CN105359415B

CN105359415B - 用于机器安全的非接触式接近开关

Info

Publication number: CN105359415B
Application number: CN201380076760.4A
Authority: CN
Inventors: L-M.费斯; I.吉尔霍尔姆; A.亨里克斯森; L.雷格纳; N.阿恩斯特雷姆
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-05-20
Also published as: US9484915B2; EP3000178A1; EP3000178B1; CN105359415A; WO2014187469A1; US20160094220A1

Abstract

本发明涉及一种具有第一部件（305）和第二部件（310）的非接触式接近开关，其无需进行物理接触以检测第一和第二部件的接近。第一部件布置成连接到包括指示灯和具有复位按钮的复位开关的复位电路。第一部件包括用于机器安全的复位机构，并且复位机构包括信号发生器（325）和信号检测器（330）。复位机构布置成依据要求复位的指示而生成信号，以便接通所述指示灯，并且复位机构还布置成检测所连接复位开关的状态与复位按钮被按压的状态对应的时间。

Description

用于机器安全的非接触式接近开关

技术领域

本发明涉及机器安全领域，以及具体来说涉及用于机器安全的非接触式接近开关。

背景技术

当操作电气和机械机器时，重要的是确保使事故风险为最小。在许多应用中，关于两个不同部件是否处于彼此附近的信息具有重要性。例如，在许多应用中，重要的是了解到机器的盖子或门是否已经开启，或者机器部件是否处于正确位置。其中危险机器被定位的区域能够通过墙壁或者通过栅栏来围住，以及关于该区域是否被人进入的信息对于确定操作该机器是否安全可具有重要性。

接近开关通常用作位置检测器，其能够检测一个部件是否处于另一个部件附近。接近开关是一种装置，其包括两个部件，并且其检测两个部件相互接近的时间。非接触式接近开关是一种接近开关，其中两个部件无需相互接触以检测两个部件的接近。非接触式接近开关的示例是无线电操作接近开关，其中第一部件发送作为查询信号的无线电信号，其在接近第一部件时由第二部件来检测。第二部件则发送作为响应信号的无线电信号，其由第一部件来检测。因此能够检验两个部件的接近。第二部件有时称作致动部件。

US2012/152072 A1公开一种防止切割机的操作员意外地通过进料槽被带进机器的切割机构中的安全系统。通过为操作员提供安全装置、将传感器阵列安装在切割机的进料槽的相对侧上，安全装置的磁场能够在传感器阵列附近移动时引起传感器阵列中的电流。安全系统生成与所引起电流的总和成比例的信号。当信号超过阈值时，安全系统切断送往馈送机构和/或切割机的切割刀片的电力，从而防止对操作员的伤害。

本发明涉及改进的接近开关，机器安全系统的操作通过其将会是更有效的。

发明内容

本发明所涉及的问题是如何改进包括接近开关的机器安全系统的操作的效率。

一个实施例提供一种具有第一部件和第二部件的非接触式接近开关，其中第一部件布置成连接到复位电路，其包括指示灯和具有复位按钮的复位开关。第一部件和第二部件无需进行物理接触以便检测接近，并且通常没有在物理上彼此连接。第一部件包括用于机器安全的复位机构。复位机构包括信号发生器和信号检测器。信号发生器布置成依据要求复位的指示而生成信号，以便接通所述指示灯。信号检测器布置成检测所连接复位开关的状态与按压复位按钮的状态对应的时间。

通过提供包括复位机构的非接触式接近，非接触式接近开关能够以有效的方式配备有专用复位按钮。因此，当非接触式接近开关已经断开时，操作非接触式接近开关的人员能够直接在已经闭合非接触式接近开关之后快速执行复位操作。由此能够节省时间和工作量。

非接触式接近开关常常包括：壳体，其收容复位机构；以及接收器，用于接收来自第二部件的响应信号。

非接触式接近开关的第一部件通常包括第一I/O接口，其布置成连接到所述复位电路。在一个实施例中，复位机构布置成依据没有检测到来自第二部件的响应信号而：改变来自信号发生器的输出，使得所述第一I/O接口的输出处的信号发生变化；检测来自第二部件的再出现响应信号；以及检测复位操作，该检测包括在信号检测器中检测I/O接口的输入处的信号已经改变成与复位按钮被按压对应的信号。

在其中第一部件包括布置成连接到所述复位电路的第一I/O接口的一个实施例中；以及第一I/O接口的输出和输入共享公共物理连接点。信号发生器的输出和信号检测器的输入连接到所述公共连接点。由此实现非接触式接近开关上的I/O接口所需的空间减小。

