[0001] Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Sicherheitsüberwachung einer Maschine.
[0002] 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.
[0003] Weiterhin sind multifunktionale Sensoren bekannt, die gleichzeitig mehrere verschiedene physikalische Grössen detektieren können. Die DE 69 710 019 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.
[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Sensoranordnung für die Sicherheitsüberwachung von Maschinen bereitzustellen. Insbesondere soll die Maschinensteuerung mit multisensorischen Daten versorgt werden, welche eine verbesserte Funktionsweise oder Diagnose der Maschinensteuerung und des sicheren Sensors ermöglicht.
[0005] 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.
[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0007] 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. Insbesondere können mit Hilfe des wenigstens einen nicht sicheren Sensors die Ursachen eines Ausfalls des sicheren Sensors genauer erfasst und analysiert werden.
[0008] 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.
[0009] Zweckmässigerweise weist 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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 Betriebsstundenzähler und/oder einen Arbeitsschrittzähler aufweisen.
[0014] 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.
[0015] 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 detektieren, wobei die nicht sicheren Daten zur Diagnose und/oder Unterstützung der Funktionsweise des sicheren Sensors herangezogen werden.
[0016] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigt
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung,
<tb>Fig. 2<sep>eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung und
<tb>Fig. 3<sep>eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Sensoranordnung.
[0017] Die Fig. 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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 Datenübertragungsleitung 24 vorzugsweise Massnahmen zur Kodesicherung auf. Um weiterhin die 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.
[0021] 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.
[0022] In Fig. 2 ist die Sensoranordnung 10 gemäss Fig. 1mit weiteren Funktionen und Merkmalen ausgestattet. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche Teile wie in Fig. 1.
[0023] Die Sensoranordnung 10 gemäss dem in Fig. 2dargestellten 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 notwendigerweise sichere Datenübertragungsleitung 34 an die nicht sichere Maschinensteuerung 44 übertragen werden.
[0024] In Fig. 3 ist die Sensoranordnung 10 gemäss Fig. 3wiederum mit weiteren Funktionen und Merkmalen ausgestattet. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen dabei gleiche Teile wie in Fig. 1 oder 2.
[0025] Die Sensoranordnung gemäss Fig. 3weist 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.
[0026] Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3wird zudem ein Buskoppler 19 verwendet, um beide Schnittstellen 22, 32 gemeinsam anzuschliessen.
The invention relates to a sensor arrangement for monitoring the safety of a machine.
Are known safety sensors that detect a certain physical size and spend a function of this size, a particular switching signal, which is used to bring a machine on the occurrence of a security requirement in a safe state. 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.
Furthermore, multifunctional sensors are known which can detect several different physical quantities simultaneously. DE 69 710 019 T2, for example, discloses a multifunctional infrared presence sensor which serves as a presence sensor for security systems and, moreover, as a presence sensor for energy 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 the safety monitoring of machines, which must be ensured that under no circumstances persons in danger advised to be seriously or even fatally injured.
The object of the invention is therefore to provide an improved sensor arrangement for the safety monitoring of machines. In particular, the machine control is to be supplied with multi-sensory data, which allows improved operation or diagnosis of the machine control and the safe sensor.
The object of the invention is achieved by a sensor arrangement for monitoring the safety of a machine having the features of patent claim 1 and a method for monitoring the safety of a machine having the features of patent claim 13.
Advantageous embodiments and modifications of the invention are specified in the dependent claims.
The sensor arrangement according to the invention for monitoring the safety of a machine has at least one interface for transmitting 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 non-secure 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. In particular, 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.
The safe sensor is to meet the requirements of the machine safety, in particular as a self-checking sensor, sensor of the control category 3 or 4 according to the standard EN 954 formed 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.
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 protection, so that the transmission of the secure data also meets the requirements for machine safety.
The at least one interface, preferably also both interfaces can be formed in any desired manner, for example as a cable, bus system, infrared interface or interface for the transmission of sound. However, wireless interfaces, in particular radio interfaces, are preferably used in order to reduce the costs associated with large amounts of cable.
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 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.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, the sensor arrangement has an evaluation unit, which evaluates the data of 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.
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 to analyze occurring malfunction or for transmission to the machine control can be. Conveniently, in a preferred embodiment, the sensor arrangement may comprise an operating hours counter and / or a work counter.
The inventive sensor arrangement is used in particular for safety monitoring of a machine, wherein the machine has a non-safe machine control and a safe machine control to monitor using the data of the non-safe sensors, the operation or the diagnosis in particular of malfunction of the safe sensor and to support.
