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Hintergrund der Erfindung
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Bereich der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Laststeuervorrichtung, die den Betrieb einer Last dadurch steuert, dass sie die elektrische Leistung für die Versorgung der Last durch Öffnen und Schließen eines Relais steuert.
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Erläuterung der relevanten Technik
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Herkömmlich wird der Betrieb einer Last wie der an einer Werkzeugmaschine angebrachten Pumpe oder Beleuchtung durch das Öffnen und Schließen eines Relais, das zwischen einer Stromversorgung und der Last angebracht ist, gesteuert. 4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs einer allgemeinen Laststeuervorrichtung. Ein Relais-Steuerteil 111 gibt abhängig von einem Laststeuerbefehl, den ein Bediener (Anwender) oder eine (in der Figur nicht gezeigte) externe Vorrichtung, die nach einem bestimmten Programm arbeitet, eingibt, einen Öffnungs- oder Schließbefehl an ein Relais 2 aus. Das Relais 2 ist zwischen einer Stromversorgung 4 und einer Last 3 angebracht. Das Relais-Steuerteil 111 ist Teil einer Laststeuervorrichtung 101. Das Relais 2 schließt die Kontakte, wenn es vom Relais-Steuerteil 111 einen Schließbefehl erhält. Wenn die Kontakte des Relais 2 geschlossen werden, entsteht ein geschlossener Schaltkreis bestehend aus dem Relais 2, der Stromversorgung 4 und der Last 3, in dem die Last 3 von der Stromversorgung 4 mit elektrischer Leistung versorgt wird. Das Relais 2 öffnet die Kontakte, wenn es vom Relais-Steuerteil 111 einen Öffnungsbefehl erhält. Wenn die Kontakte des Relais 2 geöffnet werden, wird die Last 3 von der Stromversorgung 4 nicht weiter mit elektrischer Leistung versorgt. Die Laststeuervorrichtung 101 regelt dadurch, dass sie wie oben beschrieben die Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 steuert, die Versorgung der Last 3 durch die Stromversorgung 4 mit elektrischer Leistung und steuert so den Betrieb der Last 3.
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Wenn sich auf den Relais-Kontakten Oxide (Siliziumoxid), Karbide usw. ablagern, entstehen Störungen wie Kontaktfehler (Leitfähigkeitsdefekte).
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Es gibt z.B. ein Verfahren, das in der Patentanmeldung
JP H04-216 293 A offenbart wird, bei dem durch die Anbringung eines Betriebsnachweisschaltkreises an den Kontakten des Relais Relais-Kontaktfehler nachgewiesen werden, ohne dass die Last in Betrieb ist.
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Ferner gibt es ein Verfahren zur Verhinderung von Fehlern durch die Ablagerung von Oxiden und Karbiden auf den Relais-Kontakten, das in der Patentanmeldung
JP 2013-105 550 A vorgestellt wird, bei dem der Strom, der zwischen den Kontakten des Relais fließt, oder die Spannung, die zwischen den Kontakten des Relais anliegt, erhöht wird und durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen des Relais entstehen, die Oxide und Karbide, die sich auf den Kontakten abgelagert haben, entfernt werden.
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Außerdem gibt es z.B. ein Reinigungsverfahren, das ohne die Nutzung von Bogenentladungen auskommt und in der Patentanmeldung
JP 2000-182 495 A vorgestellt wird, bei dem die Kontakte, wenn ein Kontaktfehler erkannt worden ist oder eine Reinigung der Kontakte durchgeführt werden soll, zwangsweise geöffnet und geschlossen werden und aufgrund der Schwingungen und der beseitigenden Wirkung durch die Öffnungs- und Schließbewegungen gereinigt werden.
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Störungen wie Kontaktfehler (Leitfähigkeitsdefekte), die wie oben beschrieben entstehen, wenn sich Oxide und Karbide auf den Relais-Kontakten ablagern, führen zur Verschlechterung der Auslastung der Laststeuervorrichtung. Insbesondere bei mit Relais ausgestatteten Werkzeugmaschinen ergibt sich aus der Entstehung solcher Störungen nicht nur eine Verschlechterung der Auslastung, sondern auch die Gefahr, dass sich dadurch ein schwerer Unfall ereignet. Deswegen ist es wichtig, Relais-Fehler zu erkennen.
