DE2416124A1 - Fehlersuch- bzw. ueberwachungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf digitalbetriebene industrielle Steuer- oder Regelsysteme und betrifft insbesondere ein derartiges System mit einer Vorrichtung zur Erleichterung einer Fehlersuche oder Störungsüberwachung, welche die Ursache für eine Störung im System zu bestimmen vermag.

Bei komplexen Maschinenanlagen, wie Textilmaschinen und Spinnmaschinen, ist es üblich, Störungen und Ausfälle des Systems an einem bestimmten Schaltkreiselement auf die in der USA-Patentanmeldung Serial No. 209 774 vom 20.12.1970 beschriebene

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Weise zu bestimmen und zu beheben. Das Erkennen der Systemarbeitsweise und die Bestimmung von Systemstörungen ist jedoch nicht immer einfach anhand des offensichtlichen Ausfalls eines einzigen Elements oder Bauteils möglich. Beispielsweise kann, im System eine Störung infolge einer Kombination von Zuständen oder Bedingungen an einer Vielzahl von wichtigen, sog. Schlüssel- oder Hauptstellen des Systems auftreten. Außerdem läßt sich der Ausfall eines Elements in einem komplexen System nicht immer einfach durch ein einziges Signal feststellen, und wenn alle Elemente ein Signal erzeugen sollen, wird das System unübersichtlich. Die vorliegende Erfindung und diejenige gemäß der Parallelanmeldung

beziehen sich daher auf das Erkennen von Systemstörungen durch Anwendung von wirksamen Mehrfachsignal-Pehlersuch- bzw. -Überwachungsverfahren, die mit der Arbeitsweise von komplizierten mechanischen Systemen, wie sie z.B. bei Textilmaschinen vorliegen, vereinbar sind.

Bei komplizierten mechanischen und industriellen Systemen ist es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, an Fernbedienungspunkten von Anlagen qualifiziertes Wartungspersonal zu beschäftigen, das eine Systemstörung schnell festzustellen und etwa auftretende Ausfälle schnell und ohne Stillstandszeitverluste zu beheben vermag. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, derartige Systeme mit Fehlersuchhilfen zu versehen, die nicht nur anzeigen, daß eine Störung im System vorliegt, sondern auch die vorzunehmenden Behebungsmaßnahmen, um das System in den Normalbetrieb zurückzuführen, in einer für einen unqualifizierten Beobachter verständlichen Form angeben. Hierfür reicht es nicht aus, einfach auf bekannte Techniken zurückzugreifen und sie an bestehende Systeme anzupassen, was auf die Notwendigkeit für eine gründliche Ausbildung des Wartungs- oder Bedienungspersonals sowie auf andere, damit zusammenhängende Unzweckmäßigkeiten zurückzu-

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führen ist, einschließlich der Unvereinbarkeit mit der Notwendigkeit der Bestimmung von Störungen ohne Vergrößerung der Belastung oder des komplizierten Aufbaus des Systems in einem solchen Ausmaß, daß seine Zuverlässigkeit verringert wird und Störungen noch wahrscheinlicher und noch komplizierter als vorher werden.

Ein wesentliches Problem bestand bisher darin, daß alle Versuche, Einrichtungen zur Peststellung und zur Erleichterung der Behebung von Störungen zu schaffen, zu einer Vergrösserung der Kompliziertheit und zu einer Kostenerhöhung führten. Beispielsweise ist es bekannt, zwei Systeme nebeneinander anzuordnen, um in einem Störungsfall auf das funktionierende System umschalten zu können. Diese Maßnahme erfordert aber die kostspielige Anordnung von zwei vollständigen, betriebsfähigen Systemen, von denen eines so lange außer Betrieb ist, daß es möglicherweise gerade dann nicht arbeitet, wenn es gebraucht wird.

Andere Systeme verwenden Fehlersuchhilfen, welche die Kompliziertheit der Systemkonstruktion und die Belastung vergrössern. Beispielsweise bewirken bei der Verwendung von Relais und Schaltkreisen, die zur Peststellung von z.B. unerwünscht offenen oder kurzgeschlossenen Stromkreisen in vorbestimmten Schaltkreisbahnen dienen, die erforderlichen zusätzlichen Kontakte eine weitere Belastung der Relais, so daß diese im Betrieb weniger zuverlässig werden. Außerdem bieten derartige Systeme nur begrenzte Informationen, welche die Behebung nur einiger weniger Störungen ermöglichen, welche in den ausgewählten Stromkreisbahnen vorkommen können, so daß diese Systeme bei weitem nicht universell verwirklicht und angewandt werden können. Normalerweise bedeutet die Peststellung eines Kurz- oder MasseSchlusses in einem ausgewählten Stromkreis noch nicht die Bestimmung der genauen Stelle der Störung, so daß diese einfach zu beheben wäre. Bei diesen bekannten Syste-

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men· müssen daher andere, unterschiedliche Arten von Kontrollen vorgesehen werden, um allgemeinere, irgendwo im System auftretende Störungen zu behandeln und die genaue Art einer Störung und ihre Behebungsmaßnahme in komplizierten Systemen zu bestimmen.

Bei den meisten Systemen ist es wesentlich, daß die Fehlersuchausrüstung direkt bzw. in das System eingeschaltet mit diesem arbeitet, und zwar vorzugsweise ohne Behinderung oder Abwandlung der Arbeitsweise des Systems. Anderenfalls könnten nur zeitweise und nur unter Betriebsbedingungen auftretende Störungen nicht wirksam festgestellt oder bestimmt werden. Wenn Systeme mit den verfügbaren, bekannten Verfahren im Betrieb einer Fehlersuche unterzogen werden, können infolge der Belastung der Systemelemente oder der Umleitung von Strom- oder Fluidströmungsbahnen und dergl. falsche bzw. Fehlersignale oder zusätzliche Störungen auftreten, die durch die Arbeitsweise oder Störungen der Fehlersuchelemente oder durch Unvollkommenheiten in den routinemäßigen Fehlersuchverfahren hervorgerufen werden können. Beispielsweise kann die Arbeitsweise eines Transistors im allgemeinen nicht im on-line-Betrieb geprüft werden, ohne ihn zu belasten oder Strompfade umzuleiten, so daß die Prüfung nicht realistisch ist und Fehler wahrscheinlicher macht.

Typische Beispiele für Verfahren und Maßnahmen zur Lieferung einer Anzeige von Störungen in einem System sind in den USA-Patentschriften 3 305 772 und 3 034 051 beschrieben. Diese bekannten Verfahren vermögen jedoch nicht die Erfindungsaufgabe zu lösen, weil sie beispielsweise nicht unter normalen Betriebsbedingungen direkt in das System eingeschaltet werden können und zudem nicht die genaue Art einer bestimmten Störung oder die Maßnahmen zu ihrer Behebung angeben.

