EP1218907A1 - Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit - Google Patents

Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit

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EP1218907A1
EP1218907A1 EP00978940A EP00978940A EP1218907A1 EP 1218907 A1 EP1218907 A1 EP 1218907A1 EP 00978940 A EP00978940 A EP 00978940A EP 00978940 A EP00978940 A EP 00978940A EP 1218907 A1 EP1218907 A1 EP 1218907A1
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EP
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control unit
contactors
phase circuit
actuator unit
unit
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EP00978940A
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Werner Krämer
Martin Meinke
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H01H47/004—Monitoring or fail-safe circuits using plural redundant serial connected relay operated contacts in controlled circuit

Definitions

  • the present invention relates to an actuator unit with at least two contactors and a safe control unit,
  • a three-phase circuit with a nominal voltage of at least 380 V can be opened and closed by means of the contactors and the three-phase circuit is opened as soon as at least one of the contactors is deactivated,
  • the control unit can be supplied with an emergency shutdown signal for the three-phase circuit via at least one safe shutdown channel, on the basis of which the control unit opens the three-phase circuit by actuating at least one of the contactors.
  • Such an actuator unit is generally known. It is used in safety-related three-phase circuits to ensure that the three-phase circuit is switched off safely
  • control unit is often arranged far from the contactors. This means that a large number of lines must be laid between the contactors and the control unit. In particular, at least two supply lines and at least one feedback line must be laid per contactor.
  • the object of the present invention is a
  • the object is achieved in that the contactors and the control unit are combined to form an assembly module which can be assembled and disassembled as a unit. This is because both the supply lines and the feedback lines can be hard-wired within the actuator unit.
  • the three-phase circuit can also be firmly connected between the contactors in advance.
  • the wiring effort is further reduced if the emergency switch-off signal can be passed on from the control unit to a further actuator unit via a safe output channel.
  • control unit can be supplied with a control signal for the three-phase circuit via an input channel, on the basis of which the control unit opens or closes the three-phase circuit in accordance with the control signal when the emergency shutdown signal is not present, the actuator unit can also be used for the operational opening and closing of the three-phase circuit.
  • Opening the three-phase circuit is particularly safe if the control unit for opening the three-phase circuit always deactivates all contactors.
  • the actuator unit can also be used in an environment containing splash water and dust.
  • “High degree of protection” means protection at least according to IP 54, better according to IP 65, possibly even according to IP 67.
  • the actuator unit has plug connectors for connecting the contactors to the three-phase circuit, the external wiring of the actuator unit can be carried out very quickly.
  • the connectors are preferably accessible from outside the housing.
  • the actuator unit works particularly reliably. Further advantages and details emerge from the following description of an exemplary embodiment.
  • the schematic diagram shows the
  • an actuator unit A has two contactors 1, 2 and a fail-safe control unit 3.
  • a three-phase circuit 4 can be opened and closed by means of the contactors 1, 2.
  • the contactors 1, 2 are designed such that the three-phase circuit 4 can have a nominal voltage U of up to 1 kV. In particular, the nominal voltage can therefore be 380 V and more.
  • the three-phase circuit 4 is opened as soon as at least one of the contactors 1, 2 is deactivated.
  • the actuator unit A has several safe shutdown channels 5.
  • An emergency shutdown signal for the three-phase circuit 4 can be supplied to the control unit 3 via each of the safe shutdown channels 5.
  • the control unit 3 controls both contactors 1, 2 and deactivates them.
  • both contactors 1, 2 open the three-phase circuit 4.
  • the three-phase circuit 4 is reliably opened even if one of the contactors 1, 2 fails.
  • the control unit 3 also has an input channel 6.
  • a control signal for the three-phase circuit 4 can be supplied to the control unit 3 via the input channel 6. If the emergency shutdown signal is not present, the control unit 3 is therefore able to open or close the three-phase circuit 4 in accordance with the control signal.
  • the contactors 1, 2 and the control unit 3 are combined to form an assembly module 7 which can be assembled and disassembled as a unit.
