DE102006048146B4

DE102006048146B4 - Sensor arrangement, use of a sensor arrangement and method for monitoring the safety of a machine

Info

Publication number: DE102006048146B4
Application number: DE200610048146
Authority: DE
Inventors: Christoph 79104 Haberer
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: ITMI20071841A1; CH699830B1; DE102006048146A1

Abstract

Sensoranordnung (10) zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine mit wenigstens einer Schnittstelle (22, 32) zur Übertragung von mit der Sensoranordnung (10) detektierten Daten an eine Maschinensteuerung (40), welche eine sichere Maschinensteuerung (42) und eine nicht sichere Maschinensteuerung (44) aufweist, wobei die Sensoranordnung (10) ein Gehäuse (12) aufweist, in welchem wenigstens ein sicherer Sensor (20) und wenigstens ein nicht sicherer Sensor (30) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe des wenigstens einen nicht sicheren Sensors (30) die Ursachen eines Ausfalls des sicheren Sensors (20) zu Diagnosezwecken genauer erfasst und analysiert werden kann.Sensor arrangement (10) for safety monitoring of a machine with at least one interface (22, 32) for the transmission of data detected by the sensor arrangement (10) to a machine control (40) which has a safe machine control (42) and a non-safe machine control (44) wherein the sensor arrangement (10) has a housing (12) in which at least one safe sensor (20) and at least one non-safe sensor (30) are arranged, characterized in that the at least one non-safe sensor (30) the causes of failure of the safe sensor (20) can be detected and analyzed more precisely for diagnostic purposes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung, Verwendung einer Sensorordnung und Verfahren zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine.The invention relates to a sensor arrangement, use of a sensor arrangement and method for monitoring the safety of a machine.

Bekannt sind Sicherheitssensoren, die eine bestimmte physikalische Größe detektieren und in Abhängigkeit von dieser Größe ein bestimmtes Schaltsignal ausgeben, welches dazu verwendet wird, eine Maschine bei Eintreten einer Sicherheitsanforderung in einen sicheren Zustand zu bringen. Beispielsweise sind berührungslos wirkende Sicherheitsnäherungssensoren bekannt, die auf verschiedenen Technologien wie Reedkontakten, RFID-Kodeübertragung oder induktiven Prinzipien beruhen. Damit kann beispielsweise ermittelt werden, wenn sich eine Person einer Maschine nähert und insbesondere einen kritischen Sicherheitsabstand unterschreitet, so dass in diesem Fall die Maschine angehalten oder zumindest mit verminderter Betriebsgeschwindigkeit betrieben werden muss. Dazu weisen die Maschinen in der Regel eine übliche Maschinensteuerung, auch nicht sichere Maschinensteuerung genannt, welche die Bewegungen der Maschine während des Betriebs steuert, und eine sichere Maschinensteuerung auf, welche dafür sorgt, dass die Maschine bei Eintritt einer Sicherheitsanforderung in einen sicheren Zustand überführt wird. Die von dem Sensor ermittelten Daten werden über eine Schnittstelle an die Maschinensteuerung übertragen, wobei diese Schnittstelle in der Regel durch ein Kabel realisiert ist. Diese Sicherheitssensoren sind als sichere Sensoren im Sinne von Maschinensicherheit ausgebildet, was bedeutet, dass sichere Sensoren oder die mit ihnen verbundenen Auswerte- und/oder Steuereinheiten den einschlägigen Normen EN 954 oder EN 61508, welche sich mit der Maschinensicherheit befassen, genügen müssen, eine zweikanalige Struktur, Teststrukturen oder sich selbst überprüfende Strukturen aufweisen müssen oder auf sonstige Art und Weise in der Lage sein müssen, auch bei auftretenden Fehlern weiterhin zuverlässig zu funktionieren und die Fehler selbständig zu erkennen.Safety sensors are known which detect a certain physical quantity and output a specific switching signal in dependence on this variable, which is used to bring a machine into a safe state when a safety requirement occurs. For example, non-contact safety proximity sensors are known, which are based on various technologies such as reed contacts, RFID code transmission or inductive principles. This can be determined, for example, when a person approaches a machine and in particular falls below a critical safety distance, so that in this case the machine must be stopped or at least operated at a reduced operating speed. For this purpose, the machines usually have a conventional machine control, also known as non-safe machine control, which controls the movements of the machine during operation, and a safe machine control, which ensures that the machine is transferred to a safe condition when a safety request , The data determined by the sensor are transmitted via an interface to the machine control, this interface is usually realized by a cable. These safety sensors are designed as safe sensors in the sense of machine safety, which means that safe sensors or their associated evaluation and / or control units must comply with the relevant standards EN 954 or EN 61508, which deal with machine safety, a two-channel Structure, test structures or self-checking structures must have or otherwise be able to continue to function reliably even when errors occur and to recognize the error independently.

