-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsschaltgerät zum Ein-
und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers abhängig von
einem Schaltereignis eines Sicherheitsgebers, mit einer Auswerte-
und Steuereinheit und zumindest einem Schaltelement das von der
Auswerte- und Steuereinheit gesteuert wird. Die Erfindung betrifft
ferner eine Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung
zum ein- und sicheren Ausschalten eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher.
-
Sicherheitsschaltgeräte der vorgenannten Art
sind allgemein bekannt. So bietet die Anmelderin bspw. Sicherheitsschaltgeräte in unterschiedlichen Varianten
unter dem eingetragenen Namen "PNOZ" an. Aus der
DE 197 36 183 C1 ist
bspw. ein Sicherheitsschaltgerät
bekannt. Die nachveröffentlichte
Anmeldung
DE 100 37
383 A1 der Anmelderin betrifft ebenfalls ein Sicherheitsschaltgerät zum sicheren Abschalten
eines elektrischen Verbrauchers. Das Sicherheitsschaltgerät umfasst
eine Meldeeinheit, die abhängig
von einem Schaltereignis ein Signal erzeugt, das von einer Steuereinheit
außerhalb
des Sicherheitsschaltgeräts
zur Steuerung eines Motors verarbeitet wird. Das Sicherheitsschaltgerät selbst weist
verschiedene Klemmen auf, an denen bspw. ein Not-Aus-Taster angeschlossen
werden kann.
-
In
der nachveröffentlichten
Anmeldung
DE 100 11
211 A1 der Anmelderin ist ein weiteres Sicherheitsschaltgerät angegeben,
das über
zwei Schaltelemente verfügt.
Die beiden Schaltelemente erzeugen (bei Fehlerfreiheit) zwei identische
Signale, die an zwei Klemmen anliegen.
-
Derartige
Sicherheitsschaltgeräte
werden vor allem im industriellen Bereich verwendet, um elektrisch
angetriebene Maschinen, wie bspw. eine Presse oder ein Fräswerkzeug,
ein- und sicher auszuschalten. Sie dienen insbesondere in Verbindung mit
einem mechanisch betätigbaren
Sicherheitsgeber, bspw. einem Not-Aus-Taster, dazu, die Maschine in
einer Notfallsituation schnell und sicher abzuschalten. Hierzu wird
die Stromversorgung der abzuschaltenden Maschine über Arbeitskontakte
von elektromechanischen Schaltelementen geführt. Sobald auch nur eines
der beiden Schaltelemente seine Arbeitskontakte öffnet, wird die Stromzuführung der Maschine
unterbrochen.
-
Dem
Sicherheitsschaltgerät
kommt somit die Aufgabe zu, das von dem Sicherheitsgeber erzeugte Schaltereignis
sicher auszuwerten und davon abhängig
elektronische bzw. elektromechanischeSchaltelemente zu betätigen, die
die Stromversorgung der Maschine dann abschalten.
-
Neben
dem erwähnten
Not-Aus-Schalter werden eine Vielzahl von anderen Sicherheitsgebern eingesetzt,
bspw. Schutztürschalter,
Lichtschutzzäune
etc.
-
Umfaßt eine
größere Anlage
mehrere jeweils über
einen Not-Aus-Schalter abschaltbare Maschinen, so ist es aus Sicherheitsgründen häufig notwendig,
daß mit
der Betätigung
eines Not-Aus-Schalters alle Maschinen der Anlage zum Stillstand
gebracht werden, d.h. sicher abgeschaltet werden. Es besteht also
die Forderung nach einem maschinenübergreifenden Not-Aus-Schalter.
