用于安全电路的安全开关制造技术

安全开关（１８ａ，１８ｂ）包含用于处理输入信号的控制部分，并包含至少一个开关元件，开关元件具有至少一个启用和一个停用开关状态。控制部分被配置为控制开关元件，以便产生取决于输入信号的输出信号。另外，安全开关具有用于识别功能故障的诊断功能，其中，控制部分被配置为当识别出功能故障时将开关元件转换到停用状态。根据本发明专利技术的一个实施形态，控制部分还被配置为通过开关元件产生数据消息（９６），其中，该数据消息取决于所识别出的功能故障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于安全电路的安全开关，其包含控制部分，该部分用于处理输入信号；至少一个开关元件，该元件具有至少一个启用和一个停用开关状态，其中，控制部分被配置为对开关元件进行控制，以便在输出上产生依赖于输入信号的输出信号，该开关还包含用于识别功能故障的诊断功能，其中，控制部分被配置为当功能故障被识别出时将开关元件转换到停用状态。本专利技术还涉及一种安全电路，该电路用于以故障保护方式切断危险设备，该电路包含多个这类安全开关，并包含更高等级的安全控制器，该控制器被配置为切断到该设备的电源通路。
技术介绍
这种安全开关和相应的安全电路可从EP 1 363 306 A2获知。EP 1 363 306 A2公开了一种安全开关装置，该装置用于监测保护栏、保护门、机器覆盖件或其他用于保护旋转机件或其他危险场所的保护装置的位置。这种安全开关装置经常被称为安全开关或被称为用于安全开关电路的发信号装置。安全开关(或者更一般的发信号装置)用于产生与安全有关的输入信号，该信号被提供给更高等级的安全控制器。安全控制器被配置为对若干个发信号装置的输入信号做出评估，并依赖于此将危险设备引入安全状态，例如，切断移动的驱动系统。在这种布置中，安全控制器通常与设备的运行控制器分开实现，这是因为与“简单”的运行控制器相比，安全控制器必须满足高得多的故障安全标准。然而，本专利技术意义上的安全开关不仅是发信号装置，还是被典型称为安全开关装置或安全继电器、甚至是安全控制器的装置，也就是说，甚至是对来自发信号装置的输入信号进行评估的装置。尽管如此，本专利技术的优选应用领域为用于与安全有关的应用场合的发信号装置。这种发信号装置有时也称为传感器。为了保证任何时候都能满足预期的安全功能，就像安全控制器/安全开关装置那样，用于与安全有关的应用场合的发信号装置/传感器必须被构建为具有故障保护性。因此，例如光障(light barriers)或光幕(light curtains)的智能传感器典型地可被构建为具有固有的故障保护性，故而满足欧洲标准EN 954-1的类别3或甚至是类别4，或满足类似的安全要求。尽管例如紧急关断按钮、保护门开关、双臂开关(two-handed switches)等简单的发信号装置同样是冗余的，但通常来说它们实际上不具备智能性、或仅具备有限的智能性。通常，通过更高等级的安全控制器或更高等级的安全开关装置实现故障监测。开始处提到的EP 1 363 306 A2公开了一种安全开关，该安全开关具有自己的诊断功能。具体而言，所介绍的安全开关能够通过回读其输出信号来监测开关元件的运行。该文档还公开了一种安全电路，在该电路中，若干个这种安全开关相互串联连接到更高等级的安全控制器。在这种布置中，启用信号通过各个安全开关的开关元件环行，上行到更高等级的安全控制器。一旦安全开关中的一个通过其开关元件抑制了启用信号，启用信号在安全控制器处丢失，安全控制器因此将被监测的设备引入停止的安全位置。然而，采用已知的安全电路，各安全开关(发信号装置)不能向安全控制器通知它们的诊断结果。尽管因此使得被监测设备能够快速切断，不可能得出关于切断原因的结论。在例如光障或光幕等更为智能的传感器中，已经知道，采用单独的诊断线或用于此目的的现场总线连接，将诊断信息发送到更高等级的安全控制器。这对于“小型”的发信号装置未免过于复杂和昂贵，特别是对于机械操作的发信号装置。
技术实现思路
鉴于这种背景，本专利技术的一个目标在于对开头提到的类型的安全开关进行说明，该开关使得具有综合诊断能力的安全电路能以节省成本的方式构建。该目标通过开头提到的类型的安全开关实现，其中，控制部分还被配置为在输出处产生数据消息，该数据消息取决于所识别的功能故障。对应的安全电路包含安全控制器，该控制器被配置为接收和处理安全开关的数据消息。因此，本专利技术基于这样一种构思沿着已有的安全线——安全开关典型地通过该安全线向更高等级的控制器传送切断命令——传送安全开关的诊断信息。因此，可以省掉现场总线连接或额外的诊断线。与所有先前的方法形成对照的是，由于已有的安全线(安全输出)在被监测的设备已被切断后、一直到该设备重新投入运行时不具有功能，这是容易实现的。因此，可以在这一阶段向更高等级的安全控制器传送诊断数据。根据本专利技术的布置只需要很小的布线工作量，节省了各个装置处的连接，并使安全电路能被配置为具有综合诊断功能。为了进一步减小布线工作量，发信号装置或其他安全开关优选为彼此串联连接到更高等级的安全控制器。由此，新型安全开关提供了具有综合诊断功能的安全电路的一种节约成本且灵活的配置，但又不具有额外通信线的复杂性和成本。由此，圆满达到了上面提到的目标。在本专利技术的优选实施例中，控制部分被配置为通过所述的至少一个开关元件产生数据消息。或者，用于产生数据消息的控制部分还可以驱动附加的开关元件，该元件连接到输出线。然而，采用已有的开关元件节省了另外的成本，并减小了所需要的构造空间。在进一步的实施例中，新型安全开关具有至少两个互为冗余的开关元件，这些开关元件被布置为由控制部分冗余地进行控制。在安全自动化
