DE3819235A1

DE3819235A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung der funktionsfaehigkeit von widerstandsheizelementen

Info

Publication number: DE3819235A1
Application number: DE3819235A
Authority: DE
Inventors: Uwe Zemke; Klaus Luedtke; Ullrich Wilke
Original assignee: SCHWERIN PLASTMASCHINEN
Current assignee: Hemscheidt Maschinentechnik Schwerin GmbH and Co
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DD261001A1; DE3819235C2

Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft eine Schaltungsan ordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von in mehreren Heizzonen zusammengefaßten Widerstandsheizelementen in technolo gischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung, wobei die Wider standsheizelemente 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 Widerstandsheizelemente 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 Be dienenden der maximal möglich fließende Strom pro Widerstands heizelementeeinheit bekannt sein muß, um auf einen Widerstands heizelementedefekt schließen zu können. Die bekannten Schaltungen haben außerdem den Nachteil, daß bei unterschied licher Heizleistung eine unterschiedliche Dimensionierung der eingesetzten Geräte erforderlich ist. Außerdem wird bei diesen Schaltungsanordnungen mit hohen Strömen und Spannungen gear beitet, so daß eine weitere Verarbeitung dieser Anzeige be züglich einer elektronischen Betriebsdatenerfassung schwierig ist.

In der DD-PS 1 46 782 ist eine Schaltung beschrieben, bei der jedem Widerstandsheizelement antiparallelgeschaltete Diodenpaare zuge ordnet sind. Im Störungsfall wird ein Kondensator aufgeladen, der beim Entladen einen Transistor durchsteuert, wodurch nachfolgend wiederum Relais bzw. Meldevorrichtungen angesteuert werden. Da jedoch die Heizung eines Plastizierzylinders aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten Widerstandsheizelementen besteht, ist für diese Schaltung ein sehr hoher gerätetechnischer Aufwand erforderlich. Diese Schaltung ist somit für derartige Anwendungs fälle nicht einsetzbar. Ferner sind Schaltungen gemäß DE-AS 19 00 180 und DE-OS 28 47 022 bekanntgeworden, die dazu benutzt werden, Leitungen, elektrische Bauelemente 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 ausgefallene Widerstandsheizelemente noch über deren Anzahl möglich.

Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von in mehreren Heizzonen zu sammengefaßten Widerstandsheizelementen in technologischen Komplexen 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 Heizungsschütz und Widerstandsheizelementen bestehen, wobei deren Anzahl maximal der Anzahl der Phasen eines Drehstromnetzes entspricht. Dabei bil det eine beliebige Anzahl von geschalteten Gruppen und ein dis kreter Temperaturregler eine Regelzone. Jede geschaltete Gruppe ist durch eine Ablaufsteuerung steuerbar. Über einen Hauptschütz ist das Drehstromnetz durch die Ablaufsteuerung im lastlosen Zu stand abschaltbar, wobei parallel zu Schützkontakten des Haupt schützes Meßzweige angeordnet sind. Die Meßzweige bestehen aus Sicherungen und Unterstromrelais. Die Ausgänge der Unterstrom relais werden auf Eingänge der Ablaufsteuerung geführt. Die Verbindungen der Heizungsschütze mit den Arbeitskontakten der Temperaturregler werden durch die Kontakte eines durch die Ablauf steuerung betätigten Relais unterbrochen.

Zur Überwachung von Widerstandsheizelementen unterschiedlicher Leistung an einer Phase des Drehstromnetzes erfolgt eine Sollwert umschaltung des Unterstromrelais dieser Phase durch die Ablauf steuerung. Zur Überwachung von Widerstandsheizelementen gleicher Leistung an einer Phase des Drehstromnetzes wird ein fest ein stellbarer Sollwert dem Unterstromrelais zugeordnet.

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 Widerstandsheiz elementen 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 angeordnet, wobei die Ausführungsform der Widerstandsheizelemente 13 beliebig ist, d. h. sowohl Reihen- als auch Parallelschaltung von Wider ständen 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 Unterstromrelais 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 Heizungsschützkontakten 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 vorgesehen. Die Ablaufsteuerung 7 ist zur Ausführung der Überwachungsfunktion mit dem Unterstromrelais 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 Verfahren. Hierbei realisiert die Ablaufsteuerung 7 über die Ausgänge DAQO und DAKTR eine Betäti gung des Hauptschützes 1 und des Relais 9, wobei die Schützkon takte 2 und der Relaiskontakt 15 geschlossen werden. Durch die ge schlossenen Schützkontakte 2 ist der Meßzweig 16 kurzgeschlossen.

