DE4327848C2

DE4327848C2 - Steuereinrichtung für eine Druckmaschine

Info

Publication number: DE4327848C2
Application number: DE4327848A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schwinn; Hartmut Leichnitz; Albrecht Voelz
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: EP0644050A1; JP2866007B2; JPH0776072A; EP0644050B1; DE4327848A1; DE59401143D1; ATE145588T1; US5676055A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Druck maschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie aus der EP 0 243 728 B1 bekannt.

Diese Druckmaschine weist einen Hauptantrieb zum Antreiben und Bremsen sowie eine elektronische Steuereinrichtung auf. Der Hauptantrieb umfaßt dabei einen elektrischen Hauptantrieb, insbesondere einen Gleichstrommotor, eine elektromechanisch be tätigbare Bremse sowie einen Tachogenerator. Über den Tacho generator wird dem elektrischen Hauptantrieb der Wert der Ist-Drehzahl des Motors zugeführt, welcher den Motor daraufhin derartig mit Strom beaufschlagt, so daß die Ist-Drehzahl des Motors mit einem von der Steuereinrichtung der Druckmaschine vorgegebenen Sollwert übereinstimmt. Die dem Motor zugeordnete Bremse wird beim Stillstand der Druckmaschine betätigt und insbesondere dann, wenn der Steuereinrichtung ein Not-Aus-Signal zugeführt wird, um ein schnellstmögliches Stillsetzen der Druckmaschine zu gewährleisten.

Die Steuereinrichtung der Druckmaschine ist beispielsweise als ein oder mehrere Rechner ausgeführt und steht mit einer Vielzahl an der Druckmaschine angebrachten Signalgebern in Verbindung. Die Signal geber sind dabei insbesondere als elektromechanische Taster ausge bildet, über welche verschiedene Betriebszustände der Druckmaschine auslösbar sind. Unter Betriebszuständen der Druckmaschine werden hier Schleichgang, Tippen vorwärts, Tippen rückwärts, das Anfahren bestimmter Winkelstellungen (Druckplattenwechsel) usw. verstanden.

Aus der oben genannten Schrift ist ebenfalls bekannt, daß die elektronische Steuereinrichtung eine Überwachungsschaltung umfaßt, welcher Soll- und Istwerte des Hauptantriebs zugeführt werden, um einen zusätzlichen Soll-Ist-Vergleich durchzuführen. Werden unzu lässig hohe Abweichungen festgestellt, so erfolgt ein Betätigen der Bremse. Mit der Überwachungsschaltung dieses vorbekannten Sicher heitssystems soll eine Vielzahl möglicher Fehler in der Antriebs elektronik feststellbar sein. Auch soll die Bremse derartig dimen sioniert sein, so daß ein Bremsen auch gegen den größtmöglichen Motorstrom erfolgen kann.

Nachteilig ist hierbei, daß durch eine derartig dimensionierte Bremse Schäden in der Mechanik des Antriebes nicht auszuschließen sind. Eine solche Bremse ist zudem teuer. Ferner ist es möglich, daß aufgrund eines elektrischen Defekts ein zu hoher Soll-Dreh zahlwert vorgegeben wird und die Druckmaschine somit mit einer unzulässig hohen Drehzahl laufen würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Steuerein richtung für eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig weiterzubilden, so daß in sämtlichen Betriebszuständen für die Bedienperson eine Sicherheit vor unzulässig hohen Dreh zahlen der Druckmaschine gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Überwachungseinrichtung über ein zusätzliches Bussystem oder dgl. die Signalgeber der Steuereinrichtung überwacht, d. h. ständig feststellt, welche Signale eben diese Signalgeber abgeben. In dieser Überwachungs einrichtung (Rechner) ist für jeden möglichen Maschinenzustand eine höchste erlaubte Drehzahl des Hauptantriebs abgespeichert. Die Überwachungseinrichtung steht mit dem Tachogenerator des Motors in Verbindung und stellt fest, ob der Ist-Wert der Drehzahl des Motors unter dem entsprechenden erlaubten Drehzahlwert liegt. Solange dies der Fall ist, erfolgt durch die Überwachungseinrichtung keinerlei Eingriff auf den elektrischen Hauptantrieb.

