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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs.
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Eine derartige Vorrichtung kann von einem Lichtvorhang gebildet sein.
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Derartige Lichtvorhänge umfassen eine Sendereinheit mit einer Anordnung von Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern, eine Empfängereinheit mit einer Anordnung von Sendelichtstrahlen empfangenden Empfängern, eine Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit von Empfangssignalen an den Ausgängen der Empfänger ein Objektfeststellungssignal generiert wird, sowie ein Ausgangsteil zur Ausgabe des Objektfeststellungssignals.
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Jeweils ein Sender und ein zugeordneter Empfänger bilden eine Strahlachse des Lichtvorhangs. Durch eine optische Synchronisation werden die Sender und Empfänger der einzelnen Strahlachsen zyklisch einzeln nacheinander aktiviert. Durch die Strahlachsen des Lichtvorhangs wird ein flächiger Überwachungsbereich überwacht.
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Typischerweise werden derartige Lichtvorhänge im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere im Personenschutz eingesetzt. Der vom Lichtvorhang überwachte Überwachungsbereich bildet einen Gefahrenbereich an einer Maschine oder dergleichen. Um Gefährdungen von Personen zu vermeiden, wird die Maschine dann, wenn mit dem Lichtvorhang ein Eindringen eines Objekts, insbesondere eines sicherheitskritischen Objekts wie einer Person, detektiert wird, die Maschine aus Sicherheitsgründen abgeschaltet. Dabei wird die Maschine direkt in Abhängigkeit der im Lichtvorhang durchgeführten Objekterkennung aktiviert, das heißt eingeschaltet, oder deaktiviert, das heißt ausgeschaltet. Hierzu wird in Abhängigkeit eines in der Auswerteeinheit generierten Objektfeststellungssignals ein Sicherheitsschaltsignal generiert, das zur Ansteuerung der Maschine verwendet wird.
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Für den Einsatz des Lichtvorhangs im Bereich der Sicherheitstechnik ist es erforderlich, dass der Lichtvorhang den hierfür relevanten normativen Sicherheitsanforderungen genügt.
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Zur Erfüllung dieser Anforderungen können im Lichtvorhang selbst interne Tests durchgeführt werden, mittels derer die Komponenten des Lichtvorhangs vollständig überprüft werden. In bekannter Weise kann zur Durchführung derartiger interner Tests die Auswerteeinheit vorgesehen sein, wobei diese hierzu einen redundanten Aufbau aufweist, insbesondere in Form von sich gegenseitig überwachenden Rechnereinheiten. Durch die mit der Auswerteeinheit durchgeführten internen Tests können einerseits Fehler in der Auswerteeinheit selbst aufgedeckt werden. Weiterhin kann durch die internen Tests das von den Sendern und Empfängern gebildete optische Sensorteil geprüft werden. Dabei können, falls notwendig, zusätzlich auch in der Steuereinheit der Sendereinheit interne Tests durchgeführt werden. Schließlich kann durch interne Tests, die in der Auswerteeinheit durchgeführt werden, das Ausgangsteil des Lichtvorhangs auf Fehlerfreiheit geprüft werden.
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Bei derartigen, intern getesteten Lichtvorhängen weist das Ausgangsteil zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen einen getesteten Sicherheits-Schaltausgang mit einem zweikanaligen Aufbau in Form von zwei Schaltausgängen auf, über welchen das Sicherheitsschaltsignal ausgegeben wird. Zur internen Testung dieses Sicherheits-Schaltausgangs werden in der Auswerteeinheit Hilfspulse generiert, die dem Sicherheitsschaltsignal überlagert werden. In der Auswerteeinheit wird dann die Reaktion des Sicherheits-Schaltausgangs auf diese Hilfspulse abgeprüft.
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Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, welche einen oder mehrere Lichtvorhänge sowie ein dem oder den Lichtvorhängen zugeordnetes Test- und Auswertegerät umfassen. Bei derartigen Vorrichtungen erfolgt die Objektüberwachung in Gefahrenbereichen nach wie vor mit dem oder den Lichtvorhängen, das heißt in dem Lichtvorhang oder in den Lichtvorhängen wird jeweils ein Objektfeststellungssignal generiert, welches angibt, ob ein Objekt erfasst wurde oder nicht. Die weitere Auswertung zur Generierung eines Sicherheitsschaltsignals in Abhängigkeit der Objektfeststellungssignale erfolgt in dem Test- und Auswertegerät. Das Test- und Auswertegerät weist den Sicherheits-Schaltausgang auf, über welchen das Sicherheitsschaltsignal zur Aktivierung oder Deaktivierung ausgegeben wird. Weiterhin erfolgt eine externe Testung des oder jedes Lichtvorhangs über das Test- und Auswertegerät.
