DE102006057529B4

DE102006057529B4 - Kontrollvorrichtung, Energieversorgungssystem und Verfahren

Info

Publication number: DE102006057529B4
Application number: DE102006057529A
Authority: DE
Inventors: Michael Helde; Ekkehard Mann; Christian Fritsch
Original assignee: Huettinger Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2026-12-07
Also published as: DE102006057529A1; KR20080052484A; US20080150361A1; KR101398409B1

Abstract

Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) zum gemeinsamen Überwachen mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d), insbesondere zumindest zweier HF-Generatoren, eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher (40; 92, 98, 100) mit:
– zumindest einem Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114), wobei der zumindest eine Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114) ausgelegt ist, Meldesignale zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu empfangen,
– zumindest einem Signalausgang (22, 24; 66, 68, 70; 116), der mit zumindest einer ersten Logikschalteinrichtung (126) verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen ersten Energieunterbrecher (126a–126d) zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) zu öffnen und/oder zu schließen und mit
– einer gemeinsamen Logikeinrichtung (112), welche ausgelegt ist,
– einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu detektieren und
– bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustands bzw. bei...

Description

Die folgende Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung zum gemeinsamen Überwachen bzw. Kontrollieren mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher, ein Energieversorgungssystem und ein Verfahren zum gemeinsamen Überwachen bzw. Kontrollieren mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen.
Herkömmlicherweise wird eine Stromversorgungseinrichtung, wie beispielsweise ein Hochfrequenzgenerator (nachfolgend als ”HF-Generator” bezeichnet) für industrielle Anwendungen, in einem dafür bereitgestellten Schaltschrank untergebracht. Beispielsweise kann ein HF-Generator zum Betreiben einer Plasmaanlage eingesetzt werden. Um eine ausreichende und korrekte Energieversorgung einer Plasmakammer sicherzustellen, ist es häufig notwendig, dass zwischen dem verwendeten HF-Generator und der Plasmakammer ein oder mehrere Impedanzanpassgeräte eingesetzt werden. Anhand dieser Impedanzanpassgeräte wird sichergestellt, dass das von dem HF-Generator übertragene Signal, welches beispielsweise durch eine parasitäre Impedanz einer Zuführleitung geändert werden kann, einem für die Plasmaerzeugung notwendigen Signal entspricht. Das Ausgangssignal des Impedanzanpassgeräts stellt schließlich das Eingangssignal der Plasmakammer dar.
Falls Wartungsarbeiten an der Plasmakammer durchzuführen sind, ist es notwendig, sicherzustellen, dass der Plasmakammer kein Signal des HF-Generators zugeführt wird, d. h. keine HF-Spannung an einer Elektrode der Plasmakammer anliegt. Gleiches gilt, falls Wartungsarbeiten an einem der Impedanzanpassgeräte durchgeführt werden sollen bzw. eines der Impedanzanpassgeräte beispielsweise ausgewechselt werden soll. Ebenso ist es notwendig, sicherzustellen, dass beispielsweise beim Öffnen eines Schaltschranks, in welchem der HF-Generator untergebracht ist, der HF-Generator frei von Spannung ist.
Herkömmlicherweise kann eine Sicherheitsvorkehrung derart getroffen werden, indem ein oder mehrere Kontakte an Türen, Klappen oder ähnlichen Öffnungen eines Gehäuses der Plasmakammer, des HF-Generators, des Impedanzanpassgeräts und/oder des Schaltschranks des HF-Generators angebracht werden. Wird ein solcher Kontakt beispielsweise durch Öffnen einer Tür geöffnet, kann die Stromzufuhr des HF-Generators unterbrachen werden. Somit wird in einfacher Weise sichergestellt, dass keine Spannung in bzw. an dem System vor- bzw. anliegt, falls beispielsweise Wartungsarbeiten oder ähnliches durchgeführt werden sollen.
Eine derartige Überwachung der Spannungsversorgung bei einer Vielzahl von HF-Generatoren sicherzustellen, insbesondere, falls Gruppen der HF-Generatoren verschiedene Aufgaben übernehmen, ist herkömmlicherweise nur anhand einer aufwendigen Verkabelung aller möglichen elektrischen Bauelemente, insbesondere der Kontrollkontakte und der Vielzahl von HF-Generatoren möglich. Herkömmlicherweise müssen die vorgenannten Geräte und Kontakte aufwendig manuell verkabelt werden, um sicherzustellen, dass keine ungewollte Versorgung der Plasmakammer mit Energie stattfindet.
DE 102 60 726 A1 offenbart ein Stromversorgungssystem mit einer Vielzahl von Stromversorgungsmodulen, wobei mehrere Stromversogungsmodule eine Stromversorgungseinheit bilden können und wobei die Stromversorgungsmodule miteinander verbunden sind und bei Wegfall einer an einen oder mehrere Schützen anliegende Hilfsspannung anhand dieser Schütze eine Stromversorgung unterbrochen wird.
DE 100 20 005 A1 offenbart ein Verfahren, ein Kontrollsystem und ein Fehlerbehandlungssystem zum Kontrollieren eines Stromgenerators für eine Sputteranlage. Das Fehlerbehandlungssystem umfasst Mittel zum Empfang einer Vielzahl von Fehlerstatus-Signalen von der Sputteranlage innerhalb einer vorgegebenen Zeit und Mittel zum Erzeugen von zumindest einem Anweisungssignal, mit welchem die Betriebseigenschaften des Stromgenerators beeinflusst bzw. angepasst werden können.
EP 1 675 155 A1 offenbart ein Plasmaanregungssystem zur Leistungsversorgung eines Plasmaprozesses umfassend eine an einem Netzanschluss anschließbare DC-Stromversorgung und zumindest eine damit verbundenen Mittelfrequenz(MF)-Einheit zur Erzeugung einer AC-Spannung an ihrem Ausgang, wobei der Ausgang der MF-Einheit an Elektroden einer Beschichtungskammer anschließbar ist, sowie eine Regel- und/oder Steuereinrichtung.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in einfacher Weise eine Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers, wie beispielsweise einer Plasmakammer zu überwachen bzw. zu kontrollieren.
Diese Aufgabe wird durch die Kontrollvorrichtung gemäß Anspruch 1, das Energieversorgungssystem gemäß Anspruch 10 und das Verfahren gemäß Anspruch 30 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Kontrollvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung zum gemeinsamen Überwachen bzw. Kontrollieren mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, insbesondere zumindest zweier HF-Generatoren, eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher mit:

– zumindest einem Signaleingang, wobei der zumindest eine Signaleingang ausgelegt ist, Meldesignale zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen zu empfangen,
– zumindest einem Signalausgang, der mit zumindest einer ersten Logikschalteinrichtung verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen ersten Energieunterbrecher zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu öffnen und/oder zu schließen und mit einer gemeinsamen Logikeinrichtung, welche ausgelegt ist,
– einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen zu detektieren und
– bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustands bzw. bei einer Detektion einer Zustandsänderung zumindest einer der Meldeeinrichtungen, anhand der ersten Logikschalteinrichtung die Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu unterbrechen, wobei die Kontrollvorrichtung einen weiteren Signalausgang aufweist, der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu öffnen und/oder zu schließen und wobei die Kontrollvorrichtung zumindest eine Gruppe von Signalausgängen auf, wobei
– jeder Signalausgang der Gruppe von Signalausgängen einen Signalunterbrecher aufweist und
– die Signalunterbrecher der Gruppe von Signalausgängen zwangsgeführt miteinander verbunden sind.

Hilfsantrag
In anderen Worten können zwei oder mehrere Meldeeinrichtungen, wie z. B. herkömmliche elektrische Kontakte, deren Zustand sich beim Öffnen einer Tür ändert bzw. beim Öffnen einer Klappe ändert, usw., anhand einer einzigen Kontrollvorrichtung überwacht werden. Eine Zustandsänderung kann beispielsweise ein Öffnen eines geschlossenen Kontakts bzw. ein Schließen eines geöffneten Kontakts sein. Eine solche Zustandsänderung kann von der Kontrollvorrichtung detektiert werden. Bei Feststellen einer Zustandsänderung, wird auch der Zustand der Logikschalteinrichtung geändert. Beispielsweise kann eine unbetriebene Logikschalteinrichtung aufgrund von Stromzufuhr nunmehr betrieben werden. Alternativ kann auch die Stromzufuhr einer sich im Betrieb befindenden Logikschalteinrichtung unterbrochen werden. Die Logikschalteinrichtung ist derart ausgelegt, dass durch die Zustandsänderung eine Stromversorgung einer oder aller der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen unterbrochen wird. Beispielsweise kann eine oder können mehrere der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, wie beispielsweise ein oder mehrere HF-Generatoren, einen Schalter aufweisen, der auf eine Veränderung des Zustands der Logikschalteinrichtung reagiert, bzw. kann die Logikschalteinrichtung entsprechend ausgelegt sein. Die Logikschalteinrichtung kann hierbei eine elektromagnetische Relaiseinrichtung sein. Insbesondere kann die Logikschalteinrichtung ein so genannter herkömmlicher ”Hilfsschütz-Schalter” sein bzw. Bestandteil eines solchen ”Hilfsschütz-Schalters” sein. Der Signalausgang kann mit genau einer ersten Logikschalteinrichtung verbunden sein. Der Signalausgang kann auch mit zwei oder mehr ersten Logikschalteinrichtungen verbunden sein. Der Signalausgang kann vorzugsweise als erster Signalausgang bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise ist es möglich anhand einer einzigen Kontrollvorrichtung, insbesondere anhand einer einzigen ersten Logikschalteinrichtung der Kontrollvorrichtung, die Stromversorgung einer Vielzahl von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu unterbrechen. In anderen Worten können anhand eines einzigen ersten Relais, beispielsweise eines so genannten ”Hilfsschütz-Schalters”, eine Vielzahl von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, wie beispielsweise HF-Generatoren, von ihrer Stromzufuhr getrennt werden.
Meldeeinrichtungen können beispielsweise Türkontakte eines oder mehrerer HF-Generatoren sein, Kontakte an Zugängen zu einer Plasmakammer bzw. Kontakte an Öffnungsmöglichkeiten von Stromquellen, wie Gleichstromquellen und/oder Wechselstromquellen. Eine Meldeeinrichtung kann auch ein Kontakt in einem Schaltgehäuse der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen sein, etc. Vorteilhafterweise kann eine Vielzahl von Meldeeinrichtungen, wie beispielsweise eine Vielzahl von Schaltkontakten, anhand einer Einheit gemeinsam überwacht werden.
Die Meldesignale der Meldeeinrichtungen können über einen oder mehrere Signaleingänge an die Kontrollvorrichtung übergeben werden. Beispielsweise kann eine Vielzahl von elektrischen Überwachungsschaltern, wie vorangehend beschrieben, in Serie miteinander verbunden sein und mit einem Signaleingang der Kontrollvorrichtung verbunden werden. In anderen Worten werden die Meldekontakte bzw. deren Meldesignale vorzugsweise an einem Signaleingang gesammelt.
Vorteilhafterweise erlaubt somit die bevorzugte Kontrollvorrichtung einen Bedienerschutz, insbesondere bei Plasmaanlagen mit mehreren Einspeisegeräten, wie beispielsweise ein oder mehreren HF-Generatoren, Gleichstromquellen, Impedanzanpassgeräten, usw.
Die Kontrollvorrichtung weist einen weiteren Signalausgang auf, der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu öffnen und/oder zu schließen.
Der weitere Signalausgang kann mit genau einer zweiten Logikschalteinrichtung verbunden sein. Der weitere Signalausgang, d. h. der zweite Signatausgang, kann auch mit zwei oder mehreren zweiten Logikschalteinrichtungen verbunden sein.
Die Kontrollvorrichtung weist zumindest eine Gruppe von Signalausgängen auf, wobei

