CN104678838B - 用于以故障安全的方式断开电力负载的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于以故障安全的方式断开电力负载，特别是断开电动机械的系统，系统具有至少一个主动式安全发生器和至少一个安全开关器具，主动式安全发生器具有用于产生开启信号的电信号发生单元，安全开关器具与主动式安全发生器在空间上隔开并且设置在壳体内。安全开关器具具有至少一个信号输入口，分析单元以及至少一个第一信号路径和第二信号路径，信号输入口用于接收开启信号，分析单元依据开启信号产生输出信号，第一信号路径和第二信号路径能够依据输出信号被开关。在安全开关器具的壳体上设定馈送接口和供给接口。另外，主动式安全发生器具有至少一个用于接收第一电势的接口，并且电信号发生单元以第一电势为参照产生开启信号。

Description

用于以故障安全的方式断开电力负载的系统
技术领域
本发明涉及一种用于以故障安全的方式断接电力负载，特别是断接电动机械的系统，所述系统具有至少一个主动式安全发生器和至少一个安全开关器具，所述主动式安全发生器具有用于产生开启信号的电信号发生单元，所述开启信号代表安全请求，所述安全开关器具与所述主动式安全发生器在空间上隔开并且设置在壳体内，所述安全开关器具具有至少一个信号输入口，分析单元以及至少一个第一信号路径和第二信号路径，所述信号输入口用于接收所述开启信号，所述分析单元依据所述开启信号产生输出信号，所述第一信号路径和所述第二信号路径能够依据所述输出信号开关。
背景技术
例如，这种类型的系统从DE102004033359A1中已知。
据此，根据本发明的系统为具有至少一个控制/开关单元以及空间上与所述单元相隔开的安全发生器，所述单元和所述安全发生器共同作用，以便监控安全性要求高的过程。典型地，这类系统被用于，当工业设备的运作对人员安全形成危险时，使通向所述工业设备的通路处于安全状态，并且在有必要的情况下断接机械或者通过其他方式使机械进入零危险状态。例如，应用实例为自动机械，用于包装，装卸，还有仓储的机械，以及用于加工织物，木料还有陶瓷的机械，以及自动化或半自动化的安装线和/或自动化的货仓。
所述控制/开关单元可以是简单的安全开关装置，组合式可配置安全开关装置或者可编程安全控制，例如，由本发明申请人在的名称下所经销的可编程安全控制。以上装置具有共同点，即它们对由安全发生器产生的开启信号故障安全地进行分析，并据此产生断接信号，所述断接信号用于故障安全地断接被监控的设备。在最简单的情况下通过断接信号对防护器进行控制，所述防护器中断被监控设备的供给电压并将设备切换到无电流状态。
根据本发明的主动式安全发生器优越之处在于其独立于与其相关联的控制/开关单元运行监控设施，并且自主式地产生开启信号，所述开启信号代表所监控的状态。典型的主动式安全发生器是光电防护设施，例如光栅，光点阵或者光帘，如同由本发明申请人在产品系列下所经销的。其他的主动式安全发生器可以是感应式传感器或者RFID传感器，如同本发明申请人在及的名称下所经销的。主动式安全发生器因此是总的来说复杂的电子器件，所述电子器件通常具有传感器，分析机制，信号发生设施以及电压供给。
开始提及的系统通常是被构造为具有多通路冗余的，并且所述系统定时地执行内部和/或外部的功能测试，所述功能测试保证所要求的故障安全性能。在许多国家，本发明所指的这类安全性要求高的系统需要经过国家认可的检测部门，比如德国的或者Berufsgenossenschaft，的认证并出具遵行安全技术建造原则的证明。安全技术建造原则首要地描述于EN ISO 13849-1标准当中并且可用于电力，电子，可编程电子，液压驱动，气动以及力学系统，或者所述建造原则被描述于EN/IEC 62061标准当中并且可用于电力，电子，可编程电子系统。
需要理解的是，在具有多个部件的防护设施中，各部件之间特别是无故障的连接具有重要意义，以保证无故障通信。特别地，针对以上提到的安全标准，通常使用冗余的布线。这样一方面提高故障安全性，另一方面却导致更高的布线耗费，同时对设施的投入使用造成困难。
然而，部件的错误布线在任何情况下都不允许导致安全功能的丧失，以至在出现接口因错误布线被错误占用的情况时，所述部件标准化地转换进入安全状态。特别地，对于必须定期重新配置的技术设备而言，改动布线，例如为了灵活地适应生产条件，可能导致技术设备发生不应出现的停止运转，并由此极大地限制设备的可利用性。
