Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verriegeln von SPS-Ausgängen


von Dennis S. (dennis_student)


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Hallo,

ich habe drei SPS-24V Ausgänge, diese habe ich auf meiner Platine mit 
Schraubklemmen. Nun soll die Ausgänge hardwaretechnisch gegeneinander 
verriegelt werden. Mit Öffnern wird es hierbei auf der Platine 
allerdings sehr schnell sehr eng bzw. man muss mir Brücken oder 
ähnlichem arbeiten.
Die Signale sollen danach noch weiter verwendet werden können und nur 
gegeneinander verriegelt werden.
Gibt es hierzu eine einfache Alternative.
Vielen Dank.

von Frank B. (frank501)


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Wie anders als mit Öffnern soll das denn gehen?
Eine Lösung wäre, jeder Ausgang steuert ein Relais an dessen zwei Öffner 
die jeweils anderen Ausgänge unterbrechen.

Eine andere Lösung wäre ein Relais je Ausgang, welches von den anderen 
beiden Ausgängen über insgesamt 6 Dioden angesteuert wird. Such dir eine 
Lösung aus.

Frank

von Dennis S. (dennis_student)


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Vielen Dank für deine Antwort.
ich dachte es gibt vielleicht einen IC-Baustein oder etwas ähnliches, da 
dies denk ich eine Standardanwendung ist.
Auf der Platine ist es ohne Brücken oder Sprüngen mittels Verdrahtung 
kaum möglich dies sonst zu realisieren.

von Peter D. (peda)


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Dennis S. schrieb:
> ich habe drei SPS-24V Ausgänge, diese habe ich auf meiner Platine mit
> Schraubklemmen. Nun soll die Ausgänge hardwaretechnisch gegeneinander
> verriegelt werden.

Wäre es nicht erheblich besser, das SPS-Programm sauber zu schreiben?
Du nimmst 2 interne Signale, die den Ausgang auswählen. Und an einer 
Stelle hast Du einen Logikblock der als 1 aus 4 Dekoder arbeitet. Somit 
ist rein logisch kein gleichzeitiges Anschalten möglich. Und man könnte 
noch eine Totzeit implementieren, wie lange beim Umschalten kein Ausgang 
aktiv ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/1-aus-n-Decoder

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Das kann man mit zusaetzlichen Gattern machen. Es gibt BLDC Chips, bei 
denen dies integriert wurde fuer den Fall, der Programmablauf gibt 
grossen Mist aus und Schaltet die deshalb  Bruecke kurz.

von Dennis S. (dennis_student)


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Kannst du das vielleicht näher erläutern und vielleicht ein Bauteil 
verlinken?
Danke.

von Peter D. (peda)


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Dieter schrieb:
> Das kann man mit zusaetzlichen Gattern machen.

Welche Gatter würdest Du denn für 24V empfehlen?

von Dennis S. (dennis_student)


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Peter D. schrieb:
> Wäre es nicht erheblich besser, das SPS-Programm sauber zu schreiben?
> Du nimmst 2 interne Signale, die den Ausgang auswählen. Und an einer
> Stelle hast Du einen Logikblock der als 1 aus 4 Dekoder arbeitet. Somit
> ist rein logisch kein gleichzeitiges Anschalten möglich. Und man könnte
> noch eine Totzeit implementieren, wie lange beim Umschalten kein Ausgang
> aktiv ist.
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/1-aus-n-Decoder

Gibt es dazu ein Bauteil, welches mit 24V arbeitet? Ich habe bisher noch 
nichts gefunden.

von Dieter (Gast)


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Du wirst wie bei der SPS eine Endstufe fuer 24V ergaenzen muessen oder 
die Verriegelung mit diskreten Transistoren direkt realisieten, wenn 
diese sehr einfach ist.

von Nordischer Kombinierer (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Wäre es nicht erheblich besser, das SPS-Programm sauber zu schreiben?

Das ist ein sehr, sehr guter Vorschlag. Bloß: Er entbindet nicht von der 
Pflicht , im Leistungsteil noch einmal extra Veriegelungen vorzusehen.

von SafetyFirst! (Gast)


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Nordischer Kombinierer schrieb:
> Pflicht

Hoffen wir das es sich hierbei um keine Sicherheitsrelevanten 
Teile/Anbläufe handelt.

von georg (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Nun soll die Ausgänge hardwaretechnisch gegeneinander
> verriegelt werden

Das beschreibt die Aufgabe nur unvollständig - was soll denn im 
Fehlerfall passieren? Alles abschalten oder was?

Bei 3 Ausgängen gibt es 8 mögliche Kombinationen, dafür braucht man 
erstmal eine Wahrheitstabelle.