– jeder Signalausgang der Gruppe von Signalausgängen einen Signalunterbrecher aufweist und
– die Signalunterbrecher der Gruppe von Signalausgängen zwangsgeführt miteinander verbunden sind.

Der Begriff ”zwangsgeführt” im Sinne der Erfindung beinhaltet sinngemäß, dass beispielsweise zwei oder mehrere elektrische Schalter derart mechanisch und/oder elektrisch miteinander in Verbindung stehen, dass bei einer Zustandsänderung eines der Schalter ebenfalls eine Zustandsänderung der anderen, verbleibenden Schalter herbeigeführt wird. In anderen Worten kann ein erster Schalter geöffnet sein, wobei auch der zweite, dritte, usw. Schalter ebenso geöffnet sein kann. Wird der erste Schalter geschlossen, wird auch der zweite, dritte, usw. Schalter geschlossen. Alternativ kann der erste Schalter geöffnet sein und ein weiterer Schalter, nämlich der mit dem ersten Schalter zwangsgeführt verbundene Schalter, kann geschlossen sein. Wird der erste Schalter geöffnet, wird der weitere Schalter folglich aufgrund der zwangsgeführten Verbindung geschlossen. Dies kann sinngemäß für eine beliebige Anzahl Schalter gelten. Beispielsweise können drei, vier, fünf, usw. Schalter zwangsgeführt miteinander verbunden sein, wobei eine Teilmenge der Schalter einen geöffneten Zustand und eine Teilmenge der Schalter einen geschlossenen Zustand aufweisen kann. Alternativ können auch alle Schalter geöffnet oder alle Schalter geschlossen sein.
Befindet sich beispielsweise in der Stromzufuhr eines ersten Geräts, beispielsweise einer ersten Plasmaenergieversorgungseinrichtung, ein erster elektrischer Schalter und in einer Stromzufuhr eines zweiten Gerätes, beispielsweise einer zweiten Plasmaenergieversorgungseinrichtung, ein zweiter elektrischer Schalter, können die beiden Schalter zwangsgeführt verbunden sein. Insbesondere kann dies derart erfolgen, dass der erste Schalter geöffnet ist, wenn auch der zweite Schalter geöffnet ist. Wird der erste Schalter geschlossen, wird auch der zweite Schalter geschlossen. Ebenso gilt, falls der zweite Schalter geschlossen wird, dass auch der erste Schalter geschlossen wird. Die Verbindung kann beispielsweise eine einfache, mechanische Verbindung sein. Die beiden Schalter können z. B. über einen Steg, einen Bügel, etc. verbunden sein. Die Verbindung kann auch eine elektrische, insbesondere eine elektromagnetische Verbindung, beispielsweise anhand eines Elektromagneten sein.
Vorteilhafterweise wird gemäß der vorgenannten bevorzugten Ausführungsform das Ausgangssignal anhand der zumindest zwei Signalausgänge vervielfältigt. Dies wird vorzugsweise anhand der zwangsgeführten Signalunterbrecher erreicht. Die Signalunterbrecher können hierbei einfache elektrische Schalter bzw. Kontakte sein, die derart zwangsgeführt miteinander verbunden sind, dass alle Schalter den gleichen Zustand aufweisen.
In anderen Worten wird die Information, dass sich beispielsweise ein Zustand einer Meldeeinrichtung geändert hat auf eine Vielzahl von Schalter übertragen bzw. auf eine Vielzahl von Signalausgängen übertragen. Dies entspricht einer Vervielfältigung der Meldesignale bzw. des Zustands einer Meldeeinrichtung.
Vorzugsweise kann ein Signalausgang auch mehrere Signalunterbrecher aufweisen. Beispielsweise kann der erste Signalausgang einen ersten Signalunterbrecher, einen zweiten Signalunterbrecher, einen dritten Signalunterbrecher etc. aufweisen. Der zweite Signalausgang kann ebenfalls einen ersten Signalunterbrecher, einen zweiten Signalunterbrecher, einen dritten Signalunterbrecher, etc. aufweisen. Die ersten Signalunterbrecher sind vorzugsweise jeweils zwangsgeführt miteinander verbunden. Ebenso sind die zweiten Signalunterbrecher vorzugsweise jeweils zwangsgeführt miteinander verbunden, sind die dritten Signalunterbrecher vorzugsweise jeweils zwangsgeführt miteinander verbunden, etc.
Eine Gruppe von Signalausgängen kann beispielsweise eine Teilmenge der Gesamtmenge der Signalausgänge sein.
Vorzugsweise ist die Logikeinrichtung mit zumindest einer Logikkontakteinrichtung verbunden, wobei
die zumindest eine Logikkontakteinrichtung mit zumindest einem ersten Energieunterbrecher zumindest einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung zwangsgeführt verbindbar ist.
Weiterhin vorzugsweise ist die Logikeinrichtung mit zumindest einer zweiten Logikkontakteinrichtung verbunden, wobei
die zweite Logikkontakteinrichtung mit einem zweiten Energieunterbrecher der zumindest einen Plasmaenergieversorgungseinrichtung zwangsgeführt verbindbar ist.
In anderen Worten kann zwischen der ersten Logikkontakteinrichtung und dem ersten Energieunterbrecher einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung vorzugsweise eine mechanische Verbindung herstellbar sein. Wird der Zustand der ersten Logikkontakteinrichtung, beispielsweise eines elektrischen Schalters, geändert, wird auch der Zustand des ersten Energieunterbrechers der Plasmaenergieversorgungseinrichtung geändert. Insbesondere ist es möglich, dass die erste Logikkontakteinrichtung geöffnet ist, wenn der erste Energieunterbrecher geschlossen ist. Ist der erste Energieunterbrecher geöffnet, ist zeitgleich die erste Logikkontakteinrichtung geschlossen. Bei einer Fehlfunktion, insbesondere wenn der erste Energieunterbrecher der Energieversorgung aufgrund eines Defekts geschlossen bleibt, d. h. die Stromversorgung der Plasmaenergieversorgungseinrichtung aufgrund des defekten Energieunterbrechers weiterhin geschlossen ist, bleibt die erste Logikkontakteinrichtung geöffnet.
Zusätzlich kann vorzugsweise auch die zweite Logikkontakteinrichtung mit einem zweiten Energieunterbrecher der Plasmaenergieversorgungseinrichtung mechanisch und/oder elektrisch verbunden sein. Folglich geht eine Zustandsänderung der zweiten Logikkontakteinrichtung simultan mit einer Zustandsänderung des zweiten Energieunterbrechers einher. Zusätzlich können auch noch mehrere Logikkontakteinrichtungen, insbesondere eine dritte, eine vierte, etc. Logikkontakteinrichtung vorgesehen sein, welche mit der Logikeinrichtung elektrisch verbindbar sind. Ebenso können weitere Energieunterbrecher, beispielsweise ein dritter, ein vierter etc. Energieunterbrecher der Energieversorgung vorgesehen sein. Insbesondere sind die Logikkontakteinrichtungen in Serie geschaltet und mit einem Eingang und einem Ausgang der Logikeinrichtung verbunden.
Weiterhin vorzugsweise ist die Logikeinrichtung ausgelegt, bei Inbetriebnahme der Kontrollvorrichtung einen Zustand der zumindest einen Logikkontakteinrichtung zu detektieren und
bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung eine Zustandsänderung der Logikschalteinrichtung zu verhindern.
In anderen Worten kann die Logikeinrichtung derart ausgelegt sein, dass die Logikeinrichtung eine Signalausgabe an die ein oder mehrere Logikschalteinrichtungen verhindert, sofern zumindest eine Logikkontakteinrichtung nicht einen vordefinierten Zustand aufweist. In anderen Worten kann beispielsweise die Logikschalteinrichtung nur dann aktiviert werden, wenn alle Logikkontakteinrichtungen geschlossen sind. Da weiterhin vorzugsweise die Logikkontakteinrichtungen mit entsprechenden Energieunterbrechern der Energieversorgung zwangsgeführt verbindbar sind, müssen die zugeordneten Energieunterbrecher folglich geöffnet sein. Sollte aufgrund eines Defekts beispielsweise einer der Energieunterbrecher geschlossen bleiben, bleibt die damit verbindbare Logikkontakteinrichtung geöffnet. Die Logikeinrichtung verhindert somit eine Aktivierung des einen oder der mehreren Logikschalteinrichtungen. Somit werden die verbleibenden Energieunterbrecher der Plasmaenergieversorgungseinrichtung nicht geschlossen. Da ein Betrieb der Plasmaenergieversorgungseinrichtung vorzugsweise nur möglich ist, falls alle Energieunterbrecher geschlossen sind, ist die Plasmaenergieversorgungseinrichtung vorteilhafterweise nicht betreibbar.
Besonders bevorzugt ist die Logikeinrichtung ausgelegt, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung, eine Zustandsänderung eines oder mehrerer Signalunterbrecher einer der Gruppen von Signalausgängen zu verhindern.
In anderen Worten kann, wie oben ausgeführt, die Aktivierung bzw. das Abschalten einer Logikschalteinrichtung aufgrund eines Zustands einer oder mehrerer der Logikkontakteinrichtungen verhindert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass aufgrund der Logikeinrichtung ein oder mehrere Signalunterbrecher geöffnet bleiben bzw. geschlossen bleiben, wenn die Logikeinrichtung einen vorbestimmten Zustand einer oder mehrerer der Logikkontakteinrichtungen detektiert. Gleiches gilt, wenn die Logikeinrichtung ein vorbestimmtes Signal an der Verbindung der Logikkontakteinrichtung(en) mit der Logikeinrichtung detektiert, falls beispielsweise ein Prüfstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke vorliegt oder nicht.
Besonders bevorzugt ist die Logikeinrichtung ausgelegt, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung, selektiv eine Gruppe von Signalausgängen auszuwählen und eine Zustandsänderung der Signalunterbrecher dieser Gruppen von Signalausgängen zu verhindern.
Beispielsweise kann, neben den oben beschriebenen Logikkontakteinrichtungen, ein zusätzliches Paar von Logikkontakteinrichtungen anhand weiterer Eingänge bzw. Verbindungsstellen mit der Logikeinrichtung verbunden sein. Ebenso kann vorzugsweise die Kontrollvorrichtung weitere Signalausgänge aufweisen. Die weiteren Signalausgänge können vorzugsweise getrennt von den vorangehend beschriebenen Signalausgängen von der Logikeinrichtung angesteuert werden. Die weiteren Signalausgänge bzw. die Gruppe von Signalausgängen können Signalunterbrecher aufweisen, welche getrennt von den oben genannten Signalunterbrechern von der Logikeinrichtung angesteuert werden können. Die weiteren Signalunterbrecher können insbesondere zwangsgeführt sein. Weisen die weiteren Logikkontakteinrichtungen beispielsweise nicht einen vorgegebenen Zustand auf, können beispielsweise die Signalunterbrecher in einem geöffneten Zustand bleiben. Weisen hingegen die weiteren Logikkontakteinrichtungen einen vorgegebenen Zustand auf, werden die weiteren Signalunterbrecher geschlossen und ein Signal wird an den entsprechenden, weiteren Signalausgängen bereitgestellt.
An diesen weiteren Signalausgängen könnten weitere Logikschalteinrichtungen angeschlossen sein. Diese weiteren Logikschalteinrichtungen könnten dazu dienen, weitere Plasmaenergieversorgungseinrichtungen an- bzw. abzuschalten. Beispielsweise könnten die oben genannten Plasmaenergieversorgungseinrichtungen HF-Generatoren sein. Die weiteren Plasmaenergieversorgungseinrichtungen könnten Gleichstromquellen sein. Die Energieunterbrecher der HF-Generatoren können mit den vorgenannten Logikkontakteinrichtungen zwangsgeführt verbindbar sein. Die weiteren Logikkontakteinrichtungen können, mit den Energieunterbrechern der Gleichstromquellen zwangsgeführt verbindbar sein. Folglich können, falls ein Defekt in einem oder mehreren der HF-Generatoren bzw. in den entsprechenden Energieunterbrechern vorliegen sollte, diese HF-Generatoren selektiv von einem weiteren Betrieb ausgeschlossen sein. Die Gleichstromquellen hingegen, in welchen kein Defekt vorliegt, können weiter betrieben werden.
Entsprechend können vorzugsweise weitere Signaleingänge vorgesehen sein, welche verschiedene Meldekontakte zusammenfassen. Die Logikeinrichtung kann vorzugsweise ausgebildet sein, entsprechend der eingegangenen Meldesignale, d. h. abhängig davon, an welchem Signaleingang die Meldesignale eingehen, Ausgangssignale zu erzeugen und beispielsweise selektiv Gruppen von Signalausgängen zur Signalausgabe ansteuern. Vorzugsweise können daher, ebenfalls in Abhängigkeit von den Meldesignalen, Gruppen von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen selektiv von einem Betrieb ausgeschlossen werden.
Insbesondere können an einem ersten Signaleingang Meldesignale einer Gruppe identischer Geräte eingegeben werden. Beispielsweise können an einem ersten Signaleingang Meldesignale von Meldekontakten der Plasmakammer eingegeben werden. An einem zweiten Signaleingang können Meldesignale von Meldekontakten der HF-Generatoren eingehen, usw.
Vorzugsweise umfasst die Logikeinrichtung für jede Gruppe von Signalausgängen eine erste Logikkontakteinrichtung und eine zweite Logikkontakteinrichtung.
In anderen Worten wird für jede Gruppe von Signalausgängen ein Paar Logikkontakteinrichtungen bereitgestellt, welche eine erste Logikkontakteinrichtung und eine zweite Logikkontakteinrichtung umfasst. Sind beispielsweise zwei, drei, vier, usw. Gruppen von Signalausgängen vorhanden sind auch zwei, drei, vier usw. Paare von Logikkontakteinrichtungen mit der Logikeinrichtung verbunden. Die Paare der Logikkontakteinrichtung sind hierbei jeweils unabhängig voneinander mit der Logikeinrichtung verbunden. Somit ist das erste Paar Logikkontakteinrichtungen für sich mit der Logikeinrichtung verbunden. Das zweite Paar Logikkontakteinrichtungen ist getrennt von dem ersten Paar Logikkontakteinrichtungen mit der Logikeinrichtung verbunden, usw. Die Gruppe von Signaleinrichtungen kann auch drei, vier, fünf, etc. Signalausgänge umfassen. Entsprechend werden für diese Gruppe drei, vier, fünf, etc. Logikkontakteinrichtungen bereitgestellt.
Besonders bevorzugt umfasst die Kontrollvorrichtung einen Empfänger, welcher ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen, insbesondere digitale Funksignale zu empfangen.
Der Empfänger kann insbesondere mit zumindest einem Signaleingang der Kontrollvorrichtung verbunden sein. Der Empfänger kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, Funksignale, Infrarotsignale, Bluetooth-Signale, LAN-Signale, W-Lan-Signale, etc. zu empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann der Signaleingang, d. h. insbesondere der Empfänger, ausgelegt sein, mittels eines Kupferkabels ”direkt” oder ”digitalisiert” die Meldesignale zu empfangen. Alternativ/zusätzlich kann der Signaleingang, insbesondere der Empfänger ausgelegt sein, die Meldesignale als Lichtsignale von einem Lichtwellenleiter zu empfangen.
Weiterhin vorzugsweise ist zumindest eine der Logikschalteinrichtungen eine elektromagnetische Relaiseinrichtung.
Energieversorgungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem
mit mehreren Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, insbesondere zumindest zwei HF-Generatoren, für zumindest einen elektrischen Verbraucher und mit einer Kontrollvorrichtung zum gemeinsamen Überwachen bzw. Kontrollieren der zumindest zwei Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, wobei die Kontrollvorrichtung