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Mit dem Verfahren, das in der Patentanmeldung
JP H04-216 293 vorgestellt wird, können Kontaktfehler eines Relais nachgewiesen werden, so dass die Wahrscheinlichkeit für einen schweren Unfall, der durch einen Kontaktfehler verursacht wird, gering wird, aber mit dem Verfahren können Kontaktfehler eines Relais nicht im Vorfeld verhindert werden. Da sich Oxide und Karbide im Lauf der Zeit allmählich auf den Kontakten eines Relais ablagern, sind Relais-Kontaktfehler so ein unvermeidliches Problem.
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Ferner werden mit dem Verfahren, das in der Patentanmeldung
JP 2013-105 550 A vorgestellt wird, Oxide und Karbide, die sich auf dem Kontakten abgelagert haben, durch Bogenentladungen entfernt, so dass durch die Ablagerung von Oxiden und Karbiden verursachte Kontaktfehler verhindert werden können. Aber da Bogenentladungen selbst ein Phänomen sind, das die Kontakte eines Relais beschädigt, kann so nicht vermieden werden, dass sich die Lebensdauer der Relais-Kontakte verschlechtert und Störungen wie Schmelzverbindung entstehen. Insbesondere hat die Bogenentladung beim Öffnen der Relais-Kontakte im Vergleich zu der beim Schließen eine größere Entladungsenergie und eine längere Dauer, so dass sie ein erheblicher Grund für die Verschlechterung der Lebensdauer der Kontakte und das Entstehen von Schmelzverbindungen ist.
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Ferner werden mit dem Verfahren, das in der Patentanmeldung
JP 2000-182 495 A vorgestellt wird, Ablagerungen wie die von Oxiden und Karbiden ohne die Nutzung von Bogenentladungen durch Schwingungen, die durch erzwungene Öffnungs- und Schließbewegungen der Relais-Kontakte ausgelöst werden, beseitigt. Aber da die Schwingungen durch die erzwungenen Öffnungs- und Schließbewegungen der Relais-Kontakte klein sind, kann nicht erwartet werden, dass die beseitigende Wirkung ausreicht, wenn die zu beseitigenden Ablagerungen und die Kontakte selbst leicht gewichtig sind.
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Des Weiteren sind aus Patentanmeldung
EP 1 986 203 A1 ein Verfahren zur Feststellung des Vorhandenseins einer Kontaktisolierschicht bei einem kontaktbehafteten Schaltelement sowie ein Schaltgerät mit einem derartigen Schaltelement bekannt. Ferner wird in der Patentanmeldung
US 2015 / 0 028 877 A1 ein Relais mit einem Prozessor zum Steuern und/oder Überwachen offenbart. Des Weiteren wird in der Patentanmeldung
JP 2007-165 406 A eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtauen eines elektromagnetischen Relais offenbart.
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Überblick über die Erfindung
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Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laststeuervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die Kontaktfehler eines Relais verhindert, das zur Steuerung des Betriebs einer Last verwendet wird.