在其中第一部件包括布置成连接到所述复位电路的第一I/O接口的一个实施例中，所述复位机构布置成依据没有检测到来自第二部件的响应信号而在第一I/O接口的输出处生成调制信号。

通过提供作为复位状态输出信号的调制信号，所连接复位电路的按下状态能够更易于与复位按钮没有被按压时的复位状态加以区分，因为能够分析信号的动态而不是信号的幅值(或者作为其补充)。调制复位状态输出也可能是有益的，以便降低I/O端子301处的错误信号被检测为复位操作的风险。

在一个实施例中，非接触式接近开关包括信号发生器，其布置成响应复位机构检测到再出现响应信号和所检测复位操作而在第二I/O接口处生成CLOSED信号。通常，这个信号发生器布置成只有当输入信号和响应信号均被接收时，才生成CLOSED信号，响应信号在预计时被接收或者稍后接收，所接收响应信号之后跟随所检测复位操作时。由此实现仅当接近开关以及该接近开关与其连接的任何其他接近开关闭合时，才将生成CLOSED信号。这个信号发生器和布置成生成信号以便开/关所连接复位电路的指示灯的信号发生器在需要时可实现为相同的物理发生器。

在一个实现中，复位机构至少部分通过至少一个处理器来实现。

在以下详细描述和所附权利要求书中陈述本发明的其他方面。

附图说明

图1是具有第一和第二部件的现有技术非接触式接近开关的图示。

图2是包含与配备有复位按钮的安全控制器连接的多个现有技术接近开关的机器安全控制系统的图示。

图3图示按照本发明的接近开关的实施例。

图4是图示操作接近开关的第一部件的方法的实施例的流程图。

图5是能够经由单个连接点来操作复位电路的接近开关的第一部件的实施例的图示。

图6是接近开关的第一部件的实施例的备选图示。

图7示出机器安全系统的实施例，其中按照本发明的多个非接触式接近开关连接到安全控制器。

具体实施方式

现有技术接近开关100的示例在图1中示出。接近开关100包括第一部件105和第二部件110，其没有在物理上彼此连接。第一部件105具有外部I/O接口115，经由其能够进行与安全控制器(未示出)和/或其他接近开关100的通信。图1的第一部件105还包括：发射器120，其布置成向第二部件110传送查询信号125；以及接收器130，其布置成接收由第二部件110所发送的响应信号135。第二部件110又包括：接收器140，其布置成接收由第一部件105所生成的查询信号125；以及发射器150，其布置成响应接收器140接收到查询信号125而传送响应信号135。

第一部件105布置成在I/O接口115处例如从安全控制器或者另一个接近开关100来接收输入信号153。输入信号153例如可能是来自另一个接近开关100、指示另一接近开关100闭合的CLOSED信号。第一部件105还布置成在I/O接口115输出CLOSED信号155。通常，第一部件105布置成只有当接收到提示生成CLOSED信号155的输入信号153并且响应信号135被第二部件110接收时，才输出CLOSED信号155。

接近开关100的第一部件在使用时固定到待监测装置的第一部件，而接近开关的第二部件固定到待监测装置的第二部件，其中所监测装置的第一部件相对所监测装置的第二部件是活动的。如先前所述，待监测装置例如可能是门、盖子或者活动机器部件。例如，当将要监测门时，第一部件能够固定在门柱上，而第二部件固定在门本身上。

当接近开关100的第一部件110没有接收来自第二部件110的任何响应信号135时，接近开关100在以下将被说成是处于断开状态。类似地，当第一部件105接收到响应信号135时，接近开关100将被说成是处于闭合状态。

当监测门或盖子的接近开关处于断开状态时，位于通过使用门或盖子所围住的区域内部的任何机器通常将停止。类似地，当监测机器部件的位置的接近开关检测到机器部件不在适当位置时，机器通常将停止。

在接近开关已经断开之后，对于不仅了解被监测装置再次处于适当位置、而且还了解人们已经确定重启由接近开关监测的任何机器、例如通过接近开关所监测的门所闭合的区域之内的机器将会是安全的常常具有重要性。在这类情况下，接近开关常常与复位电路相组合。复位电路用于当接近开关在停止之后再次处于闭合状态时检测关于使机器再次投入运行将会是安全的人工指示。复位电路通常包括指示灯和复位开关，其中复位开关配备有复位按钮。复位电路布置成当复位按钮被按压时生成指示，使得复位按钮的按下状态能够与复位按钮的正常(释放)状态加以区分。