– zumindest einen Signaleingang aufweist, wobei der zumindest eine Signaleingang ausgelegt ist, Meldesignale zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen zu empfangen,
– zumindest einen Signalausgang aufweist, der mit zumindest einer ersten Logikschalteinrichtung verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen Energieunterbrecher zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu öffnen und/oder zu schießen
– eine gemeinsame Logikeinrichtung aufweist, welche ausgelegt ist,
– einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung einer jeden Meldeeinrichtung zu detektieren und
– bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes bzw. bei einer Detektion einer Zustandsänderung einer der Meldeeinrichtungen anhand der ersten Logikschalteinrichtung die Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu unterbrechen, wobei die Kontrollvorrichtung zumindest einen zweiten Signalausgang aufweist, der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung verbunden ist, wobei die zweite Logikschalteinrichtung ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher zumindest einer der Energieversorgungen zu öffnen und/oder zu schließen und wobei die Kontrollvorrichtung zumindest eine Gruppe von Signalausgängen auf, wobei
– jeder Signalausgang der Gruppe von Signalausgängen einen Signalunterbrecher aufweist und
– die Signalunterbrecher der Gruppe von Signalausgängen zwangsgeführt miteinander verbunden sind.

Die Energieunterbrecher können beispielsweise herkömmliche Schalter bzw. Kontakte sein. Die Energieunterbrecher können auch relaisgesteuerte Schalter sein.
Die Kontrollvorrichtung weist zumindest einen zweiten Signalausgang auf, der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung verbunden ist,
wobei die zweite Logikschalteinrichtung ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher zumindest einer der Energieversorgungen zu öffnen und/oder zu schließen.
Die Kontrollvorrichtung weist zumindest eine Gruppe von Signalausgängen auf, wobei

Besonders bevorzugt weist die Plasmaenergieversorgungseinrichtung eine Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen auf, wobei jede Plasmaenergieversorgungseinrichtung zumindest einen ersten Energieunterbrecher aufweist und die ersten Energieunterbrecher der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zwangsgeführt miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Logikeinrichtung zumindest eine erste Logikkontakteinrichtung auf und die zumindest eine erste Logikkontakteinrichtung ist mit den ersten Energieunterbrechern der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zwangsgeführt verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Logikeinrichtung zumindest eine zweite Logikkontakteinrichtung auf und die zumindest eine zweite Logikkontakteinrichtung ist mit den zweiten Energieunterbrechern der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zwangsgeführt verbunden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind

– die erste Logikkontakteinrichtung der Logikeinrichtung und die ersten Energieunterbrecher der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen derart zwangsgeführt verbunden, dass bei geöffneter erster Logikkontakteinrichtung der Logikeinrichtung die ersten Energieunterbrecher der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen geschlossen sind und/oder
– die zweite Logikkontakteinrichtung der Logikeinrichtung und die zweiten Energieunterbrecher der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen derart zwangsgeführt verbunden, dass bei geöffneter zweiter Logikkontakteinrichtung der Logikeinrichtung die zweiten Energieunterbrecher der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen geschlossen sind.