  • an assembly module 7 which can be assembled and disassembled as a unit.
  • a large part of the internal wiring of the installation module 7 can be pre-connected. Both the wiring effort when connecting the installation module 7 and the risk of incorrect wiring is thus significantly reduced.
  • the actuator unit A has a safe output channel 8. Via the output channel 8, the emergency shutdown signal can be passed on from the control unit 3 to a further actuator unit B, which is shown only schematically in FIG.
  • the structure and the mode of operation of the actuator unit B essentially correspond to that of the actuator unit A.
  • the actuator unit B can also be supplied with a control signal for a three-phase circuit 11 via an input channel 10.
  • the three-phase circuit 11 can also have a rated voltage U of up to 1 kV.
  • the nominal voltage of the three-phase circuit can also be 11 380 V and more.
  • the control signal for the three-phase circuit 11 can be different from the control signal for the three-phase circuit 4.
  • the further actuator unit B also has a safe output channel 12. Via the output channel 12, the emergency shutdown signal can be passed on from the further actuator unit B to a further actuator unit, which is no longer shown in FIG.
  • the actuator unit B In contrast to the actuator unit A, the actuator unit B only has a single safe shutdown channel 13. This is also sufficient for actuator unit B, since it does not have to monitor several safe shutdown channels. Actuator unit A performs this task. The actuator unit B only has to be able to react to an emergency shutdown signal transmitted by the actuator unit A.
  • FIG. 2 shows the mechanical-structural design of the actuator unit A from FIG. 1.
  • the contactors 1, 2 and the control unit 3 are arranged in a housing 14.
  • the housing 14 is designed as a housing 14 with a high degree of protection, by means of which the contactors 1, 2 and the control unit 3 are encapsulated from the environment.
  • "High protection class” means protection at least according to protection class IP 54, better according to protection class IP 65, possibly even according to protection class IP 67.
  • the actuator unit A has plug connectors 15 to 17.
  • the connectors 15 to 17 are accessible from outside the housing 14.
  • the contactors 1, 2 can be connected to the three-phase circuit 4 by means of the plug connector 15.
  • Connector 16 the contactors 1, 2 and the control unit 3 can be supplied with electrical energy.
  • the control unit 3 additional signals, for. B. emergency stop signals and normal control signals. Furthermore, signals can be transmitted to the actuator unit B via the plug connector 17.
  • Locking levers 18 are assigned to connectors 15. Threaded bores 19 are assigned to the plug connector 16. The plug connectors 17 are provided with screw threads 20.
  • the locking levers 18, the threaded bores 19 and the screw threads 20 form holding devices 18 to 20. With them, not shown, mating connectors connected to the connectors 15 to 17 and / or not shown, covers placed on the connectors 15 to 17 against accidental loosening securable.
  • the provision of the housing 14 with the connectors 15 to 17 and also the assignment of the holding devices 18 to 20 to the connectors 15 to 17 is of course possible regardless of the presence and design of the housing 14 as a housing 14 with a high degree of protection.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

Eine Aktoreinheit (A) weist mindestens zwei Schütze (1, 2) und eine sichere Ansteuereinheit (3) auf. Ein Drehstromkreis (4) mit einer Nennspannung von mindestens 380 V wird geöffnet, sobald mindestens eines der Schütze (1, 2) deaktiviert wird. Wenn der Ansteuereinheit (3) über einen sicheren Abschaltkanal (5) ein Notabschaltsignal zugeführt wird, öffnet die Ansteuereinheit (3) durch Ansteuerung mindestens eines der Schütze (1, 2) den Drehstromkreis (4). Die Schütze (1, 2) und die Ansteuereinheit (3) sind zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul (7) zusammengefaßt.

Description

Beschreibung
Aktoreinheit mit mindestens zwei Schützen und einer sicheren Ansteuereinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktoreinheit mit mindestens zwei Schützen und einer sicheren Ansteuereinheit,
- wobei mittels der Schütze ein Drehstromkreis mit einer Nennspannung von mindestens 380 V offen- und schließbar ist und der Drehstromkreis geöffnet wird, sobald mindestens eines der Schütze deaktiviert wird,
- wobei der Ansteuereinheit über mindestens einen sicheren Abschaltkanal ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit durch Ansteuerung mindestens eines der Schütze den Drehstromkreis öffnet .