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Um dieses Ziel zu realisieren, ist die Laststeuervorrichtung, die die elektrische Leistung für den Betrieb einer Last durch Öffnen und Schließen eines Relais steuert, mit einem Relais-Steuerteil, der einen Öffnungsbefehl, mit dem das Öffnen, und einen Schließbefehl, mit dem das Schließen der Kontakte des Relais angefordert wird, ausgibt, mit einer regelbaren Stromversorgung, die den Strom, der zwischen den Kontakten des Relais fließt, oder die Spannung, die zwischen den Kontakten des Relais anliegt, wenn die Kontakte des genannten Relais geschlossen worden sind, damit die Last mit elektrischer Leistung versorgt wird, entsprechend einem empfangenen Regelbefehl reguliert, mit einem Kontaktwiderstandsmessteil, der den Wert des Kontaktwiderstands des Relais misst, und mit einem Regelbefehlsgenerator, der an die regelbare Stromversorgung einen Erhöhungsbefehl, d.h. einen Regelbefehl zur Erhöhung des Stroms bzw. der Spannung zwischen den Kontakten des Relais gegenüber dem Wert für einen stationären Zustand, ausgibt, wenn der von dem Messteil für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, und nach der Ausgabe eines Erhöhungsbefehls einen Rücksetzbefehl, d.h. einen Regelbefehl zum Rücksetzen des Stroms bzw. der Spannung zwischen den Kontakten des Relais auf den Wert für den stationären Zustand, ausgibt, wenn der von dem Messteil für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet und außerdem ein Schließbefehl von dem Relais-Steuerteil eingeht, ausgestattet.
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Im Übrigen kann der Regelbefehlsgenerator so konzipiert werden, dass er den Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung ausgibt, wenn der von dem Messteil für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet und außerdem ein Öffnungsbefehl von dem Relais-Steuerteil eingeht.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung kann durch Hinzuziehen der nachstehend aufgeführten Figuren eindeutig verstanden werden.
- 1 zeigt eine Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels für die Laststeuervorrichtung.
- 2 zeigt ein Flussdiagramm für den Arbeitsablauf der Laststeuervorrichtung des Ausfüh rungsbei spiels.
- 3 zeigt ein Flussdiagramm für den Arbeitsablauf der Laststeuervorrichtung einer Variante des Ausführungsbeispiels.
- 4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs einer allgemeinen Laststeuervorrichtung.
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Ausführliche Erläuterung
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Im Folgenden wird unter Bezug auf die Figuren eine Laststeuervorrichtung, die Kontaktfehler bei Relais-Kontakten verhindert, erläutert. Dies muss aber so verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die durch die Figuren oder die nachfolgenden Erläuterungen gegebene Ausführungsform beschränkt ist.
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1 zeigt eine Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels für die Laststeuervorrichtung. Sie dient der Erläuterung einer Laststeuervorrichtung 1, die durch Öffnen und Schließen eines Relais 2 die elektrische Leistung für den Betrieb einer Last 3 steuert. Für die Art der Last 3 gibt es bei der vorliegenden Erfindung keine besonderen Einschränkungen; es kann sich z.B. um eine Pumpe oder eine Beleuchtung an einer Werkzeugmaschine handeln. Ferner gibt es bei der vorliegenden Erfindung für den Aufbau des Relais 2 selbst keine besonderen Einschränkungen. Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, wird bei der vorliegenden Erfindung der Strom oder die Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 gegenüber dem stationären Zustand erhöht, so dass durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen des Relais 2 entstehen, Oxide und Karbide, die sich auf den Kontakten des Relais 2 abgelagert haben, entfernt werden.
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Die Laststeuervorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels ist mit einem Relais-Steuerteil 11, einer regelbaren Stromversorgung 12, einem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand und einem Regelbefehlsgenerator 14 ausgestattet.
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Der Relais-Steuerteil 11 gibt abhängig von einem Laststeuerbefehl, den ein Bediener (Anwender) oder eine (in der Figur nicht gezeigte) externe Vorrichtung, die nach einem bestimmten Programm arbeitet, eingibt, einen Öffnungsbefehl für das Öffnen oder einen Schließbefehl für das Schließen der Kontakte des Relais 2 aus. Im Fall einer Werkzeugmaschine wird der Relais-Steuerteil 11 z.B. in dem Rechner einer rechnergestützten numerischen Steuerung (CNC) untergebracht oder als spezieller Mikrocomputer für das Relais realisiert. Die von dem Relais-Steuerteil 11 ausgegebenen Öffnungs- und Schließbefehle steuern die Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2.
