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DE102008005837A1 - Security device and system - Google Patents

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Publication number
DE102008005837A1
DE102008005837A1 DE102008005837A DE102008005837A DE102008005837A1 DE 102008005837 A1 DE102008005837 A1 DE 102008005837A1 DE 102008005837 A DE102008005837 A DE 102008005837A DE 102008005837 A DE102008005837 A DE 102008005837A DE 102008005837 A1 DE102008005837 A1 DE 102008005837A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
safety
ossd
output
switching
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008005837A
Other languages
German (de)
Inventor
Dieter Brodd
David Bribach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40380746&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102008005837(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Priority to DE102008005837A priority Critical patent/DE102008005837A1/en
Priority to DE502008001381T priority patent/DE502008001381D1/en
Priority to EP08105899.2A priority patent/EP2083433B2/en
Priority to AT08105899T priority patent/ATE482462T1/en
Publication of DE102008005837A1 publication Critical patent/DE102008005837A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002Monitoring or fail-safe circuits

Landscapes

  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

The device (1) has a controlling and evaluation unit (2) designed for outputting switching signals to a safety-adjusted output (OSSD-LG1), where the output is provided for switching an actuator. The controlling and evaluation unit comprises a back-read unit (OSSD-MON1) to backread the switching signals at the output. The controlling and evaluation unit is designed to read and/or output control information at a control line (TOKEN). A switching unit (CTRL1) is designed for switching an object detection signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a safety device according to the preamble of claim 1.

Derartige Sicherheitsgeräte werden verwendet zum sicheren Ausschalten von elektrischen Verbrauchern, insbesondere einer elektrisch angetriebenen Maschine, um insbesondere Gefahr bringende Situationen zu vermeiden und die Maschine vorher gegebenenfalls abzuschalten. Die Gefahr bringenden Situationen werden durch entsprechende Sensoren oder Schalter überwacht und erkannt und an mit den Sensoren verbundenen Schaltgeräten weitergeleitet. Mit dem Begriff Sicherheitsgerät sollen im Weiteren derartige sichere Sensoren, Sicherheitsschaltgeräte oder Sicherheitssteuerungen verstanden werden.such Safety devices are used for safe switching off of electrical loads, in particular an electrically driven Machine to avoid dangerous situations in particular and switch off the machine beforehand if necessary. The danger Situations brought by appropriate sensors or Switch monitors and detects and on with the sensors forwarded connected switching devices. With the term Safety device should also be such secure sensors, Safety switching devices or safety controllers understood become.

Derartige Sicherheitsgeräte im Sinne dieser Anmeldung sind vorzugsweise als sichere Geräte, Sensoren, Sicherheitsschaltgeräte oder Sicherheitssteuerungen im Sinne von Maschinensicherheit ausgebildet, was bedeutet, dass diese Geräte oder die mit ihnen verbundenen Auswerte- und/oder Steuereinheiten den einschlägigen Normen EN 954 , die eine Einstufung in Sicherheitskategorien, beispielsweise Kategorie 2 bis 4, vorschreibt oder nach EN 61508 , die Sicherheitslevel, beispielsweise SIL 1 bis SIL 3, vorschreibt, oder anderen Sicherheitsnormen, genügen. Diese Normen und Vorschriften schreiben beispielsweise eine bestimmte Manipulationssicherheit und Fehlersicherheit vor.Such safety devices in the sense of this application are preferably designed as safe devices, sensors, safety switching devices or safety controls in the sense of machine safety, which means that these devices or the evaluation and / or control units connected to them comply with the relevant standards EN 954 which prescribes a classification into safety categories, for example category 2 to 4, or after EN 61508 , which prescribes safety levels, for example SIL 1 to SIL 3, or other safety standards. For example, these standards and regulations prescribe certain security against tampering and fail-safety.

Aus der EP 1 493 064 B1 und der EP 1 262 021 B1 sind Vorrichtungen bekannt zum fehlersicheren Abschalten elektrischer Verbraucher, insbesondere in industriellen Produktionsanlagen, mit einem ersten und zumindest einem zweiten Sicherheitsschaltgerät, wobei die Sicherheitsschaltgeräte in Reihe geschaltet sind und der Ausgang des ersten Schaltgeräts auf einen Eingang des zweiten Schaltgerätes verbunden wird. Nachteilig hierbei ist das Vorsehen zusätzlicher Eingänge und einer Steuer- und Auswerteeinheit je Sicherheitsschaltgerät zur Verarbeitung der eingehenden Signale.From the EP 1 493 064 B1 and the EP 1 262 021 B1 Devices are known for fail-safe switching off electrical loads, especially in industrial production plants, with a first and at least a second safety switching device, the safety switching devices are connected in series and the output of the first switching device is connected to an input of the second switching device. The disadvantage here is the provision of additional inputs and a control and evaluation unit per safety switching device for processing the incoming signals.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sicherheitsgerät bereitzustellen.It Object of the present invention, an improved safety device provide.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Anspruch 1 gelöst mit einem Sicherheitsgerät mit einer Steuer- und Auswerteeinheit und wenigstens einem sicherheitsgerichteten Ausgang zum Schalten eines Aktors, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, Schaltsignale auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang auszugeben. Die Steuer- und Auswerteeinheit weist eine Rückleseeinheit auf, um Schaltsignale auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang rückzulesen.The The object is achieved according to claim 1 with a safety device with a control and evaluation unit and at least one safety-related output for switching an actuator, wherein the control and evaluation unit is formed is to output switching signals on the safety-related output. The control and evaluation unit has a read-back unit to read back switching signals on the safety-related output.

Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein System mit wenigstens zwei Sicherheitsgeräten zum Erzeugen sicherheitsgerichteter Signale. Die Sicherheitsgeräte sind über ihre sicherheitsgerichteten Ausgänge miteinander verbindbar.The Task is further solved by a system with at least Two safety devices for generating safety-related Signals. The security devices are over theirs Safety-related outputs can be connected to one another.

Dadurch können Ausgänge von Sicherheitsgeräten direkt miteinander verbunden werden. Die sicherheitsgerichteten Ausgänge werden, ähnlich wie bei einem Bussystem auf einer gemeinsamen Leitung zusammengefasst, die zur Steuerung eines gemeinsamen Aktors dient. Es handelt sich dabei um eine ,Oder`-Verknüpfung der sicherheitsgerichteten Ausgänge der Sicherheitsgeräte. Sobald eines der Geräte ein Schaltsignal zur Abschaltung einer gefahrbringenden Bewegung ausgibt, wird dieses Signal an den Aktor weitergegeben. Durch die Verknüpfung der sicherheitsgerichteten Ausgänge auf eine gemeinsame Leitung verringert sich der Verdrahtungsaufwand zwischen den Sicherheitsgeräten erheblich. Es muss somit nur noch eine einzige Leitung zu einem Aktor geführt werden. Durch die ,Oder`-Verknüpfung der sicherheitsgerichteten Ausgänge verkürzt sich auch eine Ansprechzeit erheblich, da jeder sicherheitsgerichtete Ausgang sich direkt auf den Aktor auswirkt.Thereby can be outputs of safety devices be connected directly to each other. The safety-related Outputs are similar to a bus system grouped together on a common line leading to the control a common actuator is used. It is an, or 'link the safety-related outputs of the safety devices. Once one of the devices a switching signal for shutdown sends a dangerous movement, this signal is sent to the Actuator passed on. By linking the safety-related Outputs on a common line decreases the Wiring effort between the safety devices considerably. Thus, only one single line has to be routed to an actuator become. By the, or 'combination of the safety-related Outputs also shorten a response time considerably, since every safety-related output is directly connected affects the actuator.

Damit jedes Sicherheitsgerät den aktuellen Signalzustand des sicherheitsgerichteten Ausgangs erkennt, ist in der Steuer- und Auswerteeinheit eine Rückleseeinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Schaltzustand des sicherheitsgerichteten Ausgangs rückzulesen. Damit ist gewährleistet, dass ein von einem anderen Sicherheitsgerät ausgegebenes Schaltsignal nicht unzulässig verändert wird, so dass beispielsweise sicher verhindert ist, dass ein Objektfeststellungssignal durch ein Freisignal überschrieben wird.In order to each safety device the current signal state of the Safety-related output detects is in the control and Evaluation unit provided a read-back unit, which is formed, the switching state of the safety-related output read back. This ensures that a Switching signal issued by another safety device is not unduly changed, so for example safely prevents an object detection signal by a free signal is overwritten.