Über ein internes Signal aus der Ablaufsteuerung 7 oder eine ex terne Überwachungsanforderung über den Auslöser 8 beginnt die Ablaufsteuerung 7 den Überwachungszyklus der Funktionsfähigkeit der Widerstandsheizelemente 13 zu steuern. Die interne Auslösung der Überwachung aus der Ablaufsteuerung 7 wird nach funktionellen Gesichtspunkten festgelegt. Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Widerstandsheizelemente 13 schaltet nun die Ablaufsteuerung 7 die Relaiskontakte 15 des Relais 9 in geöff nete Stellung. Dadurch werden die Arbeitskontakte der Temperatur regler 10 von den Heizungsschützen 11 getrennt. Jetzt sind alle Heizungsschützkontakte 12 geöffnet und damit alle Wider standsheizelemente 13 vom Drehstromnetz 5 getrennt. Danach, d. h. im lastfreien Zustand des Drehstromnetzes 5, wird das Aufheben des Kurzschlusses des Meßzweiges 16 durch die Schützkontakte 2 be wirkt. Das wird über die Ablaufsteuerung 7 über den Ausgang DAQO durch das Hauptschütz 1 realisiert. Durch die Aufhebung des Kurzschlusses des Meßzweiges 16 ist die Möglichkeit gegeben, eine Stromkontrolle in den Phasen des Drehstromnetzes 5 über einen am Unterstromrelais 6 mittels der Sollwerteingabe 14 voreinstellbaren Wert durchzuführen. Die Sollwerteingabe 14 kann wahlweise fest einstellbar oder über die Ablaufsteuerung 7 rea lisiert werden. Die feste Einstellung der Sollwerte wird nur bei gleichgearteten Widerstandsheizelementen 13 pro Phase angewendet. Nun wird im Kontrollzyklus der Ablaufsteuerung 7 das der jeweilig 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 entsprechenden Phasen des Drehstromnetzes 5 ein Strom, der durch die Unterstromrelais 6 ausgewertet wird. Bei Unterschreitung des Stromsollwertes des Unterstromrelais 6 durch teilweisen oder kom pletten Ausfall des Widerstandsheizelementes 13 wird das durch das Unterstromrelais 6 gesendete Signal durch die Ablaufsteuerung 7 über den Eingang DESx empfangen und als Fehler ausgewertet. Nach Abschaltung der abgearbeiteten Gruppe 17 wird durch die Ablaufsteuerung 7 die nächstfolgende Gruppe 17 über das jeweilige Heizungsschütz 11 zugeschaltet. Diese Überwachung läuft nacheinander über alle Gruppen 17.

Mit Abschaltung der letzten Gruppe 17 ist der Kontrollzyklus been det. Danach wird durch die Ablaufsteuerung 7 über den Ausgang DAQO das Hauptschütz 1 im somit lastlosen Zustand geschaltet. Dadurch wird der Meßzweig 16 mittels der Schützkontakte 2 wieder gebrückt. Die Ablaufsteuerung 7 schaltet nun in zeitlicher Nachfolge das Relais 9, womit die Regelung der Regelzone 18 über die Temperaturregler 10, die Heizungsschütze 11 und die Wider standsheizelemente 13 in allgemein bekannter Weise fortgeführt wird.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Hauptschütz
2 - Schützkontakt
3 - Sicherung
4 - Hauptsicherung
5 - Drehstromnetz
6 - Unterstromrelais
7 - Ablaufsteuerung
8 - externer Auslöser des Prüfvorganges
9 - Relais
10 - Temperaturregler
11 - Heizungsschütz
12 - Heizungsschützkontakt
13 - Widerstandsheizelemente
14 - Sollwerteingabe
15 - Relaiskontakt
16 - Meßzweig
17 - Gruppe
18 - Regelzone

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Widerstandsheizelementen zum elektrischen Heizen an technolo gischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Widerstandsheizelementen, wobei diese auf Phasen eines speisenden Drehstromnetzes aufgeteilt sind, aus einer Ablaufsteuerung, Unterstromrelais, 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) steuer bar 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) Meßzweige (16) bestehend aus den Sicherungen (3) und den Unterstromrelais (6) angeordnet sind, und daß die Ausgänge der Unterstromrelais (6) auf Eingänge der Ablaufsteuerung (7) geführt werden,
- 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 zur Überwachung von Widerstandsheizelementen (13) unter schiedlicher Leistung an einer Phase des Drehstromnetzes (5) eine Sollwertumschaltung des Unterstromrelais (6) dieser Phase durch die Ablaufsteuerung (7) erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Überwachung von Widerstandsheizelementen (13) gleicher Leistung an einer Phase des Drehstromnetzes (5) ein fest ein stellbarer Sollwert dem Unterstromrelais (6) zugeordnet ist.