DE4411517A1 - Speicherprogrammierbare Steuerungsvorrichtung - Google Patents
Speicherprogrammierbare SteuerungsvorrichtungInfo
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- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
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- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/001—Means for regulating or setting the meter for a predetermined quantity
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description
Die Erfindung betrifft eine speicherprogrammierbare Steuerungsvorrichtung zur
Zuverlässigkeitsprüfung und Funktionskontrolle des Betriebsverhaltens eines
Kühlwassersystems mit einem Durchflußmengenmesser auf Schwebekörper
basis in einer Anordnung zur Überwachung von maschinellen Prozessen,
insbesondere in der Widerstandsschweißtechnik.
Im Zuge der Entwicklung von Kühlsystemen zur Kühlung von sich erwärmen
den Maschinenelementen hat das Kühlsystem eine besondere Bedeutung. Ein
Betrieb von beispielsweise Preßstumpfschweißmaschinen in höheren Lei
stungsbereichen ohne bzw. mit nur unzureichender Wasserkühlung führt zu
einer Beeinträchtigung der Maschinenfunktion, zur Zerstörung von Maschinen
teilen und Transformatoren, oder gar zum Maschinenbrand. Daher ist es
üblich, für den Kühlwasserstrom erwärmungsempfindlicher Maschinenteile eine
Grenzwertüberwachung der Mindestwassermenge als Voraussetzung für die Betriebssicherheit vorzusehen. Zum Einsatz kommen Durchflußmengenmesser
unterschiedlicher Bauart. Dabei sind Wasserqualität und ausreichende
Wasserfiltration ausschlaggebend für die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit
des Kühlsystems.
Einerseits setzt die Verwendung einfacher Durchflußmengenmesser eine auf
wendigere Wasseraufbereitung für eine ausreichende Lebensdauer voraus,
andererseits steigen die Herstellungskosten für Durchflußmengenmesser bei
verminderter Wasserqualität und unzureichender Wasserfiltration. Die verhält
nismäßig wenig aufwendigen Durchflußmesser auf Schwebekörperbasis er
füllen die Wasserdurchflußmengenkontrolle, indem ein magnetisierter Schwe
bekörperkegel durch das durchfließende Wasser angehoben wird und während
der Aufwärtsbewegung einen in der Höhe einstellbaren Schaltkontakt auslöst.
Damit erfolgt die Freigabe von Maschinenarbeitsfunktionen. Der Ringspalt
zwischen Kegel und Schaltspule beträgt je nach Ausführung 0,1 bis 0,3 mm.
Somit besteht die Gefahr, daß bei geringer Wasserreinheit und langem Betrieb
in der Einschaltstellung der Kegel sich in der Schaltspule festsetzt und ein
Unterschreiten der Mindestwassermenge nicht mehr signalisiert. Damit wird
der Einsatz dieser kostengünstigen Lösung sehr in Frage gestellt.
Es sind Durchflußmengenmesser auf Schwebekörperbasis zur Aufrechter
haltung der Betriebssicherheit als Strömungswächter bekannt, die einen im
Volumenstrom mit dem Schwebekörper beweglichen dauermagnetischen
Meßgeber und einen außerhalb des Volumenstromes am Gehäuse angeord
neten, auf den Meßgeber ansprechenden, als Reedkontakt ausgeführten
Schalter aufweisen. Die bekannten Meßeinrichtungen zur Überwachung des
kontinuierlichen Volumenstromes haben sich im meßtechnischen Einsatz gut
bewährt, machen aber bei intakten Durchflußmessern meß- und arbeitstech
nische Schwierigkeiten, sobald flüssige Medien, wie z. B. Kühlwasser im
Kühlwasserkreislauf einer Maschine, eingesetzt werden, die nicht rein sind,
und dazu neigen, Fremdstoffe abzusetzen und die Verengungen im Strö
mungsbereich des Meßkörpers strömungsgeometrisch zu verändern.
Aus der DE-30 26 767 C2 ist ein Signalgeber für den Durchfluß von Flüssig
keiten im Leitungssystem von Haushaltsgeräten mit einem in einem Kunststoff
gehäuse von der Flüssigkeitsströmung anhebbaren, stabähnlichen Schwebe
körper bekannt, der in seinem Hub durch einen oberen und unteren Anschlag
begrenzt ist, wobei der Schwebekörper einen Permanentmagneten trägt, dem
ein außen am Gehäuse angeordneter, auf ihn ansprechender, Schutzgaskon
takt zugeordnet ist. Das von diesem ausgehende Signal ist bei ruhender oder
mit mäßiger Geschwindigkeit strömender Flüssigkeit durch einen vom Magnet
des Schwebekörpers geschlossen gehaltenen Schutzgaskontakt bestimmt. Das
von diesem ausgehende Signal "kein oder nicht ausreichender Flüssigkeits
durchfluß" kann für die Maschinensteuerung benutzt werden, um eine Flüssig
keitszufuhr manuell einzustellen.