Wird in einem bestimmten Betriebszustand mittels der Überwachungs einrichtung festgestellt, daß die Ist-Drehzahl des Motors höher ist als die in diesem Zustand erlaubte Maximaldrehzahl, so erfolgt beispielsweise ein sofortiges stromlos Schalten des Hauptantriebs über den entsprechenden Hauptschütz und ein Betätigen der Bremse.

Da die erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungseinrichtung ledig lich dann ein Abschalten des elektrischen Hauptantriebs der Druck maschine vornimmt, wenn in einem Betriebszustand der Ist-Wert der Drehzahl höher ist als der für diesen Betriebszustand maximal erlaubte Drehzahlwert, ist die Sicherheit der Bedienperson der Druckmaschine stets gewährleistet. Es ist somit nicht möglich, daß, wenn die Bedienperson über ein als Taster ausgebildeten Signalgeber die Funktion "Schleichgang vorwärts" gewählt hat, die Druckmaschine mit zu hoher Geschwindigkeit die Funktion "Schleichgang vorwärts" ausführt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungseinrichtung ist über ein separates Bussystem mit den Signalgebern der Steuereinrichtung verbunden, so daß nicht nur Fehler in der Hauptantriebselektronik erkannt werden, sondern darüberhinaus auch Fehler in der der Hauptantriebselektronik vorgeschalteten Steuerung.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, und

Fig. 2 die Anbindung der Signalgeber an die Überwachungseinrichtung.

In Fig. 1 ist der Aufbau der Steuereinrichtung 1 prinzipiell dargestellt. An einen Steuerbus 2 ist die Maschinensteuerung 3 in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) geschaltet, die über ebenfalls an den Steuerbus 2 geschaltete SPS-Stationen 4 in Wirkverbindung stehen. Die einzelnen SPS-Stationen 4 stehen mit den Signalgebern 5 in Verbindung, so daß deren Betätigungszustand über den Steuerbus 2 der Maschinensteuerung 3 mitgeteilt wird.

Bei den Signalgebern 5 handelt es sich in bekannter Weise um Taster, Not-Aus-Schalter, Schutzrelais, die beispielsweise an Klapptritten, Schiebeschutzen angebracht sind. Die Signalgeber können aber auch als Sensoren oder dgl. ausgebildet sein, welche den Maschinenzustand detektieren.

An dem Steuerbus 2 ist weiterhin der Leitstand 6 der Druckmaschine angekoppelt. Bei dem Leitstand 6 der Druckmaschine handelt es sich um einen Rechner, welcher im Steuerpult der Druckmaschine untergebracht ist und ein Bedienfeld nebst einem Anzeigemonitor auf weist. Somit können auch über dieses hier nicht dargestellte Bedienfeld des Leitstandes 6 der Maschinensteuerung 3 Kommandos zugeleitet werden. Selbstverständlich ist auch am Leitstand 6 ein Not-Aus-Taster vorhanden.

An den Steuerbus 2 ist weiterhin ein Rechner 7 angekoppelt, der den Signal- bzw. Kommandotransfer zwischen der Maschinensteuerung 3 und dem Hauptantrieb 8 der Druckmaschine vornimmt. Der Rechner 7 gibt die von der Maschinensteuerung 3 an den Hauptantrieb 8 gesendeten Kommandos entsprechend dem Schnittstellen-Protokoll des elek trischen Hauptantriebes 9 weiter. Entsprechendes gilt für Rück meldungen des elektrischen Hauptantriebes 9 an die Maschinen steuerung 3.