Georg

von Nordischer Kombinierer (Gast)


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georg schrieb:
> ...dafür braucht man
> erstmal eine Wahrheitstabelle.

ungelogen.
;)

von Dennis S. (dennis_student)


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Ja genau, im Fehlerfall soll alles abgeschaltet werden.

von Schlumpf (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Ja genau, im Fehlerfall soll alles abgeschaltet werden.

Und was passiert, wenn das nicht funktioniert?

Geht ne Maschine kaputt?
Brennt ne Hütte ab?
Wird eine Person zerquetscht?

von Dennis S. (dennis_student)


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Sorry für die nur sehr knappe Ausführung.
Es geht darum Signalleitungen zu schalten. Werden die Ausgänge nicht 
richtig verriegelt kommen falsche Signale am Ende an und dies führt zu 
Fehlfunktionen.

von Schlumpf (Gast)


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beantwortet leider die Frage nicht...

von Proletus protectus Troll (Gast)


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Die Funktionlitaet waere : Nur einer der 3 darf auf's Mal aktiv sein ?

von Peter D. (peda)


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Dennis S. schrieb:
> Werden die Ausgänge nicht
> richtig verriegelt kommen falsche Signale am Ende an und dies führt zu
> Fehlfunktionen.

Dann mußt Du erstmal eine Risikobeurteilung durchführen, d.h. was sind 
die maximalen Auswirkungen der Fehlfunktion für Sachen und für Personen.
Und dann mußt Du genau beschreiben, wie sich das vermindern ließe.

Eine professionelle SPS hat ja einen garantierten Sicherheitslevel. Man 
bezahlt nicht nur die Herstellung der SPS, sondern auch deren 
Entwicklung und Prüfung (CE-Konformität). Von daher würde ich eine 
Verriegelung im Programm als sicherer einschätzen, als irgendwas 
Selbstgebasteltes dahinter.

von Dennis S. (dennis_student)


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Proletus protectus Troll schrieb:
> Die Funktionlitaet waere : Nur einer der 3 darf auf's Mal aktiv sein ?

Richtig!

von Schlumpf (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Dann mußt Du erstmal eine Risikobeurteilung durchführen,...

Genau deswegen auch meine Frage.

Und ich befürchte, dass jemand, der nicht mal klar formulieren kann, was 
er unter "Verriegelung" versteht, völlig fehl am Platz ist, wenn es 
darum geht, eine Anlage sicher(er) zu machen.

Unter Umständen ist die Fehlerwahrscheinlichkeit in seiner 
Verriegelungsschaltung sogar höher, als die der SPS selbst. Und er hat 
sich mit seinem Vorhaben komplett ins Knie geschossen.

Bleibt zu hoffen, dass bei einer Fehlfunktion nur geringer Sachschaden 
entstehen kann und kein Personenschaden.

von Dennis S. (dennis_student)


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Natürlich werden die Ausgänge auch softwareseitig verriegelt, allerdings 
kann es sein, dass das Gerät auch von anderen Personen benutzt wird und 
somit soll sicher gestellt werden, dass es nicht zu einem Fehlerfall 
kommt, indem mehr als nur ein Ausgang geschaltet ist.

von uff. (Gast)


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@Schlumpf: Ja, Du hast schon recht.

Peter D. schrieb:
> Von daher würde ich eine
> Verriegelung im Programm als sicherer einschätzen, als irgendwas
> Selbstgebasteltes dahinter.

Je nach Anwendung kann dies allein genügen, oder aber es ist beides 
sinnvoll, oder gar nötig. Und genau darum geht es, bzw. darum, was man 
wie lösen sollte, darf, muß - oder besser die Finger davon läßt?

Dennis S. schrieb:
> Es geht darum Signalleitungen zu schalten. Werden die Ausgänge nicht
> richtig verriegelt kommen falsche Signale am Ende an und dies führt zu
> Fehlfunktionen.

Das war jedem klar. Proletusblabla wollte nur Deine Naivität testen, 
bzw. ob Du ahnungslos oder ein "böser Troll" bist.

Komm mit mehr Infos aus der Hüfte, und es klärt sich auf.

von uff. (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Natürlich werden die Ausgänge auch softwareseitig verriegelt, allerdings
> kann es sein, dass das Gerät auch von anderen Personen benutzt wird und
> somit soll sicher gestellt werden, dass es nicht zu einem Fehlerfall
> kommt, indem mehr als nur ein Ausgang geschaltet ist.