Weiterhin sind multifunktionale Sensoren bekannt, die gleichzeitig mehrere verschiedene physikalische Größen detektieren können. Die DE 697 10 019 T2 offenbart beispielsweise einen multifunktionalen Infrarotanwesenheitssensor, der als Anwesenheitssensor für Sicherheitssysteme und darüber hinaus auch als Anwesenheitssensor für Energiemanagementsteuersysteme dient. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise einen Anwesenheitssensor, einen Umgebungslichtsensor und einen Temperatursensor umfassen. Dabei sind Anwesenheitssensoren, die in Sicherheitssystemen benutzt werden, verglichen mit einem Anwesenheitssensor für den Gebrauch in Energiemanagementsteuersystemen durch die folgenden grundsätzlichen Unterschiede hinsichtlich ihres Aufbaus gekennzeichnet: höhere elektronische S/N-Verhältnisse, konservativere Ausfallkriterien und optische Sichtfelder mit erhöhter optischer Empfindlichkeit. Allerdings kommen die beschriebenen Anwesenheitssensoren für Sicherheitssysteme bei der Sicherheitsüberwachung von Gebäuden zum Einsatz, bei welcher die Anwesenheitssensoren zwar konservativeren Ausfallkriterien genügen müssen, jedoch nicht als sicherer Sensor für die Sicherheitsüberwachung von Maschinen geeignet ist, für welche gewährleistet sein muss, dass keinesfalls Personen in die Gefahr geraten, schwer oder gar tödlich verletzt zu werden.Furthermore, multifunctional sensors are known which can simultaneously detect several different physical quantities. The DE 697 10 019 T2 discloses, for example, a multifunctional infrared presence sensor which serves as a presence sensor for security systems and, moreover, as a presence sensor for power management control systems. Such a sensor may include, for example, a presence sensor, an ambient light sensor, and a temperature sensor. Presence sensors used in safety systems are characterized by the following fundamental differences in their construction compared to a presence sensor for use in energy management control systems: higher electronic S / N ratios, more conservative failure criteria and optical fields of view with increased optical sensitivity. However, the described occupancy sensors are used in security surveillance of buildings in which the occupancy sensors, although more conservative failure criteria must meet, but is not suitable as a safe sensor for monitoring the safety of machinery, which must be ensured that under no circumstances persons in danger advised to be seriously or even fatally injured.

Aus der DE 101 62 689 A1 ist eine Sensoranordnung zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine mit wenigstens einer Schnittstelle zur Übertragung von mit der Sensoranordnung detektierten Daten an eine Maschinensteuerung, welche eine sichere Maschinensteuerung und eine nicht sichere Maschinensteuerung aufweist, wobei die Sensoranordnung ein Gehäuse aufweist, in welchem wenigstens ein sicherer Sensor und wenigstens ein nicht sicherer Sensor angeordnet sind.From the DE 101 62 689 A1 is a sensor arrangement for safety monitoring of a machine having at least one interface for transmitting data detected by the sensor arrangement data to a machine control having a safe machine control and a non-safe machine control, wherein the sensor arrangement comprises a housing in which at least one secure sensor and at least one not safe sensor are arranged.

