DE2462452A1

DE2462452A1 - Steuerung von elektromotoren parallel laufender maschinen

Info

Publication number: DE2462452A1
Application number: DE19742462452
Authority: DE
Inventors: David Allan Damm; Gerald Frederick Scherf
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-09
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2249480A1; JPS5316087B2; DE2462585A1; DE2462452C3; GB1484926A; AU7444074A; NL7412769A; CA1018588A; DE2462452B2; FR2249480B1; US3838321A; JPS5073119A; DE2448016B2; DE2448016A1; DE2462451A1

Description

PATENT INWJi ITE

dr. ing. H. NEGENDANK M073) · DiPiWiVG. il. HaTJCjü · DiPX.-PHYs£W.*&^itStaiTZ dimming. E. GRAAI.FS · dipping. W. WEHNEBT · dipx.-phys. W. CARSTENS

HAMBURG-MÜNCHEN

ZUSTELIÜNGSANSCHHIFT: 2OOO HAMBURG 3β · NEUER WXLL 41 PIDASE REPXY TO; __Λ . TElETON (040) 36 74 28 UND 36 4115

VTElEGH. NEGEDAPATENT HAMBUIlG «. «,, -*« w.v,.w „*. *„ * * _

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TElEFON (089) 5 38 05 86 J_nc< TEIEGH. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, 8· Oktober 1976

Steuerung von Elektromotoren parallel laufender Maschinen

(Ausscheidung aus Patent

Patentanmeldung P 24 48 016.8-32 vom 9.10. 1974)

Die Erfindung betrifft eine Anlage aus mehreren parallel laufenden Maschinen mit Elektromotoren, die nebeneinander an einer Fertigungs- oder Prüfstraße arbeiten.

Wenn eine der parallel laufenden Maschinen ausfällt, kommt es naturgemäß bei einem kontinuierlichen Betrieb in der Fertigungsstraße zu Stauungen, so daß die gesamte Fertigung oder Prüfung gedrosselt werden muß, obwohl die anderen Komponenten der Straße durchaus weiterhin in der Lage wären, eine höhere Rate an Werkstücken zu verarbeiten.

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DEUTSCHE BANK AG. HAMUIIRG (BJ.Z 200 700 00) NIt. 03/2S107 · DUKSDKEn JlANK AG, IUMBUHO IBlZ SOO SOO 00) NH. 033 CO 35 · POSTSCHECK ΠΜΒ. SS-IS-SOO

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Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung zu vermeiden, daß bei Ausfall einer von mehreren identischen parallel laufenden Maschinen eine Stockung im Betrieb einer Fertigungs- oder Prüfstraße auftritt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Motoren nach Maßgabe eines Prozeßrechners gesteuert werden, der bei Ausfall mindestens eines Motors die anderen schneller laufen läßt zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Arbeitsvorganges.

Es wird auf diese Weise eine Kompensation der ausgefallenen Maschinen dadurch erreicht, daß die anderen Maschinen entsprechend schneller arbeiten, ein Vorteil, der sich auch dadurch bemerkbar macht, daß die Wartung der Maschinen ohne Unterbrechung des Fertigungsbetriebes durchgeführt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind für die parallel laufenden Maschinen jeweils zwei Geschwindigkeiten vorgesehen, wobei die langsame für den Normalfall gedacht ist, bei dem alle parallellaufenden Maschinen in Betrieb sind, während die schnellere im Notbetrieb verwendet wird, bei dem eine der Maschinen ausgefallen ist. .

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Es hat sich dabei als günstig erwiesen, bei Ausfall einer Maschine eine visuelle Anzeige vorzusehen, die in einem Kontrollraum oder an einer Kontrolltafel ein Alarmsignal abgibt, um schnell auf den eingetretenen Notbetrieb aufmerksam zu machen.

In einer Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Steuerung der Geschwindigkeit der Maschinen nicht nur von dem Prozeßrechner vorgenommen werden soll, sondern daß auch insbesondere zu Uberprüfungszwecken die Maschine von Hand in ihrer Geschwindigkeit eingestellt werden kann. Dabei ist in dieser Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß bei Umstellung einer Maschine auf Handeinstellung die anderen Maschinen in der Geschwindigkeit für den Notfall laufen.