Vorzugsweise ist die Logikeinrichtung ausgelegt, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung, eine Zustandsänderung eines oder mehrerer Signalunterbrecher einer der Gruppen von Signalausgängen zu verhindern.
Weiterhin vorzugsweise ist die Logikeinrichtung ausgelegt, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung, selektiv eine Gruppe von Signalausgängen auszuwählen und eine Zustandsänderung der Signalunterbrecher dieser Gruppen von Signalausgängen zu verhindern.
Bevorzugt umfasst die Logikeinrichtung für jede Gruppe von Signalausgängen eine erste Logikkontakteinrichtung und eine zweite Logikkontakteinrichtung.
Besonders bevorzugt ist das Energieversorgungssystem mit einem Empfänger ausgebildet, welcher ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen, insbesondere digitale Funksignale zu empfangen.
Besonders bevorzugt umfasst das Energieversorgungssystem zumindest eine Sendeeinrichtung, welche ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen, insbesondere digitale Funksignale zu senden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen zumindest zwei der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen getrennte Potentiale auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Energieversorgungssystem zwei oder mehr Anpasseinrichtungen, welche ausgelegt sind, eine Energieausgabe zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtung an den zumindest einen der elektrischen Verbraucher anzupassen, wobei jede Anpasseinrichtung zumindest eine Meldeeinrichtung umfasst und/oder
Das Energieversorgungssystem kann auch eine Anpasseinrichtung umfassen, welche ausgelegt ist, eine Energieausgabe zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtung an den zumindest einen der elektrischen Verbraucher anzupassen, wobei die Anpasseinrichtung zwei oder mehr Meldeeinrichtungen umfasst.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Energieunterbrecher der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen derart miteinander und mit der ersten Logikunterbrecheinrichtung der Logikeinrichtung zwangsgeführt verbunden, dass bei einem defekten ersten Energieunterbrecher die erste Logikunterbrecheinrichtung der Logikeinrichtung geöffnet ist.
Vorzugsweise sind die Logikeinrichtung und die zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen derart miteinander verbunden, dass die Meldeeinrichtungen die Zustandsinformation digital, bevorzugt als digitales Funksignal an die Logikeinrichtung überträgt.
Weiterhin vorzugsweise sind die Meldeeinrichtungen ausgelegt, kontinuierlich ein Signal zu senden und die Logikeinrichtung ist ausgelegt, eine Zustandsänderung zu detektieren, wenn das Signal unterbrochen ist.
Bevorzugt weist das Energieversorgungssystem einen Energieverbraucher auf, wobei der Energieverbraucher zumindest eine Elektrode einer Plasmakammer umfasst.
Besonders bevorzugt umfasst der Energieverbraucher zwei oder mehr Elektroden einer Plasmakammer.
Vorzugsweise umfasst das Energieversorgungssystem einen Energieverbraucher mit einem Laser, insbesondere einem CO₂ Laser.
Weiterhin vorzugsweise umfasst das Energieversorgungssystem zwei oder mehr Impedanzanpasseinrichtungen, welche ausgelegt sind, Ausgangssignale der zwei oder mehr HF-Generatoren derart anzupassen, dass sie als Eingangssignale einer Plasmakammer mit einer oder mehr Elektroden zur Plasmagenerierung angepasst sind.
Bevorzugt ist zumindest eine der Logikschalteinrichtungen eine elektromagnetische Relaiseinrichtung.
Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum gemeinsamen Überwachen bzw. Kontrollieren mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, insbesondere zumindest zweier HF-Generatoren mit den Schritten:

– Überwachen eines Zustands zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen,
– Detektieren eines vorbestimmten Zustandes und/oder einer Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen anhand einer Logikeinrichtung,
– Ändern des Zustandes einer ersten Logikschalteinrichtung, anhand der Logikeinrichtung, wenn ein vorbestimmter Zustand und/oder eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen detektiert wurde,
– Ändern des Zustandes einer zweiten Logikschalteinrichtung, anhand der Logikeinrichtung, wenn ein vorbestimmter Zustand und/oder eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen detektiert wurde,
– Ändern eines Zustands eines Energieunterbrechers zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, insbesondere eines jeden HF-Generators, anhand der Zustandsänderung der ersten Logikschalteinrichtung, so dass eine Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen, insbesondere der beiden HF-Generatoren, unterbrochen wird, wobei