Immer noch nicht (bei weitem nicht). Die Leute hier haben Wissen wie 
auch Verantwortung bezüglich korrekter Tipps. Dazu ist Kenntnis der 
genauen Umstände erforderlich.

von Schlumpf (Gast)


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Also Dennis,

Nochmal die Frage:
Was passiert, wenn es zu einem Fehlerfall kommt?
Stell dir das Szenario vor.
Und sag jetzt nicht, es kommt zu einer Fehlfunktion.
Wir wollen wissen, was aufgrund dieser Fehlfunktion passieren kann.

Können dabei Personen zu Schaden kommen?
Können größere Sachschäden entstehen?

Diese Frage musst du zuerst beantworten, bevor du über eine mögliche 
Lösung nachdenken kannst.

von Peter D. (peda)


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Dennis S. schrieb:
> Natürlich werden die Ausgänge auch softwareseitig verriegelt, allerdings
> kann es sein, dass das Gerät auch von anderen Personen benutzt wird und
> somit soll sicher gestellt werden, dass es nicht zu einem Fehlerfall
> kommt, indem mehr als nur ein Ausgang geschaltet ist.

Was soll das denn bedeuten?
Es wird immer undurchsichtiger.

Können diese Personen das Programm der SPS ändern oder bedienen sie über 
Tasten anstelle der SPS?
Im letzteren Fall kann man einfach die Tasten in die SPS hinein führen 
und die kann dann weiter überwachen.
Im ersteren Fall kann ja alles nicht so sicherheitskritisch sein, wenn 
da jeder einfach so drin rumpfuschen darf.

Ich könnte mir auch vorstellen, daß es SPSen gibt, wo sich Codeteile mit 
Paßwort schützen lassen.

: Bearbeitet durch User
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Mit einem einzigen CD40106! 3 Gatter am Ausgang mit einer 
Widerstands-Diodenmatrix versehen, um die beiden anderen Ausgänge zu 
Verriegeln und die übrig gebliebenen 3 Gatter als Aufholverstärker 
verwenden und damit 3 Transistoren ansteuern, um wieder auf 24 Volt zu 
kommen.

Ich habe wegen der Wärme keine Lust das aufzumalen, ich gehe jetzt 
lieber runter in die Kantine und hol mir ein leckeres Eis.  :)

von Schlumpf (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Mit einem einzigen CD40106!

Genau! Und das arbeitet dann zuverlässiger, als eine Softwareverrigelung 
in einer SPS...
Da reicht ein kleiner ESD-Furz und der CD40106 ist Geschichte und 
eventuel sind dann alle Ausgänge auf "high".
Und deine SPS verriegelt nach wie vor tiptop. Nur der blöde CDxy kümmert 
sich nen Scheiss darum, was die SPS sagt und führt das Unheil herbei.

Lass dir dein Eis schmecken :-)

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Schlumpf schrieb:
> Da reicht ein kleiner ESD-Furz und der CD40106 ist Geschichte

Gut dass ich mir die Aufmalarbeit gespart habe...

Schlumpf schrieb:
> Lass dir dein Eis schmecken :-)

...und stattdessen ein Magnum mit Mandelgeschmack gegessen habe. Danke.

von Schlumpf (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Gut dass ich mir die Aufmalarbeit gespart habe...

Ja, man kommt einfach nicht drumrum, bei solchen Sachen eine gesamte 
Betrachtung des Systems zu machen.
Man will einen Fall "abfangen", der mit einer Wahrscheinlichkeit von 
1:10000 eintritt.
Baut dafür eine super Zusatzfunktion ein, bei deren Versagen aber auch 
der zu verhindernde Fall eintritt.
Und dummerweise ist die Fehlereintrittswahrscheinlichkeit bei der 
Zusatzschaltung 1:100.

Am Ende hat mal also alles nur verschlimmbessert.

Bricht im Fehlerfall ein Bohrer ab, dann sagt der Chef:
Ok, war ne blöde Idee, was draus gelernt.
Werden aber einem Menschen die Arme zerquetscht, dann sagt der 
Staatsanwalt dass das ne blöde Idee war.

Daher ist es so wichtig, sich im Vorfeld über die möglichen Folgen im 
Klaren zu werden, die beim Versagen der Funktion eintreten können.

von Proletus protectus Troll (Gast)


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Eine solche Verriegelung waere einen paar Zeilen in einer 
Ausgangsfunktion. Megatrivial.
Was allerdings bisher unbeachtet blieb ist der Ueberlapp, resp der 
noetige Flankenabstand. Koennte man als Break-before-Make, oder 
Make-before-Break bezeichnen. Aber dazu muesste man mehr ueber das 
anzusteuerne Geraet wissen. Und eigentlich sollte dieses Geraet auch 
schon ueber die Sicheheitsfunktionen verfuegen.

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