DE29910803U1 - Circuit arrangement for controlling a crust breaker - Google Patents
Circuit arrangement for controlling a crust breakerInfo
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Description
VAW Aluminium-Technologie GmbH 18. Juni 1999VAW Aluminium-Technologie GmbH 18 June 1999
Georg-von-Boeselager-Str. 25 MW/scb (all01210)Georg-von-Boeselager-Str. 25 MW/scb (all01210)
53117 Bonn P97916DE0053117 Bonn P97916DE00
Schaltungsanordung zum Steuern eines KrustenbrechersCircuit arrangement for controlling a crust breaker
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Krustenbrechers einer Aluminiumel&ktrolysezelle.The invention relates to a circuit arrangement for controlling a crust breaker of an aluminium electrolysis cell.
Aluminiumelektrolysezellen werden zur Gewinnung von Primäraluminium eingesetzt. Für die Elektrolyse wird Aluminiumoxid (Tonerde) in geschmolzenem Kryolith gelöst. Um einen wirtschaftlichen Betrieb der Elektrolyse zu gewährleisten„ muß die Aluminiumoxidkonzentration im geschmolzenen Kryolith zwischen engen Grenzen gehalten werden. Ein Mangel an Aluminiumoxid verursacht einen sogenannten Anodeneffekt, der sich durch starke Erhöhung der Spannung an den Rändern der Wanne für das geschmolzene Kryolith äußert. Ein Überschuß an Aluminiumoxid verursacht Verschmutzungen am Wannenboden durch Ablagerungen von Aluminiumoxid.Aluminium electrolysis cells are used to extract primary aluminium. For electrolysis, aluminium oxide (alumina) is dissolved in molten cryolite. To ensure economical operation of the electrolysis , the aluminium oxide concentration in the molten cryolite must be kept within narrow limits. A lack of aluminium oxide causes a so-called anode effect, which manifests itself in a strong increase in the voltage at the edges of the tank for the molten cryolite. An excess of aluminium oxide causes contamination on the tank bottom due to deposits of aluminium oxide.
Um einen gleichmäßigen Betrieb zu gewährleisten, muß dem geschmolzenen Kryolith kontinuierlich Aluminiumoxid zugegeben werden. Hierzu werden Öffnungen in die das Kryolithbad bedeckende Schmelzkruste gestoßen, durch die Aluminiumoxid in das Kryolithbad zugegeben werden kann.To ensure consistent operation, aluminum oxide must be continuously added to the molten cryolite. To do this, openings are punched into the molten crust covering the cryolite bath through which aluminum oxide can be added to the cryolite bath.
Hierzu ist ein Krustenbrecher vorgesehen, der einen Stößel umfaßt, der z.B. mittels eines Pneumatikzylinders antreibbar ist und von oben in die Schmelzkruste gestoßen werden kann. Ferner sind Trichter vorgesehen, die nahe dem Stößel angeordnet sind und mittels derer Aluminiumoxid dosiert in die Öffnung der Schmelzkruste eingebracht werden kann.For this purpose, a crust breaker is provided which comprises a ram which can be driven, for example, by means of a pneumatic cylinder and can be pushed into the melt crust from above. Furthermore, funnels are provided which are arranged near the ram and by means of which aluminum oxide can be introduced in a metered manner into the opening of the melt crust.
Die Zugabe von Aluminiumoxid ist weitgehend automatisiert. Die Zugabe von Aluminiumoxid kann z.B. zeitgesteuert geschehen, wobei der Stößel des Krustenbrechers automatisch betätigt wird. Dieser fährt automatisch aus und nach Erreichen einer unteren Endposition automatisch wieder zurück. Hiernach erfolgt die Zugabe von Aluminiumoxid über die Trichter und mittels Dosiervorrichtungen. Eine solche Vorgehensweise ist z.B. in der
EP 0 044 794 Bl beschrieben.The addition of aluminum oxide is largely automated. The addition of aluminum oxide can be time-controlled, for example, whereby the ram of the crust breaker is automatically operated. This moves out automatically and, after reaching a lower end position, automatically returns again. The addition of aluminum oxide then takes place via the funnels and by means of dosing devices. Such a procedure is used, for example, in the
EP 0 044 794 Bl described.
Nachteilig ist jedoch, daß Unregelmäßigkeiten im Betrieb des Krustenbrechers sowie z.B. verklemmte Stößel oder nicht-brechbare Schmelzkrusten nicht erkannt werden.The disadvantage, however, is that irregularities in the operation of the crust breaker, such as jammed rams or non-breakable melt crusts, are not detected.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Krustenbrechers bereitzustellen, bei dem eine Überwachung des Krustenbrechers ermöglicht wird und Fehler automatisch erkannt werden.The object of the present invention is therefore to provide a circuit arrangement for controlling a crust breaker, in which monitoring of the crust breaker is possible and errors are automatically detected.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Zum Steuern eines doppelt wirkenden Pneumatikzylinders und zum Antreiben eines Stößels eines Krustenbrechers in einer Aluminiumelektrolysezelle wird der Zylinder nicht mit Druckluft beaufschlagt, wenn der Stößel in der Startposition ist. Der Pneumatikzylinder wird derart mit Druckluft beaufschlagt, daß der Stößel ausgehend von einer Startposition in Richtung einer Endposition ausgefahren wird, wenn ein Startsignal in Form eines Impulses gegeben wird. Dabei wird der Zylinder derart mit Druckluft beaufschlagt, daß der Stößel ausgehend von der Endposition wieder in Richtung zur Startposition eingefahren wird, wenn der Zylinder in der Endposition ist, wobei ein Kontrollsignal gesetzt wird, wenn sich der Stößel in der Startposition befindet, und zurückgesetzt wird, wenn sich der Stößel nicht in der Startposition befindet. Das Startsignal kann ausschließlich bei Vorliegen des Kontrollsignals gesetzt werden, im Fall, daß das Kontrollsignal nach demThe object is achieved according to the invention by a circuit arrangement according to claim 1. For controlling a double-acting pneumatic cylinder and for driving a ram of a crust breaker in an aluminum electrolysis cell, the cylinder is not pressurized with compressed air when the ram is in the start position. The pneumatic cylinder is pressurized with compressed air in such a way that the ram is extended from a start position towards an end position when a start signal in the form of a pulse is given. The cylinder is pressurized with compressed air in such a way that the ram is retracted from the end position towards the start position again when the cylinder is in the end position, a control signal being set when the ram is in the start position and being reset when the ram is not in the start position. The start signal can only be set when the control signal is present, in the event that the control signal is given after the
»ft · ·»ft · ·
Setzen des Startsignals gesetzt bleibt und der Zylinder derart mit Druckluft beaufschlagt wird, daß der Stößel in Richtung zur Startposition bewegt wird oder der Zylinder nicht mit Druckluft beaufschlagt wird. Im Fall, daß das Kontrollsignal nach Setzen des Startsignals und nach Ablauf einer Durchlaufzeit, die der Zeitspanne entspricht, innerhalb derer der Stößel ausgehend von der Startposition die Endposition durchläuft und die Startposition wieder erreicht haben müßte, nicht gesetzt wird, wird der Zylinder derart mit Druckluft beaufschlagt, daß er in Richtung zur Startposition bewegt wird. Im Fall, daß das Kontrollsignal nach Ablauf einer Rücklaufzeit, die der Zeitspanne entspricht, innerhalb derer der Stößel die Startposition wieder erreicht haben müßte, gesetzt wird, wird auch das Startsignal wieder gesetzt und bei Nichtvorliegen des Kontrollsignals im Fall, daß das Kontrollsignal innerhalb einer vorbestimmten Wartezeit gesetzt wird, wird eine Warnmeldung gegeben. Im Fall, daß das Kontrollsignal innerhalb der vorbestimmten Wartezeit nicht gesetzt wird, wird ein Alarm gegeben.Setting the start signal remains set and the cylinder is pressurized with air in such a way that the plunger is moved towards the start position or the cylinder is not pressurized with air. If the control signal is not set after the start signal has been set and after a run-through time has elapsed that corresponds to the time within which the plunger, starting from the start position, passes through the end position and should have reached the start position again, the cylinder is pressurized with air in such a way that it is moved towards the start position. If the control signal is set after a return time has elapsed that corresponds to the time within which the plunger should have reached the start position again, the start signal is also set again and if the control signal is not present in the event that the control signal is set within a predetermined waiting time, a warning message is given. If the control signal is not set within the predetermined waiting time, an alarm is given.
