DD201345A1

DD201345A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE AMPLIFIERS AND THE PRESS SAFETY VALVES

Info

Publication number: DD201345A1
Application number: DD81235714A
Authority: DD
Inventors: Dietrich Richter
Original assignee: Dietrich Richter
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1983-07-13
Also published as: JPS58141900A; FR2518015A1; IT1149145B; DE3238803A1; IT8249651A0; FR2518015B3; DD201345B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Ueberwachung der Funktion der Verstaerker und der Pressensicherheitsventile einer zweikanaligen elektronischen Pressensicherheitssteuerung mit zwei gleichartigen, voneinander unabhaengigen Steuerkanaelen und einem von einem Frequenzgenerator mit einer impulsfoermigen Wechselspannung gespeisten Ueberwachungskanal. Durch die Erfindung soll mit geringem steuerungstechnischen Aufwand die Sicherheit und Zuverlaessigkeit der Pressesicherheitssteuerung erhoeht werden, indem die Funktion der Verstaerker und der Pressensicherheitsventile fehlersicher ueberwacht wird, wobei keine zusaetzlichen Bauelemente zur galvanischen Trennung von Logik und Leistungsteil erforderlich sind und nur gleiche Signalpegel miteinander verglichenwerden soll. Erfindungsgemaess geschieht das adurch, dass die Ausgangssignale der durch die UND-Gatter zusammengefassten Stellungs- oder Luftdrucksignale der Pressensicherheitsventile auf eine oder mehrere in den Ueberwachungskanal integrierte Kontrollstufen gefuehrt und ueberwacht werden. Fig. 1The invention relates to a circuit arrangement for the simultaneous monitoring of the function of the amplifier and the press safety valves of a two-channel electronic press safety control with two similar, mutually independent control channels and one of a frequency generator with a pulsed AC voltage fed monitoring channel. With the invention, the safety and reliability of the press safety control is to be increased with little control technology effort by the function of Verstaerker and press safety valves is monitored fail-safe, with no additional components for electrical isolation of logic and power unit are required and only the same signal level to be compared. According to the invention, the adurch happens that the output signals of the position or air pressure signals of the press safety valves combined by the AND gates are guided and monitored on one or more control stages integrated in the monitoring channel. Fig. 1

Description

Richter,, Dipl.-Ing., Dietrich Erfurt, den 25.11.1981Judge ,, Dipl.-Ing., Dietrich Erfurt, 25.11.1981

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Schaltungsanordnung zur Überwachung der Verstärker und der PressensicherheitsventileCircuit arrangement for monitoring the amplifiers and the press safety valves

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Überwachung der Punktion der Verstärker und der Pressensicherheitsventile einer zweikanaligen elektronischen Pressensicherheitssteuerung mit zwei gleichartigen, voneinander unabhängigen Steuerkanälen und einen von einem Frequenzgenerator mit einer impulsförmigen Wechselspannung gespeisten Überwachungskanal.The invention relates to a circuit arrangement for simultaneously monitoring the puncture of the amplifier and the press safety valves of a two-channel electronic press safety control with two similar, independent control channels and fed by a frequency generator with a pulsed AC voltage monitoring channel.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei einer bekannten Lösung dieser Art (DE-OS 27 21 270, Fig. 1) werden aus den Ausgangssignalen der beiden Steuerkanäle und des Überwachungskanals die Eingangssignale für die Verstärker der Pressensicherheitsventile gebildet« Eine Überwachung der Funktion der Verstärker und der Pressensicherheitsventile selbst ist nicht vorgesehen, so daß ein fehlerhaftes Verhalten dieser Bauteile auch nicht erkannt wird. Insbesondere, bei Pressen, bei.denen das Einlegen und Herausnehmen der Teile in das Werkzeug von Hand erfolgt, kann das Versagen eines Pressensicherheitsventils zu einem ungewollten Auslösen eines Pressenhubes und damit zu folgenschweren Unfällen führen.c) Characteristics of the known technical solutions In a known solution of this type (DE-OS 27 21 270, Fig. 1) are formed from the output signals of the two control channels and the monitoring channel, the input signals for the amplifiers of the press safety valves «monitoring the function of the amplifier and the press safety valves themselves is not provided, so that a faulty behavior of these components is not recognized. In particular, in presses where the insertion and removal of the parts into the tool is done by hand, the failure of a press safety valve can lead to an unwanted triggering of a press stroke and thus to serious accidents.