Vorteilhafterweise ist das Verfahren ausgelegt, die Stromzufuhr der zumindest zwei Plasmaenergieversorgungseinrichtungen zu überwachen bzw. zu kontrollieren.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Schritt einer Detektion eines Zustandes eines Logikstromkreises. Der Logikstromkreis umfasst insbesondere zwei oder mehr Logikkontakteinrichtungen. Folglich kann vorzugsweise festgestellt werden, ob zumindest eine Logikkontakteinrichtung geöffnet ist.
Weiterhin vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Schritt eines Verhinderns einer Signalausgabe, beispielsweise durch Unterbrechen der Signalausgabe, an zumindest einem der Signalausgänge, wenn der Zustand zumindest einer der Logikkontakteinrichtungen als geöffnet detektiert wurde. Dies kann durch Unterbrechen eines Stromkreises erfolgen.
Weiterhin vorzugsweise wird der Schritt Detektion eines Zustandes eines Logikstromkreises wiederholt durchgeführt, insbesondere wenn der Betrieb der zumindest einen Plasmaenergieversorgungseinrichtung aufgenommen wird. In anderen Worten wird die Detektion eines Zustandes eines Logikstromkreises immer dann durchgeführt, wenn die Stromzufuhr zumindest einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung aktiviert wird bzw. aktiviert werden soll.
Die vorliegende Erfindung kann als Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder als Signal verwirklicht werden, welches, wenn geladen in und ausgeführt von einem Computer, bewirkt, dass der Computer ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt.
Die vorangehende Beschreibung der Aspekte der Erfindung ist nicht auf die jeweiligen Aspekte beschränkt. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den jeweiligen Aspekten sinngemäß für die weiteren Aspekte der Erfindung. Insbesondere gelten die Ausführungsformen in Hinsicht auf die Kontrollvorrichtung bzw. bevorzugte Ausführungsformen der Kontrollvorrichtung sinngemäß für das Energieversorgungssystem und das Verfahren.
Figurenbeschreibung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Einzelne Elemente der beschriebenen Ausführungsformen sind nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können Elemente der Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden und neue Ausführungsformen dadurch erstellt werden.
Es zeigt
1: eine schematische Ansicht eines bevorzugten Energieversorgungssystems;
2: eine schematische Ansicht eines bevorzugten Energieversorgungssystems,
3: eine schematische Ansicht eines bevorzugten Energieversorgungssystems,
4: einen beispielhaften Schaltplan.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Vakuum Plasma Systems 10 als bevorzugtem Energieversorgungssystem, mit einem ersten HF-Generator 12 und einem zweiten HF-Generator 14 als bevorzugte Plasmaenergieversorgungseinrichtungen. Der erste HF-Generator 12 ist beispielsweise mit einem Signalausgang von 13,56 MHz ausgebildet. Der zweite HF-Generator 14 ist beispielsweise mit einem Signalausgang von 3,39 MHz ausgebildet. Ferner umfasst das Vakuum Plasma System 10 eine so genannte ”Interlock-Verteilerbox” 16 als bevorzugte Kontrollvorrichtung. Die Interlock-Verteilerbox 16 hat Signaleingänge 18, 20 und Signalausgänge 22, 24. Die Signaleingänge 18, 20 sind mit Meldekontakten bzw. -schaltern 26, 28 als bevorzugte Meldeeinrichtungen verbunden. Die Begriffe ”Schalter” und ”Kontakt” werden im Sinne dieser Erfindung synonym verwendet. Hierbei werden Kontakte bzw. Schalter, die einen Stromkreis schließen als ”Schließer” bezeichnet. Kontakte bzw. Schalter, die einen Stromkreis öffnen werden als ”Öffner” bezeichnet.
Der Meldekontakt 26 kann beispielsweise mit einer Abdeckung einer so genannten ”Matchbox” als bevorzugter Impedanzanpasseinrichtung verbunden sein. Die Matchbox ist beispielhaft durch Schaltkreis 32 dargestellt. Wird beispielsweise die Abdeckung 30 geöffnet, wird auch der Meldekontakt 26 geöffnet, d. h. ein Stromfluss durch den Meldekontakt 26 verhindert. Meldekontakt 26 ist ein beispielhafter „Öffner”. Ebenso ist ein Stromfluss durch den Signaleingang 18 nicht mehr möglich, was von der Interlock-Verteilerbox 16 detektiert werden kann. Beispielsweise kann ein geringer Hilfsstrom durch den Meldekontakt fließen und der Hilfsstrom von der Interlock-Verteilerbox 16 überwacht bzw. detektiert werden. Fließt kein Hilfsstrom mehr, da der Meldekontakt 26 geöffnet ist, kann dies anhand der Interlock-Verteilerbox 16 detektiert werden.
In analoger Weise ist eine Abdeckung 34 einer zweiten ”Matchbox” dargestellt. Die zweite Matchbox ist beispielhaft anhand des Schaltkreises 36 dargestellt. Ist die Abdeckung 34 geöffnet, ist auch der Meldekontakt 28 geöffnet, wodurch ein Stromfluss durch den Meldekontakt 28 nicht mehr möglich ist, was anhand der Interlock-Verteilerbox 16 detektierbar ist. In diesem Fall ist, wie bei dem Signaleingang 18, kein Stromfluss durch den Signaleingang 20 möglich, da der Meldekontakt 28 geöffnet ist. Dies kann von der Interlock-Verteilerbox 16 detektiert werden.
Sobald die Interlock-Verteilerbox 16 detektiert, dass Meldekontakt 26 und/oder Meldekontakt 28 geöffnet sind, wird ein Signal durch den Signalausgang 22 und/oder den Signalausgang 24 ausgegeben. Anhand des Signals wird die Stromversorgung des HF-Generators 12 und/oder des HF-Generators 14 unterbrochen. Es ist möglich, dass die Signalausgänge 22, 24 als ein einziger Signalausgang ausgebildet sind. Somit können beide HF-Generatoren 12, 14 bei Detektion eines geöffneten Meldekontakts 26, 28 von einer Stromzufuhr getrennt werden. Wird beispielsweise der HF-Generator 12 von dem Stromnetz getrennt, kann über Leitung 38 kein Signal mehr an eine Elektrode 40 der Plasmakammer 42 übermittelt werden bzw. wird keine Spannung mehr durch den HF-Generator 12 an der Elektrode 40 angelegt. In anderen Worten wird, sobald die Abdeckung 30 geöffnet ist, verhindert, dass innerhalb der Plasmakammer 42, in welcher die Matchbox 32 bzw. in dessen Nähe die Matchbox 32 angeordnet ist, eine Spannung angelegt wird. Vorteilhafterweise ist daher beispielsweise Wartungspersonal, welches die Kammer zur Wartung anhand der Abdeckung 30 öffnet, vor Verletzungen bzw. Gefährdung der Gesundheit durch Spannung-/Stromschläge geschützt. Gleiches gilt in analoger Weise, falls die Abdeckung 34 geöffnet wird. In diesem Fall wird die Stromversorgung des HF-Generators 14 unterbrochen und es kann kein Strom durch Leitung 44 in die Elektrode 40 der Plasmakammer 42 fließen. In anderen Worten wird ein Stromfluss in die Plasmakammer 42 verhindert. Der vorgenannte Begriff ”Signal” ist im Sinne dieser Anmeldung gleichbedeutend mit dem Begriff ”elektromagnetisches Signal”, insbesondere mit (hoher) Spannung und/oder (hohem) Stromfluss.
2 zeigt, analog zu 1, ein Vakuum Plasma System 50 als bevorzugtes Energieversorgungssystem. Das Vakuum Plasma System 50 umfasst einen ersten HF-Generator 52, einen zweiten HF-Generator 54 und einen dritten HF-Generator 56. Ferner umfasst das Vakuum Plasma System 50 eine Interlock-Verteilerbox 58. Die Interlock-Verteilerbox 58 weist Signaleingänge 60, 62, 64 und Signalausgänge 66, 68, 70 auf. Ferner sind in 2 Matchbox 72, Matchbox 74 und Matchbox 76 dargestellt, wobei Matchbox 72 eine Abdeckung 78 aufweist, Matchbox 74 eine Abdeckung 80 aufweist und Matchbox 76 eine Abdeckung 82 aufweist. Weiterhin ist in Matchbox 72 ein Meldekontakt 84 angeordnet, in Matchbox 74 ein Meldekontakt 86 angeordnet und in Matchbox 76 ein Meldekontakt 88 angeordnet. Die Signaleingänge 60, 62, 64 können zu einem Signaleingang zusammengefasst sein.
Wird die Abdeckung 78 der Matchbox 72 geöffnet, kann die Interlock-Verteilerbox 58 dies detektieren. Insbesondere ist kein Stromfluss durch den Signaleingang 60 möglich, was ebenfalls anhand der Interlock-Verteilerbox 58 detektiert werden kann.
Entsprechend kann die Interlock-Verteilerbox 58 an den Signalausgang 66 ein Signal ausgeben, welches die Stromversorgung des HF-Generators 52 unterbricht. Folglich wird von dem HF-Generator 52 auch keine HF-Spannung anhand einer Leitung 90 durch die Matchbox 72 hindurch an eine Elektrode 92 einer Plasmakammer 94 abgegeben bzw. fließt kein Strom durch die Leitung 90. Die HF-Generatoren 54, 56 können beispielsweise unabhängig davon weiter betrieben werden.
Wird die Abdeckung 80 der Matchbox 74 geöffnet, wird entsprechend durch Signaleingang 62 ein Signal in der Interlock-Verteilerbox 58 generiert, ein entsprechendes Signal anhand des Signalausgangs 68 beispielsweise an HF-Generator 54 übermittelt und HF-Generator 54 nicht weiter betrieben. Folglich wird auch hierbei vermieden, eine HF-Spannung anhand einer Leitung 96 durch die Matchbox 74 hindurch, an einer Elektrode 98 der Plasmakammer 94 anzulegen. Zusätzlich kann auch anhand von Signalausgang 70 ein Signal an den HF-Generator 56 gesandt werden, aufgrund dessen der Betrieb des HF-Generators 56 unterbrochen wird. Folglich liegt auch keine Spannung an einer Elektrode 100 der Plasmakammer an, welche über eine Leitung 102 mit dem HF-Generator 56 verbunden ist.
Alternativ kann auch bei Öffnen einer der Abdeckungen 78, 80, 82 der Betrieb aller HF-Generatoren 52, 54, 56 unterbrochen werden. Vorteilhafterweise kann dadurch kein Spannungsüberschlag von einer betriebenen Elektrode 92, 98, 100 erfolgen, wodurch auch kein Spannungsüberschlag zwischen den einzelnen Elektroden 92, 98, 100 möglich ist.
Ferner kann ein weiterer Meldekontakt (nicht gezeigt) an einer Abdeckung (nicht gezeigt) zu der Plasmakammer angeordnet sein, und bei Öffnen dieser Abdeckung ein oder mehrere der HF-Generatoren 52, 54, 56 nicht weiter mit Strom versorgt werden.
3 zeigt ein weiteres, bevorzugtes Vakuum Plasma System 104 ähnlich, zu dem in 1 gezeigten Vakuum Plasma System 10. Das Vakuum Plasma System 104 umfasst Sendeeinrichtungen 105a, 105b und Empfangseinrichtungen 106a, 106b. Ferner umfasst das Vakuum Plasma System 104 eine zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108. Die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 ist hierbei vorzugsweise mit der Interlock-Verteilerbox 16 in Signalaustausch. Insbesondere kann die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 einen oder mehrere der Signaleingänge 16, 20 und/oder einen oder mehrere der Signalausgänge 22, 24 (gezeigt in 1) der Interlock-Verteilerbox 16 ersetzen. Folglich kann die Interlock-Verteilerbox 16 anhand der Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 in Signalaustausch mit einer Vielzahl von Elementen des Vakuum Plasma Systems 104 sein. Beispielsweise kann die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 von den Sendeeinrichtungen 105a, 105b Signale empfangen. Die Sendeeinrichtungen 105a, 105b können hierbei in Kontakt mit einem oder mehreren der Meldekontakte 26, 28 stehen und einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung eines oder mehrerer der Meldekontakte 26, 28 an die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 übermitteln. Insbesondere kann die Signalübertragung über Funk, W-Lan, Bluetooth, Infrarot, usw. durchgeführt werden. Die Meldekontakte 26, 28 können hierbei über eine eigene Energieversorgung (nicht gezeigt) verfügen und/oder mit der Energieversorgung beispielsweise eines der Schaltkreise 32, 36 verbunden sein.
Ferner sind in 3 Empfangseinrichtungen 106a, 106b dargestellt. Die Empfangseinrichtungen 106x, 106b sind insbesondere in Signalaustausch mit der zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108. Stellt beispielsweise die Interlock-Verteilerbox 16 fest, dass eine Zustandsänderung eines der Meldekontakte 26, 28 statt gefunden hat, kann anhand der zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 ein entsprechendes Signal an eine oder mehrere Empfangseinrichtungen 106a, 106b übermittelt werden. Der Betrieb eines oder mehrerer der HF-Generatoren 12, 14 wird daraufhin unterbrochen. Zusätzlich oder alternativ kann/können ein oder mehrere der HF-Generatoren 12, 14 über eigene Meldekontakte (nicht gezeigt) verfügen, die über eigene Sendeeinrichtungen (nicht gezeigt) in Signalaustausch mit der zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 stehen. Tritt beispielsweise eine Zustandsänderung eines (nicht gezeigten) Meldekontaktes des HF-Generators 12 auf, wird ein entsprechendes Signal an die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 übermittelt und von der Interlock-Verteilerbox 16 ausgewertet. Entsprechend kann anhand der zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 ein Signal an einen oder mehrere der HF-Generatoren 12, 14, bzw. deren Empfangseinrichtungen 106a, 106b übermittelt werden, so daß der Betrieb eines oder mehrerer der HF-Generatoren 12, 14 unterbrochen wird. Der Signalaustausch zwischen den HF-Generatoren 12, 14 und der zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 kann auch anhand der Empfangseinrichtungen 106x, 106b durchgeführt werden. In anderen Worten kann eine oder mehrere der Empfangseinrichtungen 106x, 106b auch ausgelegt sein, Signale zu senden. Es können daher Signale von einem oder mehreren Meldekontakten (nicht gezeigt) der HF-Generatoren 12, 14 anhand der Empfangseinrichtung(en) 106x, 106b an die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 übermittelt werden.
In anderen Worten kann die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 die Signalausgänge 22, 24 und Signaleingänge 18, 20 der Interlock-Verteilerbox 16 ersetzen. Analog können die Sendeeinrichtungen 105a, 105b und die Empfangseinrichtungen 106a, 106b die Signalleitungen zwischen den Meldekontakten 26, 28 und der Interlock-Verteilerbox 16 und die Signalleitungen zwischen den HF-Generatoren 12, 14 und der Interlock-Verteilerbox 16 ersetzen.
Die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 kann beispielsweise integraler Bestandteil der Interlock-Verteilerbox 16 sein. Die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 kann beispielsweise bei der Herstellung der Interlock-Verteilerbox 16 integriert sein. Alternativ kann die Interlock-Verteilerbox 16 auch mit einer zentralen Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 nachgerüstet werden. Hierbei kann die zentrale Master-Empfangs-Sendeeinrichtung 108 signaltechnisch mit den Signaleingängen 18, 20 und den Signalausgängen 22, 24 der Interlock-Verteilerbox 16 verbunden werden. Analog können auch ein oder mehrere der Meldekontakte 26, 28 bzw. der Matchboxen 72, 76 (gezeigt in 2) mit Sendeeinrichtungen 105a, 105b nachgerüstet werden oder entsprechend ausgetauscht werden. Ebenso können die HF-Generatoren mit Empfangseinrichtungen 106a, 106b nachträglich ausgestattet werden.
Das Vakuum Plasma System 104, wie in 3 gezeigt, kann daher identisch zu dem in 1 gezeigten Vakuum Plasma System 10 sein, bis auf die Ausnahme, dass der Signalaustausch zwischen den Meldekontakten 26, 28 und der Interlock-Verteilerbox 16 und den HF-Generatoren 12, 14 drahtlos ist. Entsprechend kann auch der Signalaustausch in dem Vakuum Plasma System 50, wie in 2 gezeigt, drahtlos sein, indem entsprechende Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen eingesetzt werden.