-
Diese
Funktion hat man bisher durch eine entsprechende Verdrahtung der
Sicherheitsgeber, also bspw. der Not-Aus-Schalter der einzelnen
Sicherheitsgeräte
bewerk stelligt. Ein Beispiel einer solchen Verdrahtung ist bspw.
in dem Buch Maschinensicherheit, Winfried Gräf, Hüthig Buchverlag Heidelberg,
1997, Seiten 148 ff., dargestellt. Obgleich sich diese Anordnung
und Verdrahtung der Sicherheitsschaltgeräte in der Praxis bewährt hat,
besteht dennoch der Wunsch, Sicherheitsschaltgeräte zu schaffen, die eine einfachere
Koppelung miteinander zur Erzielung der oben genannten Funktion
ermöglichen. Insbesondere
soll eine solche aus mehreren Sicherheitsschaltgeräten bestehende
Anordnung nicht auf eine bestimmte maximale Anzahl an Sicherheitsschaltgeräten, die
miteinander koppelbar sind, beschränkt sein.
-
Vor
diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, das Sicherheitsschaltgerät
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es eine einfache Koppelung
mit weiteren Sicherheitsschaltgeräten zuläßt.
-
Diese
Aufgabe wird bei dem Sicherheitsschaltgerät der eingangs genannten Art
dadurch gelöst,
daß ein
Koppelsignal-Eingang und ein Koppelsignal-Ausgang vorgesehen sind,
die jeweils mit einer Koppelsignal-Steuervorrichtung verbunden sind,
wobei die Koppelsignal-Steuervorrichtung ein Koppelsignal erzeugt
und dem Koppelsignal-Ausgang zuführt, wenn
ein Schaltereignis eintritt, und ein ein Schaltereignis simulierendes
Signal der Auswerte- und Steuereinheit zuführt, wenn ein Koppelsignal
von einem anderen Sicherheitsschaltgerät dem Koppelsignal-Eingang
zugeführt
wird. D.h. mit anderen Worten, daß einerseits die Information über das
Eintreten eines Schaltereignisses am Koppelsignal-Ausgang als Koppelsignal
abgreifbar ist. Andererseits löst
ein dem Koppelsignal-Eingang des Sicherheitsschaltgeräts von außen, bspw.
von einem anderen Sicherheitsschaltgerät, zugeführtes Koppelsignal ein Schaltereignis
aus, obgleich der dem Sicherheitsschaltgerät zugeordnete Sicherheitsgeber
nicht betätigt
wurde.
-
Im
Gegensatz zu dem bisherigen Lösungsansatz,
die Sicherheitsgeber der einzelnen Sicherheitsgeräte miteinander
auf bestimmte Art und Weise zu koppeln, bspw. über die Ausgangskontakte der
Sicherheitsschaltgeräte,
hat der Erfinder herausgefunden, daß das Bereitstellen eines Koppelsignal-Eingangs
und eines Koppelsignal-Ausgangs, über die ein Koppelsignal zu
und von einem weiteren Sicherheitsschaltgerät über tragbar bzw. empfangbar
ist, eine sehr viel einfachere und skalierbare Koppelung von Sicherheitsschaltgeräten möglich macht.
-
Um
ein maschinenübergreifendes
Abschalten der Schaltelemente herbeizuführen und damit alle Maschinen
einer Anlage sicher abzuschalten, wird ein Koppelsignal von einem
Sicherheitsschaltgerät
erzeugt und an ein weiteres Sicherheitsschaltgerät übertragen. Dort wird dieses
Koppelsignal über den
Koppelsignal-Eingang aufgenommen und quasi als Simulation eines
Schaltereignisses des eigenen Sicherheitsgebers betrachtet, um das
Schaltelement abzuschalten. Daraufhin wird wiederum ein Koppelsignal
erzeugt und zu dem nächsten
Sicherheitsschaltgerät übertragen.
Dieser Vorgang setzt sich solange fort, bis alle Sicherheitsschaltgeräte sicher
abgeschaltet haben.
-
Es
zeigt sich daraus, daß die
Koppelung einzelner Sicherheitsschaltgeräte sehr einfach und damit kostengünstig durchführbar ist.
