DD261029A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE FUNCTIONALITY OF RESISTANCE HEATING ELEMENTS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ueberwachung der Funktionstuechtigkeit von Widerstandsheizelementen. Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die Ueberwachung der Funktionstuechtigkeit von in mehreren Heizzonen zusammengefassten Widerstandsheizelementen in technologischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung. Die Ueberwachung der Widerstandsheizelemente erfolgt durch eine Stromueberwachung der Phasen des Drehstromnetzes mit Hilfe von Strommesswandlern und Messinstrumenten wobei durch einen Kontrollmodul die Widerstandsheizelemente in Gruppen zu je einem Widerstandsheizelement pro Phase an die Einspeisung nachfolgend geschaltet werden. Die Fehleranalyse wird durch Kontrolle der Istwerte, gemessen durch die Strommesswandler und dem nachfolgenden Messinstrument durchgefuehrt. Fig. 1The invention relates to a circuit arrangement for monitoring the Funktionstuechtigkeit of resistance heating elements. The field of application of the invention relates to the monitoring of the functionality of resistance heating elements combined in several heating zones in technological complexes for plastics processing. The monitoring of the resistance heating elements is carried out by a Stromueberwachung the phases of the three-phase network using current measuring transducers and measuring instruments being connected by a control module, the resistance heating elements in groups of one resistance heating element per phase to the feed subsequently. The fault analysis is carried out by checking the actual values, measured by the current measuring transducers and the subsequent measuring instrument. Fig. 1

Description

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind aus der Praxis Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen der Heizstrom während der Heizphase direkt mittels Strommessern mit oder ohne Stromwandlern gemessen wird und aufgrund der Größe des gemessenen Stromes Rückschlüsse auf den Zustand der Heizelemente gezogen werden können.Circuit arrangements are known in practice in which the heating current is measured directly during the heating phase by means of current meters with or without current transformers, and conclusions about the state of the heating elements can be drawn on the basis of the magnitude of the measured current.

Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnungen ist, daß hierfür eine verhältnismäßig hoher gerätetechnischer Aufwand erforderlich ist und für diese Geräte, insbesondere wenn hohe Ströme fließen, ein großer Platzbedarf in der Steuerung erforderlich ist. Die bekannten Schaltungen haben außerdem den Nachteil, daß bei unterschiedlicher Heizleistung eine unterschiedliche Dimensionierung der eingesetzten Geräte erforderlich ist. Außerdem wird bei diesen Schaltungsanordnungen mit hohen Strömen und Spannungen gearbeitet, so daß eine weitere Verarbeitung dieser Anzeige bezüglich einer elektronischen Betriebsdatenerfassung schwierig ist.The disadvantage of these known circuit arrangements is that this requires a relatively high level of technical equipment complexity and a large space requirement in the control is required for these devices, especially when high currents flow. The known circuits also have the disadvantage that a different dimensioning of the equipment used is required for different heating power. In addition, these circuits are operated with high currents and voltages, so that further processing of this display is difficult with respect to electronic operational data acquisition.

In der DD PS 146782 ist eine Schaltung beschrieben, bei der jedem Widerstandsheizelement antiparallel geschaltete Diodenpaare zugeordnet sind. Im Störungsfall wird ein Kondensator aufgeladen, der beim Entladen einen Transistor durchsteuert, wodurch nachfolgend wiederum Relais bzw. Meldevorrichtungen angesteuert werden. Da jedoch die Heizung eines Piastizierzylinders aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Widerstandsheizelementen besteht, ist für diese Schaltung ein sehr hoher gerätetechnischer Aufwand erforderlich. Diese Schaltung ist somit für derartige Änwendungsfälle nicht einsetzbar. Ferner sind Schaltungen gemäß DE AS 1.900.180 und DE OS 2.847.022 bekanntgeworden, die dazu benutzt werden, Leitungen, elektrische Bauelemente und Baugruppen auf elektrischen Durchgang zu prüfen. Diese Schaltungen sind auch geeignet, die Funktionsfähigkeit von Widerstandsheizelementen festzustellen.In DD PS 146782 a circuit is described in which each resistance heating element associated with antiparallel diode pairs. In the event of a fault, a capacitor is charged, which controls by discharging a transistor, which in turn subsequently be controlled relays or signaling devices. However, since the heating of a Piastizierzylinders consists of a plurality of parallel resistance heating elements, a very high equipment expense is required for this circuit. This circuit is thus not applicable for such use cases. Furthermore, circuits have become known according to DE AS 1.900.180 and DE OS 2.847.022, which are used to test lines, electrical components and assemblies for electrical continuity. These circuits are also suitable for determining the functionality of resistance heating elements.

Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie nur eingesetzt werden können, wenn die Widerstandsheizelemente in einem Stromzweig angeordnet sind. Bei mehreren parallel geschalteten Widerstandsheizelementen ist weder eine Aussage über eventuell ausgefallene Widerstandsheizelemente noch über deren Anzahl möglich.However, they have the disadvantage that they can only be used when the resistance heating elements are arranged in a current branch. In the case of several resistance heating elements connected in parallel, neither a statement about any failed resistance heating elements nor about their number is possible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit von in mehreren Heizzonen zusammengefaßten Widerstandsheizelementen in technologischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung zu schaffen, deren technische Realisierung mit geringem Herstellungsaufwand und mit kosten-und materialgünstiger Gerätetechnik gewährleistet werden kann.The aim of the invention is to provide a circuit arrangement for monitoring the functionality of combined in several heating zones resistance heating elements in technological complexes for plastics processing, the technical realization can be ensured with low production costs and with cost and material-favorable device technology.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit von Widerstandsheizelementen, die von den verschiedenen Phasen eines Drehstromnetzes gespeist werden, zu entwickeln, die durch eine manuelle Überwachungshandlung eine exakte und zuverlässige Fehlererkennung mit niedrigem gerätetechnischen Aufwand gewährleistet.The invention has the object to develop a circuit arrangement for monitoring the functionality of resistance heating elements, which are fed by the various phases of a three-phase network, which ensures a manual monitoring action an accurate and reliable fault detection with low equipment complexity.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß geschaltete Gruppen gebildet werden, die aus einem Heizungsschütz und Widerstandsheizelementen bestehen, wobei die Anzahl der Widerstandsheizelemente maximal der Anzahl der Phasen eines Drehstromnetzes entspricht. Dabei bildet eine beliebige Anzahl von geschalteten Gruppen und ein diskreter Temperaturregler eine Regelzone. Jede geschaltete Gruppe ist über einen Kontroll modul steuerbar. Über einen Hauptschütz ist das Drehstromnetz durch den Kontrollmodul im lastlosen Zustand abschaltbar, wobei parallel zu Schützkontakten des Hauptschützes Meßzweige angeordnet sind. Die Meßzweige bestehen aus Sicherungen und Strommeßwandlern. Die Ausgänge der Strommeßwandler werden auf Eingänge der Meßinstrumente geführt.The object is achieved in that switched groups are formed, which consist of a heater contactor and resistance heating elements, wherein the number of resistance heating elements corresponds at most to the number of phases of a three-phase network. Any number of switched groups and a discrete temperature controller form a control zone. Each switched group is controllable via a control module. About a main contactor, the three-phase network is switched off by the control module in the no-load condition, being arranged parallel to contactor contacts of the main contactor measuring branches. The measuring branches consist of fuses and current measuring transducers. The outputs of the current measuring transducers are fed to inputs of the measuring instruments.

Die Verbindungen der Heizungsschütze mit den Arbeitskontakten der Temperaturregler werden durch die Kontakte eines durch den Kontrollmodui betätigten Relais unterbrochen.The connections of the heating contactors with the working contacts of the temperature controller are interrupted by the contacts of a relay operated by the control module.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt: Fig. 1: SchaltbildThe invention will be explained in more detail in an embodiment. The accompanying drawing shows: FIG. 1: Circuit diagram