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Ebenso sind die in Kapitel 19 des von Van Nostrand herausgegebenen Buchs "The Design of Switching Circuit", 1951, von Keister, Ritchie & Washburn beschriebenen Techniken zur Störungsauffindung insofern unzureichend, als das System stärker belastet und durch Störungsdetektoren kompliziert wird, wobei die Störungsfeststellung auf die Peststellung der Störung eines speziellen Bauteils, wie eines Relais oder eines ungewollt an Masse liegenden oder offenen Stromkreises in einem Strompfad, der über eine Reihe von Relaiskontakten geleitet werden muß, stark eingeschränkt ist.

Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind daher nicht geeignet, die Behebung von Störungen in komplizierten Systemen schnell und wirksam zu ermöglichen, ohne den komplexen Aufbau wesentlich zu vergrößern, die Zuverlässigkeit zu vermindern oder die Betriebseigenschaften des Systems zu verändern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Fehlerfeststellung in komplizierten industriellen Steuer- oder Regelanlagen zu verbessern und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, welche in einer in Betrieb stehenden Anlage kontinuierlich eine Fehler- oder Störungsüberwachung durchführt, ohne die Arbeitsweise der Anlage zu stören oder zu verändern und ohne den Aufbau der Anlage wesentlich weiter zu komplizieren.

Die Erfindung bezweckt zudem die Schaffung von Fehlersuch-HiIfseinrichtungen, welche aus der on-line-Betriebsweise eines komplexen Systems spezielle Störungen feststellen und Behebungsmaßnahmen für diese Störungen in einer auch für unqualifizierte oder nicht besonders ausgebildete Bedienungspersonen brauchbaren bzw. verständlichen Form angeben.

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Diese Vorrichtung soll dabei allgemein mit verschiedenen Systemen kompatibel und an diese anpaßbar sein, so daß sie zahlreiche, allgemeine Arten möglicher Störungen festzustellen und anzuzeigen vermag.

Diese on-line-Fehlersucheinrichtung soll auch die Analyse von nur zeitweise auftretenden Systemzuständen ermöglichen.

Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Störungs- oder Fehlersuchvorrichtung, welche mittels Binärwortanzeigen an wichtigen Schlüsselstellen eines Systems eine Kombination von Signalen erzeugt, die spezielle, im Betrieb des komplexen Systems auftretende Systemstörungen darstellen und ein unvorschriftsmäßiges Zusammenwirken von Bauteilen des Systems und nicht nur den Ausfall eines einzelnen Systembauteils oder den Ausfall eines speziellen Einzelteils, an dem ein Störungsanzeiger angebracht ist, anzeigen.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird mit der Erfindung eine Pehlersuch- oder überwachungsvorrichtung geschaffen, welche die jeweilige Art von Störungen in komplizierten industriellen Steuer- oder Regelanlagen, anzeigt, welche zyklisch oder periodisch über eine Folge von Betriebsschritten arbeiten. Eine typische Ausführungsform eines solchen Systems ist eine logische Steuer- oder Regelanlage, die eine Vielzahl automatisch fortschreitender Steuerschritte durchführt, um einen Vor- und Zurückhub eines Mechanismus zu steuern. Störungen werden durch Bezeichnung und Beobachtung einer Anzahl von Hauptsteuerpunkten im System festgestellt, welche sowohl die einwandfreie Arbeitsweise anzeigen als auch die genaue Art der wahrscheinlichen Ursachen für eine Störung im System angeben. Dabei bestimmen Binäranzeiger den jeweils vorliegenden von zwei Betriebsbedingungen oder -zuständen an diesen Haupt-

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steuerpunkten. Eine Sichtanzeigetafel vereinigt dabei alle Binäranzeigen in Form eines Binärworts, das einen bestimmten, vorgegebenen Störungezustand der Anlage bezeichnet. In Verbindung mit einer Fehlerschemakarte, die ungültige Binärworte in Verbindung mit Behebungsanweisungen enthält, gibt jede ungültige Binärwortkombination eine entsprechende Wartungsmaßnahme für einen einzelnen, festgestellten spezifischen Störungszustand an, so daß auch ungeübte Bedienungskräfte die erforderlichen Behebungsmaßnahmen zur Beseitigung der Störung im System ergreifen können.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur näheren Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer industriellen Steuer- oder Regelanlage mit einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 3 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines logi" sehen Steuerelements, das bei der Anlage gemäß Fig.2 Verwendung findet,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche in Binärwortform bestimmte Betriebszustände bei der Anlage gemäß Fig.2 veranschaulicht,

Fig. 5A und 5B eine Aufsicht bzw. eine Schnitt-Seitenansicht einer erfindungsgemäß verwendeten Anzeigetafelkonstruktion zur Anzeige der zusammengeführten Binärworte und

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Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen abgewandelter Anzeigeeinrichtungen, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwendung finden können.

In Fig. 1 ist der allgemeine Systemaufbau in vereinfachter Blockschaltbildform dargestellt. Beim Arbeitssystem 2 handelt es sich um eine industrielle Steuer- oder Regelanlage zur Durchführung einer komplizierten Folge von Arbeitsschritten, wie sie beispielsweise für den Betrieb einer Textilmaschine erforderlich sind. Wie in Verbindung mit Fig. 2 noch näher erläutert werden wird, wird die Regelanlage vorzugsweise zur Durchführung eines Arbeitsvorgangs mittels eines logischen Netzwerks auf digitale Weise über eine automatische Folge von Steuerschritten gesteuert. Beispielsweise kann hierbei ein Hauptantrieb-Arbeitszylinder automatisch über einen Arbeitshub gesteuert werden.

Eine Anzahl von Hauptsteuerpunkten im System wird ausgewählt, um während des on-line- oder Direkt-Betriebs des Arbeitssystems den Zustand der verschiedenen, unter normalen Betriebsbedingungen zu erwartenden Folgeschritte festzustellen. Bei der Auswahl der Lage der Kombination von Hauptsteuerpunkten wird darauf geachtet, daß auch eine Feststellung der wahrscheinlichen Art bestimmter, spezieller, möglicher Störungen im System gewährleistet werden kann. Alle diese Steuerpunkte nehmen im Direktbetrieb der Anlage mindestens einen von zwei Betriebszuständen ein, so daß die Fehlersuchinformation in Binärwortform wiedergegeben werden kann. Im Betrieb der Anlage folgen mithin die Steuerpunkte den Arbeitsschritten bei der zyklischen Arbeitsweise, und die Fehlersuchsignale werden durch eine in Fig. 1 an die Anlage angrenzend dargestellte Einheit 3 geliefert, die eng mit dem Arbeitssystem 2 verknüpft ist. Wie erwähnt, geschieht dies vorzugsweise ohne jegliche Veränderung der Arbeitsweise der

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Anlage und ohne zusätzliche Belastung der Anlage, und ohne daß sie in ihrer Normalbetriebsart weniger zuverlässig wird. In der folgenden Beschreibung sind einige Möglichkeiten erläutert, wie dies erreicht wird.

