃ is made up of the response delay of the auxiliary contactors KO 11- KO 22 and the dropout delay of KO 41 and KO 51 together.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Schließer X von KO 11 und Y von KO 12 in Reihe geschaltet. KO 11 und KO 12 geben über die Schließer X die Bewegung 1 frei und geben Signale auf die SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) als Rückmeldung für die Bewegung 1. Gleiches gilt für KO 21 und KO 22 für die Schließer Y und die Bewegung 2. Ein Fehler eines Hilfsschützes würde diese Kontaktpfade unterbrechen ebenso wie das Anfahren bzw. Betätigen des Sicherheitsschalters S 10 (S 20).As shown in Fig. 1, the make contacts X of KO 11 and Y of KO 12 are connected in series. KO 11 and KO 12 release movement 1 via make contact X and give signals to the PLC (programmable logic controller) as feedback for movement 1. The same applies to KO 21 and KO 22 for make contact Y and movement 2. An error an auxiliary contactor would interrupt these contact paths as well as moving to or operating the safety switch S 10 ( S 20).
Von großem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Zusatzschaltung ist es, daß sämtliche möglichen Fehler in der Verriegelungsschaltung sofort erkannt werden, den Bewegungsablauf der Maschine unterbrechen und somit eine Gefahr für Mensch und Maschine ausgeschlossen wird.Of great advantage in the additional circuit according to the invention is that all possible mistakes can be recognized immediately in the interlock circuit, interrupt the movement of the machine and thus, there is no danger to humans or machines becomes.
In Fig. 2 ist die von der erfindungsgemäßen Zusatzschaltung ergänzte Not-Aus Sicherheitskombination dargestellt. Auch diese Schaltkombination weist das geforderte redundante Schaltverhalten auf. In FIG. 2, supplemented by the additional circuit according to the invention is shown emergency safety combination. This switching combination also has the required redundant switching behavior.
Fig. 3 zeigt die Verriegelungskontaktanordnung der Hilfsschützkontakte oder gleichwertigen Relaiskontakte aus der kontaktbehafteten Zusatzschaltung in der Ansteuerung der elektronischen Eingangsebene und in der Spannungsversorgung. Die Ausgangstransistoren -Triac's oder -Relais 0.0 bis 1.2 werden mit +24 V LO 11 über einen Sicherungsautomaten F 4 und über die Freigabe der Not-Aus Sicherheitskombination Fig. 2 über KO 3 und KO 4 33-34 mit Not-Aus Potential LO 13 versorgt. Fig. 3 shows the arrangement of the auxiliary locking contact contactors or equivalent relay contacts from the contact-type additional circuit in the control of the electronic input plane and in the power supply. The output transistors -triac's or -relays 0.0 to 1.2 are connected to +24 V LO 11 via a circuit breaker F 4 and via the release of the emergency stop safety combination Fig. 2 via KO 3 and KO 4 33-34 with emergency stop potential LO 13 provided.
Die Sicherheitskontakte 23-24 von KO 11-KO 22 sind in die Spannungsversorgungsleitung der Q-Baugruppen O-1 in den sicherheitsrelevanten Ansteuerbereich geschaltet und schalten bei einem Fehlerfall der Zusatzschaltung Fig. 1 den Verbraucher V 1-V 3 unmittelbar strommäßig frei.The safety contacts 23-24 from KO 11- KO 22 are connected to the voltage supply line of the Q-modules O-1 in the safety-relevant control area and, in the event of a fault in the additional circuit Fig. 1, directly disconnect the consumer V 1- V 3 in terms of current.
Alle Q-Baugruppen 2-n, deren Ausgänge keine zu überwachenden Funktionen steuern, können direkt mit +24 LO 11 über einen Sicherungsautomaten F 3 versorgt werden.All Q modules 2- n , the outputs of which do not control any functions to be monitored, can be supplied directly with +24 LO 11 via an F 3 circuit breaker.
Die Eingänge werden mittels Betätigungselemente mit +24 V LO 11 über einen Sicherungsautomaten F 5 mit LO 14 angesteuert. Die Schließer 23-24 der Hilfsschütze KO 3 und KO 4 bedeuten die Freigabe der Steuerspannung über die Not-Aus Sicherheitskombination Fig. 2 und wirken auf den Elektronikeingang I 0.0. Die Rückmeldungen aus der Zusatzschaltung mit den Kontakten 33-44 der Hilfsschütze KO 11-KO 22 wirken auf die Eingänge I 2.2 und I 2.3 der Elektronik. Hiermit könnten z. B. in speicherprogrammierbaren Steuerungen Programmeingriffe erfolgen, um z. B. optische oder akustische Warnmeldungen zu aktivieren oder softwaremäßige Verriegelungen durchzuführen. The inputs are controlled by means of actuators with +24 V LO 11 via a circuit breaker F 5 with LO 14. The make contacts 23-24 of the auxiliary contactors KO 3 and KO 4 mean the release of the control voltage via the emergency stop safety combination Fig. 2 and act on the electronics input I 0.0. The feedback from the additional circuit with the contacts 33-44 of the auxiliary contactors KO 11- KO 22 affect the inputs I 2.2 and I 2.3 of the electronics. This could, for. B. in programmable logic controllers program interventions to z. B. to activate visual or acoustic warning messages or to carry out software locking.
Die anhand der Zeichnung beschriebene erfindungsgemäße kontaktbehaftete Zusatzschaltung für Sicherheitsstromkreise ist universell einsetzbar. In der Zeichnung und Beschreibung ist zur besseren Überschaubarkeit ein einfaches Schaltungsbeispiel aufgegriffen. Selbstverständlich sind andere Schaltungskonfigurationen, mit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen, für Sicherheitsstromkreise möglich.The invention described with reference to the drawing additional circuit with contacts for safety circuits is universally applicable. In the drawing and description is for better Manageability a simple circuit example picked up. Of course, other circuit configurations are with those characterized in the claims Features, for safety circuits possible.
Claims (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |