EP1046918A2 - Method and circuit for safety monitoring of an electrostatic spray device - Google Patents
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- EP1046918A2 EP1046918A2 EP00107319A EP00107319A EP1046918A2 EP 1046918 A2 EP1046918 A2 EP 1046918A2 EP 00107319 A EP00107319 A EP 00107319A EP 00107319 A EP00107319 A EP 00107319A EP 1046918 A2 EP1046918 A2 EP 1046918A2
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
- B05B5/10—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
Landscapes
- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Sicherheitsüberprüfung einer mit Hochspannung betriebenen elektrostatischen Sprühanlage.The invention relates to a method and a circuit arrangement for security check one with high voltage operated electrostatic spraying system.
In elektrostatischen Sprühanlagen beispielsweise zur serienweisen Beflockung oder Lackierung von Werkstücken werden die Sprühorgane bekanntlich an eine Hochspannungsversorgungsanlage angeschlossen, die im wesentlichen aus einem in der Regel innerhalb einer Sprühkabine befindlichen Hochspannungserzeuger und einer außerhalb der Kabine angeordneten Steuerelektronik besteht. Die Kabine ist während des Beflockungsoder Beschichtungsbetriebes unzugänglich und kann üblicherweise nur nach Abschalten der Hochspannung betreten werden. Hierbei besteht das Problem, daß beim Abschalten in dem von dem Hochspannungserzeuger zuvor gespeisten System zunächst noch eine erhebliche Ladungsenergie gespeichert ist. Das betreffende Energiespeichersystem besteht aus dem oder den an den Hochspannungserzeuger angeschlossenen Sprühorganen bzw. deren Elektroden, ggf. dem über das Sprühorgan aufgeladenen Materialversorgungssystem und den sonstigen mit dem Sprühorgan leitend verbundenen spannungsführenden Teilen der Anlage. Aus Sicherheitsgründen muß dafür gesorgt werden, daß bei Freigabe des Zugangs in die Sprühkabine nach einer vorbestimmten Zeit nach Abschalten der Hochspannung, beispielsweise nach 2 Sekunden, die gespeicherte Restenergie auf eine für den Menschen bei Berührung irgendeines leitenden Teils des Systems und/oder hinsichtlich eventueller Kurzschlüsse gegen Erde ungefährlichen Wert abgesunken ist. Diese Restenergie soll nach derzeit geltenden Bestimmungen für bestimmte Anlagen maximal 350 mWs betragen, in Sonderfällen maximal nur 0,24 mWs. Aufgrund anderer Kriterien darf bei Berührung kein höherer Strom als 0,7 mA möglich sein.For example, in series production in electrostatic spraying systems Flocking or painting of workpieces are the Spray organs known to a high-voltage supply system connected, which essentially consists of one in the High voltage generators usually located in a spray booth and control electronics arranged outside the cabin consists. The cabin is during the flocking or Coating company inaccessible and can usually only be entered after switching off the high voltage. The problem here is that when switching off in the the system previously fed to the high-voltage generator considerable charge energy is still stored. The relevant energy storage system consists of the or the the spray organs connected to the high voltage generator or their electrodes, possibly the one charged via the spray element Material supply system and the other with the spray organ Conductively connected live parts of the system. For security reasons it must be ensured that at Release access to the spray booth after a predetermined Time after switching off the high voltage, for example after 2 seconds, the stored residual energy to a for humans when touching any conductive part of the system and / or regarding possible short circuits safe value against earth has dropped. This residual energy according to current regulations for certain Systems are a maximum of 350 mWs, in special cases a maximum only 0.24 mWs. Due to other criteria, when touched no current higher than 0.7 mA is possible.
Bei Beflockungs- oder Beschichtungsanlagen der hier betrachteten Art hat man versucht, das Energiespeichersystem mit normalerweise offenen, nach dem Abschalten der Hochspannung geschlossenen Erdschaltern plötzlich zu entladen. Diese Methode hat sich nicht überall bewährt, hauptsächlich wegen der über die Erdschalter fließenden erheblichen Ströme, die kurzzeitig in der Größenordnung von 10 kA liegen können, und der hohen Spannungen, die an den notwendigen Dämpfungswiderständen abfallen und elektronische und sonstige Anlagenteile gefährden können. Üblich sind stattdessen ständig zwischen das Energiespeichersystem und Erde geschaltete Entladewiderstände, die so bemessen sind, daß innerhalb der vorgeschriebenen Zeit von beispielsweise zwei Sekunden nach Abschalten der Hochspannung die Restenergie auf den zulässigen Wert von 350 mWs absinkt. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß die vorhandenen Entladekreise nicht absolut zuverlässig und störsicher sind. Es kommt immer wieder vor, daß der Zugang in die Kabine freigegeben wird, obwohl dem Energiespeichersystem noch eine lebensgefährlich hohe Restenergie entnehmbar geblieben ist. Ein Grund hierfür kann beispielsweise sein, daß ein Entladewiderstand defekt ist oder versehentlich oder sogar aus irgendeinem Grund absichtlich abgetrennt wurde, so daß es wesentlich länger als aufgrund der Anlagenkonstruktion vorgesehen dauert, bis die gespeicherte Energie auf den ungefährlichen Restwert abgesunken ist. Ein anderer Grund kann eine zu hohe Betriebsspannung sein, beispielsweise wenn in einer Beflockungsanlage die an sich auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzte Hochspannung versehentlich oder infolge eines Fehlers oder aus irgendwelchen Gründen absichtlich auf einen höheren Wert eingestellt war. Auch in diesem Fall dauert nach dem Abschalten die Entladung über die gemäß der normalen Maximalspannung dimensionierten Entladewiderstände entsprechend