Lediglich ein Leitungspaar ist als Verbindung zu einem vorgeordneten
und einem nachgeordneten Sicherheitsschaltgerät erforderlich.
-
Bevorzugt
ist der Koppelsignal-Eingang galvanisch getrennt, wobei eine solche
galvanische Trennung vorzugsweise über einen Optokoppler erfolgt.
-
In
einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Mittel vorgesehen, das
dem dem Koppelsignal-Ausgang zugeführten Koppelsignal ein Informationssignal
aufprägt,
vorzugsweise aufmoduliert.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, daß sich durch
das Aufprägen
eines solchen Informationssignals bspw. dasjenige Sicherheitsschaltgerät innerhalb
einer Anordnung auffinden läßt, dessen
Sicherheitsgeber betätigt
und nicht wieder freigegeben wurde. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Wiederinbetriebnahme
einer Anlage.
-
Die
erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräte werden
zum Ein- und sicheren Ausschalten eines oder mehrerer Verbraucher
so miteinander verbunden, daß der
Koppelsignal-Ausgang eines Sicherheitsschaltgeräts mit dem Koppelsignal-Eingang des
nächsten
Sicherheitsschaltgeräts
verbunden ist. Vorzugsweise bildet die Verbindung zwischen einem Koppelsignal-Ausgang
eines Sicherheitsschaltgeräts und
einem Koppelsignal-Eingang des nächsten
Sicherheitsschaltgeräts
eine Stromschleife.
-
Es
ist weiterhin bevorzugt, die Verbindung des Sicherheitsschaltgeräts so auszugestalten,
daß sich
eine Ringanordnung ergibt.
-
Selbstverständlich ist
es auch denkbar, die Verbindung des Sicherheitsschaltgeräts so auszugestalten,
daß sich
eine Reihenanordnung ergibt, wobei der Koppelsignal-Ausgang des letzten
Sicherheitsschaltgeräts
in der Reihenanordnung ohne Verbindung mit einem Koppelsignal-Eingang
ist. Bevorzugt ist bei dem ersten Sicherheitsschaltgerät der Reihenanordnung
der Koppelsignal-Eingang mit dem eigenen Koppelsignal-Ausgang verbunden.
-
Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
-
Es
versteht sich, daß die
vorstehend genannten und die nach-stehend noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigen:
-
1 ein
schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräts;
-
2 ein
schematisches Blockdiagramm einer Anordnung von drei erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräten; und
-
3 ein
schematisches Blockdiagramm einer weiteren Anordnung aus erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräten.
-
In 1 ist
in schematischer Darstellung ein Sicherheitsschaltgerät gezeigt
und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Das Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt eine
schematisch angedeutete sichere Auswerte- und Steuereinheit 12.
Diese Auswerte- und Steuereinheit 12 ist aus bekannten
Bauelementen aufgebaut, wie sie auch in den vorgenannten Sicherheitsschaltgeräten "PNOZ" der Anmelderin verwendet
werden. Die Aufgabe dieser Auswerte- und Steuereinheit besteht insbesondere
darin, von Sicherheitsgebern zugeführte Schaltsignale sicher auszuwerten
und entsprechende Ausgangssignale zu erzeugen.
-
Die
Auswerte- und Steuereinheit 12 kann bspw. zweikanalig aufgebaut
sein, wobei selbstverständlich
auch andere Ausgestaltungen möglich sind.
Zur näheren
Erläuterung
einer solchen Auswerte- und Steuereinheit 12 wird bspw.
auf das Buch "Maschinensicherheit", Winfried Gräf, Hüthig Verlag, 1997,
Bezug genommen.
-
Das
Sicherheitsschaltgerät 12 umfaßt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zwei Schaltelemente 14, 16, die von der Auswerte- und Steuereinheit 12 entsprechende
Steuersignale erhalten.