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Die regelbare Stromversorgung 12 reguliert entsprechend dem erhaltenen Regelbefehl den Strom, der zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, oder die Spannung, die zwischen den Kontakten des Relais 2 anliegt, wenn die Kontakte des Relais 2 geschlossen worden sind, damit die Last 3 mit elektrischer Leistung versorgt wird. Der erhaltene Regelbefehl bestimmt, ob der Strom, der zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, oder die Spannung, die zwischen den Kontakten des Relais 2 anliegt, reguliert wird. Einzelheiten werden zwar erst später beschrieben, aber die Regelbefehle, die von dem Regelbefehlsgenerator 14 generiert werden, umfassen einen Erhöhungsbefehl für die Erhöhung des Stroms bzw. der Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 gegenüber dem stationären Zustand und einen Rücksetzbefehl zum Rücksetzen des erhöhten Stroms bzw. der erhöhten Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 auf den Wert des stationären Zustands. Für die regelbare Stromversorgung 12 ist es z.B. ausreichend, wenn sie nach dem Erhalt eines Regelbefehls den Strom bzw. die Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 ändern kann; sie besitzt z.B. einen Regelwiderstand, einen Spannungsregler, einen Gleichstromsteller bzw. PWM-Gleichrichter oder Ähnliches und wird dadurch aufgebaut, dass eines dieser Teile mit einer Gleichstrom- oder Wechselstromversorgung kombiniert wird.
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Der Messteil 13 für den Kontaktwiderstand misst den Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2. Der Kontaktwiderstand ist ein zusammengesetzter Widerstand, zu dem der Übergangswiderstand und der Engewiderstand an der Stelle, an der sich die Kontakte berühren, und die spezifischen Widerstände der den Schaltkreis bildenden elektrischen Leiter wie der beweglichen Teile, Klemmen und Kontakte beitragen. Der Wert des Kontaktwiderstands kann dadurch ermittelt werden, dass bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 der Wert der zwischen den Kontakten des Relais 2 liegenden Spannung von einem Spannungserfassungsteil 21 und der Wert des zwischen den Kontakten des Relais 2 fließenden Stroms von einem Stromerfassungsteil 22 erfasst und der Spannungswert durch den Stromwert dividiert wird. Der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert wird an den Regelbefehlsgenerator 14 gesendet.
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Wenn der von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, gibt der Regelbefehlsgenerator 14 einen Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, d.h. einen Regelbefehl zur Erhöhung des Stroms bzw. der Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 gegenüber dem Wert für den stationären Zustand. Ferner gibt der Regelbefehlsgenerator 14, nachdem er einen Erhöhungsbefehl ausgegeben hat, wenn der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, und vom Relais-Steuerteil 11 ein Schließbefehl eingegangen ist, einen Rücksetzbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, d.h. einen Regelbefehl zum Rücksetzen des Stroms bzw. der Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 auf den Wert für den stationären Zustand. Im Fall einer Werkzeugmaschine wird der Regelbefehlsgenerator 14 z.B. in dem Rechner einer rechnergestützten numerischen Steuerung (CNC) untergebracht oder als spezieller Mikrocomputer für das Relais realisiert.
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Der Wert des Stroms oder der Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 im stationären Zustand kann so festgelegt werden, dass sich die Lebensdauer des Relais 2 durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen der Kontakte entstehen, nicht verschlechtert. Der gegenüber dem stationären Zustand erhöhte Wert des Stroms oder der Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2, der infolge des Erhöhungsbefehls eingestellt wird, kann auf einen ungefähren Wert eingestellt werden, bei dem die Spezifikation für die Last 3 nicht überschritten wird. Alle Werte werden durch die regelbare Stromversorgung 12 und ihre Regelverarbeitung realisiert.
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Da ferner der Wert des Kontaktwiderstands im Allgemeinen umso größer ist, je größer die Menge der Ablagerung von Oxiden und Karbiden auf den Kontakten ist, kann der oben genannte „bestimmte Schwellenwert“, der im Regelbefehlsgenerator 14 als Kriterium bei der Prüfung des Werts des Kontaktwiderstands verwendet wird, auf einen Wert festgelegt werden, der etwas kleiner als der Widerstandswert ist, bei dem durch die Ablagerung von Oxiden und Karbiden Kontaktfehler entstehen.
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2 zeigt ein Flussdiagramm für den Arbeitsablauf der Laststeuervorrichtung des Ausführungsbeispiels. Wie oben beschrieben wird der Strom oder die Spannung zwischen den Kontakten des Relais 2 verändert (eingestellt), wenn die regelbare Stromversorgung 12 einen Regelbefehl erhält, aber um die Erläuterung zu vereinfachen, wird nachfolgend im Flussdiagramm der Fall behandelt, in dem der Strom eingestellt wird.
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Der Relais-Steuerteil 11 gibt abhängig von Laststeuerbefehlen, die ein Bediener (Anwender) oder eine externe Vorrichtung, die nach einem bestimmten Programm arbeitet, eingibt, Öffnungsbefehle für das Öffnen und Schließbefehle für das Schließen der Kontakte des Relais 2 aus. Dies steuert die Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2. Währenddessen wird in Schritt S101 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 gemessen. Der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert wird an den Regelbefehlsgenerator 14 gesendet.
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Der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 nimmt mit der Ablagerung von Oxiden und Karbiden auf den Kontakten des Relais 2 langsam zu. In Schritt S102 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob der in Schritt S101 von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat. Wenn in Schritt S102 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es zurück zu Schritt S101 und zu den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 in Abhängigkeit von den Öffnungs- und Schließbefehlen, die von dem Relais-Steuerteil 11 generiert werden, sowie zu der Messung des Werts des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2. Wenn andererseits in Schritt S102 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands nicht unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es weiter mit Schritt S103.
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In Schritt S103 gibt der Regelbefehlsgenerator 14 einen Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, damit die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, gegenüber der Stärke für den stationären Zustand erhöht wird. Daraufhin ändert die regelbare Stromversorgung 12 die Leistungseinstellung so, dass bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten ein Strom fließt, dessen Stärke größer als im stationären Zustand ist. Wenn z.B. die regelbare Stromversorgung 12 aus einer Kombination eines Regelwiderstands und einer Stromversorgung besteht, ändert die regelbare Stromversorgung 12 den Widerstandswert des Regelwiderstands nach dem Empfang eines Erhöhungsbefehls zu einem Wert, der kleiner als der Widerstandswert im stationären Zustand ist. Ferner wenn z. B. die regelbare Stromversorgung 12 aus einer Kombination eines Spannungsreglers oder eines Gleichstromstellers bzw. PWM-Gleichrichters und einer Stromversorgung besteht, schaltet die regelbare Stromversorgung 12 den Spannungsregler oder den Gleichstromsteller bzw. PWM-Gleichrichter so, dass die Stärke des Stroms, die durch den Spannungsregler oder den Gleichstromsteller bzw. PWM-Gleichrichter bewirkt wird, größer als die Stromstärke im stationären Zustand ist. Im Übrigen wurde hier der Fall erläutert, dass der Strom eingestellt wird; es ist genauso möglich, die Spannung einzustellen.
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Das Relais 2 führt auch nach der Abarbeitung von Schritt S103 Öffnungs- und Schließbewegungen durch, wenn das Relais-Steuerteil 11 Öffnungs- und Schließbefehle ausgibt; dabei hat der Strom, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, ein größere Stärke als im stationären Zustand. Im Zustand nach der Abarbeitung von Schritt S103 entstehen Bogenentladungen bei den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2. Da speziell die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, größer als im stationären Zustand ist, ergibt sich ein großer Effekt für die Beseitigung von Oxiden und Karbiden. Da aber die Bogenentladung beim Schließen der Kontakte des Relais 2 im Vergleich zu der beim Öffnen eine kleinere Entladungsenergie und eine kürzere Dauer aufweist, kommt es trotz des bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 gegenüber dem stationären Zustand größeren Stroms nicht wie bisher dazu, dass sich die Lebensdauer der Kontakte verschlechtert oder die Kontakte schmelzen und sich miteinander verbinden.