Der Hauptantrieb 8 umfaßt den elektrischen Hauptantrieb 9 (Strom richter), den Motor 10, der insbesondere als Gleichstrommotor ausgebildet ist, die mit dem Motor 10 verbundene Bremse 11 sowie den Tachogenerator 12. Der Tachogenerator 12 steht in elektrischer Verbindung mit dem elektrischen Hauptantrieb 9, ferner wird auch die Bremse 11 direkt vom elektrischen Hauptantrieb 9 aus geschal tet. Der elektrische Hauptantrieb 9 regelt die Strombeaufschlagung des Motors 10 entsprechend einem vorgegebenen Drehzahl-Sollwert. Dem elektrischen Hauptantrieb 9 ist ein Hauptschütz 13 vorgeschal tet, über welches der elektrische Hauptantrieb 9 vom Netz abschalt bar ist.

Jeder einzelne Signalgeber 5 ist über eine in Fig. 2 näher darge stellte Weise mit der Überwachungseinrichtung 14 verbunden. Die Überwachungseinrichtung 14 ist dabei als Rechner ausgeführt und steht ferner in Verbindung mit der Bremse 11, dem Tachogenerator 12, dem Hauptschütz 13 sowie der Schnellhaltklemme 15 und der Normalhaltklemme 16 des elektrischen Hauptantriebes 9. Die Über wachungseinrichtung 14 vermag somit über den Hauptschütz 13 den elektrischen Hauptantrieb 9 und somit auch den Motor 10 stromlos zu schalten, wobei auch die Bremse 11 betätigt wird, über die Schnell haltklemme 15 den Motor 10 an der Stromgrenze abzubremsen und über die Normalhaltklemme 16 ein Abbremsen des Motors 10 entsprechend einer vorgegebenen Zeitrampe auszulösen.

Der Rechner der Überwachungseinrichtung 14 erfaßt ständig die Schaltzustände der Signalgeber 5 und ermittelt daraus eine ent sprechend erlaubte Höchstdrehzahl für den Motor 10. Liegt die über den Tachogenerator 12 erfaßte Ist-Drehzahl des Motors 10 unter der jeweils erlaubten Höchstdrehzahl, so erfolgt keine Maßnahme seitens der Überwachungseinrichtung 14. Durch diese Maßnahme wird dem Umstand Rechnung getragen, daß eine zu langsam laufende Druck maschine keine Gefährdung für eine Bedienperson darstellt. Stellt die elektrische Überwachungseinrichtung 14 für einen bestimmten Betriebszustand eine zu hohe über den Tachogenerator 12 erfaßte Ist-Drehzahl des Motors 10 fest, so erfolgt beispielsweise direkt über den Hauptschütz 13 ein sofortiges stromlos Schalten des elektrischen Hauptantriebes 9 sowie ein Betätigen der Bremse 11. In bestimmten Betriebszuständen kann es auch vorgesehen sein über die Schnellhaltklemme 15 oder die Normalhaltklemme 16 bestimmte Bremsvorgänge des elektrischen Hauptantriebs 9 auszulösen. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist angedeutet, daß die Überwachungs einrichtung 14 zusätzlich die vom Rechner 7 dem elektrischen Hauptantrieb 9 übermittelten Kommandos auf deren Richtigkeit hin überwacht. Auch ist die Überwachungseinrichtung 14 in den Steuerbus 2 geschaltet, so daß im Leitstand 6 eine von der Überwachungsein richtung 14 vorgenommene Maßnahme hinsichtlich Ursache und dgl. anzeigbar ist.