4 J 3 ί | .Ή4 J 3 ί | .Ή

Bei einer anderen bekannten Ausführung (DE-OS 27 21 270, Fig, 2) erfolgt die Überwachung der Verstärkerfunktion dadurch, daß die Ausgangssignale der Verstärker der beiden Steuerkanäle auf eine Kontrollstufe geführt und auf Koinzidenz überwacht werden. Die Pressensicherheitsventile werden auch hier nicht in die Überwachung der Verstärker einbezogen. Ein weiterer Uachteil ist der unterschiedliche Signalpegel von 1 — und O-Signal der Vergleicherlogik und der geräteabhängigen Verbraucherspannung bei ein- und ausgeschaltetem Verbraucher, der bei einkanaliger Spannungsabsenkung zu Fehlvergleichen führen kann. Zur Überwachung der Verstärker in elektronischen Sicherheit sschaltungen (Strang, E.: Überwachungsbausteine für fehlersichere- Signalverarbeitung; Technische Mitteilungen AEG-Telefunken 58(1968)3, S. 179-181) ist es weiterhin bekannt, die Ausgangssignale des den Verstärker ansteuernden Verknüpfungsgliedes und die Eingangssignale des Verbrauchers auf eine in den Überwachungskanal integrierte Antivalenzkontrollstufe zu führen und auf Antivalenz zu überwachen.In another known embodiment (DE-OS 27 21 270, Fig, 2), the monitoring of the amplifier function takes place in that the output signals of the amplifier of the two control channels are guided to a control level and monitored for coincidence. The press safety valves are not included in the monitoring of the amplifiers. Another disadvantage is the different signal level of the I and O signal of the comparator logic and the device-dependent load voltage when the load is switched on and off, which can lead to mis-comparisons with single-channel voltage reduction. For monitoring the amplifiers in electronic safety circuits (strand, E .: monitoring components for fail-safe signal processing; technical communications AEG-Telefunken 58 (1968) 3, pp 179-181), it is also known, the output signals of the amplifier driving the gate and to route the consumer's input signals to an antivalence control stage integrated into the supervisory channel and to monitor for antivalence.

Bei elektronischen Pressensicherheitssteuerungen ist aus Sicherheitsgründen eine galvanische Trennung zwischen Logik und Leistungsteil erforderlich. Um diese galvanische Trennung vor und hinter dem Verstärker einhalten zu können, sind besondere Bauelemente, z.B. Relais, Optokoppler, erforderlich« ,.Ein Weg zur Überwachung der Punktion der Verbraucher selbst, wie z.B. der Kontrolle der Realisierung der erforderlichen Schaltstellungen der Pressensicherheitsventile, ist auch hier nicht aufgezeigt. Der lachteil des zu Fehlvergleicheη führende Vergleich unterschiedlicher Signalpegel der Vergleicherlogik und Verbraucherspannung,der bereits in DE-OS 27 21 270, Fig. 2, beschrieben wurde, ist hier ebenfalls wirksam.For electronic press safety controls, galvanic isolation between logic and power unit is required for safety reasons. In order to be able to comply with this galvanic isolation in front of and behind the amplifier, special components, e.g. Relay, optocoupler, required. "A way to monitor the puncture of the consumers themselves, such as. the control of the realization of the required switching positions of the press safety valves is not shown here. The salient part of the comparison of different signal levels of the comparator logic and the consumer voltage, which has already been described in DE-OS 27 21 270, FIG. 2, leading to incorrect comparisons, is also effective here.

