DE102011013886A1

DE102011013886A1 - Vorrichtung zum automatisierten Steuern einer technischen Anlage

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Publication number: DE102011013886A1
Application number: DE102011013886A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Godau; Winfried Gruber; Markus Cech; Jürgen Wüllrich
Original assignee: Pilz GmbH and Co KG
Current assignee: Pilz GmbH and Co KG
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (22) zum automatisierten Steuern einer technischen Anlage (10). Die Steuervorrichtung (22) hat zumindest einen Eingang (26) zum Aufnehmen eines Eingangssignals, zumindest eine Verarbeitungseinheit (28a, 28b) zum Verarbeiten des Eingangssignals und Erzeugen eines Steuersignals, und zumindest einen Ausgang (38a, 38b) zum Ausgeben des Steuersignals an einen Aktor. Des Weiteren Weist die Steuervorrichtung zumindest ein Anzeigelement (40) zum Anzeigen zumindest eines aktuellen Betriebszustands der Steuervorrichtung (22) oder der technischen Anlage (10) auf. Gemäß der Erfindung hat die Steuervorrichtung (22) zumindest einen Detektionseingang (52) zum Aufnehmen eines Detektionssignals von einem Detektor (50) und zumindest ein Anzeigesteuerelement (20), das dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anzeigelement (40) zu steuern, wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, das zumindest eine Anzeigelement (40) in einen passiven Zustand zu versetzen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum automatisierten Steuern einer technischen Anlage. Die Steuervorrichtung hat zumindest einen Eingang zum Aufnehmen eines Eingangssignals, zumindest eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten des Eingangssignals und Erzeugen eines Steuersignals, und zumindest einem Ausgang zum Ausgeben des Steuersignals an einen Aktor. Des Weiteren weist die Steuervorrichtung zumindest ein Anzeigeelement zum Anzeigen zumindest eines aktuellen Betriebszustands der Steuervorrichtung oder der technischen Anlage auf.
Eine Steuervorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der Bedienungsanleitung ”PNOZ mOp, PNOZmulti Modular Safety System, Operating Manual – No. 1002053-EN-03, Pilz GmbH & Co. KG” bekannt. Diese Steuervorrichtung ist ein Sicherheitsschaltgerät zum fehlersicheren Abschalten eines elektrischen Verbrauchers und insbesondere zum fehlersicheren Abschalten einer Maschine der technischen Anlage, von der eine Gefahr für Menschen ausgeht. Dieses Sicherheitsschaltgerät wird von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung unter der Marke PNOZ^® vertrieben. Es sind Anzeigeelemente zum Anzeigen aktueller Betriebszustände vorgesehen. LEDs zeigen hier den Status des Sicherheitsschaltgerätes an, wie beispielsweise Fehlermeldung, Diagnose, Versorgungsspannung, Fehler Eingangskreis, Fehler Ausgangskreis. Dieses Sicherheitsschaltgerät weist zwei redundante Signalverarbeitungskanäle auf, wie beispielsweise aus der DE 10 011 211 A1 bekannt.
Derartige Sicherheitsschaltgeräte werden vor allem im industriellen Bereich verwendet, um elektrisch angetriebene Maschinen, wie beispielsweise eine Presse oder ein Fräswerkzeug, ein- und sicher auszuschalten. Sie dienen insbesondere in Verbindung mit einem mechanisch betätigbaren Not-Aus-Taster dazu, die Maschine in einer Notfallsituation schnell und sicher abzuschalten. Hierzu wird die Stromversorgung der abzuschaltenden Maschine über Arbeitskontakte von zwei elektromechanischen Schaltelementen geführt. Sobald auch nur eines der beiden Schaltelemente seine Arbeitskontakte öffnet, wird die Stromzuführung der Maschine unterbrochen.
Des Weiteren kann eine Steuervorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch eine Modulbaugruppe für eine programmierbare Steuerung sein, etwa für eine programmierbare Steuerung, wie sie die Anmelderin der vorliegenden Erfindung unter der Marke PSS^® vertreibt.
DE 10 2005 057 108 A1 offenbart einen Sicherheitsschalter zum Erzeugen eines Freigabesignals in Abhängigkeit von der Position einer beweglichen Schutztür. Der Sicherheitsschalter beinhaltet ein Türteil und ein Rahmenteil. Das Türteil weist einen Betätiger auf, der zwischen einer ersten und einer zweiten Position verstellbar ist. Das Rahmenteil besitzt eine Ausnehmung, in die der Betätiger in der zweiten Position eingreifen kann. Ferner ist ein Sperrglied vorgesehen, um den Betätiger in der zweiten Position zu blockieren. Außerdem ist ein Sensor vorhanden, der dazu ausgebildet ist, zumindest eine der Positionen des Betätigers eindeutig zu detektieren, um in Abhängigkeit davon das Freigabesignal zu erzeugen. In einer Ausführungsform weist dieser Sicherheitsschalter ein Leuchtmittel, beispielsweise eine LED, auf, die die Position des Betätigers signalisiert.
Den Fachleuten ist ferner ein unter dem Namen „PROFIenergy” bekanntes Energiemanagement für Produktionsanlagen basierend auf dem PROFINET-Netzwerk geläufig. Hier werden standardisiert stromverbrauchende Geräte über das PROFINET-Netzwerk abgeschaltet.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die energieeffizienter ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, mit zumindest einem Detektionseingang zum Aufnehmen eines Detektionssignals von einem Detektor, und zumindest einem Anzeigesteuerelement, das dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anzeigeelement zu steuern, wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, das zumindest eine Anzeigeelement in einen passiven Zustand zu versetzen.
Die neue Steuervorrichtung besitzt einen Eingang zum Aufnehmen eines Eingangssignals, das von der Verarbeitungseinheit verarbeitet wird, um ein Steuersignal für einen Aktor zu erzeugen. Das Eingangssignal repräsentiert einen aktuellen Betriebszustand der Anlage und/oder einen Steuerbefehl. Dementsprechend stammt das Eingangssignal von einem Sensor, der dazu dient, einen aktuellen Betriebszustand der Anlage, wie etwa eine Drehzahl oder eine Position eines beweglichen Anlagenteils, aufzunehmen. Alternativ oder ergänzend kann der Sensor einen Steuerbefehl liefern, der den aktuellen Anlagenzustand verändern soll. Insbesondere kann der Sensor ein Schutztürschalter und/oder ein Not-Aus-Taster sein. Generell wird der Aktor also in Abhängigkeit von dem Eingangssignal am Eingang der Steuervorrichtung gesteuert. Anders ausgedrückt hängt das Steuersignal für den Aktor von dem Eingangssignal am Eingang der Steuervorrichtung ab.
