DE3819234A1 - Schaltungsanordnung zur messtechnischen ueberwachung der funktionsfaehigkeit von widerstandsheizelementen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur messtechnischen ueberwachung der funktionsfaehigkeit von widerstandsheizelementenInfo
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft eine Schaltungsan
ordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von in mehreren
Heizzonen zusammengefaßten Widerstandsheizelementen in techno
logischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung, wobei die Wi
derstandsheizelemente von einem Drehstromnetz gespeist werden
und zur Sicherung einer geringen Mittelpunktleiterbelastung
auf dessen verschiedene Phasen aufgeteilt sind.
Es sind aus der Praxis Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen
der Heizstrom während der Heizphase direkt mittels Strommessern
mit oder ohne Stromwandlern gemessen wird und aufgrund der
Größe des gemessenen Stromes Rückschlüsse auf den Zustand der
Heizelemente gezogen werden können.
Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnungen ist, daß
hierfür ein verhältnismäßig hoher gerätetechnischer Aufwand
erforderlich ist und für diese Geräte, insbesondere wenn hohe
Ströme fließen, ein großer Platzbedarf in der Steuerung erfor
derlich ist. Weiterhin besteht hierbei die Forderung, daß dem
Bedienenden der maximal möglich fließende Strom pro Widerstands
heizelementeeinheit bekannt sein muß, um auf einen Widerstands
heizelementedefekt schließen zu können. Die bekannten Schaltun
gen haben außerdem den Nachteil, daß bei unterschiedlicher
Heizleistung eine unterschiedliche Dimensionierung der einge
setzten Geräte erforderlich ist. Außerdem wird bei diesen
Schaltungsanordnungen mit hohen Strömen und Spannungen gearbei
tet, so daß eine weitere Verarbeitung dieser Anzeige bezüglich
einer elektronischen Betriebsdatenerfassung schwierig ist.
In der DD-PS 1 46 782 ist eine Schaltung beschrieben, bei der
jedem Widerstandsheizelement antiparallel geschaltete Dioden
paare zugeordnet sind. Im Störungsfall wird ein Kondensator auf
geladen, der beim Entladen einen Transistor durchsteuert, wo
durch nachfolgend wiederum Relais bzw. Meldevorrichtungen ange
steuert werden. Da jedoch die Heizung eines Plastizierzylinders
aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten Widerstandsheiz
elementen besteht, ist für diese Schaltung ein sehr hoher geräte
technischer Aufwand erforderlich. Diese Schaltung ist somit für
derartige Anwendungsfälle nicht einsetzbar. Ferner sind Schal
tungen gemäß DE-AS 19 00 180 und DE-OS 28 47 022 bekanntgewor
den, die dazu benutzt werden, Leitungen, elektrische Bauelemen
te und Baugruppen auf elektrischen Durchgang zu prüfen. Diese
Schaltungen sind auch geeignet, die Funktionsfähigkeit von
Widerstandsheizelementen festzustellen.
Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie nur eingesetzt werden
können, wenn die Widerstandsheizelemente in einem Stromzweig
angeordnet sind. Bei mehreren parallelgeschalteten Widerstands
heizelementen ist weder eine Aussage über eventuell ausgefalle
ne Widerstandsheizelemente noch über deren Anzahl möglich.
Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Über
wachung der Funktionsfähigkeit von in mehreren Heizzonen zu
sammengefaßten Widerstandsheizelementen in technologischen Kom
plexen zur Kunststoffverarbeitung zu schaffen, deren technische
Realisierung mit geringem Herstellungsaufwand und mit kosten-
und materialgünstiger Gerätetechnik gewährleistet werden kann.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur
Überwachung der Funktionsfähigkeit von Widerstandsheizelementen,
die von den verschiedenen Phasen eines Drehstromnetzes gespeist
werden, zu entwickeln, die nach einer automatischen und/oder
manuellen Überwachungsanforderung eine exakte und zuverlässige
Fehlererkennung mit niedrigem gerätetechnischem Aufwand gewähr
leistet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
geschaltete Gruppen gebildet werden, die aus einem Heizungs
schütz und Widerstandsheizelementen bestehen, wobei deren An
zahl maximal der Anzahl der Phasen eines Drehstromnetzes ent
spricht. Dabei bildet eine beliebige Anzahl von geschalteten
Gruppen und ein diskreter Temperaturregler eine Regelzone.
