DE20301676U1

DE20301676U1 - Elektronische Steuerung von Glasformmaschinen

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Publication number: DE20301676U1
Application number: DE20301676U
Authority: DE
Original assignee: Heye International GmbH
Current assignee: Heye International GmbH
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2013-02-05
Also published as: WO2004070481A1

Abstract

Elektronische Steuerung (1) für wenigstens eine Glasformmaschine, wobei jede Glasformmaschine eine Anzahl mit der Steuerung (1) zusammenwirkender Teilnehmer (10), z.B. Aktoren steuernde Ventile (15) für strömfähige Medien, Melder (16), Taster (17) und Sensoren (18), aufweist,
und wobei die Steuerung (1) mit einem gemeinsamen Visualisierungsrechner (4) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) für jede Glasformmaschine ein Netzteil (2) aufweist,
dass jedes Netzteil (2) einerseits über einen CAN-Bus (3) mit dem Visualisierungsrechner (4), andererseits mit einer gemeinsamen Steuerdatenleitung (5) und ferner mit einer Versorgungsleitung (6) für elektrische Energie verbunden ist,
dass jeder Teilnehmer (10) einen intelligenten Steuerkopf (11 bis 14) aufweist,
und dass jeder intelligente Steuerkopf (11 bis 14) der betreffenden Glasformmaschine über einen Energie- und Datenbus (9) mit dem zugehörigen Netzteil (2) verbunden ist.