Da bei dieser Ausführung der Erfindung der Eingriff offensichtlich bewußt durchgeführt wird, erübrigt sich die Anzeige durch ein Warnlicht oder ähnliches, da hier kein besonderer Alarm notwendig wird. Demzufolge wird in dieser Ausführung auf die visuelle Anzeige verzichtet, wenn die Erhöhung der Geschwindigkeit darauf zurückzuführen ist, daß eine der Maschinen von Hand eingestellt wird.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist im Rahmen der Fertigungsstraße den Maschinen jeweils ein

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Ausgangsförderer nachgeschaltet, der ebenfalls durch den Prozeßrechner steuerbar ist, da auch er gemäß dem Ausstoß aus den Maschinen schneller oder langsamer arbeiten muß.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Anlage bei Verwendung mit drei nebeneinander laufenden Maschinen;

Fig. 2 ein Schaltplan mit Teilen des Prozeßrechners, mit der Logik für die Warnleuchte und für die Steuerung des Ausgangsförderers.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Anlage mit drei Maschinen dargestellt, die je einen Motor 10, 11 bzw. 12 besitzen. Jedem Motor ist ein Wellenkodierer/l4, 15, 16 zugeordnet, der den Prozeßrechner steuert, der hier durch die Bezugszeichen 18, 19 und 20 dargestellt, der jedoch eine Einheit bildet, wie es durch die Querzeile dazwischen angedeutet ist. Von dem Prozeßrechner wird über einen Servomotorantrieb 36, 44, 45, über eine Wahleinstellung zwischen automatischem und Handbetrieb 38, 46, 47, über ein Servopotentiometer 40, 48, 49 und eine Motorsteuerung 42, 50, 51 der Motor 10, 11, 12 gesteuert. Der Vorrichtung zur Wahl zwischen automatischem und Hand-

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betrieb 38, 46, 47 ist eine Handeinstellung 52, 53, 54 angeschlossen, mit der bei Wahleinstellung "Handbetrieb" die Regelung der Maschine von Hand vorgenommen werden kann. Dem Prozeßrechner sind zwei Einstellungsglieder angeschlossen, mit dem einen 22, 25, 28 kann die Normalgeschwindigkeit, mit dem anderen 23, 26, 29 kann die Notgeschwindigkeit, die bei Ausfall einer Maschine wirksam werden soll, eingestellt werden. Die Geschwindigkeit der Maschine wird über eine Anzeige 31, 32, 33 angezeigt.

In Fig. 2 sind Teile des Prozeßrechners ausführlicher dargestellt. Ein Eingang für den Prozeßrechner 62 ist durch die Leitung 210 dargestellt, welche das Signal bezüglich der Drehzahl des Antriebsmotors 10 führt. Wenn der Antriebsmotor in gewünschter Weise arbeitet, führt die Leitung 210 eine logische Eins. Entsprechend führen die Leitungen 262 und 264 die Signale von den Motoren 11 bzw. 12. Der Kern des Prozeßrechners 62 besteht aus drei NAND-Gattern 266, 267, 268. Das NAND-Gatter 266 gehört zum Motor 10, das NAND-Gatter 267 zum Motor 11 und das NAND-Gatter 268 zum Motor 12. Ein Eingang des NAND-Gatters 266 ist mit der Eingangsleitung 266 über die Abzweigleitung 270 und eine zweite Abzweigleitung 271 verbunden. Ein zweiter Eingang des NAND-Gatters 266 ist mit der Eingangsleitung 264 über die Abzweigleitungen 274 und 275 verbunden. Unter nor-

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malen Arbeitsbedingungen sind die von den Leitungen und 275 an das NAND-Gatter 266 herangeführten Signale logisch , eins. Die Eingangsleitung 210 ist über die Zweigleitung 278 an das NAND-Gatter 268 angeschlossen. Eine weitere Zweigleitung 279 von der Leitung 278 dient zur Verbindung der Eingangsleitung 210 mit einem Eingang des NAND-Gatters 267. Eine mit der Leitung 274 verbundene Leitung 282 legt das Eingangssignal auf der Leitung 264 an das NAND-Gatter 267. Die Eingangsleitung 262 ist mit einem Eingang des NAND-Gatters 268 elektrisch verbunden. Somit, haben alle drei NAND-Gatter 266 bis 268 einen Eingang von jedem der anderen beiden Betriebsmotoren. Daher erzeugen die NAND-Gatter 266 bis 268, sobald einer der anderen beiden Motoren ausfällt, einen Ausgangsimpuls, der zur Umschaltung der Maschinengeschwindigkeit dient. Zum Beispiel sind bei dem NAND-Gatter 266 die normalen Eingangssignale auf den Leitungen 271 und 275 logisch eins. Daher liegt der Ausgang des NAND-Gatters 266 auf Leitung 220 auf logisch null, falls die anderen Eingänge zu dem NAND-Gatter 266, die später noch erörtert werden, ebenfalls logisch eins sind. Ein Konverter 286 wandelt dieses normale Nullsignal in eine Eins um, die ein Signal darstellt, welches den betreffenden Motor 10 mit normaler Geschwindigkeit laufen läßt. In ähnlicher Weise hat das NAND-Gatter 277 eine Ausgangsleitung 288 mit einem in diese Leitung in Reihe geschalteten Konverter 289 und