Aus der DE 39 23 773 A1 , der DE 198 15 150 A1 , der DE 10 2004 051 638 A1 und der DE 697 10 019 T2 sind weitere Sensoranordnungen zur Sicherheitsüberwachung von Maschinen oder Geräten mit wenigstens einer Schnittstelle zur Übertragung von mit der Sensoranordnung detektierten Daten einer Maschinensteuerung bekannt.From the DE 39 23 773 A1 , of the DE 198 15 150 A1 , of the DE 10 2004 051 638 A1 and the DE 697 10 019 T2 Further sensor arrangements for monitoring the safety of machines or devices with at least one interface for the transmission of data detected by the sensor arrangement of a machine control are known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Sensoranordnung für die Sicherheitsüberwachung von Maschinen bereitzustellen, bei der die Maschinensteuerung mit multisensorischen Daten versorgt wird, welche eine Diagnose des sicheren Sensors ermöglichen.The object of the invention is therefore to provide an improved sensor arrangement for the safety monitoring of machines, in which the machine control is supplied with multisensory data which enable a diagnosis of the safe sensor.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Sensoranordnung zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.The object of the invention is achieved by a sensor arrangement for safety monitoring of a machine having the features of patent claim 1 and a method for safety monitoring of a machine having the features of patent claim 13.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine weist wenigstens eine Schnittstelle zur Übertragung von mit der Sensoranordnung detektierten Daten an eine Maschinensteuerung auf, wobei die Maschinensteuerung eine sichere Maschinensteuerung und eine nicht sichere Maschinensteuerung aufweist. Die Sensoranordnung weist ein Gehäuse auf, in welchem wenigstens ein sicherer Sensor und wenigstens ein nicht sicherer Sensor angeordnet sind. Durch die Unterbringung in einem Gehäuse wird die Sensoranordnung einerseits möglichst raumsparend und kostengünstig aufgebaut. Andererseits wird dadurch sichergestellt, dass die nicht sicheren Sensoren den gleichen Bedingungen, insbesondere den gleichen Umwelteinflüssen, ausgesetzt sind wie die sicheren Sensoren. Mit Hilfe des wenigstens einen nicht sicheren Sensors werden nicht sichere Daten detektiert, welche zu Diagnosezwecken des sicheren Sensors bzw. der sicheren Maschinensteuerung genutzt werden können. Erfindungsgemäß können mit Hilfe des wenigstens einen nicht sicheren Sensors die Ursachen eines Ausfalls des sicheren Sensors genauer erfasst und analysiert werden.The sensor arrangement according to the invention for monitoring the safety of a machine has at least one interface for the transmission of data detected by the sensor arrangement to a machine controller, the machine controller having a safe machine control and a non-safe machine control. The sensor arrangement has a housing in which at least one safe sensor and at least one not safe sensor are arranged. By accommodating in a housing, the sensor arrangement is constructed on the one hand as possible space-saving and cost-effective. On the other hand, this ensures that the non-safe sensors are exposed to the same conditions, in particular the same environmental influences, as the safe sensors. With the aid of the at least one non-secure sensor, non-secure data is detected, which can be used for diagnostic purposes of the safe sensor or safe machine control. According to the invention, the causes of a failure of the safe sensor can be more accurately detected and analyzed with the aid of the at least one non-secure sensor.

Der sichere Sensor ist, um die Anforderungen an die Maschinensicherheit zu erfüllen, insbesondere als sich selbst überprüfender Sensor, Sensor der Steuerungskategorie 3 oder 4 gemäß der Norm EN-954 ausgebildet oder weist eine zweikanalige Struktur auf. Die zweikanalige Struktur kann auch alternativ oder zusätzlich in einer Auswerteeinheit der sicheren Maschinensteuerung ausgebildet sein.In order to meet the requirements of machine safety, the safe sensor is designed in particular as a self-checking sensor, control category 3 or 4 sensor according to the EN-954 standard or has a two-channel structure. The two-channel structure can also be designed alternatively or additionally in an evaluation unit of the safe machine control.

Zweckmäßigerweise weist die Sensoranordnung eine erste Schnittstelle zur Übertragung der von dem sicheren Sensor detektierten sicheren Daten und eine zweite Schnittstelle zur Übertragung der von dem nicht sicheren Sensor detektierten nicht sicheren Daten auf. Dadurch wird ermöglicht, dass auch die Schnittstelle für die Übertragung der sicheren Daten den entsprechenden Sicherheitsanforderungen genügt, diese entsprechenden Anforderungen jedoch nicht notwendigerweise für beide Schnittstellen vorhanden sein müssen. Grundsätzlich spricht jedoch nichts dagegen, beide Schnittstellen physikalisch in einem gemeinsamen Steckergehäuse unterzubringen. Zwischen der Sensoranordnung, insbesondere dem sicheren Sensor, und der sicheren Maschinensteuerung ist zweckmäßigerweise eine Datenübertragungsleitung angeordnet, welche Maßnahmen zur Kodesicherung aufweist, damit auch die Übertragung der sicheren Daten den Anforderungen an die Maschinensicherheit genügt.Expediently, the sensor arrangement has a first interface for transmitting the secure data detected by the secure sensor and a second interface for transmitting the non-secure data detected by the non-secure sensor. This allows the interface for the transmission of secure data to meet the appropriate security requirements, but these requirements do not necessarily have to exist for both interfaces. In principle, however, there is nothing against physically accommodating both interfaces in a common connector housing. Between the sensor arrangement, in particular the safe sensor, and the safe machine control, a data transmission line is expediently arranged, which has measures for code security, so that the transmission of the secure data also satisfies the requirements of machine safety.