Jede geschaltete Gruppe ist durch eine Ablaufsteuerung steuer
bar. Über einen Hauptschütz ist das Drehstromnetz durch die
Ablaufsteuerung im lastlosen Zustand abschaltbar, wobei parallel
zu Schützkontakten des Hauptschützes Meßzweite angeordnet sind.
Die Meßzweige bestehen aus Sicherungen und Strommeßwandlern.
Die Ausgänge der Strommeßwandler werden auf die Eingänge von
mehrkanaligen A/D-Wandlern geführt. Die digitalisierten Meßzweige
werden in der Ablaufsteuerung mit den dort gespeicherten Soll
werten verglichen und ausgewertet. Die Verbindungen der Heizungs
schütze mit den Arbeitskontakten der Temperaturregler werden
durch die Kontakte eines durch die Ablaufsteuerung betätigten
Relais unterbrochen. Die im A/D-Wandler digitalisierten Meß
werte der durch die Strommeßwandler in den einzelnen Phasen des
Drehstromnetzes gemessenen Ströme werden in der Ablaufsteuerung
mit einem Sollwert verglichen, der in einem Festwertspeicher
der Ablaufsteuerung gespeichert ist.
Die Ablaufsteuerung, der A/D-Wandler und die Temperaturregler
können in einer Rechnersteuerung integriert sein.
Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild.
Die erfindungsgemäße Lösung betrifft eine Schaltungsanordnung
zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Widerstandsheizele
menten 13 für technologische Komplexe zur Kunststoffverarbei
tung, insbesondere Plastiziereinheiten von Spritzgießmaschinen
und Extrudern sowie von Werkzeugen. Dabei sind die Widerstands
heizelemente 13 in geschalteten Gruppen 17 zu je einem Wider
standsheizelement 13 pro Phase des Drehstromnetzes 5 angeord
net, wobei die Ausführungsform der Widerstandsheizelemente 13
beliebig ist, d. h. sowohl Reihen- als auch Parallelschaltung
von Widerständen möglich sind.
Die Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem Dreh
stromnetz 5 mit den Hauptsicherungen 4, einem Hauptschütz 1 mit
Schützkontakten 2 und einem parallel dazu angeordneten Meßzweig
16. In dem Meßzweig 16 sind Strommeßwandler 6 angeordnet, die
über Sicherungen 3 des Meßzweiges 16 abgesichert sind. Vom Dreh
stromnetz 5 werden beliebig viele Gruppen 17 von Widerstands
elementen 13 über Heizungsschütze 11 mit Heizungsschützkontakt
12 versorgt. Die Heizungsschütze 11 einer Regelzone 18, die meh
rere Gruppen 17 umfassen kann, werden über einen diskreten
Temperaturregler 10 der entsprechenden Regelzone und dem Relais
9 geschaltet.
Zur Realisierung der Überwachung der Funktionsfähigkeit der
Widerstandsheizelemente 13 ist eine Ablaufsteuerung 7 und ein
mehrkanaliger A/D-Wandler vorgesehen. Die Ablaufsteuerung 7 ist
zur Ausführung der Überwachungsfunktion über den mehrkanaligen
A/D-Wandler 19 mit den Strommeßwandlern 6, dem Hauptschütz 1,
dem Relais 9, dem Heizungsschütz 11 und dem externen Auslöser 8
des Prüfvorganges verbunden. Die Temperaturregelung für die
Regelzonen 1 bis n erfolgt durch die diskreten Temperaturregler
10 über die Heizungsschütze 11 nach allgemein bekannten Verfah
ren. Hierbei realisiert die Ablaufsteuerung 7 über die Ausgän
ge DAQO und DAKTR eine Betätigung des Hauptschützes 1 und des
Relais 9, wobei die Schützkontakte 2 und der Relaiskontakt 15
geschlossen werden. Durch die geschlossenen Schützkontakte 2
ist der Meßzweig 16 kurzgeschlossen.