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Zur Durchführung der externen Testung weist die Sendereinheit des oder jedes Lichtvorhangs einen Testeingang auf. Bei einer Vorrichtung mit einem Lichtvorhang und einem Test- und Auswertegerät ist der Testeingang der Sendereinheit des Lichtvorhangs an das Test- und Auswertegerät angeschlossen, weiterhin ist das Ausgangsteil der Empfängereinheit des Lichtvorhangs an das Test- und Auswertegerät angeschlossen. Zur externen Testung wird in vorgegebenen Zeitabständen ein Testsignal vom Test- und Auswertegerät in die Sendereinheit des Lichtvorhangs vorgegeben. Dadurch werden die Sender des Lichtvorhangs deaktiviert. Alternativ werden den Sendelichtstrahlen der Sender spezifische Kennungen aufgeprägt. In jedem Fall wird die durch das Testsignal generierte empfangsseitige Reaktion des Lichtvorhangs, das heißt, das durch die Testung generierte spezifische Ausgangssignal, das über den Ausgangsteil in das Test- und Auswertegerät eingelesen wird, mit einer bestimmten, im Test- und Auswertegerät vorgegebenen Erwartungshaltung verglichen, um so prüfen zu können, ob der Lichtvorhang, insbesondere dessen von den Sendern und Empfängern gebildetes optische Sensorteil, die Auswerteeinheit und das Ausgangsteil fehlerfrei arbeiten.
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Bei einer Vorrichtung mit mehreren Lichtvorhängen erfolgt die externe Testung in entsprechender Weise. Dabei bilden die Lichtvorhänge eine kaskadierte Anordnung. Der Testeingang des ersten Lichtvorhangs ist an das Test- und Auswertegerät angeschlossen. Das Ausgangsteil dieses Lichtvorhangs ist an den Testeingang des zweiten Lichtvorhangs angeschlossen. Das Ausgangsteil des zweiten Lichtvorhangs ist wieder an den Testeingang des dritten Lichtvorhangs angeschlossen, usw. Schließlich ist das Ausgangsteil des letzten Lichtvorhangs an das Test- und Auswertegerät angeschlossen. Auf diese Weise wird das externe Testsignal vom ersten Lichtvorhang nacheinander an die weiteren Lichtvorhänge weitergegeben. Durch das Einlesen des Ausgangssignals des letzten Lichtvorhangs in das Test- und Auswertegerät wird dazu im Test- und Auswertegerät die Reaktion aller Lichtvorhänge auf das Testsignal mit der im Test- und Auswertegerät vorgegebenen Erwartungshaltung verglichen.
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Für den Fall, dass zur externen Testung des oder der Lichtvorhänge deren Sender abgeschaltet werden, ist jedoch nachteilig, dass nach dem Abschalten der Sender die einzelnen Strahlachsen wieder aufsynchronisiert werden müssen. Während der für diese Synchronisierung benötigten Zeit sind jedoch die Lichtvorhänge nicht in der Lage, Objekte im jeweiligen Überwachungsbereich zu erkennen. Dadurch entstehen Totzeiten, in welchen gefahrenbringende Objekte nicht erkannt werden können.
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Nachteilig bei der zweiten Variante der externen Testung, bei welcher den Sendern spezifische Testkennungen aufgeprägt sind, ist, dass diese Aufprägung der Testkennungen selbst Sicherheitsanforderungen genügen muss, wodurch ein zusätzlicher Überwachungsbedarf entsteht, der den konstruktiven Aufwand der Lichtvorhänge erhöht. Dieser Aufwand wird dadurch erhöht, dass die Aufprägung der Testkennungen relativ komplex ist, so dass ein erheblicher Rechenaufwand hierfür erforderlich ist. Dies wiederum erhöht die Anforderungen an die Hardware, insbesondere müssen die hierfür erforderlichen Rechnereinheiten erhebliche Rechenleistungen aufweisen, wodurch der Software- und Hardwareaufwand in unerwünschter Weise erhöht wird.