Die wenigstens eine Schnittstelle, vorzugsweise auch beide Schnittstellen können in beliebiger Weise, beispielsweise als Kabel, Bussystem, Infrarotschnittstelle oder Schnittstelle zur Übertragung von Schall ausgebildet sein. Vorzugsweise werden jedoch drahtlose Schnittstellen, insbesondere Funkschnittstellen, verwendet, um die mit großen Kabelmengen verbundenen Kosten zu reduzieren.The at least one interface, preferably also both interfaces, can be configured in any desired manner, for example as cable, bus system, infrared interface or interface for the transmission of sound. Preferably, however, wireless interfaces, especially radio interfaces, are used to reduce the costs associated with large amounts of cable.

Die nicht sicheren Sensoren sind vorzugsweise als Temperatursensoren, Erschütterungssensoren, Beschleunigungssensoren, Lichtsensoren, Geräuschsensoren, Feuchtesensoren, Drucksensoren und/oder pyroelektrische Sensoren ausgebildet. Somit ist es möglich, beispielsweise Vibrationen, Umgebungslicht oder Temperaturen zu erfassen und bei einem Ausfall des sicheren Sensors basierend auf diesen physikalischen Größen eine Aussage über den Grund des Ausfalls des sicheren Sensors zu treffen. Dadurch werden die nicht sicheren Sensoren als Hilfssensoren zu Diagnosezwecken genutzt. Insbesondere werden diese Daten auch an die Maschinensteuerung übertragen, in welcher entschieden werden kann, ob auch diese Informationen unabhängig von dem von dem sicheren Sensor übertragenen Signal ein Abschalten der Maschine erfordern.The non-safe sensors are preferably designed as temperature sensors, vibration sensors, acceleration sensors, light sensors, noise sensors, humidity sensors, pressure sensors and / or pyroelectric sensors. Thus, it is possible to detect, for example, vibrations, ambient light or temperatures and to make a statement about the cause of the failure of the safe sensor in case of failure of the safe sensor based on these physical quantities. As a result, the non-safe sensors are used as auxiliary sensors for diagnostic purposes. In particular, these data are also transmitted to the machine control, in which it can be decided whether this information, regardless of the signal transmitted by the safe sensor signal requires a shutdown of the machine.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoranordnung eine Auswerteeinheit auf, die Daten der sicheren und/oder nicht sicheren Sensoren auswertet und/oder miteinander verknüpft. Damit werden bereits in der Sensoranordnung die Daten entsprechend miteinander verknüpft, um Zusatzinformationen zu erhalten, die an die Maschinensteuerung weitergeleitet werden, um gegebenenfalls die Maschine entsprechend zu steuern, insbesondere zu stoppen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the sensor arrangement has an evaluation unit, which evaluates data from the safe and / or non-secure sensors and / or linked together. As a result, the data are already linked to one another in the sensor arrangement in order to obtain additional information which is forwarded to the machine control in order, if appropriate, to control the machine accordingly, in particular to stop it.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Sensoranordnung ein Datenfeld zur Hinterlegung von gerätespezifischen Daten auf, welche ebenfalls mit den Daten der nicht sicheren und/oder sicheren Sensoren verknüpft werden können oder zur Analyse von auftretenden Fehlfunktionen oder zur Übermittlung an die Maschinensteuerung herangezogen werden können. Zweckmäßigerweise kann die Sensoranordnung in einer bevorzugten Ausführungsform einen Betriebsstundenzählen und/oder einen Arbeitsschrittzähler aufweisen.In an advantageous embodiment of the invention, the sensor arrangement has a data field for the storage of device-specific data, which can also be linked to the data of the non-secure and / or secure sensors or used for the analysis of occurring malfunctions or for transmission to the machine control. Conveniently, in a preferred embodiment, the sensor arrangement may count an operating hour and / or comprise a step counter.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung wird insbesondere zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine verwendet, wobei die Maschine eine nicht sichere Maschinensteuerung und eine sichere Maschinensteuerung aufweist, um mit Hilfe der Daten der nicht sicheren Sensoren die Funktionsweise oder die Diagnose insbesondere von Fehlfunktionen des sicheren Sensors zu überwachen und zu unterstützen.The sensor arrangement according to the invention is used in particular for monitoring the safety of a machine, the machine having a non-safe machine control and a safe machine control in order to monitor and support the functioning or the diagnosis, in particular of malfunctions of the safe sensor, with the aid of the data of the non-safe sensors.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine, wobei die Maschine eine nicht sichere Maschinensteuerung und eine sichere Maschinensteuerung aufweist, beruht darauf, mit einer Sensoranordnung mit wenigstens einem sicheren Sensor sichere Daten und mit wenigstens einem nicht sicheren Sensor nicht sichere Daten zu detektiert, wobei die nicht sicheren Daten zur Diagnose und/oder Unterstützung der Funktionsweise des sicheren Sensors herangezogen werden, wobei erfindungsgemäß mit Hilfe des wenigstens einen nicht sicheren Sensors die Ursachen eines Ausfalls des sicheren Sensors genauer erfasst und analysiert werden.The inventive method for safety monitoring of a machine, wherein the machine has a non-safe machine control and safe machine control, based on using a sensor arrangement with at least one secure sensor safe data and at least one non-secure sensor unsafe data to detect, which not secure data for diagnosis and / or support of the operation of the safe sensor are used, according to the invention with the help of at least one non-secure sensor, the causes of failure of the safe sensor are more accurately detected and analyzed.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigt The invention will be explained in detail with reference to the following figures. It shows

