CH717630B1 - Sicherheitssensor mit Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung und Verfahren zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion. - Google Patents

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Sicherheitssensor zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage. Er umfasst einen Sender (13), welcher Lichtstrahlen (17) emittiert, eine Empfangseinheit (15), welche die Lichtstrahlen (17) aufnimmt, und eine Steuereinheit (19), welche mit der Empfangseinheit (15) und mit der Maschine oder Anlage über je eine Leitung (32) verbunden ist. Die Lichtstrahlen (17) zwischen dem Sender (13) und der Empfangseinheit (15) erzeugen ein Schutzfeld des zu überwachenden Gefahrenbereichs. Die Steuereinheit (19) übergibt ein Signal zur Einleitung der Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung an die Empfangseinheit (15). Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Empfangseinheit (15) direkt mit der Steuereinheit (19) verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion einer Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft einen Sicherheitssensor zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion einer Gefahrenbereichsüberwachung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 11.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] In DE 10 2009 048 111 A1 ist ein Sicherheitssensor gezeigt, welcher der Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage dient. Der Sicherheitssensor umfasst eine Sensoreinheit, eine Auswerteeinheit und eine Überbrückungseinheit.

[0003] Die Sensoreinheit setzt sich zusammen aus einem Lichtstrahlen emittierenden Sender und einem Lichtstrahlen empfangenden Empfänger. Falls eines der Lichtstrahlen durch ein Objekt unterbrochen wird, erzeugt der Sicherheitssensor ein sogenanntes Objektvorhandensignal. Dieses weist auf den Umstand hin, dass ein Objekt in das durch die Lichtstrahlen gebildeten Schutzfeld eingetreten ist. Das Objektvorhandensignal veranlasst die Auswerteeinheit des Sicherheitssensors ein Abschaltsignal zu erzeugen. Dieses Signal wird an die Maschine oder Anlage geschickt, welches wiederum die Maschine oder Anlage zum Anhalten bringt. Damit wird für einen durch das Schutzfeld bestimmten Bereich eine Sicherheitsfunktion während dem Betrieb der Maschine oder Anlage gewährleistet.

[0004] Eine externe oder interne Überbrückungseinheit ist vorgesehen, um die Sicherheitsfunktion des Sicherheitssensors überbrücken zu können. Die Überbrückung der Sicherheitsfunktion ermöglicht das Betreten des Schutzfeldes durch ein Objekt, ohne dass ein Abschaltsignal erzeugt wird. Dafür muss ein sogenanntes Überbrückungssignal erstellt werden. Dieses wird erstellt, wenn ein Objektvorhandensignal von zwei unterschiedlichen und unabhängigen Signalquellen innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erzeugt wird.

[0005] Der Grundgedanke in DE 10 2009 048 111 A1 besteht darin, dass in der Überbrückungseinheit zur Generierung eines sicheren Überbrückungssignals für den Sicherheitssensor eine Gleichzeitigkeitsüberwachung der von den beiden Signalquellen generierten Objektvorhandensignalen durchgeführt wird, indem überwacht wird, ob nach Auftreten des Objektvorhandensignals einer ersten Signalquelle innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls das Objektvorhandensignal der zweiten Signalquelle auftritt. Eine der Signalquellen ist dabei vorgesehen, im Sicherheitssensor selbst integriert zu sein.

[0006] Im heutigen Stand der Technik ist eine OSSD-Verbindung zwischen dem Lichtgitter und der Steuerung des Lichtgitterempfängers vorgesehen, wobei OSSD für Output Signal Switching Device steht. Die OSSD-Verbindung sorgt für eine sichere Verbindung und Übertragung der Informationen zwischen diesen beiden Bauteilen. Die mit einer OSSD-Verbindung weiter geleitete Information kann keine Aussage über eine partielle oder volle Überbrückung des Tastfeldes liefern.

AUFGABE

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sicherheitssensor für die Überwachung eines von Lichtstrahlen gebildeten Schutzfeldes vorzuschlagen, welcher eine Überbrückungsfunktion des Schutzfeldes aufweist und einen möglichst einfachen Aufbau der die Lichtstrahlen aufnehmenden Empfangseinheit ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines alternativen Verfahrens zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion einer Gefahrenbereichsüberwachung.

BESCHREIBUNG

[0008] Der Sicherheitssensor zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage umfasst einen Sender, welcher Lichtstrahlen emittiert, eine Empfangseinheit, welche die Lichtstrahlen aufnimmt, wobei die Lichtstrahlen ein Schutzfeld des zu überwachenden Gefahrenbereichs erzeugen, und eine Steuereinheit, welche eine Schnittstelle für die Verbindung zu einer Maschine oder Anlage aufweist.