Die erfindungsgemäße Lösung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Widerstandsheizelementen 13 für technologische Komplexe zur Kunstoffverabeitung, insbesondere Piastiziereinheiten von Spritzgießmaschinen und Extrudern sowie von Werkzeugen. Dabei sind die Widerstandsheizelemente 13 in geschalteten Gruppen 17 zu je einem Widerstandsheizelement 13 pro Phase des Drehstromnetzes 5 angeordnet, wobei die Ausführungsform der Widerstandsheizelemente 13 beliebig ist, d. h. sowohl Reihen- als auch Parallelschaltung von Widerständen möglich sind. Die Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem Drehstromnetz 5 mit den Hauptsicherungen 4, einem Hauptschütz 1 mit Schützkontakten 2 und einem parallel dazu angeordneten Messzweig 16. In den Messzweig 16 sind Strommeßwandler 6 und Sicherungen 3 angeordnet. Vom Drehstromnetz 5 werden beliebig viele Gruppen 17 von Widerstandselementen 13 über Heizungsschütze 11 und Heizungschützkontakt 12 versorgt. Die Heizungsschütze 11 einer Regelzone 18, die mehrere Gruppen 17 umfassen kann, werden über einen diskreten Temperaturregler lOderentspechenden Regelzone 18 und dem Relais 9 geschaltet.The solution according to the invention relates to a circuit arrangement for monitoring the functionality of resistance heating elements 13 for technological complexes for plastics processing, in particular plastification units of injection molding machines and extruders and of tools. In this case, the resistance heating elements 13 are arranged in switched groups 17 to a respective resistance heating element 13 per phase of the three-phase network 5, wherein the embodiment of the resistance heating elements 13 is arbitrary, d. H. Both series and parallel connection of resistors are possible. The circuit arrangement consists essentially of a three-phase network 5 with the main fuses 4, a main contactor 1 with contactor contacts 2 and a measuring branch 16 arranged parallel thereto. In the measuring branch 16, current measuring transducers 6 and fuses 3 are arranged. Of the three-phase network 5 as many groups 17 of resistance elements 13 via heater contactors 11 and 12 Heizschützkontakt supplied. The heater contactors 11 of a control zone 18, which may comprise a plurality of groups 17, are connected via a discrete temperature regulator 1 to the loosening control zone 18 and the relay 9.

Zur Realisierung der Überwachung der Funktionsfähigkeit der Widerstandsheizelemente 13 ist ein Kontrollmodul 7 vorgesehen. Der Kontrollmodul 7 ist zur Ausführung der Überwachungsfunktion mit den Strommeßwandlern 6, dem Hauptschütz 1, dem Relais 9 und dem Heizungsschütz 11 verbunden. Die Temperaturregelung für die Regelzonen 181 bis η erfolgt durch die diskreten Temperaturregler 10 über die Heizungsschütze 11 nach allgemein bekannten Verfahren.To realize the monitoring of the functionality of the resistance heating elements 13, a control module 7 is provided. The control module 7 is connected to the current measuring transducers 6, the main contactor 1, the relay 9 and the heating contactor 11 for carrying out the monitoring function. The temperature control for the control zones 181 to η is performed by the discrete temperature controller 10 via the heater contactors 11 according to well-known methods.

Hierbei realisiert der Kontrollmodul 7 bei der manuellen Einstellung „Heizen" über die Ausgänge DAQO und DAKTR eine Betätigung des Hauptschützes 1 und des Relais 9, wobei die Schützkontakte 2 und der Relaiskontakt 15 geschlossen werden. Durch die geschlossenen Schützkontakte 2 ist der Meßzweig 16 kurzgeschlossen.In the case of the manual setting "heating" via the outputs DAQO and DAKTR, the control module 7 realizes an actuation of the main contactor 1 and the relay 9, closing the contactor contacts 2 and the relay contact 15. The closed contactor contacts 2 short-circuit the measuring branch 16.