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung, 1 a schematic representation of a first embodiment of a sensor arrangement,

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung und 2 a schematic representation of a second embodiment of a sensor arrangement and

3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung. 3 a schematic representation of a third embodiment of a sensor arrangement.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung 10. Die Sensoranordnung 10 weist dabei ein Gehäuse 12 auf, in welchem ein sicherer Sensor 20 und ein nicht sicherer Sensor 30 angeordnet ist. Grundsätzlich können dabei sowohl mehrere sichere Sensoren 20 als auch mehrere nicht sichere Sensoren 30 in dem Gehäuse 12 angeordnet sein.The 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a sensor arrangement 10 , The sensor arrangement 10 has a housing 12 in which a safe sensor 20 and a non-secure sensor 30 is arranged. In principle, both several safe sensors can be used 20 as well as several non-secure sensors 30 in the case 12 be arranged.

Der sichere Sensor 20 ist als Sensor der Steuerungskategorie 3 oder 4 gemäß der Norm EN-954 ausgebildet und kann beispielsweise eine zweikanalige Struktur aufweisen. Der nicht sichere Sensor 30 ist beispielsweise ein Temperatursensor, Erschütterungssensor, Beschleunigungssensor, Lichtsensor, Geräuschsensor, Feuchtesensor, Drucksensor oder pyroelektrischer Sensor. Mit Hilfe eines Erschütterungssensors kann beispielsweise eine Überbeanspruchung der Maschine detektiert werden. Ein pyroelektrischer Sensor kann beispielsweise dazu benutzt werden, die Anwesenheit einer Person, insbesondere bei geöffneter Schutztür in einem Schutzzaun um eine Maschine, zu detektieren. Mechanische Fehlfunktionen beispielsweise eines Lagers können mit Hilfe eines Geräuschsensors ermittelt werden. Sensoren, die Umwelteinflüsse wie Temperatur, Licht oder Feuchte detektieren, können diese einer Maschinensteuerung 40 frühzeitig mitteilen, so dass die Maschinensteuerung 40 gegebenenfalls darauf reagieren kann, da bei gewissen Umweltbedingungen eine zuverlässige Funktionsweise bestimmter elektronischer Komponenten, gegebenenfalls auch der sicheren Sensoren 20, nicht mehr gewährleistet werden kann.The safe sensor 20 is as a sensor of the control category 3 or 4 formed according to the standard EN-954 and may for example have a two-channel structure. The non-secure sensor 30 is for example a temperature sensor, vibration sensor, acceleration sensor, light sensor, noise sensor, humidity sensor, pressure sensor or pyroelectric sensor. With the help of a vibration sensor, for example, overuse of the machine can be detected. A pyroelectric sensor can be used, for example, to detect the presence of a person, in particular when the protective door is open in a safety fence around a machine. Mechanical malfunctions of a bearing, for example, can be determined with the aid of a noise sensor. Sensors that detect environmental influences such as temperature, light or humidity, these can be a machine control 40 notify in advance, so that the machine control 40 If necessary, it can react to this because, under certain environmental conditions, reliable functioning of certain electronic components, if appropriate also of the safe sensors, can take place 20 , can no longer be guaranteed.