Eine derartige Aktoreinheit ist allgemein bekannt. Sie wird bei sicherheitsgerichteten Drehstromkreisen eingesetzt, um eine sichere Notabschaltung des Drehstromkreises auch bei
Versagen eines der Schütze zu gewährleisten.
Im Stand der Technik ist die Ansteuereinheit oftmals weit von den Schützen entfernt angeordnet. Somit ist eine Vielzahl von Leitungen zwischen den Schützen und der Ansteuereinheit zu verlegen. Insbesondere müssen pro Schütz mindestens zwei Versorgungsleitungen und mindestens eine Rückmeldeleitung verlegt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Aktoreinheit zu schaffen, bei der eine sichere Notabschaltung des Drehstromkreises bei möglichst geringem Verdrahtungsaufwand gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schütze und die AnSteuereinheit zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul zusammengefaßt sind. Denn dann können sowohl die Versorgungsleitungen als auch die Rückmeldeleitungen innerhalb der Aktoreinheit festverdrahtet vorgegeben sein. Auch der Drehstromkreis kann zwischen den Schützen bereits vorab fest angeschlossen sein.
Bei mehreren notabzuschaltenden Aktoreinheiten verringert sich der Verdrahtungsaufwand noch weiter, wenn das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit über einen sicheren Ausgangskanal an eine weitere Aktoreinheit weitergebbar ist.
Wenn der Ansteuereinheit über einen Eingangskanal ein Ansteu- ersignal für den Drehstromkreis zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit bei Nichtvorliegen des Notabschaltsignals den Drehstromkreis entsprechend dem Ansteuersignal öffnet bzw. schließt, ist die Aktoreinheit auch zum betriebsmäßigen Öffnen und Schließen des Drehstromkreises einsetzbar.
Das Öffnen des Drehstromkreises ist besonders sicher, wenn die Ansteuereinheit zum Öffnen des Drehstromkreises stets alle Schütze deaktiviert.
Wenn die Schütze und die Ansteuereinheit von einem Gehäuse in hoher Schutzart abkapselt sind, ist die Aktoreinheit auch in spritzwasserhaltiger und staubbelasteter Umgebung einsetzbar. „Hohe Schutzart" bedeutet dabei Schutz mindestens nach IP 54, besser nach IP 65, evtl. sogar nach IP 67.
Wenn die Aktoreinheit Steckverbinder zum Verbinden der Schütze mit dem Drehstromkreis aufweist, ist die externe Ver- drahtung der Aktoreinheit sehr schnell zu bewerkstelligen.
Die Steckverbinder sind vorzugsweise von außerhalb des Gehäuses zugänglich.
Wenn die Steckverbinder Haltevorrichtungen zum Sichern von mit den Steckverbindern verbundenen Gegensteckverbindern aufweisen, arbeitet die Aktoreinheit besonders zuverlässig. Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels . Dabei zeigen in Prinzipdarstellung die
FIG 1 und 2 je eine Aktoreinheit.
Gemäß FIG 1 weist eine Aktoreinheit A zwei Schütze 1, 2 und eine fehlersichere Ansteuereinheit 3 auf. Mittels der Schütze 1, 2 ist ein Drehstromkreis 4 offen- und schließbar. Die Schütze 1, 2 sind derart ausgelegt, daß der Drehstromkreis 4 eine Nennspannung U von bis zu 1 kV aufweisen kann. Insbesondere kann die Nennspannung also 380 V und mehr betragen. Der Drehstromkreis 4 wird geöffnet, sobald mindestens eines der Schütze 1, 2 deaktiviert wird.
