CN103339572B - 用于故障安全地切断耗电器的安全开关设备 - Google Patents

Abstract

一种用于故障安全地切断耗电器的安全开关设备，其具有：用于接收由信号设备（18，46）产生的输入信号（20，90）的至少一个输入回路（54），所述信号设备用信号传递与安全相关的状态；以及用于发送输出信号（48）的至少一个输出回路（56）。此外，安全开关设备具有至少一个开关元件（30），其构成为用于中断到负荷的馈电路径。安全开关设备的评估和控制单元（28）构成为用于根据输入信号（20，90）操控至少一个开关元件。至少一个输入回路（54）和至少一个输出回路（56）汇聚在设备接口（26）上，以至于所述设备接口（26）能够可选地用作为用于接收输入信号（20，90）的输入端或用作为用于发送输出信号（48）的输出端。输入回路具有与评估和控制单元（28）耦合的测试开关（68）。评估和控制单元（28）构成为用于借助于测试开关（68）有针对性地抑制输入信号（90）。

Description

用于故障安全地切断耗电器的安全开关设备

技术领域

本发明涉及一种用于故障安全地切断耗电器的和尤其用于故障安全地切断造成对人的危险的机器或机器设备的安全开关设备。这种安全开关设备例如从DE10011211A1或DE19962497A1中已知。

背景技术

这样的安全开关设备通常具有多个设备接口，在所述设备接口上一方面连接有所谓的信号设备并且另一方面连接有执行器。用于安全开关设备的典型的信号设备是紧急停止按钮、防护门开关、双手操作开关，然而也是光栅和提供所监视的机器或机器设备的与安全相关的信号的不同的传感器。安全开关设备监视由信号设备产生的与安全相关的信号，评估所述信号并且据此产生用于执行器的控制信号，所述执行器能够故障安全地切断危险的机器或机器设备。此外，安全开关设备常常还产生输出信号，借助所述输出信号监视简单的机械的信号设备，例如紧急停止按钮的操纵状态。例如，由安全开关设备产生的输出信号常常在环路传输时经由紧急停止按钮的电接触部引回到安全开关设备的输入端，其中，当不再识别出引回的输出信号时，安全开关设备切断机器或机器设备。与此相反，光栅或智能传感器常常提供自身的输出信号，所述输出信号能够在安全开关设备的输入端上被接收和评估。在这种情况下，安全开关设备不必提供用于监视光栅的输出信号，尽管这与所使用的光栅相关地仍然能够例如用于诊断目的。

根据在机器或机器设备上必须监视的安全功能的数量和种类，适合的安全开关设备需要不同数量的用于连接信号设备和执行器的输入端和输出端。当需要高安全级别以用于对非常危险的机器或机器设备进行保护时，所需要的输入端和输出端的数量提高。典型地，信号设备、安全开关设备和执行器在这种情况下与冗余的导线连接，以至于所需要的输入端和输出端的数量翻倍。

另一方面存在期望：尽可能紧凑地实现安全开关设备，因为在开关柜或类似的装置中的结构空间是受限的。因此存在能够配置有用于连接信号设备和执行器的设备接口的设备，以至于所述设备接口的功能根据应用能够是不同的。例如，申请人以品名PSS SBD116销售用于分散式安全控制系统的分散式输入/输出组件，其中在特定的连接端子上能够提供用于监视信号设备的不同种类型的输出信号。尤其是在特定的输出端子上能够可选地提供静态的输出信号或具有不同的时钟周期的时钟脉冲的输出信号。以所述方式能够减少所需要的连接端子的数量进而也缩小设备的壳体尺寸。然而，能配置的连接端子不对所有安全功能而言可用，尤其不对从输入到输出功能的变换可用。

EP1347388B1公开一种用于将设备连接到总线系统上的耦合装置。所述耦合装置尤其用于将信号设备和执行器连接到分散式控制系统上。为了能够将安全传感器和标准传感器与标准化的、低成本的插接式连接部灵活地连接，EP1347388B1提出，各个连接管脚能够被具有来自一定数量的预先限定的功能特性中的不同的功能特性的插头占用。在实施例中，插头应具有五个接触元件，其中至少一些能够可选地用作为输入端或用作为接地。然而，能够实现接触元件的这样的可变的应用的电路相关的细节没有在文献中说明。