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Die
DE 299 00 149 U1 betrifft eine Lichtschrankenanordnung mit optoelektronischen Sensoren zur Überwachung eines Gefahrenbereiches, wobei eine mit den Sensoren verbundene Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Vorliegen eines Gefahrenzustandes ein Warnsignal erzeugt. Die Überwachungseinrichtung weist einen Mikrorechner zum Verarbeiten von Signalen auf, die von den Sensoren geliefert werden. Zudem ist ein mit dem Mikrorechner verbundener Datenspeicher zur Speicherung von aus den Signalen erhaltenen Daten vorgesehen. Schließlich ist eine Datenschnittstelle für den Anschluss eines externen Diagnosegerätes vorgesehen, mittels dem Daten über aktuell gelieferte Signale und die im Datenspeicher gespeicherten Daten abrufbar sind.
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Die
DE 10 2005 050 979 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wenigstens einer Rechnereinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird, und mit wenigstens einer Sicherheitsausgangsschaltung, welche in Abhängigkeit des Objektfeststellungssignals zur Generierung eines über einen Schaltausgang ausgebbaren Schaltsignals ein- und ausschaltbar ist. In der Rechnereinheit werden fortlaufend Testsignale generiert und in die Sicherheitsausgangsschaltung in ein- und ausgeschalteten Zustand eingelesen. In der Sicherheitsausgangsschaltung werden als Antwort auf die Testsignale ohne Änderung des Schaltsignals Messsignale generiert und in die Rechnereinheit rückgelesen. In der Rechnereinheit wird durch Auswertung der Signalformen der Messsignale unabhängig von einer am Schaltausgang anliegenden Last die Funktionsfähigkeit der Sicherheitsausgangsschaltung überprüft.
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Die
DE 195 08 841 A1 betrifft eine Sicherheitsschalteranordndung zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung eines Arbeitsmittels mittels eines Sensorsignals, welches dem Arbeitsmittel über zwei Auswertekanäle mit jeweils einem Aktor zugeführt wird. Die Aktoren weisen aus Halbleiterelementen bestehende schalterartige Mittel auf. Jedem Aktor ist eine Rechnereinheit vorgeschaltet, die mit dem Aktor über zwei bidirektionale Zuleitungen verbunden ist, wobei über die erste Zuleitung rücklesbar Schaltimpulse von der Rechnereinheit zum Aktor übertragen werden, und wobei über die zweite Zuleitung rücklesbar Testimpulse von der Rechnereinheit zum Aktor zu dessen Funktionsüberprüfung übertragen werden. Die Rechnereinheiten sind über eine bidirektionale Zuleitung zu deren Funktionsüberprüfung verbunden. Von den Rechnereinheiten werden zur Funktionsüberprüfung der Aktoren die Schaltzustände der schalterartigen Mittel so kurzzeitig geändert, dass sich der Betriebszustand des Arbeitsmittels aufgrund seiner Trägheit nicht ändert. Mittels einer Spannungsüberwachungseinheit werden die Betriebsspannungen der Rechnereinheiten überwacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher möglichst rationell und mit möglichst geringem konstruktivem Aufwand die Sicherheits-Anforderungen für den Einsatz der Vorrichtung im Bereich der Sicherheitstechnik erfüllt werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Überwachung eines Überwachungsbereichs und umfasst einen Lichtvorhang, welcher eine Sendereinheit mit einer Anordnung von Sendelichtstrahlen emittierenden. Sendern, eine Empfängereinheit mit einer Anordnung von Sendelichtstrahlen empfangenden Empfängern und eine Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit von Empfangssignalen an den Ausgängen der Empfänger ein Objektfeststellungssignal generiert wird, aufweist. Weiterhin umfasst der Lichtvorhang ein Ausgangsteil zur Ausgabe des Objektfeststellungssignals. In der Auswerteeinheit des Lichtvorhangs sind interne Tests durchführbar. Mittels der internen Tests erfolgt eine Funktionsüberprüfung des von den Sendern und den Empfängern gebildeten optischen Sensorteils sowie der Auswerteeinheit. An den Lichtvorhang ist ein Test- und Auswertegerät anschließbar, wobei hierzu an der Empfängereinheit ein Testeingang vorgesehen ist. Zur Durchführung externer Tests werden im Test- und Auswertegerät generierte Testsignale über den Testeingang eingelesen. Vom Lichtvorhang werden auf die Testsignale generierte Antwortsignale an das Test- und Auswertegerät ausgegeben. Mit den externen Tests erfolgt eine Funktionsüberprüfung des Ausgangsteils.
