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Dokumentenidentifikation DE3347458C2 19.05.1993
Titel Anordnung zum Überwachen des Betriebs von Ausgangswandlern einer zentralen Steuer- und Überwachungseinheit für in Fertigungs- und/oder Verpackungsfließbändern anwendbare Maschinen und/oder Geräte
Anmelder G.D. S.p.A., Bologna, IT
Erfinder Neri, Armando, Bologna, IT
Vertreter Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing.; Schwepfinger, K., Dipl.-Ing., 8000 München; Bunke, M., Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart; Bunke, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Degwert, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 29.12.1983
DE-Aktenzeichen 3347458
Offenlegungstag 23.08.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse G08B 23/00
IPC-Nebenklasse G05B 23/02   B65B 57/02   G07C 11/00   A24C 5/32   G01R 19/15   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Überwachen des Betriebs von Ausgangswandlern einer zentralen Steuer- und Überwachungseinheit für in Fertigungs- und/oder Verpackungsfließbändern anwendbare Maschinen und/oder Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 29 52 462 C2 bekannt.

Solche einzelnen Maschinen oder Fertigungsfließbänder werden bekanntlich von einer zentralen Steuer- und Überwachungseinheit gesteuert, die in Abhängigkeit von gewissen, von Eingangswandlern abgegebenen Signalen an geeigneten Zeitpunkten die Arbeitsweise der verschiedenen Ausgangswandler festlegen, die auch anderen Maschinen im gleichen Fließband angehören können.

Von solchen Eingangswandlern stammende Signale kommen über zugehörige Eingabeschaltungen an der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit an. Die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit bewirkt auch die Feststellung der Auswirkung von Steuersignalen auf die Ausgangswandler über entsprechende Überwachungsschaltungen, die einen Spannungsabfall erfassen, der von dem dem Ausgangswandler zugeführten Signal hervorgerufen wird.

Solche Überwachungsschaltungen sind mit Hilfe zugehöriger Eingabeschaltungen mit der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit gekoppelt. Nach Feststellung eines Fehlers bei der Übertragung von Steuersignalen an die Ausgangswandler bewirkt die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit die Abgabe einer Fehleranzeige sowie das Anhalten der Maschine.

Eine potentialfreie Strommessung mittels eines Hall-Generators wird im Siemens Datenbuch "Magnetfeldabhängige Halbleiter" 1976/1977 auf den Seiten 32 und 33 beschrieben.

Mit Hilfe der Erfindung soll die Anordnung zur Überwachung der Arbeitsweise der Ausgangswandler für Maschinen und/oder Geräte der oben angegebenen Art so verbessert werden, daß die bei Anordnungen, die unter Erfassung eines Spannungsabfalls arbeiten, auftretenden Nachteile beseitigt werden, wobei gleichzeitig eine genauere und detailliertere Ausfallanzeige erhalten werden soll.

Dies erfolgt mittels der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Überwachung des Betriebs von Ausgangswandlern nach der Erfindung und

Fig. 2 ein teilweise in Blockform ausgeführtes elektrisches Schaltbild einiger Baueinheiten der Anordnung von Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit 1 für Maschinen und/oder Geräte dargestellt, die in Fertigungs- und/oder Verpackungsfließbändern, insbesondere zur Zigarettenherstellung und zum Verpacken von Zigarettenschachteln, verwendet werden können.

Wie oben bereits angegeben wurde, enthalten diese Fließbänder in einer bekannten Anordnung mehrere Eingangswandler 2, die über zugehörige Verbindungen 3 an Eingabeschaltungen 4 angeschlossen sind, die ihrerseits über Verbindungen 5 mit der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit 1 verbunden sind. Die Einheit 1 ist ihrerseits über Verbindungen 6 an Ausgabeschaltungen 7 angeschlossen, die über Verbindungen 8 mit Ausgangswandlern 9 verbunden sind. Die Ausgabeschaltungen 7 sind über Verbindungen 11 an Überwachungsschaltungen 12 angeschlossen, von denen aus Verbindungen 13 zu Eingabeschaltungen 14 führen. Diese Eingabeschaltungen 14 sind über Verbindungen 15 an die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit 1 angeschlossen.

Mit der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit 1 sind ein Fehleranzeigefeld 17 sowie ein Steuerblock 18 zum Steuern des Anhaltens der Maschine oder des Fließbandes verbunden.

Jeder Eingangswandler 2 steht somit über eine Verbindung 3mit einer zugehörigen Eingabeschaltung 4 in Verbindung, die über eine Verbindung 5 an die Einheit 1 angeschlossen ist. Es sind ebensoviele Eingabeschaltungen 4 wie Eingangswandler 2 vorhanden. In gleicher Weise sind ebensoviele Ausgabeschaltungen 7 wie Ausgangswandler 9 vorhanden, und es ist eine gleiche Anzahl von Überwachungsschaltungen 12, von Eingabeschaltungen 14 und von Verbindungen 15 zwischen der Einheit 1 und Eingabeschaltungen 14 vorhanden.