包含复位电路200、安全控制器203和多个接近开关100₁至100_n的机器安全控制系统20的示例在图2中示出。在图2的设计中，多个接近开关100串联连接到一系列接近开关100中，其中两个端接近开关100₁和100_n还连接到安全控制器203。

复位开关200还连接到安全控制器203。图2的复位电路200仅作为示例给出，以及存在复位电路200的若干其他设计。

通常连接复位电路200，使得通过改变指示灯215的一个连接点处的电位，能够有选择地将电压应用于指示灯215，使得指示灯215能够接通，以指示需要按压复位按钮210。此外，通常连接复位电路200，使得当复位按钮210被按压时改变复位电路200的连接点处的电位，使得按下状态能够识别为这个连接点处的特定电位。当指示灯关断时，复位电路200被说成是处于正常状态，而当指示灯接通但是复位按钮210被释放时，复位电路200被说成是处于复位状态。当复位按钮210被按压时，复位电路200被说成是处于按下状态。

在图2的复位电路中，指示灯215的第一端和复位开关205的第一端连接到相同的电压源端子220，其可连接到电压U的电压源(未示出)，其中U可能是任何电位(包括地)。指示灯215的第二端连接到安全控制器203的连接点225；而复位开关205的第二端连接到安全控制器203的连接点230。通过在连接点225处应用电压源连接220处的相同电位U的信号，指示灯215将关断。通过在连接点225处应用与电压源连接220处的电位U不同的电位，指示灯225能够接通。

因此，在复位电路200的正常状态中，图2的输出225和电压源端子220通常将处于相同电位，使得灯215将关断。在复位状态(其将在连接到安全控制器203的接近开关100已经断开时被进入)，安全控制器203将输出225布置成不同电位，因此使指示灯215点亮，因此通知人员关于复位按钮210需要被推进。当推进图2的复位电路200的复位按钮210时，复位开关205将断开，并且输入230处的电位将从U转到另一个电位、通常为浮动电位。当释放复位按钮210时，输入230处的电位将转回到U。因此，安全控制器203因此能够检测到复位按钮210被推进。通常，复位按钮210的释放用作对安全控制器203的关于机器能够返回到其操作状态的指示。在图2的电路中，这对应于输入230处的电位到电位U的返回。

如上所述，存在复位电路200的许多设计，并且图2的复位电路只是示例。例如，复位开关210可具有如同图2中的常闭类型或者具有常开类型。电位U可能是地电位或者不同电位。在一个实施例中，可设计复位电路200，使得连接到指示灯215的连接点225和连接到复位开关的连接点230实现为相同物理连接点，如关于图5将进一步描述。

图2的安全控制器203布置成确定非接触式接近开关100₁至100_n的任一个是否处于断开状态，以及如果是的话，则停止由断开接近开关100所监测的任何危险机器。这种确定例如可通过检测预计CLOSED信号155的不存在来执行。此外，在确定接近开关100断开之后，安全控制器203布置成通过改变输出225处的电位来接通指示灯215；以及等待来自断开接近开关100的CLOSED信号155以及输入230处的所检测复位。安全控制器203布置成在接收CLOSED信号155之后依据在连接点230处接收复位信号而允许先前停止的机器的重启。因此，按压复位按钮的人为判定是使机器能够重启所需要的，因此降低事故的风险。

在图2的机器安全控制系统中，单个复位按钮210用于多个不同接近开关100的复位。不同接近开关200时常远离，并且人员必须行走接近开关100与复位按钮210之间相当的距离。预期一种更有效的机器安全控制系统。

按照本发明，提供一种具有集成复位功能性的非接触式接近开关。由此，能够为每个接近开关提供复位按钮。因此，复位按钮能够位于与接近开关所监测的机器相同的位置。这在包含多于传感器的机器安全系统中是极为有利的。因为复位操作能够与确保重启机器会是安全的同时来执行，以及将不需要因人员必须行走到复位按钮引起的延迟，所以机器安全系统操作人员将节省时间。

图3中，示出按照本发明的非接触式接近开关300的实施例。接近开关300包括第一部件305和第二部件310。第一部件305包括：发射器120，其布置成向第二部件310传送查询信号125；以及接收器130，其布置成接收第二部件310所发送的响应信号135。第二部件310又包括：接收器140，其布置成接收第一部件105所生成的查询信号125；以及发射器150，其布置成响应接收器140接收到查询信号125而传送响应信号135。第二部件310在需要时可按照与现有技术接近开关100的第二部件110相同的方式来实现。