Die Auslösung der Überwachung wird nach funktionellen Gesichtspunkten festgelegt, und erfolgt durch die manuelle Einstellung „Kontrolle" am Schalter 8 „Heizung/Kontrolle", der Tm Ausführungsbeispiel als ein Knebelschalter mit zwei Schaltelementen und drei Schaltstellungen dargestellt ist. Hierbei wird zunächst eine Zwischenposition des Schalters 8 erreicht. Zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Widerstandsheizelemente 13 schaltet hier der Kontrollmodul 7 die Relaiskontakte 15 des Relais 9 in geöffnete Stellung. Dadurch werden die Arbeitskontakte der Temperaturregler 10 von den Heizungsschützen 11 getrennt. Jetzt sind alle Heizungsschützkontakte 12 geöffnet und damit alle Widerstandsheizelemente 13 vom Drehstromnetz 5 getrennt. Danach, d. h. im lastfreien Zustand des Drehstromnetzes 5, wird durch das Weiterschalten aus dieser Zwischenposition in die Einstellung „Kontrolle" der Schalters 8 das Aufheben des Kurzschlusses des Meßzweiges 16 durch die Schützkontakte 2 bewirkt. Das wird über den Kontrollmodul 7 über den Ausgang DAQO des Hauptschützes 1 realisiert. Durch die Aufhebung des · Kurzschlusses des Meßzweiges 16 ist die Möglichkeit gegeben, eine Strommessung in den Phasen des Drehstromnetzes 5 über die Strommeßwandler 6 durchzuführen.The triggering of the monitoring is determined according to functional considerations, and is done by the manual setting "control" on the switch 8 "heating / control", the Tm embodiment is shown as a toggle switch with two switching elements and three switch positions. In this case, an intermediate position of the switch 8 is initially achieved. To monitor the functionality of the resistance heating elements 13, the control module 7 switches the relay contacts 15 of the relay 9 in the open position here. As a result, the working contacts of the temperature controller 10 are separated from the heating elements 11. Now all Heizschschützkontakte 12 are open and thus all resistive heating elements 13 separated from the three-phase network 5. After that, d. H. in the load-free state of the three-phase system 5, the switching off of this intermediate position in the setting "control" of the switch 8 causes the short circuit of the measuring branch 16 by the contactor contacts 2. This is realized via the control module 7 via the output DAQO of the main contactor 1 By eliminating the short-circuit of the measuring branch 16, it is possible to carry out a current measurement in the phases of the three-phase network 5 via the current measuring transducers 6.

Nun wird in in diesem Zustand, der über die gesamte Einstellung „Kontrolle" beibehalten wird, manuell das der jeweilig zu prüfenden Gruppe 17 zugeordnete Heizungsschütz 11 durch den entsprechenden Arbeitskontakt und über den Ausgang DAQnn des Kontrollmoduls 7 betätigt und dadurch die Heizungsschützkontakte 12 geschlossen. Durch diese Zuschaltung der Widerstandsheizelemente 13 fließt in den entsprechenden Phasen des Drehstromnetzes 5 ein Strom, der durch die Strommeßwandler 6 gewandelt wird. Der Stromwert des Widerstandsheizelementes 13 wird durch den Strommeßwandler 6 in ein in herkömmlicher Art durch ein Meßinstrument anzeigbaren Wert gewandelt. Nach der abgearbeiteten Gruppe 17 wird manuell durch den entsprechenden Arbeitskontakt und über den Ausgang DAQnn des Kontrollmoduls 7 die nachfolgende Gruppe 17 über das jeweilige Heizungsschütz 11 zugeschaltet. Diese Kontrolle wird nacheinander über alle Gruppen 17 durchgeführt.Now in this state, which is maintained over the entire "control" setting, manually the respective group 17 to be tested heating contactor 11 is actuated by the corresponding normally open contact and the output DAQnn of the control module 7 and thereby the Heizschschützkontakte 12 closed this connection of the resistance heating elements 13 flows in the corresponding phases of the three-phase network 5 a current which is converted by the current measuring transducers 6. The current value of the resistance heating element 13 is converted by the current measuring transducer 6 into a value which can be displayed by a measuring instrument in a conventional manner 17, the following group 17 is switched on manually via the corresponding normally open contact and via the output DAQnn of the control module 7 via the respective heating contactor 11. This check is carried out successively over all groups 17.