4 zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung mit einer Kontrollvorrichtung 110. Die Kontrollvorrichtung 110 umfasst beispielsweise ein herkömmliches Sicherheitsschaltgerät 112 als bevorzugte Logikeinrichtung 112. Eine solche Logikeinrichtung 112 kann beispielsweise ein Sicherheitsschaltgerät sein, welches in NOT-AUS-Einrichtungen nach EN 418 und in Sicherheitsstromkreisen nach VDE 0113 Teil 1 (11.98) bzw. EN 60 204-1 (11.98) verwendet wird, z. B. bei beweglichen Verdeckungen und Schutztüren. Insbesondere kann die Logikeinrichtung ein Sicherheitsschaltgerät umfassen, welches je nach äußerer Beschaltung Kategorie 3 und/oder 4 nach DIN EN 954-1 erreicht.
Herkömmlicherweise besitzt ein Sicherheitsschaltgerät zwei Freigabekreise (sichere Kreise) als Schließerkreise. Beim Einschalten werden die interne Schaltung des Sicherheitsschaltgerätes und die externen Schütze auf korrekte Funktion (klebende bzw. verschweißte Kontakte) überprüft. Hierzu wird beispielhaft auf die obige Beschreibung der Interlock-Verteilerbox 58 verwiesen.
Wird beispielsweise der Interlockkreis der Interlock-Verteilerbox 58 unterbrochen, z. B. durch Öffnen einer Abdeckung oder durch Drahtbruch, so wird die Versorgungsspannung am Signaleingang 114 (siehe unten), vorzugsweise etwa 24 V, am Sicherheitsschaltgerät 112 unterbrochen und der Freigabekreis des Sicherheitsschaltgerätes 132a, 132b, 134a, 134b (siehe unten) öffnet sicher. Dadurch öffnen die Hilfsschütze 126, 128 als bevorzugte Relais 126, 128 (siehe unten) redundant die Schaltkreise 126a, 126b, 126c, 126d sowie 128a, 128b, 128c, 128d (siehe unten). Durch die Serienschaltung der Schaltkontakte von Relais 126 und Relais 128 wird redundant abgeschaltet.
Die Elemente 126a, 126b, 126c, 126d sowie, 128a, 128b, 128c, 128d sind Schließer, 126e sowie 128e sind Öffner. Sie sind zwangsgeführt. Wenn z. B. Hilfsschütz 126a klebt, bleibt der Kontakt 126e geöffnet, dadurch werden Logikelemente 132 und 134 nicht angesteuert.
Die Logikeinrichtung 112 hat einen Signaleingang 114 und zwei Signalausgänge 116, 118. Ferner hat die Logikeinrichtung eine Verbindungsstelle 120 zum Verbinden mit zwei Logikkontakteinrichtungen 126e, 128e. Die Logikkontakteinrichtungen 126e, 128e können herkömmliche elektrische Schalter bzw. Kontakte sein.
Die Logikkontakteinrichtungen 126e, 128e sind mit Schaltern 126a und 128a eines ersten HF-Generators 130a zwangsgeführt verbunden. In anderen Worten kann zwischen dem Schalter 126e und dem Schalter 126a eine mechanische Verbindung vorliegen, so dass, wenn der Schalter 126e geöffnet wird, der Schalter 126a geschlossen wird. Analog kann zwischen dem Schalter 128e und dem Schalter 128a eine derartige mechanische bzw. elektrische insbesondere elektromagnetische Verbindung vorliegen, dass, wenn Schalter 128e geöffnet wird, Schalter 128a geschlossen wird.
Ferner sind in 4 ein zweiter HF-Generator 130b, ein dritter HF-Generator 130c und ein vierter HF-Generator 130d dargestellt. Der HF-Generator 130b hat Schalter 126b, 128b. Der HF-Generator 130c hat Schalter 126c, 128c und der HF-Generator 130d hat Schalter 126d, 128d. Die Schalter 126a, 126b, 126c, 126d sind vorzugsweise zwangsgeführt miteinander verbunden, d. h. die Schalter 126a, 126b, 126c, 126d lassen sich nur gemeinsam öffnen und schließen. Ebenso sind die Schalter 128a, 128b, 128c, 128d zwangsgeführt miteinander verbunden. Wird somit die Logikkontakteinrichtung 126e, d. h. der Schalter 126e der Logikeinrichtung 110 geöffnet, werden die Schalter 126a, 126b, 126c, 126d alle gemeinsam geschlossen und umgekehrt.
Weiterhin sind in 4 ein Schalter 132a und ein Schalter 132b gezeigt. Die Schalter 132a, 132b sind zwangsgeführt miteinander verbunden.
Ferner ist in 4 der Schalter 134a und der Schalter 134b gezeigt. Die Schalter 134a und 134b sind zwangsgeführt miteinander verbunden. Außerdem sind die Schalter 132a, 134a mit dem Signalausgang 116 verbunden. Sind die Schalter 132a, 134a geschlossen, kann über den Signalausgang 116 ein Signal an ein erstes Relais 126 als bevorzugte erste Logikschalteinrichtung gegeben werden. Ebenso gilt für die Schalter 132b, 134b, dass, wenn sie geschlossen sind, ein Signal über den zweiten Signalausgang 118 an ein zweites Relais 128 als bevorzugte zweite Logikschalteinrichtung ausgegeben werden kann.
Das Relais 126 steht derart in Kontakt mit einem der Schalter 126a, 126b, 126c, 126d, dass das Relais 126 diesen Schalter betätigen kann. In anderen Worten wird über den Signalausgang 116 an das Relais 126 ein Signal ausgegeben und dadurch das Relais von einem aktiven in einen inaktiven Zustand übergeführt oder von einem inaktiven in einen aktiven Zustand. Entsprechend wird der daran gekoppelte Schalter, beispielsweise Schalter 126a geöffnet oder geschlossen. Folglich werden die mit Schalter 126a zwangsgeführt verbundenen Schalter 126b, 126c, 126d ebenso geöffnet oder geschlossen. Gleiches gilt für des Relais 128 und die Schalter 128a, 128b, 128c, 128d in analoger Weise. Ferner sind die Schalter 132a und 132b zwangsgeführt miteinander verbunden. Die Schalter 134a und 134b sind ebenfalls zwangsgeführt miteinander verbunden. Wird beispielsweise der Schalter 132a geschlossen, wird auch der Schalter 132b geschlossen. In gleicher Weise gilt für die Schalter 134a und 134b, dass, wenn Schalter 134a geschlossen wird, auch der Schalter 134b geschlossen wird und umgekehrt. Die Aktivierung der Schalter 132a, 132b, 134a, 134b wird durch Logikelement 140 der Logikeinrichtung 112 durchgeführt.
Das erste und/oder das zweite Relais 126, 128 kann ein herkömmliches Hilfsschütz mit zwangsgeführten Kontakten sein bzw. einen solchen umfassen. Schütze bzw. Schütz-Schalter sind beispielsweise elektromagnetisch betätigte Schalter. Sie werden durch den Steuerstrom einer Magnetspule eingeschaltet und in ihrer Einschaltstellung gehalten. Dabei werden die am Anker angebrachten beweglichen Schaltstücke gegen feste Schaltstücke gepresst. Mit diesen Kontakten schaltet man Verbraucher mit größeren Leistungen, wie z. B. Motoren, Beleuchtungsanlagen.
Hilfsschütze sind elektromagnetisch betätigte Schalter, die zum Schalten von so genannten Hilfsstromkreisen, wie z. B. Meldeeinrichtungen, Verriegelungen, Steuerungen, usw. genutzt werden.
Nachfolgend werden beispielhaft der Aufbau und die Funktionsweise eines Schützes beschrieben. Ein Schütz ist ein Schalter, der elektromagnetisch betätigt wird. Es besteht aus einem Gehäuse, einer Magnetspule, einem feststehenden Spulenkern, einem beweglichen Anker, den Schaltkontakten sowie Ankerrückstellfedern Wird an der Spule Spannung angelegt, so baut sie ein Magnetfeld auf. Der Anker wird angezogen. Dadurch werden die Kontakte je nach Ausführung entweder geschlossen (Schließer) oder geöffnet (Öffner). Nimmt man die Spannung weg, so fällt der Anker wieder ab und die Ankerrückstellfedern bringen die Kontakte wieder in die Ausgangsstellung. Schütze werden beispielsweise mit Betätigungsspannungen (Spulenspannungen) von 24 V, 42 V, 60 V, 115 V, 125 V, 230 V, 400 V und 500 V (vorzugsweise bei 50 Hz) gebaut.
Nachfolgend werden zwangsgeführte Kontakte beschrieben, wie sie beispielsweise in der Norm EN 50205 bzw. IEC 60947 definiert werden. Die vorgenannten Normen und darin enthaltenen Definitionen sind insoweit integraler Bestandteil der Anmeldung. Bei zwangsgeführten Kontakten eines Relais/Schütz dürfen Öffner und Schließer über die Lebensdauer niemals gleichzeitig geschlossen sein. Dies gilt auch für den fehlerhaften Zustand der Relais/Schütze. Ist beispielsweise ein Schließer verschweißt, so bleiben alle anderen Öffnerkontakte des betroffenen Relais/Schütz geöffnet, egal ob das Relais/Schütz erregt wird oder nicht.
Zusätzlich sind in 4 die Meldekontakte 142a bis 142h dargestellt. Die Meldekontakte 142a bis 142h sind in Serie miteinander verbunden. Weiterhin ist in 4 eine Stromversorgung in Form eines Netzteils 144 zum Betreiben der Kontrollvorrichtung 110 und/oder der Meldekontakte 142a bis 142h dargestellt.
Der Signaleingang 114 der Kontrollvorrichtung 110 ist einerseits mit dem negativen Anschluss des Netzteils 144, d. h. mit dem Potential Erde verbunden. Der andere Anschluss des Signaleingangs 114 ist über die in Serie geschalteten Meldekontakte 142a bis 142h mit dem positiven Kontakt des Netzteils 144 verbunden. Sind alle Meldekontakte 142a bis 142h funktionstüchtig und geschlossen, kann ein Strom durch die Meldekontakte fließen und anhand des Signaleingangs 114 durch die Logikeinrichtung 112 detektiert werden. In diesem Fall wird geprüft, ob die Schalter 126e, 128e offen oder geschlossen sind. Sind auch die Schalter 126e, 128e geschlossen, d. h. die Schalter 126a bis 126d und die Schalter 128a bis 128d sind geöffnet, werden die Schalter 132a und 134a aktiviert. Aufgrund der Zwangsführung werden auch die Schalter 132b und 134b aktiviert, d. h. geschlossen. Es fließt folglich anhand der Signalausgänge 116, 118 ein Strom durch die Relais 126, 128. Die Relais 126, 128 werden somit aktiviert und schließen die Kontakte 126a und 128a. Entsprechend, werden aufgrund der Zwangsführung, die weiteren Kontakte 126b, 126c, 126d und die Kontakte 128a, 128b und 128c geschlossen. Dadurch wird erreicht, dass die HF-Generatoren 130a bis 130d mit Strom versorgt werden können und ein entsprechendes HF-Signal ausgeben können.
Wird beispielsweise zumindest einer der Meldekontakte 142a bis 142h geöffnet, wird auch der Stromfluss am Signaleingang 114 unterbrochen. Diese Unterbrechung kann von dem Logikelement 140 detektiert werden. Es ist möglich, dass ein vorzugsweise geringer Hilfsstrom durch den Signaleingang 114 und die Meldekontakte 142a–142h fließt und eine Änderung des Stromflusses bzw. ein Unterbrechen des Stromflusses detektiert wird. Aufgrund dieser Zustandsänderung eines der Meldekontakte 142a–142h werden die Kontakte 132a und 134a geöffnet und entsprechend, aufgrund der Zwangsführung, auch die Kontakte 132b und 134b geöffnet. Somit wird eine Stromversorgung der Relais 126, 128 unterbrochen, wodurch die Schalter 126a und 128a geöffnet werden. Ebenso werden, aufgrund der Zwangsführung, die Schalter 126a bis 126d und die Schalter 128a bis 128d geöffnet. Die Stromversorgung der HF-Generatoren 130a bis 130d wird daher unterbrochen und keine HF-Spannung mehr ausgegeben. Aufgrund der Zwangsführung werden die Kontakte 126e, 128e geschlossen.
Wird der geöffnete Meldekontakt der Meldekontakte 142a–142h wieder geschlossen, können auch die HF-Generatoren 130a bis 130d wieder betrieben werden, da die Logikeinrichtung 112 das Schließen der Schalter 126a–126d und der Schalter 128a–128d ermöglicht.
Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere der Schalter 126a–126d bzw. der Schalter 128a–128d defekt sind. Wird beispielsweise der Betrieb der Relais 126, 128 unterbrochen, da beispielsweise einer der Meldekontakte 142a–142h öffnet, öffnen sich im Normalfall die Schalter 126a–126d und die Schalter 128a–128d. Ein Defekt der Schalter 126a–126d oder der Schalter 128a–128d kann darin bestehen, dass beispielsweise der Schalter 126b aufgrund eines Verklebens bzw. Verschweißens geschlossen bleibt. Aufgrund der Zwangsführung bleiben auch die Schalter 126a, 126c und 126d geschlossen. Entsprechend, aufgrund der Zwangsführung, bleibt der Schalter 126e der Kontrollvorrichtung 110 geöffnet. Eine Stromversorgung der HF-Generatoren 130a–130d ist nicht möglich, da die Schalter 128a–128d geöffnet sind. Wird nun an dem Signaleingang 114 ein Signal angelegt, wenn beispielsweise alle Meldekontakte 142a bis 142h wieder betriebsfähig sind, ist es erwünscht, auch die HF-Generatoren 130a bis 130d wieder zu betreiben. Dies kann z. B. gelten, wenn ein vorher geöffneter Meldekontakt der Meldekontakte 142a bis 142h wieder geschlossen ist. Das Logikelement 140 der Logikeinrichtung 112 detektiert jedoch, dass kein Stromfluss durch die Verbindungsstelle 120 möglich ist, da Schalter 126e geöffnet ist. In diesem Fall verhindert das Logikelement 140, dass die Kontakte 132a, 132b, 134a, 134b geschlossen werden, wodurch auch die Relais 126, 128 nicht betrieben werden. Folglich werden die Schalter 128a bis 128d nicht geschlossen. Die HF-Generatoren 130a–130d werden daher, obwohl die Schalter 126a–126d geschlossen sind, nicht betrieben.
Erst wenn der defekte, d. h. beispielsweise der verklebte bzw. verschweißte Schalter 126b ausgetauscht wird und somit die Schalter 126a bis 126b alle geöffnet sind, kann wieder ein Stromfluss durch die Kontaktstelle 120 möglich sein, was von dem Logikelement 140 detektiert wird. Daraufhin werden durch Schließen der Schalter 132a, 132b, 134a, 134b die Relais 126, 128 aktiviert und alle Schalter 126a–126b und 128a–128b geschlossen. Die HF-Generatoren 130a bis 130b werden folglich wieder mit Strom versorgt und HF-Spannung bzw. HF-Signal ausgegeben.
Die obigen Ausführungen gelten sinngemäß auch für die Schalter 128a–128d, d. h. falls ein oder mehrere Schalter 128a–128d defekt ist.
Weiterhin kann die Anzahl der HF-Generatoren vergrößert bzw. verkleinert werden. Entsprechend können mehrere Paare von Signalausgängen in der Kontrollvorrichtung angeordnet sein und unterschiedliche Gruppen von Signalausgängen unterschiedlicher Gruppen von HF-Generatoren ansteuern. Entsprechend kann eine größere oder kleinere Anzahl von Meldekontakten 142a bis 142h vorliegen, wobei Teilmengen der Meldekontakte in Gruppen unterteilt sein können. Die Meldekontakte einer jeden Gruppe können beispielsweise in Serie geschaltet sein. Die Meldekontakte der verschiedenen Gruppen können an verschiedenen Signaleingängen mit der Kontrollvorrichtung 110 verbunden sein. Ebenso können mehrere Gruppen von Schaltern 132a, 132b, 134a, 134b, entsprechend der Anzahl von Signaleingängen, d. h. entsprechend der Anzahl von Gruppen von Meldekontakten vorliegen. Gleiches gilt für die Logikkontakteinrichtung 126e, 128e und für die Kontaktstelle 120. Entsprechend einer Vielzahl von Gruppen von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen kann eine Vielzahl von Kontaktstellen 120 vorliegen.
Alternativ kann ein Energieversorgungssystem auch eine Vielzahl von Kontrollvorrichtungen 110 aufweisen, wobei die Kontrollvorrichtungen jeweils ausgebildet sind, eine Gruppe von HF-Generatoren zu steuern bzw. mit einer Gruppe von Meldekontakten in Kontakt zu treten.
Weiterhin ist es beispielsweise möglich, dass ein oder mehrere der Relais 126, 128 in einen der HF-Generatoren 130a–130d integriert sind und das bzw. die Relais mit Strom durch die Signalausgänge 116, 118 versorgt werden, um die Kontakte 126a–126d, 128a–128d zu schließen.
Bezugszeichenliste