Description

Bei einer bekannten Steuerung dieser Art ( US 5 247 450 A ) soll der Verkabelungsaufwand zwischen einer I.S. (Individual Section) –Glasformmaschinensteuerung und deren einzelnen Teilnehmern, insbesondere Magnetventilen, verringert werden. Dazu werden Signale aus einer Hauptsteuerung auf ein serielles Multiplexer-E/A-Modul gegeben (1). Die entsprechenden Steuersignale werden über ein Datenkabel in Form eines seriellen Datenworts an ein weiteres, individuell adressierbares, serielles Multiplexer- E/A-Modul gesendet. Dieses Modul wandelt aus dem Datenwort ein geeignetes Steuersignal zurück, das über eine Verdrahtung zu dem betreffenden Teilnehmer gelangt. Die seriellen Multiplexer werden auch dazu verwendet, Signale von Bedientasten (Start, Stop, usw.) an die Hauptsteuerung zu übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung zu vereinfachen sowie kostengünstiger und flexibler zu gestalten und den Verdrahtungsaufwand zu verringern.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Steuerung eignet sich auch für sogenannte I.S. (Individual Section) – Glasformmaschinen. Jede Glasformmaschine besitzt eine Vielzahl von Ventilen für insbesondere Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit, die die verschiedenen Mechanismen der Glasformmaschine steuern. Diese Ventile und weitere sogenannte "Teilnehmer", wie Melder, Taster und Sensoren, der Glasformmaschine, sollen durch die neue elektronische Steuerung in besonders günstiger Weise mit der Steuerung verbunden werden und zusammenwirken. Über den allen Glasformmaschinen gemeinsamen Visualisierungsrechner können z.B. alle Produk tionsparameter eingestellt, die vollständige Verwaltung der durch die Maschine herzustellenden Hohlglasgegenstände vorgenommen und z.B. Sollwertvorgaben für den Ausgangsdruck der Ventile eingegeben werden. Ein Taster kann z.B. dazu dienen, einen Mechanismus der Glasformmaschine außerplanmäßig stillzusetzen, um daran Inspektionen, Wartungen oder Reparaturen durchführen zu können. Ein Sensor kann beispielsweise dazu dienen, die Absetzplatte am Ausgang der Glasformmaschine zu überwachen. Falls sich dort ein Glasstau bilden sollte, stellt der Sensor dies fest und stoppt oder verändert den Ablauf in anderen Steuerköpfen. Über den Visualisierungsrechner wird dies dann dem Maschinenführer gemeldet. Ein Melder kann z.B. eine Leuchte sein, die einen Betriebszustand der Glasformmaschine anzeigt. Über die gemeinsame Steuerdatenleitung erhalten die Netzteile z.B. ein Scherentaktsignal und ein Signal für den ersten Glastropfen in einem Zyklus der Glasformmaschine. Bei der Versorungsleitung für elektrische Energie handelt es sich z.B. um eine Leitung mit 230 V Wechselstrom. Jeder Teilnehmer weist einen intelligenten Steuerkopf auf. Diese Steuerköpfe werden vorzugsweise mit Schneidklemmtechnik mit dem Energie- und Datenbus verbunden. Diese Verbindung und auch die Entfernung eines Steuerkopfes von dem Energie- und Datenbus können auch während des Maschinenbetriebs vorgenommen werden. Da aufgrund der lokalen Intelligenz der Steuerköpfe während des Maschinenbetriebs nur sehr wenige oder gar keine Daten ausgetauscht werden müssen, kann die Datenübertragungsstrecke gemäß der Erfindung recht schmalbandig ausgeführt werden. Zudem braucht die Buskommunikation keinerlei Echtzeitfähigkeit aufzuweisen, da es nicht darauf ankommt, zu welchem Zeitpunkt Daten den Steuerkopf erreichen. Die Synchronität der einzelnen Steuerköpfe ist aber dennoch recht einfach zu realisieren. Um einen geordneten Betrieb erreichen zu können, werden in der Konfigurationsphase Übernahme- und Übertrittspunkte sowie Teilnehmergruppen definiert, auf die dann im Betrieb von jedem Teilnehmer zurückgegriffen werden kann.
Die Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerkopfes.
Die Merkmale des Anspruchs 4 oder 5 bieten mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine Not-Aus-Funktion.
Die Merkmale des Anspruchs 6 lösen diejenigen Fälle, in denen ein digitaler oder analoger Datenfluss in den Steuerkopf hinein stattfindet.
Gemäß Anspruch 7 ergibt sich eine besonders günstige Energieversorgung des Verstärkers.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt
1 einen schematischen Schaltplan einer Ausführungsform der elektronischen Steuerung mit 3-adriger Verbindung zwischen den Netzteilen und den Steuerköpfen,
2 ein Blockdiagramm eines gemäß 1 zu verwendenden Steuerkopfes,
3 ein der 2 entsprechendes Blockdiagramm für eine 2-adrige Variante ohne gesonderte Not-Aus-Leitung und
4 ein der 3 entsprechendes Blockdiagramm für die umgekehrte Datenflussrichtung.
1 zeigt eine elektronische Steuerung 1 für das Beispiel einer I.S.-Glasformmaschine. In der Steuerung 1 ist für jede Sektion der I.S.-Glasformmaschine ein Netzteil 2 vorgesehen. Jedes Netzteil 2 ist einerseits über einen CAN-Bus 3 mit einem allen Sektionen gemeinsamen Visualisierungsrechner 4, andererseits mit einer gemeinsamen Steuerdatenleitung 5 und ferner mit einer Versorgungsleitung 6 für elektrische Energie, z.B. 230 V Wechselstrom, verbunden. Über die Steuerdatenleitung 5 erfolgt die Synchronisation der einzelnen Sektionen der I.S-Glasformmaschine. Das Signal für den ersten Tropfen zu Beginn eines Maschinenzyklus startet den Maschinenzyklus, in dem zuvor festgelegt wurde, in welcher Reihenfolge die einzelnen Sektionen der I.S.-Glasformmaschine mit Glastropfen versorgt werden und arbeiten sollen. Alle nachfolgenden Sektionen wissen durch Zählen des Scherentaktes und Synchronisieren auf den ersten Tropfen, wann sie ihren Betriebszyklus beginnen müssen. Diese Synchronisation der einzelnen Sektionen miteinander ist an sich bekannt und braucht hier nicht weiter erläutert zu werden.