[0009] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Empfangseinheit über eine Leitung direkt mit der Steuereinheit verbunden ist und die Steuereinheit ausgelegt ist, um ein Signal zur Einleitung der Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung an die Empfangseinheit zu übergeben.

[0010] Das Signal zur Einleitung der Überbrückung bildet ein Freigabe-Signal. Dieses schaltet die Überwachung des Gefahrenbereichs durch den Sicherheitssensor vorübergehend aus und gibt das Betreten des Schutzfeldes durch ein beliebiges Objekt frei. Die direkte Verbindung zwischen der Empfangseinheit und der Steuereinheit bringt den Vorteil mit sich, dass die Empfangseinheit keine zusätzlichen Einheiten enthalten muss und dadurch einen möglichst kompakten Aufbau aufweist.

[0011] Die direkte Verbindung der Empfangseinheit mit der Steuereinheit ermöglicht die Schnittstelle der Empfangseinheit einfach zu gestalten. Somit weist die Empfangseinheit eine universell einsetzbare Schnittstelle auf. Aufgrund der simplen und rudimentären Schnittstelle der Empfangseinheit benötigt auch die Installation der Empfangseinheit eine minimale Zeit.

[0012] Die direkte Verbindung zwischen der Empfangseinheit und der Steuereinheit führt zu einem Platzersparnis und zu einer vielseitigen Einsetzbarkeit der Empfangseinheit. Bei den vom Sender emittierten Lichtstrahlen kann es sich sowohl um gerichtete als auch um divergierende Lichtstrahlen handeln.

[0013] Die im Folgenden angeführten vorteilhaften Ausführungsvarianten führen allein oder in Kombination miteinander zu weiteren Verbesserungen des Sicherheitssensors zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage.

[0014] Die Empfangseinheit ist vorgesehen ein Objektvorhanden-Signal zu erzeugen, sobald ein Objekt den Gefahrenbereich bzw. das Schutzfeld betritt. Das Objektvorhanden-Signal wird von der Empfangseinheit an die Steuereinheit geschickt, welche wiederum daraufhin der Maschine oder Anlage den Befehl zum Anhalten erteilt. In einer bevorzugten Ausführung umfasst bei Eintritt eines Objektes in das Schutzfeld die Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung die Unterdrückung eines Objektvorhanden-Signals durch die Empfangseinheit. Die Überbrückung der Gefahrenbereichs Überwachung kommt dadurch zustande, dass die Empfangseinheit kein Objektvorhanden-Signal an die Steuereinheit versendet.

[0015] Bevorzugt weist die Steuereinheit Prozessdaten auf, aufgrund welcher das Signal zur Einleitung der Überbrückung der Gefahrenbereichsüberwachung erzeugt wird. Durch Verwenden von Prozessdaten liegt die Information, wann die Überbrückung der Gefahrenbereichsüberwachung eingeleitet werden soll, in digitaler Form vor. Die digitale Form der Information erlaubt es verschiedene Quellen für deren Erzeugung zu verwenden.

[0016] Vorteilhafterweise sind die Prozessdaten in einer Speichereinheit der Steuereinheit abgelegt. Das Vorliegen der Prozessdaten in einer Speichereinheit der Steuereinheit ermöglicht der Steuereinheit jederzeit direkt auf die Prozessdaten zuzugreifen. Damit wird die zeitliche Verzögerung zwischen der Zurverfügungstellung der Prozessdaten bis zur Erstellung eines Freigabe-Signals durch die Steuereinheit auf ein Minimum reduziert. Das Ablegen der Prozessdaten in einer Speichereinheit bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass der zeitliche Verlauf und die Änderungen der Prozessdaten protokolliert werden und jederzeit zugänglich sind.

[0017] Des Weiteren können die Prozessdaten durch den Benutzer erstellt und in der Speichereinheit der Steuereinheit abgelegt werden. Falls der zeitliche Verlauf der Perioden für die Überbrückung des Gefahrenbereichs bekannt sind, kann diese Information in Form von Prozessdaten der Steuereinheit vor dem Betrieb der Maschine oder Anlage zugeführt werden.