Die Schaltungsanordnung ermöglicht es, die Bewegungsvorgänge des Krustenbrechers vollständig überwachen zu können. Einige häufige Störungsfälle lassen sich nach Feststellen der Störung beseitigen. The circuit arrangement makes it possible to completely monitor the movement of the crust breaker. Some common faults can be eliminated once the fault has been identified.
Eine mögliche Störung besteht darin, daß der Stößel des Krustenbrechers nach Setzen des Startsignals nicht ausfährt. Um diese Störung festzustellen wird das Kontrollsignal überprüft. Bleibt dieses gesetzt nach einer Zeitspanne, innerhalb derer der Stößel erfahrungsgemäß die Startposition verlassen haben müßte, ist davon auszugehen, daß der Stößel nicht ausgefahren ist. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Schalter zum Setzen des Kontrollsignals defekt ist. Bei Auftreten dieser Störung wird der Pneumatikzylinder derart mit Druckluft beaufschlagt, daß der Stößel zurück in die Startposition gefahren oder in dieser gehalten wird.One possible fault is that the crust breaker's ram does not extend after the start signal is set. To determine this fault, the control signal is checked. If this remains set after a period of time within which experience shows that the ram should have left the start position, it can be assumed that the ram has not extended. However, it is also conceivable that the switch for setting the control signal is defective. If this fault occurs, the pneumatic cylinder is pressurized with compressed air in such a way that the ram is moved back to the start position or is held in it.
Ein weiterer Störfall besteht darin, daß der Stößel, nachdem er die Startposition verlassen hat, diese nicht wieder erreicht. In diesem Fall wird der Stößel wieder zurückgefahren bis er die Startposition erreicht hat. Erreicht der Stößel die Startposition, kann davon ausgegangen werden, daß die Kruste nicht durchbrochen wurde. Es werden daraufhin neue Versuche gestartet die Kruste zu durchbrechen. Vorzugsweise sind maximal fünf Versuche möglich. Danach wird ein Warnsignal gegeben, damit Bedienpersonal die Kruste manuell durchbrechen kann.Another problem is that the ram does not return to the starting position after it has left it. In this case, the ram is moved back until it has reached the starting position. If the ram reaches the starting position, it can be assumed that the crust has not been broken through. New attempts are then made to break through the crust. Preferably, a maximum of five attempts are possible. After this, a warning signal is given so that operating personnel can break through the crust manually.
Für den Fall, daß der Stößel nach Verlassen der Startposition diese erst verzögert wieder erreicht, d.h. daß eine Zeitspanne überschritten wird, die erfahrungsgemäß ausreicht den Stößel ausgehend von der Startposition in die Endposition und wieder in die Startposition zu bewegen, ist davon auszugehen, daß sich Anbackungen am Stößel gebildet haben, die die Stößelbewegung beim Durchbrechen der Kruste verlangsamen.In the event that the pestle only returns to the starting position after leaving it with a delay, i.e. that a time period is exceeded which experience has shown to be sufficient to move the pestle from the starting position to the end position and back to the starting position, it can be assumed that deposits have formed on the pestle which slow down the pestle movement when breaking through the crust.
Im Fall, daß der Stößel nicht wieder zurückgefahren werden kann, ist davon auszugehen, daß sich der Stößel in der Kruste verklemmt hat. In diesem Fall wird ein Alarmsignal gegeben.If the ram cannot be moved back, it is likely that the ram is jammed in the crust. In this case, an alarm signal is given.
Der Aufbau einer Schaltungsanordnung zum Steuern eines Krustenbrechers einer Aluminiumelektrolysezelle umfasst einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder zum Antreiben eines Stößels, ein Arbeitsventil in Form eines Wegeventils mit vier Anschlüssen und zwei Schaltstellungen, wobei ein erster Anschluß mit einer Druckluftquelle, ein zweiter Anschluß mit einer Entlüftung, ein dritter Anschluß mit einem kolbenseitigen Zylinderraum des Pneumatikzylinders und ein vierter Anschluß mit einem kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Pneumatikzylinders verbunden ist, wobei in einer ersten Schaltstellung des Arbeitsventils der kolbenseitige Zylinderraum mit der Entlüftung und der kolbenstangenseitige Zylinderraum mit der Druckluftquelle verbunden ist und wobei in einer zweiten Schaltstellung des Arbeitsventils der kolbenseitige Zylinderraum mit der Druckluftquelle und derThe structure of a circuit arrangement for controlling a crust breaker of an aluminum electrolysis cell comprises a double-acting pneumatic cylinder for driving a ram, a working valve in the form of a directional control valve with four connections and two switching positions, wherein a first connection is connected to a compressed air source, a second connection to a vent, a third connection to a piston-side cylinder chamber of the pneumatic cylinder and a fourth connection to a piston-rod-side cylinder chamber of the pneumatic cylinder, wherein in a first switching position of the working valve the piston-side cylinder chamber is connected to the vent and the piston-rod-side cylinder chamber is connected to the compressed air source and wherein in a second switching position of the working valve the piston-side cylinder chamber is connected to the compressed air source and the
kolbenstangenseitige Zylinderraum mit der Entlüftung verbunden ist, ein Sperrventil zwischen dem vierten Anschluß des Arbeitsventils und dem kolbenstangenseitxgen Zylinderraum, welches in einer ersten Stellung den Durchfluß freigibt und in einer zweiten Stellung den Durchfluß schließt, ein Vorsteuerventil durch dessen kurzzeitige Betätigung das Arbeitsventil in die zweite Position überführbar ist, ein erster Endschalter, der betätigt wird sobald sich die Zylinderkolbenstange in einer ersten Endposition (Startposition) befindet, wobei durch die Betätigung des ersten Endschalters das Sperrventil in die zweite Position überführbar ist, ein zweiter Endschalter, der betätigt wird sobald sich die Zylinderkolbenstange in einer zweiten Endposition (Endposition) befindet, wobei durch die Betätigung des zweiten Endschalters das Arbeitsventil in die erste Schaltposition überführbar ist, ein Druckschalter, der in Abhängigkeit eines Luftdrucks zum Betätigen des Sperrventils schaltbar ist.the cylinder chamber on the piston rod side is connected to the vent, a shut-off valve between the fourth connection of the working valve and the cylinder chamber on the piston rod side, which opens the flow in a first position and closes the flow in a second position, a pilot valve by whose brief actuation the working valve can be moved to the second position, a first limit switch which is actuated as soon as the cylinder piston rod is in a first end position (start position), whereby the shut-off valve can be moved to the second position by actuating the first limit switch, a second limit switch which is actuated as soon as the cylinder piston rod is in a second end position (end position), whereby the working valve can be moved to the first switching position by actuating the second limit switch, a pressure switch which can be switched depending on an air pressure to actuate the shut-off valve.
Das Arbeitsventil ist mit dem Pneumatikzylinder derart verschaltet, daß der Bewegungsablauf des Zylinders automatisiert ist. Es ist lediglich notwendig ein kurzes Startsignal zu geben. Danach fährt der Zylinder ausgehend von der Startpostion in die Endposition und automatisch zurück zur Startposition. Hierdurch wird die Kontaktzeit des Stößels mit dem geschmolzenem Kryolith möglichst gering gehalten.The working valve is connected to the pneumatic cylinder in such a way that the movement of the cylinder is automated. It is only necessary to give a short start signal. The cylinder then moves from the start position to the end position and automatically back to the start position. This keeps the contact time of the ram with the molten cryolite as short as possible.