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d) Ziel der Erfindung . . Durch die Anwendung der Erfindung soll mit geringem steuerungstechnisehen Aufwand eine Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit dar Pressensicherheitssteuerung erreicht werden·d) Object of the invention. , By applying the invention, an increase in the safety and reliability of the press safety control is to be achieved with a low control-related outlay.

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Punktion der Verstärker und der Pressensicherheitsventile fehlersicher zu überwachen,, wobei keine zusätzlichen Bauelemente zur galvanischen Trennung von Logik und Leistungsteil erforderlich sind und nur gleiche Signalpegel miteinander verglichen werden sollen· .The invention has for its object to monitor the puncture of the amplifier and the press safety valves fail-safe, with no additional components for electrical isolation of logic and power unit are required and only the same signal level to be compared with each other ·.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Ausgangssignale der durch die DID-Gatter zusammengefaßten Stellungsoder Luftdrucksignale der Pressensicherheitsventile auf eine oder mehrere, in den Überwachungskanal integrierte Kontrollstufen geführt werden« . Bei einer zweckmäßigen Variante, bei der das Schalten der Pressensicherheitsventile der beiden Steuerkanäle gleichzeitig erfolgt, werden die Ausgangssignale der durch die UHD-Gatter zusammengefaßten Stellungs- oder Luftdrucksignale der Pressensicherheitsventile beider Steuerkanäle auf eine gemeinsame, in den Überwachungskanal integrierte Kontrollstufe geführt und miteinander verglichen· Bei einer weiteren Variante, bei der ein Schalten der Pres-· sensicherheitsventile zeitlich verschoben während verschiedener Phasen des Pressenhubes erforderlich ist, werden Jeweils die Eingangssignal des Verstärkers eines Steuerkanals und die Ausgangssignale der durch UND-Gatter zusammengefaßten Stellungs- oder Luftdrucksignale des bzw. der Pressensicherheitsventile desselben Steuerkanals auf eine in den Überwachungskanal integrierte Kontrollstufe geführt und miteinander verglichen·According to the invention this is achieved in that the output signals of the summarized by the DID gates position or air pressure signals of the press safety valves are guided to one or more, integrated into the monitoring channel control stages. In an expedient variant in which the switching of the press safety valves of the two control channels takes place simultaneously, the output signals of the position or air pressure signals of the press safety valves of both control channels combined by the UHD gates are guided to a common control stage integrated in the monitoring channel and compared with each other In a further variant, in which a switching of the press safety valves is required to be shifted in time during different phases of the press stroke, the input signal of the amplifier of a control channel and the output signals of the position or air pressure signals of the or of the press safety valves combined by AND gates are the same Control channels are routed to a monitoring stage integrated into the monitoring channel and compared with each other.

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f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Vorteilhafte Varianten zur Realisierung der Erfindung sollen nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig, 1: eine schematische Darstellung der Anordnung der Kontrollstufen bei gleichzeitigem Schalten der Pressensicherheitsventile undAdvantageous variants for realizing the invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. In the accompanying drawings: FIG. 1 is a schematic representation of the arrangement of the control stages with simultaneous switching of the press safety valves and

Fig. 2: die Anordnung der Kontrollstufen bei unterschiedlichen Schaltzyklen der Pressensicherheitsventile,2 shows the arrangement of the control stages at different switching cycles of the press safety valves,