Aus der DE-36 41 737 C2 ist eine Durchflußüberwachungsvorrichtung mit
einem Schwebekörper-Durchflußmesser für ein strömendes Flüssigkeits
volumen bekannt, bei der eine vollautomatische, ständige Überwachung der
Flüssigkeitsströmung vorgesehen ist, derart, daß eine Strahlungsquelle und ein
dieser zugeordneter Strahlungsempfänger in einem strahlungsundurchlässigen
Träger angeordnet sind, und der Anzeigekörper als Schwebekörper unter der
Wirkung der Strömung in einem durchsichtigen, sichtbaren Strahlungsweg be
wegbar bzw. anhebbar ist und auf ein Relais einer Steuereinheit einwirkt, um
bei einer eintretenden Störung bzw. Unterbrechung der Flüssigkeitsströmung
die überwachte Maschine selbsttätig stillzusetzen. Im Falle der DE-31 03 187
C2 sind bei einem Schwebekörper-Durchflußmesser mit einer am Meßrohr
angeordneten Mehrfach-Lichtschrankenanordnung die Lichtsender und Licht
empfänger mit Infrarotlicht betreibbar.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Durchflußüberwachungs
einrichtungen besteht darin, daß der den Meßgeber bildende
Schwebekörper in seiner zylindrischen, teilweise konischen Raum
form zusammen mti der ihn umgebenden Gehäusewandung einen engbe
messenen Ringspalt für das ihn durchströmende Medium bildet, der
durch die mitgeführten Verunreinigungen im Medium leicht verändert
und verstopt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im Kühlwasserzu
lauf ein fernbetätigbares Ventil in einer Kombination mit einer
speicherprogrammierbaren Steuervorrichtung in Abhängigkeit von
der gemessenen Durchflußmenge zur Einwirkung auf maschinelle Ab
läufe vorzusehen, welches in bestimmten, periodisch wiederkeh
renden, größeren oder kleineren Zeitabschnitten, die dem Ar
beitsspiel des Produktionsprozesses angepaßt sind, die Durch
flußwassermenge im Kühlwasserzulauf verändert und reguliert. Die
Veränderung kann in positiver und/oder negativer Richtung erfol
gen. Die Verminderung der Wassermenge sollte dabei nur in den
Arbeitspausen in Abhängigkeit von der thermischen Belastung vor
genommen und während eines Maschinentaktes so kurz wie möglich
eingestellt werden. Das programmiert ausgelöste Wassermangelsig
nal und die Überprüfung der Funktionsfähigkeit sowie Funktions
bereitschaft des Durchflußmengenmessers kann durch die Maschinen
steuerung selbst eingeleitet werden.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Zugrundelegung einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeich
nung zeigt die schematische Darstellung einer Durchflußüberwa
chungsschaltungsanordnung.
Im Kühlwasserkreislauf der Maschine wird Kühlwasser durch die
Pumpe 5 mit einem definierten Volumenstrom Q in Umlauf gebracht.
Das Ventil 3 ist dabei geöffnet und der Schaltkontakt 2 des
Durchflußmengenmessers 6 schließt, nachdem der Mindestvolumen
strom Qmin erreicht ist. Das Schließen des Schaltkontaktes 2
wird von der speicherprogrammierten Steuerung SPS1 als Freigabe
signal für den Maschinenbetrieb verarbeitet. Nach Ablauf einer
einprogrammierten Maschinenlaufzeit oder einer bestimmten An
zahl von Arbeitsspielen wird über die speicherprogrammierte
Steuerung 1 das Stellglied 4 des Ventils 3 aktiviert und der
Volumenstrom Q unter Qmin abgesenkt. Bei intaktem Durchflußmen
genmesser 6 signalisiert der nun geöffnete Schaltkontakt 2 Wasser
mangel, wodurch das Stellglied 4 zum Öffnen des Ventiles 3 ver
anlaßt wird. Dabei stellt sich der anfangs definierte Volumen
strom Q wieder ein, was durch Schließen des Schaltkontaktes 2
bestätigt wird. Bei diesem Ablauf bleibt das Freigabesignal für
den Maschinenbetrieb erhalten. Bei nicht funktionsfähigem Durch
flußmengenmesser, z. B. bei der Arbeits- bzw. Anzeigestellung
festsitzendem Schwebekörper bleibt das Öffnen des Schaltkontak
tes 2 bei Schließung des Ventils 3 und Unterschreiten des Min
desvolumenstromes Qmin aus. In diesem Fall wird über die spei
cherprogrammierte Steuerung das Signal "defekte Sicherheitsein
richtung" ausgegeben und die Maschine abgeschaltet.