开头提及的DE19962497A1公开了一种具有一定数量的设备接口的安全开关设备、所述安全开关设备具有：用于接收由信号设备产生的输入信号的输入回路，所述信号设备用信号传递与安全相关的状态；用于发送输出信号的输出回路；以及开关元件，所述开关元件构成为用于中断通向耗电器的馈电路径。评估和控制单元根据输入信号来操控开关元件。输入回路包含光电耦合器，所述光电耦合器将由安全开关设备产生的时钟脉冲信号与由信号设备产生的输入信号相结合。周期性的时钟脉冲信号控制光电耦合器的发光二极管，而由信号设备产生的信号经由光敏晶体管的集电极-发射极路径被引导。由信号设备产生的输入信号与由安全开关设备产生的时钟脉冲信号相结合引起，用时钟脉冲信号来调制由信号设备产生的信号。因此，所组合的信号具有周期性的信号变化，所述信号变化能够为所述安全开关设备实现其信号通路的内部的功能检控，即使由信号设备产生的信号在较长的时间段上静态地保持在一个信号状态中。

从DE10211099A1中已知一种用于操控耗电器的装置，其中控制晶体管经由导线与控制和评估单元的端口连接。控制晶体管的输出端与驱动晶体管的控制输入端连接。在驱动晶体管的输出端上设置有耗电器。此外，设有电压反馈单元，所述电压反馈单元将在驱动晶体管的输出端上的电压反馈到在控制和评估单元的端口和控制晶体管之间的导线上。控制和评估单元的端口能够可选地配置为用于发送控制信号的输出端或配置为用于传感在导线上等待处理的信号的输入端。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是提出一种具有多个设备接口的安全开关设备，所述设备接口能够尽可能灵活地用于包括不同的安全功能的不同功能。一个目的尤其是，提出一种具有至少一个设备接口的安全开关设备，所述设备接口能够可选地用作为输入端或输出端，其中所述设备接口也提供给需要高安全级别的应用。在这种意义上的高安全级别是级别3或在欧标EN954-1，SIL2的意义上更高的或根据EC61508更高的或级别3的或根据ISO13849-1更高的安全级别。据此，在安全链中的故障，例如器件的失效或电缆的箍缩，不会导致安全功能的损失，这必须通过设备的相应的构造来确保。优选地，新的安全开关设备的能配置的设备接口应能够应用于所述安全要求。

根据本发明的一个观点，所述目的通过一种用于故障安全地切断耗电器的安全开关设备来实现，所述安全开关设备具有：一定数量的设备接口；用于接收由信号设备产生的输入信号的至少一个输入回路，所述信号设备用信号传递与安全相关的状态；用于发送输出信号的至少一个输出回路；至少一个开关元件，所述开关元件构成为用于中断通向耗电器的馈电路径；以及评估和控制单元，所述评估和控制单元构成为用于根据输入信号操控至少一个开关元件，其中，至少一个输入回路和至少一个输出回路汇聚在设备接口上，以至于所述设备接口可选地用作为用于接收输入信号的输入端或用作为用于发送输出信号的输出端，其中，输入回路具有与评估和控制单元耦合的测试开关，并且其中，评估和控制单元构成为用于借助于测试开关有针对性地抑制输入信号。

在一些优选的实施例中，新的安全开关设备是能配置的小型控制器，所述小型控制器能够实现评估和监视所连接的信号设备以及操控执行器以切断作为独立运行设备的机器或机器设备。在所述情况下，仅必须将信号设备和执行器连接到新的安全开关设备上，并且安全开关设备必须根据所期望的安全功能进行配置和/或进行编程。

在其他实施例中，新的安全开关设备能够是较大的分散式控制系统的部分。例如，安全开关设备能够是经由现场总线与中央控制器连接的分散式输入/输出单元。在又一其他的实施例中，安全开关设备能够是用于可编程控制器，例如用于如本发明的申请人以商标进行销售的可编程控制器的模块组件。在所有情况下，涉及的是一种至少满足在前面提到的标准或类似的安全要求的意义上的级别3/SIL2的安全开关装置。