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Durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und (vor allem beim Schließen) des Relais 2 entstehen, werden Oxide und Karbide, die sich auf den Kontakten des Relais 2 abgelagert haben, entfernt, so dass der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 allmählich abnimmt. In Schritt S104 wird der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 gemessen. Der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert wird an den Regelbefehlsgenerator 14 gesendet.
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In Schritt S105 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob der in Schritt S104 von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert unterschritten hat. Wenn in Schritt S105 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands nicht unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es zurück zu Schritt S103 und zu den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 in Abhängigkeit von den Öffnungs- und Schließbefehlen, die von dem Relais-Steuerteil 11 generiert werden, sowie zu der Messung des Werts des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2. Wenn andererseits in Schritt S105 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es weiter mit Schritt S106.
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In Schritt S106 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob er vom Relais-Steuerteil 11 einen Schließbefehl empfangen hat. Wenn er in Schritt S106 feststellt, dass er vom Relais-Steuerteil 11 einen Schließbefehl empfangen hat, geht es weiter mit Schritt S107.
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In Schritt S107 gibt der Regelbefehlsgenerator 14 einen Rücksetzbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, damit die Stärke des Stroms, der zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, auf die Stärke für den stationären Zustand zurückgesetzt wird. Daraufhin ändert die regelbare Stromversorgung 12 die Leistungseinstellung so, dass die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, auf die Stärke im stationären Zustand zurückgesetzt wird. Wenn z.B. die regelbare Stromversorgung 12 aus einer Kombination eines Regelwiderstands und einer Stromversorgung besteht, ändert die regelbare Stromversorgung 12 den Widerstandswert des Regelwiderstands nach dem Empfang eines Rücksetzbefehls zurück in den Widerstandswert für den stationären Zustand. Ferner wenn z. B. die regelbare Stromversorgung 12 aus einer Kombination eines Spannungsreglers oder eines Gleichstromstellers bzw. PWM-Gleichrichters und einer Stromversorgung besteht, schaltet die regelbare Stromversorgung 12 den Spannungsregler oder den Gleichstromsteller bzw. PWM-Gleichrichter so, dass die Stärke des Stroms, die durch den Spannungsregler oder den Gleichstromsteller bzw. PWM-Gleichrichter bewirkt wird, auf die Stärke im stationären Zustand zurückgesetzt wird.
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Im Übrigen wurde hier der Fall erläutert, dass der Strom eingestellt wird; es ist genauso möglich, die Spannung einzustellen. Nach der Abarbeitung von Schritt S107 geht es zurück zu Schritt S101. Das Relais 2 führt danach weiter Öffnungs- und Schließbewegungen durch, wenn das Relais-Steuerteil 11 Öffnungs- und Schließbefehle ausgibt; dabei hat der Strom, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, wieder die Stärke für den stationären Zustand. Da wie oben beschrieben die Stärke des Stroms, die im stationären Zustand zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, so festgelegt ist, dass sich die Lebensdauer des Relais 2 durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen der Kontakte entstehen, nicht verschlechtert, kommt es nicht wie bisher dazu, dass sich die Lebensdauer der Kontakte verschlechtert oder die Kontakte schmelzen und sich miteinander verbinden.
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3 zeigt ein Flussdiagramm für den Arbeitsablauf der Laststeuervorrichtung einer Variante des Ausführungsbeispiels. Bei der vorliegenden Variante ist die Bedingung für die Ausgabe eines Erhöhungsbefehls durch den Regelbefehlsgenerator 14 gegenüber dem Ausführungsbeispiel, das unter Bezug auf die 1 und 2 erläutert worden ist, geändert.
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Der Relais-Steuerteil 11 gibt genauso wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel abhängig von Laststeuerbefehlen, die ein Bediener (Anwender) oder eine externe Vorrichtung, die nach einem bestimmten Programm arbeitet, eingibt, Öffnungsbefehle für das Öffnen und Schließbefehle für das Schließen der Kontakte des Relais 2 aus. Dies steuert die Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2. Währenddessen wird in Schritt S201 genauso wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S101 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 gemessen. Der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert wird an den Regelbefehlsgenerator 14 gesendet.