-
Bei
den beiden Schaltelementen 14, 16 kann es sich
bspw. um Relais oder Schütze
handeln, die entsprechende Kontakte 18, 20 öffnen oder
schließen.
-
Die
Kontakte 18, 20 liegen in den Energieversorgungsleitungen 22 eines
Aktuators 24, bei dem es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel
um einen Elektromotor handelt. Der Elektromotor 24 wird somit
nur dann mit Energie versorgt, wenn die Kontakte 18, 20 geschlossen
sind.
-
In 1 ist
des weiteren ein Sicherheitsgeber dargestellt und mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt
es sich bei dem Sicherheitsgeber 30 um einen Not-Aus-Schalter.
In bekannter Art und Weise ist dieser Not-Aus-Schalter 30 mit
Eingangsklemmen 32 des Sicherheitsschaltgeräts 10 verbunden.
Diese Eingangsklemmen 32 sind mit der Auswerte- und Steuereinheit 12 verbunden,
um ein Betätigen
des Not-Aus-Schalters 30 erkennen zu können. Üblicherweise wird über den
Not-Aus-Schalter 30 zwischen jeweils zwei Eingangsklemmen 32 ein
Stromkreis gebildet, der durch Betätigen des Not-Aus-Schalters 30 unterbrochen
wird.
-
Zum
Rücksetzen
und Starten des Sicherheitsschaltgeräts 10 ist ein Startschalter 34 vorgesehen,
der mit Eingangsklemmen 36 des Sicherheitsschaltgeräts 10 verbunden
ist.
-
Das
Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt des weiteren
zwei Eingangsklemmen 38, die der Zuführung elektrischer Energie
dienen.
-
Die
Funktion eines derartigen Sicherheitsschaltgeräts 10 ist bekannt,
und soll aus diesem Grund nicht näher erläutert werden. Grundsätzlich soll
das Sicherheitsschaltgerät 10 bei
Eintreten eines Schaltereignisses des Sicherheitsgebers, bspw. durch
Betätigen
eines Not-Aus-Schalters, dieses Schaltereignis sicher auswerten
und entsprechend die Schaltelemente 14, 16 ansteuern,
um die Kontakte 18, 20 zu öffnen und damit den Elektromotor 24 zum
Stillstand zu bringen.
-
Das
in 1 gezeigte Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt eine
Koppelvorrichtung 40, die einerseits mit der Auswerte-
und Steuereinheit 12 und andererseits mit zwei Eingangsklemmen 42a und 42b und zwei
Ausgangsklemmen 44a und 44b verbunden ist.
-
Die
Koppelvorrichtung 40 weist einen Optokoppler 46 und
eine Steuerung 48 auf. Der Optokoppler 46 enthält bekanntermaßen eine
lichterzeugende LED und einen Phototransistor zur Erfassung des
abgestrahlten Lichts, wobei auf diese Weise eine galvanische Trennung
zwischen zwei Stromkreisen ermöglicht
wird. Die Eingangsseite des Optokopplers 46, d.h. die LED,
ist mit den beiden Eingangsklemmen 42a, 42b des
Sicherheitsschaltgeräts 10 verbunden.
Die Ausgangsseite des Optokopplers 46, d.h. der Phototransistor,
ist mit der Steuerung 48 verbunden. Die beiden Ausgangsklemmen 44a, 44b sind
direkt mit der Steuerung 48 verbunden.
-
Die
Funktion der Steuerung 48 besteht darin, die Ausgangsklemmen 44a, 44b abhängig vom Schaltzustand
des Sicherheitsgebers 30 und des Signals an den Eingangsklemmen 42a, 42b mit
einem Koppelsignal zu beaufschlagen. So liegt bspw. zwischen den
Ausgangsklemmen 44b und 44a eine Spannung (in 1 mit "+" und "-" gekennzeichnet), wenn
der Sicherheitsgeber 30 nicht betätigt ist und die Eingangsklemmen 42a, 42b bestromt
sind. Bei Eintreten eines Schaltereignisses, d.h. bei Betätigen des
Sicherheitsgebers 30 zum Herbeiführen des sicheren Zustands,
verändert
sich das Koppelsignal an den Ausgangsklemmen 44b, 44a entsprechend, bspw.
auf eine Spannung von 0 Volt.