Durch den Druckschalter, der Luftdruck in der Steuerleitung des Sperrventils in ein elektrisches Signal umwandelt, ist es möglich, die Position des Stößels zu ermitteln. Das elektrische Signal kann an einer Steuerungs- und Auswerteeinheit weitergegeben werden. Zudem ist es möglich, den Druckschalter in ausreichender Entfernung von der Elektrolysezelle vorzusehen, da der Betrieb elektrischer Schalter in näherer Umgebung der Elektrolysezelle problematisch ist.The pressure switch, which converts air pressure in the control line of the shut-off valve into an electrical signal, makes it possible to determine the position of the tappet. The electrical signal can be passed on to a control and evaluation unit. It is also possible to install the pressure switch at a sufficient distance from the electrolysis cell, since the operation of electrical switches in the immediate vicinity of the electrolysis cell is problematic.
Vorzugsweise ist das Vorsteuerventil durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen gebildet, wobei ein erster Anschluß mit einer Druckluftquelle, ein zweiter Anschluß mit einer Entlüftung und ein dritter Anschluß zum Betätigen des Arbeitsventils mit diesem in Verbindung steht und wobei das Vorsteuerventil in einem nicht betätigten Zustand in Richtung zu einer ersten Schaltstellung und im betätigten Zustand in Richtung zu einer zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist und wobei in der ersten Schaltstellung die Druckluftquelle gesperrt ist und das Arbeitsventil mit der Entlüftung in Verbindung steht und wobei in der zweiten Schaltstellung die Entlüftung gesperrt ist und das Arbeitsventil derart mit der Druckluftquelle in Verbindung steht, daß das Arbeitsventil in Richtung zur zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist.Preferably, the pilot valve is formed by a directional control valve with three connections and two switching positions, wherein a first connection is connected to a compressed air source, a second connection to a vent and a third connection for actuating the working valve, and wherein the pilot valve is actuated in a non-actuated state in the direction of a first switching position and in the actuated state in the direction of a second switching position, and wherein in the first switching position the compressed air source is blocked and the working valve is connected to the vent, and wherein in the second switching position the vent is blocked and the working valve is connected to the compressed air source in such a way that the working valve is actuated in the direction of the second switching position.
Der Endschalter kann durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen gebildet sein, wobei ein erster Anschluß mit einer Druckluftquelle, ein zweiter Anschluß mit einer Entlüftung und ein dritter Anschluß zum Betätigen des Sperrventils mit diesem in Verbindung steht und wobei der erste Endschalter in einem nicht betätigten Zustand in Richtung zu einer ersten Schaltstellung und im betätigten Zustand in Richtung zu einer zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist und wobei in der ersten Schaltstellung die Druckluftquelle gesperrt ist und das Sperrventil derart mit der Entlüftung in Verbindung steht, daß das Sperrventil in Richtung zur ersten Schaltposition beaufschlagt ist und wobei in der zweiten Schaltstellung die Entlüftung gesperrt ist und das Sperrventil mit der Druckluftquelle derart in Verbindung steht, daß das Sperrventil zur zweiten Schaltposition beaufschlagt ist.The limit switch can be formed by a directional valve with three connections and two switching positions, wherein a first connection is connected to a compressed air source, a second connection to a vent and a third connection for actuating the shut-off valve, and wherein the first limit switch is actuated in a non-actuated state in the direction of a first switching position and in the actuated state in the direction of a second switching position, and wherein in the first switching position the compressed air source is blocked and the shut-off valve is connected to the vent such that the shut-off valve is actuated in the direction of the first switching position, and wherein in the second switching position the vent is blocked and the shut-off valve is connected to the compressed air source such that the shut-off valve is actuated in the second switching position.
Der zweite Endschalter kann durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen dargestellt sein, wobei ein erster Anschluß mit einer Druckluftquelle, ein zweiter Anschluß mit einer Entlüftung und ein dritter Anschluß zur Betätigung desThe second limit switch can be represented by a directional valve with three connections and two switching positions, with a first connection being connected to a compressed air source, a second connection to a vent and a third connection for actuating the
Arbeitsventils mit diesem in Verbindung steht und wobei der zweite Endschalter in einem nicht betätigten Zustand in Richtung zu einer ersten Schaltstellung und im betätigten Zustand in Richtung zu einer zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist und wobei in der ersten Schaltstellung die Druckluftquelle gesperrt ist und das Arbeitsventil mit der Entlüftung in Verbindung steht und wobei in der zweiten Schaltstellung die Entlüftung gesperrt ist und das Arbeitsventil derart mit der Druckluftquelle in Verbindung steht, daß das Arbeitsventil in Richtung zur ersten Schaltstellung beaufschlagt ist.Working valve is connected thereto and wherein the second limit switch is actuated in a non-actuated state in the direction of a first switching position and in the actuated state in the direction of a second switching position and wherein in the first switching position the compressed air source is blocked and the working valve is connected to the vent and wherein in the second switching position the vent is blocked and the working valve is connected to the compressed air source in such a way that the working valve is actuated in the direction of the first switching position.
Um den Stößel ausgehend von einer beliebigen Position in die Startposition zurückfahren zu können, ist ein Reset-Ventil in Form eines Wegeventils vorgesehen mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen, wobei ein erster Anschluß mit einer Druckluftquelle, ein zweiter Anschluß mit einer Entlüftung und ein dritter Anschluß zur Betätigung des Arbeitsventils in Verbindung steht und wobei das Reset-Ventil in einem nicht betätigten Zustand in Richtung zu einer ersten Schaltstellung und im betätigten Zustand in Richtung zu einer zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist und wobei in der ersten Schaltstellung die Druckluftquelle gesperrt ist und das Arbeitsventil mit der Entlüftung in Verbindung steht und wobei in der zweiten Schaltstellung die Entlüftung gesperrt ist und das Arbeitsventil derart mit der Druckluftquelle in Verbindung steht, daß dieses in Richtung zur ersten Schaltstellung beaufschlagt ist.In order to be able to move the plunger back to the start position from any position, a reset valve in the form of a directional control valve is provided with three connections and two switching positions, wherein a first connection is connected to a compressed air source, a second connection to a vent and a third connection for actuating the working valve and wherein the reset valve is actuated in a non-actuated state in the direction of a first switching position and in the actuated state in the direction of a second switching position and wherein in the first switching position the compressed air source is blocked and the working valve is connected to the vent and wherein in the second switching position the vent is blocked and the working valve is connected to the compressed air source in such a way that it is actuated in the direction of the first switching position.
Um bei Abfall des Systemluftdrucks den Stößel des Krustenbrechers festzusetzen, ist ein Notstop-Ventil zwischen dem vierten Anschluß des Arbeitsventils und dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum angeordnet, welches mit einer Druckluftquelle derart verbunden ist, daß es durch den Luftdruck zu einer ersten Schaltstellung beaufschlagt ist, in der der Durchfluß vom vierten Anschluß des Arbeitsventils zum kolbenstangenseitigen Zylinderraum freigegeben ist, und daß es bei fehlendem Luftdruck zu einer zweiten Schaltstellung beaufschlagt ist, in der der Durchfluß gesperrt ist.In order to fix the plunger of the crust breaker in the event of a drop in the system air pressure, an emergency stop valve is arranged between the fourth connection of the working valve and the cylinder chamber on the piston rod side, which is connected to a compressed air source in such a way that it is acted upon by the air pressure to a first switching position in which the flow from the fourth connection of the working valve to the cylinder chamber on the piston rod side is released, and that it is acted upon to a second switching position in which the flow is blocked in the event of a lack of air pressure.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.Preferred embodiments are explained in more detail with reference to the drawings.
