Wiki
Sidebar
projects:pafront:pa-terminal:electronic:pa-terminalv1.1:pa-terminalv1.1
Table of Contents
Platine "PA-Terminal V1.1"
Schaltplan
 | Detail Power supply and shut down process: dark blue: primary 24V input power (infront of D7) cyan: buffert 24V (after D7) green: secondary 5V for MC (enlarged to manage power off storing to EEPROM magenta: signal on movement line |
| The curcuit above can be devided in to main parts: first the 24V powered primary electronic and a secondary counter and communication part on the right (5V DC/DC converted powered from primary.) Primary electronic consists of connector to six switches (s.a. cables Kabel) to work as sensors for the two end positions “outside” (normal) and (inside: active). For each end position there three: two for redundancy, inversed used as opener and closing switch. The third one is for auxiary purpose. It is indended to feed the signal of the switches to relais coils with other side pulled high to 24V within the PLC unit. In PA-Terminal at drive side the comman contact of the two way switch then will be close to ground or kept open. Using relais inside PLC seperates galvanic primary side from cotrolling secondary side and energy needed to power relais acts as a barrior against transients and Spikes caused by large power cables for beam magnets etc. Further relais at far distent end in PLC will limit currents to working values even if there is a short cut in the far distance cable carring a lot of this signals. The state of end position sensors is indicated although at drive for maintenance personal. Hard coding ensures that an end position LED only indicates reach of end potion if both invers switches give the right signal other wise they stay off. The connector to the acting part is at the left hand side a two pole Lemo connector: The high side signal “INSIDE” is switched to 24 V by relais in far distance PLC and powers a magnet valve controlling the pressured air drive. Normaly a powered drive is driven in. Air piping ensures that way reach of sure outer end position although in complete power less state. The low side signal “BLOCK” is not direct fet to ground but fet to a further two pole Lemo connector in six fold node: that can be use to block the drive against movement. The Lemo connector there must be closed by a shorting plug or can be in line with the auxilary switches of other drives. Using that a movement of first drive is not possibible if other drive already opened the line by moving inside. Further on there is a connector for a pressure switch indicating the target air pressure of 8 Bar by LED and as signal “Pok” to the PLC-unit. | Der Schaltplan oben besteht aus zwei wesendlichen Teilen: zunächst aus der 24V versorgten Primärelektronik und weiter aus der sekundären Zähler- und Kommunikatioselektronik, 5V versorgt über DC/DC-Konverter von den primären 24V). Die Primärelektronik besteht aus sechs bauchgleichen Bauform V4 Wechselschaltern (s.a. cables Kabel), die die Endlagen für Endlage aussen (normal) und Endlage innen (aktiv) dedektieren. Es gibt pro Endlage drei Endlagenschalter: zwei aus Redundanzgründen invers genutzt als Öffner bzw. Schließer, sowie jeweils einem dritten Hilfsschalter. Die Endlagensignale werden in der SPS mit 24V beschickt und von den Endlagenschaltern dann im “PA-Terminal” gegen 0V durchgeschaltet (Schließer) oder nicht. In der SPS wird die primäre Steuerspannung für die Hilfsschalter von der sekundären Auswertespannung innerhalb der SPS galvanisch getrennt: dies kann klassisch über Relais geschehen (altes System) oder über neuere solid state relais Module. Der Vorteil von Relais ist, dass zu ihrem Schalten eine Mindestenergie benötig wird und sie träger reagieren, was eine bessere Störsicherheit gegen Spikes und Transienten von z.B. Schaltvorgängen nahe geführter Magnetversorgungskabeln mit sich bringt. Ausserdem dient das Relais in der SPS gewissermaßen als Sicherung im Kurzschlussfalle des langen Kabels zum Antrieb: Ein potentieller Kurzschluss führt dann zwar zu einem falschen Signal aber keinem Überstrom da die Relaisspule in der SPS noch zwischen geschaltet ist. Dagegen ist der Vorteil von solid state Modulen die kleinere Bauweise und höhere Lebensdauer. Das PA-Terminal besitzt Leuchtdiodenanzeigen für die Endlagenanzeige, z.B. für das Servicepersonal bei Einstellarbeiten und zwar derart, dass beide inverse Schalter betätig sein müssen, damit die Endlage als korrekt erreicht angezeigt wird. Es gibt eine zweipolige Lemobuchse seitlich an einem Ende des PA-Terminals zum Anschluß des Magnetventiles. Dabei wird auf der Steuerseite das Signal “INSIDE” mit 24V