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Steuereinrichtung für umfangreiche elektrische Schaltvorgänge Die
Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung bei Steuereinrichtungen für eine große
Anzahl von Steu-erbefeh.len, deren zeitlicher Ablauf durch einen ablaufenden Programmträger
festgelegt ist. Derartige »Steuerbänder« haben im Gegensatz zur Relaiseinrichtung,
die mit Zeitgliedern und Verriegel-ungskontakten arbeiten, den Vorteil, .daß sie
einen verhältnismäßig geringen Aufwand insbesondere an Leitungen erfordern und einfache-r
und übersichtlicher sind. Dies wirkt sich vor allem bei umfangreichen Schaltvorgängen
aus, wie sie z. B. vorkommen. bei Werkzeugmaschinen, Siloanlagen, Fördereinrichtungen
u. dgl.; ferner bei ganzen Fabrikationsanlagen, z. B. in Brikettfabriken, bei denen
für das Einschalten der einzelnen Arbeitsgänge eine vorgeschriebene Reihenfolge
genau eingehalten werden muß.. Außerdem können. Steuerbänder leicht ausgewechselt
oder für einen anderen Steuervorgang umgestellt werden, wenn sie z. B. mit auswechselbaren
Schaltreibern versehen sind.
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Als Steuereinrichtungen sind verschiedene Einrichtungen und Systeme
bekanntgeworden; außer dem vorgenannten System mit auswechselbaren Schaltreitern
z. B.- solche, die rein pneumatisch oder pneumatisch-elektrisch arbeiten. Hinsichtlich
der Art der Abtastung der Steuerbefehle sei noch die Möglichkeit der magnetischen
Abtastung erwähnt, bei der beispielsweise ein Stahldraht oder auch ein Band aus
Kunststoff mit einem Film aus Magnetpulver verwendet wird, auf dem die Steu-erbefiehle
durch Magnetisierung aufgezeichnet sind.
Es ist bei umfangreichen
Steuerprogrammen wichtig, daß .einzelne oder auch jeder einzelne Steuerbefehl erst
dann ausgeführt wird, wenn ein oder mehrere vorher gegebene Steuerbefehle auch wirklich
durchgeführt worden sind. Beispielsweise darf bei einer Siloanlage eine Silokammer
erst dann geöffnet werden, wenn das aufnehmende Förderband läuft; bestimmte Gleichrichter
dürfen erst dann an Spannung gelegt werden, wenn die künistliche Kühlung eingeschaltet
ist. Es kommt also darauf an, irgendeinen Vorgang erst. dann .einsetzen zu lassen,
wenn vorher bestimmte andere Sbeuerliefehle ausgeführt worden sind, da anderenfalls
Schaden. eintreten kann. Durch die Erfindung wird dies auf einfache Weise verhindert.
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Hierzu benutzt die Erfindung einen an sich aus der Impulssystem-Fennsteuertechnik
bekannten Vorschlag. Dieser besteht darin., ,die Auslösung eines Impulses davon
abhängig zu machen, ob die eirein vorhergehenden Impuls zugeordnete Wirkung .erzielt
worden ist und ob dadurch ein Ouittierungsvorgang ausgelöst wurde. Die bei den bekannten
Impuls,system-Fernsteuereinrichtung.-n verwendeten Ouittierungsmaßnahmen und Mittel
führen. jedoch bei Steuereinrichtungen für ein umfangreiches Steuerprogramm, dessen
zeitlicher Ablauf durch ein Steuerband festgelegt ist, nicht ohne weiteres zum Ziel.
Für diese Einrichtungen weist dagegen die Erfindung einen besondere einfachen und
zugleich zuverlässigen Weg.
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Gemäß der Erfindung wird bei Steuereinrichtungen für ein, umfangreiches
Steuerprogramm, dessen zeitlicher Ablauf durch ein Steuerband festgelegt ist, zum
Sichern des vorgegebenen Ablaufes der Steuervorgänge bei Nichtausführung eines'
Steuerbefehls- die Fortsetzung des Ablaufes der übrigen Steuerbefehle dadurch unterbrochen,
daß, in Richtung des Steuerbandes gesehen, hinter dem den Steuerbefehl anislösenden
Abtastorgan ein zweites, die Steuerunterbrechung bewirkendes Abtastorgan vorgesehen
ist; dessen Wirksamkeitvon der Rückmeldung des ausgeführten Steuerbefehles derart
abhängig ist, daß es nur bei Nichtausführung des Steuerbefehles die Fortsetzung
des Ablaufes der übrigen Steuerbefehle unterbricht. Wie aus dem Folgenden hervorgeht,
wird also das den jeweiligen Steuerbefehl auslösende Mittel ein zweites Mal, für
die gegebenenfalls erforderliche Erteilung des. Unterbrechungsbefehles, verwendet.