[0018] Die Prozessdaten in der Steuereinheit liefern die Information, zu welchem Zeitpunkt das Eindringen eines Objektes in das Lichtgitter zu erwarten ist. Dadurch reicht die Information aus einer einzelnen zusätzlichen Signalquelle, um die Überbrückungsfunktion der Überwachung des Lichtgitters bzw. des durch das Lichtgitter gebildeten Schutzfeldes einzuleiten. Bei Erfassen eines Objektes durch die Signalquelle wird die Überbrückungsfunktion ausgelöst, falls die Position des Objektes oder das Eintreten dieses Zustandes durch die Prozessdaten bereits vorausgesagt wurde.

[0019] Die Prozessdaten können Information aus unterschiedlichen Quellen umfassen. Die Information in den Prozessdaten kann aus Standard-Sensoren zur Objekterkennung, aus optischer Objekterkennung, aus anwendungsbezogenen Quellen, aus Objektmerkmalen oder aus Objektidentifizierung stammen, um eine nicht abschliessende Liste von Möglichkeiten zu erwähnen. Unter den Standard-Sensoren zur Objekterkennung sind Sensoren zu verstehen, welche induktive, kapazitive oder ultraschall-Eigenschaften verwenden. Lichttaster fallen auch in die Kategorie der Standard-Sensoren zur Objekterkennung.

[0020] Die optische Objekterkennung macht Gebrauch von einem Kamerasystem, wobei dieses die Objekte in zwei oder auch in drei Dimensionen erfassen kann. Die anwendungsbezogenen Daten beziehen sich auf alle zur Verfügung stehenden Informationen der zu überwachenden Maschine oder Anlage, wie zum Beispiel die Förderbandgeschwindigkeit. Von den Objektmerkmalen können auch Prozessdaten gewonnen werden, welche für das Einleiten einer Überbrückungsfunktion verantwortlich wären. Die Identifizierung von Objekten aufgrund der auf dem Objekt angebrachten Informationsquelle wie ein QR-Code oder ein RFID-Tag liefert ebenfalls Prozessdaten für die Steuereinheit.

[0021] Die Verwendung des Lichtgitters in Gefahrenbereichen bedingt eine zuverlässige Datenübertragung zwischen der Steuereinheit und der Empfangseinheit. Vorteilhafterweise ist die Verbindung zwischen der Steuereinheit und der Empfangseinheit eine sichere Verbindung. Um der Sicherheit der Verbindung Ausdruck zu geben, kann die Verbindung auch in einem bestimmten Standard durchgeführt sein. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen der Steuereinheit und der Empfangseinheit eine IO-Link-Safety-Verbindung.

[0022] In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindung zwischen der Steuereinheit und der Empfangseinheit bidirektional. Die Empfangseinheit kann Informationen an die Steuereinheit schicken, die eine Aussage über den Zustand des Lichtgitters bzw. über das Vorhandensein eines Objektes im Lichtgitter ermöglichen. Die Steuereinheit kann wiederum in Abhängigkeit der in der Steuereinheit enthaltenen Prozessdaten Informationen an die Empfangseinheit schicken.

[0023] Vorteilhafterweise fliesst für die Einleitung der Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung die Information lediglich von der Steuereinheit zur Empfangseinheit und die Leitung zwischen der Steuer- und der Empfangseinheit wird während der Überbrückungsfunktion unidirektional verwendet. Die unidirektionale Leitung zwischen der Steuer- und der Empfangseinheit während der Überbrückungsfunktion erlaubt die Verwendung einer möglichst einfachen Verbindung. Zugleich werden dadurch tiefe Anforderungen an die Leitung für die Herstellung der Verbindung zwischen der Steuer- und der Empfangseinheit gestellt. Dies ermöglicht eine kostengünstige Umsetzung der Verbindung zwischen der Steuer- und der Empfangseinheit. Durch die unidirektionale Verbindung während der Überbrückungsfunktion kann die Steuereinheit einfacher aufgebaut sein, da sie nicht für die Entgegennahme eines Signals während der Überbrückungsphase ausgelegt sein muss.

[0024] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Empfangseinheit ausgelegt, um ein Signal an die Steuereinheit, sobald ein Objekt das Schutzfeld verlässt. Die Empfangseinheit empfängt die vom Sender emittierten Lichtstrahlen fortwährend. Falls ein Objekt in das Lichtgitter eintritt, unterbricht es mindestens einen Lichtstrahl, wodurch die Empfangseinheit die Information über die Präsenz eines Objektes im Lichtgitter erhält. Nach Verlassen des Objektes aus dem Lichtgitter wird die Empfangseinheit wieder alle Lichtstrahlen empfangen und kann der Steuereinheit die Information senden, dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat.