Die Aktoreinheit A weist mehrere sichere Abschaltkanäle 5 auf. Über jeden der sicheren Abschaltkanäle 5 kann der AnSteuereinheit 3 ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis 4 zugeführt werden. Sobald der Ansteuereinheit 3 über einen der sicheren Abschaltkanäle 5 ein Notabschaltsignal zugeführt wird, steuert die Ansteuereinheit 3 beide Schütze 1, 2 an und deaktiviert sie. Dadurch öffnen beide Schütze 1, 2 den Drehstromkreis 4. Somit wird der Drehstromkreis 4 auch bei Versagen eines der Schütze 1, 2 sicher geöffnet.
Der Ansteuereinheit 3 weist ferner einen Eingangskanal 6 auf. Über den Eingangskanal 6 ist der Ansteuereinheit 3 ein An- steuersignal für den Drehstromkreis 4 zuführbar. Bei Nicht- vorliegen des Notabschaltsignals ist die Ansteuereinheit 3 daher in der Lage, den Drehstromkreis 4 entsprechend dem An- steuersignal zu öffnen bzw. zu schließen.
Gemäß FIG 1 sind die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul 7 zusammengefaßt. Dadurch kann ein Großteil der internen Verdrahtung des Einbaumoduls 7 fest vorverbunden sein. Sowohl der Verdrahtungsaufwand beim Anschließen des Einbaumoduls 7 als auch die Gefahr von Fehlverdrahungen ist somit deutlich verringert .
Die Aktoreinheit A weist einen sicheren Ausgangskanal 8 auf. Über den Ausgangskanal 8 kann das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit 3 an eine weitere, in FIG 1 nur schematisch dargestellte Aktoreinheit B weitergegeben werden.
Der Aufbau und die Funktionsweise der Aktoreinheit B entspre- chen im wesentlichen denen der Aktoreinheit A. Insbesondere ist auch der Aktoreinheit B über einen Eingangskanal 10 ein Ansteuersignal für einen Drehstromkreis 11 zuführbar. Auch der Drehstromkreis 11 kann eine Nennspannung U von bis zu 1 kV aufweisen. Insbesondere kann also auch hier die Nennspan- nung des Drehstromkreises 11 380 V und mehr betragen.
Das Ansteuersignal für den Drehstromkreis 11 kann vom Ansteuersignal für den Drehstromkreis 4 verschieden sein. Ferner weist auch die weitere Aktoreinheit B einen sicheren Aus- gangskanal 12 auf. Über den Ausgangskanal 12 kann das Notab- schaltsignal von der weiteren Aktoreinheit B an eine weitere, in FIG 1 nicht mehr dargestellte Aktoreinheit weitergegeben werden .
Im Gegensatz zur Aktoreinheit A weist die Aktoreinheit B aber nur einen einzigen sicheren Abschaltkanal 13 auf. Dies ist bei der Aktoreinheit B auch hinreichend, da diese nicht mehrere sichere Abschaltkanäle überwachen muß. Denn diese Aufgabe wird von der Aktoreinheit A wahrgenommen. Die Aktorein- heit B muß nur auf ein von von der Aktoreinheit A weitergegebenes Notabschaltsignal reagieren können.
Das Vorsehen nur eines einzigen sicheren Absehaltkanals 13 für die Aktoreinheit B verringert auch den Verdrahtungsauf- wand. Denn bereits zum Anschließen nur eines Notsignalauslösers 9 an die Aktoreinheit A muß je ein sicherer Abschaltkanal 5 sechs Anschlüsse aufweisen. Zum Weitergeben eines Not- abschaltsignals von der Aktoreinheit A an die Aktoreinheit B müssen der sichere Ausgangskanal 8 der Aktoreinheit A und der sichere Abschaltkanal 13 der Aktoreinheit B aber nur je zwei Anschlüsse aufweisen.
FIG 2 zeigt nun die mechanisch-konstruktive Ausgestaltung der Aktoreinheit A von FIG 1.
Gemäß FIG 2 ist sind die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Das Gehäuse 14 ist als Gehäuse 14 hoher Schutzart ausgebildet, mittels dessen die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 von der Umgebung abkapselt werden. „Hohe Schutzart" bedeutet dabei Schutz mindestens nach Schutzart IP 54, besser nach Schutzart IP 65, evtl. sogar nach Schutzart IP 67.