10: Vakuum Plasma System
12: HF-Generator
14: HF-Generator
16: Interlock-Verteilerbox
18: Signaleingang
20: Signaleingang
22: Signalausgang
24: Signalausgang
26: Meldekontakt
28: Meldekontakt
30: Abdeckung
32: Schaltkreis
34: Abdeckung
36: Schaltkreis
38: Leitung
40: Elektrode
42: Plasmakammer
44: Leitung
50: Vakuum Plasma System
52: HF-Generator
54: HF-Generator
56: HF-Generator
58: Interlock-Verteilerbox
60: Signaleingang
62: Signaleingang
64: Signaleingang
66: Signalausgang
68: Signalausgang
70: Signalausgang
72: Matchbox
74: Matchbox
76: Matchbox
78: Abdeckung
80: Abdeckung
82: Abdeckung
84: Meldekontakt
86: Meldekontakt
88: Meldekontakt
90: Leitung
92: Elektrode
94: Plasmakammer
96: Leitung
98: Elektrode
100: Elektrode
102: Leitung
104: Vakuum Plasma System
105a: Sendeeinrichtung
105b: Sendeeinrichtung
106a: Empfangseinrichtung
106b: Empfangseinrichtung
108: Master-Empfangs-Sendeeinrichtung
110: Kontrollvorrichtung
112: Logikeinrichtung/Sicherheitsschaltgerät
114: Signaleingang
116: Signalausgang
118: Signalausgang
120: Verbindungsstelle
126: Relais/Logikschalteinrichtung
126a: Schalter
126b: Schalter
126c: Schalter
126d: Schalter
126e: Logikkontakteinrichtung
128: Relais/Logikschalteinrichtung
128a: Schalter
128b: Schalter
128c: Schalter
128d: Schalter
128e: Logikkontakteinrichtung
130a: HF-Generator
130b: HF-Generator
130c: HF-Generator
130d: HF-Generator
132: Logikelement
132a: Schalter
132b: Schalter
134: Logikelement
134a: Schalter
134b: Schalter
140: Logikelement
142a–142h: Meldekontakt
144: Netzteil