安全开关设备具有能够可选地用作为用于安全的输入功能的输入端或用作为输出端的至少一个设备接口，所述输出端同样能够——必要时与在另一设备接口上的另一输出端结合——实现安全功能。借助于在输入回路中的测试开关，评估和控制单元能够检查在能配置的设备接口上的输入信号的合理性。评估和控制单元尤其能够借助于测试开关进行测试：是否识别出在输入端上从静态的高电平至低电平的信号变化。这对于实现具有静态信号的安全的输入功能而言是重要的，因为在安全的输入端上的低电平典型地代表安全要求（静态电流原理）。

评估和控制单元未必能够借助于测试开关确定：在安全开关设备的外部布线中并且尤其是在通向能配置的设备接口的连接导线中是否出现故障。然而，这在具有单通道的输入端和静态输入信号的情况下原则上是有问题的。因此，为了实现更高的安全等级，典型地使用具有冗余的布线的两个或更多输入端，在优选的实施例中新的安全开关设备同样能够通过提供多个能配置的设备接口的方式实现布线。然而，借助于测试开关，评估和控制单元能够测试输入回路的设备内部的功能，并且从而在设备内部识别出潜在的可能会阻碍低电平的识别的器件故障。因此，新的安全开关设备原则上能够实现在能配置的连接端子上的安全功能。

另一方面，设备接口替选地用作为输出端。在此，在一些实施例中，测试开关用于将输入回路从输出信号退耦。在其他的实施例中，评估和控制单元能够将输出信号经由同一设备接口上的输入回路在设备内部回读，这使安全的输出功能更容易实现。

在所有情况下，优选的情况是：当输入信号的测试提供不期望的结果，并且尤其当借助于测试开关有针对性地引起的低电平（抑制输入信号）没有到达评估和控制单元时，评估和控制单元借助于至少一个开关元件切断所述耗电器。

因此，上文中所述的目的得以完全实现。

在一个优选的设计方案中，至少一个输入回路和至少一个输出回路在位于设备接口和测试开关之间的节点上汇聚。

在所述设计方案中，输出信号到达能配置的设备接口，而使得所述输出信号不经由测试开关引向设备接口。因此，测试开关不会使在能配置的设备接口上的输出信号失真。因此，输出端实现为“标准的”输出端，这能够实现更简单地集成到用于安全开关设备的已证实的电路设计中。

在另一设计方案中，安全开关设备具有与输出回路连接并且跨接过所述测试开关的信号路径。

在所述设计方案中，与测试开关并联地设置有信号路径，经由所述信号路径将输出回路的输出信号在绕过测试开关的情况下耦合到输入回路中。所述设计方案能够实现将输出信号两次回读到评估和控制单元中，即一方面经由如对于测试开关而言的旁路那样作用的信号路径回读，并且另一方面经由测试开关自身回读。设计方案具有的优点是：评估和控制单元能够通过输出回路识别出在连接端子上的输入信号的不期望的影响。当输入回路和输出回路所汇聚的节点位于设备接口和测试开关之间时，评估和控制单元尤其能够基于信号路径识别出：输出回路是否将在设备接口上的输入信号持久地提升至高电平。因此，设计方案非常有利于以简单的方式实现高的故障安全性。

在另一设计方案中，安全开关设备具有二极管或设置在信号路径和设备接口之间的同类的器件，以便使信号路径从连接端子退耦。

在所述意义上，二极管或同类器件是实际上仅在一个方向上实现电流通过、然而在相反方向上不实现电流通过的器件。所述设计方案是用于防止输入信号经由信号路径到达评估和控制单元进而能够绕开测试开关的一种非常简单的可能性。在与之前提及的设计方案的组合中，所述设计方案能够实现在能配置的设备接口上的低电平的故障安全的探测。因此，所述两个设计方案的组合特别有利于以低成本的方式达到在能配置的设备接口上的高安全等级。

在另一设计方案中，安全开关设备具有多个输入回路和多个输出回路，所述输入回路和输出回路分别成对地在多个设备接口上汇聚。

在所述设计方案中，安全开关设备具有前面所说明的类型的多个能配置的设备接口。有利的是，所述能配置的设备接口中的每个借助于两个之前提及的设计方案以故障安全的方式来实现。提供多个这样的能配置的设备接口能够实现新的安全开关设备的用于直至包含等级4/SIL3的应用的特别灵活的使用，其方式为：将两个能配置的设备接口分别作为冗余的输入端和/或冗余的输出端来提供。