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das NAND-Gatter 268 eine Ausgangsleitung 290 mit einem in dieser Leitung in Reihe geschalteten Konverter 291. Weiterhin sind ein viertes, fünftes und sechstes NAND-Gatter 294, 295 und 296 vorgesehen. Ein Eingang zu dem vierten NAND-Gatter 294 wird von der Eingangsleitung 210 über eine Abzweigungsleitung 298 gebildet. Ein Konverter 299 in Leitung 298 konvertiert das normalerweise logische Signal eins, das von der Leitung 210 geführt wird, in eine logische Null für den Eingang in das vierte NAND-Gatter 294 um. Ein Eingang zu dem fünften NAND-Gatter 295 ist durch die Zweigleitung 270 „ die an die Eingangsleitung 272 angeschlossen ist, gebildet. Es sei darauf hingewiesen, daß der Konverter 300 hinter dem Punkt, in welchem die Leitung 271 mit der Leitung 270 verbunden ist, in die Leitung 270 eingesetzt ist, um wiederum das Signal auf der Leitung 262 in eine logische Null für den Eingang in das fünfte NAND-Gatter 295 umzukehren. Ein Eingang zu dem sechsten NAND-Gatter 296 wiri von der Zweigleitung 294 gebildet, die an die Eingangsleitung 264 angeschlossen ist. Der Konverter 302 ist hinter dem Punkt, an dem die Leitungen 275 und 282 mit der Leitung 274 verbunden sind, in die Leitung 274 eingesetzt. Somit ist der Ausgang des vierten NAND-Gatters 294 abhängig zum einen vom Betriebszustand des Motors 10, das fünfte NAND-Gatter 295 vom Betriebszustand des Motors 11 und das sechste NAND-Gatter 296 vom Betriebszustand des Motors 12. Ein zweiter

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Eingang zu dem vierten NAND-Gatter 294 bildet eine Leitung 304, die an einen Anschluß des Wahlschalters 38 zwischen automatischem und manuellem Betrieb angeschlossen ist, der andere Anschluß des Schalters ist geerdet. In ähnlicher Weise sind an einem der Eingangsanschlüsse des fünften und sechsten NAND-Gatters 295 bzw. 296 Eingangs Zuführungen 306 und 308 angeschlossen, deren jeweils gegenüberliegendes Ende an die Anschlüsse der Wahlschalter 46 und 47 angeschlossen sind. Die anderen Anschlüsse der Schalter 46 und 47 sind ebenfalls geerdet. Die Schalter 38, 46 und 47 können Mehrfachpolschalter sein. So sind die in Fig. 6 gezeigten Pole normalerweise offen, wenn die Maschinen auf Automatik eingestellt sind. An die Leitung 308 ist eine positive Speisespannung V+ über einen Widerstand 310 angeschlossen. Die positive Speisespannung V+ ist ebenso über einen Widerstand 312 an die Eingangsleitung 306 und über einen Widerstand 314 an die Eingangsleitung 308 angeschlossen. Der Sinn der Verbindung der positiven Spannungsquelle V+ mit dem vierten, fünften und sechsten NAND-Gatter 294, 295 und 296 besteht darin, daß an den einen Eingang der NAND-Gatter 294 bis 296 eine logische Eins gelegt wird, solang die Schalter 38, 46 und 47 offen sind, das heißt sich in der Stellung für automatischen Betrieb befinden. Somit befinden sich an den Eingängen jedes der NAND-Gatter 294 bis 296 normalerweiese zwei Signale, und zwar ein logischer Wert eins von der