开始提及的系统的另一个决定性的因素是反应时间，即从所监控的设备出现状态改变起直到通过控制/开关单元控制或者关闭设备为止所需要的时间间隔。控制/开关单元的故障安全的信号辨识，也就是，所述控制/开关单元在它的信号输入口对安全发生器产生的开启信号进行无错误辨识的速度，具有特殊的意义。反应时间很大程度上取决于安全发生器与控制/开关单元的共同作用。背景技术中已知的，首要的控制/开关单元具有特殊的信号输入电路，所述信号输入电路通过对信号进行过滤及稳定进而优化故障安全的输入信号辨识并缩短反应时间。
另一方法由DE19707241C2公开。根据所述方法，对不同的安全发生器在控制/开关单元上提供不同的接口可能性，以便针对各个安全发生器尽可能特殊地调节所述控制/开关单元。这一方法被继续发展，并提及一种控制/开关单元，所述控制/开关单元的信号输入口设置成可个性化配置。所有的方法实质上集中在借助附加的部件改良控制/开关单元上，通过这样使得所述控制/开关单元更加安全，同时却也更加复杂和昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种开始提及的类型的系统，所述系统以平价的方式提高故障安全性，同时实现快速反应。另外，本发明的目的是提出一种系统，所述系统可实现简易的投入使用，可灵活调整，同时可保证高度可利用性。
根据本发明的一方面，所述目的通过开始提及类型的系统来实现，其中在安全开关器具的壳体上设定馈送接口和供给接口，所述馈送接口用于接收外部供给电压，所述供给接口用于提供至少一个第一电势，其中所述主动式安全发生器具有至少一个用于接收所述第一电势的接口，并且所述电信号发生单元以所述第一电势为参照产生所述开启信号，其中，为了分析所述开启信号，所述第一电势还与所述分析单元相连。
因此，本发明的思想是从整体，跨部件的角度出发改良系统的特性。特别地，通过提供共同参照系改良安全开关器具与主动式安全发生器的共同作用。将所述共同参照系，优选地，将静态电势既输送给安全开关器具，又输送给主动式安全发生器。特别有利地，所述共同参照系不是由外部，而是直接由安全开关器具提供在主动式安全发生器上。主动式安全发生器将共同参照系用于产生开启信号，其中所述安全开关器具将所述共同参照系用于分析所述开启信号。
基于安全开关器具与主动式安全发生器的共同参照系，能够通过所述安全开关器具对开启信号进行更精确的分析。有利地，主动式安全发生器能够继续自主式地产生开启信号，其中信号的类型独立于所述安全开关器具。通过所述共同参照点，主动式安全发生器能够调整开启信号，以使得所述开启信号能够更简单，快速并且故障安全地通过安全开关器具进行分析。可选地，也可以调整分析单元，并且可以调整分析单元的分析以适应开启信号。特别地，当分析单元的分析是辨识阈值的时候，可以借助共同参照点将所述阈值附近的误差范围保持在小范围，进而更可靠地辨识开启信号。
有利地，本发明的系统可以不需要分别输送参照点。特别有利地，安全发生器仅是和与其从属的安全开关器具相连接。布线因此被简单化和功能化。这种类型的布线保证从根本上基于正确的参照点调节主动式安全发生器。这样可以避免错误的参照点配送，以使得系统的投入使用和/或重新配置变得更简单。这对整个系统的可利用性具有正面作用，因为配置可以更加快速和可靠地进行。
之前提及的目的因而被完全解决。
在另一个设计方案中，所述主动式安全发生器具有监控单元，所述监控单元具有用于分析所述安全请求的控制单元，并且所述供给接口提供另一电势，所述另一电势与第一电势不同并且与所述第一电势之间具有确定的电势差，其中所述电势差为监控单元的供给电压。
在所述设计方案中，对主动式安全发生器在提供第一电势的同时还提供第二电势。在供给接口上因此提供电压，所述电压由所述两个电势之间的差别得出并且可以利用于为主动式安全发生器进行供电。特别地，主动式安全发生器的监控单元，例如光栅的传感器及其控制以及分析电子器件，可以由供给电压进行供电。有利地，主动式安全发生器除了与安全开关装置之间的连接以外不需要另外设置导向外部位置的布线。主动式安全发生器尽可能地仅通过安全开关器具进行连接。以这样的方式尤其可以省略开关柜中附加的配线端子，所述配线端子通常被用来连接安全发生器与安全开关器具。所述布线因此更加功能性，也就是说，与安全开关器具共同作用的安全发生器仅与安全开关器具相连。由此降低系统投入使用或者重新配置时的故障风险。
在另一个设计方案中，壳体具有单排的端子排，所述端子排具有多个相互之间等距设置的端子，其中所述多个端子按照功能组合为端子组，所述端子组由并排设置的端子组成。