beschickt um ein Magnetventil zu steuern, das den Pressluftantrieb fährt. Durch die Verschlauchung bewegt sich im Normalfall ein aktivierter Antrieb in den Strahlengang und heraus selbst bei Energieausfall allein durch die Pressluft. Der Anschlußpfad weg vom Magnetventil “BLOCK” wird nicht direkt gegen 0V geführt, sondern über eine weitere Lemobuchse im Sechsfachverteilerknoten: das kann dazu genutzt werden Antriebe hardwarenahe gegeneinander zu verriegeln um Antriebskollisionen in der gleichen Kammer zu vermeiden. Wird dies nicht gebraucht muss dort ein zweipoliger Kurzschlusstecker aufgesteckt werden. Will man dagegen Antriebe kreutzweise verriegeln schließt man den ersten Antrieb über den Hilfsschließer des zweiten Antiebes gegen 0V. Ist der aber offen weil der zweite Antrieb bereits eingefahren ist, so ist der Energiepfad für den ersten Antrieb nich geschlossen und ein fehlerhaftes Fahren des ersten wird schon hardwarenahe unterbunden! Weiter gib es einen zweipolige Buchse zum Anschluß eines Druckluftschalters, der bei Erreichen des nötigen Pressluftdruckers von 8 Bar schaltet, am Antrieb per LED angezeigt wird und ebenso als Signal “Pok” an die SPS zu Kontrollzwecken weitergegeben wird. |
| Secondary part of electronic right hand side is the more sophisticated counter part of the electronic: Micro controller based the movements of the drive are counted there and stored in internal EEPROM if power is of. A bigger capacity C holds energy for nearly one second allowing the micro controller powered by it's energy to store counting values in non versataly memory. The signal “iniDataSave” signal detecs power down state and interrupeds the micro processor. The micro processor does continiously redundancy check about all three times stored values. That is because positioned close to the beam line hard radiation might cause fall of single bits. If a failure should ocurre a 2/1 dicion corrects the faulty value and an error counter is increased. A replaceable DIL typ of micro processor is choosen. The “PIC16F84A” is a already long existing type that can be expected to have although a longer future because it is the scholing typ of that company. The jumper on board determs the serial number of the PA-Terminal to “0” and enables raech the counter about the RS485-fieldbus and let a new different SN/ID number. On board is although a connector for inplace programming of the MC. About the signal “outputenable” the counter display will be switched completly of if the accelartor is on because than no spectator as access to the beam line or switched on during maintance periode and dimmed by puls wide modulation. | Sekundäre Elektronik: Auf der rechten Seite des Schaltplan befindet sich ein höher entwickelter Schaltplanteil, um die Fahrten des Antriebes zu zählen und lokal dauerhaft im EEPROM des eingesetzten Mikroprozessors zu speichern, wenn der Antieb stromloss wird. Eine größere Kapazität C liefert dazu noch annähernd eine Sekunde Energie um Daten nichtflüchtig zu speichern. Das Signal “iniDataSave” dedektiert dabei das Abschalten der Stromversorgung und leitet die Sicherung der Daten per Interruped am Mikroprozessor aus. Der Mikroprozessor führt ständig einen Konsistenztest der jeweils dreifach gespeicherten Zählerwerte aus: Hintergrund ist, das die PA-Terminals dicht am Strahlengang mit dort potentiell vorhandener radioaktiver Strahlung positioniert sind, so dass einzelne Zählerbit kippen könnten. Tritt dieser Fall ein, wird das fehlerhafte Byte durch den Wert der beiden anderen identischen Bytes korrigiert und ein Fehlerzähler erhöht. Der Microchip PIC16F84A Mikrokontroller wird eingesetzt, da es sich um einen austauschbaren (DIL) Prozessor handelt, der, da er Schulungstyp ist auch vermutlich noch lange produziert wird. Ein Jumper on board bestimmt eine jungfräuliches PA-Terminal zur Seriennummer “0”. Über die Remoteschnittstelle wird das PA-Terminal unter dieser Seriennummer angesprochen und mit der neuen bestimmungsgemäßen Seriennummer beschrieben. Intern ist auch ein Konnektor über den der Prozessor on Board programmiert werden könnte (Update). Über das Signal “outputenable” wird die Anzeige des Zählers komplett abgeschaltet bei Strahlbetrieb, da dann sowieso niemand Zugang hat. Anderfalls kann über dieses Signal die Anzeige im Shutdownfall für alle Antrieb eingeschaltet werden sowie in der Helligkeit über Pulsweitenmodulation gesteuert werden. |
Layout
Bauteile und Bauteilnummern:
Layout für Bestückung
Leiterbahnen:
Layout Leiterbahnen
Herstellung
projects/pafront/pa-terminal/electronic/pa-terminalv1.1/pa-terminalv1.1.txt · Last modified: 2015/07/02 14:08 by carsten