Auf einer die vereinigten Binärworte anzeigenden Anzeigetafel 4 sind Anzeiger A, B usw. vorgesehen, die zur Lieferung einer Sichtanzeige der genannten Betriebszustände in Form eines Binärworts mittels Signalzufuhrleitungen 5 dienen, so daß sie eine Fehlersuchsignalvereinigung an einer Beobachtungs- oder Überwachungsstelle, gewünschtenfalls sogar an vom Arbeitssystem 2 entfernten Stellen zu liefern vermögen. Das dabei erzeugte, sichtbar wiedergegebene Binärwort A, B usw. kennzeichnet dann den jeweiligen Zustand und zeigt den Normalbetrieb oder eine in irgendeinem Arbeitsschritt in der Steuerfolge des Arbeitssystems 2 auftretende Störung an. Jedes ungültige Fehlersuchwort, das keinen normalen Arbeitsschritt darstellt, kann durch Auswahl entsprechender Hauptsteuerpunkte und durch Untersuchung der Arbeitsweise des Systems spezielle Störungsarten bezeichnen. Auf diese Weise lassen sich Störungen auch durch nicht besonders ausgebildetes Bedienungspersonal schnell beseitigen, das für das betreffende System nicht besonders geschult oder mit diesem nicht sehr gut vertraut ist.

Für das sofortige Ansprechen auf durch die ungültigen Wortkombinationen angezeigte Störungen und für die Behebung dieser Störungen kann daher eine Karte, beispielsweise eine Fehlerschema-Tabelle oder Vergleichskarte 6 - im folgenden kurz Karte genannt - verwendet werden. Diese Karte wird dicht an die Anzeigetafel herangebracht, um die ungültigen Worte durch unmittelbares.Danebenlegen oder Darüberlegen mit den angezeigten Worten zu vergleichen, wobei jedes signifikante ungültige Wort von einer Bezeichnung 8 der möglichen Art oder

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Ursache einer speziellen Störung im System, welche die betreffende ungültige Binärwortkombination verursacht, begleitet ist. Ersichtlicherweise wird mit der Erfindung somit eine digital arbeitende Pehlersuchvorrxchtung geschaffen, die direkt (on-line) in eine industrielle Steueranlage eingeschaltet ist und welche sowohl einen Fehler- oder Störungszustand bezeichnet als auch die spezielle Art Und Weise, auf welche sich dieser Zustand beheben läßt, angibt. Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform des Steuersystems gemäß Fig. 2.

Allgemeiner digitaler Logik-Steuerbetrieb

Im allgemeinen ist es wünschenswert, logische Digitalsysteme ausschließlich auf binärer Basis unter Verwendung von höchstens zwei logischen Werten oder Pegeln zu betreiben, die einfach durch EIN-AUS-Anzeiger und Steuereingänge feststellbar sind. Die erfindungsgemäße Anlage ist daher z.B. durch eine Druckluftquelle fluidbetätigt und sie spricht auf zwei logische und Arbeitsleistungs-Pegel an, nämlich auf Druckmittel mit Atmosphärendruck sowie einem vorbestimmten, über dem Atmosphärendruck liegenden Quellendruck. Logisch erfolgen das Durchschalten bzw. die Ventilsteuerung und die Entlüftung des Druckmittels mit Quellendruck in einem durch druckmittelbetätigte logische Elemente gesteuerten Netzwerk aus Fluidströmungspfaden. Dabei werden die Strömungs- und Druckverhältnisse über verschiedene Netzwerkpfade gesteuert, und die Arbeitsleistung oder Antriebskraft wird zahlreichen Netzwerkpunkten zu Zeitpunkten zugeführt, die mit einem beliebigen gewünschten Steuerzyklus oder einer Antriebsabfolge für einen weiten Bereich von damit kompatiblen, fluidgetriebenen Mechanismen, wie hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, Ventile, Maschinenelemente, Stellungsfühler für Mechanis-

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men und dergl., wie sie bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung beispielhaft als verschiebbarer Kolben 41 dargestellt sind, vereinbar sind.

Eine logische Vorrichtung, die universell in einer derartigen Anlage als Ventil, Gatter oder Tor, Entscheidungs- oder Speichervorrichtung angewandt werden kann, besteht aus einem einfachen, kostensparenden Schichtelement mit zwei hohlen Gehäuseteilen, die zwischen sich eine flexible Membran verspannen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Membran ist durch die Differenz der Drücke des Fluids auf ihren gegenüberliegenden Seiten beaufschlagbar, so daß sie Fluidpfade blockiert oder öffnet und mithin als Ventil wirkt. Die Gehäuseteile weisen dabei jeweils eine oder mehrere Bohrungen als Einlasse und Auslässe für Fluid an den betreffenden Seiten der Membran auf, um dabei die Membran zu steuern und Fluid mit Arbeits- oder Atmosphärendruck unter der Steuerung der auf die Membran einwirkenden Fluiddruckbedingungen durchzulassen. Je nach den Eingangsdruckkombinationen und der Art der Zulä^sse können derartige Elemente Entscheidungen durchführen, Steuerzustände speichern und den Leistungsfluß zu einer Last verstärken oder steuern.

Durch die Steuerung der Fluiddrücke und der Strömungspfade an vorbestimmten Stellen in einem Fluidnetzwerk durch binäre, digitale, logische Netzwerksteuerung mittels der Logikelemente können somit zyklische oder periodische Steuerabfolgen für eine oder mehrere leistungsaufnehmende Vorrichtungen in einfachen, wirkungsvollen, kompatiblen,kompakt gebauten Steuersystem-Verbindungen durchgeführt werden, welche in vielen Fällen die mechanischen Ankopplungselemente ersetzen und welche nach einer einzigen Fluidpfad-Steuerbetriebsart arbeiten. Die Systemlogik kann dabei automatisch über einen vorbestimmten Steuerfolgenzyklus fortschreiten, der durch Änderungen der

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Druckverhältnisse und der Strömungspfade durch das Strömungspfadnetzwerk festgelegt wird und mit der Leistungszufuhr zu mindestens einem druckmittelbetätigten Mechanismus endet.