The inventive method for monitoring the safety 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 safe sensor safe data and at least one non-secure sensor to detect non-secure data, wherein the non-secure data is used to diagnose and / or support the operation of the safe sensor.
The invention will be explained in detail with reference to the following figures. It shows
<Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic representation of a first embodiment of a sensor arrangement,
<Tb> FIG. 2 <sep> is a schematic representation of a second embodiment of a sensor arrangement and
<Tb> FIG. 3 <sep> is a schematic representation of a third embodiment of a sensor arrangement.
Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a sensor assembly 10. The sensor assembly 10 in this case has a housing 12 in which a safe sensor 20 and a non-safe sensor 30 is arranged. In principle, both a plurality of safe sensors 20 and a plurality of non-safe sensors 30 can be arranged in the housing 12.
The safe sensor 20 is designed as a sensor of the control category 3 or 4 according to the standard EN 954 and may for example have a two-channel structure. The non-safe 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 can notify them in good time to a machine controller 40, so that the machine controller 40 can react to them if necessary, since in certain environmental conditions a reliable functioning of certain electronic components, possibly also of the safe sensors 20, is no longer possible can be guaranteed.
In this case, the sensor arrangement 10 has a first interface 22 and a second interface 32, via which the data detected by the safe sensor 20 and the non-safe sensor 30 to the machine control 40, which is a safe machine control 42 and a non-safe machine control 44, 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.
The data detected by the secure sensor 20 are preferably transmitted via the data transmission line 24 to the safe machine controller 42, while the data detected by the non-secure sensor 30 data are transmitted via the data transmission line 34 to the non-secure machine controller 44. In order for the data detected by the secure sensor 20 to be transmitted securely to the safe machine controller 42, the data transmission line 24 preferably has measures for code protection. In order to be able to continue to meet the requirement for machine safety, the safe machine controller 42 may have an evaluation unit, which is designed with two channels.
However, the two data transmission lines 24, 34 may be housed in a connector housing, so that only one cable is needed to connect the sensor assembly 10 to the machine controller 40.
The safe sensor 20 checks the machine then, whether the required safety requirements are met. For example, the sensor 20 can check whether persons are in a safety area around the machine. If such a signal is detected, it is transmitted to the safe machine controller 42 of the machine, which then shuts down the machine or, for example, operates only at a reduced speed. The non-safe sensor 30 detects, for example, the ambient temperature, the ambient light or vibrations. These are transmitted to the non-safe machine control 44 and recorded or evaluated at a suitable location.
It may cause malfunction of safe sensors 20, the possible cause of strong vibrations or intense ambient light, caused for example by the low sun. Should the safe sensor 20 fail, it can be checked by means of the data recorded by the non-safe sensor 30, for example the temperature or the vibrations, as to whether the safe sensor 20 has failed due to excessive temperature, intense ambient light or excessive vibration or the failure is due to another error. The malfunction of the safe sensor 20 can be analyzed faster and more reliably in this way.
2, the sensor arrangement 10 according to FIG. 1 is equipped with further functions and features. The same reference numerals designate the same parts as in FIG. 1.
The sensor arrangement 10 according to the embodiment shown in FIG. 2 additionally has an evaluation unit 14, with which the data detected by a plurality of safe or non-secure sensors 20, 30 are combined and evaluated together to generate additional information, which then also via the not necessarily secure data transmission line 34 is transmitted to the non-secure machine controller 44.
In Fig. 3, the sensor assembly 10 according to FIG. 3eum equipped with other features and features. The same reference numerals denote the same parts as in Fig. 1 or 2.
The sensor arrangement according to FIG. 3 additionally has a data field 15 and an operating hours counter 16, so that it can be ensured for certain requirements, in particular from the relevant safety standards, that the machine control 40 knows the age of the sensor arrangement 10 and the number of operating hours so that the replacement of the sensor assembly 10 can be initiated in good time. The data determined or forwarded by the operating hours counter 16, the data field 15 and the evaluation unit 14 can be selectively forwarded to the machine control unit 40 with the aid of a multiplexer 18 or another computer unit.
In particular, the computer unit may also be able to write the corresponding data with a time stamp in the data field 15 so that after occurrence of a malfunction, the data detected by the non-secure sensor 30 can be reliably correlated in time with the failure of the safe sensor 20.
In the embodiment in Fig. 3, a bus coupler 19 is also used to connect both interfaces 22, 32 together.