[0025] In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Steuereinheit ausgelegt, um die Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung zu beenden, wenn die Steuereinheit das Signal erhält, dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat. Die Gefahrenbereichsüberwachung dient zur Vorsorge, dass kein Abschaltbefehl erzeugt wird, falls ein Objekt das Schutzfeld passiert, welches zuvor erfasst wurde und keine Gefahr darstellt. Die Zeit, in der die Überbrückung der Gefahrenbereichsüberwachung aktiv ist, bildet eine Periode, in welcher das Schutzfeld seiner Aufgabe nicht nachkommt und keinen Schutz bietet. Für die Gewährleistung maximalen Schutzes gilt es diese Zeit auf einem Minimum zu halten. Das heisst, dass das Schutzfeld nach Verlassen des Objektes, welches keine Gefahr darstellt, so schnell wie möglich aktiviert werden muss. Dies wird erreicht, wenn die Information, dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat, so schnell wie möglich zur Steuereinheit gelangt.

[0026] Vorzugsweise weist das Schutzfeld eine Überbrückungszone auf, wobei die Überbrückungsfunktion der Überwachung des Schutzfeldes lediglich in der Überbrückungszone wirkt. Das Schutzfeld kann in zwei Bereiche unterteilt werden. Der erste Bereich wird als eine Überbrückungszone definiert. In diesem Bereich kann die Überbrückungsfunktion der Überwachung des Schutzfeldes aktiviert werden. Im zweiten Bereich des Schutzfeldes bleibt die Überwachung des Schutzfeldes unabhängig vom ersten Bereich stets aktiv. In einer möglichen Anwendung kann die Überbrückung für die Überwachung des ersten Bereichs aktiv sein und ein Objekt durch diesen Bereich gefördert werden, ohne dass dies zum Stopp der Maschine oder Anlage führt. Falls ein Objekt jedoch in den zweiten Bereich des Schutzfeldes eintritt, wird ein Objekterfasst-Signal durch die Empfangseinheit erzeugt und an die Steuereinheit weitergeleitet. Dies führt zu einem unverzüglichem Stopp der Maschine oder Anlage. Das Objekterfasst-Signal wird durch Eintreten eines Objektes in den zweiten Bereich des Schutzfeldes unabhängig davon erzeugt, ob die Überbrückungsfunktion für die Überwachung des ersten Bereichs aktiv ist oder nicht.

[0027] Vorteilhafterweise sendet die Empfangseinheit ein Signal an die Steuereinheit, wenn ein Objekt in die Überbrückungszone eintritt oder diese verlässt. Die Steuereinheit kann die Überbrückungsfunktion nach Verlassen des Objektes aus der Überbrückungszone wieder deaktivieren, so dass die Überwachung des Gefahrenbereichs ohne Verzögerung weitergeführt wird. Dies ist beim Fördern von Objekten mit hohen Geschwindigkeiten von grosser Bedeutung.

[0028] Die hierin erwähnten Leitungen dienen der Übertragung von Signalen und Daten.

[0029] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion einer Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage. Der Gefahrenbereich umfasst dabei ein durch Lichtstrahlen gebildetes Schutzfeld und das Schutzfeld ist wiederum durch einen Lichtstrahlen emittierenden Sender und eine die Lichtstrahlen aufnehmende Empfangseinheit gebildet. Folgende Verfahrensschritte werden durchgeführt: – Die Empfangseinheit erzeugt ein Objektvorhanden-Signal, sobald ein Objekt in das Schutzfeld eintritt, und das Objektvorhanden-Signal an eine Steuereinheit sendet. – Die Empfangseinheit erzeugt ein Objektvorhanden-Signal, sobald ein Objekt in das Schutzfeld eintritt, und sendet das Objektvorhanden-Signal an eine Steuereinheit. – Die Steuereinheit startet die Einleitung der Überbrückungsfunktion durch ein Signal an die Empfangseinheit. – Die Steuereinheit leitet während der Überbrückungsfunktion das Objektvorhanden-Signal der Empfangseinheit nicht an die Maschine oder Anlage weiter.

[0030] Die Information zur Einleitung der Überbrückungsfunktion ist in den Prozessdaten enthalten, über welche die Steuereinheit verfügt. Die Prozessdaten bestimmen somit den Zeitpunkt der Einleitung der Überbrückungsfunktion. Die Steuereinheit ist für die Einleitung der Überbrückungsfunktion auf das Objektvorhanden-Signal der Empfangseinheit nicht angewiesen.

[0031] Vorteilhafterweise sind die Prozessdaten entweder in einer Speichereinheit der Steuereinheit abgelegt oder werden durch eine externe Signalquelle erzeugt und zur Steuereinheit weitergeleitet.