在所述设计方案中，安全开关器具上的接口组合成单排的端子排，以便进一步简化布线。特别地，预先装配的电缆树可以以这种方式接驳到安全开关器具上。单个端子被组合成为功能性的端子组，其中所述端子组优选地具有确定的标记，具有下述优点，即功能同属的接口优选地并排设置。功能性的端子组例如可以是由作为供给接口的接口端子构成。所述接口因组合成端子组而并排设置，在这样的情况下可以只需要借助一个单独的插头就将供给电压从安全开关器具中导出。布线因此一方面更加一目了然，另一方面更不容易发生故障。
在另一个设计方案中，第一端子组的端子包含用于供给接口的接口，其中第二端子组的端子包含用于所述信号输入口的接口，其中所述第一和第二端子组并排地设置。
在所述设计方案中，作为供给接口的接口以及作为信号输入口的接口被分别组合成功能性端子组。有利地，端子组并排设置，使得只需借助一个单独的插头便可以跨端子组地占用作为供给接口和信号输入口的接口。有利地，通过这种方式可以通过一个单独的插头建立主动式安全发生器与安全开关器具之间的连接。
在另一个设计方案中，单排的端子排具有第三端子组，第三端子组具有第一，第二及第三端子，其中，为了监控式启动安全开关器具，第一端子与第二端子之间可通过启动键连接，其中为了自动式启动安全开关器具，第一端子与第三端子之间可通过桥元件连接，其中所述桥元件遮盖所述第二端子使所述第二端子不能被占用。
在所述设计方案中，被用于固定安全开关器具的启动性能的接口被另外组合设置于第三功能性端子组中。启动过程通过以确定的方式占用接口端子来确定。优选地，借助一个唯一的插头使用所述端子，以使得开启过程不能被错误地设置。使用一个唯一的插头的进一步的优点在于，不被占用的接口可以如此进行遮盖，使得所述接口不能够被占用。
在另一个设计方案中，输出信号输送给第一以及第二开关元件，并且第一信号路径通过所述第一开关元件将壳体上的第一接口与所述壳体上的第二接口相连接，并且所述第二信号路径通过所述第二开关元件将壳体上的第三接口与第四接口相连接，其中，可选择地，所述第二接口与所述第三接口能够通过线桥相连接。
在所述设计方案中，信号路径可以单独地开关。通过这种方式一方面可以将两个信号路径使用于控制安全性要求高的程序，其中通过串联设置的开关元件保证冗余，另一方面，信号路径也可以单独使用，例如为了控制两个安全性要求不高的程序。后者放弃冗余设置，另一方面可以使用一个开关装置同时对两个程序进行控制。这样，开关装置可以灵活地被使用于安全性要求高的或者标准的应用中。
在另一个设计方案中，第一以及第二信号路径冗余地设置。
在所述设计方案中，每个信号路径均成双构造。每个信号路径都具有两个信号输入口和两个信号输出口。特别优选地，第一开关元件和第二开关元件各自通过强制导引的触电对所述两个信号路径中的两个信号通道进行开关。以这种方式可以将冗余的构造继续推广到用于控制的执行器上。
在另一个设计方案中，安全开关器具具有第一开关元件以及第二开关元件，所述第一开关元件具有第一开关触点，并且所述第二开关元件具有第二开关触点，其中第一开关触点的闭合移动沿着第一轴线A进行，并且第二开关触点的闭合移动沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角，特别是形成90度角。
在所述设计方案中，其中，所述设计方案可单独作为一个独立的发明，第一和第二信号路径通过第一和第二开关元件实现。开关元件优选地是继电器，所述继电器具有闭合器形式的开关触点，也就是说，在继电器放开或者无电流时断开的触点。开关元件在安全开关器具以内有意地设置为相互成角度偏置，以使得每一个触电的闭合运动不沿着共同的轴线进行。优选地，所述继电器相互成直角设置。通过偏置设置提高安全开关器具的震动敏感性和撞击敏感性，从而所述安全开关器具也可以使用于移动式应用中。例如，当使用于机动车当中时，这种类型的设置是有利的，因为在这种情形下特别有可能发生沿着空间轴线方向的撞击。当撞击力度足够大时，开关触点可能被挤压到一起或者从闭合位置中驱出。这可以导致无意的关闭电力负载，或者甚至损坏安全功能。如果再加上两个开关元件是并联设置，冗余的开关设置可能变成无效，因为这样设置的两个开关元件对于同一个方向撞击敏感。如果闭合运动在不同的方向上发生，就像通过成角度偏置设置的开关元件所保证的，可以有利地排除因单方向撞击而导致的功能故障。
要理解的是，上述的和在下文中仍要阐明的特征不仅能够应用在相应地说明的组合中，而且在没有脱离本发明的范围的情况下应用在其他的组合中或单独应用。
附图说明