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In der einfachsten Ausgestaltung besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Lichtvorhang und einem Test- und Auswertegerät, wobei sowohl der Testeingang als auch das Ausgangsteil des Lichtvorhangs an das Test- und Auswertegerät angeschlossen sind.
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In einer komplexeren Ausführungsform kann eine kaskadierte Anordnung von Lichtvorhängen vorgesehen sein, wobei jeweils das Ausgangsteil eines Lichtvorhangs an den Testeingang des nachfolgenden Lichtvorhangs angeschlossen ist. Dabei ist das Test- und Auswertegerät an den Testeingang des ersten Lichtvorhangs und an das Ausgangsteil des zweiten Test- und Auswertegeräts angeschlossen.
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In jedem Fall bildet das Test- und Auswertegerät einerseits eine Einheit zur Durchführung externer Tests der Lichtvorhänge und andererseits ein Auswertegerät derart, dass dieses aus dem Objektfeststellungssignal der Lichtvorhänge ein sicherheitsrelevantes Sicherheitsschaltsignal generiert, mit welchem vorzugsweise eine Maschine oder Anlage, deren Gefahrenbereich mit dem oder den Lichtvorhängen überwacht wird, ein- oder ausgeschaltet wird. Zum sicheren Ein- und Ausschalten der Maschine oder Anlage wird das Sicherheitsschaltsignal zweckmäßig über einen fehlersicheren zweikanaligen Sicherheits-Schaltausgang an die Maschine oder Anlage ausgegeben.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Kombination von internen und externen Tests vorgesehen ist, durch welche sämtliche Komponenten des oder jedes Lichtvorhangs auf Fehlerfreiheit geprüft werden, wodurch die Sicherheits-Anforderungen für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich der Sicherheitstechnik erfüllt werden. Die externen Tests werden dabei generell von dem Test- und Auswertegerät so durchgeführt, dass dieses Testsignale an den Lichtvorhang sendet und das Test- und Auswertegerät die darauf generierte Antwort mit einer vorgegebenen Erwartungshaltung vergleicht.
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Wesentlich dabei ist, dass die Testsignale zur Durchführung externer Tests von dem Test- und Auswertegerät in die Empfängereinheit des jeweiligen Lichtvorhangs eingelesen werden. Da an der Sendereinheit des Lichtvorhangs kein Testeingang mehr vorgesehen sein muss, wird dort ein unerwünschter zusätzlicher Hardwareaufwand vermieden. Die Anbringung des Testeingangs an der Empfängereinheit, an welcher bereits Ausgänge als Bestandteile des Ausgangsteils vorgesehen sind, lässt sich erheblich rationeller gestalten.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass mit den externen Tests jeweils nur das Ausgangsteil eines Lichtvorhangs getestet wird. Der optische Sensorteil des Lichtvorhangs, bestehend aus Sendern und Empfängern, sowie die Auswerteeinheit werden durch interne Tests getestet. Zur Durchführung der internen Tests ist die Auswerteeinheit vorgesehen, die hierzu einen redundanten Aufbau, vorzugsweise in Form zweier sich gegenseitiger Rechnereinheiten, aufweist.
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Im Vergleich zu einer Komplett-Testung eines Lichtvorhangs durch externe Tests müssen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur externen Testung weder die Sender der Sendereinheit abgeschaltet werden, noch den Sendern Testkennungen aufgeprägt werden. Damit entfallen die Totzeiten des Lichtvorhangs, die durch die Aufsynchronisierung der Strahlachsen nach dem Abschalten der Sender entstehen. Weiterhin kann der Aufwand, der zur Realisierung der Testkennungen vorgesehen sein muss, entfallen.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Sicherheitskonzepts besteht darin, dass anders als bei einem Lichtvorhang mit komplett interner Testung kein zweikanaliger fehlersicherer Sicherheits-Schaltausgang als Ausgangsteil vorgesehen sein muss. Vielmehr reicht ein einkanaliger Schaltausgang zur Ausbildung des Ausgangsteils aus. Besonders bei Vorrichtungen mit mehreren, kaskadierten Lichtvorhängen wird dadurch ein erheblicher Einspareffekt erzielt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass eventuell auftretende Kurzschlussfehler, bedingt durch einen Kurzschluss zwischen Testeingang und einem Schaltausgang als Bestandteil des Ausgangsteils aufgedeckt werden können. Typischerweise werden, da sowohl der Schaltausgang als auch der Testeingang an der Empfängereinheit vorhanden sind, beide in einem gemeinsamen Kabel oder einer gemeinsamen Leitung geführt, so dass dort generell die Gefahr von Kurzschlüssen besteht. Diese Kurzschlussfehler werden durch interne Tests in der Auswerteeinheit des Lichtvorhangs aufgedeckt. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass in der Auswerteeinheit generell auf ein über den Testeingang eingelesenes Testsignal eine über den Schaltausgang auszugebende Antwort zeitversetzt hierzu, das heißt mit einer Verzögerung, generiert wird.