Vorteilhaft ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, Steuerinformationen auf einer Steuerleitung einzulesen und/oder auszugeben. Die Steuerleitung ist vorgesehen, um Informationen an ein zweites Sicherheitsgerät weiterzugeben. So kann eine zeitlich abhängige Abfolge der Sicherheitsgeräte vorgesehen sein, wie bei einem Zeitschlitzverfahren, um die Signalzustände auf den sicherheitsgerichteten Ausgang auszugeben. Hierzu werden mit Hilfe der Steuerleitung Signale, beispielsweise ein Token, also ein Bitmuster zur zeitlichen Steuerung der Sicherheitsgeräte ausgetauscht. Hierbei übernimmt eines der Sicherheitsgeräte eine Master- oder Hostfunktion, wenn dieses Sicherheitsgerät den Token besitzt. Die anderen Sicherheitsgeräte übernehmen eine Slave- oder Guestfunktion.Advantageous If the control and evaluation unit is designed, control information to read and / or output on a control line. The control line is intended to provide information to a second security device pass. This can be a time-dependent sequence the security devices are provided, as in a time slot method, to the signal states on the safety-related output issue. For this purpose, with the help of the control line signals, for example a token, ie a bit pattern for the timing of the safety devices replaced. One of the safety devices takes over a master or host function, if this security device owns the token. The other security devices take over a slave or guest function.

Jedoch kann es auch vorgesehen sein, dass die Sicherheitsgeräte gleichzeitig ihre Sicherheitsfunktion ausführen und zeitgleich Signale an die sicherheitsgerichteten Ausgänge ausgeben. Dann werden auf der Steuerleitung Informationen bezüglich einer Koordination der Signalausgabe auf den sicherheitsgerichteten Ausgängen ausgetauscht. Dadurch ist es möglich, dass die anderen Sicherheitsgeräte Ihre Signale an die bereits anliegenden Signale der sicherheitsgerichteten Ausgänge anpassen können. So ist es erfindungsgemäß zu vermeiden, dass unnötig entgegengesetzte Signalpegel durch unterschiedliche Sicherheitsgeräte aufgeschaltet werden, da sonst unnötige Ströme auf der gemeinsamen Ausgangsleitung zwischen den Sicherheitsgeräten fließen.However, it can also be provided that the safety devices simultaneously perform their safety function and at the same time output signals to the safety-related outputs. Then On the control line, information regarding coordination of the signal output on the safety-related outputs is exchanged. This makes it possible for the other safety devices to adapt their signals to the already existing signals of the safety-related outputs. Thus, it is inventively to avoid unnecessarily opposite signal levels are switched by different security devices, otherwise unnecessary currents flow on the common output line between the security devices.

Der sicherheitsgerichtete Ausgang ist derart ausgelegt, wenigstens zwei Schaltsignale, nämlich ein Objektfeststellungssignal und ein Freisignal auszugeben. In einem besonderen Zustand kann der sicherheitsgerichtete Ausgang potentialfrei geschaltet werden. Das Schaltsignal Objektfeststellungssignal wird ausgegeben, wenn ein Ereignis festgestellt wurde und eine gefahrbringende Bewegung abzuschalten ist. Umgekehrt wird das Freisignal ausgegeben, wenn kein Ereignis festgestellt wurde und eine gefahrbringende Bewegung nicht gestoppt werden soll. Zusätzlich ist der Zustand vorgesehen, wobei der sicherheitsgerichtete Ausgang potentialfrei ist. Dies ist der Fall, wenn das Sicherheitsgerät inaktiv ist und keine Schutzfeld- oder Ereignisauswertung vornimmt. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn die Sicherheitsgeräte für bestimmte Zeitpunkte keine sicherheitstechnische Überprüfung vornehmen sollen, also inaktiv sind, da das Sicherheitsgerät beispielsweise in einem Zeitschlitzverfahren mit einem zweiten Sicherheitsgerät arbeitet und sich die Sicherheitsgeräte bei gleichzeitiger Aktivierung gegenseitig stören würden.Of the Safety-related output is designed to be at least two Switching signals, namely an object detection signal and to output a release signal. In a special state of the safety-related output are switched potential-free. The Switching signal object detection signal is output when a Event has been detected and a dangerous movement off is. Conversely, the free signal is output if no event was determined and a dangerous movement was not stopped shall be. In addition, the state is provided, wherein the safety-related output is potential-free. this is the Case, if the safety device is inactive and no protective field or event evaluation. This is necessary, for example, if the security devices for certain times do not carry out a safety check should, therefore, are inactive, since the security device, for example in a time slot method with a second security device works and the security devices at the same time Activation would interfere with each other.

In einer bevorzugten Ausführung weist der sicherheitsgerichtete Ausgang eine Schaltspannung von 0 V bis 3,5 Volt auf, wenn ein Objektfeststellungssignal anliegt, und eine Schaltspannung von 24 Volt mit einer Toleranz von +–2,5 Volt auf, wenn ein Freisignal ausgegeben wird, bei einem Schaltstrom von 0 bis 600 mA. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, mit dem sicherheitsgerichteten Ausgang direkt Relais oder Schaltschütze anzusteuern. Mehrere Sicherheitsgeräte können damit auf ein einziges Relais wirken, um eine gefahrbringende Bewegung abzuschalten. Die vorgesehenen Schaltpegel sind jedoch auch geeignet, Eingänge gemäß der Norm EN/IEC61131 zu schalten. Speicherprogrammierbare Steuerungen weisen beispielsweise solche Eingänge auf.In a preferred embodiment, the safety-related output has a switching voltage of 0 V to 3.5 volts when an object detection signal is applied, and a switching voltage of 24 volts with a tolerance of + -2.5 volts when a release signal is output a switching current of 0 to 600 mA. This makes it possible to control relays or contactors directly with the safety-related output. Several safety devices can thus act on a single relay to switch off a dangerous movement. However, the intended switching levels are also suitable inputs according to the standard EN / IEC61131 to switch. Programmable logic controllers have, for example, such inputs.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Freisignal eines ersten bzw. zweiten sicherheitsgerichteten Ausgangs durch das Objektfeststellungssignal eines zweiten bzw. ersten sicherheitsgerichteten Ausgangs überschreibbar. So ist es vorgesehen, wenn von allen Sicherheitsgeräten ein Freisignal ausgegeben wird, also ein Pegel von 24 V anliegt, dass dieses Signal durch ein Objektfeststellungssignal mit dem Pegel 0 V überschrieben wird. Dadurch kann der resultierende gemeinsame sicher heitsgerichtete Ausgang mit dem zur Abschaltung einer gefahrbringenden Bewegung notwendigen Signal direkt beaufschlagt werden, ohne die Signale der übrigen Sicherheitsgeräte feststellen oder berücksichtigen zu müssen. Dies führt zu einer schnellen und unverzüglichen Abschaltung. Umgekehrt ist es aber nicht vorgesehen, dass ein Objektfeststellungssignal durch ein Freisignal überschrieben wird. Dies muss sogar verhindert werden gemäß der vorliegenden Erfindung, da hierdurch ein gefährlicher Zustand herbeigeführt werden kann.In Further development of the invention is the release signal of a first or second safety-related output by the object detection signal a second or first safety-related output overwritable. So it is provided, if by all safety devices a release signal is output, ie a level of 24 V is applied, that this signal by an object detection signal with the level 0 V is overwritten. This may cause the resulting common safety-related output with the shutdown a dangerous movement directly applied signal necessary without noticing the signals of the other safety devices or to consider. this leads to for a quick and immediate shutdown. Vice versa but it is not intended that an object detection signal is overwritten by a release signal. This even needs be prevented according to the present invention, as this causes a dangerous condition can be.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Steuer- und Auswerteeinheit eine Halbleiterschaltung mit wenigstens zwei Schalteinheiten auf, wobei eine erste Schalteinheit zum Schalten des Objektfeststellungssignals ausgebildet ist und eine zweite Schalteinheit zum Schalten des Freisignals ausgebildet ist. Ist die erste Schalteinheit betätigt und die zweite Schalteinheit nicht betätigt, so liegt an dem sicherheitsgerichteten Ausgang ein Objektfeststellungssignal an. Ist jedoch die erste Schalteinheit nicht betätigt und die zweite Schalteinheit betätigt, so liegt ein Freisignal an. Ist keine der Schalteinheiten betätigt, so liegt kein Signal an dem sicherheitsgerichteten Schaltausgang an, so dass dieser potentialfrei ist. Sind beide Schalteinheiten gleichzeitig geschaltet, so wird zur Sicherheit ein Objektfeststellungssignal ausgegeben, jedoch ist dieser Fall zu vermeiden, da dadurch ein unnötiger Strom zwischen den beiden Schalteinheiten fließt.In Further development of the invention comprises the control and evaluation unit a semiconductor circuit having at least two switching units, wherein a first switching unit for switching the object detection signal is formed and a second switching unit for switching the release signal is trained. Is the first switching unit operated and the second switching unit is not actuated, so is the safety-related output to an object detection signal. However, if the first switching unit is not actuated and the actuated second switching unit, so there is a release signal at. If none of the switching units is actuated, then there is no Signal on the safety-related switching output, so that this is potential-free. If both switching units are switched simultaneously, for safety, an object detection signal is output, However, this case should be avoided, as this makes it unnecessary Electricity flows between the two switching units.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuer- und Auswerteeinheit zweikanalig ausgeführt. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann dabei redundant und/oder auch diversitär ausgeführt sein. Durch die Zweikanaligkeit ist sichergestellt, dass auftretende Einfachfehler nicht zu einer Fehlfunktion innerhalb der Steuer- und Auswerteeinheit führen. Vielmehr werden auftretende Einfachfehler erkannt und es kann nicht zu einer Fehlerhäufung und damit zu einem unsicheren Zustand kommen.In Another embodiment is the control and evaluation unit two-channel executed. The control and evaluation unit can be redundant and / or diversified be. The dual-channeling ensures that occurring Single error does not cause a malfunction within the control and evaluate unit. Rather, occurring Single error detected and it can not cause an error and thus come to an uncertain state.