Die Sensoranordnung 10 weist dabei eine erste Schnittstelle 22 und eine zweite Schnittstelle 32 auf, über welche die von dem sicheren Sensor 20 und dem nicht sicheren Sensor 30 detektierten Daten an die Maschinensteuerung 40, welche eine sichere Maschinensteuerung 42 und eine nicht sichere Maschinensteuerung 44 aufweist, übertragen werden können. Die Datenübertragung erfolgt dabei über Datenübertragungsleitungen 24, 34, welche als Kabel, als Bussystem oder als Datenübertragungssystem basierend auf Funk, Licht oder Schall ausgebildet sein können.The sensor arrangement 10 has a first interface 22 and a second interface 32 on, over which the from the safe sensor 20 and the non-secure sensor 30 detected data to the machine control 40 which is a safe machine control 42 and a non-safe machine control 44 has, can be transmitted. The data transmission takes place via data transmission lines 24 . 34 , which may be formed as a cable, as a bus system or as a data transmission system based on radio, light or sound.

Die von dem sicheren Sensor 20 detektierten Daten werden dabei vorzugsweise über die Datenübertragungsleitung 24 an die sichere Maschinensteuerung 42 übertragen, während die von dem nicht sicheren Sensor 30 detektierten Daten über die Datenübertragungsleitung 34 an die nicht sichere Maschinensteuerung 44 übertragen werden. Damit die von dem sicheren Sensor 20 detektierten Daten sicher an die sichere Maschinensteuerung 42 übertragen werden können, weist die Datenübertagungsleitung 24 vorzugsweise Maßnahme zur Kodesicherung auf. Um weiterhin den Anforderung an die Maschinensicherheit genügen zu können, kann die sichere Maschinensteuerung 42 eine Auswerteeinheit aufweisen, welche zweikanalig ausgebildet ist. Die beiden Datenübertragungsleitungen 24, 34 können jedoch in einem Steckergehäuse untergebracht sein, so dass zur Verbindung der Sensoranordnung 10 an die Maschinensteuerung 40 nur ein Kabel vonnöten ist.The one from the safe sensor 20 detected data are preferably via the data transmission line 24 to the safe machine control 42 transferred while that of the non-secure sensor 30 detected data via the data transmission line 34 to the non-safe machine control 44 be transmitted. So that from the safe sensor 20 detected data securely to the safe machine control 42 can be transmitted, the data transmission line 24 preferably measure for code protection. In order to be able to continue meeting the requirement for machine safety, safe machine control can be used 42 have an evaluation, which is designed with two channels. The two data transmission lines 24 . 34 However, can be accommodated in a connector housing, so that for connecting the sensor assembly 10 to the machine control 40 only one cable is needed.

Der sichere Sensor 20 überprüft die Maschine daraufhin, ob die geforderten Sicherheitsanforderungen erfüllt sind. Beispielsweise kann der Sensor 20 überprüfen, ob sich Personen in einem Sicherheitsbereich um die Maschine aufhalten. Falls ein derartiges Signal detektiert wird, wird es an die sichere Maschinensteuerung 42 der Maschine übertragen, die daraufhin die Maschine abschaltet oder beispielsweise auch nur mit verminderter Geschwindigkeit betreibt. Der nicht sichere Sensor 30 detektiert beispielsweise die Umgebungstemperatur, das Umgebungslicht oder Vibrationen. Diese werden an die nicht sichere Maschinensteuerung 44 übertragen und an geeigneter Stelle aufgezeichnet oder ausgewertet. Es kann zu Fehlfunktionen von sicheren Sensoren 20 kommen, deren mögliche Ursache starke Vibrationen oder intensives Umgebungslicht, beispielsweise verursacht durch die tiefstehende Sonne, sind. Sollte der sichere Sensor 20 ausfallen, kann mit Hilfe der von dem nicht sicheren Sensor 30 aufgezeichneten Daten, beispielsweise der Temperatur oder der Vibrationen, überprüft werden, ob der sichere Sensor 20 aufgrund von zu hoher Temperatur, zu intensivem Umgebungslicht oder zu starken Vibrationen ausgefallen ist oder der Ausfall auf einem anderen Fehler beruht. Die Fehlfunktion des sicheren Sensors 20 kann auf diese Weise schneller und zuverlässiger analysiert werden.The safe sensor 20 The machine then checks whether the required safety requirements have been fulfilled. For example, the sensor 20 Check if people are in a safe area around the machine. If such a signal is detected, it is sent to the safe machine control 42 transferred to the machine, which then turns off the machine or operates, for example, only at a reduced speed. The non-secure sensor 30 detects, for example, the ambient temperature, the ambient light or vibrations. These are sent to the non-safe machine control 44 transmitted and recorded or evaluated at a suitable location. It can cause malfunction of safe sensors 20 come, whose possible cause strong vibrations or intense ambient light, for example, caused by the low sun, are. Should be the safe sensor 20 Fail, with the help of the non-safe sensor 30 recorded data, such as temperature or vibration, to be checked whether the safe sensor 20 due to high temperature, too intense ambient light or excessive vibration, or the failure is due to another fault. The malfunction of the safe sensor 20 can be analyzed faster and more reliably in this way.

In 2 ist die Sensoranordnung 10 gemäß 1 mit weiteren Funktionen und Merkmalen ausgestattet. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche Teile wie in 1.In 2 is the sensor arrangement 10 according to 1 equipped with additional functions and features. The same reference numerals denote the same parts as in 1 ,

Die Sensoranordnung 10 gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist zusätzlich eine Auswerteeinheit 14 auf, mit welcher die von mehreren sicheren oder nicht sicheren Sensoren 20, 30 detektierten Daten verknüpft und gemeinsam ausgewertet werden, um Zusatzinformationen zu generieren, welche dann ebenfalls über die nicht notwendiger weise sichere Datenübertragungsleitung 34 an die nicht sichere Maschinensteuerung 44 übertragen werden.The sensor arrangement 10 according to the in 2 embodiment shown additionally has an evaluation 14 on, with which of several safe or non-secure sensors 20 . 30 detected data are combined and evaluated together to generate additional information, which then also on the not necessarily secure data transmission line 34 to the non-safe machine control 44 be transmitted.

In 3 ist die Sensoranordnung 10 gemäß 3 wiederum mit weiteren Funktionen und Merkmalen ausgestattet. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche Teile wie in 1 oder 2.In 3 is the sensor arrangement 10 according to 3 again equipped with other features and features. The same reference numerals denote the same parts as in 1 or 2 ,

Die Sensoranordnung gemäß 3 weist zusätzlich ein Datenfeld 15 und einen Betriebsstundenzähler 16 auf, damit für bestimmte Anforderungen, insbesondere aus den einschlägigen Sicherheitsnormen, sichergestellt werden kann, dass der Maschinensteuerung 40 das Alter der Sensoranordnung 10 und die Anzahl der Betriebsstunden bekannt ist, so dass rechtzeitig der Austausch der Sensoranordnung 10 eingeleitet werden kann. Die von dem Betriebsstundenzähler 16, dem Datenfeld 15 und der Auswerteeinheit 14 ermittelten oder weitergeleiteten Daten können mit Hilfe eines Multiplexers 18 oder einer sonstigen Rechnereinheit selektiv an die Maschinensteuerung 40 weitergeleitet werden. Insbesondere kann die Rechnereinheit auch in der Lage sein, die entsprechenden Daten mit einem Zeitstempel in das Datenfeld 15 zu schreiben, damit nach Auftreten einer Fehlfunktion die von dem nicht sicheren Sensor 30 detektierten Daten zuverlässig zeitlich mit dem Ausfall des sicheren Sensors 20 korreliert werden können.The sensor arrangement according to 3 additionally has a data field 15 and an operating hours counter 16 so that certain requirements, in particular from the relevant safety standards, can be ensured that the machine control 40 the age of the sensor arrangement 10 and the number of operating hours is known, allowing timely replacement of the sensor assembly 10 can be initiated. The of the hour meter 16 , the data field 15 and the evaluation unit 14 detected or forwarded data can be obtained by means of a multiplexer 18 or another computer unit selectively to the machine control 40 to get redirected. In particular, the computer unit may also be able to enter the corresponding data with a time stamp in the data field 15 to write so that after the occurrence of a malfunction of the non-secure sensor 30 detected data reliably in time with the failure of the safe sensor 20 can be correlated.