Zusätzlich besitzt die neue Steuervorrichtung einen Detektionseingang zum Aufnehmen eines Detektionssignals, das eine Energiesparanforderung für die Steuervorrichtung repräsentiert. Das Detektionssignal ist von dem „normalen” Eingangssignal zu unterscheiden, da sich das Detektionssignal nicht auf das Steuersignal zum Ansteuern des Aktors auswirkt. Mit anderen Worten hängt das Steuersignal für den Aktor nicht von dem Detektionssignal ab. Vielmehr wird in Abhängigkeit von dem Detektionssignal das zumindest eine Anzeigeelement in einen passiven Zustand versetzt, und zwar unabhängig davon, wie der aktuelle Betriebszustand des Aktors ist. Somit wird ermöglicht, dass der aktuelle Betriebszustand durch das Anzeigeelement nur dann angezeigt wird, wenn diese Anzeige auch wirklich benötigt wird. Beispielsweise wird die Anzeige nicht wirklich benötigt, wenn die Steuervorrichtung in einem Schaltschrank angeordnet ist und die Tür des Schaltschranks geschlossen ist. Zwar soll die Steuervorrichtung ihre Steuerfunktion im Schaltschrank ausführen. Es ist jedoch nicht notwendig, das Anzeigelement aktiv zu schalten, da ein Benutzer das Anzeigelement im Schaltschrank gar nicht sehen kann. Daher ermöglicht die neue Steuervorrichtung in allen bevorzugten Ausführungsbeispielen das Abschalten und/oder Dimmen des Anzeigeelements unabhängig von aktuellen Betriebszustand der Steuervorrichtung und/oder Anlage, sobald die Schaltschranktür geschlossen und/oder das Anzeigelement aufgrund anderer Umstände keine sinnvolle Funktion ausübt. Auf diese ermöglicht die neue Steuervorrichtung einen energieeffizienteren Betrieb als bislang bekannte Steuervorrichtung der eingangs genannten Art.
Es ist zu unterscheiden zwischen dem passiven Zustand des Anzeigeelements und einem aktiven Zustand eines Anzeigeelements. Im aktiven Zustand zeigt das Anzeigeelement den ihm zugewiesenen aktuellen Betriebszustand der Steuervorrichtung und/oder der technischen Anlage in einer für einen Bediener einfach wahrnehmbaren Weise an. Der aktive Zustand ist also ein Zustand, in dem das Anzeigeelement speziell dazu dient, einer Person eine Information über den Betriebszustand der Steuervorrichtung und/oder der Anlage zu liefern.
Der passive Zustand ist demgegenüber ein Zustand des Anzeigelements, in dem das Anzeigelement seine Anzeigefunktion gar nicht mehr oder allenfalls in einer gegenüber dem aktiven Zustand spürbar verschlechterten Weise ausübt. Ersteres ist der Fall, wenn das Anzeigelement vollständig abgeschaltet ist. Letzteres ist beispielsweise der Fall, wenn das Anzeigelement zwar nicht abgeschaltet, aber so stark gedimmt oder verdunkelt ist, dass ein Bediener die Anzeige kaum noch erkennen kann. Im Gegensatz zum aktiven Zustand erfüllt das Anzeigeelement also im passiven Zustand seine Anzeigefunktion nicht mehr in der eigentlich vorgesehenen Weise.
Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine aktuelle Betriebszustand ein Fehlerzustand der Steuervorrichtung und/oder technischen Anlage. Beispiele für einen solchen Fehlerzustand sind Fehler im Eingangs- oder Ausgangskreis der Steuervorrichtung.
In dieser Ausgestaltung liefert das Anzeigelement einer Bedienperson im aktiven Zustand eine Information darüber, ob in der Steuervorrichtung ein Fehlerzustand vorliegt. In einigen Ausführungsbeispielen ist das Anzeigelement eine Leuchtdiode, die dauerhaft oder intermittierend leuchtet (blinkt), wenn die Steuervorrichtung bei einer Selbstdiagnose einen Fehler erkannt hat, etwa eine geänderte Beschaltung mit Sensoren und Aktoren und/oder ein defektes Schaltelement, das einen externen Aktor ansteuert. Eine solche Anzeige ist von großer Bedeutung, insbesondere wenn die Steuervorrichtung zum fehlersicheren Abschalten einer Anlage ausgebildet ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Steuervorrichtung die Anforderungen der Kategorie 3 oder höher der Europäischen Norm EN 954-1, die Anforderungen nach SIL 2 der Norm IEC EN 61508 oder vergleichbare Anforderungen erfüllt. Üblicherweise besitzen Steuervorrichtungen dieser Art Anzeigeelemente zur Anzeige eines Fehlerzustandes. In dieser Ausgestaltung wird jedoch auch diese sicherheitsrelevante Anzeige des Fehlerzustandes unterdrückt, wenn aufgrund des Detektionssignals am Detektionseingang anzunehmen ist, dass die Anzeige von einer Bedienperson gar nicht erkannt werden kann, etwa weil die Schaltschranktür geschlossen ist. Die Ausgestaltung trägt zu einem noch effizienteren Betrieb bei, da auch die sicherheitsrelevanten Anzeigen abgeschaltet und/oder gedimmt werden, wenn sie nicht wahrgenommen werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der zumindest eine Betriebszustand ein fehlerfreier Zustand der Steuervorrichtung und/oder technischen Anlage. Ein Beispiel für die Anzeige eines fehlerfreien Zustandes ist eine Anzeige, die das Anliegen der vordefinierten Versorgungsspannung repräsentiert.
Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders energieeffizienten Betrieb, da die Steuervorrichtung der eingangs genannten Art überwiegend fehlerfrei arbeiten und Fehlerzustände selten auftreten. Die Energieeinsparung der neuen Steuervorrichtung betrifft also den überwiegenden Teil der Einsatzzeit der neuen Steuervorrichtung.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der passive Zustand ein Zustand, verringerten Energieverbrauchs des zumindest einen Anzeigeelements, insbesondere ein abgeschalteter Zustand des zumindest einen Anzeigeelements. Vorteilhaft verbraucht das Anzeigelement im passiven Zustand weniger als 50% derjenigen Energie, die das Anzeigeelement im aktiven Zustand verbraucht.
Wie oben schon erläutert wurde, wird das zumindest eine Anzeigeelement unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand der Steuervorrichtung und/oder der technischen Anlage, den das Anzeigeelement im aktiven Zustand anzeigt, in seinen passiven Zustand versetzt. Je größer der Unterschied im Energieverbrauch des Anzeigelements im aktiven und passiven Zustand ist, desto energieeffizienter arbeitet die neue Steuervorrichtung. Vorteilhaft ist allerdings, wenn im Wesentlichen nur das zumindest eine Anzeigeelement in einen passiven Zustand versetzt wird, nicht jedoch die Verarbeitungseinheit der Steuervorrichtung. Auch wenn also das zumindest eine Anzeigeelement in einen passiven Zustand versetzt ist, verarbeitet die Verarbeitungseinheit das zumindest eine Eingangssignal und erzeugt das Steuersignal zum Ausgeben an den Aktor. Das heißt, dass die eigentliche Grundfunktion der Steuervorrichtung durch das Detektionssignal nicht beeinflusst wird. Hierdurch wird ein verringerter Energieverbrauch der Steuervorrichtung erreicht, ohne die eigentliche Grundfunktion der Steuervorrichtung zu beeinflussen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung in einem durch einen Schaltschrank mit Schaltkranktür definierten Innenraum angeordnet. In einer Variante ist der Detektor ein Türkontaktdetektor zum Detektieren eines geschlossenen Zustands der Schaltschranktür, so dass das Detektionssignal den aktuellen Zustand der Schaltschranktür anzeigt. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen relativ geringen Implementierungsaufwand. Ein Türkontaktdetektor wird im Schaltschrank eingebaut, und dessen Signal wird auf den dedizierten Detektionseingang gelegt.