在另一设计方案中，输入回路中的至少一个包含至少一个开关元件。

在所述设计方案中，能配置的设备接口中的至少一个用作为输出接口，安全开关设备经由所述输出接口切断所述耗电器。替选于此，在其他的设计方案中可设想的是，用于切断耗电器的输出端侧的开关元件在不能配置的设备接口上被引出，也就是说，能配置的设备接口基本上用于操控信号设备以及用于接收由信号设备产生的输入信号。与此相反，本设计方案能够实现还要更高的灵活性。在一些实施例中，用于连接信号设备和/或执行器的所有设备接口实现为具有汇聚在一起的上述类型的输入回路和输出回路的能配置的设备接口。

在另一设计方案中，评估和控制单元构成为用于，借助于测试开关在限定的时间区间内重复地抑制输入信号。评估和控制单元优选借助于测试开关在周期性的时间区间中抑制输入信号。

在所述设计方案中，评估和控制单元在限定的时间区间内自动地测试输入回路的探测能力。在一些实施例中，在评估和控制单元中固定地预设限定的时间区间的长度。在其他实施例中，限定的时间区间的长度能够由安全开关设备的使用者来配置。设计方案有利地有助于在发生第一故障之后降低第二故障的出现概率。因此，所述设计方案使得更容易达到更高的安全等级。

在另一设计方案中，评估和控制单元构成为借助于输出回路可选地产生静态的输出信号或具有限定的时钟周期的时钟脉冲的输出信号。

当输出回路应用于提供回读信号时，所述设计方案是有利的，借助于所述回读信号监控无源的信号设备，例如紧急停止按钮。所述设计方案能够可选地实现到信号设备的静态的或时钟脉冲的输出信号，以至于使用者能够更灵活地使用新的安全开关设备。

在另一设计方案中，评估和控制单元具有第一和第二信号处理通道，所述信号处理通道以彼此冗余的方式处理输入信号，以便使所述输入信号至少操控开关元件。在一些实施例中，第一和第二信号处理通道交替地操控测试开关。在其他实施例中，安全开关设备能够具有两个冗余的测试开关，例如彼此串联的测试开关，其中信号处理通道分别操控冗余的测试开关中的一个。然而在其他实施例中，输入回路具有仅一个由第一信号处理通道操控的测试开关，其中如在冗余地处理输入信号的情况下一样，两个信号处理通道同样将其测试结果进行比较。

所述设计方案能够以简单的方式实现在安全开关设备的信号处理部件中的连续的单一故障安全性进而实现高的使用带宽和灵活性。

在另一设计方案中，安全开关设备具有至少两个开关元件，所述开关元件由评估和控制单元以冗余的方式操控，以便中断通向耗电器的馈电路径。

所述设计方案还有助于为使用者简化满足等级4/SIL3的要求的安全电路的实现方案。

不言而喻，上面提及和下面还待阐述的特征不仅能够以分别说明的组合的方式，而且也能够以其他组合的方式或单独地使用，而不会脱离本发明的范围。

附图说明

在附图中示出，并且在下文中详细阐述本发明的实施例。附图示出：

图1示出在机器设备上的新的安全开关设备的优选的实施例的简化的示图；以及

图2示出图1中的安全开关设备的能配置的设备接口中的一个。

具体实施方式

在图1中，具有新的安全开关设备的实施例的设备整体用附图标记10来标识。在此，设备10示例地包括机械手12，在工作模式时所述机械手的运动引起对于逗留在机械手12的工作区域中的人的危险。由于这个原因，用具有防护门14的防护栏来保护机械手12的工作区域。防护门14能够实现到机械手12的例如用于维护工作或用于设置工作的工作区域中的通道。然而，在标准的工作模式中，只有当防护门14关闭时，才允许机械手12工作。只要防护门14被打开，那么机械手12必须被切断或以其他方式处于安全状态下。

为了探测防护门14的关闭状态，在防护门14上安装有具有门部件16和框部件18的防护门开关。框部件18在导线20上产生防护门信号，所述防护门信号经由导线20输送给新的安全开关设备的实施例22。

在所述实施例中，安全开关设备22具有带有多个设备接口26的输入/输出部件24。在一些实施例中，设备接口26是设置在安全开关设备22的壳体27的壳体侧上的连接端子。例如能够是弹簧端子或螺旋端子。在其他实施例中，设备接口能够是包括多个接触元件（管脚）的插头或插座，其中管脚分别构成设备接口。具有五个接触管脚的M8插座常常用于连接在现场级上的其他传感器或信号设备。相应地，新的安全开关设备的实施例能够是在空间上邻近于机械手12设置在开关箱之外的现场设备。