-
Die
Steuerung 48 erhält
diese Information zur Erzeugung eines entsprechenden Koppelsignals über die
Auswerte- und Steuereinheit 12, was durch eine Verbindung 49 angedeutet
ist. Es ver steht sich, daß diese
Verbindung 49 aus mehr als nur einer Leitung bestehen kann.
-
Eine
weitere Aufgabe der Steuerung 48 besteht darin, das von
dem Phototransistor des Optokopplers 46 gelieferte Signal
auszuwerten und abhängig
davon ein Steuersignal an die Auswerte- und Steuereinheit 12 zu übermitteln.
Erkennt die Steuerung 48 bspw. einen Abfall der an den
Eingangsklemmen 42a, 42b anliegenden Spannung
von einem ersten Wert auf einen zweiten niedereren Wert, bspw. 0 Volt,
sorgt das erzeugte Steuersignal dafür, daß die Auswerte- und Steuereinheit 12 die
Schaltelemente 14, 16 ansteuert, um die Kontakte 18, 20 zu öffnen und
damit den Motor 24 abzuschalten. Das Steuersignal der Steuerung 48 wird
somit quasi als Schaltereignis eines Sicherheitsgebers gewertet.
-
Gleichzeitig
mit der Erzeugung eines Steuersignals für die Auswerte- und Steuereinheit 12 wird die
an den Ausgangsklemmen 44b, 44a anliegende Spannung
von der Steuerung 48 auf den niederen Wert geschaltet.
-
Mit
Hilfe dieser Koppelvorrichtung 40 lassen sich – wie nachfolgend
detailliert beschrieben – mehrere
Sicherheitsschaltgeräte 10 miteinander
verbinden, um bspw. ein maschinenübergreifendes Schaltereignis
zu realisieren.
-
In 2 sind
beispielhaft drei Sicherheitsschaltgeräte 10 mit den jeweiligen
Sicherheitsgebern 30 und den Startschaltern 34 dargestellt.
Die drei Sicherheitsschaltgeräte 10 entsprechen
in ihrem Aufbau dem mit 1 bereits beschriebenen Sicherheitsschaltgerät 10,
so daß auf
eine nochmalige Beschreibung ver zichtet werden kann. Aus Vereinfachungsgründen wurden
für gleiche
Bauelemente in 2 gleiche Bezugszeichen wie
in 1 benutzt, wobei zur Kennzeichnung der Zugehörigkeit
der Bauelemente zu den Sicherheitsschaltgeräten die Nummern ".1", ".2", ".3" für das erste,
das zweite und das dritte Sicherheitsschaltgerät verwendet wurden.
-
Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
wurden die Bauelemente der Koppelvorrichtung 40 in 2 nicht
dargestellt. Sie weisen jedoch den in 1 dargestellten
Aufbau auf.
-
In 2 sind
die drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 ringförmig verbunden.
So sind die beiden Ausgangsklemmen 44b.1 und 44a.1 des Sicherheitsschaltgeräts 10.1 mit
den beiden Eingangsklemmen 42a.2 und 42b.2 über zwei
Leitungen 60, 61 miteinander verbunden. Die Verbindung
der Ausgangsklemmen und der Eingangsklemmen erfolgt so, daß sich bei
Anlegen einer Spannung an die Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 ein
Stromfluß ergibt.