In Fig. 2 ist angedeutet, daß jeder Signalgeber 5 über eine Karte 4.1 in einer SPS-Station 4 an den Steuerbus 2 gekoppelt ist. Die Karten 4.1 in den SPS-Stationen 4 sind dabei vorteilhafterweise in Einschubtechnik ausgeführt und entsprechend in einem Schaltschrank untergebracht. Parallel zu jeder SPS-Station 4 ist eine Über wachungsstation 17 vorgesehen, welche die Signale einer Gruppe von Signalgebern 5 parallel zur der SPS-Station 4 empfängt. Ein als Taster ausgebildeter Signalgeber 5 ist dabei als sogenannter zwangsgeführter Öffner ausgebildet. Wird ein derartiger Taster betätigt, so entsteht sowohl in der Karte 4.1 der SPS-Station 4 als auch in der Karte 17.1 der Überwachungsstation 17 ein Spannungs abfall, so daß ein auf der Karte 17.1 vorgesehenes Relais einen damit verbundenen Schalter öffnet. So ist zwischen zwei Klemmen einer Karte 17.1 feststellbar ob der Taster des Signalgebers 5 betätigt ist oder nicht.

Schließlich sei noch die Funktion der erfindungsgemäß ausgebildeten Überwachungseinrichtung 14 in Verbindung mit der Maschinensteuerung 3 erläutert. Beispielsweise wurde eine Not-Aus-Taste betätigt, was über eine SPS-Station 4 und den Steuerbus 2 und Maschinensteuerung 3 mitgeteilt wird. Die Maschinensteuerung 3 generiert nun ein Befehl zum Öffnen der Schnellhaltklemme 15, was durch den Rechner 7 bewirkt wird.

Da die Not-Aus-Taste als Signalgeber 5 gleichzeitig über die Überwachungsstation 17 der elektrischen Überwachungseinrichtung 14 das Betätigen der Not-Aus-Taste mitteilt, öffnet diese ebenfalls die Schnellhaltklemme 15 am elektrischen Hauptantrieb 9. Ent sprechend sind die elektrischen Verbindungen für die Schnell haltklemme 15 und ebenfalls für die Normalhaltklemme 16 in Reihe durch den Rechner 7 und die Überwachungseinrichtung 14 durchge schleift.

Das Öffnen der Schnellhaltklemme 15 sowohl durch den Rechner 7 als auch durch die Überwachungseinrichtung 14 bewirkt im Normalfall, daß das Signal des Tachogenerator 12 nach einem sehr steilen Zeitgesetz abfällt. Stellt die Überwachungseinrichtung 14 fest, daß dies nicht der Fall ist, so öffnet die Überwachungseinrichtung 14 den Hauptschütz 13 und schaltet somit den elektrischen Hauptantrieb 9 stromlos. Gleichzeitig wird auch die Bremse 11 betätigt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungseinrichtung 14 über wacht nicht nur die Ist-Drehzahl des Motores 10 im Vergleich mit der höchstmöglich zulässigen Drehzahl sondern stellt auch fest, ob im Tachogenerator 12 ein Defekt vorliegt. Dazu sind Motor 10 und Bremse 11 derartig an den elektrischen Hauptantrieb geschaltet, so daß ein Bestromen des Motors 10 gleichzeitig ein Öffnen der Bremse 11 bewirkt. Dies hat zur Folge, daß während des Bestromen des Motors 10 auch der Tachogenerator 12 stets ein Signal abgibt. Ist dies nicht der Fall, so ist anzunehmen, daß der Tachogenerator 12 defekt ist und es erfolgt ein Ansteuern des Hauptschütz 13 durch die Überwachungseinrichtung 14 sowie ein Betätigen der Bremse 11.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Überwachungseinrichtung 14 muß nicht wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel nur eine Ist- Drehzahl-Überwachung des Motors 10 in Abhängigkeit des Maschi nenzustandes durchführen, sondern kann in der beschriebenen Weise auch andere Antriebe, beispielsweise im An- oder Ausleger oder Hilfsantriebe zum Positionieren der Druckmaschine (umstellen von Schön- auf Schön- und Widerdruck) überwachen.

Hier kann dann vorgesehen sein, daß die Überwachungseinrichtung 14 keine Drehzahlüberwachung im Sinne einer höchst zulässigen Drehzahl durchführt, sondern die Überwachungseinrichtung 14 stellt lediglich fest, ob bei bestimmten Schaltzuständen der Signalgeber 5 (z. B. Not-Aus-Taste) der oder die entsprechenden Antriebe auch abge schaltet sind.