在附图中示出且在下面的描述中进一步地阐明本发明的实施例。其示出:
图1示出新的系统的优选实施例的简化视图，
图2示出安全开关器具和主动式安全发生器的实施例的示图，
图3示出安全开关器具和主动式安全发生器的另一实施例的示图，
图4示出新的安全开关器具的正视图，
图5示出开启信号的实施例，
图6示出新的安全开关器具的实施例的侧截图。
具体实施方式
图1示出新的系统10的实施例，系统10具有安全开关器具12和附属的安全发生器14。所述系统在这里用于工业设备16的防护，工业设备16在所述实施例中作为自动化工作的机器人18示出。机器人18的移动范围构成危险范围，而为了保护人员安全，危险范围应该通过安全发生器14进行监控。
安全发生器14是主动式安全发生器，这里，所述主动式安全发生器以光点阵20的形式示出。主动式安全发生器14优越之处在于具有独立的防护设施，例如光栅的发射机和接收机，以及在于自主产生开启信号22，所述开启信号22代表所监控的状态。开启信号22优选地是当安全状态存在的时候由主动式安全发生器14向信号输出口提供的静态信号。对光点阵20而言，安全状态在光点阵20的光线不被截断的情况下存在。反之，当有人穿过光点阵20进入机器人18的危险范围时，单个的光线被截断，从而主动式安全发生器14通过例如不再提供静态电势将开启信号22改变。开启信号22进而优选地是二进制，并且能够接收至少两个由静态电势代表的状态。
开启信号22通过第一线路24被传送到安全开关器具12的信号输入口26。另外，设定安全开关器具12与主动式安全发生器14之间的其他连接，所述其他连接在这里通过第二线路28实现，所述其他连接可选地也可以通过第一线路24的其他芯线来实现。安全开关器具12经由所述其他连接对主动式安全发生器14提供至少一个电势。所述电势是，如在下文进一步阐明的，主动式安全发生器14和安全开关器具12的共同参照系。共同参照系一方面作为用于产生开启信号22的参照点被主动式安全发生器14利用，另一方面被安全开关器具12用于分析开启信号22。
另外，安全开关器具12具有第一信号输出口30和第二信号输出口32。第一信号输出口30和第二信号输出口32将安全开关器具12与执行器连接，所述执行器在所述实施例中以两个防护器34的形式示出。防护器34的触点36串联地设置于机器人18的电压供给38中。
信号输出口30，32根据信号输入口26上存在的开启信号22被控制。当开启信号显示安全性要求高的状态或者当信号输入口26上不存在的开启信号22时，信号输出口30，32放开，从而使防护器34的触点36被开启以及使机器人18切换成无电流。因此，穿过光点阵20进入防护范围导致机器人18被关闭并因此不对进入的人员构成危险。下文将借助图2和3进一步阐明安全开关器具12将信号输入口26上的开启信号22进行分析以及将信号输出口30，32进行开关。
图2和3各示出新的系统10的实施例的简化视图。相同的附图标记表示与之前相同的元件。
在所示两个实施例中标识安全开关器具12和空间上与所述安全开关器具12相隔设置的主动式安全发生器14。
主动式安全发生器14包括监控单元40，控制单元42以及电信号发生单元44。监控单元40在这里标识为以光电阵的形式构造的光电防护设施。可选地，监控单元40也可以包括可能利用来监控程序或者进入的另一个主动式的电子或者光电防护设施，例如光栅，光帘或者接近开关。
监控单元40的探测器由控制单元42操作并且分析，其中，电信号发生单元44根据所述分析产生开启信号22。在一个优选的实施例中，控制单元42和电信号发生单元44实现为集成的元件，例如以微处理器的形式。开启信号22优选地为二元信号，所述二元信号以两个不同的电势的方式代表两个不同的状态。进一步地，在一个优选的设计方案中，开启信号22可以通过以均衡的周期加入测试脉冲被动态化。所述动态化具有优点，即例如可以识别线路22，22'的芯线之间的短路或者横向接驳。当安全开关器具12对此提供相应的，图中没有示出的测试信号以及当安全开关器具12回读所述测试脉冲时，所述加给测试脉冲可选地可能被用于开启测试。
在新系统10中，主动式安全发生器14具有至少一个通往安全开关器具12的第二连接，所述第二连接以注有附图标记28的线路示出。通过第二连接为主动式安全发生器14提供被电信号发生单元44用于产生开启信号22而使用的第一电势。除了以独立隔开的线路28的方式实现以外，第二连接可以可选地实现为第一线路24的其他芯线。优选地，第一电势符合开启信号22的静态电势，所述开启信号代表安全性要求高的状态。可选地，第一电势也可以被用作为了开启信号22设置的其他参照量，例如作为中间值或者偏移值。