In gleicher Weise sind die Ausgangsklemmen 44a.2 und 44b.2 mit
den entsprechenden Eingangsklemmen 42a.3 und 42b.3 des
dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 über Leitungen 62, 63 verbunden. Auch
hier soll bei der Beaufschlagung der Ausgangsklemmen 44b.2 mit
einem Koppelsignal ein Stromfluß durch
die beiden Leitungen 62, 63 entstehen.
-
Schließlich sind
die beiden Ausgangsklemmen 44a.3 und 44b.3 des
dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 mit
den Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 des ersten
Sicherheitsschaltgeräts 10.1 über Leitungen 64, 65 verbunden,
so daß sich
auch hier ein Stromfluß bei
der Beaufschlagung der beiden Ausgangsklemmen 44b.3, 44a.3 durch
die Leitungen 64, 65 ergibt. Auf: diese Weise
sind alle drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 in
einer Ringanordnung miteinander verbunden.
-
Mit
Hilfe dieser Anordnung von drei Sicherheitsschaltgeräten, wobei
die Anzahl beliebig gewählt
werden kann, lassen sich maschinenübergreifende Not-Aus-Schalter
realisieren. Wird bspw. der Not-Aus-Schalter 30.1 betätigt, öffnen die
beiden Schaltelemente 14, 16 die entsprechenden
Kontakte 18, 20, so daß der Elektromotor 24.1 zum
Stillstand kommt. Gleichzeitig wird dieses Schaltereignis an die Koppelvorrichtung 40.1 übertragen,
die dieses Signal auswertet und ein Koppelsignal erzeugt, das an
die Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 angelegt wird. Aus
Sicherheitsgründen
wird dieses Koppelsignal als Null-Volt-Signal gewählt. Mit
anderen Worten heißt das,
daß die
an den beiden Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 anliegende
Spannung bei Eintritt des Schaltereignisses von einer hohen Spannung
auf die niedere Spannung von 0 Volt abfällt. Über die beiden Leitungen 60, 61 wird
dieses Koppelsignal zu der Koppelvorrichtung 40.2 des zweiten
Sicherheitsschaltgeräts 10.2 übertragen
und von der Steuerung 48.2 ausgewertet. Die Auswertung
erfolgt derart, daß ein
Steuersignal an die Auswerte- und Steuereinheit 12.2 übermittelt
wird, was ein Abschalten der beiden Schaltelemente, und damit ein Öffnen der
Kontakte zur Folge hat. Der Motor 24.2 wird somit ebenfalls zum
Stillstand gebracht. In gleicher Weise erzeugt nun die Koppelvorrichtung 40.2 ein
entsprechendes Koppelsignal, das über die beiden Leitungen 62, 63 zu
der Koppelvorrichtung 40.3 des dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 übertragen
wird und auch dort dafür
sorgt, daß die
Auswerte- und Sicherheitseinheit 12.3 über eine entsprechende Ansteuerung
der Schaltelemente den Motor 24.3 zum Stillstand bringt. Damit
sind alle Elektromotoren 24.1, 24.2 und 24.3 der
Anlage durch Bedienen eines Not-Aus-Schalters 30.1 abgeschaltet
worden.
-
Über die
Leitungen 64, 65 wird ein entsprechendes Koppelsignal
zu der Koppelvorrichtung 40.1 des ersten Sicherheitsschaltgeräts 10.1 übertragen, so
daß dort
nunmehr die Information vorliegt, daß alle Sicherheitsschaltgeräte der Ringanordnung
geschaltet haben.
-
Da
die Verbindungsleitungen 60 bis 65 im Normal-Betrieb,
und d.h. bei laufenden Elektromotoren, mit einer Spannung beaufschlagt
sind, führen Kurzschlüsse oder
Leitungsunterbrechungen aus den vorgenannten Gründen wie bei einem Koppelsignal
ebenfalls zu einem Abschalten aller Elektromotoren (fail-safe-Verhalten).