Über ein internes Signal aus der Ablaufsteuerung 7 oder eine
externe Überwachungsanforderung über den Auslöser 8 beginnt die
Ablaufsteuerung 7 den Überwachungszyklus der Funktionsfähigkeit
der Widerstandsheizelemente 13 zu steuern. Die interne Auslö
sung der Überwachung aus der Ablaufsteuerung 7 wird nach funk
tionellen Gesichtspunkten festgelegt. Zur Überwachung der
Funktionsfähigkeit der Widerstandsheizelemente 13 schaltet nun
die Ablaufsteuerung 7 die Relaiskontakte 15 des Relais 9 in
geöffnete Stellung. Dadurch werden die Arbeitskontakte der
Temperaturregler 10 von den Heizungsschützen 11 getrennt. Jetzt
sind alle Heizungsschützkontakte 12 geöffnet und damit alle
Widerstandsheizelemente 13 vom Drehstromnetz 5 getrennt. Danach,
d. h. im lastfreien Zustand des Drehstromnetzes 5, wird das Auf
heben des Kurzschlusses des Meßzweiges 16 durch die Schützkon
takte 2 bewirkt. Das wird über die Ablaufsteuerung 7 über den
Ausgang DAQO durch den Hauptschütz 1 realisiert. Durch die Auf
hebung des Kurzschlusses des Meßzweiges 16 ist die Möglichkeit
gegeben, eine Strommessung in den Phasen des Drehstromnetzes
5 über die Strommeßwandler 6 durchzuführen.
Nun wird im Kontrollzyklus der Ablaufsteuerung 7 das der jewei
lig zu prüfenden Gruppe 17 zugeordnete Heizungsschütz 11 über
den entsprechenden Ausgang der Ablaufsteuerung 7 betätigt und
dadurch die Heizungsschützkontakte 12 geschlossen. Durch diese
Zuschaltung der Widerstandsheizelemente 13 fließt in den ent
sprechenden Phasen des Drehstromnetzes 5 ein Strom, der durch
die Strommeßwandler 6 gemessen wird. Die analogen Meßwerte
für die Ströme in den einzelnen Phasen werden von den Strom
meßwandlern 6 auf einem mehrkanaligen A/D-Wandler 19 gegeben
und hier nacheinander in digitale Meßwerte umgesetzt. Die digi
talen Meßwerte werden nacheinander vom A/D-Wandler 19 an die Ab
laufsteuerung 7 übertragen und hier mit einem für jedes Wider
standsheizelement 13 in einem Festwertspeicher abgelegten Soll
wert verglichen.
Nach Abschaltung der abgearbeiteten Gruppe 17 wird durch die
Ablaufsteuerung 7 die nächstfolgende Gruppe 17 über das jewei
lige Heizungsschütz 11 zugeschaltet. Diese Überwachung läuft
nacheinander über alle Gruppen 17.
Mit Abschaltung der letzten Gruppe 17 ist der Kontrollzyklus
beendet. Danach wird durch die Ablaufsteuerung 7 über den Aus
gang DAQO das Hauptschütz 1 im somit lastlosen Zustand geschal
tet. Dadurch wird der Meßzweig 16 mittels der Schützkontakte 2
wieder gebrückt. Die Ablaufsteuerung 7 schaltet nun in zeit
licher Nachfolge das Relais 9, womit die Regelung der Regelzone
18 über die Temperaturregler 10, die Heizungsschütze 11 und
die Widerstandsheizelemente 13 in allgemein bekannter Weise
fortgeführt wird.
Bei Einsatz einer Rechnersteuerung kann die Ablaufsteuerung 7,
die A/D-Wandler 19 und die Temperaturregler 10 in die Rechner
steuerung integriert werden, wodurch das Relais 9 zum Trennen
der Heizungsschütze 11 von den Arbeitskontakten der Temperatur
regler 10 entfallen kann.
- Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 - Hauptschütz
2 - Schützkontakt
3 - Sicherung
4 - Hauptsicherung
5 - Drehstromnetz
6 - Strommeßwandler
7 - Ablaufsteuerung
8 - externer Auslöser des Prüfvorganges
9 - Relais
10 - Temperaturregler
11 - Heizungsschütz
12 - Heizungsschützkontakt
13 - Widerstandsheizelement
14 - Sollwerteingabe
15 - Relaiskontakt
16 - Meßzweig
17 - Gruppe
18 - Regelzone
19 - A/D-Wandler
Claims (3)
1. Schaltungsanordnung zur meßtechnischen Überwachung der Funk
tionsfähigkeit von Widerstandsheizelementen zum elektrischen
Heizen an technologischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung,
bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Widerstandsheizelemen
ten, wobei diese auf Phasen eines speisenden Drehstromnetzes
aufgeteilt sind, aus einer Ablaufsteuerung, einem mehrkanaligen
A/D-Wandler, Strommeßwandlern, Schützen, Temperaturreglern,
Relais und Sicherungselementen, gekennzeichnet dadurch, daß
- - geschaltete Gruppen (17) gebildet werden, die aus einem Heizungsschütz (11) und Widerstandsheizelementen (13) bestehen, wobei die Anzahl der Widerstandsheizelemente (13) maximal der Anzahl der Phasen des Drehstromnetzes (5) entspricht und dabei eine beliebige Anzahl von geschalteten Gruppen (17) und ein diskreter Temperaturregler (10) eine Regelzone (18) bilden und jede geschaltete Gruppe (17) durch die Ablaufsteuerung (7) steuerbar ist,
- - über einen Hauptschütz (1) das Drehstromnetz (5) durch die Ablaufsteuerung (7) im lastlosen Zustand abschaltbar ist, wobei parallel zu den Schützkontakten (2) des Hauptschützes (1) Meß zweige (16) bestehend aus den Sicherungen (3) und den Strommeß wandlern (6) angeordnet sind, und daß die Ausgänge der Strommeß wandler (6) auf den mehrkanaligen A/D-Wandler (19) geführt wer den, und daß die digitalen Ausgänge des A/D-Wandlers (19) mit der Ablaufsteuerung (7) verbunden sind,
- - die Arbeitskontakte der diskreten Temperaturregler (10) durch die Relaiskontakte (15) von den Heizungsschützen (11) über die Ablaufsteuerung (7) abgeschaltet werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die im A/D-Wandler (19) digitalisierten Meßwerte der durch
die Strommeßwandler (6) in den einzelnen Phasen des Drehstrom
netzes (5) gemessenen Ströme in der Ablaufsteuerung (7) mit
einem Sollwert, der für jedes Widerstandsheizelement (13) in
einem Festwertspeicher der Ablaufsteuerung (7) gespeichert ist,
verglichen werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die Ablaufsteuerung (7), der A/D-Wandler (19) und die Tem
peraturregler (10) in einer Rechnersteuerung integriert sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30420487 | 1987-06-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3819234A1 true DE3819234A1 (de) | 1989-01-12 |
DE3819234C2 DE3819234C2 (de) | 1992-09-24 |
Family
ID=5590112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883819234 Granted DE3819234A1 (de) | 1987-06-29 | 1988-06-06 | Schaltungsanordnung zur messtechnischen ueberwachung der funktionsfaehigkeit von widerstandsheizelementen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3819234A1 (de) |
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- 1988-06-06 DE DE19883819234 patent/DE3819234A1/de active Granted
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US8269513B2 (en) | 2005-09-20 | 2012-09-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for monitoring and electrical heating apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3819234C2 (de) | 1992-09-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PLASTMASCHINENWERK SCHWERIN GMBH, O-2781 SCHWERIN, |
|
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Owner name: HEMSCHEIDT MASCHINENTECHNIK SCHWERIN GMBH & CO, O- |
|
D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: ABWICKLUNGSGESELLSCHAFT KUNSTSTOFFMASCHINEN WERKST |
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