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In Schritt S202 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S102 durchgeführt. D.h. in Schritt S202 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob der in Schritt S201 von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat. Wenn in Schritt S202 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es zurück zu Schritt S201 und zu den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 in Abhängigkeit von den Öffnungs- und Schließbefehlen, die von dem Relais-Steuerteil 11 generiert werden, sowie zu der Messung des Werts des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2. Wenn andererseits in Schritt S202 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands nicht unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es weiter mit Schritt S203.
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In Schritt S203 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob er vom Relais-Steuerteil 11 einen Öffnungsbefehl empfangen hat. Wenn er in Schritt S203 feststellt, dass er vom Relais-Steuerteil 11 einen Öffnungsbefehl empfangen hat, geht es weiter mit Schritt S204; dabei werden die Kontakte des Relais 2 aufgrund des vom Relais-Steuerteil 11 ausgegebenen Öffnungsbefehls geöffnet.
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In Schritt S204 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S103 durchgeführt. D.h. in Schritt S204 gibt der Regelbefehlsgenerator 14 einen Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, damit die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, gegenüber der Stärke für den stationären Zustand erhöht wird. Daraufhin ändert die regelbare Stromversorgung 12 die Leistungseinstellung so, dass bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten ein Strom fließt, dessen Stärke größer als im stationären Zustand ist.
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Wie gerade beschrieben gibt der Regelbefehlsgenerator 14 in der vorliegenden Variante des Ausführungsbeispiels nach Abschluss der Prüfung in den Schritten S202 und S203 in Schritt S204 einen Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus. Der Grund dafür, dass die Bedingung für die Ausgabe eines Erhöhungsbefehls durch den Regelbefehlsgenerator 14 anders als in dem Ausführungsbeispiel, das unter Bezug auf 2 erläutert worden ist, so festgelegt ist, „dass der Regelbefehlsgenerator 14 vom Relais-Steuerteil 11 einen Öffnungsbefehl empfangen hat (Schritt S203), nachdem der von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands einen bestimmten Schwellenwert erreicht oder überschritten hat (Schritt S202)“ ist wie folgt.
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Da die Bogenentladung, die beim Öffnen der Kontakte des Relais 2 entsteht, im Vergleich zu der Bogenentladung, die beim Schließen der Kontakte des Relais 2 entsteht, eine größere Entladungsenergie und eine längere Dauer aufweist, soll durch die Auslegung, dass der Regelbefehlsgenerator 14 den Erhöhungsbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 ausgibt, nachdem die Kontakte des Relais 2 aufgrund eines vom Relais-Steuerteil 11 ausgegebenen Öffnungsbefehls geöffnet worden sind, mindestens einmal die Bogenentladung mit der größeren Entladungsenergie und längeren Dauer, die beim Öffnen der Kontakte des Relais 2 entsteht, vermieden werden, um die Verschlechterung der Kontaktlebensdauer und die Möglichkeit, dass die Kontakte schmelzen und sich miteinander verbinden, auf ein Minimum zu begrenzen.
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Da das Relais 2 auch nach der Abarbeitung von Schritt S204 Öffnungs- und Schließbewegungen durchführt, wenn das Relais-Steuerteil 11 Öffnungs- und Schließbefehle ausgibt, und der Strom, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, nach der Abarbeitung von Schritt S204 eine größere Stärke hat als im stationären Zustand, wird durch die Bogenentladungen, die bei den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 entstehen, in gleicher Weise wie in dem unter Bezug auf 2 erläuterten Ausführungsbeispiel nach der Abarbeitung von Schritt S103 die Entfernung von Ablagerungen erreicht.
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In Schritt S205 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S104 durchgeführt. D.h. in Schritt S205 wird der Wert des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 gemessen. Der vom Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Widerstandswert wird an den Regelbefehlsgenerator 14 gesendet.