接近开关300的第一部件305还具有第一I/O接口301，其布置成电连接到包括指示灯215和复位开关205的复位电路200。第一I/O接口301将称作复位接口301。复位电路200的示例在图2中示出。例如图2所示的一些复位电路设计要求I/O接口301包含两个连接点，而其他设计、例如以下关于图5所述的设计仅要求一个连接点。在又一些设计中，复位接口301是数据总线连接，如以下所述。仅为了说明目的，将根据包括用于分别到复位电路200的指示灯215和复位开关205的连接的独立连接端子303和304的I/O接口301进行以下描述。连接端子303将称作输出303，而连接端子304将称作输入304。

图3的第一部件305还具有第二I/O接口302，经由其能够进行与安全控制器和/或其他接近开关的通信。第二I/O接口302将称作通信接口302。

此外，第一部件305还包括复位机构320，其布置成操作复位电路200，复位电路200经由复位接口301连接到接近开关300。

复位机构320包括信号发生器325和信号检测器330。如以上关于图2所述，复位电路能够处于至少两种不同状态：当指示灯215关断时的正常状态以及当要求复位操作并且指示灯215接通时的复位状态。信号发生器325布置成在所连接复位电路200将要处于正常状态时在连接点303生成输出信号345，其没有使指示灯215点亮。这个输出信号345a是在指示灯215的另一端的电压连接220处所应用的电位的信号。这个信号将称作正常状态输出信号345a。此外，信号发生器325布置成当所连接复位电路200将要处于复位状态时在连接点303生成输出信号345，其与在指示灯115的另一端的电压连接220处的电位不同，以便接通所连接复位电路200的指示灯215，以便接通所连接复位电路200的指示灯215。将称作复位状态输出信号345b的这种信号例如可能是与正常状态电位有所不同的稳定电位(例如在-50 V至50 V的范围之内)、使连接点303处的电位在两个值(例如，均在-50 V至50 V的范围之内的两个值)之间交替的调制信号、用于在数据总线上传输的数字信号等。在一个示例中，指示灯215在另一端连接到24 V的电压源，以及复位状态输出信号345b为0 V。在另一个实施例中，复位状态输出信号是在0 V与24 V之间进行的调制信号，而指示灯215在另一端连接到0 V的电压源。电压电平仅作为示例给出，以及可使用任何电压电平。

信号检测器330布置成检测复位操作。这通常涉及检测输入304处的电位是否改变成当复位按钮210被按压时预计的值，以及电位对超过预定时间段的时间是否保持在这种预计值。在一些实现中，输入304处的电位返回到当复位按钮210被释放时预计的值也是使信号检测器330检测复位操作所需要的。

接近开关300常常形成机器安全系统20的一部分。接近开关300布置成经由通信接口302与机器安全系统的其他部件、例如与其他接近开关300、与其他类型的传感器和/或与安全控制器进行通信。接近开关300通常布置成经由通信接口302来接收提示生成CLOSED信号155的输入信号153。输入信号153例如可能是来自另一个接近开关300、指示另一接近开关处于闭合状态的信号，或者是来自安全控制器203的信号。接近开关通常还布置成当已经满足某些标准时在通信接口302的输出来生成输出CLOSED信号155：为了生成CLOSED信号，提示生成CLOSED信号的输入信号153通常将在预计时间点首先必须被接收。此外，响应信号135将必须在预计时间点被接收，或者如果响应信号135没有在预计时间点被接收而是在后来的时间点被接收，则将必须在所述后来的时间点之后检测复位。

因此，图3的接近开关300的复位机构320布置成当输入信号153被接收以及响应信号135在预计时被接收或者稍后接收时，在通信接口302生成CLOSED信号155，所接收响应信号135之后跟随所检测复位操作。

CLOSED信号155的生成可如同图3中那样由信号发生器325(其布置成在连接点302生成信号)或者由单独信号发生器(参见图6)来执行。

I/O接口302的输出例如可能是对其应用预定电位以生成CLOSED信号355的电压端子或者是对其应用携带表示CLOSED信号355的信息的数字信号的数据总线连接。