In einer Variante dieser Ausgestaltung ist das zumindest eine Anzeigesteuerelement dazu ausgebildet, bei Aufnahme eines Detektionssignals, das den geschlossenen Zustand der Schaltschranktür anzeigt, das zumindest eine Anzeigeelement in den passiven Zustand zu versetzen. Diese Variante ermöglicht auf eine sehr effektive Weise Energie zu sparen. Die Idee ist, dass bei geschlossenem Zustand der Schaltschranktür die Anzeige des Anzeigeelements in den meisten Fällen nicht benötigt wird. Beispielsweise ist die Anzeige des aktuellen Betriebszustands durch das Anzeigeelement für einen Wartungsingenieur nur von Interesse, wenn der Schaltschrank geöffnet ist, und der Wartungsingenieur die im Schaltschrank angeordnete Steuervorrichtung auch sehen kann bzw. Zugriff darauf hat.
In einer weiteren Variante dieser Ausgestaltung ist der Türkontaktdetektor ein elektrischer, magnetischer und/oder optischer Türkontaktdetektor. Der Türkontaktsensor kann ein Türteil und ein Rahmenteil umfassen. Ein typisches Beispiel ist ein Türkontaktdetektor, der einen elektrischen Kontakt zwischen einem Türteil und einem Rahmenteil detektiert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Detektor ein Lichtdetektor zum Detektieren einer Lichtintensität, so dass das Detektionssignal einer aktuellen detektierten Lichtintensität entspricht. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, durch einfaches Ausschalten des Umgebungslichts Energie zu sparen. Beispielsweise bei Ausschalten der Raumbeleuchtung eines Raumes, in dem sich die Steuervorrichtung befindet, oder bei Schließen einer Schaltschranktür eines Schaltschranks, in dem die Steuervorrichtung angeordnet ist, wird die Anzeige des aktuellen Betriebszustands durch das Anzeigelement in den meisten Fällen nicht mehr benötigt.
In einer Variante dieser Ausgestaltung ist der zumindest eine Lichtdetektor eine Photodiode. Diese Variante ermöglicht eine relativ einfache Implementierung des Lichtdetektors.
In einer weiteren Variante dieser Ausgestaltung ist der zumindest eine Lichtdetektor eine lichtemittierende Diode, die derart betrieben wird, dass die lichtemittierende Diode bei Lichteinfall einen detektierbaren Photostrom erzeugt. Es ist bekannt, dass eine lichtemittierende Diode nicht nur Licht erzeugen kann, sondern auch Licht detektieren kann, wenn sie im Sperrbereich arbeitet. Diese Variante ermöglicht daher eine relativ einfache Implementierung, da eine bereits vorhandene lichtemittierende Diode der Steuervorrichtung verwendet werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das zumindest eine Anzeigeelement eine lichtemittierende Diode oder ein Display. Dies ermöglicht eine relativ einfache Implementierung, da die Anzeigeelemente einer bekannten Steuervorrichtung verwendet werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Anzeigesteuerelement in der Verarbeitungseinheit integriert. Dies ermöglicht eine relativ einfache Implementierung, und daher reduzierte Kosten, da die Verarbeitungseinheit einer bereits bekannten Steuervorrichtung verwendet werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung in einem Gehäuse integriert. In dieser Ausgestaltung wird eine kompakte Bauform bereitgestellt. In einer Variante dieser Ausgestaltung ist das zumindest eine Anzeigeelement nach außen hin sichtbar im Gehäuse angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Steuervorrichtung eine Mehrzahl von Komponenten auf, jede Komponente mit jeweils einem Gehäuse und jeweils zumindest einem der Anzeigeelemente. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen modularen Aufbau der Steuervorrichtung.
In einer Variante dieser Ausgestaltung weist die Steuervorrichtung genau einen Detektionseingang zum Aufnehmen genau eines Detektionssignals auf. Das zumindest eine Anzeigesteuerelement ist dann dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem genau einen Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, die Anzeigeelemente der Mehrzahl von Komponenten in einen passiven Zustand zu versetzen. Diese Variante ermöglicht, bei modularem Aufbau der Steuervorrichtung, mehrere Komponenten mit nur einem einzigen Detektionssignal anzusteuern. Das heißt, dass mit nur einem einzigen Detektionssignal die Anzeigeelemente mehrerer Komponenten gleichzeitig in den passiven Zustand versetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das zumindest eine Anzeigesteuerelement dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, einen Großteil der Anzeigeelemente, insbesondere alle Anzeigeelemente, in einen passiven Zustand zu versetzen. Diese Ausgestaltung stellt eine größere Energieersparnis bereit. Es wird nicht nur ein Anzeigeelement in den passiven Zustand versetzt, sondern ein Großteil der Anzeigeelemente, insbesondere alle Anzeigelemente.
Insbesondere zeigt in einer Ausgestaltung jedes Anzeigelement einen ihm zugewiesen aktuellen Betriebszustand an. Des Weiteren ist in einer Ausgestaltung das Anzeigesteuerelement dazu ausgebildet, die Anzeige des zumindest einen aktuellen Betriebszustands des zumindest einen Anzeigeelements zu steuern. Alternativ oder kumulativ, kann die Verarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, die Anzeige des zumindest einen aktuellen Betriebszustands des zumindest einen Anzeigeelements zu steuern
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Steuervorrichtung zumindest zwei Verarbeitungseinheiten auf, die das Eingangssignal redundant zueinander verarbeiten und redundant zueinander jeweils ein Steuersignal erzeugen. Die Steuervorrichtung weist dann weiterhin zumindest zwei Ausgänge auf, die redundant zueinander jeweils ein Steuersignal an jeweils einem Aktor ausgeben. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Realisierung eines Sicherheitsschaltgerätes zum fehlersicheren Abschalten eines elektrischen Verbrauchers und insbesondere zum fehlersicheren Abschalten einer Maschine der technischen Anlage, von der eine Gefahr für Menschen ausgeht.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Darstellung einer technischen Anlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel der neuen Steuervorrichtung;
2 eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung;
3 eine vereinfachte Darstellung einer Variante des in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung,
4 eine Frontansicht eines Gehäuses einer weiteren Variante des in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung;
5 eine perspektivische Ansicht eines Schaltschranks mit einer Steuervorrichtung mit mehreren in 4 dargestellten Komponenten;
6 eine vereinfachte Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung; und
7 eine perspektivische Ansicht eines Schaltschranks mit einer Steuervorrichtung gemäß dem in 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel.