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Durch das Abprüfen des Vorhandenseins dieses Zeitversatzes der Ausgabe der Antwort über den Schaltausgang können Kurzschlussfehler aufgedeckt werden, da im Fall eines Kurzschlusses dieser Zeitversatz des Signals am Schaltausgang nicht vorhanden ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lichtvorhang mit einer Betriebsartumschaltung derart versehen, dass der Lichtvorhang entweder ein System bildet, das komplett durch interne Tests getestet wird oder durch die erfindungsgemäße Kombination externer und interner Tests geprüft wird. Dabei weist der Lichtvorhang als Ausgangsteil einen zweikanaligen, das heißt aus zwei Schaltausgängen bestehenden Sicherheits-Schaltausgang auf, welcher in der Betriebsart, in welcher der Lichtvorhang vollständig durch interne Tests geprüft wird, durch in der Auswerteeinheit generierte Hilfspulse getestet wird. In der zweiten Betriebsart, in welcher eine Kombination interner und externer Tests erfolgt, wird einer der Schaltsausgänge als Testeingang genutzt, während der andere Schaltausgang allein die Funktion der Ausgabe des Ausgangssignals, das heißt des Objektfeststellungssignals, übernimmt. Die Hilfspulse werden in der Auswerteeinheit in dieser Betriebsart nicht generiert, wodurch Beeinflussungen des Test- und Auswertegeräts durch die Hilfspulse ausgeschlossen sind. Die Betriebsartumschaltung erfolgt bevorzugt automatisch. Beispielsweise kann bei Anstehen eines Testsignals an einem der Schaltausgänge dieser automatisch umgeschaltet und als Testeingang genutzt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: Schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs mit einem Lichtvorhang und einem Test- und Auswertegerät.
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2: Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs mit einer kaskadierten Anordnung von Lichtvorhängen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs, die im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere im Bereich des Personenschutzes eingesetzt wird, und die aus einem Lichtvorhang 2 und einem Test- und Auswertegerät 3 besteht.
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Der Lichtvorhang 2 umfasst eine Sendereinheit 4 und eine Empfängereinheit 5, die in separaten Gehäusen untergebracht sind. Die Sendereinheit 4 umfasst eine Anordnung von Sendelichtstrahlen 6 emittierenden Sendern 7, die Empfängereinheit 5 eine entsprechende. Anzahl von Empfängern 8. Bei freiem Überwachungsbereich gelangen die Sendelichtstrahlen 6 jeweils eines Senders 7 ungehindert auf einen zugeordneten Empfänger 8. Ein Sender 7 und ein zugeordneter Empfänger 8 bilden eine Strahlachse des Lichtvorhangs 2. Die Sendelichtstrahlen 6 des Lichtvorhangs 2 definieren einen flächigen Überwachungsbereich, der vom Lichtvorhang 2 überwacht wird.
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Die Sendereinheit 4 weist eine Steuereinheit 9 zur Ansteuerung der Sender 7 auf. Die Empfängereinheit 5 weist eine Auswerteeinheit 10 auf, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale an den Ausgängen des Empfängers 8 ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird, dessen Schaltzustände angeben, ob ein Objekt im Überwachungsbereich erkannt wurde oder nicht. Dabei liegt eine Objekterkennung vor, wenn wenigstens eine der Strahlachsen des Lichtvorhangs 2 durch einen Objekteingriff unterbrochen wurde. Die Auswerteeinheit 10 weist im vorliegenden Fall einen redundanten Aufbau auf und besteht aus zwei sich gegenseitig zyklisch überwachenden Rechnereinheiten.