第一部件305的不同功能在图3中示为在物理上包含于相同的壳体355中，因此使接近开关的安装所需的电缆量为最少，以及降低错误安装的风险。

图4是示意图示接近开关300的第一部件305的实施例的操作的流程图。为了说明目的，将根据具有包含第一连接点303(其与指示灯215电连接)和第二连接点304(其电连接到复位开关205)的复位接口301的接近开关进行以下描述。

在步骤400处，接近开关接通。在步骤405处，在连接点303处生成信号，以便接通所连接复位电路200的指示灯215。如上所述，信号例如可能是与连接点303的正常状态电位不同的电位，以便对所连接复位电路200的指示灯215生成电压降，因此接通指示灯215。在步骤410处，则检查响应信号是否由第一部件305从第二部件310来接收。如果不是的话，则再进入步骤410。当已经接收响应信号135时，进入步骤415，其中等待复位操作。如果在预定时间段之内没有检测到复位，则能够再进入步骤410，如图4所示，以便确保接近开关300在等待复位操作的同时尚未断开。

通常，复位操作通过在至少预定时间段期间按压所连接复位电路的复位按钮210来执行。连接到接近开关300的复位按钮210的按压将引起连接点304处的电位的变化。在一个实现中，当连接点304处的电位对于预定时间段或更长的持续时间处于复位按钮210被按压时预计的值时，将检测复位操作。在另一个实现中，当连接点304处的电位在对于预定时间段或更长的时间处于复位按钮210被按压时预计的值之后返回到其正常状态值时，将检测复位操作。预定时间段通常选择成对应于复位按钮110的正常按压的持续时间，例如在10ms-1 s的范围之内。

在步骤415中检测到复位操作时，则进入步骤420，其中指示灯125关断。这通常包含使连接点303处的电位返回到连接点303的正常状态电位，但是备选地根据实现而是可涉及发送数字信号，其内容表示关断指示灯215的指令。

然后进入步骤425，其中检查提示信号153是否由接近开关300在通信接口302已经接收，这种提示信号153指示例如接近开关300与其连接的任何其他传感器处于正常状态或者安全控制器203正等待CLOSED信号155。如果接收到这种提示信号153，则进入步骤430，其中CLOSED信号155在通信接口302处来输出。CLOSED信号155将对接收器指示操作接近开关400所监测的机器是安全的。

接近开关300的第一部件305还布置成在图4的方法被运行的同时向第二部件310周期地发送查询信号125。第一部件305的发射器120通常布置成以例如可能位于1 ms-10ms的范围中的周期、例如每隔5或10 ms(这取决于应用)周期地发送查询信号125。因此，在与生成查询信号125相同的频率来预计响应信号135。在步骤430中生成了CLOSED信号155时，进入步骤435，其中检查是否在预计时间点从第二部件接收到响应信号135。如果是的话，则再进入步骤425。但是，如果在预计时间点没有接收到响应信号，则再进入步骤405。因此，在除了从查询信号135的周期传输所预计的时间之外的任何其他时间接收的响应信号135将使第一部件305进入图4的步骤405。

如果在步骤425中没有接收到提示信号，则在步骤425之后直接进入步骤435，而没有生成任何CLOSED信号155。通过在没有接收到提示信号时进入步骤435，确保将会检测接近开关300在等待提示信号153的同时是否断开。

图4的流程图可按照许多方式来改变。例如，步骤410可在步骤405之前执行。如果通信接口302没有连接到接近开关应当等待来自其中的提示信号153的任何其他传感器，则步骤425可省略。另一个步骤例如可引入步骤410与415之间，其中使指示灯215闪烁，以引起人员注意，使得他们将知道接近开关已经再进入闭合状态并且要求复位操作。

根据需要，如果在某个时间段之后在步骤420没有检测到复位，则可在通信接口302的输出来生成指示响应信号135的不存在的信号。但是，在机器安全系统的许多实现中，CLOSED信号155的不存在将使安全控制器203发起机器停止，并且不要求指示这种不存在的信号。

如上所述，接近开关300的第一部件305可布置成经由具有单个连接点的复位接口301、即连接点303和304重合的I/O接口301来操作复位电路。下面关于图5给出能够由接近开关300的这种实施例来操作的复位电路200的示例。在电路200经由另一个控制电路连接到I/O接口301的又一个实现中，在步骤405和420中的I/O接口301处所生成的信号可能是数字信号，其内容能够由所述控制电路解释为分别接通或关断指示灯215的指示。