-
Um
die Elektromotoren wieder einzuschalten, wird der betätigte Not-Aus-Schalter 30.1 aus
seiner Einrasterung gezogen. Die Auswerte- und Steuereinheit 12.1 liefert
daraufhin ein entsprechendes Signal an die Koppelvorrichtung 40.1,
die dann das Koppelsignal an den beiden Ausgangsklemmen 40a.1 und 40b.1 wieder
auf einen vorbestimmten hohen Wert bringt. Sofern kein weiterer
Not-Aus-Schalter 30.2 oder 30.3 betätigt wurde,
kommt dieses Koppelsignal entsprechend der erläuternden Weise über die
beiden Leitungen 64, 65 nach einer bestimmten Wartezeit
wieder zurück
zu der Koppelvorrichtung 40.1. Dies bedeutet, daß alle Not-Aus-Schalter 30.1, 30.2., 30.3 deaktiviert
sind. Während
einer weiteren Wartezeit ist das Einschalten der Motoren der Sicherheitsschaltgeräte 12.1, 12.2 und 12.3 noch
unterdrückt,
um sicher zu sein, daß die
Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 nicht durch einen
anderen Deaktivierungs-Test, d.h. durch ein Ziehen eines Not-Aus-Schalters
aus seiner Einrasterung getäuscht
wurde. Ist nach dieser Wartezeit das an den beiden Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 anliegende
Koppelsignal noch aktiv, ist die Einschalt-Bereitschaft hergestellt. Über die
Startschalter 34 können die
Maschinen, d.h. die Motoren 24 wieder in Betrieb gesetzt
werden.
-
Wenn
jedoch nach einer bestimmten Zeit (bspw. 100 ms) das von der Koppelvorrichtung 40.1 erzeugte
Koppelsignal nicht über
die beiden Leitungen 64, 65 zurückkommt,
ist noch mindestens ein weiterer Not-Aus-Schalter 30.2 oder 30.3 gedrückt. Dies
hat zur Folge, daß die
Koppelvorrichtung 40.1 das an den beiden Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 anliegende
Koppelsignal auf eine niedere Spannung, bspw. 0 Volt, bringt. Das
Sicherheitsschaltgerät 10.1 nimmt
in diesem Fall den Zustand Koppel-Bereitschaft ein und wartet darauf,
daß der noch
gedrückte
Not-Aus-Schalter aus seiner Einrasterung gezogen wird.
-
Um
zu testen, ob ein Not-Aus-Kommando über eine der Verbindungsleitungen 60 bis 65 gegeben
werden kann, unterbricht jedes Sicherheitsschaltgerät 10 das
Koppelsignal kurzzeitig. Das nachfolgende Sicherheitsschaltgerät prüft, ob innerhalb
einer festgelegten Zeit eine kurze Unterbrechung erfolgt. Sollte
eine solche Unterbrechung ausbleiben, wird ein Fehler erkannt, und
das Sicherheitsschaltgerät
wechselt in den sicheren Zustand, was ein Abschalten des Motors
bedeutet.
-
Bei
größeren Anordnungen,
d.h. bei Anordnungen mit mehr als drei Sicherheitsschaltgeräten, ist
es vorteilhaft, wenn sehr schnell herausgefunden werden kann, welche
Not-Aus-Schalter gedrückt wurden.
Um eine solche schnelle Identifizierung der ge drückten Not-Aus-Schalter zu ermöglichen,
umfaßt
die Koppelvorrichtung 40 ein Mittel, das ein Identifikationssignal
dem Koppelsignal aufprägt,
um auf diese Weise an einem Ort die Informationen darüber zu erhalten,
welche Not-Aus-Schalter gedrückt
sind. Ein solches Mittel läßt sich
bspw. dadurch realisieren, daß die
Koppelvorrichtung 40 nach einem Schaltereignis einen kurzen
Einschaltimpuls dem Koppelsignal aufmoduliert. Dieser aufmodulierte
Einschaltimpuls (kurzer Stromfluß) wird von dem nachfolgenden Sicherheitsschaltgerät erfaßt. Die
entsprechende Koppelvorrichtung fügt dann einen weiteren kurzen Einschaltimpuls
dem empfangenen Einschaltimpuls hinzu. Dieses Hinzufügen eines
Einschaltimpulses wird bei jedem Sicherheitsschaltgerät der Anordnung durchgeführt. Durch
Zählen
der kurzen Einschaltimpulse kann damit an jedem Sicherheitsschaltgerät erkannt
werden, bei wieviel Stationen zurück das Schaltereignis eingetreten
ist.