Claims (3)
1. Speicherprogrammierbare Steuervorrichtung zur Zuverlässigkeitsprüfung und
Funktionskontrolle des Betriebsverhaltens eines Kühlwassersystems mit einem
Durchflußmengenmesser auf Schwebekörperbasis mit einem dauermagne
tischen Meßgeber und einer außerhalb des Strömungsraumes angeordneten,
auf den Meßgeber ansprechenden Schalteinrichtung zur Beeinflussung und
Überwachung eines maschinellen Betriebsablaufs, insbesondere in der Wider
standschweißtechnik, mit einem im Kühlwasserzulauf der Maschine vorge
sehenen fernbetätigbaren Ventil, gekennzeichnet durch die Kombination folgen
der Merkmale:
- a) ein im Schwebekörper integrierter dauermagnetischer Meßgeber ist vorge sehen, der während der Aufwärtsbewegung auf einen außerhalb des Volumen stroms angeordneten, auf die Bewegung ansprechenden Magnetschalter ein wirkt, und
- b) einen Schaltkontakt (2) des Durchflußmessers schließt, nachdem ein Mindestvolumenstrom Qmin erreicht bzw. überschritten ist, und ferner
- c) bei geschlossenem Schaltkontakt (2) der Maschinenbetrieb über die speicherprogrammierte Steuerung (SPS 1) freigegeben wird;
- d) zur Funktionskontrolle und Betriebssicherheitsprüfung während des Betriebs nach Ablauf einer speicherprogrammierten Maschinenlaufzeit bzw. einer vorgebbaren Zahl von Arbeitsspielen die speicherprogrammierte Steuerung (SPS 1) das Stellglied (34) einschaltet, um den Volumenstrom Q mit Hilfe des Ventils (3) kurzzeitig auf einen vorgegebenen Wert unterhalb des Mindest volumenstroms Qmin abzusenken, und
- e) der Durchflußmengenmesser nach Erreichen des für die Wassermangel anzeige vorgesehenen Wassermangelvolumenstroms bei geöffnetem Schalt kontakt (2) das Stellglied (4) zum Öffnen des Ventils (3) über die speicher programmierte Steuerung (SPS 1) betätigt, um den definierten Volumenstrom Q wieder einzustellen, und das Erreichen des Mindestvolumenstroms Qmin mit Hilfe des schließenden Schalters (2) wieder anzuzeigen.
2. Speicherprogrammierbare Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der in den Schwebekörper integrierte dauermagnetische
Meßgeber während der Aufwärtsbewegung nacheinander zeitlich aufeinander
folgend auf mehrere außerhalb des Strömungsraumes angeordneten Magnet
schalter einer Schalteinrichtung einwirkt.
3. Speicherprogrammierbare Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die speicherprogrammierbare Steuervorrichtung (SPS 1)
ausgangsseitig über das Stellglied (34) an das fernbetätigbare Ventil (3)
angeschlossen ist, um in programmiert festgelegten Zeitabständen während
eines Betriebs die Durchflußwassermenge zu steuern, sowie eingangsseitig mit
dem Programmiereingang seiner Speicher an die Ausgänge der Schaltkontakte
(2) des Durchflußmengenmessers (6) über lösbare Streckeneinheiten
angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944411517 DE4411517A1 (de) | 1994-04-02 | 1994-04-02 | Speicherprogrammierbare Steuerungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944411517 DE4411517A1 (de) | 1994-04-02 | 1994-04-02 | Speicherprogrammierbare Steuerungsvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4411517A1 true DE4411517A1 (de) | 1995-10-05 |
Family
ID=6514525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944411517 Withdrawn DE4411517A1 (de) | 1994-04-02 | 1994-04-02 | Speicherprogrammierbare Steuerungsvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4411517A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0992320A2 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-12 | HILTI Aktiengesellschaft | Gerät zur Bearbeitung eines harten Untergrundes |
DE10009229A1 (de) * | 2000-02-28 | 2001-09-13 | Ifm Electronic Gmbh | Kühlwassersteuergerät und Kühlwassersteuerverfahren |
-
1994
- 1994-04-02 DE DE19944411517 patent/DE4411517A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0992320A2 (de) * | 1998-10-09 | 2000-04-12 | HILTI Aktiengesellschaft | Gerät zur Bearbeitung eines harten Untergrundes |
EP0992320A3 (de) * | 1998-10-09 | 2003-04-09 | HILTI Aktiengesellschaft | Gerät zur Bearbeitung eines harten Untergrundes |
DE10009229A1 (de) * | 2000-02-28 | 2001-09-13 | Ifm Electronic Gmbh | Kühlwassersteuergerät und Kühlwassersteuerverfahren |
DE10009229C2 (de) * | 2000-02-28 | 2002-01-17 | Ifm Electronic Gmbh | Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung bei einem Kühlwassersteuergerät |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |