DE102011117896A1

DE102011117896A1 - Safety slave for actuator-sensor-interface system, has safety monitor, which is coupled to data bus and monitors condition of slave, where safety sensor provides sensor signal in two channels

Info

Publication number: DE102011117896A1
Application number: DE201110117896
Authority: DE
Inventors: Sören Albrecht
Original assignee: Euchner GmbH and Co KG
Current assignee: Euchner GmbH and Co KG
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-11-05
Also published as: DE102011117896B4

Abstract

The safety slave (10) has a safety monitor (8), which is coupled to the data bus (6) and monitors the condition of the slave. A safety sensor (12) provides a sensor signal in two channels, which controls a coupling network interconnecting a pre-set four bit wide code word (26) bitwise. A sensor channel (14,16) controls the interconnection of only a single bit of the preset code word over the coupling network. The additional information (34) of the safety sensor in addition to the two-channeled sensor signal is transferred within the same cycle by a bit of the code word. Safety slave for an actuator-sensor-interface system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen sicherheitsgerichteten Slave für ein Actuator-Sensor-Interface (AS-i) System.The present invention relates to a safety-related slave for an actuator-sensor-interface (AS-i) system.

Bei einem Actuator-Sensor-Interface (AS-i) System kommunizieren mehrere, elektrisch an einer Zweidrahtleitung angeschlossene Sensoren und/oder Aktuatoren, die sogenannten „Slaves”, mit einer den Datenaustausch steuernden Steuereinrichtung, dem sogenannten „Master”. Über die Zweidrahtleitung erfolgt einerseits die Versorgung der Slaves mit elektrischer Energie und andererseits auch die Signalübertragung zwischen Master und Slaves. Dadurch ist der Installationsaufwand für die Sensoren und Aktuatoren insbesondere auf der Prozessebene erheblich reduziert. Ein solches Actuator-Sensor-Interface (AS-i) System ist beispielsweise durch die Norm EN 50295 festgelegt.In an actuator-sensor interface (AS-i) system, a plurality of sensors and / or actuators, the so-called "slaves", which are electrically connected to a two-wire line communicate with a control device controlling the data exchange, the so-called "master". On the one hand, the supply of the slaves with electrical energy and, on the other hand, the signal transmission between the master and slaves takes place via the two-wire line. As a result, the installation effort for the sensors and actuators is significantly reduced, especially at the process level. Such an actuator-sensor-interface (AS-i) system is, for example, by the Standard EN 50295 established.

Wenn die Sensoren und/oder Aktuatoren eine sicherheitstechnische Funktion haben, beispielsweise detektieren, ob ein Not-Aus-Schalter betätigt wurde oder ob die Schutzeinrichtung einer Maschine ordnungsgemäß geschlossen ist, müssen für die Slaves, welche die zugehörige Sensorik oder Akutatorik aufweisen, sogenannte sicherheitsgerichtete Slaves eingesetzt werden.If the sensors and / or actuators have a safety-related function, for example detecting whether an emergency stop switch has been actuated or if the protective device of a machine is properly closed, so-called safety-related slaves must be provided for the slaves which have the associated sensors or actuators be used.

Die Anzahl der an die Zweidrahtleitung anschließbaren Slaves ist aufgrund des zugrundeliegenden Busprotokolls begrenzt, ebenso wie der Umfang der zwischen Master und Slaves austauschbaren Nutzdaten.The number of slaves which can be connected to the two-wire line is limited on account of the underlying bus protocol, as is the extent of the user data exchangeable between master and slaves.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen sicherheitsgerichteten Slave für ein Actuator-Sensor-Interface (AS-i) System bereitzustellen, mit dem unter Verwendung bereits vorhandener Standard-Bausteine für die Kommunikation auf einem vorhandenen Bussystem eine erhöhte Funktionalität bereitgestellt werden kann, insbesondere ohne dass neue Protokollbausteine entwickelt werden müssen.The present invention is based on the problem to provide a safety-related slave for an actuator-sensor interface (AS-i) system, with the use of existing standard modules for communication on an existing bus system increased functionality can be provided, in particular without having to develop new protocol blocks.

Das Problem ist durch den im Anspruch 1 bestimmten sicherheitsgerichteten Slave gelöst. Besondere Ausführungsarten sind in den Unteransprüchen bestimmt.The problem is solved by the safety-oriented slave defined in claim 1. Particular embodiments are defined in the subclaims.

In einer Ausführungsart ist das Problem bei einem sicherheitsgerichteten Slave für ein Actuator-Sensor-Interface (AS-i) System, bei dem Daten zwischen einem Master und dem Slave über einen Datenbus übertragen werden, wobei der Master den Slave zyklisch aufruft und der Slave daraufhin seine Daten in den Datenbus einkoppelt, und ein Sicherheitsmonitor an den Datenbus angekoppelt ist, der den Zustand des Slaves überwacht, und wobei eine Sicherheitssensorik des Slaves zweikanalig ein Sensorsignal bereitstellt, das ein Koppelnetzwerk steuert, welches ein vorgebbares und mindestens vier Bit breites Codewort bitweise entsprechend dem Sensorsignal durchschaltet, dadurch gelöst, dass mindestens ein Sensorkanal über das Koppelnetzwerk das Durchschalten nur eines einziges Bits des vorgegebenen Codeworts steuert, und dass innerhalb desselben Zyklus zusätzlich zu dem zweikanaligen Sensorsignal mindestens eine zusätzliche Information der Sicherheitssensorik durch mindestens ein Bit des Codeworts übertragbar ist.In one embodiment, the problem with a safety-related slave for an actuator-sensor-interface (AS-i) system is that data is transferred between a master and the slave over a data bus, with the master calling the slave cyclically and the slave thereafter its data is coupled into the data bus, and a safety monitor is coupled to the data bus, which monitors the state of the slave, and wherein a safety sensor of the slave two-channel sensor signal provides, which controls a coupling network, which corresponds to a predetermined and at least four bit wide code word bitwise the sensor signal turns on, solved in that at least one sensor channel via the coupling network controls the switching through only a single bit of the predetermined code word, and that within the same cycle in addition to the two-channel sensor signal at least one additional information of the safety sensor by at least one bit of the code words is transferable.

Durch die Zweikanaligkeit der Sicherheitssensorik wird eine erhöhte Sicherheit durch Redundanz des Sensorsignals gewährleistet. Das Sensorsignal ist binär und signalisiert beispielsweise durch eine logische „1” den Zustand der geschlossenen Tür einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder eines Industrieroboters. Durch eine logische „0” ist dagegen signalisiert, dass die Schutzeinrichtung nicht ordnungsgemäß geschlossen ist. In einer Ausführungsart signalisiert die Sicherheitssensorik zweikanalig, beispielsweise mittels eines entsprechenden Zuhaltesensors, dass die Tür nicht nur geschlossen, sondern auch zugehalten ist bzw. die Tür im geschlossenen Zustand arretiert ist.The dual-channel nature of the safety sensor ensures increased safety through redundancy of the sensor signal. The sensor signal is binary and signals, for example by a logical "1", the state of the closed door of a protective device of a machine or of an industrial robot. On the other hand, a logical "0" indicates that the protective device is not properly closed. In one embodiment, the safety sensor signals two channels, for example by means of a corresponding Zuhaltesensors that the door is not only closed, but also locked or the door is locked in the closed state.

Gemäß dem Protokoll des Actuator-Sensor-Interface (AS-i) Systems stehen jedem Slave vier Bits als Eingangsdaten oder Nutzdaten zur Verfügung. Im Stand der Technik steuert bei einem sicherheitsrelevanten Slave jeder Sensorkanal mindestens zwei Bits des vorgegebenen Codeworts, so dass durch die beiden redundanten Sensorkanäle die vier Bit breiten Nutzdaten des Slaves gebildet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dagegen von mindestens einem Sensorkanal über ein Koppelnetzwerk jeweils nur das Durchschalten eines einziges Bits des vorgegebenen Codeworts gesteuert. Vorzugsweise steuern beide Sensorkanäle jeweils nur ein einziges Bit. Das Sensorsignal belegt mithin nur zwei der insgesamt vier für die Nutzdaten des Slaves zur Verfügung stehenden Bits, die als Eingangsdaten von dem Slave zurück an den Master übertragen werden. Dadurch steht noch mindestens ein Bit für die Übertragung zusätzlicher Informationen der Sicherheitssensorik zur Verfügung, ohne dass die vorhandenen Standard-Bausteine für die Kommunikation auf dem AS-i-Bussystem verändert werden müssen oder neue Protokollbausteine entwickelt werden müssen.According to the protocol of the Actuator Sensor Interface (AS-i) system, each slave has four bits as input data or user data. In the prior art controls in a safety-related slave each sensor channel at least two bits of the predetermined code word, so that the four-bit-wide user data of the slave are formed by the two redundant sensor channels. In contrast, according to the present invention, only at least one sensor channel is controlled via a switching network by switching through a single bit of the predetermined code word. Preferably, both sensor channels each control only a single bit. Consequently, the sensor signal occupies only two of the total of four available for the user data of the slave bits, which are transmitted as input data from the slave back to the master. As a result, at least one more bit is available for the transmission of additional information of the safety sensors, without the existing standard modules for communication on the AS-i bus system having to be changed or new protocol modules having to be developed.

Bei diesen zusätzlichen Informationen kann es sich beispielsweise um Informationen handeln, die in unmittelbaren Zusammenhang mit dem das zweikanalige Sensorsignal bereitstellenden Sicherheitssensor stehen. Beispielsweise kann die zusätzliche Information signalisieren, ob eine vorgegebene Zuhaltekraft bei der Tür einer Sicherheitseinrichtung erreicht ist, oder es kann signalisiert werden, ob bei geschlossener und zugehaltener Tür versucht wird, die Tür zu öffnen. Alternativ oder ergänzend kann die zusätzliche Information auch erfassen, ob eine maximal zulässige Betriebstemperatur der Sicherheitssensorik oder eine maximal zulässige Umgebungstemperatur überschritten ist. In einer Ausführungsart kann die zusätzliche Information auch von einem einkanaligen Türsensor bereitgestellt sein, der beispielsweise signalisiert, ob die Tür offen oder geschlossen ist. Der einkanalige Türsensor schaltet zwei Bitstellen des AS-i Codes durch bzw. steuert das Durchschalten von zwei Bitstellen.This additional information may, for example, be information which is directly related to the safety sensor providing the two-channel sensor signal. For example, the additional information can signal whether a predetermined locking force is reached at the door of a safety device, or it can be signaled whether at closed and locked door is tried to open the door. Alternatively or additionally, the additional information can also detect whether a maximum permissible operating temperature of the safety sensor or a maximum permissible ambient temperature has been exceeded. In one embodiment, the additional information may also be provided by a single-channel door sensor, which signals, for example, whether the door is open or closed. The single-channel door sensor switches through two bit positions of the AS-i code or controls the switching through of two bit positions.

Die zusätzliche Information wird von der Sicherheitssensorik in binärer Form bereitgestellt, beispielsweise signalisiert eine logische „1” einen hinsichtlich der Temperatur zulässigen Betriebszustand. Die zusätzliche Information kann durch den erfindungsgemäßen Slave redundant übertragen werden, insbesondere können zwei Bits der zu übertragenden vier Bit Eingangsdaten des Slaves von der zusätzlichen Information belegt sein.The additional information is provided by the safety sensor in binary form, for example, a logical "1" indicates a temperature-permissible operating state. The additional information can be transmitted redundantly by the slave according to the invention, in particular two bits of the four bit input data of the slave to be transmitted can be occupied by the additional information.

Das vorgegebene Codewort wird von Zyklus zu Zyklus entsprechend einer vorgegebenen Folge von Codewörtern verändert. Auf Seiten des Masters besteht eine entsprechende Erwartungshaltung, insbesondere hat der Master Kenntnis von der vorgegebenen Folge von Codewörtern.The predetermined codeword is changed from cycle to cycle according to a predetermined sequence of codewords. On the part of the master there is a corresponding expectation, in particular, the master has knowledge of the predetermined sequence of codewords.

