用于多通道控制相关安全装置的安全设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种安全设备，用于多通道地控制安全相关装置（４０），所述安全设备具有：被微处理器控制的第一控制装置（７０），其具有用于生成第一监控信号的信号生成装置（７１），所述第一监控信号示出第一控制装置（７０）的当前工作状态；以及第二控制装置（８０）。还设有通过第一和第二控制装置（７０、８０）控制的开关装置（９０），所述开关装置能够接通安全相关装置（３０、４０），或者使其在安全状态中运行，其中第二控制装置（８０）具有基于硬件的单稳态触发器（８５），其响应监控信号时以这样的方式控制开关装置（９０），即安全相关装置（３０、４０）在第一控制装置（７０）错误工作时能够以安全状态运行，第一控制装置（７０）匹配一个用于生成对于第二控制装置（８０）的释放信号的装置（５０、１０１）。

【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安全设备，用于多通道控制根据德国专利申请10 2006 001805所述的相关安全装置。
技术介绍
德国专利申请IO 2006 001805公开了一种多通道的安全设备， 通过该安全设备能够以安全状态运行一种相关安全装置，例如一种工 业用机器人，其作为自动化设备的组件或完整的自动化设备。 一种安 全状态在于，当工业用机器人或自动化设备的供电中断时，或者阻止 工业用机器人使用的安全门被锁定时。安全设备具有一个通过微处理 器控制的控制装置和另一个纯基于硬件的控制装置。基于硬件的控制 装置的特征在于，其不通过微处理器控制，而是采用一种开关上的实 施方式，优选使用一种单稳态触发器作为开关单元或控制单元。两种 控制装置都输送一种调制的输入信号。调制信号显示出，被微处理器 控制的控制装置是否在无故障地工作。尤其是，调制信号将指出，微 处理器是否准确地处理了安全相关的程序或部分程序。安全相关的程 序可以执行一种诊断方法，该诊断方法将检査控制装置的供电，检测 系统参数，例如被控制装置控制的继电器的触点，周期性地检测基于 硬件的控制装置的运行状态，诸如此类。当微处理器没有像所指定地 那样处理安全相关的程序或部分程序(其可以是子程序)时，调制信 号将停留在静止状态，该状态对应于一种保持不变的高或低的水平。 例如，当安全相关的程序没有启动时，控制装置将输出一种高水平作 为调制信号。当安全相关的程序没有像所指定的那样终止时，则通过 控制装置能够生成一种低水平作为调制信号。在所规定的运行方式中， 被微处理器控制的控制装置生成动态的调制信号，例如图2中所示的 那样。仅仅当一个动态信号处于基于硬件的控制装置的输出端上时，开关装置则以这样的方式进行控制，即一个相关安全装置，例如工业用机器人、自动化设备及诸如此类的设备能够按照规定来运行。如果静止信号处于基于硬件的控制装置上，则开关装置无效，从而工业用机器人在安全状态中运转。源于多通道的安全设备，相关安全装置能够通过基于硬件的控制装置在安全状态中运行，也就是说，在被微处理器控制的控制装置无故障地工作时。如果基于硬件的控制装置中的单稳态触发器作为控制单元使用，单稳态触发时间(monozeit)则不能够长于所指定的安全关闭时间。在基于硬件的控制装置中的安全关键的故障能够识别出被微处理器控制的控制装置，因为其已知基于硬件的控制装置的传输功能，例如单稳态触发器的传输功能，并且在此期间其能够传送基于硬件的控制装置的输入信号及输出信号。从基于硬件的控制装置的输入信号及传输功能，被微处理器控制的控制装置可以计算出基于硬件的控制装置的带等候的输出信号，并且随后将该输出信号与回馈的输出信号进行比较。如果两个信号并不一致，被微处理器控制的控制装置以这样的方式接通开关装置，即相关安全装置能够在安全状态中运行。通常，自动化设备包括现场总线系统，在该系统上连接有激励器、传感器及上位和/或下位的控制及监控装置。在这种自动化设备上的重要条件是，尤其在出现故障时，有故障的相关安全组件，例如激励器或甚至于整个自动化设备都能够以安全状态运行。为了能够实现安全地中断自动化设备或有故障的激励器，必须要确保，限定的能够使得自动化设备以安全状态运行的输入信号能够始终表现为一种关闭信号。在属于特定安全范畴的多种装置及设备中，例如都使用到多通道的监控系统，其包括相互间独立工作的子系统，这些子系统分别能够使得每个装置及设备以安全状态运行。多通道或冗余构架的监控系统还以这样的形式构成，即子系统能够监控另外各个子系统的性能。通常，相互间的监控通过状态数据的双向交换来实现。在已知的多通道监控系统中，每个子系统具有自身的微处理器，其中每个子系统能够使装置以安全状态运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，以此方式进一步地开发开头所述类型的安全设备，即满足DIN EN 954标准第四章的条件。另外，DIN EN 954标准第四章要求，识别出往返于传感器(警报按键)的线路中的故障。这种故障可以是对于工作电压或质量引起的输入或输出线路中的短路，也可以是导体之间的跨接。DINEN954标准第四章还要求，通过其他的控制装置识别出被微处理器控制的控制装置在状态转换时，尤其是在接通安全相关装置时出现的故障。本专利技术的核心思想在于，提出一些措施，通过该措施使得被微处理器控制的控制装置和/或基于硬件的控制装置识别出往返于传感器的线路中的短路和跨接，并且响应所识别出的短路或跨接能够使得被监控的安全相关装置以安全状态运行。一种附加的或可选的措施在于，当启动或运行安全相关装置时，被微处理器控制的控制装置不再能够使得安全相关装置以安全装置运行时，基于硬件的安全装置将无效。在这种情况下，基于硬件的控制装置将安全相关装置保持在安全状态，也就是说，安全相关装置不能够工作。对于这点要说明的是，通过微处理器控制的孔子装置应当理解为一种装置，该装置借助于程序控制的微处理器来判断，安全相关装置是否在运行，例如可以运转，或者可以在安全状态运行。基于硬件的控制装置应当理解为一种装置，该装置代替微处理器而包括一种电子电路，例如是单稳态触发器，该电子电路在出现输入信号时生成预定的输出信号。首先，上述技术问题本专利技术通过权利要求1的特征来实现。随后，安全设备设置用于多通道地控制安全相关装置。对于这一点要说明的是，安全相关装置本身可以是自动化设备的激励器、可执行的安全相关应用程序和/或自动化设备。为此设有被微处理器控制的第一控制装置，其具有用于生成第一监控信号的信号生成装置。第一监控信号示出第一控制装置的当前工作状态。优选地，第一监控信号示出，第一控制装置的微处理器是否以指定的方式在工作。另外设有第二控制装置以及能够通过第一和第二控制装置控制的开关装置。开关装置能够接通安全相关装置，或者使其在安全状态中运行。对此要说明一点，优选的是，当安全相关装置被两个控制装置激活时，开关装置将接通该安全相关装置，反之，当安全相关装置被两个控制装置中的至少一个无效时，则该安全相关装置能够在安全状态中运行。第二控制装置具有基于硬件的开关装置，其响应监控信号时以这样的方式控制开关装置，即安全相关装置在第一控制装置错误工作时能够以安全状态运行。然后在有利的实施例中可以看出，微处理器不再执行指定的功能。此外，第一控制装置匹配于一个用于生成对于第二控制装置的释放信号的装置。通过这种方式将确保，例如当被微处理器控制的第一控制装置按照规定工作时，在安全相关装置被要求接通时随后仅执行接通。在故障情况下，没有释放信号出现第二控制装置上，从而安全相关装置停留在安全状态中。例如，当第一控制装置完全不能够关闭安全相关装置时，则存在故障情况。有利的实施例在从属权利要求中给出。为了能够识别出第一控制装置有故障的工作或无故障的工作，在第一控制装置，尤其是微处理器无故障工作时，信号生成装置将生成交流信号，反之，当第一控制装置，优选微处理器有故障工作时，将生成直流信号。为了第二控制装置能够成本低廉地构造，则基于硬件的开关装置具有单稳态触发器。优选地，开关装置具有匹配于第一控制装置的第一安全继电器，以及匹配于第二控制装置的第二安全继电器。