中，采用冗余开关元件本质上是公知的。然而，在本专利技术的背景中，冗余开关元件的采用不仅增强了故障安全性，还增强了可用性。即使开关元件中有一个由于功能故障(继电器中的接触焊、半导体开关元件的击穿等等)不能再执行开关功能，新型安全开关仍能够经由冗余通道递送所有的诊断信息。尽管任何诊断数据的缺失可在输出端指示出开关元件的故障，当前实施例在不显著增加布线和成本费用的条件下提供了更为广泛的诊断。在进一步的实施例中，为了产生脉冲型的数据消息，控制部分被配置为以脉冲方式对开关元件进行控制。可以用非常简单的方式实现采用脉冲型的数据消息。另一方面，其提供了经由几根线用串行协议传送大量数据的可能性。因此，脉冲型数据消息的采用是用很小的布线工作量实现高度诊断的特别节省成本的方法。在进一步的实施例中，控制部分被配置为在数据消息中包含地址。因此，各个发信号装置、更为一般的是各安全开关装置，可以向更高等级的控制器报告其身份。因此，可以甚至更加简单且更具选择性地实现整个安全电路的详细诊断。在进一步的实施例中，新型安全开关具有用于外部启用信号——其形成输入信号——的至少一个输入。本实施例对于从一个安全开关向下一个安全开关串行传送诊断数据特别有利。下游的安全开关可经由所述输入接收上游安全开关的诊断数据，并在其输出处对之进行再现。另外，在本实施例中，如果需要，下游的安全开关具有对所接收到的诊断数据进行补充和/或改变的能力。诊断能力因此甚至更为灵活。在进一步的实施例中，新型安全开关具有初始化模式，在该模式中，控制部分通过所述至少一个开关元件产生脉冲序列，该脉冲序列比在输入处提供的启用信号包含更多的脉冲。本实施例用简单和节省成本的方法提供了对于被彼此串联布置的若干个安全开关的自动地址分配。如同下面结合优选实施例所介绍的那样，增加脉冲导致以增序方式进行的地址分配。相关的自动化系统使自己适应于安全电路中的改变(增加或移除安全开关)并由此避免错误。另外，这种类型的地址分配是可行的，而且没有额外的硬件工作量，因此是节省成本的。在进一步的实施例中，新型安全开关具有至少一个输入部分，该部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安全电路的安全开关，其包含用于处理输入信号（６０，６２，６４；５２）的控制部分（３０，３２），并包含至少一个开关元件（３４，３６），所述开关元件（３４，３６）具有至少一个启用和一个停用开关状态，其中，所述控制部分（３０，３２）被配置为控制所述开关元件（３４，３６）、以便在输出（４４，４６）处产生取决于所述输入信号的输出信号，所述安全开关还包含用于识别功能故障的诊断功能，其中，所述控制部分（３０，３２）被配置为当识别出功能故障时将所述开关元件（３４，３６）转换到所述停用状态，所述安全开关的特征在于：所述控制部分（３０，３２）进一步被配置为在所述输出（４４，４６）处产生数据消息（９６），所述数据消息取决于所述识别出的功能故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-4-19 102004020997.91.一种用于安全电路的安全开关，其包含用于处理输入信号(60，62，64；52)的控制部分(30，32)，并包含至少一个开关元件(34，36)，所述开关元件(34，36)具有至少一个启用和一个停用开关状态，其中，所述控制部分(30，32)被配置为控制所述开关元件(34，36)、以便在输出(44，46)处产生取决于所述输入信号的输出信号，所述安全开关还包含用于识别功能故障的诊断功能，其中，所述控制部分(30，32)被配置为当识别出功能故障时将所述开关元件(34，36)转换到所述停用状态，所述安全开关的特征在于所述控制部分(30，32)进一步被配置为在所述输出(44，46)处产生数据消息(96)，所述数据消息取决于所述识别出的功能故障。2.根据权利要求1的安全开关，其特征在于所述控制部分(30，32)被配置为通过所述开关元件(34，36)产生所述数据消息(96)。3.根据权利要求1或2的安全开关，其特征在于所布置的至少两个互为冗余的开关元件(34，36)，所述开关元件(34，36)由所述控制部分(30，32)冗余地进行控制。4.根据权利要求1至3中任意一项的安全开关，其特征在于所述控制部分(30，32)被配置为以脉冲方式控制所述开关元件(34，36)，以便产生脉冲型的数据消息(96)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J普尔曼，R鲁普，
申请(专利权)人：皮尔茨公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]