Bei dem Ausführungsbeispiel in 3 wird zudem ein Buskoppler 19 verwendet, um beide Schnittstellen 22, 32 gemeinsam anzuschließen.In the embodiment in 3 also becomes a bus coupler 19 used to both interfaces 22 . 32 join together.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Sensoranordnungsensor arrangement
1212: Gehäusecasing
1414: Auswerteeinheitevaluation
1515: Datenfelddata field
1616: BetriebsstundenzählerHour meter
1818: Multiplexermultiplexer
1919: BuskopplerBus Coupler
2020: sicherer Sensorsafe sensor
2222: erste Schnittstellefirst interface
2424: DatenübertragungsleitungData transmission line
3030: nicht sicherer Sensornot safe sensor
3232: zweite Schnittstellesecond interface
4040: Maschinensteuerungmachine control
4242: sichere Maschinensteuerungsafe machine control
4444: nicht sichere Maschinensteuerungnot safe machine control

Claims

Sensor arrangement ( 10 ) for monitoring the safety of a machine having at least one interface ( 22 . 32 ) for transmission with the sensor arrangement ( 10 ) detected data to a machine control ( 40 ), which provides a safe machine control ( 42 ) and a non-safe machine control ( 44 ), wherein the sensor arrangement ( 10 ) a housing ( 12 ), in which at least one secure sensor ( 20 ) and at least one non-secure sensor ( 30 ), characterized in that by means of the at least one non-safe sensor ( 30 ) the causes of failure of the safe sensor ( 20 ) can be more accurately recorded and analyzed for diagnostic purposes.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the safe sensor ( 20 ) is designed as a self-checking sensor.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the safe sensor ( 20 ) is designed as a control category 3 or 4 sensor according to standard EN-954.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the safe sensor ( 20 ) and / or an evaluation unit of the safe machine control ( 42 ) has a two-channel structure.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) a first interface ( 22 ) for transmission of the safe sensor ( 20 ) detected secure data and a second interface ( 32 ) for transmission of the non-secure sensor ( 30 ) detected non-secure data.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the sensor arrangement ( 10 ) and the safe machine control ( 42 ) a data transmission line ( 24 ) is arranged, which has measures for code protection.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the interface ( 22 . 32 ) is designed as a wireless interface, preferably as a radio interface.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the non-secure sensor ( 30 ) is designed as a temperature sensor, vibration sensor, acceleration sensor, light sensor, noise sensor, humidity sensor, pressure sensor and / or pyroelectric sensor.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) an evaluation unit ( 14 ), the data from the safe and / or non-secure sensors ( 20 . 30 ) and / or linked together.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) a data field ( 15 ) for storing device-specific data.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement ( 10 ) counting an operating hours ( 16 ) and / or has a step counter.

Use of a sensor arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims for safety monitoring of a machine, the machine being a non-safe machine control ( 44 ) and a safe machine control ( 42 ) having.

Method for monitoring the safety of a machine, the machine being a non-safe machine control ( 44 ) and a safe machine control ( 42 ), wherein with a sensor arrangement ( 10 ) with at least one safe sensor ( 20 ) secure data and with at least one non-secure sensor ( 30 ) non-secure data are detected, and wherein the non-secure data is used to diagnose and / or support the operation of the safe sensor, characterized in that by means of the at least one non-secure sensor ( 30 ) the causes of failure of the safe sensor ( 20 ) can be more accurately recorded and analyzed for diagnostic purposes.