图5图示接近开关300的第一部件305连接到复位电路200的a的实施例，其中指示灯215和复位开关布置成连接到相同的连接点：指示灯215的第一端连接到复位开关210的第一端，以及两者均可连接到接近开关300的I/O接口301。指示灯215的另一端经由电压源端子220a连接到电压Ua的电压源，而复位开关210的另一端经由电压源端子220b连接到电压Ub的电压源。这个实施例中的复位开关205是常开开关，其将在复位按钮210被按压时闭合。电压源Ua和Ub可能是相同或不同的电压源。

因此，在布置成连接到图5的复位电路200的接近开关300的一实施例中，I/O接口301能够是单个连接点。为了提供接通指示灯215的可能性以及检测复位操作的可能性，信号发生器325的输出以及信号检测器330的输入均连接到I/O接口301的信号连接点。信号检测器330又布置成检测与连接点301处的电位对应的信号350。信号发生器时常是限流信号发生器。在许多实现中并且还当输出信号发生器连接到复位开关205时，这是实用的。

在图5的接近开关300的一个实施例中，信号发生器325布置成生成作为复位状态输出信号345b的调制信号。通过提供作为复位状态输出信号345b的调制信号，所连接复位电路200的按下状态能够更易于与复位按钮没有被按压时的复位状态加以区分：在按下状态中，与单点接口301处的电位对应的输入信号350将取在连接点220b处所连接的电压源Ub的电位(其通常是DC电位)的值。另一方面，在复位按钮210没有被按压时的复位状态中，输入信号将是调制信号。因此，为了区分复位状态中的复位按钮210的按下状态与释放状态，能够分析信号的动态而不是信号的幅值(或者作为其补充)。在一个实现中，调制信号的调制频率超过闪光融合频率，以便使人类观察者将指示灯215感受为稳定的。在这个实现中，调制频率例如可超过50 Hz。

调制复位状态输出信号222b的调制可以是任何种类的调制，例如方波信号、另一个PWM信号或锯齿信号。在一个实现中，调制信号的值其中之一具有与复位开关205的另一端与其连接的DC电位相同的电位。当复位按钮210处于释放状态时，输入信号350将呈现周期时隙，在其期间，电位与这个DC电位有所不同。当复位按钮210被按压时，输入信号350而是将对应于这个DC电位。

调制复位状态输出信号345b也可能是有益的，以便降低I/O端子301处的错误信号被检测为复位操作的风险。错误信号例如可能通过信号发生器325中的故障来引起。由于来自信号发生器325的这种错误信号具有与调制复位状态输出信号345b相同的特性的机会很小，所以I/O端子301处近似为复位按钮301被推进时预计的值的恒定电位能够更易于被假设为复位按钮210的按下的结果。

在复位状态输出信号345b是调制信号的这个实施例中，其中接通指示灯215的图4的步骤405包括在连接点301处生成调制信号。其中检测复位的步骤415包括检测连接点301处的电位是否从调制信号改变成稳态信号，稳态信号持续至少预定时间段。如上所述，在一些实现中，信号检测器330仅当连接点301处的信号返回到调制信号时才检测复位操作。

图6中，示出示意图示接近开关300的第一部件305的实施例的备选方式。图6示出第一部件305包括处理部件600，其连接到采取存储器形式的计算机程序产品605，以及连接到发射器120、接收器130、信号发生器325、信号检测器330和第二信号发生器610。第二信号发生器610用于生成OK信号355，并且为了说明目的而示为与信号发生器325分开。但是，信号发生器610和信号发生器325在需要时可由相同的信号发生器在物理上实现。

存储器605包括存储计算机程序的计算机可读代码部件，计算机程序在由处理部件600运行时使接近开关300的第一部件305执行操作接近开关300的第一部件305的方法。这种方法的一部分的实施例在图4中示出。换言之，在这个实施例中，接近开关300可借助于存储器605中存储的计算机程序的对应程序模块来实现。

通过存储器605中存储的软件的运行，处理部件600布置成运行接近开关300的第一部件305的操作：处理部件600布置成从接收器130接收信号617，信号617指示已经接收响应信号135。处理部件还布置成检查指示响应信号135的接收的信号617是否在预计时被接收(参见图4的步骤410和435)。响应预计信号617的不存在，图6的处理部件600布置成经由信号620来指令信号发生器325将I/O接口301处的信号505从正常状态输出信号345a改变成复位状态输出信号345b，其将使所连接指示灯215接通(参见图4的步骤405)。同时，信号检测器330监测I/O接口301处的电位，以检查电位是否按照已经执行复位操作时预计的方式发生变化(参见图4的步骤415)。信号检测器330布置成响应检测到复位操作而向处理部件600发送指示已经执行复位操作的信号625。响应接收指示已执行复位操作的信号625，处理部件600布置成经由信号635来指令信号发生器325在I/O端子301应用正常状态输出信号345a，使得指示灯215关断(参见图4的步骤420)。根据需要，信号635和信号620可使用相同物理连接。