Hierin zeigenHere we show
Fig. 1 eine Schaltanordnung zum Steuern eines Krustenbrechers
,Fig. 1 a circuit arrangement for controlling a crust breaker
,
Fig. 2 Detailausschnitt A aus Figur 1,Fig. 2 Detail A from Figure 1,
Fig. 3 den ersten Teil eines Ablaufdiagramms für ein Verfahren zum Steuern eines Krustenbrechers,Fig. 3 shows the first part of a flow chart for a method for controlling a crust breaker,
Fig. 4 den zweiten Teil eines Ablauf diagramms zum Steuern eines Krustenbrechers,Fig. 4 the second part of a flow chart for controlling a crust breaker,
Fig. 5 den dritten Teil eines Ablaufdiagramms zum Steuern eines Krustenbrechers.Fig. 5 shows the third part of a flow chart for controlling a crust breaker.
Figur 1 zeigt eine Schaltanordnung zum Steuern eines Krustenbrechers . Der Krustenbrecher wird mittels eines doppelt wirkenden Pneumatikzylinders 1 angetrieben. Der Pneumatikzylinder 1 weist einen kolbenseitigen Zylinderrand 2 und einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 auf. Bei Druckbeaufschlagung des kolbenseitigen Zylinderraums 2 wird ein Kolben 4 und mit diesem eine Zylinderstange 5 ausgehend von einer Startposition 6 in Richtung einer Endposition 7 bewegt. Bei Druckbeaufschlagung des kolbenstangenseitigen Zylinderraums 3 wird die Zylinderstange 5 zurück zur Startposition 6 bewegt.Figure 1 shows a switching arrangement for controlling a crust breaker. The crust breaker is driven by means of a double-acting pneumatic cylinder 1. The pneumatic cylinder 1 has a cylinder rim 2 on the piston side and a cylinder chamber 3 on the piston rod side. When pressure is applied to the cylinder chamber 2 on the piston side, a piston 4 and with it a cylinder rod 5 are moved from a start position 6 towards an end position 7. When pressure is applied to the cylinder chamber 3 on the piston rod side, the cylinder rod 5 is moved back to the start position 6.
Zum Steuern des Pneumatikzylinders 1 ist ein Arbeitsventil 8 in Form eines Wegeventils mit vier Anschlüssen 9, 10, 11, 12 und zwei Schaltstellungen 13, 14 vorgesehen. Ein erster Anschluß 9 ist mit einer Druckluftquelle 15, ein zweiter Anschluß 10 mit einer Entlüftung 16, ein dritter Anschluß 11 mit dem kolbensei-To control the pneumatic cylinder 1, a working valve 8 in the form of a directional valve with four connections 9, 10, 11, 12 and two switching positions 13, 14 is provided. A first connection 9 is connected to a compressed air source 15, a second connection 10 to a vent 16, a third connection 11 to the piston-side
tigen Zylinderraum 2 des Pneumatikzylinders 1 und ein vierter Anschluß 12 mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 des Pneumatikzylinders 1 verbunden. In einer ersten Schaltstellung 13 des Arbeitsventils 8 ist der kolbenseitige Zylinderraum 2 mit der Entlüftung 16 und der kolbenstangenseitige Zylinderraum 3 mit der Druckluftquelle 15 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung 14 des Arbeitsventils 8 ist der kolbenseitige Zylinderraum 2 mit der Druckluftquelle 15 und der kolbenstangenseitige Zylinderraum 3 mit der Entlüftung 16 verbunden.A first connection 13 of the working valve 8 is connected to the piston-side cylinder chamber 2 of the pneumatic cylinder 1 and a fourth connection 12 is connected to the piston-rod-side cylinder chamber 3 of the pneumatic cylinder 1. In a first switching position 13 of the working valve 8, the piston-side cylinder chamber 2 is connected to the vent 16 and the piston-rod-side cylinder chamber 3 is connected to the compressed air source 15. In a second switching position 14 of the working valve 8, the piston-side cylinder chamber 2 is connected to the compressed air source 15 and the piston-rod-side cylinder chamber 3 is connected to the vent 16.
Zur Betätigung des Arbeitsventils ist ein Vorsteuerventil 17 vorgesehen, welches durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen 18, 19, 20 und zwei Schaltstellungen 21, 22 gebildet ist. Ein erster Anschluß 18 ist mit einer Druckluftquelle 23, ein zweiter Anschluß 19 mit einer Entlüftung 24 und ein dritter Anschluß 20 mit dem Arbeitsventil 8 verbunden. In einer ersten Schaltstellung 21 ist die Druckluftquelle 23 gesperrt und das Arbeitsventil 8 mit der Entlüftung 24 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung 22 ist die Entlüftung 24 gesperrt und das Arbeitsventil
8 mit der Druckluftquelle 23 verbunden. Das Vorsteuerventil 17 wird durch ein Federelement 25 in Richtung zur ersten Schaltposition 21 beaufschlagt. Durch eine elektromagnetische Betätigung 26 läßt sich das Vorsteuerventil 17 in die zweite Schaltstellung 22 überführen. Befindet sich das Vorsteuerventil 17 in der zweiten Schaltstellung 22, so ist das Arbeitsventil 8 derart mit der Druckluftquelle 23 verbunden, daß das Arbeitsventil 8 in die zweite Schaltstellung 14 überführt wird.To operate the working valve, a pilot valve 17 is provided, which is formed by a directional valve with three connections 18, 19, 20 and two switching positions 21, 22. A first connection 18 is connected to a compressed air source 23, a second connection 19 to a vent 24 and a third connection 20 to the working valve 8. In a first switching position 21, the compressed air source 23 is blocked and the working valve 8 is connected to the vent 24. In a second switching position 22, the vent 24 is blocked and the working valve
8 is connected to the compressed air source 23. The pilot valve 17 is actuated by a spring element 25 in the direction of the first switching position 21. The pilot valve 17 can be transferred to the second switching position 22 by an electromagnetic actuation 26. If the pilot valve 17 is in the second switching position 22, the working valve 8 is connected to the compressed air source 23 in such a way that the working valve 8 is transferred to the second switching position 14.
Zwischen dem vierten Anschluß 12 des Arbeitsventils 8 und dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 des Pneumatikzylinders 1 ist ein Sperrventil 27 vorgesehen, welches in einer ersten Stellung 28 den Durchfluß zwischen dem vierten Anschluß 12 und dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 freigibt und in einer zweiten Stellung 29 den Durchfluß schließt. Ein Federelement 30 Between the fourth connection 12 of the working valve 8 and the piston rod-side cylinder chamber 3 of the pneumatic cylinder 1, a shut-off valve 27 is provided, which in a first position 28 releases the flow between the fourth connection 12 and the piston rod-side cylinder chamber 3 and closes the flow in a second position 29. A spring element 30
• ··
beaufschlagt das Sperrventil 27 in Richtung zur ersten Schaltstellung 28. Zur Betätigung des Sperrventils 27 ist dieses mit einem ersten Endschalter 31 verbunden, welcher durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen 32, 33, 34 und mit zwei Schaltstellungen 35, 36 gebildet ist. Ein erster Anschluß 32 ist mit der Druckluftquelle 15, ein zweiter Anschluß 33 mit einer Entlüftung 37 und ein dritter Anschluß 34 mit dem Sperrventil 27 verbunden. In einer ersten Schaltstellung 35 ist die Druckluftquelle 15 gesperrt und das Sperrventil 17 mit der Entlüftung 37 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung 36 ist die Entlüftung 37 gesperrt und das Sperrventil 17 mit der Druckluftquelle 15 verbunden. Der erste Endschalter 31 wird durch ein Federelement 38 in Richtung zur ersten Schaltstellung 35 beaufschlagt. Befindet sich die Kolbenstange 5 in der Startposition 6 ist der erste Endschalter 31 durch ein hier nicht dargestellten Nocken an der Kolbenstange 5 in die zweite Schaltstellung 36 überführt. Das Sperrventil 27 ist dann derart mit der Druckluftquelle 15 verbunden, daß das Sperrventil 27 in seine zweite Schaltstellung 29 überführt ist.acts on the shut-off valve 27 in the direction of the first switching position 28. To actuate the shut-off valve 27, this is connected to a first limit switch 31, which is formed by a directional valve with three connections 32, 33, 34 and two switching positions 35, 36. A first connection 32 is connected to the compressed air source 15, a second connection 33 to a vent 37 and a third connection 34 to the shut-off valve 27. In a first switching position 35, the compressed air source 15 is blocked and the shut-off valve 17 is connected to the vent 37. In a second switching position 36, the vent 37 is blocked and the shut-off valve 17 is connected to the compressed air source 15. The first limit switch 31 is acted upon by a spring element 38 in the direction of the first switching position 35. If the piston rod 5 is in the start position 6, the first limit switch 31 is moved into the second switching position 36 by a cam (not shown here) on the piston rod 5. The shut-off valve 27 is then connected to the compressed air source 15 in such a way that the shut-off valve 27 is moved into its second switching position 29.