Erfindungsgemäß ist die Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgelegt, den sicherheitsgerichteten Ausgang mit Testpulsen zu beaufschlagen. Durch die Testpulse werden die Signale des sicherheitsgerichteten Ausgangs kurzzeitig wiederholend auf einen entgegengesetzten Spannungspegel umgeschaltet um zu prüfen, ob eine Umschaltung auf den entgegengesetzten Pegel möglich wäre. Die Testpulse sind dabei so kurz, dass ein angeschlossener Aktor oder ein angeschlossenes Signalverarbeitungsgerät aufgrund seiner Reaktionsträgheit nicht durch die Testpulse schaltet. Die Testpulse weisen dabei eine Pulsdauer von 100 μ bis 400 μs auf und die Testpulse treten zwei- bis zehnmal pro Sekunde auf.According to the invention the control and evaluation designed to the safety-related Output to test pulses to test. By the test pulses are The signals of the safety-related output briefly repeated on switched an opposite voltage level to check whether a switch to the opposite level possible would. The test pulses are so short that a connected Actuator or a connected signal processing device due to its inertia not through the test pulses on. The test pulses have a pulse duration of 100 μ bis 400 μs and the test pulses occur two to ten times per Second up.

Gemäß der Erfindung werden die Testpulse durch die Steuer- und Auswerteeinheit von den Sicherheitsgeräten ausgegeben. Dabei wird von jedem Sicherheitsgerät, beispielsweise abwechselnd geprüft, ob der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang auf ein Objektfeststellungssignal schaltbar wäre. Entweder prüft oder testet nur der Master/Host, der im Besitz des Token ist und gibt periodisch den Token an die Slave/Guest weiter, die dann ihre Schaltung testen, oder die Slave/Guest testen ihre erste Schalteinheit parallel zu dem Master/Host. Zur Synchronisation der Abläufe zwischen den Sicherheitgeräten werden die Testpulse von der jeweiligen Auswerteeinheit entsprechend ausgewertet.According to the Invention are the test pulses by the control and evaluation output from the security devices. In doing so, every security device For example, check alternately whether the common safety-related Output would be switchable to an object detection signal. Either the master / host working in the Ownership of the token is and periodically passes the token to the slave / guest then test their circuit or test the slave / guest their first switching unit parallel to the master / host. For synchronization the processes between the safety devices become the test pulses from the respective evaluation evaluated accordingly.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Sicherheitsgeräte Sicherheitsschaltgeräte oder Sicherheitssteuerungen. Dadurch ist es möglich, Sicherheitsschaltgeräte und Sicherheitssteuerungen mit den sicherheitsgerichteten Ausgängen miteinander zu verbinden, zum Schalten eines gemeinsamen Aktors.In Further development of the invention are the security devices Safety relays or safety controllers. Thereby is it possible to use safety relays and safety controllers with the safety-related outputs to each other connect, for switching a common actuator.

In einer besonderen Ausführungsform sind die Sicherheitsgeräte optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichtgitter. Dadurch ist es möglich, die sicherheitsgerichteten Ausgänge von Sensoren direkt miteinander zu verbinden. Ist beispielsweise der Zugangsbereich zu einer Roboterzelle von mehreren Sicherheitssensoren abgesichert, so führt jedes Objektfeststellungssignal des jeweiligen Sensors zu einem Abschalten der Roboterzelle. Dabei können die Lichtschranken oder Lichtgitter zur Erzeugung von großen Schutzfeldern oder von Schutzfeldern in mehreren Ebenen nebeneinander angeordnet werden. Die sicherheitsgerichteten Ausgänge der einzelnen Lichtgitter werden nun erfindungsgemäß verknüpft, um ein gemeinsames Abschaltsignal auszugeben. Damit sich die Lichtgitter nicht gegenseitig stören, aktivieren sich die Lichtgitter in Abstimmung zueinander. Weiter ist es auch vorgesehen, Sensoren, Sicherheitsschaltgeräte oder Sicherheitssteuerungen über die sicherheitsgerichteten Ausgänge miteinander zu verbinden, um einen gemeinsamen Aktor anzusteuern.In a particular embodiment, the security devices optical sensors, in particular light barriers or light grids. This makes it possible to use the safety-related outputs from sensors directly to each other. For example the access area to a robot cell of several safety sensors secured, so each object detection signal of the respective sensor to a shutdown of the robot cell. It can the photocells or light grids for generating large Protective fields or of protective fields in several levels next to each other become. The safety-related outputs of the individual Light grids are now linked according to the invention, to issue a common shutdown signal. So that the light grid is not interfere with each other, activate the light grid in Vote to each other. It is also planned to use sensors, Safety relays or safety controllers via to connect the safety-related outputs with each other, to control a common actuator.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.in the The invention is based on exemplary embodiments explained in detail with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung von zwei Lichtgittern, die miteinander verbunden sind; 1 a schematic representation of two light grids connected to each other;

2 ein Zeitdiagramm zu den Signalabläufen eines sicherheitsgerichteten Ausgangs. 2 a timing diagram for the signal sequences of a safety-related output.