In 1 ist eine vereinfachte Darstellung einer technischen Anlage 10 mit einem ersten Ausführungsbeispiel der neuen Steuervorrichtung zum automatisierten Steuern der technischen Anlage 10 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 22 ein Sicherheitsschaltgerät zum fehlersicheren Abschalten der Anlage 10. Die Anlage 10 beinhaltet eine Maschine, hier beispielhaft einen Roboter 12, von dessen Bewegungen im Arbeitsbetrieb eine Gefahr für Personen ausgeht, die sich im Arbeitsbereich des Roboters 12 aufhalten. Aus diesem Grund ist der Arbeitsbereich des Roboters 12 mit einem Schutzzaun mit einer Schutztür 14 abgesichert. Die Schutztür 14 ermöglicht den Zugang in den Arbeitsbereich des Roboters 12, beispielsweise für Wartungsarbeiten oder für Einrichtarbeiten. Im normalen Arbeitsbetrieb darf der Roboter 12 jedoch nur arbeiten, wenn die Schutztür 14 geschlossen ist. Sobald die Schutztür 14 geöffnet wird, muss der Roboter 12 abgeschaltet werden oder auf andere Weise in einen sicheren Zustand gebracht werden.
Um den geschlossenen Zustand der Schutztür 14 zu detektieren, ist an der Schutztür 14 ein Schutztürschalter mit einem Türteil 16 und einem Rahmenteil 18 angebracht. Das Rahmenteil 18 erzeugt auf einer Leitung 19 ein Schutztürsignal, das über die Leitung 19 einem Ausführungsbeispiel der neuen Steuervorrichtung 22 zugeführt ist.
Die Steuervorrichtung 22 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel einen E/A-Teil 24 mit einer Vielzahl von Eingängen 26, insbesondere Geräteanschlüsse, zum Aufnehmen jeweils eines Eingangssignals. In einigen Ausführungsbeispielen sind die Eingänge 26 Anschlussklemmen, die an einer Gehäuseseite des Gehäuses 27 der Steuervorrichtung 22 angeordnet sind. Beispielsweise kann es sich um Federzugklemmen oder um Schraubklemmen handeln. In anderen Ausführungsbeispielen können die Eingänge bzw. die Geräteanschlüsse Stecker oder Buchsen sein, die mehrere Kontaktelemente (Pins) beinhalten, wobei jeweils ein Pin einen Geräteanschluss bildet. Häufig werden M8-Buchsen mit fünf Kontaktpins für den Anschluss von Meldegeräten oder anderen Sensoren auf Feldebene verwendet. Dementsprechend können Ausführungsbeispiele der neuen Steuervorrichtung Feldgeräte sein, die außerhalb eines Schaltschranks in räumlicher Nähe zu der Maschine bzw. dem Roboter 12 angeordnet sind. Alternativ können Ausführungsbeispiele der neuen Steuervorrichtung jedoch auch in einem Schaltschrank angeordnet sein.
Die Steuervorrichtung 22 besitzt in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei redundante Signalverarbeitungskanäle. Die Steuervorrichtung 22 weist daher zwei Verarbeitungseinheiten 28a, 28b auf, jeweils zum Aufnehmen der Eingangssignale und Erzeugen eines Steuersignals. Beispielhaft sind hier zwei Verarbeitungseinheiten 28a, 28b in Form von Mikrokontrollern dargestellt, die jeweils mit dem E/A-Teil 24 verbunden sind. Die Verarbeitungseinheiten 28a, 28b verarbeiten hier redundant zueinander die Eingangssignale, die die Steuervorrichtung 22 an den Eingängen 26 des E/A-Teils aufnimmt, und sie vergleichen ihre Ergebnisse, was mit einem Pfeil 29 dargestellt ist. Anstelle von zwei Mikrokontrollern können auch andere übliche Verarbeitungseinheiten, wie beispielsweise Mikroprozessoren, ASICs, FPGAs und/oder andere Signalverarbeitungsschaltkreise verwendet werden. Bevorzugt besitzen Ausführungsbeispiele der Steuervorrichtung 22 zumindest zwei zueinander redundante Signalverarbeitungskanäle, die jeweils in der Lage sind, logische Signalverknüpfungen vorzunehmen, um in Abhängigkeit davon Schaltelemente zum Abschalten der Maschine bzw. des Roboters 12 anzusteuern.
In dem hier dargestellten Fall besitzt die Steuervorrichtung 22 zwei redundante Schaltelemente 30a, 30b. Jedes dieser beiden Schaltelemente ist in der Lage, ein hohes Spannungspotential 32 zu einem Ausgang 38a, 38b, insbesondere einem Geräteanschluss, der Steuervorrichtung 22 durchzuschalten, um einen Stromfluss zu einem Schütz 41a, 41b zu ermöglichen, oder diesen Stromfluss zu unterbrechen. Damit kann jedes der Schaltelemente 30 einen Aktor, wie einen Schütz oder ein Magnetventil, abschalten.
Die Schütze 41a, 41b in 1 besitzen jeweils Arbeitskontakte 42a, 42b. Die Arbeitskontakte 42a, 42b sind hier in Reihe zueinander in einen Stromversorgungspfad von einer Stromversorgung 44 zu der Maschine bzw. dem Roboter 12 angeordnet. Sobald die Steuervorrichtung 22 die Schütze 41a, 41b abschaltet, fallen die Kontakte 42 ab und die Stromversorgung für den Roboter 12 wird abgeschaltet. Den einschlägigen Fachleuten ist klar, dass eine solche ”radikale” Abschaltung hier beispielhaft beschrieben ist. Abweichend hiervon können bei einer Sicherheitsanforderung lediglich Teile der Maschine bzw. des Roboters 12 abgeschaltet werden, wie etwa die gefährlichen Antriebe, während andere Teile der Maschine bzw. des Roboters 12 funktionsbereit bleiben. Auch ein verzögertes Abschalten ist denkbar, damit die Maschine bzw. der Roboter 12 ggf. vor dem Abschalten der Antriebe kontrolliert abgebremst werden kann.
Die Steuervorrichtung 12 steuert die Schaltelemente 30a, 30b hier in Abhängigkeit von dem Signal des Schutztürschalters auf der Leitung 19 und in Abhängigkeit von einem weiteren Eingangssignal von einem Not-Aus-Taster 46 an. Auch der Not-Aus-Taster 46 ist über Leitungen mit Eingängen 26 der Steuervorrichtung 22 verbunden.