主动式安全发生器14另外具有通往安全开关器具12的第三连接，所述第三连接以注有附图标记28'的线路示出。通过第三连接对主动式安全发生器14施加区别于第一电势的其他电势。主动式安全发生器14使用由上述电势之间的差值构成的电势差对主动式安全发生器的主动式电子元件进行供电。所述电势差优选地足够用于在运行控制单元42和以及电信号发生单元44的同时运行监控单元40。上述设计方案特别有利，因为可以完全放弃独立隔开设置的，从安全开关器具12以外的主动式安全发生器14上的位置出发的输送。主动式安全发生器14因此可以仅与安全开关器具12相连接，并由此简易安装和投入使用。
空间上与主动式安全发生器14相隔开设置的安全开关器具12设置于壳体48中。壳体48内部设置有电压供给单元50，分析单元52以及开关元件54，56。可选地，这些元件也可以设置为独立隔开的模件，所述模件组合成为统一单元。在壳体48上设定了多个用于将内置的部件与外界相连接的接口。
安全开关器具12的电压供给单元50通过具有两个接口58，58'的馈送接口与供给电压60相连，并且以例如24伏的直流电压馈送。电压供给单元50对安全开关器具12的电子元件进行供给。安全开关器具12另外具有作为供给接口62，62'的接口，通过所述接口对主动式安全发生器14提供第一和第二电势。第一和第二电势可以或者由电压供给单元50提供或者可选地直接从馈送接口58，58'上分接。在后一种情况中，供给接口62，62'作用为复制馈送接口58，58'的接口的配线端子。
安全开关器具12的信号输入口26包括两个注有附图标记26，26'的其他接口。通过信号输入口26，26'可以获取主动式安全发生器14的开启信号22。优选地，开启信号22的传递冗余地通过线路24的两条芯线进行，所述芯线注有附图标记24，24'。开启信号22从信号输入口26，26'经由信号输入电路64向分析单元52输送。优选地，信号输入电路64和分析单元52也是冗余地构成，如图中由附图标记52'和64'所示出。所述分析单元52优选地是具有数码信号输入及输出口以及逻辑单元的微处理器。可选地也可以使用简单的逻辑门。信号输入电路64优选地对进入的开启信号22进行平整，限定和稳定，并且将开启信号22通过临界值探测器导向分析单元52的数码信号输入口。信号输入电路64优选地也在开启信号22与分析单元52之间进行电隔离。
分析单元52分析开启信号22并且提供输出信号，其中通过所述输出信号可以控制第一和第二开关元件54，56。在所述分析中，分析单元52将在供给接口62上提供的第一电势作为统一的参照点。通过共同参照点，分析单元52可以更精确和更快速地分析开启信号22。特别是，当进行临界值探测时，也就是当识别信号是否处于第一状态或者处于第二状态的区域时，可以不使用大的误差范围，如借助图5更详细阐述的。
通过第一和第二开关元件54，56可以从分析单元52出发对第一和第二信号路径66，68进行开关。第一和第二信号路径66，68分别经由信号输入接口70，70'和信号输出接口72，72'导向外部。在根据图2的实施例中，开关元件54，56分别经由强制导引的触点74，74'对第一和第二信号路径66，68进行开关，其中所述触点74，74'串联地设置于第一和第二信号路径66，68中。优选地，通过第一和第二信号路径66，68将停止电压导向外置的防护器，其中所述放护器在打开信号路径66，68时放开，并且将工业设备切换为无电流状态，如借助图1所阐述。
图3示出根据图2的具有可选的另一种安全开关器具12的实施例。相同的附图标记表示与之前相同的元件。
在根据图3的实施例中，每一个开关元件54，56分别开关一个单一的信号路径66，68。所述信号路径66，68由此可以相互独立地开关，以使得两个不同的执行器可以相互独立地操作。这样可以有利地将安全开关器具12用于标准化任务，并且在这种情况下用于两个如上所述不需要用到冗余的开关设置的不同的开关任务。可选地，这一设计方案的安全开关器具另外可以开关单一的执行器。因此，第一信号路径66的信号输出接口72与第二信号路径68的信号输入口70'通过简单的线桥76连接。
另外，在根据图3的实施例中在供给接口上设定第二批接口62，62'，其中通过所述第二批接口可以对主动式安全发生器的其他部件进行供给。当安全发生器的单一的主动式部件由于建造的原因空间上隔开设置时特别有利，例如当使用具有主动式发射机和接收机的光栅和光点阵的时候。供给接口62，62'的接口另外还直接与馈送接口58，58'相连接。这样从馈送接口58，58直接获取由供给接口62，62'提供的电势。