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Zur näheren Beschreibung der Erfindung, zum Aufzeigen weiterer erfindungsgemäßer
Merkmale sowie ihrer Vorteile sei auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
verwiesen.
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Fig. i zeigt eine Steuereinrichtung für eine pneumatische Steuerbefehlsauslösung
mit einem Steuerband i, das von einer Triebrolle a angetrieben und von einer Spannrolle
3 mit einer Feder q. straff gehalten wird. Zwischen der Triebrolle :2 und der losen
Rolle 5 läuft das Steuerband i über einen Gleitbock 6, der auf seiner Oberseite
in der Längsrichtung verteilt der Anzahl der verschiedenen Steuerbefehle entsprechende
Löcher aufweist (Fig.3), die auf .der Unterseite in Druckluftleitungen 7 enden.
Diese führen zu nicht dargestellten Druckluftantrieben, die ihrerseits Stellglieder
direkt oder indirekt steuern. Die dargestellten Einzelbeile sind meiner Überdruckkammer
9 angeordnet, so d.aß beim Vorbeigehen eines Steuerloches über eine Öffnung des
Gleitbockes 6 die Druckluft in der Pfeilrichtung in die Druckluftleitung 7 _intritt
und die nicht dargestellte pneumatische Einrichtung zum Steuern des Stellgliedes.
betätigt. Falls das Steuerband i durch den Überdruck in der Kammer 9 bzw. durch
die eigene mechanische Spannung die Öffnungen des Gleitbocks nicht fest abschließt,
können beiderseits der Öffnungen elastische Druckwalzen., z. B. aus Gummi, zum Anpressen
des Steuerbandes vorgesehen #verden.
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Fig. z zeigt das Steuerband i für die Anordnung nach Fi;g. i in Aufsicht.-Es
besteht aus ,einem biegsamen Werkstoff, z. B. aus Pergament oder Igelit, und ist
mit Löchern 8 versehen:, die in einer dem Steuerprogramm entsprechenden Anordnung
verteilt sind.
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Fig. 3 zeigt den Gleitbock 6 mit der Lochreihe ind Druckluftleitungen
7 in räumlicher Darstellung. Die Erfindung besteht bei der dargestellten Steuereinrichtung
nach Fig. i in der Anordnung von Rückmeldemitbeln für die durch die Löcher 8 des
Steuerbandes i ausgelösten Steuerbefehle. Hierzu ist bei allen Steuerbefehlen, bei
denen eine Rückmeldung erwünscht ist, hinter . dem entsprechenden Loch des Gleitbockes
6, in Richtung des Steuerbandvorschubes betrachtet, ein Rückmaldeorgan i i vorgesehen.
Die einzelnen Rückmeldeorgane bestehen bei dem dargestellten. Beispiel nach Fig.
i je aus kleinen Schleifkontakten iiQ, die beim Vorhandensein eines Loches in dem
Steuerband an der betreffenden Stelle mit einer unter dem Steuerband angeordneten
Schiene i ib Kontakt geben können. Die Schleifkontakte iia können ,auf magnetischem
Wege angehoben werdens wenn in den zugeordneten Magnetwicklungen i i, Strom fließt.
An. Stelle von Schleifkontakten. iiQ können auch Kontakte mit Rollen, die sich auf
dem Steuerband abwälzen, verwendet werden.
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Die Wirkungsweise der in Fig. i dargestellten Einrichtung ist folgende:
Es sei angenommen, daß ein Loch irr dem Steuerband i über eine Öffnung in dem Gleitbock
6 hirnweggeglitten und- d.aß dadurch ein Steuerbefehl ausgelöst worden. ist. Es
sei dadurch beispielsweise der Antriebsmotor für ein -Förderband in einer Siloamlage
eingeschaltet worden. Von dem Motorstrom ist zu der Wicklung i i, eingeringer Teil
abgezweigt, so daß der Schleifkontakt i i. von dem Steuerband i abgehoben ist. Kommt
das Loch des-Steuerbandes, das vorher den Befehl zum Einschalten des Antriebsmotors
ausgelöst hat, nun auf die Schiene i ib, so bleibt ein einerseits an den Schleifkontakt
i i, und andererseits an die Schiene iib angeschlossener Stromkreis unterbrochen.