In einigen Ausführungsbeispielen erzeugt die Steuervorrichtung 22 Ausgangssignale, die den einzelnen Meldegeräten zugeführt sind. Beispielhaft ist ein solches Ausgangssignal über eine Leitung 48 zu dem Rahmenteil 18 des Schutztürschalters geführt. Das Rahmenteil 18 schleift das Ausgangssignal der Steuervorrichtung 22 von der Leitung 48 auf die Leitung 22, wenn sich das Türteil 16 in der Nähe des Rahmenteils 18 befindet, das heißt wenn die Schutztür 14 geschlossen ist. Daher kann die Steuervorrichtung 22 den Schutztürschalter mit Hilfe des Ausgangssignals auf der Leitung 48 und mit Hilfe des Eingangssignals auf der Leitung 20 überwachen. In vergleichbarer Weise überwacht die Steuervorrichtung 22 hier den Not-Aus-Taster 46.
Abweichend von der Darstellung in 1 werden in der Praxis häufig zwei redundante Ausgangssignale der Steuervorrichtung 22 verwendet, die jeweils über eine separate Signalleitung zu einem Meldegerät geführt sind und über dieses Meldegerät zurück zur Steuervorrichtung 22 geschleift sind. Beispielhaft für eine solche Realisierung sei auf DE 10 2004 020 995 A1 verwiesen, die hinsichtlich der Details einer solchen redundanten Überwachung eines Meldegerätes durch Bezugnahme aufgenommen ist. Auch der Not-Aus-Taster 46 wird in der Praxis häufig mit redundanten Eingangs- und Ausgangsleitungen überwacht.
Wie in 1 zu sehen, besitzt die Steuervorrichtung 22 weiterhin ein Anzeigeelement 40, beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder ein Display. Das Anzeigeelement 40 ist in dem Gehäuse 27 angeordnet. Insbesondere ist das Anzeigeelement 40 nach außen hin sichtbar im Gehäuse 27 angeordnet. Das Anzeigeelement 40 zeigt einen aktuellen Betriebszustand an, beispielsweise in Form eines Fehlerzustands oder in Form eines fehlerfreien Zustands der Steuervorrichtung 22 oder der technischen Anlage 10.
Gemäß der Erfindung umfasst die Steuervorrichtung 22 weiterhin einen dedizierten Detektionseingang 52 zum Aufnehmen eines Detektionssignals von einem Detektor 50. Das Detektionssignal wird dem Detektionseingang 52 über eine für das Detektionssignal vorgesehene Leitung 51 zugeführt. Der Detektionseingang 52 kann ein Eingang bzw. Geräteanschluss in einer wie oben beschriebenen Form sein.
Die Steuervorrichtung 22 weist des Weiteren ein Anzeigesteuerelement 20 auf, das dazu ausgebildet ist, das Anzeigeelement 40 zu steuern. Hierzu kann das Anzeigesteuerelement 20 das Detektionssignal zunächst verarbeiten. Das Anzeigesteuerelement 20 sendet dann ein Anzeigesteuersignal auf der in 1 dargestellten Leitung 21 an das Anzeigelement 40. Das Anzeigesteuerelement 20 steuert das Anzeigeelement 40 derart, dass es, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal, das dem Detektionseingang 52 zugeführt wird, und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, den das Anzeigeelement 40 in einem aktiven Zustand anzeigt, in einen passiven Zustand versetzt wird. Wenn das Anzeigeelement 40 beispielsweise eine lichtemittierende Diode ist, so kann diese im aktiven Zustand leuchten, um einen aktuellen Betriebszustand anzuzeigen. Beispielsweise kann die Diode leuchten, wenn die Schaltelemente 30a, 30b leitend sind, um genau diesen Betriebszustand zu signalisieren. Dementsprechend ist die Diode aus, wenn die Schaltelemente 30a, 30b nichtleitend sind, etwa bei einer gewollten Abschaltung der Maschine nach Öffnen der Schutztür 14. Obwohl die Diode in diesem Fall nicht leuchtet, befindet sie sich in einem aktiven Zustand im Sinne der vorliegenden Erfindung, da auch die nichtleuchtende Diode eine Information über den Betriebszustand der Steuervorrichtung 22 und der Maschine liefert.
Im Gegensatz dazu ist die Diode im passiven Zustand stets aus, egal wie der aktuelle Betriebszustand der Steuervorrichtung 22 und/oder der Maschine ist.
Mit anderen Worten liefert das Anzeigelement im passiven Zustand keine Information über einen Betriebszustand der Steuervorrichtung 22 und/oder der Anlage 10.
In anderen Fällen kann eine Leuchtdiode einen Fehlerzustand der Steuervorrichtung 22 anzeigen. Die Diode ist aus, wenn die Steuervorrichtung 22 ordnungsgemäß funktioniert. Die Diode leuchtet, wenn ein Fehlerzustand erkannt ist, etwa ein durchlegiertes Schaltelement 30a oder 30b. Auch in diesen Fällen liefert die Diode mit ihrem jeweiligen Anzeigezustand an/aus eine Information, wenn sich die Diode in ihrem aktiven Zustand im Sinne der Erfindung befindet. Wenn die Diode jedoch in Abhängigkeit von dem Detektionssignal am Eingang 52 in ihren passiven Zustand geschaltet wird, liefert sie keine Information mehr über einen Betriebszustand der Steuervorrichtung 22 und/oder der Anlage 10. Das Nichtleuchten der Diode ist in diesem Fall also kein Hinweis auf einen fehlerfreien Betrieb der Steuervorrichtung 22.
Wenn das Anzeigeelement 40 ein Display ist, so werden in einem aktiven Zustand ein oder mehrere Betriebszustände der Steuervorrichtung 22 oder der technischen Anlage 10 auf dem Display angezeigt, und das Display wird in einen passiven Zustand versetzt, indem es dunkel geschaltet oder vorzugsweise ganz ausgeschaltet wird.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anzeigesteuerelement 20 ein separates Element. Es sollte jedoch verstanden werden, dass das Anzeigesteuerelement 20 auch in der Verarbeitungseinheit 28a oder 28b integriert sein kann. Das Anzeigesteuerelement 20 kann in Form von Hardware und/oder Software implementiert sein. Das Anzeigesteuerelement 20 kann einen Mikrokontroller oder andere übliche Verarbeitungseinheiten, wie beispielsweise Mikroprozessoren, ASICs, FPGAs und/oder andere Signalverarbeitungsschaltkreise, umfassen. Das Anzeigesteuerelement 20 kann aber auch ein einfacher Schalter sein.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anzeigesteuerelement 20 dazu ausgebildet, die Anzeige des aktuellen Betriebszustands des Anzeigelements 40 zu steuern. Alternativ oder kumulativ kann die Verarbeitungseinheit 28a und/oder Verarbeitungseinheit 28b dazu ausgebildet sein, die Anzeige des aktuellen Betriebszustands des Anzeigelements 40 zu steuern.