根据图2和图3的安全开关器具12另外还具有四个其他接口。其中的三个接口与重置单元78连接。通过重置单元78可以固定安全开关器具12的启动性能。
从根本上，有两种不同的启动性能，自动式和手动式启动。选择哪种开启过程由三个从属的接口的占用情况决定。在根据图3的实施例中，重置单元78的第一接口经由开关80与重置单元78的第二接口相连接。在这种情况下，安全开关器具12当开启信号22存在并且开关元件80被操作时开启。相对地，当使用自动式开启时，重置单元78的第一接口经由桥元件82与重置单元78的第三接口相连接。在自动开启时，安全开关器具12当相应的开启信号22在信号输入口26上存在时就自动开启。安全开关器具12的开启在这一背景中被理解为通过分析单元52进行监控的开始以及，在相应的情况下，扳动开关元件54，56以及开关信号路径66，68。
除此之外，安全开关器具12根据图2及图3所示的实施例还具有另外的接口，其中经由所述接口可以询问安全开关器具12的当前开关状态。所述接口通常是半导体信号输出口83，其中所述半导体信号输出口不是为开关执行器而设定，而是用于示出开关状态。例如可以经由一个图中未示出的，上一级的安全控制的所述接口传递目前的的开关状态。
图4在正视图中示出新的安全开关器具12的实施例。在壳体48上设置有第一和第二单行端子排84，86。经由第一和第二单行端子排84，86将安全开关器具12的上述电力接口朝外设置。对每个接口对应地设置有第一和第二单行端子排84，86的端子88。端子排的端子88相互之间并排等距设置。端子88可以通过插头占用。优选地，插头具有排状设置的，可以插到端子排的端子88上面的对应触点。特别优选地，所述插头是预先装配的电缆树的部份。
端子88还被组合成为功能性的端子组，也就是说，功能同属的端子被组合成具有相互并排的端子的端子组。第一端子组90的端子作为用于供给接口62，62'的接口。靠着第一端子组90设置具有用于信号输入口26，26'的端子的第二端子组92。有利地，第一端子组90与第二端子组92相互并排设置，以使得第一端子组90与第二端子组92的端子88可以被单个的插头占用。
有利地，所述端子组设置成使得所有的导向主动式安全发生器14的端子可以被单个的插头占用。接口因此相互之间并排设置，其中所有端子之间等距地放置。以这种方式特别地可以使用预先装配的电缆树。特别地，单个的安全开关器具和/或安全发生器通过这种方式可以容易地进行更换。
端子排的第三端子组94包括重置单元78的第一，第二和第三接口。相互之间并排设置的端子在这种情况况下也使得配置简易化。特别地，通过使用桥元件82可以保证不会故障地占用接口，因为当第一和第三端子被占用时，第二端子优选地被桥元件82遮盖。因此，由于建造排除故障地接驳。
信号输入接口70，70'和信号输出接口72，72'经由第二端子排88从安全开关器具12引出。相互之间并排设置的端子也在这里实现简单的布线或者替代桥元件，以便例如将第一开关路径66的信号输出口72与第二开关路径68的信号输入口70'相连接。将第一端子排84与第二端子排86之间的分隔还具有优势，即端子排可以为不同的电流构成，因为例如第二端子组86的端子88可能被用于其他负荷。同样的，通过分开设置达到对用于安全发生器和用于所控制的执行器的接口之间的逻辑分离。
进一步地，图4示出具有多个发光二极管的显示元件98，所述显示元件可用于显示开关状态或者作为诊断显示使用。
图5最终在图表中示出开启信号22的实施例。在横轴上表示时间并且在纵轴上表示开启信号22的每个电势。
在从t0到t1之间的时间区间里显示开启信号22，其中所述开启信号代表安全性要求高的状态。针对根据图1的实施例的光点阵而言，所述状态在没有光线被中断的情况下存在。开启信号22在这种情况下基本符合电势P1，并且在时间区间T内通过短脉冲动态化。所述脉冲可以被用来辨识短路或者横向接驳。优选地，对冗余的线路使用不同的周期信号，并由此可以辨识线路之间的信号串扰。
开启信号从时间点t1开始显示安全性要求高的状态，例如由于进入防护范围而导致的。开启信号的值为P0，所述值优选地符合所测量的电势。电势P0是既为安全发生器14又为安全开关器具12提供作为共同参照系的第一电势。电势P1可能符合第二电势。
从图5清楚地看出，电势P0和P1的准确辨识具有重大的意义。特别地，这可以借助根据本发明的，在安全开关器具12和主动式安全发生器14之间的其他连接所得到的共同参照系达到。