Ist es dagegen nicht zu einem Einschalten des Motors gekommen, so schleift der Schleifkontakt
i i" nach wie vor auf dem Steuerband i und gibt, nachdem das entsprechende
Loch
des Steuerbandes erreicht ist, Kontakt mit der Schiene 11b, wodurch die Fortsefizung
der Steuerung unterhrochen wird. Es kann vorteilhaft sein, die Rückmeldung eines
vollzogenen Steuerbefehls auch direkt von der auszuführenden Tätigkeit oder dem
zu erreichenden Zustand einer fernzuschauenden Einrichtung abhängig zu machen. Bei
einem einzuschaltenden Förderband könnte dies beispielsweise durch einen auf einer
losen Umlenkrolle des Förderbandes sitzenden Fliehkraftkontakt erreicht werden,
bei einer einzuschaltenden Kühlwasserpumpe beispielsweise von einem Strömungskontakt
im Kühlwasser.
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In Fig. q. ist ein Schaltbeispiel zum Unterbrechen eines Steuerbandantriebes
bei Nichtausführung eines Steuerbefehles dargestellt. Der Steuerbefehl, der pneumatisch
von dem Steuerband i abgetastet wird, dient zum Einschalten des Motors 15. Trifft
das Loch 14 des Steuerbandes i auf die Mündung eines Steuerkanals 7, so tritt Luft
im diesen ein. Dadurch wird der Steuerkolben 16, der gegebenenfalls unter Zuhilfenahme
einer Servämotoreinrichtung bedient werden kann, zurückbewegt und der Schalter r7
geschlossen. Gleichzeitig wird durch diesen ein Hilfskontakt 18 geschlossen, der
in Reihe mit der Magnetwicklung i i, und einer mit -;- (Plus) und - (Minus) bezeichneten
Spamn:ungsquelle liegt, -wodurch der Schleifkontakt i i" von dem Steuerband i abgehoben
wird. Beim Eintreffen des Loches 14. auf dem Steuerband i an der Stelle des Schleifkontaktes
i ia wird daher der an diesen und an die Schiene ilb angeschlossene Stromkreis mit
der Wicklung i9 des Schützes ao nicht geschlossen, so daß der Kontakt 21 nicht unterbrochen
wird. Anderenfalls ,würde mit Hilfe dieses Kontaktes die Fortsetzung der Steuerung
d er elektrischen Schaltvorgänge unterbrochen werden. Dies kann beispielsweise dadurch
geschehen, daß die Druckluft zum Auslösen .der Steuerbefehle abgestellt wird, so
daß das Steuerband i bis zum Ende durchläuft, ohne :daß dabei weitere Steuerbefehle
ausgelöst werden. Durch den Kontakt 2i kann aber auch der Antrieb des Steuerbandes
i unterbrochen werden.
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Das Unterbrechen des Stewerbandvorschubes infolge eines .nicht ausgelösten
Steuerbefehles kann vorteilhaft sein, weil dadurch gleichzeitig der Steuervorgang
an der Stelle unterbrochen wird, an der die Störung eintritt, und diese Stelle so.
leicht gefunden werden kann. Beim Nichtausführer des Steuerbefehles wird außerdem
durch die-Alarmcinrichtung 22 ein z. B. akustisches Alarmsignal ausgelöst, wodurch
die Unterbrechung des Steuervorganges angezeigt wird. Ist auf demselben Steuerband
hinter dem .Einschaltvorgang gleich-. zeitig der -Abschaltvorgang festgelegt, so
kann anschließend der Abschaltvorgang beschleunigt durchgesteuert werden. Brei Steuervorgängen,
bei denen eine Löschung durch Rücklauf eines Steuerbandes möglich ist, kann das
Steuerband im Störungsfall selbsttätig auf Rücklauf umgesteuert werden. Zum Löschen
der bis zu einem Störungsfall ausgeführten Steuerbefehle kann ferner ein Hilfssteuerband
vorgesehen werden, das nach Unterbrechen des Steu@ervorgänges selbsttätig eingeschaltet
wird. Das Hauptsteuerband kann dabei an der Störungsstelle stehenbleiben oder, ohne
weitere Steuerbefehle auszulösen, selbsttätig an den Anfang des Schaltvorganges
zurückgeführt werden.