Zur Betätigung des Arbeitsventils 8 ist darüber hinaus ein zweiter Endschalter 39 vorgesehen, welcher durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen 40, 41, 42 und mit zwei Schaltstellungen 43, 44 dargestellt ist. Ein erster Anschluß 40 ist mit der Druckluftquelle 15, ein zweiter Anschluß 41 mit einer Entlüftung 45 und ein dritter Anschluß 42 mit dem Arbeitsventil 8 verbunden. In einer ersten Schaltstellung 43 ist die Druckluftquelle 15 gesperrt und das Arbeitsventil 8 mit der Entlüftung 45 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung 44 ist die Entlüftung 45 gesperrt und das Arbeitsventil 8 mit der Druckluftquelle 15 verbunden. Mittels einer Federelements 46 ist der zweite Endschalter 39 in Richtung zur ersten Schaltstellung beaufschlagt. Befindet sich die Kolbenstange 5 des Pneumatikzylinders 1 in der Endposition 7, wird der zweite Endschalter 39 durch einen nicht dargestellten Nocken an der Kolbenstange» 5 in die zweite Schalt-To actuate the working valve 8, a second limit switch 39 is also provided, which is represented by a directional valve with three connections 40, 41, 42 and two switching positions 43, 44. A first connection 40 is connected to the compressed air source 15, a second connection 41 to a vent 45 and a third connection 42 to the working valve 8. In a first switching position 43, the compressed air source 15 is blocked and the working valve 8 is connected to the vent 45. In a second switching position 44, the vent 45 is blocked and the working valve 8 is connected to the compressed air source 15. The second limit switch 39 is acted upon in the direction of the first switching position by means of a spring element 46. If the piston rod 5 of the pneumatic cylinder 1 is in the end position 7, the second limit switch 39 is moved to the second switching position by a cam (not shown) on the piston rod 5.
stellung 44 überführt. In dieser ist das Arbeitsventil 8 derart mit der Druckluftquelle 15 verbunden, daß das Arbeitsventil 8 in seine erste Schaltstellung 13 überführt wird.position 44. In this position, the working valve 8 is connected to the compressed air source 15 in such a way that the working valve 8 is transferred to its first switching position 13.
Ein Druckschalter 47 ist mit einer Steuerleitung 48 zwischen dem dritten Anschluß des ersten Endschalters 21 und dem Sperrventil 27 verbunden. In Abhängigkeit davon, ob in der Steuerleitung 48 ein Luftdruck ansteht, wird ein elektrischer Schalter im Druckschalter 47 geschaltet. Somit kann ein elektrisches Signal an eine Steuer- und Auswerteeinheit weitergeleitet werden.A pressure switch 47 is connected to a control line 48 between the third connection of the first limit switch 21 and the shut-off valve 27. Depending on whether there is air pressure in the control line 48, an electrical switch in the pressure switch 47 is switched. In this way, an electrical signal can be forwarded to a control and evaluation unit.
Zur Betätigung des Arbeitsventils 8 ist ferner ein Reset-Ventil 49 vorgesehen, welches durch ein Wegeventil mit drei Anschlüssen 50, 51, 52 und mit zwei Schaltstellungen 53, 54 dargestellt ist. Ein erster Anschluß 50 ist mit der Druckluftquelle 23, ein zweiter Anschluß 51 mit einer Entlüftung 55 und ein dritter Anschluß 52 mit dem Arbeitsventil 8 verbunden. In einer ersten Schaltstellung 53 ist die Druckluftquelle 23 gesperrt und das Arbeitsventil 8 mit der Entlüftung 55 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung 54 ist die Entlüftung 55 gesperrt und das Arbeitsventil 8 mit der Druckluftquelle 23 verbunden. Ein Federelement 56 beaufschlagt das Reset-Ventil 49 in Richtung zur ersten Schaltstellung 53. Mittels einer elektromagnetischen Betätigung 57 kann das Reset-Ventil 49 in die zweite Schaltstellung 44 überführt werden. In dieser Schaltstellung 54 ist das Arbeitsventil 8 derart mit der Druckluftquelle 23 verbunden, daß das Arbeitsventil 8 in die erste Schaltposition 13 überführt wird.To actuate the working valve 8, a reset valve 49 is also provided, which is represented by a directional valve with three connections 50, 51, 52 and two switching positions 53, 54. A first connection 50 is connected to the compressed air source 23, a second connection 51 to a vent 55 and a third connection 52 to the working valve 8. In a first switching position 53, the compressed air source 23 is blocked and the working valve 8 is connected to the vent 55. In a second switching position 54, the vent 55 is blocked and the working valve 8 is connected to the compressed air source 23. A spring element 56 acts on the reset valve 49 in the direction of the first switching position 53. The reset valve 49 can be transferred to the second switching position 44 by means of an electromagnetic actuation 57. In this switching position 54, the working valve 8 is connected to the compressed air source 23 in such a way that the working valve 8 is transferred to the first switching position 13.
Das Arbeitsventil 8 kann somit durch Betätigen des Reset-Ventils 49 oder durch Betätigen des Endschalters 39 in die erste Schaltposition 13 überführt werden. Eine Steuerleitung 58, welche mit dem dritten Anschluß 52 des Reset-Ventils 39 verbunden ist, und eine Steuerleitung 59, welche mit dem dritten Anschluß 42 des zweiten Endschalters 39 verbunden ist, führen zu einem Wechsel-The working valve 8 can thus be transferred to the first switching position 13 by actuating the reset valve 49 or by actuating the limit switch 39. A control line 58, which is connected to the third connection 52 of the reset valve 39, and a control line 59, which is connected to the third connection 42 of the second limit switch 39, lead to an alternating
ventil 60. In Abhängigkeit von den Luftdrücken in den Steuerleitungen 58, 59 wird diejenige Steuerleitung mit dem Arbeitsventil 8 verbunden, in der ein höherer Luftdruck ansteht.valve 60. Depending on the air pressures in the control lines 58, 59, the control line in which a higher air pressure is present is connected to the working valve 8.
