Dauerkalender

Impulswächter mit NE555

Eine Steuerung oder Teilsteuerung auf betrieb Tüchtigkeit zu überwachen ist nichts Neues und wird breit angewendet. Vor allem bei Anlagen, die aus mehreren Komponenten zusammengestellt wurden, besteht oft die Notwendigkeit, die einzelne Segmente zu überwachen. Eine der Methoden besteht darin, ein extra dafür vorgesehenes und erzeugtes Signal zu überwachen. Bei zwei mit SPS geführten Steuerungen wird ein solches Signal als Lebensbit bezeichnet. Die Funktionalität ist einfach. Eine Steuerung sendet in regelmäßigen Zeitabständen ein Signal, die zweite Steuerung überprüft, ob das Signal ankommt. Genauso verfährt man auch in andere Richtung.
In unserem Beispiel konstruieren wir eine einfache Schaltung, die überprüft, ob von einem Teil einer Steuerung ein „Lebens“-Signal ohne Unterbrechung abgeschickt wird. Die Schaltung basiert auf dem Timer NE555. Sobald die Schaltung erkennt, dass das untersuchte Signal fehlt, schaltet sie eine Warnleuchte (in unserem Beispiel rote Leuchtdiode) ein und signalisiert damit, dass die überwachte Steuerung ausgefallen ist. Alternativ kann die gesamte Steuerung in Stop-Zustand versetzt werden. Die Warnleuchte bleibt auch dann an, wenn das „Lebens“-Signal unerwartet wieder kommt. Es wird nämlich erwartet, dass der Fehler zuerst erkannt und behoben wird, bevor die Überwachungsschaltung mit „Reset“ wieder aktiviert wird.

Ein 12V Getriebemotor symbolisiert in der Testschaltung eine Steuerung, die überwacht wird. An seiner Welle ist ein Arm, an dessen Ende ein Dauermagnet angebracht wurde, befestigt. Bei jeder Umdrehung kommt der Dauermagnet in die Nähe eines Reedschalters, der ein „Lebens“- oder „Im Betrieb“-Signal generiert.

Der Motorarm mit dem Dauermagnet.

Der Reedschalter schließt seinen Schließer-Kontakt bei Einwirkung eines magnetischen Feldes. Das Magnetfeld wird von dem Dauermagnet erzeugt.

Es gibt natürlich unzählige Möglichkeiten, wie „Lebens“-Impulse generiert werden können. In unserem Beispiel wird die untersuchte Steuerung mit einem Motor, an dessen Welle ein Arm angebracht ist, symbolisiert. Am Ende des Arms befindet sich ein Dauermagnet. Beim Drehen des Motors passiert der Arm mit dem Magnet bei jeder Umdrehung eine Stelle, an der ein Reedkontakt angebracht ist. Bei jeder Drehung schließt der Reedkontakt einmal seinen Schließer und generiert auf diese Weise einen kurzen Impuls. Das Vorhandensein des Impulses wir mit unserer Schaltung überwacht. Fällt das Signal aus, meldet unsere Überwachungsschaltung eine Störung. Rote Leuchtdiode geht an.

Wichtige Komponenten der Schaltung:

Schaltplan

Die Schaltung wird mit dem Schalter S1 eingeschaltet. Das untersuchte Signal kommt von der Komposition Motor-RK. Solange das Signal wegbleibt, wird der Kondensator C1 über den Widerstand R2 aufgeladen. Wenn das Signal generiert wird, wird der Transistor T1 über den Widerstand R5 aktiviert und der Kondensator über den Öffner-Kontakt (W2) des Relais K1 mit Maße verbunden und entladen. Wenn das Signal wieder wegfällt, beginnt der Kondensator sich erneut aufzuladen. Das Wechselspiel findet solange statt, bis das Signal über ein längeres Zeitintervall, was im Fall einer Störung auftreten könnte, wegbleibt. In diesem Fall wird der Kondensator C1 bis auf 2/3 der Versorgungsspannung aufgeladen und der Timer NE555 schaltet um. Sein Ausgang OUT (Pin 3) wird mit Masse verbunden und das Relais K1 zieht an. Die beiden Wechsler-Kontakte W1 und W2 des Relais K1 ändern ihren Zustand. Zunächst wird mit dem Schließer-Kontakt des Wechslers W1 die rote Warnleuchte (rote Leuchtdiode LED2) eingeschaltet. Gleichzeitig wird der Öffner-Kontakt des Wechslers W2 geöffnet, wodurch das Entladen des Kondensators C1 unterbunden wird. Diese Maßnahme ist dann erforderlich, wenn die ausgefallene Steuerung Motor-RK ungewollt auf einmal ihre Arbeit wieder aufnimmt.
Die Schaltung verharrt in dem Zustand, bis die Störung behoben wird und die Überwachungsschaltung mit dem Taster S2 zurückgesetzt wird.
Das benötigte Überwachungszeitintervall, das von der Drehzahl des Motors abhängt, wird passend mit dem Kondensator C1 oder Widerstand R2 eingestellt.
Die blaue Leuchtdiode LED1 signalisiert, dass die Schaltung aktiviert wurde und mit Spannung versorgt wird.
Die gelbe Leuchtdiode LED3, die mit dem Transistor T2 geschaltet wird, blinkt bei jedem Auftauchen des untersuchten Signals auf. Sie hilft festzustellen, ob das Signal tatsächlich generiert wird.

Testschaltung

Kurzvideo zur Schaltung

Kurzvideo

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