Beispielhaft für die Art der erfindungsgemäß verwendbaren Steueranlagen ist eine pneumatische Steueranlage zur auf ein Befehlssignal hin erfolgenden Betätigung eines pneumatischen Kolbens über einen einzigen Hubzyklus unter Verwendung einiger fluidbetätigter logischer Steuerelemente zur Zufuhr von Druckluft mit überatmosphärendruck zur Betätigung des Kolbens und der logischen Steuerelemente über den erforderlichen Hubzyklus in Abhängigkeit von einem den Zyklus einleitenden Befehlssignal. In das Netzwerk ist an vorbestimmten Punkten desselben eine Anzahl von auf Druck ansprechenden binären Fehler such- oder Überwachungsanzeigern eingeschaltet, die binäre Informationen zur überwachung oder überprüfung der Arbeitsweise und der Störungszustände liefern. Dabei kann ein bestimmtes Binärwort-Ansprechen zur Kennzeichnung der verschiedenen Arbeitsschritte entwickelt werden, wobei eine ungültige Wortkombination einen Satz von speziellen Störungszuständen bezeichnen kann.

Gemäß Fig. 2 sind mehrere der noch zu beschreibenden logischen Elemente von Fig. 3 schematisch in eine Logikkreiskombination eingeschaltet dargestellt, welche eine automatische Steuerabfolge von Arbeitsgängen hervorbringt, um an verschiedenen Schlüssel- oder Hauptpunkten A, B ... G des Kreises den Fluiddruck und die Strömungspfadkonfigurationen zu steuern. Eine verstellbare, mechanisch betätigbare Hauptarbeitsvorrichtung besteht aus einem Kolben 41, der einen beliebigen zugeordneten Mechanismus antreiben kann. Wie durch den Pfeil 22 angedeutet, wird der Kolben 41 durch die logische Steueranlage in Abhängigkeit von einem Triggereingangssignal aus der

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dargestellten statischen Ruhe- oder Ausgangsstellung in Bewegung gesetzt, so daß er einen vollständigen Hubzyklus durchführt. Dieser Zyklus wird durch einen bewegbaren Starthebel 23 eingeleitet, der mechanisch oder manuell betätigbar sein kann und welcher die Steueranlage automatisch über eine Reihe von Steuerschritten durchschaltet, durch welche der Kolben 4l in den Zylinder 24 eingefahren wird, bis er das gegenüberliegende Zylinderende 25 erreicht, um dann ohne ein weiteres Triggersignal in die dargestellte statische oder Ruhestellung zurückgeführt zu werden.

Die Leistung bzw. Antriebskraft für das logische Netzwerk und den Kolben 41 wird durch eine Fluiddruckquelle 26 geliefert, die Druckluft mit einem - im folgenden mit 1 bezeichneten Druck von z.B. etwa 7,0 kg/cm an einer Auslaßstelle 27 liefert. Das Dreiecksymbol 28 bezeichnet die Verbindung dieser Druckquelle mit anderen Stellen des Systems. Beispielsweise ist die Druckquelle über eine Drossel 30 mit einer Steuerstelle 29 verbunden, so daß dann, wenn die Steuerstelle 29 zur Außenluft hin entlüftet wird, der Fluiddruck der Druckquelle 26 an der Steuerstelle 27 aufrechterhalten wird.

Zur Einleitung des Zyklus mit einem Triggereingangssignalimpuls wird ein Entlüftungsventil 31 durch kurzzeitige Betätigung des Starthebels 23 betätigt, der durch eine Einrichtung 32 federbelastet sein kann, so daß er nach der Betätigung in die Normalstellung zurückkehrt. Das Entlüftungsventil 31 dient zur Entlüftung des Steuerpunkts 29 zur Außenluft über einen Kanal 33» wie bei 34 angedeutet, solange der Starthebel 23 gedrückt wird. Der Fluiddruck am Punkt 29 wird dabei auf den - im folgenden mit 0 bezeichneten - Atmosphärendruck gesenkt. Dieser Vorgang ist in der Darstellung von Fig. 4 für die Punkte A, B ... H angegeben. Wie durch den Druckanzeiger 35 angedeutet, weisen die Blöcke A usw. Anzeigegeräte auf,

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die eine Binäranzeige der Druckwerte O, 1 an den entsprechenden Steuerpunkten (29) liefern. Der Druckanzeiger kann dabei von der in der USA-Patentanmeldung Ser.No. 289 578 vom 15.9·1972 offenbarten Art sein, auf die später in Verbindung mit Fig. 5 noch näher hingewiesen werden wird.·

Zur Bezugnahme sind die Stellen der Steuerpunkte A - H im statischen oder Ruhezustand in Fig. 4 in der ersten Zeile der Darstellung veranschaulicht. Die Binärwortform ändert sich im Verlauf der Steuerbetriebsfolge.

Zur besseren Erläuterung der Arbeitsweise der Steueranlage ist im folgenden die Arbeitsweise der logischen Elemente 36, 47 usw. beschrieben.

Fluidbetatigte Logikelemente

Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäß verwendeten binären Fluid-Logikelements 9 ist in Fig. 3 dargestellt. Die USA-Patentanmeldunf¹ Ser.No. I65 446 (26.7.197D, 165 447 (26.7.1971), 179 844 (13.9.1971) und 186 845 (6.IO.1971) sind auf spezielle Merkmale dieser Logikelemente gerichtet. Grundsätzlich bestehen diese Elemente gemäß Fig.3 aus einer Schxchtkonstruktion in Form einer flexiblen Membran 10 zwischen zwei hohlen Gehäuseteilen 11 und 12, die zu beiden Seiten der Membran 10 zwei getrennte Fluidsteuerkammern 13 bzw. 14 festlegen. In Fig. 2 sind diese logischen Elemente 9 schematisch angedeutet. Die Membran 10 kann eine mittlere, unausgelenkte Stellung bei gleich großen Drücken in beiden Kammern 13» 14 oder eine von zwei ausgelenkten Stellungen, von denen eine in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist, einnehmen, wobei sie je nach der Differenz der in den beiden Kammern 13 und 14 herrschenden Drücke Durchgänge 15 oder 16