Bezugszeichenliste

1 Steuereinrichtung
2 Steuerbus
3 Maschinensteuerung (SPS)
4 SPS-Station
4.1 Karte (SPS-Station 4)
5 Signalgeber
6 Leitstand
7 Rechner
8 Hauptantrieb
9 elektrischer Hauptantrieb
10 Motor
11 Bremse
12 Tachogenerator
13 Hauptschütz
14 Überwachungseinrichtung
15 Schnellhaltklemme
16 Normalhaltklemme
17 Überwachungsstation
17.1 Karte (Überwachungsstation 17)

Claims

1. Steuereinrichtung für eine Druckmaschine, bei der eine Ma schinensteuerung mit einer Vielzahl von Signalgebern, welche als Taster, Not-Aus-Schalter oder Schutzrelais ausgebildet sind, verbunden ist und über die Maschinensteuerung ein Ansteuern des elektrischen Hauptantriebes, dem eine Bremse sowie ein Drehzahlgeber zugeordnet ist, zum Betreiben des Motors erfolgt und bei der eine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die mit den Signalgebern sowie dem elektrischen Hauptantrieb in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (14) aus den Schaltzuständen der Signalgeber (5) eine zulässige Drehzahl des Motors (10) ermittelt und einen Vergleich der vom Drehzahlgeber (12) gelieferten Ist-Drehzahl des Motors (10) mit der jeweilig ermittelten zulässigen Drehzahl durchführt, und daß ein Stillsetzen des elektrischen Hauptantriebes (9) erfolgt, wenn der Ist-Drehzahlwert des Motors (10) größer ist als der von der Überwachungseinrichtung (14) ermittelte zulässige Drehzahlwert.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (14) über ein separates Bussystem mit den Signalgebern (5) verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überwachungseinrichtung (14) die Schaltzustände der Signalgeber (5) zyklisch abfragbar sind.

4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Überwachungseinrichtung (14) ein Hauptschütz (13) des elektrischen Hauptantriebes (9) sowie die Bremse (11) schaltbar ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überwachungseinrichtung (14) eine Schnellhalt klemme (15) des elektrischen Hauptantriebes (9) schaltbar ist.

6. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überwachungseinrichtung (14) eine Normalhalt klemme (16) des elektrischen Hauptantriebes (9) schaltbar ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten der Schnellhaltklemme (15) und der Normal haltklemme (16) sowohl durch einen mit der Maschinensteuerung (3) in Verbindung stehenden Rechner (7) als auch durch die Überwachungseinrichtung (14) erfolgt.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abgabe eines Not-Aus-Signals über einen Signalgeber (5) sowohl durch den mit der Maschinensteuerung (3) in Ver bindung stehenden Rechner (7) als auch durch die Überwachungs einrichtung (14) ein Schalten der Schnellhaltklemme (15) erfolgt und daß bei nicht sofortiger Drehzahlabnahme des durch den Drehzahlgeber (12) gelieferten Ist-Drehzahlwert des Motors (10) ein Schalten des Hauptschütz (13) sowie der Bremse (11) durch die Überwachungseinrichtung (14) erfolgt.

9. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand der Bremse (11) von der Überwachungs einrichtung (14) erfaßbar ist und daß ein Schalten des Hauptschützes (13) erfolgt, wenn bei gelöster Bremse (11) der Drehzahlgeber (12) kein Signal liefert.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem elektrischen Hauptantrieb (9) von der Maschinen steuerung (3) über einen Rechner (7) zugeführten Signale der Überwachungseinrichtung (14) zuführbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überwachungseinrichtung (14) zeitbegrenzt auszuführende Bewegungen des Motors (10) (Tippen vorwärts, Tippen rückwärts) überprüfbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Überwachungseinrichtung (14) Schütze von weiteren Antrieben der Druckmaschine schaltbar sind.