Der passive Zustand kann insbesondere ein Zustand verringerten Energieverbrauchs des Anzeigeelements 40 sein, insbesondere ein abgeschalteter Zustand des Anzeigeelements 40. Das Anzeigeelement wird also unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, den es im aktiven Zustand anzeigt, in einen passiven Zustand versetzt, mit dem es weniger Energie verbraucht als in seinem aktiven Zustand. Es wird nur das Anzeigeelement 40 in den passiven Zustand versetzt, nicht jedoch die Verarbeitungseinheit 28a, 28b. Auch wenn das Anzeigeelement 40 in dem passiven Zustand ist, verarbeiten die Verarbeitungseinheiten 28a, 28b weiterhin die Eingangssignale der Vielzahl von Eingängen 26 des E/A-Teils 24 und erzeugen redundant zueinander das Steuersignal mittels der zwei redundanten Schaltelemente 30a, 30b. Das heißt, dass die eigentliche Grundfunktion der Steuervorrichtung 22 durch das Detektionssignal nicht beeinflusst wird. Es wird also ein verringerter Energieverbrauch der Steuervorrichtung bereitgestellt, und zwar ohne die eigentliche Grundfunktion der Steuervorrichtung 22 zu beeinflussen.
2 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung 22. Die Steuervorrichtung 22 weist ein Gehäuse 27 auf bzw. die Komponenten der Steuervorrichtung 22 sind in dem Gehäuse integriert. In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist des Weiteren der Detektor 50 Bestandteil der Steuervorrichtung 22 und deshalb auch in dem Gehäuse 27 integriert. Der Detektor 50 sendet ein Detektionssignal an einen Detektionseingang 52 des Anzeigesteuerelements 20, über eine für das Detektionssignal vorgesehene Leitung 51. Die Steuervorrichtung 20 verarbeitet das Detektionssignal und sendet, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal, ein Anzeigesteuersignal auf Leitung 21 an das Anzeigeelement 40. Wenn beispielsweise das Anzeigesteuerelement 20 bei Verarbeitung des Detektionssignals erkennt, dass das Anzeigeelement in einen passiven Zustand versetzt werden kann, um Energie zu sparen, sendet das Anzeigesteuerelement 20 über die Leitung 21 ein entsprechendes Anzeigesteuersignal an das Anzeigeelement 40, so dass das Anzeigeelement 40 in den passiven Zustand versetzt wird, beispielsweise einen Zustand verringerten Energieverbrauchs, wie einen Stand-by-Modus, oder eine komplette Abschaltung des Anzeigelements.
3 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Variante des in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung 22. Der Detektor 50 ist hier ein Lichtdetektor zum Detektieren einer Lichtintensität, in Form einer Photodiode. Der Lichtdetektor 50 ist Bestandteil der Steuervorrichtung 22 bzw. ist in dem Gehäuse 27 integriert. Der Lichtdetektor 50 ist derart im Gehäuse 27 angeordnet, dass er die Lichtintensität des Lichts in der Umgebung des Gehäuses 27 detektieren kann. Vorzugsweise ist eine Aussparung in dem Gehäuse 27 vorgesehen, in der der Lichtdetektor 50 angeordnet werden kann. Der Lichtdetektor 50 sendet ein Detektionssignal, das einer aktuellen detektierten Lichtintensität entspricht, über die Leitung 51 zu einem Detektionseingang 52 der Verarbeitungseinheit 28a. Das in Form von Hardware und/oder Software in der Verarbeitungseinheit 28a integrierte Anzeigesteuerelement 20 verarbeitet dann das Detektionssignal. Über die Ausgänge 23a, 23b der Verarbeitungseinheit 28a sendet das Anzeigesteuerelement 20 dann in Abhängigkeit von dem Detektionssignal jeweils ein Anzeigesteuersignal über die Leitungen 21a, 21b an zwei Anzeigeelemente 40a, 40b. Die Anzeigeelemente 40a, 40b sind in dieser Variante lichtemittierende Dioden. Die Anzeigeelemente 40a, 40b sind derart im Gehäuse 27 angeordnet, dass sie von außen sichtbar sind. Beispielsweise können entsprechende Aussparungen in dem Gehäuse vorhanden sein, in denen jeweils ein Anzeigeelement 40a, 40b angeordnet werden kann.
Die in 3 dargestellte Steuervorrichtung 22 weist weiterhin ein E/A-Teil und zwei redundante Signalverarbeitungskanäle auf, wie bereits in Bezug auf 1 erläutert. Die entsprechenden Elemente sind in 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet.
Die Anzeigeelemente 40a, 40b der 3 in Form von lichtemittierenden Dioden zeigen jeweils einen aktuellen Betriebszustand der Steuervorrichtung oder technischen Anlage an. Jedes der Anzeigeelemente 40a, 40b zeigt einen ihm zugewiesenen aktuellen Betriebszustand an. Die Anzeigeelemente 40a, 40b werden unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, den das jeweilige Anzeigeelement 40a, 40b im aktiven Zustand anzeigt, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal in einen passiven Zustand versetzt. Dies geschieht unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, den das jeweilige Anzeigelement im aktiven Zustand anzeigt. Wenn die Anzeigeelemente 40a, 40b in den passiven Zustand versetzt werden, verarbeitet die Verarbeitungseinheit 28a, 28b weiterhin die am E/A-Teil 24 anliegenden Eingangssignale und erzeugt entsprechende Steuersignale, die sie über Ausgänge 38a, 38b ausgibt. Das heißt, dass die eigentliche Grundfunktion der Steuervorrichtung 22 durch das Detektionssignal des Detektors 50, das am Detektionseingang 52 aufgenommen wird, nicht beeinflusst wird.
In dem in 3 dargestellten Beispiel ist das Anzeigesteuerelement 20 dazu ausgebildet, alle Anzeigeelemente 40a, 40b in den passiven Zustand zu versetzen, d. h. beide Anzeigeelemente 40a, 40b werden gleichzeitig in den passiven Zustand versetzt. Alternativ können die beiden Anzeigeelemente 40a, 40b auch unabhängig voneinander in einen passiven Zustand versetzt werden.
4 zeigt eine Frontansicht eines Gehäuses einer weiteren Variante des in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung 22. Auch hier ist der Detektor 50 Bestandteil der Steuervorrichtung 22 und in dem Gehäuse 27 der Steuervorrichtung 22 integriert. Der Detektor ist auch hier ein Lichtdetektor 50, in Form einer Photodiode. Anstatt einer handelsüblichen Photodiode kann auch eine lichtemittierende Diode derart betrieben werden, dass die lichtemittierende Diode bei Lichteinfall einen detektierbaren Photostrom erzeugt. Es ist bekannt, dass eine lichtemittierende Diode nicht nur Licht erzeugen kann, sondern auch Licht detektieren kann, wenn sie im Sperrbereich arbeitet. Der Photostrom muss hier gegebenenfalls verstärkt werden durch beispielsweise einen Transistor.