在所述实施例中，安全开关设备22具有两个冗余的信号处理通道。在此，示例地示出分别与输入/输出部件24连接的两个微型控制机构28a、28b。在此，微型控制机构28a、28b以彼此冗余的方式处理安全开关设备22在输入/输出部件的设备接口26上接收到的输入信号，并且所述微型控制机构比较其结果，这用箭头29示出。代替两个微型控制机构28a、28b能够使用微处理器、ASIC（专用集成电路）、FPGA（现场可编程门阵列）和/或其他信号处理开关电路。安全开关设备22的实施例优选具有至少两个彼此冗余的信号处理通道，所述信号处理通道分别能够执行逻辑的信号运算，以便据此操控用于切断机械手12的开关元件。

在此示出的情况下，安全开关设备22具有两个冗余的开关元件30a、30b。所述两个开关元件中的每个能够将高的电势32连接到安全开关设备22的设备接口38a、38b，以便能够实现到接触器40a、40b的通过电流，或中断所述通过电流。因此，开关元件30中的每个能够切断执行器，如接触器或电磁阀。

接触器40a、40b分别具有工作接触部42a、42b。在此，所述工作接触部42a、42b以彼此串联的形式设置在从馈电装置44到机械手12的馈电路径中。一旦安全开关设备22切断所述接触器40a、40b，那么接触部42脱开并且切断用于机械手12的馈电。对于相关的本领域技术人员清楚的是，在此示例地说明这样的“完全”切断。与此不同，能够在安全要求下仅切断机械手12的部件，例如危险的驱动器，而机械手12的其他部件保持运行。延迟的切断也是可设想的，因此必要时在切断驱动器之前能够减速地控制机械手12。

在此，安全开关设备12根据在导线20上的防护门开关的信号以及根据由紧急停止按钮46产生的另一输入信号来操控开关元件30a、30b。紧急停止按钮46也经由导线与安全开关设备22的设备接口26连接。

在一些实施例中，安全开关设备22产生输送给各个信号设备的输出信号。示例的是，这样的输出信号经由导线48引向防护门开关的框部件18。当门部件16邻近于框部件18时，也就是说，当防护门14关闭时，框部件18使安全开关设备22的输出信号从导线48环路传输到导线22上。因此，安全开关设备22能够借助于在导线48上的输出信号以及借助于在导线20上的输入信号来监视所述防护门开关。在此以类似的方式，安全开关设备22监视紧急停止按钮46。

与图1中的示图不同，在实践中常常应用安全开关设备22的分别经由单独的信号线引向信号设备并且经由所述信号设备环通回到安全开关设备22的两个冗余的输出信号。对于这种实现方式而言示例地，参考DE102004020995A1，所述文献在信号设备的这样的冗余的监视的细节方面通过参引的方式并入本文。在实践中常常也用冗余的输入和输出导线来监视紧急停止按钮46。

图2示出用于实现安全开关设备22的能配置的设备接口的一个优选的实施例。在所述优选的实施例中，用于连接信号设备的所有信号输入端以这样的能配置的设备接口的形式或者以类似的能配置的设备接口的形式来实现。此外，在优选的实施例中，输入/输出部件24的输出端也以这样的设备接口或类似的设备接口的形式来实现，以至于在优选的实施例中，安全开关设备22仅具有能配置的设备接口26，所述设备接口能够可选地用作为输入端或输出端。

此外，安全开关设备22的设备接口38a、38b也能够实现为在图2中所示出的类型的能配置的设备接口。在所述情况下，用于连接信号设备和/或执行器的安全开关设备22能够仅具有能配置的设备接口。那么在这样的实施例中，安全开关22此外仅还需要用于输送工作电压（UB和接地）的附加的接口以及可能的用于数据通信的设备接口，例如用于如SafetyNET的现场总线系统的接口。

在优选的实施例中，安全开关设备22对每个设备接口26具有输入回路54和输出回路56。输入回路54用于接收在设备接口26上输入的输入信号，例如用于接收由防护门开关18产生的信号20。输出回路56用于产生输出信号，例如经由导线48引向防护门开关18的输出信号。不言而喻，在所述情况下，能配置的设备接口26配置为输入端或配置为输出端，也就是说，所述设备接口不同时满足两种功能。

