Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Notaus-Kette überwachen


von Ralf P. (rapi)


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Hallo,

ich habe öfters mit der Fehlersuche an Notaus-Ketten bie CNC-Maschinene 
zu tun.
Der Fehler tritt immer auf wenn man nicht dabei ist.
Jetzt dachte ich mir ich könnte die einzelnen End-Schalter, 
Notaus-Taster an der Klemmleist im Schaltschrank überwachen.
Meine Idee wäre jetzt folgende gewesen. Mit einem LM393 und 
Vor-Widerstand an den einzelnen Schalterausgängen anschließen. Das 
mitschreiben sollte ein Arduino übernehmen. So könnte ich später prüfen 
welcher Schalter oder Kabel die Ursache ist.
Ist das so machbar?

VC+24V-----0-Schalter1-0---0-Schalter2-0---.....-GND
           I          I
           I   LM393  I

von . . (Gast)


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Ralf P. schrieb:
> Ist das so machbar?

Nein, weil die 24V über die Schalter mit GND verbunden sind.

von Günter K. (Firma: Lurch Hobby Tec) (murkel)


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Hallo,

das Problem hatte ich auch mal, wir hatten damals mit NE555 eine 
Überwachung eingebaut, als Monoflop mit Reseteingang.
Also sozusagen ein Erstwertspeicher, wir konnten immer genau feststellen 
welcher Bero nicht geschaltet hatte. Damit war die Fehlersuche einfach 
über die Led. Das Konstrukt hatte 24 Kanäle.
Nach Beseitigung des Fehlers RESET, alles gut.
Auswertung über PullUp, wenn also die 24 VDC weg waren wurde das 
Monoflop gesetzt.
Ob es jetzt ein Arduino einfacher macht?

Gruß
Murkel

: Bearbeitet durch User
von npn (Gast)


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Ralf P. schrieb:
> Ist das so machbar?

Pilz-Relais (PNOZ o.ä.)

von imkeller (Gast)


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Wenn ein Schalter öffnet hast Du 24V
Ueber Optokoppler kann man erfahren um welchen Schalter
es sich handelt

von Stefan F. (Gast)


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Man könnte einen relativ hohen Ruhestrom durch die Kette fliessen 
lassen, zum Beispiel 1A für eine Glühlampe. Nun schaltest du parallel zu 
jedem Not-Aus-Kontakt eine 100mA Schmelzsicherung.

Wenn ein Schalter die Notabschaltung auslöst, wirst du das nachträglich 
an der durchgebrannten Sicherung nachweisen können.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Eigentlich kann man das im Fehlerfall auch messen. Die Not-Aus-Kette 
sollte im Schaltplan klar erkennbar sein, bei guten Herstellern auch mit 
den entsprechenden Pins auf den Anschlüssen, da kann man das eigentlich 
sehr gut nachmessen wo die 24V hängenbleiben.

von Schlumpf (Gast)


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Ich wäre da vorsichtig!

Genau genommen greifst du in einen Sicherheitsteil einer Maschine ein.
Für den wurde entweder vom Hersteller der Maschine oder dem Hersteller 
des Auswertegeräts eine Fehlereffektanalyse und 
Wahrscheinlichkeitsberechnungen zum Fehlereintritt etc durchgeführt.
Diese sind dann auch von Zulassungsstellen abgenommen worden.

Wenn du hier Modifikationen vor nimmst, begibst du dich auf hauchdünnes 
Eis!

Sollte es zu einem Personenschaden an der Maschine kommen, bist du 
fällig.

Daher von mir der klare Hinweis:
Solange die Maschine nicht ausschließlich im Testbetrieb mit geschultem 
Personal läuft, ist eine Modifikation an den Sicherheitskreisen grobe 
Fahrlässigkeit!

von Ralf P. (rapi)


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Erst mal danke für die vielen Hinweise.
Die Maschine sollte, muss im Testbetrieb laufen. Das ist schon klar.
Aktuell habe ich aber den Fall, dass der defekte Schalter oder die 
dazugehörige Leitung kurz weg ist und dann wieder da ist.
Die Maschine geht dann in den sicheren Zustand und bringt nur eine 
Fehlermeldung "externer Notaus". Das kann wieder alles sein.
Fehlerhaftes Tachosignal (geprüft), Geber, Resolver (geprüft), defektes 
Kabel, defekter Endschalter...

Den Fehler zu finden, kann dann schon mal einen Tag dauern.
Leider sind das ältere Maschinen ohne einem schönen Notaus-Relais.
Ein 4-Kanal Oszi hab ich nicht immer dabei. Deshalb dachte ich an eine 
kleine Testschaltung. Mit dem Optokoppler schau ich mir mal an. Das wird 
die Lösung werden.

Ps.: Eingriff in die Sicherheitskette :-) Da war schon vorher einer vor 
mir am basteln. Ich habe erst mal Brücken von einem Endendschalter 
entfernt :-)

Gruß Ralf

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Egal ob Optokoppler oder Sicherung:

Falls alle Schaltkontakte in Ordnung sind, wird es wohl eine Verbindung 
dazwischen sein. Auch die kann man mit der selben Methode prüfen.

von Schlumpf (Gast)


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Ok, dann ist gut, wenn du dir der Sache bewusst bist.

Es gibt ja auch fertige Datenlogger.
Letztendlich musst du einen Trigger definieren können (Maschine geht in 
Stopp). Und dann schauen, was in den x ms davor passiert ist.

Ich würde mal recherchieren, ob es da was günstiges gibt, dass diese 
Funktion beinhaltet.