图6在侧视图中示出安全开关器具12的另一实施例。视图中示出壳体48的横截面图，以便看见内部的元件。相同的附图标记表示与之前相同的元件。
安全开关器具12具有至少一个用于接收安全发生器(这里未进一步示出)的开启信号22的信号输入口，根据开启信号22产生输出信号的分析单元52，以及至少一个可根据输出信号开关的第一和第二开关路经。第一开关路经具有第一开关元件54，所述第一开关元件具有第一开关触点98，第二开关路经具有第二开关元件56，所述第一开关元件具有第二开关触点100，其中第一开关触点98闭合运动99沿着第一轴线A进行，并且第二开关触点100闭合运动101沿着第二轴线B进行，并且第一轴线与第二周线相互之间形成尖角102，特别是形成90°角。
这里示出的实施例因此是基于以下构想，即将开关元件54，56相互之间偏置设置，以使得开关触点98，100的闭合运动在不同的方向上进行。当在一个开关触点的闭合运动的方向上发生单向撞击时，余下的，闭合运动在其他方向上执行的开关触点不受影响。安全开关器具的震动和撞击灵敏性得到大幅度提高。
第一和第二开关元件54，56，优选地，具有冗余设置的开关触点98，100的继电器，相对于余下的，图中以具有附图标记104的方块图组合的部件，例如相对于分析单元52和信号输入电路，更大地构造，因为这里使用的优选地不是电子部件，而是电子力学部件。电子以及电子力学部件共同地设置于导板106上。第一和第二开关元件54，56的设置具有高度的意义，因为它们很大程度地贡献于导板106的大小，也因此贡献于整个安全开关器具12的大小。开关元件54，56在不考虑震动和撞击灵明性的情况下可以相互平行设置，因为这样一方面节省空间，另一方面允许在导板106上对开关路经作简易的路由串通。然而，平行设置可能，如之前所阐述的，使冗余的开关设置当在开关触点的闭合运动的方向上发生单向撞击时变成无效，因此根据本发明如此设置继电器，使得它们的开关触点98，100在不同的方向上进行闭合运动。特别优选的是相互之间成直角设置，以便开关元件54，56在俯视图中形成"T"或者"L"的形状。在本优选设计方案中可能达到节省空间，路由耗费以及撞击灵敏度之间的最佳关系。

Claims (24)

1.一种用于以故障安全的方式断开电力负载的系统(10)，所述系统具有至少一个主动式安全发生器(14)和至少一个安全开关器具(12)，所述主动式安全发生器具有用于产生开启信号(22)的电信号发生单元(44)，所述开启信号代表安全请求，所述安全开关器具与所述主动式安全发生器(14)在空间上隔开并且设置在壳体(48)内，所述安全开关器具具有至少一个信号输入口(26)，分析单元(52)以及至少一个第一信号路径(66)和至少一个第二信号路径(68)，所述信号输入口用于接收所述开启信号(22)，所述分析单元依据所述开启信号产生输出信号，所述第一信号路径和所述第二信号路径能够依据所述输出信号被开关，其中在安全开关器具(12)的所述壳体(48)上设定馈送接口(58，58')和供给接口(62，62')，所述馈送接口用于接收外部供给电压(60)，所述供给接口用于提供至少一个第一电势，其中所述主动式安全发生器(14)具有至少一个用于接收所述第一电势的接口，并且所述电信号发生单元(44)以所述第一电势为参照产生所述开启信号(22)，其中，为了分析所述开启信号(22)，所述第一电势还与所述分析单元(52)相连，
其中所述主动式安全发生器(14)具有监控单元(40)，所述监控单元具有用于分析所述安全请求的控制单元(42)，并且所述供给接口(62，62')提供另一电势，所述另一电势与所述第一电势不同并且与所述第一电势之间具有确定的电势差，其中所述电势差为所述监控单元(40)的供给电压。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述壳体(48)具有单排的端子排(84)，所述端子排具有多个相互之间等距设置的端子(88)，其中所述多个端子(88)按照功能组合为端子组(90，92，94)，所述端子组由并排设置的所述端子组成。
3.根据权利要求2所述的系统，其中第一端子组(90)的所述端子(88)包含用于供给接口(62，62')的接口，其中第二端子组(92)的所述端子(88)包含用于所述信号输入口(26)的接口，其中所述第一端子组和所述第二端子组(90，92)并排地设置。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述单排的端子排(84)具有第三端子组(94)，所述第三端子组具有第一，第二及第三端子，其中，为了监控式启动所述安全开关器具(12)，第一端子与第二端子之间可通过启动键(80)连接，其中为了自动式启动所述安全开关器具(12)，第一端子与第三端子之间可通过桥元件(82)连接，其中所述桥元件(82)遮盖所述第二端子使所述第二端子不能被占用。