1 zeigt zwei Sicherheitsgeräte 1, in diesem Ausführungsbeispiel zwei Lichtgitter LG1 und LG2, die nebeneinander angeordnet sind. Lichtgitter LG1 und LG2 werden eingesetzt, um Personen vor gefahrbringenden Bewegungen zu schützen. Zwischen einem Sender und einem Empfänger eines Lichtgitters LG1 und LG2 wird ein Schutzfeld gebildet, bei dessen Verletzung durch einen Eingriff ein Abschaltsignal auf einem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 bzw. OSSD_LG2 ausgegeben wird. Um einen Gefahrenbereich umfassend abzusichern ist es meist notwendig, mehrere Lichtgitter LG1 und LG2 miteinander zu verbinden, um ein Schutzfeld zu verlängern oder Schutzfelder an verschiedenen Positionen vorzusehen. Dazu müssen die sicherheitsgerichteten Ausgänge OSSD_LG1 und OSSD_LG2 der einzelnen Lichtgitter LG1 und LG2 miteinander verknüpft werden. Erfindungsgemäß wird diese Verknüpfung ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand durchgeführt. Die sicherheitsgerichteten Ausgänge OSSD_LG1 und OSSD_LG2 der einzelnen Lichtgitter LG1 und LG2 werden hierzu einfach elektrisch miteinander verbunden zu einem gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD zur Steuerung von einem Relais/Schaltschütz oder zur Ansteuerung eines Aktors, Relais oder Schaltschütz. 1 shows two security devices 1 , in this embodiment, two light grids LG1 and LG2, which are arranged side by side. Light grids LG1 and LG2 are used to protect people from dangerous movements. Between a transmitter and a receiver of a light grid LG1 and LG2, a protective field is formed, upon the violation of which an intervention signal outputs a switch-off signal on a safety-related output OSSD_LG1 or OSSD_LG2. In order to fully secure a danger area, it is usually necessary to connect several light grids LG1 and LG2 with each other in order to extend a protective field or to provide protective fields at different positions. For this purpose, the safety-related outputs OSSD_LG1 and OSSD_LG2 of the individual light grids LG1 and LG2 must be linked to one another. According to the invention this linkage is performed without additional wiring. For this purpose, the safety-related outputs OSSD_LG1 and OSSD_LG2 of the individual light grids LG1 and LG2 are simply electrically connected to a common safety-related output OSSD for controlling a relay / contactor or for controlling an actuator, relay or contactor.

Die Abkürzung OSSD steht für Output Signal Switching Device und benennt den Teil einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung, in diesem Fall das Lichtgitter LG1 oder LG2, der mit einer Maschinensteuerung verbunden ist und der in einen Abschaltzustand übergeht, wenn das Lichtgitter LG1 oder LG2 ein Objekt detektiert. Die Lichtgitter LG1 und LG2 sind über eine gemeinsame Spannungsversorgung miteinander verbunden. Die Spannungsversorgung weist die Signale Funktionserde FE, 24 V, und ,Ground` GND oder 0 V auf.The Abbreviation OSSD stands for Output Signal Switching Device and names the part of a non-contact Protective device, in this case the light grid LG1 or LG2, which is connected to a machine control and in one Shutdown state transitions when the light curtain LG1 or LG2 detects an object. The light curtains LG1 and LG2 are over a common power supply connected. The power supply indicates the signals Function ground FE, 24 V, and, Ground` GND or 0V on.

Innerhalb der Lichtgitter LG1 und LG2 ist der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 und OSSD_LG2 mit je zwei Schalteinheiten CTRH1 und CTRL1 bzw. CTRH2 und CTRL2 einer Halbleiterschaltung 6 bzw. 6' verbunden. Eine erste Schalteinheit CTRH1 erlaubt es den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 mit 24 V zu verbinden und damit ein Freisignal auszugeben. Der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 ist mit der zweiten Schalteinheit CTRL1 verbunden, wodurch der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 mit 0 V beaufschlagbar ist. Dies entspricht der Ausgabe von einem Objektfeststellungssignal. Sind beide Schalteinheiten CTRH1 und CTRL1 geöffnet, liegt auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 kein Signal und somit ein potentialfreier Zustand. Das Signal auf einem gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD kann somit von beiden Lichtgittern beeinflusst werden.Within the light grids LG1 and LG2, the safety-related output OSSD_LG1 and OSSD_LG2, each with two switching units CTRH1 and CTRL1 or CTRH2 and CTRL2 of a semiconductor circuit 6 respectively. 6 ' connected. A first switching unit CTRH1 allows the safety-related output OSSD_LG1 to be connected to 24 V and thus to output a free signal. The safety-related output OSSD_LG1 is connected to the second switching unit CTRL1, whereby the safety-related output OSSD_LG1 can be acted upon by 0 V. This corresponds to the output of an object detection signal. If both switching units CTRH1 and CTRL1 are open, there is no signal on the safety-related output OSSD_LG1 and thus a potential-free state. The signal on a common safety-related output OSSD can thus be influenced by both light curtains.

Sollte der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 noch ein Objektfeststellungssignal, verursacht durch das Lichtgitter LG1 aufweisen, so kann dieser Zustand aus sicherheitstechnischen Gründen nur von dem gleichen Lichtgitter LG1 zurückgesetzt werden mit dem Freisignal. Dies ist deshalb notwendig, da nur das Gerät, welches das Objektfeststellungssignal erzeugt hat, dies auch Wiederaufheben kann, um zu gewährleisten, dass ein detektierter gefährlicher Zustand wieder aufgehoben ist.If the safety-related output OSSD_LG1 still has an object detection signal, ver caused by the light grid LG1 have, so this condition can be reset for safety reasons only by the same light grid LG1 with the release signal. This is necessary because only the device which generated the object detection signal can also cancel this to ensure that a detected dangerous condition is canceled.

Weiter ist der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 mit einer Rückleseeinheit OSSD_MON1 verbunden, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 2 des Lichtgitters LG1 in der Lage ist, das jeweilige Signal des sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD_LG1 rückzulesen und zu überprüfen. Beispielsweise ist es möglich, über die Rückleseeinheit OSSD_MON1 zu überprüfen, ob ein Objektfeststellungssignal oder ein Freisignal an dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 anliegt.Furthermore, the safety-related output OSSD_LG1 is connected to a read-back unit OSSD_MON1, whereby the control and evaluation unit 2 of the light grid LG1 is able to read back and check the respective signal of the safety-related output OSSD_LG1. For example, it is possible to check via the read back unit OSSD_MON1 whether an object detection signal or a free signal is applied to the safety-related output OSSD_LG1.

Das Lichtgitter LG1 weist jeweils einen Steuereingang TOKEN_IN und einen Steuerausgang TOKEN_OUT auf. Der Steuerausgang TOKEN_OUT des ersten Lichtgitters LG1 wird mit dem Steuereingang TOKEN_IN des zweiten Lichtgitters LG2 verbunden. Es ist jedoch auch vorgesehen, auf einer Steuerleitung TOKEN sowohl Steuersignale auszugeben wie auch einzulesen, also eine bidirektionale Verbindung vorzusehen. Damit würde der Steuereingang TOKEN_IN und der Steuerausgang TOKEN_OUT einen gemeinsamen Anschluss bilden.The Light grid LG1 has a control input TOKEN_IN and a Control output TOKEN_OUT on. The control output TOKEN_OUT of the first Light grid LG1 is connected to the control input TOKEN_IN of the second Light grid LG2 connected. However, it is also provided on a control line TOKEN both control signals as well as read, so to provide a bidirectional connection. That would the control input TOKEN_IN and the control output TOKEN_OUT a form common connection.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Lichtgitter LG1 und LG2 jeweils wechselseitig ihre Lichtgitterfunktionen ausführen. Dadurch können sich die Lichtgitter LG1 und LG2 nicht gegenseitig optisch beeinflussen. Das Lichtgitter LG1 und das Lichtgitter LG2 arbeiten also abwechselnd nacheinander in einem sogenannten Zeitschlitzverfahren. Das Lichtgitter LG1 überprüft seinen Schutzfeldzustand und gibt auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 bei nicht verletztem Schutzfeld das Freisignal aus. Zu diesem Zeitpunkt wird von dem Lichtgitter LG2 kein Signal auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 ausgegeben, also ein potentialfreier Zustand, somit ist das ausgegebene Signal des Lichtgitters LG1 das entscheidende. An dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD liegt damit ein Signal von 24 V an. Wenn das Lichtgitter LG1 die Auswertung seines Schutzfeldes beendet hat, wird über die Steuerleitung 8 dem Lichtgitter LG2 mitgeteilt, dass das Lichtgitter LG2 mit der Auswertung seines Schutzfeldes beginnen kann. Hierzu liest das Lichtgitter LG2 zunächst über die Rückleseeinheit OSSD_MON2 den Signalzustand des sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD.In a first exemplary embodiment, it is provided that the light grids LG1 and LG2 mutually execute their light grating functions. As a result, the light grids LG1 and LG2 can not influence each other visually. The light grid LG1 and the light grid LG2 thus work alternately successively in a so-called time slot method. The light grid LG1 checks its protective field status and outputs the free signal to the safety-related output OSSD_LG1 if the protective field is not damaged. At this time, no signal is output from the light grid LG2 on the safety-related output OSSD_LG2, ie a potential-free state, thus the output signal of the light grid LG1 is the decisive one. At the safety-related output OSSD is thus a signal of 24 V at. When the LG1 light curtain has finished evaluating its protective field, it is sent via the control line 8th told the LG2 light grid that the LG2 light grid can start evaluating its protective field. For this purpose, the light grid LG2 first reads the signal state of the safety-related output OSSD via the read-back unit OSSD_MON2.