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blockiert. Zur Gewährleistung weiterer Steuer- oder Schaltfunktionen können Hilfskanäle 17 und 18 vorgesehen sein. Beispielsweise kann über den Kanal 15 zugeführte Druckluft mit überatmosphärendruck über den Kanal 17 entlüftet werden, um in der Kammer 13 einen praktisch dem Atmosphärendruck entsprechenden Druckpegel einzustellen. Infolge der Strömungspfadverengung bzw. Drossel 19 bleibt der Quellendruck am Einlaß 20 auf überatmosphärendruck. Wenn die einen überdruck liefernde Druckluftquelle gleichzeitig an den Einlaß 16 angekoppelt und der Kanal 18 geschlossen oder auf einem überdruck gehalten werden würde, würde infolge dieses Druckpegels der in der Kammer 14 herrschende Druck den Druck in der Kammer 13 übersteigen, so daß sich die Membran durchbiegen und durch ihre Anlage an der Stelle 21 den Kanal 20 verschliessen würde. Diese Stellung bleibt dann aufrechterhalten, solange der Druckpegel in der Kammer 14 unverändert bleibt. Daraufhin kann eine leistungsaufnehmende Last über den Kanal 18 betätigt werden, so daß sie mit dem durch die Kammer 14 strömenden Druckmittel beschickt wird. Das Element 9 kann mithin als Gatter- oder Schaltelement für das Antriebsfluid oder als logisches Element zur selektiven Änderung oder Speicherung der Strömungspfade oder aber als Entlüftung zur Außenluft hin usw. wirken. Ersichtlicherweise kann das dargestellte, grundsätzliche Element in gewissen Fällen dadurch vereinfacht werden, daß nur einige der Durchgänge oder Zulasse vorgesehen werden. Es vermag z.B. Druckmittel mit einem

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Druck von etwa 7,0 kg/cm in einer kleinen Kammer mit einer Größe von etwa 12,7 mm Durchmesser und etwa 3*2 mm Tiefe zu steuern.

Arbeitsfolge des digitalen Systems

Im folgenden ist nunmehr die Arbeitsfolge nach Betätigung des Hebels 23 beschrieben. Dabei wird der Hochdruckzustand 1 am Punkt A durch die Entlüftung 33 auf den Wert 0 geändert. In-

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folgedessen ändert die Membran im Gatterelement 36 ihre Stellung, so daß der Druck am Punkt C auf 0 übergeht, weil er über die Kammern 37, 38 und die Entlüftung 40 abgelassen wird.

An einem bistabilen Element 47 wird der Quellendruck über einen Einlaßpunkt 45 in beiden Kammern 46 und 48 aufrechterhalten, sofern er nicht über die mit den Auslässen 49, 50 verbundenen Netzwerkpfade abgelassen wird. Wenn an einem Auslaß entlüftet oder der Druck abgelassen wird, verlagert sich die Membran und behält die betreffende Stellung bei, bis an den Zulassen 49» 50 ein entgegengesetzter Differenzdruck auftritt. Polglich wird, wie durch die entgegengesetzten Zustände in Fig. 4 angedeutet, die Seite 48 (D) in einem der Seite 46 (C) entgegengesetzten Zustand gehalten.

Die Druckpegel C und D steuern mithin die Leistungsgatter 55 58, die Druckmittelpfade vom Druckquelleneinlaßpunkt 60 zur Betätigung des Kolbens 41 an den Steuerpunkten P, G herstellen, welche mithin einer ähnlichen Zustandsänderung unterworfen sind.

Im dargestellten statischen Zustand vor Betätigung des Starthebels 23 strömt das Fluid vom Druckquellenpunkt 60 über die Kammer 61 in den Zylinder 24, wodurch der Kolben 41 in der eingezeichneten Stellung gehalten wird. Der Ausstoß vom Zylinder 24 wird am Punkt F vorbei über die Kammer 62 zur Entlüftung 63 abgelassen.

Wenn jedoch der Starthebel 23 betätigt wird und das bistabile Element 47 beim Übergang des Punkts C auf 0 seinen Zustand ändert, wechseln die Membranen in den logischen Elementen 55 - 58 ihre Positionen, so daß sich der Pluidstrom vom Druckquellenpunkt 60 über die Kammer 64 und am Punkt F vorbei um-

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kehrt, so daß der Kolben 21 über seinen Vorwärtshub zum Ende 25 des Zylinders angetrieben und mithin der Zylinder 24 am Punkt G vorbei über die Kammer 65 und die Entlüftung 66 entlüftet wird.

Jedes Gatterelement 55 - 58 arbeitet auf ähnliche Weise zum öffnen oder Schließen eines Druckmittelpfads über die betreffenden Kammern 61, 62, 64 oder 65. Im dargestellten statischen Zustand, in welchem C=I und D=O gilt, sperrt somit der auf die Membranen der Elemente 56 und 58 wirkende Druck den Druckmittelstrom durch die Kammern 64 und 65. Auf ähnliche Weise läßt der Entlüftungszustand (Pegel 0) am Punkt D den Druck 1 der Druckquelle die Strömungspfadkammer 61 des Elements 55 öffnen. Ebenso verlagert der Druck des am Punkt P vorbei entlüfteten Fluids die Membran 62 im Element 57 zum öffnen der Entlüftung 63· Bei einer Zustandsänderung des bistabilen Elements kehrt sich dieser Vorgang auf ähnliche Weise um. Diese Arbeitsfolge bewirkt daher eine Steuerung des Hubs des Kolbens 41 im Zylinder 24 in beide Richtungen durch Umkehrung der Druckmittelzufuhr und Entlüftung an den Punkten P und G vorbei. Das bistabile logische Speicherelement speichert oder hält dabei den jeweiligen Zustand aufrecht, bis ein weiteres Befehlssignal zur Änderung des Steuervorgangs eingeht.

Wenn sich der Kolben 4l aus seiner Ruhestellung herausbewegt, wird ein mechanischer Stellungsfühlerschalter 70 durch eine Feder 69 und eine sich mit der Kolbenstange 71 mitbewegende Anschlagstange 68 betätigt, so daß er sich, wie durch den Pfeil angedeutet, entgegen dem Uhrzeigersinn verlagert und dabei eine Entlüftung 73 schließt. Im statischen Zustand liefert ein Druckquellenpunkt 72 Fluid mit dem Druck 1, während eine Drossel 95 den Punkt B sich auf den entlüfteten Atmosphärendruck 0 einstellen läßt. Gemäß Fig. 2 ändert daher der Punkt B bei der Verschiebung des Kolbens seinen Zustand. Nach

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dem Loslassen des Starthebels 23 kann außerdem der Punkt A in den Zustand 1 zurückkehren.

Bei der Änderung des Punktes B auf den Zustand 1 verlagert sich die Membran des Gatterelements 39» so daß sie die Kammer 38 sperrt und die Entlüftung 40 schließt, um den Punkt C zur Umkehrung des Binärzustands des bistabilen" Elements 47 zu konditionieren. Entweder vor oder nach der Änderung des Punkts B auf 1 kann der Punkt A auf 1 rückgestellt werden. Wenn Punkt A auf den Zustand 1 übergeht, wird der Strömungspfad durch die Kammer 37 des Gatterelements 36 durch den die Membran beaufschlagenden höheren Druck am Punkt A gesperrt. Weil jedoch die an den Punkt C angeschlossenen Strömungspfadleitungen keinen Einlaß für Druckmittel mit dem Druck 1 besitzen, da der Auslaß 49 des bistabilen Elements 47 blockiert bleibt, bleibt der Punkt C auf 0, bis das bistabile Element 47 seinen Zustand umkehrt.