处理部件还布置成接收提示信号153(参见图4的步骤425)，并且在提示信号153已被接收以及响应信号135在预计时已被接收或者稍后接收时，指令信号发生器610输出CLOSED信号155，所接收响应信号135之后跟随所检测复位操作。

在图6所示的第一部件305的实施例中，发射器120布置成当接近开关300接通时以常规间隔传送查询信号125。在另一个实现中，处理部件600布置成指令发射器120以周期间隔传送查询信号125。

图6中，信号发生器325和610以及信号检测器330示为与处理部件600分开的实体。但是，在备选实现中，信号发生器325、620和/或信号检测器330的至少部分形成处理部件的一部分。

处理部件600可能是一个或多个处理器。在一个实施例中，采用两个或更多处理器用于冗余目的。类似地，两个或更多信号检测器330和/或两个或更多信号发生器325/610可用于冗余目的。此外，可采用两个或更多通信I/O接口302用于冗余目的，连接到相同或不同处理器。计算机程序产品605可以是任何类型的非易失性计算机可读部件，例如硬盘驱动器、闪速存储器、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、DVD光盘、CD光盘、USB存储器等。

在另一个实施例中，复位机构320仅通过采取电子组件形式的硬件来实现。

图7示意图示机器安全系统20，其中多个发明的非接触式接近开关300₁至300_n串联连接到安全控制器203。通过将复位机构320包含在接近开关300中，每个接近开关300能够配备有其自己的复位按钮210。根据需要，安全控制器203能够连接到具有复位机构320的接近开关300以及连接到现有技术接近开关100和没有复位机构的其他传感器。为了迎合没有复位机构的传感器，安全控制器203则可配备有复位机构，并且连接到复位电路。但是，如果连接到安全控制器203的所有传感器都具有其自己的复位机构，则安全控制器203无需配备有复位功能。

在图7所示机器安全系统20的实施例中，接近开关300₁至300_n串联连接。在另一个实现中，比如例如在一种类型的气锁中，接近开关300₁至300_n并联连接到安全控制器203。在又一个实现中，机器安全系统20简单地由独立接近开关300(其布置成监测被监测装置的两个部件是否相互接近)来组成。

在图3和图5所示的本发明的实施例中，复位电路200是接近开关300外部的。但是，根据需要，复位电路200可在物理上连同接近开关300的第一部件305一起例如在相同壳体中实现，使得指示灯215和复位按钮210将在物理上位于接近开关300的第一部件305的外壁处。

非接触式接近开关300通常还包括用于电源的连接的连接。

根据其中通过查询和响应信号的传输来检测接近的接近开关进行了以上描述。发射器120和150例如可能是无线电发射器或者布置成传送其他类型的信号、例如红外光信号或微波信号的发射器。类似地，接收器140和130可能是无线电接收器、红外光接收器、微波接收器等。此外，在图3和图6中，发射器120示为在物理上与接收器130分开，并且发射器150类似地示为在物理上与接收器140分开。但是，根据需要，发射器120和接收器130可实现为收发器，和/或发射器150和接收的140可实现为收发器。

本发明也可适用于其中通过其他方式、例如通过第二部件310中的磁性元件和第一部件305中的磁场传感器来检测接近的接近开关。磁场传感器的示例包含REED接触件和霍耳元件。在接近开关300的这类实现中，第二部件310和第一部件305均无需包含发射器。代替接收器，第一部件305能够包含磁场传感器，其通常在检测对第二部件的接近时生成响应信号。在一个实现中，这种响应信号以周期间隔来生成。

虽然在所附权利要求书中陈述本发明的各种方面，但是本发明的其他方面包含以上描述和/或所附权利要求书中提出的任何特征的组合，而不只是所附权利要求书中明确陈述的组合。

本领域的技术人员将会理解，本文所提出的技术并不局限于附图和前面详细描述中公开的实施例，其只是为了说明目的而提出，本发明而是能够按照多种不同方式来实现，并且由以下权利要求书来限定。