值得注意的是，第一控制装置与其对应的第一安全继电器可以称为多通道安全设备的通道1;第二控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全设备，用于多通道地控制安全相关装置（４０），所述安全设备具有：被微处理器控制的第一控制装置（７０），其具有用于生成第一监控信号的信号生成装置（７１），所述第一监控信号示出第一控制装置（７０）的当前工作状态；第二控制装置（８０）；通过第一和第二控制装置（７０、８０）控制的开关装置（９０），所述开关装置能够接通安全相关装置（３０、４０），或者使其在安全状态中运行，其中第二控制装置（８０）具有基于硬件的开关装置（８５），其响应监控信号时以这样的方式控制开关装置（９０），即所述安全相关装置（３０、４０）在所述第一控制装置（７０）错误工作时能够以安全状态运行，　其特征在于，所述第一控制装置（７０）匹配一个用于生成对于所述第二控制装置（８０）的释放信号的装置（５０、１０１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-7-12 102007032827.51.一种安全设备，用于多通道地控制安全相关装置(40)，所述安全设备具有被微处理器控制的第一控制装置(70)，其具有用于生成第一监控信号的信号生成装置(71)，所述第一监控信号示出第一控制装置(70)的当前工作状态；第二控制装置(80)；通过第一和第二控制装置(70、80)控制的开关装置(90)，所述开关装置能够接通安全相关装置(30、40)，或者使其在安全状态中运行，其中第二控制装置(80)具有基于硬件的开关装置(85)，其响应监控信号时以这样的方式控制开关装置(90)，即所述安全相关装置(30、40)在所述第一控制装置(70)错误工作时能够以安全状态运行，其特征在于，所述第一控制装置(70)匹配一个用于生成对于所述第二控制装置(80)的释放信号的装置(50、101)。2. 根据权利要求1所述的安全设备，其特征在于，当所述第一 控制装置(70)无故障工作时，信号生成装置(71)将生成交流信号， 当所述第一控制装置(70)有故障工作时，所述信号生成装置将生成 直流信号。3. 根据权利要求2所述的安全设备，其特征在于，基于硬件的 开关装置(85)具有单稳态触发器。4. 根据前述权利要求中任一项所述的安全设备，其特征在于， 所述开关装置(90)具有匹配于第一控制装置(70)的第一安全继电 器(100)以及匹配于第二控制装置(80)的第二安全继电器(110)， 其中每个安全继电器具有至少一个断开触点(101; 111)和一个闭合 触点(102; 112)，其相互间刚性连接，其中仅仅在第一安全继电器(100)无故障运作时才生成释放信号。5. 根据权利要求4所述的安全设备，其特征在于，单稳态触发器(85)具有用于提供释放信号的主控复位输入及触发输入。6. 根据权利要求5所述的安全设备，其特征在于，用于将主控 复位输入保持在释放信号水平的电路(86、 87、 88)匹配于所述单稳 态触发器(85)，其中当在触发输入上没有出现信号或出现静态信号 时，所述单稳态触发器(85)将复位。7. 根据前述权利要求中任一项所述的安全设备，其特征在于， 所述被微处理器控制的第一装置(70)和第所述二控制装置(80)连 接输入级(60)，所述输入级设计用于通过由信号生成装置(71)生 成的第一监控信号来调制从可外部接通的传感器装置(20)得到的输 入信号，其中所述被微处理器控制的第一控制装置(70)和/或第二 控制装置(80)在响应调制过的输入信号时将所述安全相关装置(40)控制在安全状态中，其中第一调制过的输入信号出现在基于硬件的开 关装置(80、 85)的触发输入上。8. 根据权利要求7所述的安全设备，其特征在于，信号生成装 置(71)提供第二监控信号，输入级(60)设计用于通过由信号生成 装置(71)生成的第二监控信号来调制从可外部连接的传感器装置(20)得到的第二输入信号，其中仅用于评估第一控制装置(70)的 第二调制输入信号被传送。9. 根据权利要求8所述的安全设备，其特征在于，所述输入级 (60)具有第一连接装置(62)，用于与连接第一输入信号和第一监控信号；以及第二连接装置(64)，用于与连接第二输入信号和第二 监控信号。10. 根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨宁弗雷弗特，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]