Die Anzeigeelemente der Steuervorrichtung 22 sind in der in 4 dargestellten Variante drei lichtemittierende Dioden 40a, 40b, 40c sowie ein Display 40d. Die lichtemittierende Diode 40a zeigt einen fehlerfreien Zustand der Steuervorrichtung 22 an, wenn Versorgungsspannung anliegt, in 4 mit ”POWER” gekennzeichnet. Die lichtemittierende Diode 40b und die lichtemittierende Diode 40c zeigen in ihrem aktiven Zustand jeweils eine Betriebsart der Steuervorrichtung 22 an, in 4 mit ”RUN ST” für ein Standard-Teil und „RUN FS” für ein Fail-Safe-Teil gekennzeichnet. Das Display 40d zeigt in seinem aktiven Zustand Fehlerzustände in Form einer bestimmten Fehlermeldung an, beispielsweise in Form eines Fehlerstacks.
Der aktive Zustand kann mehrere Zustandsarten aufweisen. Beispielsweise kann der aktive Zustand der lichtemittierenden Diode 40a, 40b, 40c eine erste Zustandsart umfassen, beispielsweise in Form eines Dauerbetrieb der lichtemittierenden Diode 40a, 40b, 40c, d. h. sie leuchtet andauernd. Der aktive Zustand kann aber auch eine sich von der ersten Zustandsart unterscheidende zweite Zustandsart umfassen, beispielsweise in Form eines intermittierenden Betriebs der lichtemittierenden Diode 40a, 40b, 40c, d. h. sie blinkt. Die erste Zustandsart kann aber auch sein, dass die lichtemittierende Diode 40a, 40b andauernd leuchtet oder blinkt, während sie in der zweiten Zustandsart nicht leuchtet.
Die lichtemittierende Diode 40a, 40b, 40c der 4 leuchten andauernd oder blinken bzw. leuchten nicht im aktiven Zustand, um den aktuellen Betriebszustand anzuzeigen. Sie wird in den passiven Zustand versetzt, indem sie ausgeschaltet wird. Das Display 40d zeigt im aktiven Zustand ein oder mehrere Betriebszustände der Steuervorrichtung 22 oder der technischen Anlage 10 an, und das Display 40d wird in einen passiven Zustand versetzt, indem es ausgeschaltet wird.
In 4 sind weitere auf der Frontseite des Gehäuses 27 sichtbare Elemente angeordnet. Es ist ein Wahlschalter 61 zum Auswählen der Betriebsart des Standardteils ”ST” angeordnet, sowie ein Wahlschalter 62 zum Wählen der Betriebsart des Failsafe-Teils ”FS”. Des Weiteren ist eine Taste 63 zum Blättern des im Display 40d angezeigten Fehlerstacks vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 64 ist eine Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung dargestellt, beispielsweise eine RS232/RS485-Schnittstelle. Es ist auch eine entsprechende Anwenderschnittstelle 65 vorgesehen. Drucktaster 66 dient zum Zu- und Abschalten der Anwenderschnittstelle 65, beispielsweise der RS485-Terminierung der Anwenderschnittstelle 65
Während in 1 die Steuervorrichtung 22 ein Sicherheitsschaltgerät mit einer herstellerseitig vordefinierten Funktion zum fehlersicheren Abschalten ist, ist die in 4 dargestellte Steuervorrichtung eine Komponente bzw. ein Modul einer Modulbaugruppe für eine programmierbare Steuerung.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schaltschranks 70 mit einer Steuervorrichtung 22 mit mehreren der in 4 dargestellten Komponenten bzw. Modulen. Die Steuervorrichtung 22 bzw. die Modulbaugruppe ist in einem durch den Schaltschrank 70 mit Schaltschranktür 72 definierten Innenraum 74 angeordnet. Jede Komponente weist ein Gehäuse, Anzeigeelemente 40a, 40b, 40c sowie einen Lichtdetektor 50 auf. Jede Komponente kann an einer Führungsleiste 76, die sich in dem Schaltschrank 70 befindet, angebracht werden. Entsprechende Halterungen sind an dem Gehäuse jeder Komponente vorgesehen.
Wird nun die Schaltschranktür 72 des Schaltschranks 70 geschlossen, so detektiert der Lichtdetektor 50 eine verringerte Lichtintensität. Das Anzeigesteuerelement 20 verarbeitet das Detektionssignal und erkennt diesen Zustand verringerter Lichtintensität, beispielsweise wenn das aufgenommene Detektionssignal gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Lichtintensitätsschwellwert. Das Anzeigesteuerelement 20 versetzt dann die Anzeigeelemente 40a, 40b, 40c in einen passiven Zustand.
Wenn die Schaltschranktür 42 des Schaltschranks 70 wieder geöffnet wird, detektiert der Lichtdetektor 50 eine erhöhte Lichtintensität. Das Anzeigesteuerelement 20 verarbeitet das Detektionssignal und erkennt diesen Zustand erhöhter Lichtintensität, beispielsweise wenn das aufgenommene Detektionssignal größer ist als der vorbestimmte Lichtintensitätsschwellwert. Es versetzt dann die Anzeigeelemente 40a, 40b, 40c wieder in den aktiven Zustand. Die Anzeigeelemente sind nur dann im aktiven Zustand und zeigen den aktuellen Betriebszustand an, wenn diese Anzeige auch wirklich benötigt wird. In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies nur der Fall, wenn der Schaltschrank geöffnet ist und der Wartungsingenieur die im Schaltschrank angeordnete Steuervorrichtung 22 auch sehen kann bzw. Zugriff darauf hat.
6 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der neuen Steuervorrichtung 22. Ähnlich wie in 5 weist auch hier die Steuervorrichtung mehrere Komponenten bzw. Module auf. In 6 sind rein beispielhaft drei Komponenten mit jeweils einem Gehäuse 27a, 27b, 27c dargestellt. Jede Komponente umfasst jeweils ein Anzeigeelement 40a, 40b, 40c und jeweils ein Anzeigesteuerelement 20a, 20b, 20c. Die Steuervorrichtung 22 weist genau einen Detektionseingang 52 zum Aufnehmen genau eines Detektionssignals von einem Detektor 50 auf. Das Anzeigesteuerelement 20a, 20b, 20c kann das Detektionssignal verarbeiten. In Abhängigkeit von dem genau einen Detektionssignal, das an dem genau einen Detektionseingang 52 aufgenommen wird, und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, den das jeweilige Anzeigeelement 40a, 40b, 40c im aktiven Zustand anzeigt, werden die Anzeigeelemente 40a, 40b, 40c der drei Komponenten in einen passiven Zustand versetzt. Das heißt, dass mit nur einem einzigen Detektionssignal die Anzeigeelemente 40a, 40b, 40c der drei Komponenten gleichzeitig in den passiven Zustand versetzt werden.