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In Schritt S206 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S105 durchgeführt. D.h. in Schritt S206 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob der in Schritt S205 von dem Messteil 13 für den Kontaktwiderstand gemessene Wert des Kontaktwiderstands unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Wenn in Schritt S206 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands nicht unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es zurück zu Schritt S204 und zu den Öffnungs- und Schließbewegungen des Relais 2 in Abhängigkeit von den Öffnungs- und Schließbefehlen, die von dem Relais-Steuerteil 11 generiert werden, sowie zu der Messung des Werts des Kontaktwiderstands des Relais 2 bei geschlossenen Kontakten des Relais 2. Wenn andererseits in Schritt S206 festgestellt wird, dass der Wert des Kontaktwiderstands unter dem bestimmten Schwellenwert liegt, geht es weiter mit Schritt S207.
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In Schritt S207 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S106 durchgeführt. D.h. in Schritt S207 prüft der Regelbefehlsgenerator 14, ob er vom Relais-Steuerteil 11 einen Schließbefehl empfangen hat. Wenn er in Schritt S207 feststellt, dass er vom Relais-Steuerteil 11 einen Schließbefehl empfangen hat, geht es weiter mit Schritt S208.
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In Schritt S208 wird die gleiche Verarbeitung wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt S107 durchgeführt. D.h. in Schritt S208 gibt der Regelbefehlsgenerator 14 einen Rücksetzbefehl an die regelbare Stromversorgung 12 aus, damit die Stärke des Stroms, der zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, auf die Stärke für den stationären Zustand zurückgesetzt wird. Daraufhin ändert die regelbare Stromversorgung 12 die Leistungseinstellung so, dass die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, auf die Stärke im stationären Zustand zurückgesetzt wird. Nach der Abarbeitung von Schritt S208 geht es zurück zu Schritt S201. Das Relais 2 führt weiter Öffnungs- und Schließbewegungen durch, wenn das Relais-Steuerteil 11 Öffnungs- und Schließbefehle ausgibt; dabei hat der Strom, der bei geschlossenen Kontakten des Relais 2 zwischen den Kontakten fließt, wieder die Stärke für den stationären Zustand. Da wie oben beschrieben die Stärke des Stroms, der im stationären Zustand zwischen den Kontakten des Relais 2 fließt, so festgelegt ist, dass sich die Lebensdauer des Relais 2 durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen der Kontakte entstehen, nicht verschlechtert, kommt es nicht wie bisher dazu, dass sich die Lebensdauer der Kontakte verschlechtert oder die Kontakte schmelzen und sich miteinander verbinden.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Laststeuervorrichtung realisiert werden, die Kontaktfehler eines Relais, das zur Steuerung des Betriebs einer Last verwendet wird, verhindert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, der Strom oder die Spannung zwischen den Kontakten eines Relais gegenüber einem stationären Zustand erhöht, so dass durch die Bogenentladungen, die beim Öffnen und Schließen des Relais entstehen, Oxide und Karbide, die sich auf den Kontakten des Relais 2 abgelagert haben, entfernt und somit Kontaktfehler des Relais verhindert werden. Da speziell die Stärke des Stroms, der bei geschlossenen Kontakten des Relais zwischen den Kontakten des Relais fließt, größer als im stationären Zustand ist, ergibt sich ein großer Effekt für die Beseitigung von Oxiden und Karbiden. Da aber anderseits die Bogenentladung beim Schließen der Kontakte des Relais im Vergleich zu der beim Öffnen eine kleinere Entladungsenergie und eine kürzere Dauer aufweist, kommt es trotz der Tatsache, dass der Strom bei geschlossenen Kontakten des Relais gemäß der vorliegenden Erfindung eine größere Stärke als im stationären Zustand hat, nicht wie bisher dazu, dass sich die Lebensdauer der Kontakte verschlechtert oder die Kontakte schmelzen und sich miteinander verbinden.