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Die Rückmeldeorgane für die vollzogenen Steuerbefehle können in Weiterbildung
der Erfindung dazu benutzt werden-, nachdem alle Steuerbefehle für eine Anlage ausgelöst
sind, letztere auf Störungen zu überwachen. Dies kann beispielsweise bei dor an
Hand vfln Fig. q. beschriebenen. Einrichtung durch Anbringen eines elektrisch leitenden
Teils in dem Steuerband an der Stelle geschehen, an, der dieses nach der. Durchsteuerung
unter den Rücl:-meldeorganen ii zum Stehen kommt. Tritt jetzt eine Störung im Betrieb
der Anlage .ein, z. B. indem der Motor eines Förderbandes ohne Spannung bleibt,
so fällt- der Schleifkontakt iia auf den leitenden Steuerbandteil und gibt mit der
Schiene 1 4 Kontakt, so daß ebenfalls die Alarmeinrichtung 22 anspricht und/oder
ein selbsttätiges Abschalten der Anlage durchgesteuert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestelltee:. Ausführungsbeispiele
beschränkt, weder auf d- J,# der Steuerb!efehlabtastung und -rückmel:dt,ng
noch auf gelochte Steuerbänder aus Isoliermaterial. An Stelle eines Steuerbandes
kann auch eine runde Steuerplatte nach Art einer Sehallplatte verwendet werden.
Das zweite in Richtung der Steuerbandbewegung gesehen - hinter dem den Steuerbefehl
auslösenden Abtastorgan vorgesehene Abtastorgan (Rückmeldeorgan i i., Fig. i) für
die Steuerungsunterbrechung, dessen Wirksamkeit von der Rückmeldung eines ausgeführten
Steuerbefehls abhängig ist, könnte beispielsweise ebenfalls, auf pneumatischer Grundlage
beruhen. Im Vergleich zu den Ausführungen. nach Fig. i und q., bei denen die Steuerbefehle
pneumatisch und die Vollzugsrückmeldungen elektrisch abgefühlt werden, also durch
zwei, auf verschiedener Grundlage beruhende Mittel, würde dies jedoch einen erheblich
größeren Aufwand darstellen. Anstatt .eines Steuerbandes aus Isoliermaterial kann
z. B. ferner ein dünnes. Steuerband aus Stahl oder Bronze verwendet sein, welches
mit Längsreihen kleiner Löcher versehen. ist, in denen, entsprechend dem durchzusteuernden
Schaltvorgang, Kontaktreiter auswechselbar befestigt sind. Dabei kann das Abtasten
der Steuerbefehle z. B. elektrisch-galvanfsch erfolgen, indem die Kontaktreiter
Gegenkontakte berühren; das Unterbrechen des Steuervorganges kann beispielsweise
in Abhängigkeit von einer erfolgten oder nicht erfolgten Magnetisierung des Sfeuerbandes
oder eines oder mehrerer Kontaktreiter geschehen. Außer auf, dem Steuerband lassen
sich auch an dessen Rand außerhalb der Abtastorgane Löcher oder Längsschlitze zum
Einschalten oder Unter- -brechen von Steuerstromkreisen od. dgl. .anbringen_-Füx
den Fall, daß es bei einer großen An@zähl von Steuervorgängen aus Raumgründen schlierig
ist, alle Abtastorgane für eine Rückmeldung in einer Reihe nebeneinander anzubringen,
körnten die Schleifkontakte Zia mit verschieden- langen
Übertragungsgliedern
ausgerüstet werden, so daß es möglich ist, die Magnetspulen ii, in einer andenen
Anordnung, z. B. in Y-Form, anzubringen. Es ist auch möglich, .die Magnetspulen
i i, gestaffelt hintereinander anzuordnen, sofern, ein verschiedener zeitlicher
Abstand zwischen den, Steuerbefehlen und der Störungsrückmeldung in Kauf genommen.
werden kann. Dies erscheint vielfach möglich, . wenn die gesteuerten Schaltvorgänge
sich in der Regel durch verschieden lange Dauer unterscheiden.
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Falls bei einer selbsttätigen Steuereinrichtung für umfangreiche Steuerprogramme
gemäß Fig_ i eine zusätzliche Steuermöglichkeit von Hand und zu deren Überwachung
,ein Leuchtschaltbild vorgesehen isst, können Parallelwege für die wahlweise von
Hand zu schaltenden Steuerkolben 16 (Fig. 4.) vorgesehen wenden, die zu entsprechenden
Druckkröpfen des Leuchtschaltbildes führen. Zur Verriegelung und Entriegelung zwischen
Hand- und selbsttätigem Betrieb kann ein Dreiwegehahn benutzt werden, welcher der
Druckluft für die auslösenden Steuerbefehle entweder den Weg in den Druckluftbehälter
g oder parallel zu den Druckknöpfen dies Leuchtschaltbildes freigibt.