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positiven Speisespannung V+ und ein logischer Wert null von den Meßsteuerungen für die Motordrehzahl. Dadurch ist der normale Ausgang der NAND-Gatter 294 bis 296 logisch eins. Der Ausgang der NAND-Gatter 294 bis 296 wird über die Leitungen 315,316,317 auf die Eingänge eines siebten NAND-Gatters 320 übertragen. Solange der Ausgang von drei NAND-Gattern 294 bis 296 bei -allen eine logische Eins ist, ist der Ausgang des siebten NAND-Gatters 320 null. Dies stellt die normalen Betriebsbedingungen dar. Sollte jedoch einer der Antriebsmotoren 10 bis 12 ausfallen, wird einer der Eingänge zu dem siebten NAND-Gatter 320 logisch null, was zu einem Ausgang logisch eins von dem siebten NAND-Gatter 320 führt. Dieses wird auf eine Ausgangsleitung 322 auf ein Warnlicht 324 übertragen. Das Warnlicht 324 wird in diesem Fall angeschaltet, um das Bedienungspersonal auf den Ausfall einer der Maschinen hinzuweisen. Falls einer der Schalter 38, 46 oder 47 geschlossen sein sollte, ist es erwünscht, nicht das Licht 324 anzuschalten. Es wird in einem solchen Fall angenommen, daß das Bedienungspersonal den Schalter geschlossen hat und die Maschine wartet, und daher die durch das Licht 324 gegebene Warnung nicht benötigt wird. Wird zum Beispiel der Schalter 38 geschlossen, ist die positive Spannungsquelle V+ durch den Schalter 38 geerdet. Dies führt dann eine logische Null zum Eingang an das vierte NAND-Gatter 294. Dadurch wird das Licht 324 nicht

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eingeschaltet, da das einzige Eingangswertepaar für das NAND-Gatter 294, welches ein Einschalten des Lichtes 324 verursachen kann, dasjenige ist, das auftritt, wenn beide Eingänge den logischen Wert eins haben. Dieser Fall kann nur dann eintreten, wenn sich der Schalter 35 in der Stellung für automatischen Betrieb befindet und das durch die Eingangsleitung 210 gelieferte Signal bei Umkehrung durch den Konverter 299 eine logische Null auf der Leitung 210 ist, was den Ausfall des Motors 10 anzeigt. Die Logik für die NAND-Gatter 295 und 296 ist analog. Stets dann, wenn eine der Prüfmaschinen von automatischem Betrieb auf Handbetrieb umgeschaltet wird, wird angenommen, daß die anderen Maschinen schneller laufen sollen. Daher ist die Leitung 304 über eine elektrische Leitung 326 mit dem NAND-Gatter 268 und über eine Zweigleitung 327 von einer Leitung 326 mit dem NAND-Gatter 267 verbunden. Somit wird, solange der Schalter 38 sich in der Stellung für automatischen Betrieb befindet, an die NAND-Gatter 267 und 268 ein logisches Signal^ "eins" von der positiven Speisespannung V+ herangeführt. Sollte jedoch der Schalter 38 geschlossen und somit der Motor 10 auf Handsteuerung umgeschaltet werden, fällt dieses Signal ab und veranlaßt die NAND-Gatter 267.und 268, die von ihnen gesteuerten Motoren 11 und 12 auf erhöhte Geschwindigkeit zu schalten. Diese Schaltanordnung schafft eine Einrichtung zur automatischen Erzeugung des

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Drehzahlsignals für die schnellere Geschwindigkeit stets dann, wenn eine Maschine auf Hands teuer tin g geschaltet wird. Auf ähnliche Weise ist die Leitung 306 über eine Leitung 330 mit dem NAND-Gatter 268 und über eine Zweigleitung 331 mit dem NAND-Gatter 262 verbunden. Ebenso ist die Leitung 308 über eine Zweigleitung 334 mit dem NAND-Gatter 267 und über eine Zweigleitung 235 mit dem NAND-Gatter 266 verbunden.

Bei Erhöhung der Maschinengeschwindigkeiten ist es manchmal erforderlich, die Geschwindigkeit des Ausgangsförderers zu erhöhen. In diesem speziellen Beispiel werden alle Ausgangsförderer von einem einzigen Motor angetrieben, so daß es lediglich erforderlich ist, die Drehzahleinstellung dieses einzigen Motors zu ändern. Es wäre natürlich möglich, alle Ausgangsförderer unabhängig voneinander zu steuern und somit anstelle des in diesem Beispiel gezeigten einzelnen Signals von den Motoren unabhängige Leitwerte zu liefern. Diese Funktion wird durch ein achtes NAND-Gatter 348 überwacht. Die Eingänge zu dem NAND-Gatter

kommen
348 /von der Ausgangsleitung 220 über einen Draht 350, der zwischen dem NAND-Gatter 348 und dem Draht 220 angeschlossen ist, wobei eine Leitung 351 einen Eingang des NAND-Gatters 348 mit der Ausgangsleitung 288 verbindet, und eine Leitung 352 die Ausgangsleitung 290 mit einem Eingang des NAND-Gatters 348 verbindet. Diese drei Lei-