[0032] Vorzugsweise wird die Überbrückungsfunktion entweder aufgrund der Information in den Prozessdaten oder aufgrund eines Signals der Empfangseinheit, dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat, beendet.

[0033] Genannte optionale Merkmale können in beliebiger Kombination verwirklicht werden, soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen. Insbesondere dort wo bevorzugte Bereiche angegeben sind, ergeben sich weitere bevorzugte Bereiche aus Kombinationen der in den Bereichen genannten Minima und Maxima.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0034] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in schematischer Darstellung näher beschrieben. Genannte bevorzugte Merkmale können in beliebiger Kombination verwirklicht werden - soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer, schematischer Darstellung: Figur 1: ein Blockschaltbild für die Überwachung eines Lichtgitters nach heutigem Stand der Technik; Figur 2: ein Diagramm mit dem Verlauf von Signalen für die Überbrückung der Überwachung eines Lichtgitters nach heutigem Stand der Technik; Figur 3: ein erfindungsgemässes Blockschaltbild für die Überwachung eines Lichtgitters; Figur 4: ein Diagramm mit dem Verlauf der Signale zur Überbrückung der Überwachung eines in Figur 3 gezeigten Lichtgitters; Figur 5: eine Ansicht eines Lichtgitters mit zwei Bereichen, wobei die Überwachung nur des ersten Bereichs überbrückt werden kann;

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0035] Im Folgenden stehen gleiche Bezugsziffern für gleiche oder funktionsgleiche Elemente (in unterschiedlichen Figuren). Ein zusätzlicher Apostroph kann zur Unterscheidung gleichartiger bzw. funktionsgleicher oder funktionsähnlicher Elemente in einer weiteren Ausführung dienen.

[0036] In Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Lichtgitters 11 gezeigt, welches eine Steuerung für die Einleitung einer Überbrückungsfunktion nach heutigem Stand der Technik aufweist. Das Lichtgitter 11 wird durch einen Lichtstrahlen 17 emittierenden Sender 13 und eine die Lichtstrahlen 17 aufnehmende Empfangseinheit 15 gebildet. Die Empfangseinheit 15 ist in einem Empfänger 14 angeordnet. Der Empfänger 14 umfasst nebst der Empfangseinheit 15 eine interne Empfangssteuerung 16 und steht mit einer Steuereinheit 19 in Verbindung. Die Empfangseinheit 15 ist für die Aufnahme der vom Sender 13 emittierten Lichtstrahlen 17 zuständig, während die Empfangssteuerung 16 die Verbindung zur Steuereinheit 19 bildet. Das Lichtgitter 11 dient zur Überwachung des durch das Lichtgitter 11 gebildeten Schutzfeldes. Der Sender 13 ist vorgesehen, fortwährend Lichtstrahlen 17 in Richtung der Empfangseinheit 15 zu senden. Bei Unterbruch eines Lichtstrahls 17 wird ein Abschaltsignal erzeugt, welches den Betrieb der zu überwachenden Anlage oder Maschine stoppt. Dies wird durch Senden eines entsprechenden Abschaltsignals von der Empfangssteuerung 16 zur Steuereinheit 19 durchgeführt. Diese Funktion zur Unterbrechung der Anlage oder Maschine kann für eine kurze Dauer absichtlich unterdrückt bzw. überbrückt werden.

[0037] Der Empfangssteuerung 16 werden Signale 25,27 von zwei unterschiedlichen Signalquellen 21,23 zugeführt. Diese Signale 25,27 werden in der Empfangssteuerung 16 ausgewertet. Wenn die Signale 25,27 dem Erwartungswert entsprechen, wird eine Überbrückungsfunktion der Lichtgitter-Überwachung eingeleitet. Die Überbrückungsfunktion führt dazu, dass das von der Empfangssteuerung 16 zur Steuereinheit 19 gesendete Signal nicht verändert wird. Somit wird bei Unterbruch eines Lichtstrahls während der Überbrückungszeit weiterhin jenes Signal von der Empfangssteuerung zur Steuereinheit gesendet, welches bei normalem Betrieb der Maschine oder Anlage verschickt wird. Die erste Signalquelle 21 kann ein beliebiger Sensor oder eine Steuereinheit sein, welche über die Fähigkeit verfügt, ein Objektvorhanden-Signal 25 zu generieren. Die zweite Signalquelle 23 wird dagegen durch die Empfangseinheit 15 des Empfängers 14 gebildet.