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Die Steuerung des Lichtvorhangs 2 erfolgt derart, dass die Sender 7 und Empfänger 8 der einzelnen Strahlachsen zyklisch einzeln nacheinander aktiviert werden, wobei die Sender 7 Sendelichtstrahlen 6 in Form von Sendelichtpulsen mit vorgegebenen Puls-Pausen-Verhältnissen emittieren. Die Synchronisierung des Lichtvorhangs 2 erfolgt auf optischem Weg vorzugsweise dadurch, dass die Sendelichtimpulse eines Senders 7 eine individuelle Kodierung aufweisen, welche vom zugeordneten Empfänger 8 erkannt werden muss.
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Die Ausgabe der vom Objektfeststellungssignal gebildeten Ausgangssignale erfolgt über ein Ausgangsteil 11, das im vorliegenden Fall einen einkanaligen Schaltausgang 12 aufweist. Weiterhin weist das Ausgangsteil 11 einen Testeingang 13 auf. Der Testeingang 13 kann auch außerhalb des Ausgangsteils 11 sein.
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Sowohl der Schaltaugang 12 als auch der Testeingang 13 sind an das Test- und Auswertegerät 3 angeschlossen. Das Test- und Auswertegerät 3 bildet einerseits ein Auswertegerät, in welchem aus dem Ausgangssignal ein sicherheitsrelevantes Sicherheitsschaltsignal generiert wird, welches über einen fehlersicheren zweikanaligen Sicherheits-Schaltausgang 14 ausgegeben wird. Zudem erfolgt mittels des Test- und Auswertegeräts 3 eine externe Testung des Lichtvorhangs 2.
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Mit der so ausgebildeten Vorrichtung 1 erfolgt die Absicherung einer Maschine, von welcher innerhalb eines Gefahrenbereichs Gefahren für Personen ausgehen können. Mit dem Lichtvorhang 2 wird überwacht, ob sicherheitskritische Objekte, insbesondere Personen, in den Gefahrenbereich eindringen. Mit dem Sicherheitsschaltsignal wird die Maschine angesteuert. Dabei wird die Maschine nur dann eingeschaltet, wenn kein sicherheitskritisches Objekt in den Gefahrenbereich eindringt. Liegt dagegen ein solcher Objekteingriff vor, wird die Maschine über das Sicherheitsschaltsignal abgeschaltet. Weiter wird die Maschine bei Vorliegen einer Fehlfunktion des Lichtvorhangs 2 abgeschaltet.
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Zur Aufdeckung von Fehlfunktionen des Lichtvorhangs 2 und damit zur Erfüllung der normativen Sicherheitsanforderungen wird der Lichtvorhang 2 durch eine Kombination interner und externer Tests getestet.
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Die internen Tests des Lichtvorhangs 2 werden in der Auswerteeinheit 10 der Empfängereinheit 5 und gegebenenfalls auch in der Steuereinheit 9 der Sendereinheit 4 durchgeführt. Mit den internen Tests wird einerseits das optische Sensorteil des Lichtvorhangs 2 bestehend aus den Sendern 7 und Empfängern 8 sowie die Auswerteeinheit 10 selbst getestet.
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Mit den von dem Test- und Auswertegerät 3 durchgeführten externen Tests wird das Ausgangsteil 11 des Lichtvorhangs 2 getestet. Hierzu werden in dem Test- und Auswertegerät 3 in vorgegebenen Zeitintervallen Testsignale generiert und in die Auswerteeinheit 10 eingelesen. Dort werden auf die Testsignale Antwortsignale generiert und über das Ausgangsteil 11 an das Test- und Auswertegerät 3 ausgegeben. Diese Antwortsignale werden im Test- und Auswertegerät 3 mit vorgegebenen Erwartungshaltungen, das heißt Sollwerten oder dergleichen verglichen, wodurch Fehlfunktionen im Ausgangsteil 11 aufgedeckt werden können.
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Zur Komplettierung der Funktionsprüfung erfolgen in der Auswerteeinheit 10 interne Tests um festzustellen, ob zwischen der Leitung 15 vom Testeingang 13 zum Test- und Auswertegerät 3 und der Leitung 16 vom Schaltausgang 12 zum Test- und Auswertegerät 3, die über dieselbe Zuleitung geführt sind, ein Kurzschluss vorliegt. Hierbei wird in der Auswerteeinheit 10 abgeprüft, ob zwischen dem Anliegen des Testsignals am Testeingang 13 und dem Anliegen des hierauf generierten Antwortsignals am Schaltausgang 12 ein Zeitversatz vorliegt, der durch die interne Generierung des Antwortsignals in Abhängigkeit des Testsignals bedingt ist. Liegt ein solcher Zeitversatz nicht vor, ist ein Kurzschluss zwischen diesen Leitungen 15, 16 vorhanden.