Wie aus Fig. 2 genauer hervorgeht, sind die verschiedenen Verbindungen 5 von den verschiedenen Eingabeschaltungen 4 an einen zentralen Prozessorblock 20 der Einheit 1 angeschlossen, der über einen Komparator 21 einer Ausgangsverbindung 6 ein Steuersignal zuführt. Die Verbindung 6 ist in der Ausgabeschaltung 7 an die Anode einer Fotodiode 22 angeschlossen, deren Kathode an Masse liegt. Die Fotodiode 22 ist Teil eines fotoelektrischen Kopplungselements 23, das einen Fototransistor 24 enthält, dessen Kollektor über einen Widerstand 25 an eine positive Versorgungsspannungsklemme angeschlossen ist, während der Emitter mit dem Eingang 26 einer Schaltungseinheit 27 verbunden ist, die für einen Schutz gegen mögliche Kurzschlüsse eines Ausgangstransistors 28 sorgt. Die Schaltungseinheit 27 enthält einen an eine positive Versorgungsspannung gelegten Anschluß 30, einen an Masse liegenden Anschluß 31, einen Anschluß 32, der mit einem Ende eines Widerstandes 33 verbunden ist, dessen anderes Ende an eine positive Versorgungsspannung gelegt ist, sowie einen Anschluß 29, der über einen Kondensator 34 an Masse gelegt ist. Der Anschluß 32 ist außerdem mit dem Kollektor des Transistors 28 verbunden, dessen Basis mit einem weiteren Ausgangsanschlu8 35 der Schaltungseinheit 27 verbunden ist.

Der Emitter des Transistors 28 ist an ein Ende einer Wicklung 40 eines die Verbindung 11 bildenden Kopplungstransformators 41 angeschlossen; das andere Ende dieser Wicklung ist an die zum Ausgangswandler 9 führende Verbindung 8 angeschlossen, und sie liegt über eine Serienschaltung aus einem Widerstand 42 und einer Fotodiode 43 an Masse, wobei die Kathode dieser Fotodiode an Masse liegt. Diese Fotodiode strahlt zweckmäßigerweise rotes Licht ab. Der Ausgangswandler 9 kann beispielsweise aus einem Relais, einem Fernsteuerschalter oder einer Lampe bestehen, wobei im letzteren Fall die Ausgabeschaltung 7 von einem Anzeigefeld gebildet sein kann; sie kann aber auch beispielsweise von einer schwereren Last, beispielsweise einem Elektromagnet oder einer Kupplung, gebildet sein, wobei sie dann aus einem zweckmäßigen Ausgangsmodul besteht.

Durch den Transformator 41 ist die Wicklung 40 mit einer Hall-Effekt-Schaltvorrichtung 50 gekoppelt, die der Überwachungsschaltung 12 angehört. Diese Schaltvorrichtung 50 enthält einen ersten Anschluß 51, der an eine positive Versorgungsspannung gelegt ist, sowie zwei Anschlüsse 52 und 53, zwischen denen bei Anwesenheit eines vom Strom durch die Wicklung 40 erzeugten Magnetfeldes eine Verbindung hergestellt ist; der Anschluß 53 liegt dabei an Masse. Zwischen den Anschlüssen 51 und 52 liegen in Serie ein Widerstand 55 und eine Fotodiode 56, deren Kathode mit dem Anschluß 52 verbunden ist; sie strahlt zweckmäßigerweise grünes Licht aus. Der Anschluß für die positive Versorgungsspannung und der Anschluß 52 sind an die Verbindungen 13 angeschlossen, die zur Eingabeschaltung 14 führen.

Die Anordnung zum Überwachen des Ausgangswandlerbetriebs nach der Erfindung arbeitet folgendermaßen:

Nachdem die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit 1 im Anschluß an ein von der Verbindung 5 kommendes Signal ein geeignetes Signal über die Verbindung 6 zu einer Ausgabeschaltung 7 gesendet hat, wird der Transistor 28 eingeschaltet, damit die Energiezufuhr zum Ausgangswandler 9 über die Verbindung 8 aktiviert wird. Über den Kopplungstransformator 41 wird das Schließen des Schalters zwischen den Anschlüssen 52 und 53 bewirkt, so daß ein Signal für die Eingabeschaltung 14 erzeugt wird, das über die Verbindung 15 das Vergleichssignal für den Komparator 21 bestimmt, der dabei den normalen Betrieb der Einheit 1 zuläßt.

Wenn die Steuerung der Ausgangswandler 9 ausfällt, fließt durch die Wicklung 40 kein Strom mehr, so daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen 52 und 53 offen bleibt und an der Verbindung 15 zum Komparator 21 kein Vergleichssignal auftritt; der Komparator 21 bewirkt daher am Fehleranzeigefeld 17 eine Fehleranzeige, wobei auch eine zweckmäßige Anzeige derjenigen Ausgabeschaltung 7 unter den verschiedenen Ausgabeschaltungen 7 für die Maschine oder für das Fließband erfolgt, wo der Fehler aufgetreten ist; ferner erfolgt eine Einwirkung auf den Steuerblock 18, der die Maschine anhält.