länger als eigentlich vorgesehen. Aus diesen Gründen besteht erheblich Unfallgefahr, tatsächliche Unfälle sind in der Praxis nicht selten.In the case of flocking or coating systems of the ones considered here Art has been tried using the energy storage system normally open, after switching off the high voltage to suddenly discharge closed earth switches. This Method has not worked well everywhere, mainly because of of the significant currents flowing through the earth switches, the can briefly be of the order of 10 kA, and of the high voltages at the necessary damping resistors fall off and electronic and other plant parts can endanger. Instead, there are usually between the energy storage system and earth switched discharge resistors, which are so dimensioned that within the prescribed Time of, for example, two seconds after switching off the high voltage the residual energy to the permissible value of 350 mWs drops. In practice it has been shown that the existing discharge circuits are not absolutely reliable and fail-safe are. It always happens that access to the Cabin is released, although the energy storage system a life-threatening high residual energy remained is. One reason for this can be, for example, that a discharge resistor is defective or accidentally or was even deliberately cut off for some reason, so that it is significantly longer than due to the plant design provided lasts until the stored energy reaches the safe level Residual value has dropped. Another reason can be too high an operating voltage, for example if in a flocking system which is in itself a predetermined Maximum value limited high voltage accidentally or as a result of an error or for any reason on purpose a higher value was set. In this case, too after switching off the discharge via the according to the normal maximum voltage dimensioned discharge resistors correspondingly longer than originally intended. From these There is a considerable risk of accidents, actual accidents are not uncommon in practice.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung technischer Mittel, um festzustellen, ob nach Abschaltung der Hochspannung an einer elektrostatischen Sprühanlage ein gefahrloser Zustand eingetreten ist, der einen Zugang in den die Sprühorgane enthaltenden Raum ohne die geschilderte Unfall- und/oder Kurzschlußgefahr erlaubt.The object of the invention is to create technical means to determine whether after switching off the high voltage an electrostatic spray system is a safe condition has entered, an entrance into the spray organs containing room without the described accident and / or Risk of short circuit allowed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das im Patentanspruch
1 beschriebene Verfahren und durch die im
Patentanspruch 11 beschriebene Schaltungsanordnung. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the
Demnach betrifft die Erfindung sowohl ein Verfahren als auch eine Schaltungsanordnung zur Sicherheitsüberprüfung einer mit Hochspannung betriebenen elektrostatischen Sprühanlage, die im Betrieb elektrische Energie in dem System speichert, das die auf Hochspannung gelegten Elemente der Sprüheinrichtung und die hiermit im Betrieb und in Betriebspausen elektrisch leitend verbundenen Bestandteile der Anlage enthält, wobei die Anlage Mittel aufweist, um das Energiespeichersystem in Betriebspausen nach Abschaltung der Hochspannung in einen Zustand zu entladen, in welchem die noch gespeicherte Energie nicht höher als ein als ungefährlich vorgegebener Restwert Ez ist. Accordingly, the invention relates both to a method and to a circuit arrangement for the safety check of an electrostatic spraying system operated at high voltage, which stores electrical energy in the system during operation, the elements of the spraying device which are connected to high voltage and the components which are electrically conductively connected to them during operation and during breaks in operation contains the system, the system having means for discharging the energy storage system during breaks in operation after the high voltage has been switched off into a state in which the energy still stored is not higher than a residual value E z predetermined as non-hazardous.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der Wert C der elektrischen
Kapazität des Energiespeichersystems ermittelt, und
nach Abschalten der Hochspannung wird der Istwert Ui der am
Energiespeichersystem noch vorhandenen Spannung gemessen. Unter
Verwendung dieses Istwertes Ui wird geprüft wird, ob die
Sicherheitsbedingung
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält Eingangsschaltungen
zur Bereitstellung einer ersten Größe Ui, die den
Istwert der am Energiespeichersystem liegenden Spannung darstellt,
einer zweiten Größe C, die den Wert der elektrischen
Kapazität des Energiespeichersystems darstellt, und einer
dritten Größe Ez, die den als ungefährlich vorgegebenen Restenergiewert
darstellt. Ferner vorgesehen ist eine nach Abschalten
der Hochspannung aktivierbare Verarbeitungsschaltung,
die unter Verknüpfung der drei Größen Ui, C und Ez ein Signal
liefert, welches anzeigt, ob die Sicherheitsbedingung
Die Erfindung nutzt also die naturgesetzliche Beziehung, die
zwischen elektrischer Spannung U, elektrischer Kapazität C und
elektrischer Energie E gemäß der Formel
Dieses Konzept bietet Sicherheit vor Unfällen und brandverursachenden Kurzschlüssen auch dann, wenn die Energieentladekreise der Sprühanlage versagen oder beispielsweise wegen zu hoher vorheriger Betriebsspannung nicht in einem vorgesehenen Zeitraum ausreichend wirken.This concept offers security against accidents and fire-causing Short circuits even when the energy discharge circuits the spray system fail or for example because of high previous operating voltage not provided in a The period works sufficiently.