Claims

Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) zum gemeinsamen Überwachen mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d), insbesondere zumindest zweier HF-Generatoren, eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher (40; 92, 98, 100) mit: – zumindest einem Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114), wobei der zumindest eine Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114) ausgelegt ist, Meldesignale zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu empfangen, – zumindest einem Signalausgang (22, 24; 66, 68, 70; 116), der mit zumindest einer ersten Logikschalteinrichtung (126) verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen ersten Energieunterbrecher (126a–126d) zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) zu öffnen und/oder zu schließen und mit – einer gemeinsamen Logikeinrichtung (112), welche ausgelegt ist, – einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu detektieren und – bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustands bzw. bei einer Detektion einer Zustandsänderung zumindest einer der Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) anhand der ersten Logikschalteinrichtung (126) die Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) zu unterbrechen, – einem weiteren Signalausgang (118), der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung (128) verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher (128a–128d) zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) zu öffnen und/oder zu schließen, wobei – die Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) zumindest eine Gruppe von Signalausgängen (116, 118) aufweist, – jeder Signalausgang (116, 118) der Gruppe von Signalausgängen (116, 118) einen Signalunterbrecher (132a, 132b) aufweist und – die Signalunterbrecher (132a, 132b) der Gruppe von Signalausgängen (116, 118) zwangsgeführt miteinander verbunden sind.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach Anspruch 1, wobei – die Logikeinrichtung (112) mit zumindest einer ersten Logikkontakteinrichtung (126e) verbunden ist und wobei – die erste Logikkontakteinrichtung (126e) mit zumindest einem ersten Energieunterbrecher (126a–126d) zumindest einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung (130a–130d) zwangsgeführt verbindbar ist.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach Anspruch 2, wobei – die Logikeinrichtung (112) mit zumindest einer zweiten Logikkontakteinrichtung (128e) verbunden ist und wobei – die zweite Logikkontakteinrichtung (128e) mit zumindest dem zweiten Energieunterbrecher (128a–128d) zumindest einer Plasmaenergieversorgungseinrichtung (130a–130d) zwangsgeführt verbindbar ist.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach Anspruch 2 oder 3, wobei – die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, bei Inbetriebnahme der Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) einen Zustand der zumindest einen ersten und/oder zweiten Logikkontakteinrichtung (126e, 128e) zu detektieren und – bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen ersten und/oder zweiten Logikkontakteinrichtung (126e, 128e), eine Zustandsänderung der Logikschalteinrichtung (126, 128) zu verhindern.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach Anspruch 4, wobei die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung (126e, 128e), eine Zustandsänderung eines oder mehrerer Signalunterbrecher (132a, 132b, 134a, 134b) einer der Gruppen von Signalausgängen (116, 118) zu verhindern.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach Anspruch 5, wobei die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung (126e, 128e), selektiv eine Gruppe von Signalausgängen (116, 118) auszuwählen und eine Zustandsänderung der Signalunterbrecher (132a, 132b, 134a, 134b) dieser Gruppen von Signalausgängen (116, 118) zu verhindern.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Logikeinrichtung (112) für jede Gruppe von Signalausgängen (116, 118) eine erste Logikkontakteinrichtung (126e) und eine zweite Logikkontakteinrichtung (128e) umfasst.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Empfänger (108), welcher ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h), insbesondere digitale Funksignale zu empfangen.
Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest eine der Logikschalteinrichtungen (126, 128) eine elektromagnetische Relaiseinrichtung ist.
Energieversorgungssystem (10, 50) mit zumindest zwei Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d), insbesondere zumindest zwei HF-Generatoren (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) für zumindest einen elektrischen Verbraucher (40, 92, 98, 100) und mit einer Kontrollvorrichtung (16, 58; 110), zum gemeinsamen Überwachen der zumindest zwei Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d), wobei die Kontrollvorrichtung (16; 58; 110) – zumindest einen Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114) aufweist, wobei der zumindest eine Signaleingang (18, 20; 60, 62, 64; 114) ausgelegt ist, Meldesignale zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu empfangen, – zumindest einen Signalausgang (22, 24; 66, 68, 70; 116) aufweist, der mit zumindest einer ersten Logikschalteinrichtung (126) verbunden ist, welche ausgelegt ist, einen Energieunterbrecher (126a–126d) zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) zu öffnen und/oder zu schließen und – eine gemeinsame Logikeinrichtung (112) aufweist, welche ausgelegt ist, – einen Zustand bzw. eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) zu detektieren und – bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes bzw. bei einer Detektion einer Zustandsänderung einer der Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) anhand der ersten Logikschalteinrichtung (126) die Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) zu unterbrechen, wobei – die Kontrollvorrichtung (16; 58) zumindest einen zweiten Signalausgang (118) aufweist, der mit zumindest einer zweiten Logikschalteinrichtung (128) verbunden ist, wobei die zweite Logikschalteinrichtung (128) ausgelegt ist, einen zweiten Energieunterbrecher (128a–128d) zumindest einer der Energieversorgungen (130a–130d) zu öffnen und/oder zu schließen und wobei – die Kontrollvorrichtung (16; 58) zumindest eine Gruppe von Signalausgängen (116, 118) aufweist, – jeder Signalausgang (116, 118) der Gruppe von Signalausgängen (116, 118) einen Signalunterbrecher (132a, 132b) aufweist und – die Signalunterbrecher (132a, 132b) der Gruppe von Signalausgängen (116, 118) zwangsgeführt miteinander verbunden sind.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 10, mit einer Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d), wobei jede Plasmaenergieversorgungseinrichtung (130a–130d) zumindest einen ersten Energieunterbrecher (126a–126d) aufweist und die ersten Energieunterbrecher (126a–126d) der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) zwangsgeführt miteinander verbunden sind.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Logikeinrichtung (112) zumindest eine erste Logikkontakteinrichtung (126e) aufweist und die erste Logikkontakteinrichtung (126e) mit den ersten Energieunterbrechern (126a–126d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) zwangsgeführt verbunden ist.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 12, wobei die Logikeinrichtung (112) zumindest eine zweite Logikkontakteinrichtung (128e) aufweist und die zweite Logikkontakteinrichtung (128e) mit den zweiten Energieunterbrechern (128a–128d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) zwangsgeführt verbunden ist.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 13, wobei – die erste Logikkontakteinrichtung (126e) und die ersten Energieunterbrecher (126a–126d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) derart zwangsgeführt verbunden sind, dass bei geöffneter erster Logikkontakteinrichtung (126e) die ersten Energieunterbrecher (126a–126d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) geschlossen sind und/oder wobei – die zweite Logikkontakteinrichtung (128e) und die zweiten Energieunterbrecher (128a–128d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) derart zwangsgeführt verbunden sind, dass bei geöffneter zweiter Logikkontakteinrichtung (128e) die zweiten Energieunterbrecher (128a–129d) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) geschlossen sind.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung (126e, 128e), eine Zustandsänderung eines oder mehrerer Signalunterbrecher (132a, 132b, 134a, 134b) einer der Gruppen von Signalausgängen (116, 118) zu verhindern.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, bei einer Detektion eines vorgegebenen Zustandes der zumindest einen Logikkontakteinrichtung (126e, 128e), selektiv eine Gruppe von Signalausgängen (116, 118) auszuwählen und eine Zustandsänderung der Signalunterbrecher (132a, 132b, 134a, 134b) dieser Gruppen von Signalausgängen (116, 118) zu verhindern.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Logikeinrichtung (112) für jede Gruppe von Signalausgängen (116, 118) eine erste Logikkontakteinrichtung (126e) und eine zweite Logikkontakteinrichtung (128e) umfasst.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, mit einem Empfänger (108), welcher ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h), insbesondere digitale Funksignale zu empfangen.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, mit zumindest einer Sendeeinrichtung (105a, 105b), welche ausgelegt ist, Signale der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h), insbesondere digitale Funksignale zu senden.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 19, wobei zumindest zwei der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) getrennte Potentiale aufweisen.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, mit – zwei oder mehr Anpasseinrichtungen (32, 36; 72, 74, 76), welche ausgelegt sind, eine Energieausgabe zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtung (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) an den zumindest einen der elektrischen Verbraucher (40; 92, 98, 100) anzupassen, wobei jede Anpasseinrichtung (32, 36; 72, 74, 76) zumindest eine Meldeeinrichtung (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) umfasst und/oder mit – einer Anpasseinrichtung (32, 36; 72, 74, 76), welche ausgelegt ist, eine Energieausgabe zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtung (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) an den zumindest einen der elektrischen Verbraucher anzupassen, wobei die Anpasseinrichtung (32, 36; 72, 74, 76) zwei oder mehr Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) umfasst.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 21, wobei die ersten Energieunterbrecher (126a–126b) der Gruppe von Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (130a–130d) derart miteinander und mit der ersten Logikkontakteinrichtung (126e) der Logikeinrichtung (112) zwangsgeführt verbunden sind, dass bei einem defekten ersten Energieunterbrecher (126a–126d) die erste Logikkontakteinrichtung (126e) der Logikeinrichtung (112) geöffnet ist.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 22, wobei die Logikeinrichtung (112) und die zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) derart miteinander verbunden sind, dass die Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) die Zustandsinformation digital, bevorzugt als digitales Funksignal an die Logikeinrichtung (112) übertragen.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 23, wobei die Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) ausgelegt sind, kontinuierlich ein Signal zu senden und die Logikeinrichtung (112) ausgelegt ist, eine Zustandsänderung zu detektieren, wenn das Signal unterbrochen ist.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 24, mit einem Energieverbraucher (40; 92, 98, 100), wobei der Energieverbraucher (40; 92, 98, 100) zumindest eine Elektrode (40; 92, 98, 100) einer Plasmakammer (42; 94) umfasst.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach Anspruch 25, wobei der Energieverbraucher (40; 92, 98, 100) zwei oder mehr Elektroden (40; 92, 98, 100) einer Plasmakammer (42, 94) umfasst.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 24, mit einem Energieverbraucher, wobei der Energieverbraucher einen Laser, insbesondere einen CO₂ Laser umfasst.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 27, mit zwei oder mehr Impedanzanpasseinrichtungen (32, 36; 72, 74, 76), welche ausgelegt sind, Ausgangssignale der zwei oder mehr HF-Generatoren (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d) derart anzupassen, dass sie als Eingangssignale einer Plasmakammer (42, 94) mit einer oder mehr Elektroden (40; 92, 98, 100) zur Plasmagenerierung angepasst sind.
Energieversorgungssystem (10; 50) nach einem der Ansprüche 10 bis 28, wobei zumindest eine der Logikschalteinrichtungen (126, 128) eine elektromagnetische Relaiseinrichtung ist.
Verfahren zum gemeinsamen Überwachen mehrerer Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (12, 14; 52, 54, 56; 130a–130d), insbesondere zumindest zweier HF-Generatoren, mit den Schritten: – Überwachen eines Zustands zweier oder mehrerer Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h), – Detektieren eines vorbestimmten Zustandes und/oder einer Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) anhand einer Logikeinrichtung (112) – Ändern des Zustandes einer ersten Logikschalteinrichtung (126), anhand der Logikeinrichtung (112), wenn ein vorbestimmter Zustand und/oder eine Zustands- änderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) detektiert wurde, – Ändern des Zustandes einer zweiten Logikschalteinrichtung (128), anhand der Logikeinrichtung (112), wenn ein vorbestimmter Zustand und/oder eine Zustandsänderung der zwei oder mehreren Meldeeinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) detektiert wurde, – Ändern eines Zustands eines Energieunterbrechers (126a–126d, 128a–128d) zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) anhand der Zustandsänderung der ersten Logikschalteinrichtung (126), so dass eine Stromversorgung zumindest einer der Plasmaenergieversorgungseinrichtungen (26, 28; 84, 86, 88; 142a–142h) unterbrochen wird, wobei an der ersten Logikschalteinrichtung (126) ein Signal eines ersten Signalausgangs (116) anliegt und an der zweiten Logikschalteinrichtung (128) ein Signal eines zweiten Signalausgangs (118) anliegt und wobei die Signale des ersten Signalausgangs (116) und des zweiten Signalausgangs (118) dadurch angeglichen werden, dass ein Signalunterbrecher (132a) des ersten Signalausgangs (116) mit einem Signalunterbrecher (132b) des zweiten Signalausgangs (118) zwangsgeführt miteinander verbunden sind.