输入回路54和输出回路56在节点58上汇聚。在所述实施例中，节点58与接口26直接电连接。然而，在其他实施例中，还能够在设备接口26上的端子或接触元件和节点58之间设置有各个器件，例如滤波电路等等。

在所述实施例中，输出回路具有MOS晶体管60，其源极端与限定的电势62连接。所述电势62例如能够是从馈送给安全开关设备22（在此未示出）的工作电压导出的24伏特电势。在此，与MOS晶体管60并联的源极-漏极段设置有抑制二极管64，以便在切断感应性负载时限定电压峰值。MOS晶体管60的栅极端（Gate-Anschluss）与连接点66连接，在优选的实施例中，所述连接点引向安全开关设备22的评估和控制单元28，以至于评估和控制单元28能够以可选的方式导通地或截止地连接。在一些实施例中，输入/输出部件24能够包含“与”逻辑门（在此未示出），其中，所述“与”门的输出端与连接点66连接，并且其中所述“与”门的至少两个输入端分别由评估和控制单元的信号处理通道28a、28b中的一个来操控。

输入回路54具有在此作为纵向晶体管68设置在节点58和另一连接点70之间的测试开关。在所示出的实施例中，晶体管68是PNP晶体管。PNP晶体管68的集电极与连接点66连接，而PNP晶体管68的发射极经由电阻器72与节点58连接。PNP晶体管68的基极与分压器的分接头连接，其中分压器的第一电阻器74与基极发射段并联地连接，而分压器的第二电阻器76引向另一晶体管78的发射极。另一晶体管78的发射极与接地电势连接。另一晶体管78的基极端（Basisanschluss）与另一连接点80连接。另一连接点80同样与评估和控制单元耦合（在此未示出）。在一些实施例中，连接点80仅与信号处理通道28a、28b中的一个连接。在任意情况下，评估和控制单元能够经由在连接点80上的控制信号将纵向晶体管68导通地或截止地连接，以便因此将在设备接口26上的输入信号可选地接通到连接点70上或与连接点70分开。在最后提及的情况下，评估和控制单元借助于纵向晶体管68来抑制在设备接口26上的输入信号，因为所述输入信号不再能够经由连接点70到达所述评估和控制单元。

从MOS晶体管60的漏极端引向节点84的信号路径用附图标记82来标记。节点84与纵向晶体管68的集电极连接。因此，信号路径82形成引导经过节点58和节点84引导的跨接路径。在信号路径82中，在此还设置有电阻器86。此外，在节点58和MOS晶体管60的漏极端(Drain-Anschluss)之间在截止方向上连接二极管88，以至于输入信号不能从设备接口26经由信号路径82到达节点84。然而，在MOS晶体管60的漏极端上的输出信号经由电阻器86和节点84引向连接点70。

现在，能配置的设备接口26的工作方式如下：

当设备接口26应当用作为用于发送输出信号的输出端时，评估和控制单元的信号处理通道28a、28b将MOS晶体管60经由连接点66以可选的方式导通地或截止地进行控制。以这种方式，评估和控制单元能够在设备接口26上产生在高电平（电势62）和低电平（0伏特，高阻抗）之间变换的输出信号。信号处理通道28a、28b能够经由信号路径82和连接点70回读在设备接口26上产生的输出信号。这在将MOS晶体管60用作为开关元件30a、30b中的一个时特别有利于将接触器40a、40b中的一个导通地或截止地连接。在一些情况下，评估和控制单元经由连接点80操控晶体管78，使得纵向晶体管68打开，而MOS晶体管60在设备接口26上产生输出信号，以便将输入回路从输出回路退耦。

相反，当设备接口26用作为输入端时，评估和控制单元将MOS晶体管60经由连接点66打开。当MOS晶体管60无故障地工作时，信号路径82变为高阻抗的。现在，输入信号能够经由设备接口26和纵向晶体管68到达连接点70，并且从那到达控制单元的两个信号处理通道28a、28b。在图2中用附图标记90示例地示出输入信号。在此，输入信号90能够在第一时间段92中具有任意的经由被导通地连接的纵向晶体管68到达连接点79的信号状态。当信号在时间段94中具有高的信号电平时，所述信号电平经由被导通地连接的纵向晶体管68到达连接点70。然而，在优选的实施例中，评估和控制单元借助于纵向晶体管68在周期性的时间区间中抑制输入信号90，其方式为：所述评估和控制单元在连接点80上产生周期性的控制信号96（例如方波信号）。随着控制信号96的每个正的信号脉冲，控制晶体管78打开纵向晶体管68。相应地，信号90的高电平94在限定的时间区间98期间不会到达连接点70。因为所述评估和控制单元自身启动所述测试，所述评估和控制单元能够借助于所抑制的输入信号98来检查在设备接口26上的输入端的功能性，并且尤其检查用于探测低电平的能力。