Aufgrund der Erfindung wird mit überraschend geringem Schaltungs- und ggf. Softwareaufwand einer einfachen Überprüfeinheit eine ganz erhebliche Verbesserung der Unfallsicherheit in elektrostatischen Sprühanlagen erreicht. Ein wichtiger zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß die Überwachung der Abschaltsicherheit, also die Sicherstellung des Zugangs beispielsweise in eine Sprühkabine ohne Gefährdung durch zu hohe Restladenergie, ständig oder kontinuierlich und ohne jeden Eingriff in den normalen Anlagenbetrieb durchgeführt werden kann.Due to the invention, with a surprisingly low amount of circuitry and possibly software, a simple checking unit a very significant improvement in accident safety achieved in electrostatic spraying systems. An important additional advantage is that the monitoring of the Safety shutdown, i.e. ensuring access, for example in a spray booth without risk of being too high Residual charge energy, constantly or continuously and without anyone Intervention in normal plant operation can.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Überprüfeinheit auch die in der Patentanmeldung DE 198 16 140.9 beschriebene Überwachung oder Überprüfung der Funktion einer selbsttätigen Abschaltung der Hochspannung bei nicht zulässigem Anstieg des Betriebsstroms durchführen, wobei Strom-Istwerte und/oder Spannungs-Istwerte des Hochspannungserzeugers durch Testsignale simuliert werden, die der Hochspannungssteuerung unabhängig von dem Hochspannungserzeuger zugeführt werden.In a further development of the invention, the checking unit can also the monitoring described in the patent application DE 198 16 140.9 or checking the function of an automatic Switching off the high voltage if the Carry out operating current, whereby actual current values and / or Actual voltage values of the high voltage generator through test signals be simulated by the high voltage control be supplied independently of the high voltage generator.
Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt die in der erwähnten DE 198 16 140.9 beschriebene Anordnung zum Überprüfen der Sicherheitsabschaltung der Hochspannungsversorgung einer elektrostatischen Sprühanlage;
- Fig. 2
- zeigt eine erfindungsgemäße, die Restenergie überprüfende Schaltungsanordnung in Kombination mit einer Anordnung zum Überprüfen der Sicherheitsabschaltung der Hochspannungsversorgung;
- Fig. 3
- zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der in Fig. 2 gezeigten Restenergie-Überprüfschaltung in Kombination mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung zum Überprüfen der Sicherheitsabschaltung der Hochspannungsversorgung;
- Fig. 4
- veranschaulicht eine Kombination der in Fig. 2 gezeigten Restenergie-Überprüfschaltung mit der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung zum Überprüfen der Sicherheitsabschaltung der Hochspannungsversorgung;
- Fig. 5
- veranschaulicht eine besondere Realisierungsform einer erfindungsgemäßen Restenergie-Überprüfschaltung in Kombination mit der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung zum Überprüfen der Sicherheitsabschaltung der Hochspannungsversorgung.
- Fig. 1
- shows the arrangement described in the aforementioned DE 198 16 140.9 for checking the safety shutdown of the high voltage supply of an electrostatic spraying system;
- Fig. 2
- shows a circuit arrangement according to the invention which checks the residual energy in combination with an arrangement for checking the safety shutdown of the high-voltage supply;
- Fig. 3
- shows an advantageous development of the residual energy checking circuit shown in FIG. 2 in combination with the arrangement shown in FIG. 2 for checking the safety shutdown of the high voltage supply;
- Fig. 4
- 2 illustrates a combination of the residual energy checking circuit shown in FIG. 2 with the arrangement shown in FIG. 1 for checking the safety shutdown of the high voltage supply;
- Fig. 5
- illustrates a special implementation of a residual energy check circuit according to the invention in combination with the arrangement shown in FIG. 1 for checking the safety shutdown of the high voltage supply.
Gemäß Fig. 1 ist ein Hochspannungserzeuger 1, der konventionell
aus einer Kaskade mit zugehöriger Elektronik und einem
Hochspannungstransformator bestehen kann, an seinem Hochspannungsausgang
2 an ein (nicht dargestelltes) Sprühgerät angeschlossen.1 is a
Zum Regeln, Steuern, Überwachen und Abschalten des Hochspannungserzeugers
1 dient eine elektronische Steuerschaltung 4,
die Ausgänge 5 für die Spannungsversorgung des Hochspannungserzeugers
1 sowie ebenfalls mit diesem verbundene Eingänge 6
und 7 hat, an denen ihr beim Sprühbetrieb der Istwert des
Stroms und der Istwert der Spannung des Hochspannungserzeugers
zugeführt werden. Die Steuerschaltung 4 kann außerhalb einer
Sprühkabine angeordnet sein, während sich der Hochspannungserzeuger
1 in der Regel in der Nähe des zugehörigen Sprühorgans
innerhalb der Kabine befindet. For regulating, controlling, monitoring and switching off the
Die aus dem Hochspannungserzeuger 1 und der Steuerschaltung 4
bestehende Hochspannungsversorgungsanlage wird von einer mit
10 bezeichneten übergeordneten Steuerung der Sprühanlage gesteuert
und hat zu diesem Zweck einen Eingang 11 für ein
Hochspannungsschaltsignal sowie Eingänge 12 und 13 für Strom- und
Spannungssollwerte. Ferner hat die Steuerschaltung 4 einen
Ausgang 15, an dem sie der Steuerung 10 im Fall einer Störung,
insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Betriebsstrom-Schwellenwertes,
ein Abschaltsignal zuführt.The from the
Zur Sicherheitsüberprüfung der Hochspannungsversorgungsanlage
dient eine Test- oder Überprüfeinheit 20, die mit den Eingängen
12 und 13 und dem Ausgang 15 der Steuerschaltung 4 verbundene
Eingänge 12', 13' und 15' sowie mit den Eingängen 6, 7
verbundene Ausgänge 6', 7' hat.For the security check of the high-voltage supply system
serves a test or
Zur Überprüfung der Hochspannungsversorgungsanlage wird die
Verbindung zwischen den Eingängen 6 und/oder 7 der Steuerschaltung
4 und dem Hochspannungserzeuger 1 unterbrochen, z.B.
durch Schalter oder elektronische Entkopplung zwischen dem
Hochspannungserzeuger und den Anschlußstellen der Ausgänge 6',
7' der Überprüfeinheit. Die von der übergeordneten Steuerung
10 kommenden Sollwerte für Spannung und Strom werden von der
Überprüfeinheit 20 abgefragt, die nun den Spannungs-Sollwert
der Steuerschaltung 4 am Eingang 7 als Istwert zuführt, so daß
für die Hochspannungssteuerung die Erzeugung einer ausreichenden
Hochspannung durch den Hochspannungserzeuger simuliert
wird. Der Hochspannungserzeuger 1 kann bei der Überprüfung
abgeschaltet werden.To check the high-voltage supply system, the
Connection between
Ferner wird der beim Sprühbetrieb vom Hochspannungserzeuger 1
kommende Strom-Istwert am Eingang 6 der Steuerschaltung 4
durch ein von der Überprüfeinheit 20 erzeugtes Testsignal
ersetzt. Dieses den Strom-Istwert simulierende Signal wird von
Null oder einem sehr kleinen Stromwert ausgehend vorzugsweise
kontinuierlich bis zu einer Größe hochgefahren, bei der die
Steuerschaltung wie auf ein echtes Überstromsignal des Hochspannungserzeugers
ansprechend die betreffende Störung meldet
und das entsprechende Abschaltsignal am Ausgang 15 erzeugt.
Sobald die Überprüfeinheit 20 an ihrem Eingang 15' das Abschaltsignal
erhält, speichert sie den zu diesem Zeitpunkt von
ihr simulierten Strom-Istwert. Dieser Wert wird mit dem Strom-Sollwert
am Eingang 12' verglichen. Wenn das Ergebnis des
Vergleiches innerhalb eines einstellbaren "Fensters" liegt,
meldet die Überprüfeinheit an weiteren Ausgängen 21 einwandfreie
Funktion der Hochspannungsversorgungsanlage. Andernfalls
erzeugt sie an diesen Ausgängen ein Alarmsignal. Auch der gespeicherte
simulierte Strom-Istwert kann an den Ausgängen 21
gemeldet werden. Ein Alarmsignal kann auch dann erzeugt werden,
wenn am Eingang 15' kein Abschaltsignal erscheint, obwohl
das Testsignal bis zu einem einstellbaren, den Sollwert wesentlich
übersteigenden Maximalwert hochgefahren wurde. Das
beschriebene Hochfahren des Testsignals kann manuell oder
selbsttätig erfolgen.Furthermore, the
Zur praktischen Realisierung der Überprüfeinheit 20 genügt im
wesentlichen ein entsprechend dem gewünschten Testsignal sowie
von dem Abschaltsignal am Eingang 15' steuerbarer Spannungs-,
Strom- oder Signalgenerator, dessen Ausgang einerseits z.B.
dem Eingang 6 der Steuerschaltung 4 und andererseits dem einen
Eingang eines Komparators (nicht dargestellt) zugeführt wird,
der dieses Signal mit dem an seinen zweiten Eingang angelegten
Strom-Sollwert vom Eingang 12' vergleicht. Das Ausgangssignal
des Komparators kann als Alarmsignal dienen.For the practical implementation of the checking
Es können fest installierte, jeweils einem Sprühgerät oder
einer Gruppe von Sprühgeräten (Zerstäubern) zugeordnete Einheiten
20 zweckmäßig sein. Eine andere Möglichkeit besteht in
der Verwendung eines die Überprüfeinheit 20 enthaltenden
transportablen Gerätes, das jeweils bei Bedarf an den zu überprüfenden
Anlagenteil angeschlossen wird. It can be permanently installed, one sprayer or each
units assigned to a group of
Anhand der Fig. 2 sei nun eine Abwandlung der in Fig. 1
dargestellten Anordnung beschrieben, zusätzlich versehen mit
Mitteln zur Durchführung der erfindungsgemäßen Sicherheitsüberprüfung
betreffend die Restenergie nach Abschaltung
der Hochspannung. In der Anordnung nach Fig. 2 gibt die
übergeordnete Steuerung 10 an Ausgangsverbindungen 22 ein
Befehlssignal zum Einschalten der Hochspannung sowie entsprechende
Sollwerte für Strom und Spannung ab, während sie an
ihren Eingangsverbindungen 23 Informationen über Störungen wie
z.B. Stromabschaltung bei Betrieb mit konstanter Spannung oder
Unterspannungsabschaltung bei Betrieb mit konstantem Strom
empfängt. Alle diese Signale bzw. Informationen werden in Eingangsverbindungen
26 der Steuerschaltung 4 übertragen bzw. von
deren Ausgangsverbindungen 25 empfangen und hierbei darstellungsgemäß
durch die Überprüfeinheit 20' geführt.2 is now a modification of the one in FIG. 1
described arrangement described, additionally provided with
Means for performing the security check according to the invention
regarding the residual energy after shutdown
the high voltage. 2 there are
higher-
Ferner empfängt die Steuerschaltung 4 im Falle der Fig. 2 vom
Hochspannungserzeuger 1 ebenfalls über die Überprüfeinheit
20', im Wege der Leitungen 27, 26, die Istwerte Ui und Ii der
am Ausgang 2 an das Sprühorgans (nicht dargestellt) angelegten
Spannung und des Stroms. Außerdem versorgt die Steuerschaltung
4 über ihre Ausgangsverbindung 25 und über die Einheit 20' den
Hochspannungserzeuger 1 an dessen Eingangsverbindung 28 mit
dem erforderlichen Betriebsstrom. Die Steuerschaltung 4 und
der Hochspannungserzeuger 1 bilden einen geschlossenen Regelkreis.Furthermore, in the case of FIG. 2, the
Auch bei dieser Ausführungsform können die Istwerte des Ausgangsstroms
und der Spannung des Hochspannungserzeugers 1 in
der oben beschriebenen Weise durch Testsignale simuliert werden,
um künstlich Abschaltungen zu erzwingen, während der
Hochspannungserzeuger 1 von seiner Steuerschaltung 4 und von
der Versorgung an der Eingangsverbindung 28 getrennt, also
abgeschaltet ist. In this embodiment, too, the actual values of the output current can
and the voltage of the
Zusätzlich hierzu enthält die Überprüfeinheit 20' erfindungsgemäß
eine Schaltung zur Ermittlung der Restenergie, die nach
dem manuellen oder durch eine Störung bewirkten Abschalten des
Hochspannungserzeugers 1 in dem Energiespeichersystem verbleibt,
das das an dem Ausgang 2 angeschlossene Sprühorgan
bzw. dessen Hochspannungselektroden und alle hiermit elektrisch
leitend verbundenen Bestandteile der Anlage ggf. einschließlich
des Materialzuführsystems enthält, die im vorherigen
Betrieb auf Hochspannung gelegt worden waren. Wie schon
erwähnt wurde, muß das Energiespeichersystem nach dem Abschalten
der Hochspannung so entladen werden, daß die gespeicherte
Energie von ihrem sich im normalen Betrieb einstellenden
Höchstwert innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit von beispielsweise
zwei Sekunden auf einen ungefährlichen Restenergiewert
absinkt, der nach derzeitigen Bestimmungen höchstens
350 mWs betragen soll. Zu diesem Zweck ist üblicherweise
zwischen das betrachtete Energiespeichersystem und Erde ein
Entladewiderstand 30 geschaltet, der unter Berücksichtigung
der relevanten Parameter der Anlage so dimensioniert worden
ist, daß bei dem genannten Beispiel nach zwei Sekunden der
ungefährliche Wert erreicht wird und die den Hochspannungserzeuger
1 und das Sprühorgan enthaltende Sprühkabine betreten
werden darf. Ein anderes Sicherheitskriterium schreibt vor,
daß bei Berühren eines der spannungsführenden Elemente kein
Strom fließen darf, der einen ungefährlichen Wert von beispielsweise
0,7 mA übersteigt. Zwischen diesem Kriterium und
der Begrenzung der dem System entnehmbaren Restenergie besteht
natürlich ein enger Zusammenhang. Weniger sicherheitsrelevant
ist dagegen bekanntlich eine Begrenzung der mit der gespeicherten
Restenergie absinkenden Spannung des Energiespeichersystems.
Diese Spannung wird aber in oder an dem Hochspannungserzeuger
1 und/oder in der Überprüfeinheit 20' ständig
und kontinuierlich gemessen.In addition to this, the checking unit 20 'contains according to the invention
a circuit for determining the residual energy, according to
the manual or a shutdown caused by a fault
High-
Da die erforderliche Sicherheit bei den bisher üblichen Anlagen
nicht mehr gewährleistet ist, wenn das Energiespeichersystem
nicht richtig über den Entladewiderstand 30 oder durch
sonstige Maßnahmen der bekannten Anlage entladen wird, soll
die Überprüfeinheit 20' am Ausgang 31 ein als Warnung oder
beispielsweise zum Sperren des Zugangs zu der Sprühkabine verwendbares
Signal erzeugen, wenn die Restenergie nach der gewählten
Sicherheitszeitspanne nach dem Abschalten der Hochspannung
beispielsweise zwei Sekunden noch höher ist als der
genannte Wert von 350 mWs. Zu diesem Zweck wird zunächst
beispielsweise schon bei der Installation der Anlage die Gesamtkapazität
C des Energiespeichersystems gemessen und gespeichert.