Um bei Abfall des Systemdrucks den Pneumatikzylinder 1 festzusetzen, ist zwischen dem vierten Anschluß 12 des Arbeitsventils 8 und dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 des Pneumatikzylinders 1 neben dem Sperrventil 27 ein Notstop-Ventil 61 vorgesehen, welches in einer ersten Schaltstellung 62 den Durchfluß vom Arbeitsventil 8 zum kolbenstangenseitigen Zylinderraum 3 verschließt und in einer zweiten Schaltstellung 63 den Durchfluß freigibt. Mittels eines Federelements 64 ist das Notstop-Ventil 61 in Richtung zur ersten Schaltstellung 62 beaufschlagt. Ferner ist das Notstop-Ventil 61 derart mit der Druckluftquelle 15 verbunden, daß bei anstehendem Luftdruck das Notstop-Ventil 61 in die zweite Schaltstellung 63 überführt ist. Sobald der Systemdruck der Luftdruckquelle 15 absinkt, wird das Notstop-Ventil durch das Federelement 64 in die erste Schaltposition überführt und somit der Pneumatikzylindesr 1 festgesetzt.In order to fix the pneumatic cylinder 1 when the system pressure drops, an emergency stop valve 61 is provided between the fourth connection 12 of the working valve 8 and the piston rod-side cylinder chamber 3 of the pneumatic cylinder 1 next to the shut-off valve 27, which closes the flow from the working valve 8 to the piston rod-side cylinder chamber 3 in a first switching position 62 and releases the flow in a second switching position 63. The emergency stop valve 61 is acted upon in the direction of the first switching position 62 by means of a spring element 64. Furthermore, the emergency stop valve 61 is connected to the compressed air source 15 in such a way that when air pressure is present, the emergency stop valve 61 is transferred to the second switching position 63. As soon as the system pressure of the air pressure source 15 drops, the emergency stop valve is moved into the first switching position by the spring element 64 and thus the pneumatic cylinder 1 is fixed.
In Figur 2 ist ein Detailausschnitt A aus Figur 1 dargestellt, der im folgenden näher erläutert wird. Der Pneumatikzylinder 1 enthält eine Kolbenstange 5 mit zwei Endschaltern 31, 39, die mit Sensoren Sl, S2 gekoppelt sind. Der Pneumatikzylinder befindet sich in der Startposition 6 (durchgezogenen Linien) und ist dabei über Leitungen mit einer Druckluftquelle 15 verbunden.Figure 2 shows a detailed section A from Figure 1, which is explained in more detail below. The pneumatic cylinder 1 contains a piston rod 5 with two limit switches 31, 39, which are coupled to sensors S1, S2. The pneumatic cylinder is in the start position 6 (solid lines) and is connected to a compressed air source 15 via lines.
Sofern in der CPU 65 ein Startsignal 66 über den Verstärker 67 an das Vorsteuerventil 17 gegeben wird,, schaltet das Arbeitsventil 8 die Leitung 68 frei, so daß pneumatische Energie auf die linke Seite der Kolbenstange 5 gelangt.If a start signal 66 is sent to the pilot valve 17 in the CPU 65 via the amplifier 67, the working valve 8 opens the line 68 so that pneumatic energy reaches the left side of the piston rod 5.
Nach einer Zeit Tl, die in der CPU 65 eingestellt ist, wird geprüft, ob die Startposition vom Kolben 4 verlassen wurde (Sensor Sl). Dies wird über den ersten Endschalter 31 an den Druckschalter 47 gemeldet.After a time Tl, which is set in the CPU 65, a check is carried out to determine whether the start position has been left by the piston 4 (sensor Sl). This is reported to the pressure switch 47 via the first limit switch 31.
r'V/':r'V/':
Nach Erreichung der Endposition 7 der Kolbenstange 5 (gestrichelte Darstellung) wird der zweite Endschalter 39 betätigt und der Sensor S2 gibt ein Signal an das Arbeitsventil 8, so daß eine Umschaltung auf die Leitung 69 zum Rücklauf des Kolben 4 in die Startposition erfolgen kann.After reaching the end position 7 of the piston rod 5 (dashed line), the second limit switch 39 is actuated and the sensor S2 sends a signal to the working valve 8 so that a switchover to the line 69 can take place to return the piston 4 to the starting position.
Während dieser Zeit prüft die CPU 65, ob die Zeit T2 vom Start bis zur Rückkehr des Kolbens 4 innerhalb der Solltoleranz liegt. Bei einer Zeitüberschreitung wird ein Reset-Impuls von dem Reset-Ventil 49 gesetzt, so daß der Kolben 4 in die Ausgangsposition 6 zurückläuft und derselbe Vorgang noch einmal abläuft. Diese Vorgänge werden solange wiederholt, bis die Kruste gebrochen wird, wobei nach &khgr; Wiederholungen ein Alarm gegeben wird, der lokal oder zentral gemeldet wird.During this time, the CPU 65 checks whether the time T2 from the start to the return of the piston 4 is within the target tolerance. If the time is exceeded, a reset pulse is set by the reset valve 49 so that the piston 4 returns to the starting position 6 and the same process is repeated. These processes are repeated until the crust is broken, and after &khgr; repetitions an alarm is given which is reported locally or centrally.
Eine weitere Fehlmöglichkeit wird über die CPU dann angezeigt, wenn der Krustenbrecherdorn in der Schmelze steckenbleibt. Dann wird eine Zwangsrücksetzung des Zylinders eingeleitet, wobei der Kolben 4 über das Reset-Ventil 49 und das Arbeitsventil 8 in die Startposition 6 zurückgelangt.Another possible malfunction is indicated by the CPU when the crust breaker mandrel gets stuck in the melt. A forced reset of the cylinder is then initiated, with the piston 4 returning to the starting position 6 via the reset valve 49 and the working valve 8.
Wenn die Zwangsrücksetzung erfolglos bleibt, kann die Reset-Funktion mehrmals wiederholt werden. Bei vergeblicher Wiederholung erfolgt Alarm, der lokal oder zentral gemeldet wird.If the forced reset is unsuccessful, the reset function can be repeated several times. If the attempt is unsuccessful, an alarm is triggered which is reported locally or centrally.
Selbstverständlich ist eine Sperrung des Kolbens 4 im Falle des Alarms möglich. Dies erfolgt über ein Sperrventil 27 bzw. ein Notstop-Ventil 61, das in der Leitung 69 zwischen Arbeitsventil 8 und Pneumatikzylinder 1 eingebaut ist.Of course, it is possible to block the piston 4 in the event of an alarm. This is done via a shut-off valve 27 or an emergency stop valve 61, which is installed in the line 69 between the working valve 8 and the pneumatic cylinder 1.
Auch eine Störung der Sensoren Sl, S2 führt zu einer Rückmeldung an die CPU 65 mit der Folge, daß ein Alarm ausgelöst wird und der fehlerhafte Krustenbrecher in der uberwachungszentrale zusammen mit der möglichen Fehlerart angezeigt wird. Auch wenn vor dem Start keine Rückmeldung von Sensor Sl angezeigt wird, wird lokal oder zentral ein Alarm gegeben. Als Fehlerarten kommen inA fault in the sensors Sl, S2 also leads to a feedback signal to the CPU 65, with the result that an alarm is triggered and the faulty crust breaker is displayed in the monitoring center together with the possible type of error. Even if no feedback is displayed by sensor Sl before the start, an alarm is given locally or centrally. The types of error in
Betracht: Sensor Sl defekt, Signalwandler und Sensor 1 defekt oder der Verstärker 67 ist defekt. Auch Druckluftverluste können in diesem Fall von dem System erkannt werden.Consider: Sensor Sl defective, signal converter and sensor 1 defective or amplifier 67 is defective. In this case, compressed air losses can also be detected by the system.
Wenn die Endpunktumschaltung des Krustenbrecherzylinders nicht mehr automatisch arbeitet, so ist möglicherweise der Sensor Sl defekt und der Kolben 4 bleibt in der Endlage stehen. Das Steuerprogramm in der Schaltungsanordnung interpretiert dann die Situation als nicht gebrochene Kruste, woraufhin die entsprechende Reset-Funktion gesetzt wird. Nach mehrmaliger Wiederholung wird Alarm gegeben, der lokal oder zentral gemeldet werden kann.If the end point switching of the crust breaker cylinder no longer works automatically, the sensor S1 may be defective and the piston 4 remains in the end position. The control program in the circuit arrangement then interprets the situation as a crust not broken, whereupon the corresponding reset function is set. After several repetitions, an alarm is given, which can be reported locally or centrally.