Liegt jedoch ein Freisignal an dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD an, kann das Lichtgitter LG2 nach Auswertung seines Schutzfeldes das Ergebnis der Schutzfeldauswertung auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 ausgeben. Ist das Schutzfeld des Lichtgitters LG2 durch ein Objekt verletzt worden, so wird nun von dem Lichtgitter LG2 das Objektfeststellungssignal auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 ausgegeben. Hierzu wird über die Schaltein heit CTRL2 des Lichtgitters LG2 das Objektfeststellungssignal auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 geschaltet. Im Falle, dass kein Objekt detektiert wurde, wird das Freisignal auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 ausgegeben. Hierzu wird von der internen Schalteinheit CTRH2 der Signalpegel von 24 V auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 geschaltet.Lies but a free signal on the safety-related output OSSD On, the light grid LG2 can after evaluation of its protective field the result of protective field evaluation on the safety-related Output OSSD_LG2 output. Is the protective field of the light grid LG2 is injured by an object, so is now from the light grid LG2 the object detection signal on the safety-related Output OSSD_LG2 output. This is the unit via the Schaltein CTRL2 of the light grid LG2 the object detection signal on the Safety-related output OSSD_LG2 switched. In case that If no object has been detected, the free signal on the safety-related Output OSSD_LG2 output. This is done by the internal switching unit CTRH2 the signal level of 24 V to the safety-related output OSSD_LG2 switched.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist es nun vorgesehen, dass das Lichtgitter LG1 und das Lichtgitter LG2 gleichzeitig ihre Schutzfelder auswerten und gleichzeitig ihre Schaltsignale auf die sicherheitsgerichteten Ausgänge OSSD_LG1 und OSSD_LG2 ausgeben. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn sich die Lichtgitter LG1 und LG2 nicht gegenseitig optisch stören können. Das kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass die Sender zweier Lichtgitter LG1 und LG2 derart montiert werden, dass ihre Strahlrichtungen entgegengesetzt zueinander verlaufen, so dass das Sendelicht des Senders des Lichtgitters LG1 nicht in einen Empfänger des Lichtgitters LG2 gelangen kann oder indem die einzelnen Sender unterschiedliche Strahlkodierungen aufweisen.In A second embodiment is now intended that the light grid LG1 and the light grid LG2 simultaneously their Evaluate protective fields and at the same time their switching signals on the output safety-related outputs OSSD_LG1 and OSSD_LG2. This is possible, for example, when the light grids LG1 and LG2 can not interfere with each other optically. This can for example be accomplished by the fact that the transmitter two light grids LG1 and LG2 are mounted such that their Beam directions are opposite to each other, so that the Transmission light of the transmitter of the light grid LG1 not in a receiver of the light curtain LG2 can pass or by the individual transmitters have different beam encodings.

Auch hier muss, sobald ein Lichtgitter LG1 oder LG2 ein Objekt in seinem Schutzfeld detektiert, ein Objektfeststellungssignal auf dem gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD ausgegeben werden. Wird von dem Lichtgitter LG1 ein Objekt in dem Schutzfeld festgestellt, so liegt ein Objektfeststellungssignal mit dem Pegel von 0 V an dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 an. Dieses Signal braucht in diesem Fall auch nur von einem einzigen Lichtgitter LG1 auf den sicherheitsgerichteten Ausgang geschaltet werden. Das Lichtgitter LG2 kann durch die Rückleseeinheit OSSD_MON2 dieses Signal feststellen und mit seinem eigenen vorgesehenen Signal für den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 vergleichen. Wenn das Lichtgitter LG2 ein Objekt detektiert, würde es auch den Signalpegel von 0 V auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 schalten. Da dies aber bereits durch das Lichtgitter LG1 geschehen ist, werden die Schaltstufen des Lichtgitters LG2 nicht betätigt, so dass der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG2 potentialfrei geschaltet wird. Wird jedoch durch das Lichtgitter LG2 ein Objekt detektiert, so schaltet das Lichtgitter LG2 durch die interne Schalteinheit CTRH2 einen Pegel von 0 V auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2.Also Here, once a light curtain LG1 or LG2 has an object in its Detected protective field, an object detection signal on the common safety-related Output OSSD be output. Is from the light grid LG1 Object detected in the protective field, so there is an object detection signal with the level of 0 V at the safety-related output OSSD_LG1 at. This signal also needs only a single one in this case Light curtain LG1 switched to the safety-related output become. The light grid LG2 can be controlled by the read back unit OSSD_MON2 notice this signal and provided with its own Signal for the safety-related output OSSD_LG2 to compare. If the light grid LG2 detects an object, would It also sets the signal level from 0 V to the safety-related output Switch OSSD_LG2. But since this already by the light grid LG1 has happened, the switching stages of the light grid LG2 are not so that the safety-related output OSSD_LG2 is potential-free is switched. However, the light grid LG2 becomes an object detected, the light grid LG2 switches through the internal switching unit CTRH2 a level of 0 V to the safety-related output OSSD_LG2.

Dieser Pegel von 0 V überschreibt den Pegel von 24 V, welcher von dem Lichtgitter LG1 auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 geschaltet würde, wenn dieses kein Objekt detektieren würde. Dadurch ist gewährleistet, dass ein Aktor von dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD abgeschaltet wird. Über die Steuerleitung TOKEN wird dabei dem Lichtgitter LG1 mitgeteilt, dass ein Objektfeststellungssignal auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD ausgegeben wurde. Das Lichtgitter LG1 kann daraufhin die interne Schalteinheit CTRH1 zurückschalten, um das Freisignal zurückzunehmen. Dadurch wird vermieden, dass unnötige Ströme von dem Lichtgitter LG1 über den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD zu dem anderen Lichtgitter LG2 fließen.This Level of 0 V overrides the level of 24 V, which from the light grid LG1 to the safety-related output OSSD_LG1 would switch if this would not detect an object. This ensures that an actuator of the safety-related Output OSSD is switched off. Via the control line TOKEN is the light grid LG1 informed that an object detection signal was output on the safety-related output OSSD. The Light grid LG1 can then switch back the internal switching unit CTRH1, to take back the free signal. This avoids that unnecessary currents from the light curtain LG1 over the safety-related output OSSD to the other light grid LG2 flow.