Hieraus wird dann nach der Formel
Der Zeitpunkt des Vergleiches wird aufgrund der jeweiligen Erfordernisse der Praxis gewählt. Wenn sich anlagenbedingte Änderungen des betrachteten Energiespeichersystems ergeben, ist es lediglich erforderlich, die Gesamtkapazität dieses Systems erneut zu messen und die Restenergieermittlungsschaltung der Überprüfeinheit 20' entsprechend neu zu kalibrieren. The time of the comparison is based on the respective Practical requirements chosen. If plant-related Result in changes in the energy storage system under consideration, it is only necessary to consider the total capacity of this System measure again and the residual energy determination circuit to re-calibrate the checking unit 20 'accordingly.
Der Zeitgeber 33 ist vorzugsweise einstellbar, z.B. in 50ms-Schritten
im Bereich von 0 bis 12,75 Sekunden. Als Alternative
kann der Vergleicher 34 auch so gesteuert werden, daß er (spätestens)
sofort nach dem Abschalten der Hochspannung den Spannungs-Istwert
Ui kontinuierlich mit dem zulässigen Wert Uz
vergleicht und das Alarm- oder Zugangssperrsignal am Ausgang
31 so lange erzeugt, bis Ui auf den Wert Uz abgesunken ist.The
Bei Vorgabe des Wertes Ez für die höchstzulässige Restenergie
und nach Ermittlung des Kapazitätsmeßwertes C kann der
Spannungswert Uz auf beliebige Weise automatisch oder vom
Personal vor Betriebsbeginn berechnet und eingegeben werden.
Eine diesbezügliche Recheneinrichtung kann in der übergeordneten
Steuereinheit 10 vorgesehen werden, die zu diesem Zweck
auch Eingabemittel für die Größen Ez und C und Ausgabemittel
für die errechnete Größe Uz haben kann (in Fig. 2 nicht
gezeigt).By specifying the value E z for the maximum permissible residual energy and after determining the capacitance measured value C, the voltage value U z can be calculated and entered in any manner automatically or by the staff before the start of operation. A relevant computing device can be provided in the higher-
Die Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 2, ergänzt durch Mittel zur Anzeige des Istwertes Ei der gespeicherten Energie und besondere Mittel zur automatischen Messung der elektrischen Kapazität C des Energiespeichersystems und zur Bereitstellung der Vergleichsgröße Uz, welche die zulässige Spannung darstellt.FIG. 3 shows a development of the embodiment according to FIG. 2, supplemented by means for displaying the actual value E i of the stored energy and special means for automatically measuring the electrical capacity C of the energy storage system and for providing the comparison variable U z , which is the permissible voltage represents.
Gemäß der Fig. 3 empfängt der Vergleicher 34 die Größe Uz von
einer in der Einheit 20' angeordneten ersten Recheneinrichtung
40, die aus zwei Eingangsgrößen Ez und C den Wert
Wie weiter oben beschrieben, kann der Kapazitätswert C vor
Betriebsbeginn der Sprühanlage gemessen und dann in einer
geeigneten Speichereinrichtung (nicht gezeigt) am betreffenden
Eingang der Rechenschaltung 40 gespeichert werden. Die Kapazitätsmeßeinrichtung
70 kann dann für die Dauer des Sprühbetriebs
und die Zeit danach abgeschaltet bzw. vom Hochspannungsausgang
und/oder von der Einheit 20' abgekoppelt werden.
Es kann jedoch vorteilhaft sein, den Kapazitätswert C ständig
zu messen, entweder kontinuierlich oder in Intervallen, um den
errechneten und gespeicherten Spannungswert Uz am Ausgang der
Recheneinrichtung 40 laufend zu aktualisieren. Somit lassen
sich Fälle zu berücksichtigen, in denen sich die Kapazität in
unvorhersehbarer Weise ändert, etwa durch Verschmutzungen in
der Sprühanlage oder durch Zustandsänderungen an den Hochspannungskabeln.
In einer Ausführungsform, die solchen Umständen
Rechnung tragen kann, ist die Kapazitätsmeßeinrichtung 70
ständig aktiv angeschlossen, wie in Fig. 3 gezeigt.As described further above, the capacitance value C can be measured before the spray system starts operating and then stored in a suitable storage device (not shown) at the relevant input of the
Des weiteren kann es günstig sein, den Istwert Ei der im Energiespeichersystem
gespeicherten Energie direkt anzuzeigen. Zu
diesem Zweck sind in Weiterbildung der Erfindung eine zweite
Recheneinrichtung 50 und ein Display 60 vorgesehen. Die zweite
Recheneinrichtung 50 empfängt als Eingangsgrößen den Kapazitätswert
C und den Spannungs-Istwert Ui und errechnet daraus
Größe
Die Operation der Recheneinrichtungen 40, 50 und der Kapazitätsmeßeinrichtung