Mit Abschaltung der letzten Gruppe 17 ist der Kontrollzyklus beendet. Danach wird durch das Ausschalten der Einstellung „Kontrolle" in Richtung der Einstellung „Heizen" die Zwischenstellung erreicht, über die der Kontrollmodul 7 über den Ausgang DAQO das Hauptschütz 1 im somit lastlosen Zustand schaltet. Dadurch wird der Meßzweig 16 mittels der Schützkontakte 2 wieder gebrückt. Durch ein Weiterschalten in die Stellung „Heizen" schaltet der Kontrollmodul 7 nun das Relais 9, womit die Regelung der Regelzone 18 über die Temperaturregler 10, die Heizungsschütze 11 und die Widerstandsheizelemente 13 in allgemein bekannter Weise fortgeführt wird.With shutdown of the last group 17 of the control cycle is completed. Thereafter, by switching off the "control" setting in the direction of the "heating" setting, the intermediate position is reached via which the control module 7 switches the main contactor 1 in the thus load-free state via the output DAQO. As a result, the measuring branch 16 is bridged again by means of the contactor contacts 2. By switching to the "heating" position, the control module 7 now switches the relay 9, whereby the regulation of the control zone 18 via the temperature controller 10, the heater contactors 11 and the resistance heating elements 13 is continued in a generally known manner.

Claims (1)

Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit von Widerstandsheizelementen zum elektrischen Heizen an technologischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Widerstandsheizelementen, wobei diese auf Phasen eines speisenden Drehstromnetzes aufgeteilt sind, aus einem Kontrollmodul, Stromwandlern, Schützen, Temperaturreglern, Relais und Sicherungselementen, gekennzeichnet dadurch, daßCircuit arrangement for monitoring the functionality of resistance heating elements for electrical heating to technological complexes for plastics processing, consisting of any number of resistance heating elements, these being divided into phases of a feeding three-phase network, a control module, current transformers, contactors, temperature controllers, relays and fuse elements, characterized that — geschaltete Gruppen (17) gebildet werden, die aus einem Heizungsschütz (11) und Widerstandsheizelemente (13) bestehen, wobei die Anzahl der Widerstandsheizelemente (13) maximal der Anzahl der Phasen des Drehstromnetzes (5) entspricht und dabei eine beliebige Anzahl von geschalteten Gruppen (17) und ein diskreter Temperaturregler (10) eine Regelzone (18) bilden und jede geschaltete' Gruppe (17) durch den Kontrollmodul (7) steuerbar ist- Switched groups (17) are formed, which consist of a heater contactor (11) and resistance heating elements (13), wherein the number of resistance heating elements (13) corresponds at most to the number of phases of the three-phase network (5) and any number of switched groups (17) and a discrete temperature controller (10) form a control zone (18) and each switched group (17) is controllable by the control module (7) — über einen Hauptschütz (1) das Drehstromnetz (5) durch den Kontrollmodul (7) im lastlosen Zustand abschaltbar ist, wobei parallel zu den Schützkontakten (2) des Hauptschützes (1) Meßzweige (16) bestehend aus den Sicherungen (3) und den Strommeßwandlern (6) angeordnet sind, und daß die Ausgänge der Strommeßwandler (6) auf Eingänge der Meßinstrumente (19) geführt werden- via a main contactor (1) the three-phase system (5) by the control module (7) in the no-load condition can be switched off, wherein parallel to the contactor contacts (2) of the main contactor (1) measuring branches (16) consisting of the fuses (3) and the Current measuring transducers (6) are arranged, and that the outputs of the current measuring transducers (6) are guided on inputs of the measuring instruments (19) — die Arbeitskontakte der diskreten Temperaturregler (10) durch die Relaiskontakte (15) von den Heizungsschützen (11) über den Kontrollmodul (7) abgeschaltet werden.- The working contacts of the discrete temperature controller (10) by the relay contacts (15) of the heating contactors (11) via the control module (7) are switched off. Hierzu 1 Seite Zeichnung
AnwendungsgebietFor this 1 page drawing
field of use Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit von in mehreren Heizzonen zusammengefaßten Widerstandsheizelementen in technologischen Komplexen zur Kunststoffverarbeitung, wobei die Widerstandsheizelemente von einem Drehstromnetz gespeist werden und zur Sicherung einer geringen Mittelpunktleiterbelastung auf dessen verschiedene Phasen ausgeteilt sind.The field of application of the invention relates to a circuit arrangement for monitoring the functionality of combined in several heating zones resistance heating elements in technological complexes for plastics processing, wherein the resistance heating elements are powered by a three-phase network and distributed to ensure a low center conductor load on its different phases.