如果MOS晶体管60由于器件故障而失灵（durchlegieren），那么电势62经由信号路径82到达节点64，并且因此当纵向晶体管68截止时，评估和控制单元也“被视为”高势位。这也用附图标记100象征性地示出。在这种情况下，评估和控制单元不再能够识别出施加在设备接口26上的低电平。因此，在这种情况下，评估和控制单元在设备接口38上产生切断信号，以便使设备达到安全的静止状态。

因此，新的安全开关设备22具有能配置的设备接口26，所述设备接口能够可选地改变为安全开关设备的输入端或输出端。输入功能和输出功能都能够用于实现安全功能，因为安全开关设备22借助于测试开关68且借助于跨接信号路径82确保了，在输入端上识别出与安全相关的低电平。在优选的实施例中，为了实现安全的输出端，安全开关设备22提供多个能配置的设备接口，以至于两个输出回路56能够分别用作为用于以冗余的方式切断耗电器的冗余的开关元件。

Claims (10)

1.一种用于故障安全地切断耗电器(12)的安全开关设备，具有：一定数量的设备接口(26，38)；用于接收由信号设备(18，46)产生的输入信号(20，90)的至少一个输入回路(54)，所述信号设备用信号传递与安全相关的状态；用于发送输出信号(48)的至少一个输出回路(56)；至少一个开关元件(30)，所述开关元件构成为用于中断到所述耗电器(12)的馈电路径(44)；以及评估和控制单元(28)，所述评估和控制单元构成为用于根据所述输入信号(20，90)操控所述至少一个开关元件(30)，其中至少一个所述输入回路(54)和至少一个所述输出回路(56)汇聚在设备接口(26)上，以至于所述设备接口(26)能够可选地用作为用于接收所述输入信号(90)的输入端或用作为用于发送所述输出信号(48)的输出端，其中所述输入回路具有与所述评估和控制单元(28)耦合的测试开关(68)，并且其中所述评估和控制单元(28)构成为用于借助于所述测试开关(68)有针对性地抑制所述输入信号(90)。

2.根据权利要求1所述的安全开关设备，其中至少一个所述输入回路(54)和至少一个所述输出回路(56)在位于所述设备接口(26)和所述测试开关(68)之间的节点(58)上汇聚。

3.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，此外具有信号路径(82)，所述信号路径与所述输出回路(56)连接，并且所述信号路径跨接所述测试开关(68)。

4.根据权利要求3所述的安全开关设备，此外具有二极管(88)或同类的器件，所述同类的器件是实际上仅在一个方向上实现电流通过、然而在相反方向上不实现电流通过的器件，所述二极管(88)或同类的器件设置在所述信号路径(82)和所述设备接口(26)之间，以便将所述信号路径(82)从所述设备接口(26)退耦。

5.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，具有分别成对地在多个设备接口(26)上汇聚的多个输入回路(54)和多个输出回路(56)。

6.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，其中所述输出回路(56)中的至少一个包含所述至少一个开关元件(30)。

7.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，其中所述评估和控制单元(28)构成为用于借助于所述测试开关(68)在限定的时间区间内重复地抑制所述输入信号(90)。

8.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，其中所述评估和控制单元(28)构成为用于借助于所述输出回路(56)可选地产生静态输出信号或具有限定的时钟周期的时钟脉冲的输出信号。

9.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，其中所述评估和控制单元(28)具有将所述输入信号(90)以彼此冗余的方式进行处理的第一和第二信号处理通道(28a，28b)，以便操控所述至少一个开关元件(30)。

10.根据权利要求1或2所述的安全开关设备，具有由所述评估和控制单元(28)以冗余的方式操控的至少两个开关元件(30a，30b)，以便中断到所述耗电器(12)的馈电路径(44)。