70 sollte allerdings spätestens zum Zeitpunkt
des Abschaltens der Hochspannung beginnen. Hierzu können
diese Einrichtungen besondere Aktivierungseingänge haben
(nicht gezeigt), die das am Anschluß 32 erscheinende Signal
empfangen.The operation of the
Ferner ist es vorteilhaft, den Istwert Ui der Hochspannung für
die Bestimmung der Restenergie nicht aus der Ausgangsverbindung
27 des Hochspannungserzeugers sondern direkt am Hochspannungsausgang
2 abzuleiten, wie es mit der entsprechenden Verbindungsleitung
in Fig. 3 symbolisiert ist.Furthermore, it is advantageous not to derive the actual value U i of the high voltage for determining the residual energy from the
Neben den vorstehend als Beispiel beschriebenen und in den
Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen sind natürlich
auch andere Varianten zur Realisierung des erfindungsgemäßen
Prinzips möglich. So können dem Vergleicher 34 anstelle der
Größen Ui und Uz, welche die gemessene Istspannung und die
zulässige Spannung darstellen, die von der Recheneinrichtung
50 errechnete Größe Ei und die am Eingang 41 eingegebene Größe
Ez angelegt werden, um die Erfüllung oder Nichterfüllung der
Sicherheitsbedingung durch direkten Vergleich dieser beiden
Größen anzuzeigen. Die Recheneinrichtung 40 kann in diesem
Fall fortgelassen werden.In addition to the embodiments described above as an example and shown in FIGS. 2 and 3, other variants for realizing the principle according to the invention are of course also possible. Thus, instead of the quantities U i and U z , which represent the measured actual voltage and the permissible voltage, the
Die vorstehend beschriebenen Elemente 33 bis 50 sind vorzugsweise
durch einen in der Einheit 20' vorgesehenen Mikrokontroller
realisiert, der die Größen Ui, Uz, Ei, Ez und C
digital verarbeitet, z.B. als 8-Bit-Signale, und hierzu geeignete
A/D-Wandler (nicht gezeigt) enthält. Bei einer mit Erfolg
ausprobierten Ausführungsform wurden die gemessenen Werte für
Ui und C an den entsprechenden Eingängen der Einheit 20' als
analoge Niedervolt-Gleichspannungssignale für die A/D-Umwandlung
bereitgestellt, z.B. durch geeignet dimensionierte Meßumformer
(nicht gezeigt), die im Hochspannungserzeuger 1 bzw. in
der Kapazitätsmeßeinrichtung 70 enthalten sein können. Die
Meßumformer waren hierbei so geeicht, daß ein HochspannungsIstwert
von 2,55 kV und ein Kapazitätswert von 25,5 nF jeweils
einem Gleichspannungssignal von 5 V entsprach.The
Die Kombination einer erfindungsgemäßen, die Restenergie prüfenden
Verarbeitungsschaltung mit einem System zur Überprüfung
der Sicherheitsabschaltung ist vorteilhaft, da sie zu einem
kompakten Gesamtsystem für die Verbesserung der Sicherheit an
elektrostatischen Sprühanlagen führt. Bei den in den Figuren 2
und 3 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind die
Elemente der die Restenergie überprüfenden Verarbeitungsschaltung
in einer kombinierten Überprüfeinheit 20' untergebracht,
welche auch (nicht dargestellte) Elemente für die
Überprüfung der Sicherheitsabschaltung der Hochspannung enthält.
Bei anderen Ausführungsformen können einzelne oder alle
Elemente der erfindungsgemäßen Verarbeitungsschaltung stattdessen
in der übergeordneten Steuereinheit 10 untergebracht
werden. Beispiele hierfür sind in den Figuren 4 und 5 gezeigt.The combination of an inventive, the residual energy testing
Processing circuit with a system for checking
the safety shutdown is advantageous because it becomes one
compact overall system for improving security
leads electrostatic spray systems. In the case of FIGS
and 3 embodiments of the invention shown are
Elements of the processing circuit checking the residual energy
housed in a combined checking unit 20 ',
which also (not shown) elements for the
Checks the safety shutdown of the high voltage contains.
In other embodiments, any or all of them
Instead, elements of the processing circuit according to the invention
housed in the higher-
Gemäß der Fig. 4 ist die in Fig. 2 dargestellte Verarbeitungsschaltung,
welche das Zeitglied 33 und den Vergleicher 34
umfaßt, in der übergeordneten Steuerschaltung der in Fig. 1
gezeigten Anordnung aufgenommen. Der Istwert Ui der Hochspannung
wird im dargestellten Fall vom Hochspannungsausgang 2
abgeleitet, wo auch der Entladewiderstand 30 angeschlossen
ist, und an den in der ergänzten übergeordneten Steuereinheit
10' enthaltenen Vergleicher 34 gelegt, der als zweite Vergleichsgröße
den errechneten Wert Uz empfängt und das Alarm- bzw.