5.根据权利要求1至3之一所述的系统，其中所述输出信号输送给第一开关元件以及第二开关元件(54，56)，并且所述第一信号路径(66)通过所述第一开关元件(54)将所述壳体(48)上的第一接口(70)与所述壳体(48)上的第二接口(72)相连接，并且所述第二信号路径(68)通过所述第二开关元件(56)将所述壳体(48)上的第三接口(70')与第四接口(72')相连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二接口(72)与所述第三接口(70')能够通过线桥(76)相连接。
7.根据权利要求4所述的系统，其中所述输出信号输送给第一开关元件以及第二开关元件(54，56)，并且所述第一信号路径(66)通过所述第一开关元件(54)将所述壳体(48)上的第一接口(70)与所述壳体(48)上的第二接口(72)相连接，并且所述第二信号路径(68)通过所述第二开关元件(56)将所述壳体(48)上的第三接口(70')与第四接口(72')相连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二接口(72)与所述第三接口(70')能够通过线桥(76)相连接。
9.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一以及第二信号路径(66，68)冗余地设置。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一以及第二信号路径(66，68)冗余地设置。
11.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
12.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
13.根据权利要求4所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
14.根据权利要求4所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
15.根据权利要求5所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
16.根据权利要求5所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
17.根据权利要求7或8所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
18.根据权利要求7或8所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
19.根据权利要求9所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
20.根据权利要求9所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
21.根据权利要求10所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成尖角(102)。
22.根据权利要求10所述的系统，其中所述安全开关器具(12)具有第一开关元件(54)以及第二开关元件(56)，所述第一开关元件具有第一开关触点(98)，并且所述第二开关元件具有第二开关触点(100)，其中所述第一开关触点(98)的闭合移动(99)沿着第一轴线A进行，并且所述第二开关触点(100)的闭合移动(101)沿着第二轴线B进行，其中第一轴线A和第二轴线B之间形成90度的角。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述电力负载为电动机械(16)。
24.一种用于根据权利要求1至23之一所述的系统的安全开关装置。
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