Nach Beendigung des Einfahrhubs des Kolbens wird der Stellungsfühler 78, wie durch den Pfeil angedeutet, gegen die Kraft der Feder 79 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Entlüftung 80 geöffnet wird und der Punkt E unter dem Einfluß der Drossel 81, welche den Druckquellendruck 1 bei 82 beim Abströmen des Druckmittels über die Entlüftung reduziert, auf 0 übergeht.

Da nun der Punkt D an 1 liegt, verlagert sich die Membran des Gatterelements 85 zum öffnen der Kammer 86 und der Entlüftung 87, so daß der Punkt D auf 0 übergeht. Da die Seite C am Auslaß 49 nicht mehr entlüftet wird, wird hierdurch ein Differenzdruck erzeugt, welcher das bistabile Element 47 umschaltet, um den Punkt C wieder auf den Zustand 1 zurückzubringen und die Kolbenantriebskraft vom Druckquellenpunkt auf vorher beschriebene Weise für den Ausfahrhub von P auf G

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umzuschalten. Zu Beginn des Ausfahrhubs verlagert sich der Anschlag 68 vom Entlüftungsschalter 78 weg, wobei die Entlüftung 80 wieder geschlossen und hierdurch der Punkt E auf den Druck 1 zurückgebracht wird. Infolgedessen wird die Entlüftung 87 im Element 85 geschlossen und der Punkt D derart konditioniert oder aktiviert, daß das bistabile Element 47 unter der Wirkung einer Druckänderung am Punkt C wieder umschalten kann.

Hierauf ist der Arbeitszyklus beendet, und der statische Zustand wird wieder hergestellt, wenn der Kolben den Anschlag zum Wiederöffnen des Schalters 70 und der Entlüftung 73 zurückführt, so daß der Punkt B auf den Zustand 0 gelangt. Dabei wird die Entlüftung 40 am Gatterelement 39 geöffnet, so daß der Punkt C auf 0 zurückkehren kann, wenn der Starthebel 23 die Kammer 37 für den nächsten Arbeitszyklus öffnet.

Im folgenden sind der Arbeitszyklus und die Strömungspfadsteuerungen zusammenfassend beschrieben:

Die in Fig. 2 dargestellte, durch die Fluiddruckquelle 26 beschickte Steueranlage läßt bei Betätigung des Starthebels den Kolben 4l automatisch einen vollen Arbeitszyklus aus der statischen Stellung heraus durchführen. Durch die Arbeitsabfolge werden dabei die Pluidpfade und die Drücke an verschiedenen Punkten in der Anlage, deren Hauptsteuerpunkte mit A bis H bezeichnet und in Fig. 4 schematisch dargestellt sind, geändert.

Im statischen Zustand wird das Fluid von der Druckquelle 26 an der Entlüftung 73 vom Einlaß 72 her entlüftet, bis der Arbeitszyklus eingeleitet wird. Da sich der Kolben 4lam Ende des Hubs befindet, wird kein Fluid am Punkt F vorbei über die Kam-

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mer 62 und die Entlüftung 63 entlüftet bzw. abgelassen, während auch kein Fluid am Punkt G vorbei in die Kammer 24 oder vom Druckquellenpunkt 60 her in die Kammer 6l strömt. Die Leistungsverluste sind daher infolge der Drossel 95 gering.

Wenn der Startknopf gedruckt wird, strömt Fluid über die Drossel 30 und die Entlüftung 33. Außerdem ändert sich dabei der Zustand des Punkts C auf 0, wobei Fluid \om Druckquellenpunkt 45 am Punkt C vorbei und über die Kammer 37 ₃ 38 aus der Entlüftung 40 abströmt.

Wenn der Punkt C auf 0 übergeht, beginnt der Arbeitshub des Kolbens, wobei Druckfluid vom Druckquellenpunkt 60 über die Kammer 64 und am Punkt F vorbeiströmt, bis am Ende des Hubs die Entlüftung 78 geöffnet wird. Bei der Verschiebung des Kolbens wird die Entlüftung 73 geschlossen. Am Ende des Hubs wird vorübergehend, bis sich der Kolbenhub zum Wiederschliessen des Schalters 78 umkehrt, Druckfluid am Punkt E vorbei vom Druckquellenpunkt 82 über die Entlüftung 80 entlüftet. Der Schalter 78 bewirkt eine Hubumkehr durch Umschalten des Punkts C auf 1 und des Punkts D auf 0.

Beim Ausfahrhub drängt das vom Druckquellenpunkt 60 gelieferte, am Punkt G vorbei und durch die Kammer 6l strömende Fluid den Kolben 41 zurück, bis der dargestellte statische Zustand wieder erreicht ist.

Wie durch die gestrichelte Linie 99 angedeutet, kann der Arbeitszyklus sich automatisch wiederholend und kontinuierlich durchgeführt werden, indem der Starthebel 23 durch die Anschlagstange 68 des Kolbens 41 betätigt wird, wenn letzterer in die durch das öffnen des Schalters 70 angedeutete Endstellung des Arbeitszyklus zurückgekehrt ist.

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Fehlersuch- oder Überwachungsanzeiger

Infolge der binären Arbeitsweise der logischen Elemente und der Fluiddruckbedingungen kann jeder Arbeitsschritt der Steuerfolge gemäß Fig. 4 in Form eines Binärworts gekennzeichnet werden, wobei die einzelnen Anzeiger A bis H jeweils den an der betreffenden Anzeigerstelle auftretenden Druckzustand 1 oder 0 angeben. Jeder Anzeiger ist an einem Schlüssel- oder Hauptsteuerpunkt des Systems angeordnet und liefert daher mit nur wenigen Fehleranzeigern eine maximale Informationsmenge bezüglich des Zustands und der Arbeitsweise des Systems. Folglich br^aucht der Zustand nicht an jedem Gatteroder Logikelement überwacht zu werden, vielmehr reicht die überwachung der an den verschiedenen, für die Arbeitsweise und die Folgesteuerung des Systems wesentlichen Strömungspfaden angeordneten Elemente aus.

Demgemäß gibt der Punkt A die Arbeitsweise des Startsteuerkreises an, und jede Fehlfunktion der Entlüftung 33 wird am Druckanzeiger A (35) deutlich.