Zugangssperrsignal an den Ausgangsanschluß 31 legt.According to FIG. 4, the processing circuit shown in FIG. 2, which includes the
Gemäß der Fig. 5 ist in der übergeordneten Steuereinheit der
in Fig. 1 gezeigten Anordnung ein Mikrokontroller 80 enthalten,
der nicht nur die weiter oben beschriebenen Funktionen
dieser Einheit zur Überprüfung der Sicherheitsabschaltung der
Hochspannung übernimmt, sondern auch die beschriebenen
Funktionen der in Fig. 3 gezeigten Verarbeitungsschaltung
(Elemente 31-50) zur Überprüfung der Restenergie. Auch hier
wird der Istwert Ui der Hochspannung vom Hochspannungsausgang 2
abgeleitet und gemeinsam mit dem von der Meßeinrichtung 70
gewonnenen Kapazitätsmeßwert C und dem Vorgabewert Ez der
höchstzulässigen Restenergie zur Verarbeitung gegeben, in
diesem Fall an den Mikrokontroller 80 in der entsprechend
ausgestatteten übergeordneten Steuereinheit 10'. Der Mikrokontroller
80 gewinnt hieraus das Alarm- bzw. Zugangssperrsignal
und sendet es an den Ausgangsanschluß 31. Ähnlich wie im Falle
der Fig. 3 kann mittels des Mikrokontrollers 80 auch der
Istwert Ei der Restenergie bestimmt und an einem gesonderten
Display (nicht gezeigt) angezeigt werden.According to FIG. 5, the higher-level control unit of the arrangement shown in FIG. 1 contains a microcontroller 80, which not only takes over the functions of this unit for checking the safety shutdown of the high voltage described above, but also the functions described in FIG. 3 processing circuit shown (elements 31-50) for checking the residual energy. Here, too, the actual value U i of the high voltage is derived from the high-
Als Alternative zu den in den Figuren 4 und 5 gezeigten
Ausfürungsformen können alle oder ausgewählte Teile der die
Restenergie überwachenden Verarbeitungsschaltung in ähnlicher
Weise auch in der übergeordneten Steuerschaltung 10 der in
Fig. 2 gezeigten Anordnung untergebracht sein. Ferner sei
erwähnt, daß eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, welche
das Über- oder Unterschreiten der zulässigen Restenergie nach
Abschaltung der Hochspannung prüft, natürlich auch getrennt
und unabhängig vom Vorhandensein eines Prüfsystems für die
Sicherheitsabschaltung vorgesehen werden kann.As an alternative to that shown in Figures 4 and 5
Embodiments can all or selected parts of the
Processing circuit monitoring residual energy in a similar manner
Way in the higher-
Claims (24)
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
gekennzeichnet durch
marked by
wobei die Steuerschaltung (4) Istwert-Eingänge (6, 7) für Strom und Spannung hat, die im Sprühbetrieb mit dem Hochspannungserzeuger (1) verbunden sind und an welche von der besagten Überprüfeinheit (20) zur Funktionsprüfung der erwähnten Sicherheitsmaßnahme ein selbsterzeugtes Testsignal anstelle des jeweiligen Strom- oder Spannungs-Istwertes anlegbar ist, während die Verbindung zwischen dem jeweiligen Istwert-Eingang (6, 7) und dem Hochspannungserzeuger (1) unterbrochen ist.
The control circuit (4) has actual value inputs (6, 7) for current and voltage, which are connected to the high-voltage generator (1) in spraying operation and to which the test unit (20) in place of a self-generated test signal for the functional test of the safety measure mentioned of the respective current or voltage actual value can be applied while the connection between the respective actual value input (6, 7) and the high voltage generator (1) is interrupted.
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002080124A3 (en) * | 2001-03-30 | 2002-12-05 | Grupo Ormazabal Sa | Audible alarm system to prevent earthing in high-voltage cells |
EP1394913A2 (en) * | 2002-07-26 | 2004-03-03 | NCR International, Inc. | Apparatus and method of controlling access to a service area of an equipment cabinet |
EP1250962A3 (en) * | 2001-04-20 | 2005-03-16 | Dürr Systems GmbH | Method to control operation of an electrostatic coating installation |
DE102011004024A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Illinois Tool Works Inc. | Control device for a powder spray coating device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107424265A (en) * | 2017-07-25 | 2017-12-01 | 东莞市捷辉智能科技有限公司 | Static electricity on human body's resistance ESD test systems |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3526013C1 (en) * | 1985-07-20 | 1986-10-23 | Ransburg Gmbh, 6056 Heusenstamm | Earthing system for coating booths |
DE3709509A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-10-06 | Behr Industrieanlagen | Monitoring system for an electrostatic coating plant |
US5073709A (en) * | 1991-04-09 | 1991-12-17 | Graco Inc. | Electrostatic spray applicator with two-channel optical monitoring system |
US5847945A (en) * | 1995-07-10 | 1998-12-08 | Sames S.A. | Processes, device for producing a high voltage and installation for electrostatic spraying of a coating product |
-
1999
- 1999-04-06 DE DE1999115374 patent/DE19915374A1/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-04-04 EP EP00107319A patent/EP1046918A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3526013C1 (en) * | 1985-07-20 | 1986-10-23 | Ransburg Gmbh, 6056 Heusenstamm | Earthing system for coating booths |
DE3709509A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-10-06 | Behr Industrieanlagen | Monitoring system for an electrostatic coating plant |
US5073709A (en) * | 1991-04-09 | 1991-12-17 | Graco Inc. | Electrostatic spray applicator with two-channel optical monitoring system |
US5847945A (en) * | 1995-07-10 | 1998-12-08 | Sames S.A. | Processes, device for producing a high voltage and installation for electrostatic spraying of a coating product |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002080124A3 (en) * | 2001-03-30 | 2002-12-05 | Grupo Ormazabal Sa | Audible alarm system to prevent earthing in high-voltage cells |
EP1250962A3 (en) * | 2001-04-20 | 2005-03-16 | Dürr Systems GmbH | Method to control operation of an electrostatic coating installation |
EP1394913A2 (en) * | 2002-07-26 | 2004-03-03 | NCR International, Inc. | Apparatus and method of controlling access to a service area of an equipment cabinet |
EP1394913A3 (en) * | 2002-07-26 | 2005-05-25 | NCR International, Inc. | Apparatus and method of controlling access to a service area of an equipment cabinet |
DE102011004024A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Illinois Tool Works Inc. | Control device for a powder spray coating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1046918A3 (en) | 2001-11-28 |
DE19915374A1 (en) | 2000-10-12 |
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