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tungen 35o bis 352 liefern normalerweise eine logische Eins für das NAND-Gatter 348. Dieses ist die normale Betriebsbedingung für die drei Maschinen. Ein vierter Eingang zu dem achten NAND-Gatter kommt von dem geerdeten Prüfschalter 354 für die Fördergeschwindigkeit. Dieser Schalter 354 ist über einen Draht 355 an einen Eingang des achten NAND-Gatters 348 angeschlossen. Die positive Speisespannung V+ ist über einen Widerstand 356 an den Draht 355 angeschlossen". Das Ergebnis dieser Verbindung besteht darin, daß solange der Schalter 354 geöffnet ist, an das achte NAND-Gatter 348 ein logisches Signal eins herangeführt wird. Somit empfängt unter normalen Betriebsbedingungen das achte NAND-Gatter 348 vier logische Eingänge und erzeugt infolgedessen auf einer an die Steuerung 82 für die Fördergeschwindigkeit angeschlossenen Ausgangsleitung 358 einen logischen Ausgangswert null. Wenn irgendeiner der vier Eingänge für das achte NAND-Gatter 348 ein logischer Wert null ist, dann wird der Ausgang des NAND-Gatters 348 für die Fördersteuerung 82 logisch eins und verursacht somit eine Umschaltung der Fördergeschwindigkeit von der normalen Ausgangsdrehzahl auf die erhöhte Geschwindigkeit. Der Prüfschälter 354 für die Fördergeschwindigkeit gestattet es dem Bedienungspersonal, die erhöhte Drehzahl zu prüfen, um sicherzustellen, daß sie den richtigen Wert hat. Durch das Schließen des Schalters 354 wird an den Eingangsan-

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Schluß für das NAND-Gatter 348 von Hand eine logische Null erzeugt, was den Ausgangsförderer von den Prüfmaschinen veranlaßt, bei erhöhter Geschwindigkeit zu arbeiten. Dieses ermöglicht eine Beobachtung der Geschwindigkeit und eine Einstellung derselben, falls es erforderlich sein sollte.

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Leerseite

Claims

Ansprüche:

1. Anlage aus mehreren parallel laufenden Maschinen mit Elektromotoren, die nebeneinander an einer Fertigungs- oder Prüfstraße arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (10, 11, 12) nach Maßgabe eines Prozeßrechners (18, -19 20) gesteuert werden, der bei Ausfall mindestens eines Motors die anderen schneller laufen läßt zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Arbeitsvorganges.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Prozeßrechner (18, 19, 20) ein erstes Signal erzeugt wird, wenn alle Motoren (10, 11, 12) in vorgesehener Weise arbeiten, und ein zweites Signal erzeugt wird, wenn mindestens ein Motor ausfällt, wobei das zweite Signal die nicht ausgefallenen Motoren schneller laufen läßt.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warneinrichtung (324) vorgesehen ist, die die Abgabe des zweiten Signals durch den Prozeßrechner (18, 19, 20· 62) anzeigt.

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4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (52, 53, 54) vorgesehen ist, mit der eine Maschine von Hand eingestellt werden kann, wobei bei Einschalten (38, 46, 47) dieser Vorrichtung der Prozeßrechner (62) das zweite Signal abgibt.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logik (310, 312, 314) vorgesehen ist, die beim Einschalten (38, 46, 47) der Handeinstellung ein Anzeigen der Warneinrichtung verhindert.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (38, 46, 47) für jeden Motor (10,11,12) zum Einschalten der Handeinstellung vorgesehen ist, der ein Signal an je einen der Eingänge je eines den anderen Maschinen zugeordneten NAND-Gatters (266, 267, 268) legt, wobei das Betätigen des Schalters den Ausgang des NAND-Gatters das zweite Signal erzeugen läßt.

7. Anlage nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Logik jedem der Schalter ein NAND-Gatter (294, 295, 296) zugeordnet ist, das die Bedingungen dafür schafft, daß nur bei einem vom Prozeßrechner (62) erzeugten zweiten Signal, nicht aber bei einem

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handerzeugten die Warneinrichtung (324) anzeigt.

8. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fertigungs- oder Prüfstraße den Maschinen (10, 11, 12) Ausgangsförderer nachgeschaltet sind, die ebenfalls von dem Prozeßrechner (62) steuerbar sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung vorgesehen ist, die bei Ausfall mindestens einer Maschine die Geschwindigkeit der Förderer erhöht.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung ein NAND-Gatter(348)besitzt, das bei einem den Ausfall bezeichnenden Signal von mindestens einer Maschine mit dem Ausgang eine Einheit (82) zur Erhöhung der Förderergeschwindigkeit erregt.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß· ein Schalter (354) vorgesehen ist, der bei Betätigung ein Signal an das NAND-Gatter (348) abgibt, das zur Erhöhung der Förderergeschwindigkeit führt.

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