Liegt an den sicherheitsgerichteten Ausgängen OSSD_LG1 und OSSD_LG2 ein Freisignal von 24 V an, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 2 bzw. 2' eines der Lichtgitter LG1 und LG2 auf den sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD Testpulse ausgibt. Diese Testpulse führen dazu, dass der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD für kurze Zeit, beispielsweise eine Zeitspanne von 50 bis 300 μs und in einem Zeitintervall von 2 bis 10 mal pro Sekunde kurzzeitig auf 0 V geschaltet wird. Dadurch ist gewährleistet, dass der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD den Schaltzustand Objektfeststellungssignal von 0 V einnehmen könnte. Wäre beispielsweise durch einen Kurzschluss der Signalpegel konstant unveränderbar, so würde dieser Kurzschluss durch diesen Testpuls erkannt werden. Die Testpulse werden durch die Rückleseeinheit OSSD_MON1 bzw. OSSD_MON2 eingelesen und durch die Steuer- und Auswerteeinheit 2 bzw. 2' ausgewertet.If a free signal of 24 V is present at the safety-related outputs OSSD_LG1 and OSSD_LG2, it is provided according to the invention that the control and evaluation unit 2 respectively. 2 ' one of the light curtains LG1 and LG2 outputs to the safety-related output OSSD test pulses. These test pulses cause the safety-related output OSSD to be briefly switched to 0 V for a short time, for example a period of 50 to 300 μs, and in a time interval of 2 to 10 times per second. This ensures that the safety-related output OSSD could assume the switching state object detection signal of 0 V. If, for example, the signal level remained constantly unchangeable due to a short circuit, this short circuit would be detected by this test pulse. The test pulses are read in by the read-back unit OSSD_MON1 or OSSD_MON2 and by the control and evaluation unit 2 respectively. 2 ' evaluated.

In 2 sind die Signale der sicherheitsgerichteten Ausgänge OSSD_LG1, OSSD_LG2 bzw. OSSD sowie die Steuerleitung 8 der beiden Lichtgitter LG1 und LG2 aus 1 in einem Zeitdiagramm entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, wonach beide Lichtgitter LG1 und LG2 gleichzeitig eine Schutzfeldauswertung vornehmen, wiedergegeben. Hierbei übernimmt das Lichtgitter LG1 zunächst eine Master- oder Hostfunktion und das Lichtgitter LG2 eine Slave- oder Guestfunktion Das Signal SF_LG1 gibt den Zustand des Schutzfeldes des Lichtgitters LG1 an. Das Signal SF_LG1 kann zwei Zustände Schutzfeld ,frei` und Schutz feld ,verletzt` annehmen. Das Signal S_OSSD_LG1 gibt den Zustand des sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD_LG1 des Lichtgitters LG1 an. Dieses Signal S_OSSD_LG1 kann zwei Signale, nämlich 0 V, 24 V, und einen potentialfreien Zustand annehmen. In der dritten Zeile ist das Schutzfeldsignal SF_LG2 des Lichtgitters LG2 angegeben. Wie bei dem Lichtgitter LG1 kann dieses Signal die Zustände frei oder verletzt annehmen. In der vierten Zeile ist das Signal S_OSSD_LG2 des sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD_LG2 des Lichtgitters LG2 angegeben. In Zeile 5 sind die Signale S_TOKEN der Steuerleitung TOKEN zwischen den beiden Lichtgittern LG1 und LG2 angegeben. Die Signale S_TOKEN der Steuerleitung TOKEN können entweder die Zustände logisch NULL oder EINS annehmen. Auf der Steuerleitung TOKEN wird dabei von dem Lichtgitter LG2 ein dynamisches Signalmuster ausgegeben, solange das Schutzfeld des Lichtgitters LG2 nicht verletzt ist. Sobald jedoch ein Objekt durch das Lichtgitter LG2 detektiert wird, wird auf der Steuerleitung TOKEN ein dauerhafter Pegel ,NULL` ausgegeben zur Mitteilung an das Lichtgitter LG1. In der letzten Zeile des Zeitdiagramms ist der Zustand S_OSSD des verbundenen gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD der beiden Lichtgitter LG1 und LG2 angegeben. Der sicherheitsgerichtete gemeinsam verbundene Ausgang OSSD kann hierbei die Zustände Objektfeststellungssignal, also 0 V, und Freisignal, 24 V, annehmen.In 2 are the signals of the safety-related outputs OSSD_LG1, OSSD_LG2 or OSSD as well as the control line 8th of the two light curtains LG1 and LG2 1 in a timing diagram according to the second embodiment, according to which both light grids LG1 and LG2 make a protective field evaluation at the same time, reproduced. Here, the light grid LG1 first assumes a master or host function and the light grid LG2 a slave or guest function The signal SF_LG1 indicates the state of the protective field of the light grid LG1. The signal SF_LG1 can assume two states of protection field, free and protection field, injured. The signal S_OSSD_LG1 indicates the state of the safety-related output OSSD_LG1 of the light grid LG1. This signal S_OSSD_LG1 can assume two signals, namely 0 V, 24 V, and a floating state. The third line shows the protective field signal SF_LG2 of the light grid LG2. As with the light grid LG1, this signal can accept the states free or injured. The signal S_OSSD_LG2 of the safety-related output OSSD_LG2 of the light grid LG2 is indicated in the fourth line. In line 5, the signals S_TOKEN the control line TOKEN between the two light grids LG1 and LG2 are specified. The signals S_TOKEN of the control line TOKEN can either assume the states logical ZERO or ONE. On the control line TOKEN, a dynamic signal pattern is emitted by the light grid LG2 as long as the protective field of the light grid LG2 is not damaged. However, as soon as an object is detected by the light grid LG2, a permanent level, ZERO` is output on the control line TOKEN for communication to the light grid LG1. The last line of the time diagram shows the state S_OSSD of the connected common safety-related output OSSD of the two light grids LG1 and LG2. The safety-related, jointly connected output OSSD can in this case assume the states of the object detection signal, that is to say 0 V, and the free signal, 24 V.

In Spalte A ist das Schutzfeld SF_LG1 des Lichtgitters LG1 frei und auch das Schutzfeld SF_LG2 des Lichtgitters LG2 zeigt den Zustand frei an. Das Lichtgitter LG1 gibt zu diesem Zeitpunkt ein Freisignal an dem Ausgang OSSD_LG1 aus. Das Lichtgitter LG2 gibt auf seinem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 einen potentialfreien Zustand aus, was in Praxis auch als ,Tristate`, entsprechend einem dritten Zustand neben 24 V und 0 V, bezeichnet wird. Der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD weist dadurch ein Signalpegel von 24 V auf, was dem Freisignal entspricht. Dieser Zustand wird in den Spalten B und C beibehalten.In Column A is the protective field SF_LG1 of the light grid LG1 free and also the protective field SF_LG2 of the light grid LG2 shows the state free on. The light grid LG1 gives a free signal at this time at the output OSSD_LG1 off. The light curtain LG2 gives on his safety-related output OSSD_LG2 indicates a potential-free state, which in practice also as tristate, according to a third state next 24 V and 0 V, is called. The common safety-related Output OSSD thus has a signal level of 24 V, which is the Free signal corresponds. This condition is shown in columns B and C retained.

In Spalte D ist der Zustand angegeben, bei dem das Schutzfeld SF_LG1 des Lichtgitters LG1 durch ein Objekt verletzt wird. Daraufhin schaltet das Lichtgitter LG1 seinen sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 auf den Zustand Objektfeststellungssignal, nämlich 0 V, wodurch auch das Signal S_OSSD des verbundenen gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD auf 0 V geschaltet wird. Ein angeschlossener Aktor wird daraufhin abgeschaltet und eine gefahrbringende Bewegung stillgesetzt. Von dem Lichtgitter LG2 wird weiterhin kein Signal S_OSSD_LG2 auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG2 ausgegeben, da keine Änderung des Schutzfeldzustandes vorliegt. Dieser Zustand ist in den Spalten E und F beibehalten.In Column D indicates the state in which the protective field SF_LG1 of the light grid LG1 is injured by an object. Thereupon switches the light grid LG1 its safety-related output OSSD_LG1 to the state object detection signal, namely 0 V, whereby also the signal S_OSSD of the connected common safety-related Output OSSD is switched to 0V. A connected actuator is then turned off and stopped a dangerous movement. From the light grid LG2 continues no signal S_OSSD_LG2 on the safety-related output OSSD_LG2, since there is no change the protective field state is present. This state is in the columns Retain E and F.