Im Rahmen der dann erfolgenden Überprüfung wird erkannt, daß ein Sensordefekt vorliegt und ein Notprogramm eingeschaltet. Bei diesem Notprogramm wird der Krustenbrecherzylinder über Start- und Reset-Signale zyklisch gefahren oder über ein Handventil 70 bewegt, wobei keine automatische Überwachung der Umsteuerung des Zylinders in den Endpositionen gewährleistet ist. Dieses Notprogramm wird aufrechterhalten, solange die Störung vorliegt. Nach Austausch des Krustenbrecherzylinders kann der automatische Betrieb wieder aufgenommen werden.During the subsequent check, it is recognized that there is a sensor defect and an emergency program is activated. In this emergency program, the crust breaker cylinder is cyclically operated using start and reset signals or moved using a manual valve 70, whereby no automatic monitoring of the cylinder reversal in the end positions is guaranteed. This emergency program is maintained as long as the fault persists. After the crust breaker cylinder has been replaced, automatic operation can be resumed.
In den Figuren 3 bis 5 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, welches ein Verfahren zum Steuern eines Krustenbrechers wiedergibt. Aktionen sind innerhalb eines Rechtecks eingeordnet, Entscheidungen innerhalb einer Raute und Bemerkungen oder Meldungen innerhalb eines achteckigen Rahmens. Von einer übergeordneten Steuer- und Auswerteeinheit wird zunächst der Befehl gegeben die Kruste zu brechen. Hieraufhin wird ein Zähler auf 1 gesetzt. Daraufhin wird das Kontrollsignal überprüft. Bei Nichtvorliegen des Kontrollsignals ist davon auszugehen, daß der Stößel nicht in der oberen Ausgangsstellung, d.h. in der Startposition ist. Mit einer entsprechenden Warnmeldung wird der Ablauf unterbrochen. Ist das Kontrollsignal gesetzt, wird ein Timer gestartetFigures 3 to 5 show a flow chart that shows a method for controlling a crust breaker. Actions are arranged within a rectangle, decisions within a diamond and comments or messages within an octagonal frame. A higher-level control and evaluation unit first gives the command to break the crust. A counter is then set to 1. The control signal is then checked. If the control signal is not present, it can be assumed that the ram is not in the upper starting position, i.e. in the start position. The process is interrupted with a corresponding warning message. If the control signal is set, a timer is started.
und für 1 Sekunde ein Startsignal gegeben. Nach Ablauf von 2 Sekunden wird überprüft, ob das Kontrollsignal gesetzt ist. Wenn das Kontrollsignal nicht mehr gesetzt ist, ist davon auszugehen, daß der Stößel ordnungsgemäß losgefahren ist und die Startposition verlassen hat. Im Fall, daß das Kontrollsignal gesetzt ist, muß davon ausgegangen werden, daß der Stößel in der Startposition verblieben ist oder daß der Schalter zum Setzen des Kontrollsignals defekt ist. Daraufhin wird ein Ablauf gestartet, um den Stößel zurückzusetzen. Hierzu wird zunächst 1 Sekunde lang das Startsignal gesetzt und der Stößel ausgefahren. Nach Ablauf von 5 Sekunden wird ein Reset-Signal gesetzt, durch das der Stößel zurück in die Startposition bewegt wird.and a start signal is given for 1 second. After 2 seconds, a check is made to see whether the control signal is set. If the control signal is no longer set, it can be assumed that the plunger has started properly and has left the start position. If the control signal is set, it must be assumed that the plunger has remained in the start position or that the switch for setting the control signal is defective. A process is then started to reset the plunger. To do this, the start signal is first set for 1 second and the plunger is extended. After 5 seconds, a reset signal is set, which moves the plunger back to the start position.
Ausgehend von Position II in Figur 3 wird das Ablaufdiagramm in Figur 4 fortgeführt. Wenn der Stößel ordnungsgemäß losgefahren ist, wird nach 4,5 bis 25 Sekunden überprüft, ob das Kontrollsignal wieder gesetzt ist. Innerhalb dieser Zeitspanne ist davon auszugehen, daß der Stößel bei ordnungsgemäßem Ablauf die Startposition wieder erreicht haben müßte. Ist das Kontrollsignal gesetzt, ist der Stößel ordnungsgemäß zurückgefahren und der Ablauf wird beendet. Ist das Kontrollsignal nicht gesetzt, wird ein Reset-Signal gesetzt, um den Stößel zurück in die Startposition zu überführen. Ein Timer wird gestartet und nach 4 Sekunden wird überprüft, ob das Kontrollsignal gesetzt ist. Bei ordungsgemäßem Ablauf sollte der Stößel nach 4 Sekunden die Startposition wieder erreicht haben. Ist das Kontrollsignal gesetzt, ist der Stößel wieder in der Startposition angelangt. Es ist davon auszugehen, daß die Kruste nicht durchbrochen wurde. Es werden daraufhin 5 Versuche durchgeführt die Kruste zu druchbrechen, wobei der Zähler um 1 erhöht wird und der Ablauf wieder von vorne beginnt. Sobald der Zähler 5 erreicht hat, wird die Meldung ausgegeben, daß die Kruste nicht durchbrochen wurde und der Vorgang wird abgebrochen.Starting from position II in Figure 3, the flow chart is continued in Figure 4. If the ram has started moving properly, a check is carried out after 4.5 to 25 seconds to see whether the control signal has been set again. Within this time period it can be assumed that the ram should have reached the start position again if everything has gone smoothly. If the control signal is set, the ram has moved back properly and the process is ended. If the control signal is not set, a reset signal is set to return the ram to the start position. A timer is started and after 4 seconds it is checked whether the control signal has been set. If everything has gone smoothly, the ram should have reached the start position again after 4 seconds. If the control signal is set, the ram has returned to the start position. It can be assumed that the crust has not been broken through. Five attempts are then made to break through the crust, with the counter being increased by 1 and the process starting again from the beginning. As soon as the counter reaches 5, a message is displayed stating that the crust has not been broken through and the process is aborted.
Ist nach dem Setzen des Reset-Signals das Kontrollsignal nicht innerhalb von 4 Sekunden gesetzt, wird nach 4,5 bis 25 SekundenIf the control signal is not set within 4 seconds after setting the reset signal, after 4.5 to 25 seconds
das Kontrollsignals noch einmal überprüft. Liegt dann ein Kontrollsignal vor, ist davon auszugehen, daß an dem Stößel Anbackungen entstanden sind, die zu Verzögerungen des Ablaufs führen. Liegt das Kontrollsignal nicht vor, muß davon ausgegangen werden, daß der Stößel in der Kruste verkantet ist. In diesem Fall wird ein Alarmsignal gegeben.the control signal is checked again. If a control signal is then present, it can be assumed that there is caking on the pestle, which is causing delays in the process. If the control signal is not present, it must be assumed that the pestle is jammed in the crust. In this case, an alarm signal is given.