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Der Lichtvorhang 2 der Vorrichtung 1 gemäß 1 kann derart weitergebildet sein, dass dieser eine Betriebsartumschaltung zwischen zwei Betriebsmodi aufweist. In dem ersten Betriebsmodus wird der Lichtvorhang 2 komplett durch interne Tests getestet, während im zweiten Betriebsmodus die beschriebene kombinierte interne und externe Testung erfolgt. Dabei wird nur im zweiten Betriebsmodus, nicht jedoch im ersten Betriebsmodus, das Test- und Auswertegerät 3 benötigt. Das Ausgangsteil 11 des Lichtvorhangs 2 ist dabei derart modifiziert, dass der Testeingang 13 wahlweise auch als Schaltausgang 12 betrieben werden kann. Während der Testeingang 13 im zweiten Betriebsmodus als solcher zur Durchführung externer Tests genutzt wird, bildet der Testeingang 13 im ersten Betriebsmodus einen zweiten Schaltaugang 12. Die beiden Schaltausgänge 12 bilden dann einen fehlersicheren Sicherheits-Schaltausgang 14, der durch in der Auswerteeinheit 10 generierte Hilfspulse zyklisch getestet wird. In dem zweiten Betriebsmodus werden die Hilfspulse dagegen nicht generiert.
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2 zeigt eine Erweiterung der Vorrichtung 1 gemäß 1 derart, dass eine kaskadierte Anordnung von drei Lichtvorhängen 2 dem Test- und Auswertegerät 3 zugeordnet sind. Die Lichtvorhänge 2 sind identisch ausgebildet und entsprechen in ihrem Aufbau der Ausführungsform des Lichtvorhangs 2 gemäß 1.
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Wie aus 2 ersichtlich, wird die kaskadierte Anordnung der Lichtvorhänge 2 dadurch erhalten, dass eine Leitung 17 vom Test und Auswertegerät 3 zum Testeingang 13 des ersten Lichtvorhangs 2 geführt ist. Eine weitere Leitung 18 ist vom Schaltausgang 12 des ersten Lichtvorhangs 2 zum Testeingang 13 des zweiten Lichtvorhangs 2 geführt. Eine Leitung 19 ist vom Schaltausgang 12 des zweiten Lichtvorhangs 2 zum Testeingang 13 des dritten Lichtvorhangs 2 geführt. Schließlich ist der Schaltausgang 12 des dritten Lichtvorhangs 2 über die Leitung 20 zum Test- und Auswertegerät 3 geführt.
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In dem Test- und Auswertegerät 3 wird aus den Ausgangssignalen der Lichtvorhänge 2 ein Sicherheitsschaltsignal zum Ein- oder Ausschalten der Maschine generiert. Dabei wird über das Sicherheitsschaltsignal die Maschine nur dann eingeschaltet, wenn mit keinem der Lichtvorhänge 2 ein Objekt detektiert wird und wenn bei keinem der Lichtvorhänge 2 eine Fehlfunktion vorliegt. Die Funktionsprüfung der Lichtvorhänge 2 erfolgt analog zur Ausführungsform gemäß 1 durch die Kombination von internen und externen Tests. Die externen Tests dienen wieder zur Testung der Ausgangsteile 1 des Lichtvorhangs 2, wobei hierzu die im Test- und Auswertegerät 3 generierten Testsignale vom ersten über das zweite bis zum dritten Lichtvorhang 2 weitergegeben werden und die darauf generierte Antwort in dem Test- und Auswertegerät 3 wieder mit einer vorgegebenen Erwartungshaltung verglichen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Lichtvorhang
- 3
- Test- und Auswertegerät
- 4
- Sendereinheit
- 5
- Empfängereinheit
- 6
- Sendelichtstrahlen
- 7
- Sender
- 8
- Empfänger
- 9
- Steuereinheit
- 10
- Auswerteeinheit
- 11
- Ausgangsteil
- 12
- Schaltausgang
- 13
- Ausgangsteil
- 14
- Sicherheits-Schaltausgang
- 15
- Leitung
- 16
- Leitung
- 17
- Leitung
- 18
- Leitung
- 19
- Leitung