Gemäß Spalte G und H ist das Schutzfeld des Lichtgitters LG1 wieder frei geworden, wodurch der zugehörige sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG1 wieder auf das Freisignal geschaltet wird, in diesem Fall 24 V, wird auch der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD wieder freigeschaltet. Liegt eine Schutzfeldverletzung des Lichtgitters LG2 vor, entsprechend der Darstellung in Spalte I, wird dies dem Lichtgitter LG1 über die Steuerleitung TOKEN mitgeteilt, indem keine dynamischen Signalmuster mehr als Signale S_TOKEN auf der Steuerleitung ausgegeben werden. Der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG2 des Lichtgitters LG2 wird nun mit 0 V beaufschlagt, was dem Objektfeststellungssignal entspricht. Parallel reagiert das Lichtgitter LG1 auf das Fehlen des dynamischen Signalmusters, indem es ein Objektfeststellungssignal an seinem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 ausgibt. Ausgehend von der Objektdetektion des Lichtgitters LG2 wird der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD mit 0 V beaufschlagt. Dieser Zustand wird für die Spalten I bis M beibehalten. Ein zusätzliches Objektfeststellungssignal an dem Ausgang OSSD_LG1 durch das Lichtgitter LG1 in den Spalten J bis L hat letztendlich keine Auswirkung, da der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD bereits ein Objektfeststellungssignal aufweist. Auch in Spalte M, in dem das Schutzfeld des Lichtgitters LG1 wieder frei ist, bleibt das Objektfeststellungssignal des verbundenen gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgangs OSSD erhalten, da das Schutzfeld des Lichtgitters LG2 immer noch verletzt ist.According to column G and H, the protective field of the light grid LG1 has become free again, as a result of which the associated safety-related output OSSD_LG1 is again switched to the free signal, in this case 24 V, the common safety-related output OSSD is also re-enabled. If there is a protective field violation of the light grid LG2, as shown in column I, this is the light grid LG1 on the Steuerlei TOKEN notified by no more dynamic signal pattern than signals S_TOKEN are output on the control line. The safety-related output OSSD_LG2 of the light grid LG2 is now supplied with 0 V, which corresponds to the object detection signal. In parallel, the light grid LG1 responds to the absence of the dynamic signal pattern by outputting an object detection signal at its safety-related output OSSD_LG1. Starting from the object detection of the light grid LG2, the common safety-related output OSSD is supplied with 0 V. This state is maintained for columns I to M. An additional object detection signal at the output OSSD_LG1 through the light grid LG1 in the columns J to L ultimately has no effect because the common safety-related output OSSD already has an object detection signal. Also in column M, in which the protective field of the light grid LG1 is free again, the object detection signal of the connected common safety-related output OSSD is maintained, since the protective field of the light grid LG2 is still injured.

In Spalte N sind die Schutzfelder von beiden Lichtgittern LG1 und LG2 wieder frei. Das Lichtgitter LG1 gibt auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang OSSD_LG1 das zugehörige Signal S_OSSD_LG1 von 24 V aus, wenn das eigene Schutzfeld frei ist und es vom Lichtgitter LG2 das dynamische Signalmuster als Signale S_TOKEN erhält, wonach das Schutzfeld des Lichtgitters LG2 frei ist. Dieser Zustand bleibt entsprechend Spalte O erhalten. Entsprechend Spalte P kommt es jedoch zu einer Unterbrechung des Schutzfeldes des Lichtgitters LG2, wodurch der sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD_LG2 des Lichtgitters LG2 mit 0 V beaufschlagt wird und dadurch der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang OSSD ein Spannungspegel von 0 V aufweist, was zu dem Abschalten des Aktors führt.In Column N are the protective fields of both light grids LG1 and LG2 free again. The light grid LG1 gives on the safety-related Output OSSD_LG1 the associated signal S_OSSD_LG1 of 24 V off, if the own protective field is free and it from the light grid LG2 receives the dynamic signal pattern as signals S_TOKEN, according to which the protective field of the light grid LG2 is free. This condition remains according to column O obtained. According to column P comes However, there is an interruption of the protective field of the light grid LG2, whereby the safety-related output OSSD_LG2 of the light grid LG2 is supplied with 0 V and thereby the common safety-related Output OSSD has a voltage level of 0 V, resulting in the shutdown of the actuator leads.

Eine Überwachung des sicherheitsgerichteten Ausgangs wird prinzipiell durch zwei unabhängige Maßnahmen überprüft. Erstens flanken- oder pegelgesteuert über die gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgänge. Nur der Host/Master kann ein Freisignal auf seinem sicherheitsgerichteten Ausgang ausgeben. Die Ausgabe des Freisignals erfolgt dabei über die Halbleiterschaltung mit einer Strombegrenzung, so dass jeder Slave/Guest in der Lage ist, diesen Pegel des Freisignals von 24 V zu überschreiben. Hierbei wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit ein OSSD Anforderungssignal erzeugt. Durch den Master/Host wird der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang überwacht und reagiert auf ein Absinken des Spannungspegels, indem der Master/Host seine zweite Schalteinheit öffnet und das 24 V Signal nicht mehr auf den gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang aufschaltet. Dadurch ist ein sicherer Betrieb der Sicherheitsgeräte gewährleistet.A surveillance of the safety-related output is in principle by two independent measures reviewed. First edge or level controlled via the common safety-related outputs. Only the host / master can output a free signal on its safety-related output. The output of the free signal takes place via the semiconductor circuit with a current limit so that every slave / guest will be able to is to override this level of the 24 V signal. In this case, the control and evaluation unit becomes an OSSD request signal generated. The master / host becomes the common safety-related one Output monitors and responds to a drop in voltage level, by the master / host opening its second switching unit and the 24 V signal is no longer on the common safety-related Output turns on. This ensures safe operation of the safety devices guaranteed.

Zweitens ist zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und zur Vermeidung von hohen Querströmen zwischen den Sicherheitsgeräten auf dem gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang die Steuerleitung vorgesehen zwischen dem Master/Host und dem Slave/Guest. Der Guest meldet dem Host seinen Schutzfeldzustand. Melden der oder die Guests, dass ihre Schutzfelder frei sind, so sind die Schaltstufen der Guests nicht betätigt und es wird ein potentialfreier Zustand eingenommen, so dass der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang nur von dem Host und mit dessen Schaltstufen bestimmt und bedient wird.Secondly is to increase reliability and avoidance high cross currents between the safety devices on the common safety-related output the control line provided between the master / host and the slave / guest. The guest reports the status of the protective field to the host. Report the guest or guests that their protective fields are free, so are the switching stages of the guests not activated and it is a potential-free state taken, so that the common safety-related output determined and operated only by the host and with its switching stages becomes.

Meldet der Guest nicht mehr, dass sein Schutzfeld frei ist, so hat der Host eine definierte Zeit, in dem er seine zweite Schalteinheit deaktivieren kann, da nach Ablauf dieser Zeit der Guest seine erste Schalteinheit aktiviert und ein Objektfeststellungssignal mit dem Wert 0 V auf den gemeinsamen sicherheitsgerichteten Ausgang schaltet. Damit wird ein Querstrom zwischen Host und Guest vermieden.reports the guest no longer that his protective field is free, so has the Host a defined time in which he has his second switching unit can deactivate, since after this time the guest its first Switching unit activated and an object detection signal with the Value 0 V switches to the common safety-related output. This avoids cross-flow between host and guest.

Sollte der Host nicht auf die vom Guest abgegebenen Signale auf der Steuerleitung reagieren, dann wird der gemeinsame sicherheitsgerichtete Ausgang jedoch unverzüglich vom Guest überschrieben. Hierbei fließt zwar ein Querstrom vom Host zum Guest, jedoch erfolgt eine unverzügliche Abschaltung durch ein Absinken des Spannungspegels und das ausgegebene Objektfeststellungssignal.Should the host does not respond to the signals sent by the guest on the control line react, then the common safety-related output but immediately overwritten by the Guest. in this connection flows though a cross-flow from the host to the guest, however, takes place an immediate shutdown by a drop in voltage level and the output object detection signal.

Bleiben die Signale von dem Guest auf der Steuerleitung weiterhin aus und der Spannungspegel auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang sinkt ab, so schaltet auch der Host als Tokenbesitzer aktiv die erste Schalteinheit, um ein Objektfeststellungssignal von 0 V auf den sicherheitsgerichteten Ausgang zu schalten.Stay the signals from the guest on the control line continue to go out and the voltage level on the safety-related output drops The host as token owner actively switches the first one Switching unit to an object detection signal of 0 V on the switch safety-related output.