Der Anzeiger B gibt das Schließen des Schalters 70 und mithin die Verschiebung des Kolbens 4l aus der dargestellten Ausfahrstellung an.

Der Anzeiger C zeigt den Zustand der Steuerkreise und der Gatterelemente 56, 58 in der Stellung zur Durchführung der Arbeitshube des Kolbens kl an.

Der Anzeiger D gibt den Zustand der Steuerkreise und der Gatterelemente 55> 57 in der Stellung für die Durchführung der Arbeitshube des Kolbens kl an.

Der Anzeiger E zeigt an, daß der Kolben seinen vollen Vorwärt s-Arbeitshub durchgeführt hat und daß der Rückhub-

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Steuerbefehl gegeben wird.

Die Anzeiger P und G zeigen den Leistungszustand am Kolben an, während der Anzeiger H angibt, ob die Druckquelle 26 betriebsfähig ist.

Anhand dieser Anzeigen lassen sich einzelne Störungen der verschiedenen Strömungspfade oder Steuerkreise in jedem Steuerfolgenschritt oder die Zustände feststellen, wenn das System blockiert und nicht betriebsfähig ist.

Durch Lieferung von Binärworten der zu erwartenden Betriebsbedingungen und durch Verwendung einer Kombination von Anzeigen können jedoch Störungsstellen wirkungsvoller und genauer festgestellt werden. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn Steuer- oder Regelanlagen mit komplexerem Aufbau verwendet werden und die Zugänglichkeit zu den Schaltkreisen, Elementen oder Mechanismen erschwert ist, oder wenn die ausgefallenen Bauteile schnell wieder betriebsfähig gemacht werden müssen.

In Fig. 4 ist das normale Betriebs-Binärwort für jeden normalen Steuerschritt dargestellt, z.B. für den statischen Zustand, in welchem die Anlage den in Fig. 2 dargestellten Zustand einnimmt, das Binärwort lolololl. Mithin kann jeder Arbeitsschritt auf seine normale Arbeitsweise hin überprüft werden.

Zur Veranschaulichtung der Art und Weise der durch die Überwachungsanzeiger ermöglichten Schaltkreisüberwachung sind in Fig. 4 einige mögliche Störungen angegeben. Beispielsweise sei eine Störung mit der ungültigen Kombination ABC = 011 betrachtet. Dies zeigt die Verwendung eines binären Unterworts, wobei jede beliebige Kombination der verfügbaren Anzeiger für

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die Diagnose benutzt werden kann. Kleinere Binärwortgruppen, wie z.B. die dargestellten, eignen'sich für die Erzeugung vereinfachter Spezial-Alarmbedingungen. Bei der Peststellung von Störungen können verschiedene Arten von nicht ordnungsgemäßen Zuständen auftreten, beispielsweise undichte bzw. leckende Strömungspfade, blockierte Strömungspfade oder ausgefallene Logikelemente.

Der Störungsfall 1, in welchem im statischen Zustand ABC = gilt, gibt an, daß das Entlüftungsventil 73 geschlossen oder der Kolben 4l während des Ausfahrhubs steckengeblieben ist.

Nunmehr sei der Störungsfall 2 betrachtet, in welchem der Zustand CD = 11 ungewöhnlich ist und normalerweise im Betrieb nicht auftritt. Hierdurch wird angezeigt, daß das bistabile Element 47 wahrscheinlich eine gebrochene, nicht ausgelenkte oder undichte Membran besitzt. Dies kann weiterhin zur zusätzlichen Anzeige PG = 00 führen, was bedeutet, daß am Zylinder 24 keine Leistung anliegt.

Eine Untersuchung des Störungsfalls 3 zeigt, daß der Zustand PG = 11 besteht, wenn das bistabile Element 47 mit C=I einwandfrei arbeitet. Es wird also eine fehlerhafte Arbeitsweise des Gatterelements 56 angezeigt, welches einen Strömungspfad durch die Kammer 64 öffnet.

Diese Anzeigen veranschaulichen die durch dieses System gelieferte wirkungsvolle Fehleranzeige infolge der binären Steuerungsbetriebsart und der Anzeiger, die in einem fluidbetätigten System angeordnet sind, das sowohl logische Funktionen als auch Betriebsfunktionen, einschließlich der Leistungssteuerung, erfüllt. Die Fehlersuche wird auf diese Weise erleichtert, indem den Störungsfällen 1, 2, 3 usw. entsprechende Fehlerschemakarten zum Vergleichen von bestimmten un-

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gültigen Anzeiger-Wortschemata mit Anweisungen, welche dem Instandsetzungspersonal die genauen, erforderlichen Reparaturanweisungen geben, vorgesehen werden. Gemäß Fig. 1 kann die Karte in Form einer Schablone vorliegen, so daß sie leicht anwendbar ist. Auf diese Weise wird die Wartung einer komplizierten Anlage auch durch Personal mit ungenügender Ausbildung oder nur geringer Fehlerbehebungserfahrung möglich, wodurch eine wirksamere und bessere Steuersystemkombination gewährleistet wird, als dies bisher möglich war.

Das System sieht auch einen vereinfachten automatischen Alarm sowie Abschalt- und Korrekturtechniken vor, beispielsweise gemäß Fig. 2 im Fall von CD = 11, da dieser Zustand ohne weiteres durch eine Vergleichseinrichtung zur Betätigung einer Alarmeinrichtung 98 oder zur Einleitung einer automatisch durchgeführten Korrekturmaßnahme, wie ein sofortiges Abstellen der Vorrichtung, festgestellt werden kann.

Vereinigte Binäranzeigetafel

Die Fig. 5A und 5B veranschaulichen den Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform einer Anzeigetafel, die in einem fluidbetätigten logischen System der Art gemäß Fig. 2 Verwendung finden kann. Die Buchstaben A, B bezeichnen entsprechende Binäranzeigen der Zustände von Hauptsteuerpunkten in zwei feststellbaren Zuständen, im vorliegenden Fall beispielsweise einen hohen Arbeitsdruck des Druckmittels 1 oder Atmosphärendruck 0.