[0038] In Abhängigkeit der Signale aus den zwei unabhängigen Signalquellen 21,23 kann eine Überbrückungsfunktion für die Überwachung des Lichtgitters ausgelöst werden. In der in Figur 1 gezeigten Ausführung muss innerhalb einer vorher bestimmten Zeitspanne nach dem Objektvorhanden-Signal 25 der ersten Signalquelle 21 ein Objektvorhanden-Signal 27 der zweiten Signalquelle 23 auftreten. Ein chronologischer Verlauf der Ausgaben aus den zwei Signalquellen 21,23 und die daraufhin eintretende Überbrückung der Lichtgitter-Überwachung ist in Figur 2 gezeigt. Die Signal-Verläufe in Figur 2 geben eine Situation wider, in welcher die zwei unabhängigen Signalquellen 21,23 zeitversetzt ein Objekt detektieren, welches das Schutzfeld betritt. Falls die zweite Signalquelle 23 das Objektvorhandensignal 27 innerhalb einer bestimmten Zeit nach Erfassen des Objekts durch die erste Signalquelle 21 erzeugt, tritt die Überbrückungsfunktion 29 für die Überwachung des Lichtgitters 11 ein. In der Zeitspanne, in welcher die Überbrückungsfunktion 29 aktiv ist, hat ein Unterbruch der Lichtstrahlen 17 des Lichtgitters 11 keine Auswirkung auf den Betrieb der zu überwachenden Maschine oder Anlage. Die Verbindung zwischen der Steuereinheit 19 und der Empfangssteuerung 16 des Empfängers 14 ist mit einer OSSD-Verbindung 31 erstellt. Mit der OSSD-Verbindung 31 ist eine sichere Verbindung zwischen der Steuereinheit 19 und des Empfängers 14 gewährleistet. Jedoch bietet die OSSD-Verbindung 31 keine Möglichkeit, Signale zu übermitteln, welche die Überbrückungsfunktion 29 für die Überwachung nur eines bestimmten Bereichs des Lichtgitters 11 ermöglichen.

[0039] In Figur 3 ist ein Blockschaltbild einer Lichtgitter-Steuerung gezeigt, welche eine erfindungsgemässe Überbrückung der Lichtgitter-Überwachung ermöglicht. Die Empfangseinheit 15 des Lichtgitters 11 steht im Gegensatz zur in Figur 1 gezeigten Ausführung in direkter Verbindung mit der Steuereinheit 19. Bei Unterbruch des Lichtgitters erzeugt die Empfangseinheit 15 ein Objektvorhanden-Signal 25 und leitet dieses an die Steuereinheit 19, welche wiederum daraufhin ein Abschaltsignal zum Stoppen der Maschine oder Anlage erzeugt. Des Weiteren enthält die Steuereinheit 19 aus Figur 3 Prozessdaten 33 der zu überwachenden Maschine oder Anlage. Die Prozessdaten 33 können sowohl von einer Signalquelle 21 stammen als auch Betriebsdaten der Maschine oder Anlage sein. Die Prozessdaten 33 sind in der Steuereinheit 19 in einer dafür vorgesehenen Speichereinheit 35 abgelegt. Die in Figur 3 gezeigte Ausführung weist eine externe Signalquelle 21 auf, welche die Prozessdaten generiert. Die externe Signalquelle 21 kann ein Objekt vor dessen Eintritt in das Lichtgitter 11 erfassen und diese Information in Form von Prozessdaten 33 an die Steuereinheit 19 übergeben. Die Prozessdaten 33 beinhalten die Information, zu welchem Zeitpunkt ein Eintreten eines Objektes in das Lichtgitter 11 erwartet wird. Somit weiss die Steuereinheit 19 aufgrund der Prozessdaten 33, wann eine Überbrückungsfunktion 29 eingeleitet werden muss. Über die Leitung 32 aktiviert die Steuereinheit 19 die Überbrückungsfunktion 29 in der Empfangseinheit 15. Damit weiss die Empfangseinheit 15, dass bei Verletzung des Schutzfeldes kein Signal an die Steuereinheit 19 gesendet werden muss. Durch Aktivieren der Überbrückungsfunktion unterdrückt die Empfangseinheit 15 das Weiterleiten eines Objektvorhanden-Signals 25 an die Steuereinheit 19 bei Eintritt eines Objektes in das Schutzfeld. Jedoch kann es vorgesehen sein, dass die Empfangseinheit 15 ein Signal an die Steuereinheit 19 sendet, sobald das Objekt das Schutzfeld verlässt. Dafür braucht die Leitung zwischen der Empfangseinheit 15 und der Steuereinheit 19 bidirektional zu sein. Ein zeitlicher Verlauf der Signale bzw. Informationen für die Einleitung einer Überbrückungsfunktion 29 der Lichtgitter-Überwachung in einem wie in Figur 3 abgebildeten Blockschaltbild ist in Figur 4 gezeigt. Die Steuereinheit 19 generiert aufgrund der Prozessdaten 33 Zeitintervalle, in welchen eine Überbrückung 29 der Überwachung des Lichtgitters stattfindet. Die von der Steuereinheit 19 erstellten Zeitintervalle sind in Figur 4 durch ein unterschiedliches Signal-Niveau abgebildet. Die Empfangseinheit 15 sendet ein Rückgabesignal 30 über die Leitung 32 zur Steuereinheit 19, sobald sich das Objekt aus dem Lichtgitter 11 entfernt hat. Das Rückgabesignal 30 kann zu einem sofortigen Unterbruch der Überbrückungsfunktion 29 zur Überwachung des Lichtgitters führen. Die sofortige Unterbrechung findet im in Figur 3 gezeigten Beispiel nicht statt, so dass das Ende der von den Prozessdaten 33 definierten Zeitperiode abgewartet wird. Die Leitung 32 zwischen der Steuer- und der Empfangseinheit eines Lichtgitters, wie in Figur 3 dargestellt, wird durch eine IO-Link-Safety-Verbindung hergestellt. Die IO-Link-Safety stellt eine sichere Leitung dar und bietet darüber hinaus ein sicheres Protokoll zur Datenübertragung.