Ist das Schutzfeld des Guests wieder frei, so schaltet der Guest seine erste Schaltstufe wieder aus, so dass ein potentialfreier Zustand von dem Guest ausgeht. Weiter sendet der Guest auf der Steuerleitung wieder gültige Signale aus. Werden diese Signale von dem Master erkannt, so schaltet dieser seinen sicherheitsgerichteten Ausgang im Falle eines freien Schutzfeldes wieder auf ein Freisignal von 24 V.is the protective field of the guest is free again, so the guest switches his first switching stage off again, so that a potential-free state from the guest. Next the guest sends on the control line again valid signals. Are these signals from the Master detected, this switches its safety-related Output in the case of a free protective field back to a free signal from 24 V.

1, 1'1, 1'
Sicherheitsgerätsecurity device
22
Steuer- und AuswerteeinheitTax- and evaluation unit
44
Systemsystem
LG1LG1
Lichtgitter 1light Curtain 1
LG2LG2
Lichtgitter 2light Curtain 2
SF_LG1SF_LG1
Signal Schutzfeld Lichtgitter 1signal Protective field light curtain 1
SF_LG2SF_LG2
Signal Schutzfeld Lichtgitter 2signal Protective field light curtain 2
OSSD_LG1OSSD_LG1
sicherheitsgerichteter Ausgang Lichtgitter 1safety-related Light curtain exit 1
OSSD_LG2OSSD_LG2
sicherheitsgerichteter Ausgang Lichtgitter 2safety-related Output light curtain 2
S_OSSD_LG1S_OSSD_LG1
Signal sicherheitsgerichteter Ausgang Lichtgitter 1signal safety-related output light curtain 1
S_OSSD_LG2S_OSSD_LG2
Signal sicherheitsgerichteter Ausgang Lichtgitter 2signal safety-related output light curtain 2
TOKEN_INTOKEN_IN
Steuereingangcontrol input
TOKEN_OUTTOKEN_OUT
Steuerausgangcontrol output
TOKENTOKEN
Steuerleitungcontrol line
S_TOKENS_TOKEN
Signalsignal
OSSDOSSD
sicherheitsgerichteter Ausgangsafety-related output
S_OSSDS_OSSD
Signal sicherheitsgerichteter Ausgangsignal safety-related output
OSSD_MON1, OSSD_MON2OSSD_MON1, OSSD_MON2
RückleseeinheitReadback unit
A bis QA to Q
Spaltencolumns

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1493064 B1 [0004] EP 1493064 B1 [0004]
  • - EP 1262021 B1 [0004] - EP 1262021 B1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - EN 954 [0003] - EN 954 [0003]
  • - EN 61508 [0003] - EN 61508 [0003]
  • - EN/IEC61131 [0013] - EN / IEC61131 [0013]

Claims (13)

Sicherheitsgerät mit – einer Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2'), – wenigstens einem sicherheitsgerichteten Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) zum Schalten eines Aktors, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2') ausgebildet ist, Schaltsignale auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) auszugeben, dadurch gekennzeichnet, – dass die Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2') eine Rückleseeinheit (OSSD_MON1, OSSD_MON2) aufweist, um Schaltsignale auf dem sicherheitsgerichteten Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) rückzulesen.Safety device with - a control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ), - at least one safety-related output (OSSD_LG1, OSSD_LG2) for switching an actuator, wherein the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) is designed to output switching signals on the safety-related output (OSSD_LG1, OSSD_LG2), characterized in that - the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) has a read back unit (OSSD_MON1, OSSD_MON2) to read back switching signals on the safety-related output (OSSD_LG1, OSSD_LG2). Sicherheitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2') ausgebildet ist, Steuerinformationen auf einer Steuerleitung (TOKEN) einzulesen und/oder auszugeben.Security device according to claim 1, characterized in that the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) is designed to read in and / or output control information on a control line (TOKEN). Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sicherheitsgerichtete Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) nicht nur dazu ausgelegt ist, die Schaltsignale, nämlich ein Objektfeststellungssignal oder ein Freisignal, auszugeben, sondern auch dazu ausgelegt ist, einen potentialfreien Zustand einzunehmen.Safety device according to one of the preceding Claims, characterized in that the safety-oriented Output (OSSD_LG1, OSSD_LG2) is not only designed to handle the switching signals, namely an object detection signal or a free signal, but also designed to be a potential-free To take state. Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sicherheitsgerichtete Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) eine Schaltspannung von 0 V bis 3,5 V aufweist, wenn ein Objektfeststellungssignal anliegt und eine Schaltspannung von 24 V mit einer Toleranz von +–2,5 V aufweist, wenn ein Freisignal ausgegeben wird, bei einem Schaltstrom von 0 bis 600 mA.Safety device according to one of the preceding Claims, characterized in that the safety-oriented Output (OSSD_LG1, OSSD_LG2) a switching voltage of 0 V to 3.5 V when an object detection signal is applied and a Switching voltage of 24 V with a tolerance of + -2.5 V. has, when a release signal is output, at a switching current from 0 to 600 mA. Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2') eine Halbleiterschaltung (6, 6') aufweist mit wenigstens je zwei Schalteinheiten (CTRL1, CTRH1, CTRL2, CTRH2), wobei eine erste Schalteinheit (CTRL1, CTRL2) zum Schalten des Objektfeststellungssignals ausgebildet ist und eine zweite Schalteinheit (CTRH1, CTRH2) zum Schalten des Freisignals ausgebildet ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) a semiconductor circuit ( 6 . 6 ' ) comprises at least two switching units each (CTRL1, CTRH1, CTRL2, CTRH2), wherein a first switching unit (CTRL1, CTRL2) is designed for switching the object detection signal and a second switching unit (CTRH1, CTRH2) is designed for switching the free signal. Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer und Auswerteeinheit (2, 2') zweikanalig ausgeführt ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) has two channels. Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (2, 2') ausgelegt ist, den sicherheitsgerichteten Ausgang (OSSD_LG1, OSSD_LG2) mit Testpulsen zu beaufschlagen.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation unit ( 2 . 2 ' ) is designed to apply test pulses to the safety-related output (OSSD_LG1, OSSD_LG2). Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dies Sicherheitsschaltgeräte oder Sicherheitssteuerungen sind.Safety device according to one of the preceding Claims, characterized in that this safety switching devices or safety controllers are. Sicherheitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dies optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Lichtgitter (LG1, LG2) sind.Safety device according to one of the preceding Claims 1 to 6, characterized in that this optical Sensors, in particular light barriers or light grids (LG1, LG2) are. System mit wenigstens zwei Sicherheitsgeräten (1, 1') zum Erzeugen sicherheitsgerichteter Signale, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsgeräten nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind und über ihre sicherheitsgerichteten Ausgänge (OSSD_LG1, OSSD_LG2) miteinander verbindbar sind.System with at least two security devices ( 1 . 1' ) for generating safety-related signals, characterized in that the safety devices are designed according to one of the preceding claims and can be connected to one another via their safety-related outputs (OSSD_LG1, OSSD_LG2). System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsgeräte über eine Steuerleitung (TOKEN) miteinander verbindbar sind.System according to claim 11, characterized in that that the security devices have a control line (TOKEN) are connected to each other. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freisignal des ersten bzw. zweiten sicherheitsgerichteten Ausgangs (OSSD_LG1) durch ein Objektfeststellungssignal des zweiten bzw. ersten sicherheitsgerichteten Ausgangs (OSSD_LG2) überschreibbar ist.System according to claim 11, characterized in that that a release signal of the first or second safety-related Output (OSSD_LG1) by an object detection signal of the second or the first safety-related output (OSSD_LG2) can be overwritten is. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Testpulse durch die Steuer- und Auswerteeinheiten (2, 2'), jeweils abwechselnd nur von einem einzigen Sicherheitsgerät (1) ausgegeben werden.System according to one of the preceding claims, characterized in that test pulses are generated by the control and evaluation units ( 2 . 2 ' ), alternately only from a single safety device ( 1 ).
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