Eine Schaltungsanordnung der zuerst genannten Art (Fig,i3 besteht aus den beiden gleichartig, aufgebauten Steuerkanälen TV 2 und einem sich selbst überwachenden, fehlersicheren Überwachungskanal· Der Überwachungskanal ist in bekannter Weise aus in Reihe geschalteten Kontrollstufen 16 aufgebaut, welche durch einen Frequenzgenerator 15 mit einer impulsformigen Wechselspannung beaufschlagt werden· Bei identischen Signalen in den einzelnen Stufen der Steuerkanäle 1;2 bzw· an deren Ausgängen wird die Überwachungsfrequenz durch die zugehörigen Kontrollstufen 16 durchgesteuert. Damit durch ungleiche Betätigung von Gebern und Toleranzen in den Zeitgliedern bedingte kurzzeitige Signalunterschiede in den Steuerkanälen 1;2 nicht als Fehler ausgewiesen werden, ist eine Ausschaltverzögerung 17 in die Frequenzauswertung eingeschaltet. Der Ausgang jedes Steuerkanals 1;2 ist mit einem Verstärker verbunden, der jeweils ein Pressensicherheitsventil 7;δ ansteuert. Aus dem Ausgangssignal eines Steuerkanals 1;2 und der fehlerfrei durch alle Kontrollstufen,16 des Überwachungskanals durchgesteuerten Überwachungsfrequenz wird jeweils das Eingangssignal für einen Verstärker 5;6 gebildet.A circuit arrangement of the first type (FIG. 13) consists of the two identically structured control channels TV 2 and a self-monitoring, fail-safe monitoring channel. The monitoring channel is constructed in known manner from control stages 16 connected in series, which are connected by a frequency generator 15 with a With identical signals in the individual stages of the control channels 1, 2 or at their outputs, the monitoring frequency is controlled by the associated control stages 16. Thus, due to unequal operation of encoders and tolerances in the timers, short-term signal differences in the control channels 1 2 are not indicated as faults, a turn-off delay 17 in the frequency evaluation is switched on, the output of each control channel 1, 2 is connected to an amplifier, which controls a press safety valve 7, δ respectively Ines control channel 1, 2 and the error-free through all control stages 16, 16 of the monitoring channel controlled monitoring frequency, the input signal for each amplifier 5, 6 is formed.

Die VentiUcolbenstellung oder der Druck der von den Pressensicherheitsventilen 7;8 geschalteten Druckluft kann durch Signalgeber 9;1O;11;12 in zwei Zuständen erfaßt und durch TMD-Gatter 13,14- für jedes Ventil ausgegeben werden. Zur Überwachung der Funktion der Verstärker 5;6 und der Pressen-The valve seat position or the pressure of the compressed air switched by the press safety valves 7, 8 can be detected in two states by signal generators 9, 10, 11, 12 and output by TMD gates 13, 14 for each valve. For monitoring the function of the amplifiers 5, 6 and the press

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Sicherheitsventile 7;8 werden die Ausgangssignale der UND-Gatter 13;Ή auf eine weitere, in den Überwachungskanal geschaltete Kontrollstufe 16 geführt und miteinander verglichen.Safety valves 7, 8, the output signals of the AND gate 13; Ή are passed to another, connected in the monitoring channel control stage 16 and compared.