Jedes Netzteil 2 ist ferner mit einem Not-Aus-Kreis 7 verbunden und speist eine Not-Aus-Leitung 8 mit einer Spannung von z.B. 24 V Gleichstrom, solange der Not-Aus-Kreis 7 nicht im Notfall unterbrochen wird.
Mit einem weiteren Anschluss jedes Netzteils 2 ist ein 2-adriger Energie- und Datenbus 9 verbunden. Zur Vereinfachung ist der 2-adrige Energie- und Datenbus 9 in 1 jeweils nur als ein Strich gezeichnet worden. Dagegen sind in den 2 bis 4 die beiden Adern jeweils dargestellt.
An die Not-Aus-Leitung 8 und den Energie- und Datenbus 9 können in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bis zu 128 "Teilnehmer" 10, vorzugsweise durch Schneidklemmtechnik, angeschlossen werden. Jeder Teilnehmer 10 weist einen intelligenten Steuerkopf auf, wobei vier unterschiedliche Typen dieser Steuerköpfe zu unterscheiden sind, nämlich: Steuerköpfe 11 mit digitalem Steuerausgang, Steuerköpfe 12 mit analogem Steuerausgang, Steuerköpfe 13 mit digitalem Steuereingang und Steuerköpfe 14 mit analogem Steuereingang.
Die Steuerköpfe 11 mit digitalem Steuerausgang steuern z.B. jeweils ein Ventil 15 oder einen Melder 16. Ein intelligenter Steuerkopf 12 mit analogem Steuerausgang steuert gemäß 1 z.B. ein im Regelkreis betriebenes Proportionalventil an, wobei der Druck am Ventilausgang geregelt werden soll. Intelligente Steuerköpfe 13 haben an ihrem digitalen Eingang z.B. einen Taster 17, mit dem bestimmte Funktionen der Glasformmaschine abgeschaltet werden können. Z.B. kann man durch Betätigung des Tasters 17 den die fertigen Hohlglasgegenstände normalerweise aus der Glasformmaschine entnehmenden Ausnehmer in seiner Ruheposition anhalten, um notwendige Arbeiten daran auszuführen. An den analogen Steuereingang eines Steuerkopfes 14 kann auch ein Sensor 18 angeschlossen sein, der z.B. die Absetzplatte am Ausgang einer Sektion der I.S.-Glasformmaschine überwacht. Ein solcher Sensor 18 liefert dann ein analoges Signal, wenn sich auf der Absetzplatte in unerwünschter Weise Hohlglasgegenstände stauen sollten.
An die Not-Aus-Leitung 8 sind gemäß 1 nur die Not-Aus-relevanten Teilnehmer 10 mit ihren intelligenten Steuerköpfen angeschlossen.
So wird gemäß 1 die elektronische Steuerung im Wesentlichen "vor Ort" und dezentral durch die intelligenten Steuerköpfe 11 bis 14 bewerkstelligt. Vom Visiualisierungsrechner 4 aus können alle Parameter eingestellt werden. Der Visiualisierungsrechner ist auch für die gesamte Verwaltung der Hohlglasgegenstände zuständig. Er ist aber für den eigentlichen Betrieb der elektronischen Steuerung der Glasformmaschine nicht erforderlich.
Gemäß 2 ist an einen Steuerausgang 19 des intelligenten Steuerkopfes 11 das Ventil 15 angeschlossen. Der Energie- und Datenbus 9 ist in der in 2 angegebenen Weise 2-adrig ausgeführt und mit einem Demodulator 20 des Steuerkopfes 11 verbunden. Durch den Demodulator 20 sind die von dem Energie- und Datenbus 9 zugeführte Energie und Daten voneinander trennbar. Die Energie wird einem Energieausgang 21 des Demodulators 20 zugeführt, während die Daten an einem Datenausgang 22 des Demodulators 20 bereitgestellt werden. Der Datenausgang 22 ist über eine Leitung 23 mit einem Dateneingang 24 eines Mikrokontrollers 25 verbunden. Der Energieausgang 21 ist über eine Leitung 26 an einen Energieeingang 27 des Mikrokontrollers 25 angeschlossen. Ein Signalausgang 28 des Mikrokontrollers ist über eine Leitung 29 mit einem Signaleingang 30 eines Verstärkers 32 des Steuerkopfes 11 verbunden. Ein Energieeingang 32 des Verstärkers 31 ist über eine Leitung 33 an die Not-Aus-Leitung 8 angeschlossen. Schließlich ist ein Signalausgang 34 des Verstärkers 31 mit dem Steuerausgang 19 verbunden.
In allen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 dadurch, dass auf die Not-Aus-Leitung 8 gemäß 2 verzichtet wurde. Die Energieversorgung des Verstärkers 31 ist in 3 dadurch gelöst, dass der Energieeingang 32 des Verstärkers 31 über eine Leitung 35 an die Leitung 26 angeschlossen ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 zeigt Einzelheiten des intelligenten Steuerkopfes 13 mit einem digitalen Steuereingang 36, an den der Taster 17 angeschlossen ist.
Der intelligente Steuerkopf 13 weist einen in beiden Richtungen mit dem Energie- und Datenbus 9 verbundenen Modulator 37 auf. Ein Signaleingang des Verstärkers 31 ist mit 38 bezeichnet. Ein Signalausgang 44 des Verstärkers 31 ist mit einem Signaleingang 39 des Mikrokontrollers 25 über eine Leitung 40 verbunden. Ein Datenausgang 41 des Mikrokontollers 25 ist über eine Leitung 42 mit einem Dateneingang 43 des Modulators 37 verbunden. An dem Dateneingang 43 eintreffende Daten werden durch den Modulator 37 auf den Energie- und Datenbus 9 moduliert und stehen damit allen übrigen Teilnehmern zur Verfügung. Der Energieausgang 21 des Modulators 37 ist in der gleichen Weise wie in 3 einerseits mit dem Energieeingang 27 des Mikrokontrollers 25 und andererseits mit dem Energieeingang 32 des Verstärkers 31 verbunden.