VAW Aluminium-Technologie GmbH Georg-von-Boeselager-Str. 53117 BonnVAW Aluminium-Technologie GmbH Georg-von-Boeselager-Str. 53117 Bonn
18. Juni 199918 June 1999
MW/scb (all01210)MW/scb (all01210)
P97916DE00P97916DE00
Schaltungsanordung zum Steuern eines KrustenbrechersCircuit arrangement for controlling a crust breaker
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 Pneumatikzylinder1 pneumatic cylinder
2 kolbenseitiger Zylinderraum2 piston-side cylinder chamber
3 kolbenstangenseitiger Zylinderraum3 piston rod side cylinder chamber
4 Kolben4 pistons
5 Kolbenstange5 Piston rod
6 Startposition6 Starting position
7 Endposition7 End position
8 Arbeitsventil8 Working valve
9 erster Anschluß9 first connection
10 zweiter Anschluß10 second connection
11 dritter Anschluß11 third connection
12 vierter Anschluß12 fourth connection
13 erste Schaltstellung13 first switching position
14 zweite Schaltstellung14 second switching position
15 Druckluftquelle15 Compressed air source
16 Entlüftung16 Ventilation
17 Vorsteuerventil17 Pilot valve
18 erster Anschluß18 first connection
19 zweiter Anschluß19 second connection
20 dritter Anschluß20 third connection
21 erste Schaltstellung21 first switch position
22 zweite Schaltstellung22 second switch position
23 Druckluftquelle23 Compressed air source
24 Entlüftung24 Ventilation
25 Federelement25 Spring element
26 elektromagnetische Betätigung26 electromagnetic actuation
27 Sperrventil27 Check valve
28 erste Schaltstellung28 first switching position
29 zweite Schaltstellung29 second switch position
30 Federelement30 Spring element
31 erster Endschalter31 first limit switch
32 erster Anschluß32 first connection
33 zweiter Anschluß33 second connection
34 dritter Anschluß34 third connection
35 erste Schaltstellung35 first switching position
36 zweite Schaltstellung36 second switch position
37 Entlüftung37 Ventilation
38 Federelement38 Spring element
39 zweiter Endschalter39 second limit switch
40 erster Anschluß40 first connection
41 zweiter Anschluß41 second connection
42 dritter Anschluß42 third connection
43 erste Schaltstellung43 first switching position
44 zweite Schaltstellung44 second switching position
45 Entlüftung45 Ventilation
46 Federelement46 Spring element
47 Druckschalter47 Pressure switch
48 Steuerleitung48 Control line
49 Reset-Ventil49 Reset valve
50 erster Anschluß50 first connection
51 zweiter Anschluß51 second connection
52 dritter Anschluß52 third connection
53 erste Schaltstellung53 first switching position
54 zweite Schaltstellung54 second switching position
55 Entlüftung55 Ventilation
56 Federelement56 Spring element
57 elektromagnetische Betätigung57 electromagnetic actuation
58 Steuerleitung58 Control line
59 Steuerleitung59 Control line
60 Wechselventil60 shuttle valve
61 Notstop-Ventil61 Emergency stop valve
62 erste Schaltstellung62 first switch position
Claims (9)
der Pneumatikzylinder (1) in einer ersten Position des Arbeitsventils (8) nicht mit der Druckluftquelle (15) verbunden ist und der Stößel in einer Startposition ist, wobei
das Arbeitsventil (8) als Zweiwegeventil ausgebildet ist, das nach Verlassen der Startposition in der Abwärtsbewegung des Stößels und dem Erreichen der unteren Position von einem Endschalter in eine zweite Position bewegbar ist,
das Vorsteuerventil (17) ausschließlich bei Vorliegen des Kontrollsignals aktivierbar ist und
das Kontrollsignal nach dem Aktivieren des Arbeitsventils bis zum Bewegen des Stößels in Richtung Startposition gesetzt bleibt und wobei
das Kontrollsignal nach der Aktivierung des Arbeitsventils (8) und nach Ablauf einer Durchlaufzeit, die der Zeitspanne entspricht, innerhalb derer der Stößel ausgehend von der Startposition die Endposition durchlaufen und die Startposition wieder erreicht haben müßte, nicht gesetzt wird,
the pneumatic cylinder ( 1 ) is not connected to the compressed air source ( 15 ) in a first position of the working valve ( 8 ) and the plunger is in a start position, wherein
the working valve ( 8 ) is designed as a two-way valve which, after leaving the starting position in the downward movement of the plunger and reaching the lower position, can be moved by a limit switch into a second position,
the pilot valve ( 17 ) can only be activated when the control signal is present and
the control signal remains set after activation of the working valve until the tappet moves towards the start position and
the control signal is not set after activation of the working valve ( 8 ) and after expiry of a run-through time corresponding to the time period within which the plunger would have to pass through the end position from the start position and reach the start position again,
einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder zum Antreiben eines Stößels,
ein Arbeitsventil (8) in Form eines Wegeventils mit vier Anschlüssen und zwei Schaltstellungen, wobei ein erster Anschluß (9) mit einer Druckluftquelle (15), ein zweiter Anschluß (10) mit einer Entlüftung (16), ein dritter Anschluß (11) mit einem kolbenseitigen Zylinderraum (2) des Pneumatikzylinders (1) und ein vierter Anschluß (12) mit einem kolbenstangenseitigen Zylinderraum (3) des Pneumatikzylinders (1) verbunden ist,
wobei in einer ersten Schaltstellung (13) des Arbeitsventils (8) der kolbenseitige Zylinderraum (2) mit der Entlüftung (16) und der kolbenstangenseitige Zylinderraum (3) mit der Druckluftquelle (15) verbunden ist und wobei in einer zweiten Schaltstellung (14) des Arbeitsventils (8) der kolbenseitige Zylinderraum (2) mit der Druckluftquelle (15) und der kolbenstangenseitige Zylinderraum (3) mit der Entlüftung (16) verbunden ist,
ein Sperrventil (27) zwischen dem vierten Anschluß (12) des Arbeitsventils (8) und dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum (3), welches in einer ersten Stellung (21) den Durchfluß freigibt und in einer zweiten Stellung (22) den Durchfluß schließt,
ein Vorsteuerventil (17) durch dessen kurzzeitige Betätigung das Arbeitsventil (8) in die zweite Position überführbar ist,
ein erster Endschalter (31), der betätigt wird sobald sich die Zylinderkolbenstange (5) in einer ersten Endposition (Startposition) befindet, wobei durch die Betätigung des ersten Endschalters (31) das Sperrventil in die zweite Position überführbar ist,
ein zweiter Endschalter (39), der betätigt wird sobald sich die Zylinderkolbenstange (5) in einer zweiten Endposition (Endposition) befindet, wobei durclh die Betätigung des zweiten Endschalters (39) das Arbeitsventil (8) in die erste Schaltposition überführbar ist,
ein Druckschalter (47), der in Abhängigkeit eines Luftdrucks zum Betätigen des Sperrventils (27) schaltbar ist. 4. Circuit arrangement of an aluminium electrolysis cell, comprising
a double-acting pneumatic cylinder to drive a ram,
a working valve ( 8 ) in the form of a directional control valve with four connections and two switching positions, wherein a first connection ( 9 ) is connected to a compressed air source ( 15 ), a second connection ( 10 ) to a vent ( 16 ), a third connection ( 11 ) to a piston-side cylinder chamber ( 2 ) of the pneumatic cylinder ( 1 ) and a fourth connection ( 12 ) to a piston-rod-side cylinder chamber ( 3 ) of the pneumatic cylinder ( 1 ),
wherein in a first switching position ( 13 ) of the working valve ( 8 ) the piston-side cylinder chamber ( 2 ) is connected to the vent ( 16 ) and the piston rod-side cylinder chamber ( 3 ) is connected to the compressed air source ( 15 ) and wherein in a second switching position ( 14 ) of the working valve ( 8 ) the piston-side cylinder chamber ( 2 ) is connected to the compressed air source ( 15 ) and the piston rod-side cylinder chamber ( 3 ) is connected to the vent ( 16 ),
a shut-off valve ( 27 ) between the fourth connection ( 12 ) of the working valve ( 8 ) and the piston rod-side cylinder chamber ( 3 ), which in a first position ( 21 ) releases the flow and in a second position ( 22 ) closes the flow,
a pilot valve ( 17 ) by whose brief actuation the working valve ( 8 ) can be transferred to the second position,
a first limit switch ( 31 ) which is actuated as soon as the cylinder piston rod ( 5 ) is in a first end position (start position), whereby the shut-off valve can be moved into the second position by actuating the first limit switch ( 31 ),
a second limit switch ( 39 ) which is actuated as soon as the cylinder piston rod ( 5 ) is in a second end position (end position), whereby the operating valve ( 8 ) can be transferred to the first switching position by actuating the second limit switch ( 39 ),
a pressure switch ( 47 ) which can be switched depending on an air pressure to actuate the shut-off valve ( 27 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29910803U DE29910803U1 (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Circuit arrangement for controlling a crust breaker |
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| DE29910803U1 true DE29910803U1 (en) | 1999-09-16 |
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