Der grundsätzliche Aufbau der Binärwort-Sichtanzeigetafel 4 ist in Fig. 5B dargestellt, gemäß welcher eine Reihe von Kammern über Zulasse 42 und nicht dargestellte Leitungen mit den Hauptsteuerpunkten z.B. des Systems gemäß Fig. 2 verbunden ist. Zwischen einer z.B. aus Glas bestehenden Frontplatte 43

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und einem aus Metall oder Hartkunststoff bestehenden Tafelblock 4' ist eine Schaumstofflage 44 fest verspannt. Wie auf der Tafel-Stirnseite 4 angedeutet, weist jeder Binäranzeigerabschnitt der Schaumstofflage einen Schlitz 51 auf, der bei niedrigem Druck 0 geschlossen ist und sich bei hohem Druck 1 (52) öffnet, wenn der Schaumstoff zusammengedrückt wird, wodurch eine Sichtanzeige des im System an einer Anzahl von Stellen herrschenden Drucks in einer Anzeigekombination geliefert wird. Der Schaumstoff ist hierbei, wie angedeutet, zusammengedrückt bzw. deformiert, so daß er einen Luftspalt 53 bildet, und wenn die Kammer über einen Zulaß unter Druck gesetzt wird, ö'ffnet sich der Schlitz, wie dies bei 52 angedeutet ist. Die Sichtbetrachtung kann dadurch verbessert werden, daß die Innenfläche der Kammern mit einem reflektierenden überzug versehen und eine damit kontrastierende Außenfläche auf der Schaumstoffschicht 44 vorgesehen wird. Auf diese Weise wird ein einfacher, billiger Anzeiger für die logische Druckmittelsteueranlage geschaffen, welcher die Arbeitsweise des Systems nicht verändert oder das System oder die Steuerpunkte belastet, da die durch diesen Anzeiger ausgeübte Belastung vernachlässigbar ist.

Gemäß Fig. 6 und 7 können auch abgewandelte Ausführungsformen der Steuer- oder Regelanlagen und der Anzeigevorrichtungen gemäß den Merkmalen der Erfindung entweder für sich oder in Hybridsystemen verwendet werden, in denen z.B. ein elektrisches Signal oder die Stellung eines bewegbaren Elements festgestellt werden soll. Ebenso ist die Erfindungslehre auch auf noch weitere Abwandlungen anwendbar.

Gemäß Pig. 6 kann z.B. ein bewegbares Glied 7 aus einem mechanischen Hebel oder einem elektrisch betätigten Kontaktarm oder einer bewegbaren Magnetspule bestehen. Eine Feder kann dazu dienen, das Glied 7 in eine bevorzugte Stellung vorzube-

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lasten. In einem bestimmten Fall kann sich ein Magnet 54 zusammen mit dem Glied 7 derart verlagern, daß er einen Reed- oder Zungenschalter 59 betätigt, der seinerseits in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet ist und eine Lampe 67 an der Anzeigetafel aufleuchten läßt, wodurch eine Sichtanzeige des bewegbaren Glieds 7 bei nur unbedeutender Belastung und mithin ohne Beeinträchtxgung der Arbeitsweise geliefert wird.

Auf ähnliche Weise kann gemäß Fig. 7 eine Spiegelfläche 77 in der strichpunktiert eingezeichneten Stellung einen Lichtstrahl 83 auffangen und ihn durch Spiegelreflexion in ein Lichtfenster 84 werfen, wodurch ohne Belastung des Systems oder Störung seiner Arbeitsweise die Bewegung des Glieds 7 durch eine Sichtanzeige angezeigt wird.

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Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE :

   ( l.j Fehlersuch- bzw. überwachungsvorrichtung zur Anzeige der speziellen Art von Störungen in einem komplexen System, gekennzeichnet durch eine industrielle Steuer- oder Regelanlage, die eine Folge von Arbeitsschritten zur Hervorbringung einer periodischen oder zyklischen Arbeitsweise durchführt, mehrere in der Anlage vorgesehene Schlüssel- oder Hauptsteuerpunkte mit jeweils zwei unterschiedlichen, feststellbaren Betriebszuständen, die zusammen eine Kombination von festgestellten Betriebsbedingungen bilden, welche den on-line- oder Direkt-Betriebszustand der Anlage anzeigen, Einrichtungen zur Feststellung des Einzelzustandes der beiden Betriebsbedingungen an jeder Hauptsteuerstelle während des Betriebs der Anlage, und auf eine ungültige Kombination von Betriebsbedingungen an den Hauptsteuerpunkten ansprechende Einrichtungen zur Kennzeichnung einer bestimmten Störung im System, die durch diese Kombination der Betriebsbedingungen an den Hauptsteuerpunkten bezeichnet wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Feststellung der beiden Betriebszustände Detektoren sind, die eine Binärziffer anzeigen, welche den Betriebszustand darstellt, wobei die Detektoren so ausgelegt sind, daß sie weder die Anlage belasten noch die Betriebsbedingungen beeinträchtigen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

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   zeichnet , daß zumindest ein Teil der Anlage durch ein logisches Steuersystem mit binär betätigbaren logischen Elementen steuerbar ist, welche zwei verschiedene Zustände einzunehmen vermögen und die so zusammengeschaltet sind, daß sie automatisch durch einen Steuerzyklus fortschalten, und daß die Einrichtungen zur Feststellung des Zustands an den Steuerpunkten den Zustand mindestens eines logischen Elements anzeigen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die logischen Elemente Fluid-Steuereinrichtungen sind, welche in Abhängigkeit vom logischen Zustand des jeweiligen Elements einen Fluidströmungspfad zu steuern vermögen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Peststellung der beiden Betriebszustände Detektoren sind, die eine Binärziffer in Form eines Binärworts auf einer Anzeigetafel vereinigt anzeigen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die auf eine ungültige Kombination von Betriebszuständen ansprechende Einrichtung eine Schemakarte ist, die einen vorbestimmten Satz ungültiger Binärworte zum Vergleichen mit dem im Betrieb der Anlage auf der Anzeigetafel angezeigten Wort sowie eine entsprechende Angabe der wahrscheinlichen Ursache für die spezielle Störung in der Anlage trägt, welche in der Anlage aufgrund der dieses bestimmte Binärwort verursachenden Bedingungen auftritt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die den Zustand der beiden Betriebs-

   • bedingungen angebende Einrichtung eine on-line den Arbeits-

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   abfolgeschritten der industriellen Steueranlage folgende Kopplungseinheit zur Erzeugung einer vereinigten Sichtanzeige der Betriebszustände der Hauptsteuerpunkte ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Anlage eine Vielzahl von logischen Elementen aufweist, die in einem Steuer- oder Regelschema miteinander, zusammenwirken und eine auf ein Druckfluid ansprechende Lastvorrichtung aktivieren, und daß die auf mindestens eine ungültige Kombination von Betriebszustanden ansprechende Einrichtung den gleichzeitigen unzulässigen oder fehlerhaften Zustand von mindestens zwei Anlagenelementen während mindestens eines Arbeitsschritts der zyklischen Betriebsart angibt.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf mindestens eine ungültige Kombination von Betriebszustanden ansprechende Einrichtung den gleichzeitigen unzulässigen Zustand von mindestens zwei Anlagenelementen während mindestens eines Arbeitsschritts der zyklischen Betriebsart angibt.

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