Claims

1.一种具有第一部件(305)和第二部件(310)的非接触式接近开关(300)，其中

所述第一部件(305)布置成连接到包括指示灯(215)和具有复位按钮(210)的复位开关(205)的复位电路(200)；

所述第一部件包括用于机器安全的复位机构(320)；

所述复位机构包括信号发生器(325)和信号检测器(330)；以及

信号检测器布置成检测所连接复位开关的状态与所述复位按钮被按压的状态对应的时间，所述非接触式接近开关的特征在于

所述第一部件还包括布置成连接到所述复位电路(200)的第一I/O接口(301)；

所述复位机构(320)布置成依据没有检测到来自所述第二部件的响应信号而在所述第一I/O接口的输出处生成调制信号；以及

所述信号发生器布置成依据要求复位的指示而生成信号(345b)，以便接通所述指示灯。

2.如权利要求1所述的非接触式接近开关，

所述复位机构(320)布置成依据没有检测到来自所述第二部件的响应信号而：

改变(405)来自所述信号发生器的输出，使得所述第一I/O接口的输出(303)处的信号发生变化；

检测(410)来自所述第二部件的再出现响应信号；

检测(415)复位操作，所述检测包括在所述信号检测器中检测所述I/O接口的输入(304)处的信号已经改变成与所述复位按钮被按压对应的信号。

3.如权利要求1所述的非接触式接近开关，其中

所述信号检测器布置成当在所述I/O接口的输入(304)处的电位已经改变成与所述复位按钮被按压对应的电位时检测复位操作。

4.如权利要求2所述的非接触式接近开关，其中

5.如权利要求1-4中的任一项所述的非接触式接近开关，其中

所述第一I/O接口的所述输出和输入被提供有单个连接点；

所述信号发生器的输出连接到所述单个连接点；

以及所述信号检测器的输入连接到所述单个连接点。

6.如权利要求1-4中的任一项所述的非接触式接近开关，

其中，所述复位机构至少部分通过处理器(600)来实现，所述处理器布置成：

检测(435)来自所述第二部件的预计响应信号的不存在；

指令(405)所述信号发生器生成信号(345b)，以便接通所述指示灯；

检测(410)再出现响应信号；以及

检测(415)复位操作。

7.如权利要求6所述的非接触式接近开关，其中，所述至少一个处理器布置成通过下列步骤来执行复位操作的检测

接收指示所述第一I/O接口的输入处的电位的信号(345a；345b)；

如果连接到所述非接触式接近开关的所述复位电路的所述复位按钮被按压，则将所述信号与所述输入处所预计的电位进行比较；以及

如果所述信号表示所述预计电位，则

检查所述输入处的所述预计电位的持续时间是否超过预定时间段；以及

经由指示所述输入处的所述电位的所述信号来检测所述电位已经返回到在所述复位按钮已被释放时所预计的电位。

8.如权利要求1-4中的任一项所述的非接触式接近开关，还包括

信号发生器(610，325)，布置成响应所述复位机构已检测到再出现响应信号和所检测复位操作而在第二I/O接口(302)处生成CLOSED信号(355)。

9.如权利要求8所述的非接触式接近开关，其中

布置成生成CLOSED信号的所述信号发生器布置成只有当输入信号(153)和响应信号(135)均已被接收时，才生成CLOSED信号，所述响应信号在预计时已被接收或者稍后接收，所述接收的响应信号之后跟随所检测复位操作。

10.如权利要求8所述的非接触式接近开关，其中

布置成输出CLOSED信号的所述输出(302)是布置成连接到数据总线的数据端口；以及

所述数据端口与其连接的所述信号发生器布置成生成作为数字信号的所述CLOSED信号。

11.如权利要求9所述的非接触式接近开关，其中

12.如权利要求1-4中的任一项所述的非接触式接近开关，还包括壳体(355)，其中所述壳体收容：

所述复位机构；以及

接收器(130)，用于接收来自所述第二部件的响应信号(135)。

13.一种机器安全系统(20)，包括安全控制器(703)以及至少两个如以上权利要求中的任一项所述的非接触式接近开关。

14.如权利要求13所述的机器安全系统，包括安全控制器(703)以及至少两个如权利要求8所述的非接触式接近开关，其中

所述至少两个非接触式接近开关的至少两个经由所述第二I/O接口连接到安全控制器(703)，其中所述第二I/O接口连接到布置成生成CLOSED信号的所述信号发生器。

15.如权利要求13所述的机器安全系统，包括安全控制器(703)以及至少两个如权利要求9-11中的任一项所述的非接触式接近开关，其中