Claims

Elektronische Steuerung (1) für wenigstens eine Glasformmaschine, wobei jede Glasformmaschine eine Anzahl mit der Steuerung (1) zusammenwirkender Teilnehmer (10), z.B. Aktoren steuernde Ventile (15) für strömfähige Medien, Melder (16), Taster (17) und Sensoren (18), aufweist, und wobei die Steuerung (1) mit einem gemeinsamen Visualisierungsrechner (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) für jede Glasformmaschine ein Netzteil (2) aufweist, dass jedes Netzteil (2) einerseits über einen CAN-Bus (3) mit dem Visualisierungsrechner (4), andererseits mit einer gemeinsamen Steuerdatenleitung (5) und ferner mit einer Versorgungsleitung (6) für elektrische Energie verbunden ist, dass jeder Teilnehmer (10) einen intelligenten Steuerkopf (11 bis 14) aufweist, und dass jeder intelligente Steuerkopf (11 bis 14) der betreffenden Glasformmaschine über einen Energie- und Datenbus (9) mit dem zugehörigen Netzteil (2) verbunden ist.
Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einen Steuerausgang (19) aufweisende intelligente Steuerkopf (11;12) einen mit dem Energie- und Datenbus (9) verbundenen Demodulator (20), einen Mikrokontroller (25) und einen mit dem Steuerausgang (19) des Steuerkopfes (11;12) verbundenen Verstärker (31) aufweist, dass durch den Demodulator (20) von dem Energie- und Datenbus (9) zugeführte Energie und Daten voneinander trennbar und einem Energieausgang (21) sowie einem Datenausgang (22) des Demodulators (20) zuführbar sind, dass der Energieausgang (21) des Demodulators (20) mit einem Energieeingang (27) des Mikrokontrollers (25) und der Datenausgang (22) des Demodulators (20) mit einem Dateneingang (24) des Mikrokontrollers (25) verbunden sind, dass ein Signalausgang (28) des Mikrokontrollers (25) mit einem Signaleingang (30) des Verstärkers (31) verbunden ist, und dass einem Energieeingang (32) des Verstärkers (31) Energie zuführbar ist.
Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieeingang (32) des Verstärkers (31) mit dem Energieausgang (21) des Demodulators (20) verbunden ist (3).
Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieeingang (32) des Verstärkers (31) mit einer Not-Aus-Leitung (8) der Glasformmaschine verbunden ist (2).
Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Not-Aus-Leitung (8) mit dem zugehörigen Netzteil (2) verbunden ist, und dass mit jedem Netzteil (2) ein Not-Aus-Kreis (7) verbunden ist.
Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder einen Steuereingang (36) aufweisende intelligente Steuerkopf (13;14) einen mit dem Energie- und Datenbus (9) verbundenen Modulator (37), einen Mikrokontroller (25) und einen mit dem Steuereingang (36) des Steuerkopfes (13;14) verbundenen Verstärker (31) aufweist, dass ein Signalausgang (44) des Verstärkers (31) mit einem Signaleingang (39) des Mikrokontrollers (25) verbunden ist, dass ein Datenausgang (41) des Mikrokontrollers (25) mit einem Dateneingang (43) des Modulators (37) verbunden ist, dass an dem Dateneingang (43) eintreffende Daten durch den Modulator (37) auf den Energie- und Datenbus (9) modulierbar sind, dass ein Energieausgang (21) des Modulators (37) mit einem Energieeingang (27) des Mikrokontrollers (25) verbunden ist, und dass einem Energieeingang (32) des Verstärkers (31) Energie zuführbar ist.
Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieeingang (32) des Verstärkers (31) mit dem Energieausgang (21) des Modulators (37) verbunden ist.