Auf der Basis der Anzeige am Fehleranzeigefeld 17 kann die Bedienungsperson in der Ausgabeschaltung 7 und in der betroffenen Überwachungsschaltung 12 den Zustand der Fotodioden 43 und 56 beobachten. Falls ein Durchbruch in der Verbindung 8 zum Ausgangswandler 9 aufgetreten ist, geht ein beträchtlicher Anteil des in der Wicklung 40 fließenden Stroms verloren, so daß die Fotodiode 56 erlischt, während die Fotodiode 43 aufleuchtet. Wenn andererseits ein Fehler in der Ausgabeschaltung 7 auftritt, so daß sogar der kleine Ausgangsstrom im Transistor 28 zu fließen aufhört, gehen beide Fotodioden 43 und 56 in den erloschenen Zustand über. Auf diese Weise kann die Bedienungsperson sofort analysieren, ob der Fehler in den Ausgangsschaltungen 7 oder in der zum Ausgangswandler 9 führenden Verbindung vorliegt, der in einer beträchtlichen Entfernung von der Ausgangsschaltung 7 angebracht sein kann.

Falls ein einwandfreier Betrieb vorliegt, befinden sich beide Fotodioden 42 und 56 im leuchtenden Zustand. Bei einem Kurzschluß am Ausgang des Transistors 28 steigt die Spannung an den Klemmen des Widerstandes 33 an, was von der Schaltungseinheit 27 festgestellt wird, die daraufhin den Transistor 28 für eine vom Kondensator 34 bestimmte Zeitperiode abschaltet. Am Ende der vom Kondensator 34 bestimmten Zeitkonstanten wird der Transistor 28 wieder eingeschaltet, und falls der Kurzschlußzustand immer noch vorhanden ist, wird der Transistor 28 erneut in der oben beschriebenen Weise abgeschaltet.

Die nach der Erfindung ausgebildete Anordnung zur Überwachung des Betriebs von Ausgangswandlern 9 bietet somit verschiedene Vorteile. Die Überwachungsschaltung 12 bewirkt anstelle einer Spannungsüberwachung eine Stromüberwachung für die Feststellung, ob der Ausgangswandler 9 arbeitet oder ausgefallen ist, wobei diese Überwachung durch die Kopplung mittels des Transformators 41 erfolgt, so daß Spannungsabfälle an der zum eigentlichen Wandler 9 führenden Verbindung vermieden werden. Außerdem wird mit Hilfe der Fotodioden 42 und 56 eine selektive Anzeige der Zone des möglichen Fehlers erhalten, was die Wartung vereinfacht.

Eine potentialfreie Strommessung mittels eines Hall-Generators wird im Siemens Datenbuch "Magnetfeldabhängige Halbleiter" 1976/1977 auf den Seiten 32 und 33 beschrieben.


Anspruch[de]
  1. 1. Anordnung zur Überwachung des Betriebs von Ausgangswandlern (9) einer zentralen Steuer- und Überwachungseinheit (1) für in Fertigungs- und/oder Verpackungsfließbändern verwendbare Maschinen und/oder Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswandler (9) über eine Ausgabeschaltung (7) an die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit (1) angeschlossen ist und daß eine mit der Ausgabeschaltung (7) induktiv gekoppelte Überwachungsschaltung (12) vorgesehen ist, die den Stromdurchgang durch die zum Ausgangswandler (9) führende Verbindung (8) erfaßt und an die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit (1) zurückmeldet.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (12) eine Hall-Effekt-Schaltvorrichtung (50) enthält.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromdurchgang in der Überwachungsschaltung (12) und die dem Ausgangswandler (9) zur Verfügung gestellte Spannung in der Ausgabeschaltung (7) selektiv angezeigt werden.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Anzeige durch Leuchtanzeigen (43, 56) erfolgt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtanzeigen (43, 56) unterschiedliche Farben haben.
  6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit (1) über eine fotoelektrische Kopplungsvorrichtung (23) mit der Ausgabeschaltung (7) in Verbindung steht.
  7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeschaltungen (7) Schaltungseinheiten (27) enthalten, die einen Kurzschlußzustand eines dem Ausgangswandler (9) Strom zuführenden Stromversorgungselements (28) feststellen und die für eine vorbestimmte Zeitperiode die Zufuhr zu der zum Ausgangswandler (9) führenden Ausgabeschaltung (7) abschalten.
  8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit (1) eine Komparatorschaltung (21) vorgesehen ist, die das Steuersignal für den Ausgangswandler (9) und das Rückmeldesignal aus der Überwachungsschaltung (12) vergleicht und bei Nichtübereinstimmung der Signale einen Befehl für einen Steuerblock (18) zum Anhalten der Maschine und/oder des Geräts sowie für ein selektives Fehleranzeigefeld (17) aussendet.
  9. 9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinen und/oder Geräte in Fließbändern für die Herstellung von Zigaretten und/oder für das Verpacken von Zigarettenschachteln anwendbar sind.






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