[0040] Figur 5 zeigt ein in zwei Bereiche 37,39 unterteiltes Lichtgitter. Ein erster Bereich 37 kann mithilfe einer Überbrückungsfunktion 29 von der Überwachung ausgeschlossen werden, während der zweite Bereich 39 stets der Überwachung ausgesetzt ist. Das Lichtgitter 11 befindet sich auf einem Fliessband 41, auf welchem Pakete 43 gefördert werden. Die Pakete 43 können unterschiedliche Formen haben, weisen jedoch eine maximale Höhe auf. Diese maximale Höhe der Pakete definiert die Höhe des ersten Bereichs 37 und somit die Trennlinie zwischen dem ersten 37 und dem zweiten Bereich 39 des Lichtgitters. Bei Eintritt eines Paketes 43 in das Lichtgitter 11 werden jene Lichtstrahlen unterbrochen, welche sich im ersten Bereich 37 des Lichtgitters befinden. Falls die Steuereinheit 19 eine Überbrückung 29 der Überwachung anordnet, so gilt diese in dieser Ausführung lediglich für den ersten Bereich 37. Das heisst, dass der Unterbruch der Lichtstrahlen 17 im ersten Bereich 37, welcher durch das Passieren des Paketes 43 zustande kommt, von der Steuereinheit 19 ignoriert wird. Somit gilt die Überbrückungsfunktion 29 der Überwachung des Lichtgitters nur für einen bestimmten Bereich 37 des Lichtgitters. Dies erlaubt in diesem Beispiel das Fördern von Paketen 43 auf einem Fliessband 41, welches durch ein Lichtgitter 11 überwacht wird. Das Betreten des Lichtgitters 11 im zweiten Bereich 39 während der Überbrückungszeit 29 der Überwachung des ersten Bereichs 37 erzeugt ein Signal, welches an die Steuereinheit 19 geschickt wird und woraufhin die Steuereinheit 19 den Befehl zum Anhalten des Fliessbandes 41 generiert. Den Zeitpunkt für die Einleitung der Überbrückungsfunktion bestimmt die Steuereinheit 19 aufgrund der Prozessdaten 33. Die Prozessdaten 33 werden in diesem Beispiel aufgrund der Information aus einer externen Signalquelle 21 erzeugt. Möglich ist auch, dass keine externe Signalquelle vorgesehen ist und die Prozessdaten 33 in der Steuereinheit 19 durch die Betriebsdaten des Fliessbandes gebildet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE:

[0041] 11 Lichtgitter 13 Sender 14 Empfänger 15 Empfangseinheit 16 Empfangssteuerung 17 Lichtstrahlen 19 Steuereinheit 21 Erste Signalquelle 23 Zweite Signalquelle 25 Objektvorhanden-Signal der ersten Signalquelle 27 Objektvorhanden-Signal der zweiten Signalquelle 29 Überbrückungsfunktion der Überwachung des Lichtgitters 30 Rückgabesignal 31 Verbindung zwischen Steuereinheit und Empfangssteuerung 32 Leitung zwischen Steuereinheit und Empfangseinheit 33 Prozessdaten in der Steuereinheit 35 Speichereinheit der Steuereinheit 36 Verbindung zur Maschine oder Anlage 37 Erster Bereich des Lichtgitters 39 Zweiter Bereich des Lichtgitters 41 Fliessband 43 Paket