In 6 wird das Detektionssignal von dem Detektionseingang 52 an die weiteren Komponenten der Steuervorrichtung 22 gesendet. Beispielweise kann das Detektionssignal über einen Bus, beispielsweise einen SafetyBUS^®, oder ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk, beispielsweise SafetyNET^® oder induraNET^® an die weiteren Komponenten gesendet werden.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schaltschranks 70 mit einer Steuervorrichtung 22 gemäß dem in 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel. Die Steuervorrichtung 22 bzw. die Modulbaugruppe ist in einem durch den Schaltschrank 70 mit Schaltschranktür 72 definierten Innenraum 74 angeordnet. Jede Komponente weist ein Gehäuse und Anzeigeelemente 40a, 40b auf. Jede Komponente kann an einer Führungsleiste 76, die sich in dem Schaltschrank 70 befindet, angebracht werden. Entsprechende Halterungen sind an dem Gehäuse jeder Komponente vorgesehen.
Der Detektor 50 ist in 5 ein Türkontaktdetektor zum Detektieren eines geschlossenen Zustands der Schaltschranktür 72. Der Türkontaktsensor umfasst ein Türteil 56 und ein Rahmenteil 58. Das Türteil 56 ist an der Schaltschranktür 72 angeordnet und das Rahmenteil 58 ist am Türrahmen angeordnet. In dem Beispiel der 5 ist der Türkontaktdetektor ein elektrischer Türkontaktdetektor, der einen elektrischen Kontakt zwischen dem Türteil 56 und einem Rahmenteil 58 detektiert, wenn die Tür 72 geschlossen ist. Der Türkontaktdetektor kann aber alternativ auch ein magnetischer oder optischer Türkontaktdetektor, oder eine Kombination aus den genannten Türkontaktdetektorarten, sein.
Wenn die Schaltschranktür 72 geschlossen wird, kontaktiert das Türteil 56 das Rahmenteil 58. Das Rahmenteil 58 erzeugt dann ein Detektionssignal, das den geschlossenen Zustand der Schaltschranktür 72 anzeigt. Dieses Detektionssignal wird dann an genau einen Detektionseingang 52 der Steuervorrichtung 22 gesendet. Genau ein Anzeigesteuerelement 20 oder jedes Anzeigesteuerelement 20 einer Komponente versetzt dann die Anzeigeelemente 40a, 40b der mehreren Komponenten in einen passiven Zustand. In einer Alternative kann das Detektionssignal auch mehreren oder allen Komponenten mit jeweils einem Detektionseingang zugeführt werden.
Ebenso wie in der in 5 dargestellten Variante wird auch in dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, dass bei geschlossenem Zustand der Schaltschranktür 72 die Anzeige der Anzeigeelemente 40a, 40b in den meisten Fällen nicht benötigt wird. Die Anzeige des aktuellen Betriebszustands durch die Anzeigeelemente 40a, 40b ist für einen Wartungsingenieur nur von Interesse, wenn der Schaltschrank 70 geöffnet ist, und der Wartungsingenieur die im Schaltschrank 70 angeordnete Steuervorrichtung 22 auch sehen kann bzw. Zugriff darauf hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10011211 A1 [0002]
DE 102005057108 A1 [0005]
DE 102004020995 A1 [0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 954-1 [0015]
Norm IEC EN 61508 [0015]

Claims

Steuervorrichtung (22) zum automatisierten Steuern einer technischen Anlage (10), mit zumindest einem Eingang (26) zum Aufnehmen eines Eingangssignals, zumindest einer Verarbeitungseinheit (28a, 28b) zum Verarbeiten des Eingangssignals und Erzeugen eines Steuersignals, zumindest einem Ausgang (38a, 38b) zum Ausgeben des Steuersignals an einen Aktor, zumindest einem Anzeigelement (40) zum Anzeigen zumindest eines aktuellen Betriebszustands der Steuervorrichtung (22) oder der technischen Anlage (10), gekennzeichnet durch zumindest einen Detektionseingang (52) zum Aufnehmen eines Detektionssignals von einem Detektor (50), zumindest ein Anzeigesteuerelement (20), das dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anzeigelement (40) zu steuern, und wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, das zumindest eine Anzeigelement (40) in einen passiven Zustand zu versetzen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest einer des zumindest einen aktuellen Betriebszustands ein Fehlerzustand der Steuervorrichtung (22) oder der technischen Anlage (10) ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest einer des zumindest einen aktuellen Betriebszustands ein fehlerfreier Zustand der Steuervorrichtung (22) oder der technischen Anlage (10) ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der passive Zustand ein Zustand verringerten Energieverbrauchs des zumindest einen Anzeigeelements (40) im Vergleich zum aktiven Zustand ist, insbesondere ein Energieverbrauch, der weniger als 50% des Energieverbrauchs des Anzeigelements im aktiven Zustand beträgt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (22) in einem durch einen Schaltschrank (70) mit Schaltschranktür (72) definierten Innenraum (74) angeordnet ist, und wobei der Detektor (50) ein Türkontaktdetektor zum Detektieren eines geschlossenen Zustands der Schaltschranktür (72) ist, so dass das Detektionssignal den aktuellen Zustand der Schaltschranktür (72) anzeigt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement (20) dazu ausgebildet ist, bei Aufnahme eines Detektionssignals, das den geschlossenen Zustand der Schaltschranktür (72) anzeigt, das zumindest eine Anzeigelement (40) in den passiven Zustand zu versetzen.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Detektor (50) ein Lichtdetektor zum Detektieren einer Lichtintensität ist, so dass das Detektionssignal einer aktuellen detektierten Lichtintensität entspricht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der zumindest eine Lichtdetektor eine Photodiode ist oder eine lichtemittierende Diode ist, die derart betrieben wird, dass die lichtemittierende Diode bei Lichteinfall einen detektierbaren Photostrom erzeugt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zumindest eine Anzeigelement (40) eine lichtemittierende Diode oder ein Display ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Anzeigesteuerelement (20) in der Verarbeitungseinheit (28a, 28b) integriert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuervorrichtung (22) in einem Gehäuse (27) integriert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuervorrichtung (22) eine Mehrzahl von Komponenten aufweist, jede Komponente mit jeweils einem Gehäuse (27a, 27b, 27c) und jeweils zumindest einem der Anzeigelemente (40a, 40b, 40c).
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuervorrichtung genau einen Detektionseingang (52) zum Aufnehmen genau eines Detektionssignals aufweist, und wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem genau einen Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, die Anzeigelemente (40) der Mehrzahl von Komponenten in einen passiven Zustand zu versetzen.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zumindest eine Anzeigesteuerelement (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand, einen Großteil der Anzeigelemente (40), insbesondere alle Anzeigelemente (40), in einen passiven Zustand zu versetzen.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit zumindest zwei Verarbeitungseinheiten (28a, 28b), die das Eingangssignal redundant zueinander verarbeiten und redundant zueinander jeweils ein Steuersignal erzeugen, und mit zumindest zwei Ausgängen (38a, 38b), die redundant zueinander jeweils ein Steuersignal an jeweils einen Aktor ausgeben.