Die Auskopplung des Signals kann dann ggf sogar direkt erfolgen, wenn 
der Logger bereits 24V Eingange hat

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Haben die Schalter nicht irgendwelche Hilfskontakte, die man abgreifen 
kann? Ich finde die Idee einer Bastelschaltung, die Notaus-Kontakte 
überbrückt, etwas gruselig. Bei 24V wird ein Arduino schnell mal 
niederohmig, unabhängig von der softwareseitigen Ansteuerung. :)

Ein Stall einzelner Monoflops auf separaten Platinen scheint mir noch 
vertretbar, wenn man sie entsprechend hochohmig anschließt (wie wird die 
Kette ausgewertet? Reicht der Strom einer Optokoppler-LED, um sicher als 
unterbrochen zu gelten?)

Die ganze Kette in einem Kabelbündel zu einem EPV (Einzelpunkt des 
Versagens ;) zu führen wäre ein bißchen zu kraß. Gleich nach dem Einbau 
den gebastelten Kabelstrang in der Schaltschranktür einklemmen und 
Elektriker Horst ist Dein Freund. :)

von georg (Gast)


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Ralf P. schrieb:
> Mit dem Optokoppler schau ich mir mal an. Das wird
> die Lösung werden.

Ja, das ist vernünftig. Aber dazu kommt noch, dass die Ausgänge der 
Optokoppler gespeichert werden müssten, damit man den Schuldigen auch 
nach Beenden des Notaus noch feststellen kann.

Übrigens heisst das, das bei einem geöffneten Notausschalter weiterhin 
der Strom für den Optokoppler fliesst, dadurch darf die Notaus-Erkennung 
natürlich nicht beeinträchtigt werden. In jedem Fall sollte er so gering 
wie möglich gewählt werden.

Ein Sicherheitsproblem ergibt sich dadurch, dass ein defekter 
Optokoppler die gesamte Notaus-Einrichtung lahmlegt!! Die Schaltung darf 
es nicht in die Serie schaffen.

Georg

von imkeller (Gast)


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....dann hilft nur noch eine komplett neue Not_Aus_Kette !

....die ist gewiss billiger als ein Produktionsausfall !

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Also mit der Sicherheit bei CNC-Maschinen ist das so eine Sache. Die 
Sicherheitseinrichtungen für die Türen kannst Du eigentlich auch 
weglassen, die werden vom Bediener sowieso als erstes deaktiviert. Weil 
mit geschlossenen Türen sieht man viele Dinge nur sehr schlecht, vor 
allem beim Einsatz von Kühlschmiermittel. Während die Maschine läuft das 
Kühlschmiermittel abzuschalten, die Tür öffnen zu können und dann mit 
Vorschub nahe Null zu schauen was die Maschine macht bzw. wann Werkzeug 
und Werkstück Kontakt haben, entspricht genau den Anforderungen an die 
gewünschte zeitliche Flexibilität und Optimierbarkeit der 
Produktionsabläufe.

von Schlumpf (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Die Sicherheitseinrichtungen für die Türen kannst Du eigentlich auch
> weglassen, die werden vom Bediener sowieso als erstes deaktiviert.

Wenn sich diese Anforderung an die Anlage ergibt, dann löst man das 
Problem eigentlich nicht durch weglassen einer Funktion, sondern durch 
Erweiterung der Funktion um eine sichere Betriebsartenwahl 
(Einrichtbetrieb), die idealerweise nur von geschultem Personal 
aktiviert werden  kann, gepaart mit einer sicher überwachten reduzierten 
Geschwindigkeit..

von Ralf P. (rapi)


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Alle Bedenken in Richtung Sicherheit sind richtig.
Bei meiner Testschaltung fließen ca.15mA bei 24V über die LED des 
Optokopplers.
Stellt sich die Frage, wie groß der minimale Strom an der Steuerung sein 
kann um einen Endschalter als geschlossen zu erkennen.
Der Optokoppler könnte ja als geschlossener Endschalter gedeutet werden.

Eine Nachrüstung eines ordentlichen Notausrelais mit Fehleranzeige wäre 
natürlich die beste Version.

Und ja, Sicherheitseinrichtungen werden oft als hinderlich betrachtet.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ralf P. schrieb:
> Mit einem LM393 und Vor-Widerstand an den einzelnen Schalterausgän∞gen
> anschließen. Das mitschreiben sollte ein Arduino übernehmen.

Hallo Ralf,

einen Komparator hochohmig anzuschließen halte ich für die beste Idee. 
Damit ist eine Beeinflussung sehr unwahrscheinlich. Siehe nur die 
Anmerkung von Wolle um 14:39.

Natürlich testen, ob der Widerstand hoch genug ist, damit die 
Notaus-Kette trotzdem greift.

Ein Optokoppler ist nicht so gut, siehe den Einwurf von georg um 15:10.


Und ein Arduino passt auch zum aufnehmen der Signale, wie jeder andere 
Mikrocontroller auch.

: Bearbeitet durch User
von Heribert F. (Gast)


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Fangschaltung mit handelsüblichen 24V Relais bauen.

von Einer K. (Gast)


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imkeller schrieb:
> ....dann hilft nur noch eine komplett neue Not_Aus_Kette !
Das sehe ich auch so!

Jede Störquelle bekommt ein eigenes Hilfsschütz.
Diese sind verkettet und lösen den  Nothalt aus.

An den zusätzlichen Kontaktpaaren der Hilfsschütze kannst du deine 
Information abnehmen, und z.B. Leuchtmelder bestromen.

So kannst du alle Störquellen erfassen.
Auch mehre gleichzeitig.
Ohne jeden Eingriff in die Kette.


> ....die ist gewiss billiger als ein Produktionsausfall !
KA, aber mag sein.

Eine schnelle einfache Diagnose ist allemal bares Geld wert.

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