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Base demands
| System should support both types of drives without change in hardware: Normal Drive, which will reach under all fail conditions still Outer End Position (EPO) and Interlock drive, that will reach under all failconditions Inner End Position (EPI). | Das System muss beide Grundtypen von Antrieben ohne Änderung der Hardware unterstützen: Normalantrieb, der unter allen Umständen die äußere Endlage erreicht, sowie den Interlockantrieb, der unter allen Umständen die innere Endlage erreicht. |
Layer of Control
| Several Layers of control will be present to manage movement of pressured air dives. The very baseline frontend must insure secure power up or in case of unforseen power loss at any hardware point the reach of predestinated secur states. Choice of PLC-hardware must therefor be capable to enable at least that minimal requirements. An important question is related according the wished reaction to a lack of Profinet layer interrupting the communication to higher control layers (and when is a missing comunication defined as misfunction as missfunction?): Old pressurized air system stores last position of drives in deevice even if communication to higher control layers is broken! | Verschieden Lagen der Kontrolle werden die Bewegung der Druckluftantriebe im Rahmen des Beschleunigerkontrollsystemes steuern. Die Auswahl der richtigen Komponenten für die SPS muss dabei zumindest die Minimalanforderungen an ein sicheres Powerup bzw. die entsprechende Reaktion im Falle eines unvorhergesehnen Ereignisses wie zum Beispiel eines Stromausfalles gewährleisten. An wichtige Frage stellt sich bezüglich der gewünschten Reaktion der Antriebe bei Ausfall des Profinetlayers, also bei Abruch der Kommunikation zur übergeordneten Steuerung (Und wie definiert sich ein Komunnikationsabruch?): Im bisher benutzten Pressluftsystem ist die aktuelle Position der Antriebe gespeichert und wird auch erhalten, wenn die Kommunikation zum Kontrollsystem abbricht! |
Normal Drive
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| Normal Drive controlled as sketched in sheme above has it's secure position outside under all bad curcumstances: complete power less but with compressed air present air will find it's way from input 1 to port 2 forcing cylinder at dark blue side to move out while air is exausted at light blue side via port 4 and sound absorber at port 5. Once reached end position cylinder will be arrested in outer endposition an will be fixed there by an arresting pin even without air. Alternate active position is only reached with all invalved resources: compressed air, Execute Power (incl. fuse), Control-Power and drive command. In that case the air path will change by activated magnet valve as can be imagined if lifting from lower part of symbol to out put port area. Way of air is then Port 1 - 4 - cylinder - Port 2 - 5. Second necessary drive typ is Interlock drive: that must reach under all bad conditions Inner Endposition, i.e. to interruped particle beam with cup moved inside. Thinkable solution could be straight forward inverse connected air pipes to cylinder. Control logic is although changing therby. | Der Normalantrieb, kontrolliert wie im Schema oben, hat seine sichere Position außerhalb; auch unter allen möglichen Fehlbedingungen: Selbst komplett ohne elektrische Energie aber mit vorhandener Pressluft wird diese an Port 1 eingehend über Port 2 den Zylinder heraus drücken (dunkel blau) und dabei auf der anderen Seite (hell blau) den Kolben über Port 4 und den Schalldämpfer an Port 5 leeren. Hat der Kolben die äußere Endlage erreicht wird er dort durch einen Sicherungsstifft gehalten, selbst wenn dann die Pressluft aus fiele. Die aktive Position hingegen wird nur unter Anwesenheit aller involvierter Betriebsmittel erreicht wie Druckluft, Execute-Power (incl. Sicherung) und Control-Power sowie Schaltbefehl. Der Druckluftpfad ändert sich dann als würde der untere Teil des Symbols in den Bereich der Ausgangsport geschoben: Port 1 - 4 - Zylinder - Port 2 - 3. Der zweite notwendige Antriebstyp ist der Interlockantieb: dieser soll auch in jedwedem Fehlerfall die Innnere Endlage erreichen, um z.B. mit eingeschobener Tasse den Teilchenstrahl zu stoppen. Die direkte, denkbare Vorgehensweise dazu wäre einfach die Vertauschung der Verschlauchung zum Antrieb. Mit ändern würde sich dabei die Ansteuerlogik. |
Interlock Drive
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| This model has some problematic aspects: if accelarator works normal under proper conditions Interlock will be activated only sometimes. Most of time relay will be activated, contact will be closed and under current. Relais contacts can stick together after long use: in Interlock case they might not deativated magnet valve! This problem could be solved by use of solid state relays. A further problem occures with power up: Control is inverted related to Normal Drive. Therfore the direction of logic must be hardcoded by an real, physical switch “Drive Type Switch” at power up to insure correct start position, specially here in Interlock position. A not recommended exclusive opportunity to determ kind of drive is to establish two seperated kinds of Execut-Power for in first place sensors and second place actors. The hole power up would then be done in three step process as activate Control-Power, activate sensor part of Execute-Power. Air status and endpostion status will determ status and kind of drive. Last step then would be activation of actor part of Execute-Power. Pass of control from field to higher PLC might be then out of secure positions or last known positions. A variation without change of control logic would be: | Dieses Model hat kleinere Probleme: Wenn der Beschleuniger unter normalen Umständen läuft, wird der Interlock nur in seltenen Fällen aktiviert. Meist wird der Antrieb ausgefahren sein, d.h. das Relais aktiviert, die Kontakte geschlossen und unter Strom. Relaiskontakte können aber nach langer Nutzung zusammen schweissen: Im Interlockfall würde das Magnetventil u.U. nicht deaktiviert! Dieses Problem ließe sich durch die Nutzung von solid state Relais vermeiden. Ein weiteres Problem tritt beim Power up auf: Die Ansteuerung ist gegenüber der Normalen invertiert. Um also das Einschalten des Antriebes in der, hier, Interlockposition direckt richtig ausführen zu können muss die Art des Antriebes harwarenahe bekannt sein. Das muss ein realer Schalter “Drive Type Switch” gewährleisten. Ein alleinig nicht zu empfehlendes Verfahren zur Bestimmung der Antriebsart wäre über die Separation der Execute-Power. Der Anfahrprozess wäre dann dreistufig: Erstens Aktivierung Control-Power, zweitens Aktivierung Execute-Power Teil für Sensoren und so Bestimmung von Pressluftstatus wie Endlagenstatus, welche den Drive Type indireckt bestimmen. Der dritte Schritt wäre dann die Aktivierung des Actorteiles der Execute-Power, sodass dann aus der Sicheren Position oder den letzten bekannten Positionen eine Kontrollübernahme durch die entfernte SPS ausgeführt werden könnte. Eine Variante ohne Inversion der Kontrolllogik wäre: |
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