Claims (13)

1. Sicherheitssensor zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage umfassend – einen Sender (13), welcher Lichtstrahlen (17) emittiert, – eine Empfangseinheit (15), welche die Lichtstrahlen (17) aufnimmt, wobei die Lichtstrahlen (17) ein Schutzfeld des zu überwachenden Gefahrenbereichs erzeugen, – eine Steuereinheit (19), welche eine Schnittstelle für eine Verbindung (36) zu einer Maschine oder Anlage aufweist, wobei die Steuereinheit (19) ausgelegt ist, um ein Signal zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion (29) der Gefahrenbereichsüberwachung an die Empfangseinheit (15) zu übergeben, und die Überbrückungsfunktion (29) der Gefahrenbereichsüberwachung eine Unterdrückung eines Objektvorhanden-Signals durch die Empfangseinheit (15) bei Eintritt eines Objektes in das Schutzfeld umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (15) über eine Leitung (32) direkt mit der Steuereinheit (19) verbunden ist.

2. Sicherheitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) Prozessdaten (33) aufweist, aufgrund welcher das Signal zur Einleitung der Überbrückungsfunktion der Gefahrenbereichsüberwachung erzeugt ist.

3. Sicherheitssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessdaten (33) in einer Speichereinheit (35) der Steuereinheit (19) abgelegt sind.

4. Sicherheitssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine externe Signalquelle (21) vorgesehen ist, welche mit der Steuereinheit (19) in Verbindung steht, und dass die Prozessdaten (33) aus der externen Signalquelle (21) stammen.

5. Sicherheitssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (32) zwischen der Steuereinheit (19) und der Empfangseinheit (15) eine sichere Verbindung ist.

6. Sicherheitssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (32) zwischen der Steuereinheit (19) und der Empfangseinheit (15) bidirektional ist.

7. Sicherheitssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (15) ausgelegt ist, um ein Rückgabesignal (30) an die Steuereinheit (19) zu senden, sobald das Objekt das Schutzfeld verlassen hat.

8. Sicherheitssensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) ausgelegt ist, um die Überbrückungsfunktion (29) der Gefahrenbereichsüberwachung zu beenden, wenn die Steuereinheit (19) das Rückgabesignal (30) erhält, dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat.

9. Sicherheitssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzfeld eine Überbrückungszone (37) aufweist, wobei die Überbrückungsfunktion der Überwachung des Schutzfelds lediglich in der Überbrückungszone (37) wirkt.

10. Sicherheitssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (15) vorgesehen ist, ein Signal an die Steuereinheit (19) zu senden, wenn ein Objekt in die Überbrückungszone (37) eintritt oder diese verlässt.

11. Verfahren zur Einleitung einer Überbrückungsfunktion (29) einer Gefahrenbereichsüberwachung einer Maschine oder Anlage, wobei der Gefahrenbereich ein durch Lichtstrahlen (17) gebildetes Schutzfeld umfasst und das Schutzfeld durch einen Lichtstrahlen emittierenden Sender (13) und eine die Lichtstrahlen aufnehmende Empfangseinheit (15) gebildet ist, die Empfangseinheit (15) ein Objektvorhanden-Signal erzeugt, sobald ein Objekt in das Schutzfeld eintritt, und das Objektvorhanden-Signal an eine Steuereinheit (19) sendet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) die Einleitung der Überbrückungsfunktion (29) durch ein Signal über eine direkte Leitung (32) an die Empfangseinheit (15) startet und die Steuereinheit (19) während der Überbrückungsfunktion (29) das Objektvorhanden-Signal der Empfangseinheit (15) nicht an die Maschine oder Anlage weiterleitet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steureinheit Prozessdaten (33) aufweist, welche die Information zur Einleitung der Überbrückungsfunktion (29) beinhalten und die Prozessdaten entweder (33) in einer Speichereinheit (35) der Steuereinheit (19) abgelegt sind oder durch eine externe Signalquelle (21) erzeugt und zur Steuereinheit (19) weitergeleitet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungsfunktion (29) entweder aufgrund der Information in den Prozessdaten (33) oder aufgrund eines Signals der Empfangseinheit (15), dass das Objekt das Schutzfeld verlassen hat, beendet wird.