Die Aktoreinheit A weist gemäß FIG 3 Steckverbinder 15 bis 17 auf. Die Steckverbinder 15 bis 17 sind von außerhalb des Gehäuses 14 zugänglich. Mittels der Steckverbinder 15 sind die Schütze 1, 2 mit dem Drehstromkreis 4 verbindbar. Mittels des
Steckverbinders 16 ist den Schützen 1, 2 und der Ansteuereinheit 3 elektrische Energie zuführbar. Mittels der Steckverbinder 17 sind der Ansteuereinheit 3 weitere Signale, z. B. Notaussignale und normale Steuersignale, zuführbar. Ferner sind über die Steckverbinder 17 Signale an die Aktoreinheit B übermittelbar .
Den Steckverbindern 15 sind Verriegelungshebel 18 zugeordnet. Dem Steckverbinder 16 sind Gewindebohrungen 19 zugeordnet. Die Steckverbinder 17 sind mit Schraubgewinden 20 versehen.
Die Verriegelungshebel 18, die Gewindebohrungen 19 und die Schraubgewinde 20 bilden Haltevorrichtungen 18 bis 20. Mit ihnen sind nicht dargestellte, mit den Steckverbindern 15 bis 17 verbundene Gegensteckverbinder und/oder nicht dargestell- te, auf die Steckverbinder 15 bis 17 aufgesetzte Abdeckungen gegen versehentliches Lösen sicherbar. Das Versehen des Gehäuses 14 mit den Steckverbindern 15 bis 17 und auch das Zuordnen der Haltevorrichtungen 18 bis 20 zu den Steckverbindern 15 bis 17 ist selbstverständlich unabhängig vom Vorhandensein und von der Ausbildung des Gehäuses 14 als Gehäuse 14 hoher Schutzart möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Aktoreinheit mit mindestens zwei Schützen (1, 2) und einer sicheren Ansteuereinheit (3), - wobei mittels der Schütze (1, 2) ein Drehstromkreis (4) mit einer Nennspannung von mindestens 380 V offen- und schließbar ist und der Drehstromkreis (4) geöffnet wird, sobald mindestens eines der Schütze (1, 2) deaktiviert wird, - wobei der Ansteuereinheit (3) über mindestens einen siche- ren Abschaltkanal (5) ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis (4) zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit (3) durch Ansteuerung mindestens eines der Schütze (1, 2) den Drehstromkreis (4) öffnet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schütze (1, 2) und die Ansteuereinheit (3) zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul (7) zusammengefaßt sind.
2. Aktoreinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit (3) über einen sicheren Ausgangskanal (8) an eine weitere Aktoreinheit (B) weitergebbar ist.
3. Aktoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansteuereinheit (3) über einen Eingangskanal (6) ein Ansteuersignal für den Drehstromkreis (4) zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit (3) bei Nichtvorliegen des Notabschaltsignals den Drehstromkreis (4) entsprechend dem Ansteuersignal öffnet bzw. schließt.
4. Aktoreinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuereinheit (3) zum Öffnen des Drehstromkreises (4) stets alle Schütze (1, 2) deaktiviert.
5. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schütze (1, 2) und die Ansteuereinheit (3) von einem Gehäuse (14) in hoher Schutzart abkapselt sind.
6. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie Steckverbinder (15) zum Verbinden der Schütze (1, 2) mit dem Drehstromkreis (4) aufweist.
7. Aktoreinheit nach Anspruch 5 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckverbinder (15) von außerhalb des Gehäuses (14) zugänglich sind.
8. Aktoreinheit nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckverbinder (15) Haltevorrichtungen (18) zum Sichern von mit den Steckverbindern (15) verbundenen Gegen- Steckverbindern aufweisen.
EP00978940A 1999-10-08 2000-09-18 Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit Expired - Lifetime EP1218907B1 (de)

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EP1218907A1 true EP1218907A1 (de) 2002-07-03
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EP (1) EP1218907B1 (de)
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