-
Es
versteht sich, daß auch
andere Identifikationssignale eingesetzt werden können, um
den Ort des aufgetretenen Schaltereignisses herauszufinden.
-
In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Anordnung aus Sicherheitsschaltgeräten 10 dargestellt.
Auch hier wurde die in 2 bereits benutzte Numerierung
der einzelnen Bauelemente eingesetzt. Die einzelnen Sicherheitsschaltgeräte 10.1 bis 10.3 sind
jeweils identisch zu dem in 1 gezeigten
Sicherheitsschaltgerät 10 aufgebaut.
Im Gegensatz zu der in 2 gezeigten Anordnung wird jedoch
nur ein Motor 24.3 angesteuert. Die beiden Sicherheitsschaltgeräte 10.1 und 10.2 dienen
nicht zur Betätigung
eines Motors 24.
-
Der
wesentliche Unterschied der in 3 gezeigten
Anordnung ist darin zu sehen, daß die drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 nicht ringförmig miteinander
verbunden sind, sondern vielmehr eine Reihenanordnung bilden. So
ist nämlich die
Verbindung zwischen den beiden Ausgangsklemmen 44a.3 und 44b.3 des
dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 zu
den beiden Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 nicht
vorhanden. Statt dessen sind die beiden Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 des
ersten Sicherheitsschaltgeräts 10.1 mit
den jeweiligen Ausgangsklemmen 44b.1 und 44a.1 verbunden,
nämlich 44a.1 mit 42b.1 und 44b.1 mit 42a.1.
-
Mit
Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, daß das von
einem Sicherheitsschaltgerät
ausgewertete Schaltereignis nur auf die nachfolgenden Sicherheitsschaltgeräte wirkt.
-
Im
Gegensatz zu der in 2 gezeigten Ringanordnung kann
das Koppelsignal an den Eingangsklemmen 42a, 42b des
Sicherheitsschaltgeräts,
das ein Schaltereignis ausgelöst
hat, aktiv bleiben. Die Koppelvorrichtung 40 erkennt daran
dann, daß es
sich nicht um eine ringförmige
Anordnung, sondern um die vorbesagte Reihenanordnung (lineare Anordnung)
handelt, so daß die
Ausgangsklemmen 44a, 44b entsprechend angesteuert
werden.
-
Zum
Start des Motors 24.3 ist der entsprechende Startschalter 34.3 des
zugeordneten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 zu drücken. Das
Drücken
der anderen Startschalter 34.1 bzw. 34.2 bleibt
ohne Auswirkung.
-
Nach
alledem zeigt sich, daß durch
das Vorsehen der Koppelvorrichtung mit den entsprechenden Eingangs-
und Ausgangsklemmen eine Möglichkeit
geschaffen wurde, eine große
Anzahl von Sicherheitsschaltgeräten
miteinander zu koppeln, wobei zwischen zwei Sicherheitsschaltgeräten ein äußerst geringer
Verdrahtungsaufwand notwendig ist.
-
Es
versteht sich, daß einzelne
Baugruppen des Sicherheitsschaltgeräts baulich zusammengefaßt werden
können.
Es ist bspw. denkbar, die Auswerte- und Steuereinheit 12 und
die Steuerung 48 gemeinsam in einem Mikrocontroller zu
verwirklichen.