Eine weitere Variante (Pig. 2) betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung von Pres'sen, deren Kupplung und Bremse mehrstufig mit drei bzw. vier Pressensicherheitsventilen 7;8 gesteuert werden, deren Schaltzyklen unterschiedlich sind· Dabei werden die Ausgangssignale der beiden Steuer— kanäle 1;2 jeweils auf eine Zwischenlogik 3 »4- geführt, deren Ausgangssignale die Verstärker 5;6 ansteuern. Die für jeden Steuerkanal 1j2 unterschiedliche Zwischenlogik 3;4- ist jeweils zweikanalig aufgebaut und wird in bekannter Weise durch Kontrollstufen 16 fehlersicher überwacht. Durch das Zwischenschalten einer für jeden Steuerkanal 1;2 unterschiedlichen Zwischenlogik 3; 4- ist eine Überwachung der Punktion der Verstärker 5;6. und der Pressensicherheitsventile 7;8 durch unmittelbaren Vergleich der AusgangsSignaIe der Pressensicherheitsventile 7;8 nicht möglich« In diesem Pail werden jeweils die Eingangssignal des Verstärkers 5;6 eines Steuerkanals 1;2 mit den Ausgangssignalen des zugehörigen TJETD-Gatters 13»14- auf eine gemeinsame Kontrollstufe 16 geführt und miteinander verglichen, d.h. die Punktion des Verstärkers 5;6 und des zugehörigen Pressensicherheitsventils 7;8 jedes Steuerkanals 1;2 wird unabhängig von dem anderen überwacht.A further variant (FIG. 2) relates to a circuit arrangement for controlling presets whose clutch and brake are controlled in multiple stages with three or four press safety valves 7, 8 whose switching cycles are different. The output signals of the two control channels 1 ; 2 each lead to an intermediate logic 3 »4-, the output signals of which control the amplifier 5, 6. The different for each control channel 1j2 intermediate logic 3; 4- is constructed in each case two-channel and is monitored in a known manner by control stages 16 fail-safe. By interposing an intermediate logic 3 different for each control channel 1; 4- is a monitoring of the puncture of the amplifiers 5; 6. and the press safety valves 7; 8 are not possible by directly comparing the output signal of the press safety valves 7; 8. In this case, the input signals of the amplifier 5, 6 of a control channel 1, 2 are converted to the output signals of the associated TJETD gate 13, 14 joint control level 16 and compared, ie the puncture of the amplifier 5, 6 and the associated press safety valve 7, 8 of each control channel 1, 2 is monitored independently of the other.

Durch diese Schaltungsanordnung ist es bei Bedarf natürlich auch ohne weiteres möglich,, daß prq Steuerkanal 1;2 mehrere Pressensicherheitsventile 7;8 durch je einen Verstärker 5,6 angesteuert werden, die._alle unabhängig voneinander überwacht werden können.By this circuit arrangement, it is of course also readily possible, if necessary, that prq control channel 1, 2 several press safety valves 7, 8 are controlled by a respective amplifier 5.6, die._alle can be monitored independently.

Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß neben der überwachung der Punktion der Verstärker auch gleichzeitig die einwandfreie Punktion der Pressensicherheitsventile über den Überwachungskanal mit erfaßt wird.A particular advantage of this solution is that in addition to the monitoring of the puncture of the amplifier at the same time the perfect puncture of the press safety valves on the monitoring channel is detected.

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Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß grundsätzlich immer zwei Logiksignale miteinander verglichen werden und deshalb zusätzliche Bauelemente zur galvanischen Trennung von Logik und Leistungsteil nicht erforderlich sind«Another advantage is the fact that in principle always two logic signals are compared with each other and therefore additional components for electrical isolation of logic and power unit are not required «

Claims

235714 - 7 - · * Claim for invention .:

Circuitry for monitoring the amplifiers and the press safety valves of a two-channel electronic press safety control with two similar, independent control channels and a series-connected control stages, fed by a frequency generator with a pulsed AC voltage monitoring channel, characterized in that the AusgangsSignaIe by the UUD Gate (13; Ή) summarized position or air pressure signals of the press safety valves (7; 8) on one or more ,, in the monitoring channel integrated control stages (16) are guided and monitored.

2. Circuit arrangement for monitoring the amplifiers and the press safety valves according to item 1, characterized in that the output signals of the position or air pressure signals of the press safety valves (7, 8) of the two control channels (1, 2) combined by the AND gates (13; ) are guided to a common, in the monitoring channel integrated control stage (16) and compared with each other.

3 «circuit arrangement for monitoring the amplifier and the press safety valves according to item 1, characterized in that in each case the input signals of the amplifier- (5> 6) of a control channel (1; 2) and the output signals of the

position or air pressure signals of the press safety valve (s) (7, 8) of the same control channel (1, 2) combined in a UHD gate (13, 14) are guided on a control stage (16) integrated in the monitoring channel and compared with one another.

See. ^ .. pages drawings