Jedem an dem Datenbus angeschlossenen Slave wird durch ein Adressiergerät oder über den Master eine eindeutige Adresse zugewiesen. Abhängig von der Version der Spezifikation des Aktuator-Sensor-Interface (AS-i) Systems können maximal 31 oder 62 Teilnehmer an den Datenbus angeschlossen werden. Im Normalbetrieb ruft der Master zyklisch jeden Slave auf. Der Slave meldet sich daraufhin zurück und übermittelt dabei die vier Bit Eingangsdaten an den Master. Erkennt der Master beispielsweise aufgrund der bei ihm liegenden Erwartungshaltung betreffend die vier Bit Eingangsdaten einen Fehler, so kann er diesen Vorgang wiederholen und veranlassen, dass der betreffende Slave erneut seine Eingangsdaten überträgt.Each slave connected to the data bus is assigned a unique address by an addressing device or via the master. Depending on the version of the specification of the Actuator Sensor Interface (AS-i) system, a maximum of 31 or 62 subscribers can be connected to the data bus. In normal operation, the master cyclically calls every slave. The slave then logs back and transmits the four bit input data to the master. If, for example, the master detects an error due to the expectation regarding the four-bit input data lying with him, he can repeat this procedure and cause the relevant slave to transmit its input data again.

Der Master kann entweder bereits Teil einer übergeordneten Steuerung sein oder die relevanten Informationen an eine übergeordnete Steuerung übertragen, gegebenenfalls auch über ein weiteres Bussystem.The master can either already be part of a higher-level controller or transmit the relevant information to a higher-level controller, possibly also via a further bus system.

Bei einem sicherheitsgerichteten Slave überwacht der an dem Datenbus angeschlossene Sicherheitsmonitor den Datenaustausch zwischen Master und den Slaves und leitet daraus den Schaltzustand der sicherheitsgerichteten Slaves ab. Stellt der Sicherheitsmonitor einen gefährlichen Betriebszustand fest, kann er beispielsweise einen Alarm oder auch das Abschalten der von dem sicherheitsgerichteten Slave überwachten Maschine veranlassen.In the case of a safety-related slave, the safety monitor connected to the data bus monitors the data exchange between the master and the slaves and derives the switching status of the safety-related slaves. If the safety monitor detects a dangerous operating status, it can, for example, cause an alarm or the shutdown of the machine monitored by the safety-related slave.

In einer Ausführungsart schaltet das Koppelnetzwerk jeweils nur ein einziges Bit des vorgegebenen Codeworts entsprechend dem die zusätzliche Information repräsentierenden Teil des Sensorsignals auf den Datenbus durch. Vorzugsweise steuert die zusätzliche Information der Sicherheitssensorik zweikanalig das Koppelnetzwerk, so dass die zusätzliche Information redundant über den Datenbus übertragbar ist. Beispielsweise kann die zusätzliche Information der Sicherheitssensorik das Durchschalten von zwei Bits des vorgegebenen Codeworts steuern.In one embodiment, the coupling network only switches a single bit of the predetermined code word to the data bus in accordance with the part of the sensor signal representing the additional information. The additional information of the safety sensor system preferably controls the coupling network over two channels, so that the additional information can be transmitted redundantly via the data bus. For example, the additional information of the safety sensor system can control the switching through of two bits of the predetermined code word.

In einer Ausführungsart steuert der nur ein einziges Bit des vorgegebenen Codeworts steuernde Sensorkanal das Durchschalten des ersten Bits oder des letzten Bits des Codeworts. Der andere Sensorkanal kann ebenfalls nur ein einziges Bit des vorgegebenen Codeworts steuern. Die beiden Bits des vorgegebenen Codeworts, deren Durchschalten durch die beiden Sensorkanäle gesteuert ist, können benachbart nebeneinander in dem Codewort liegen, so dass bei der anschließenden seriellen Übertragung über den Datenbus die beiden von den beiden Sensorkanälen gesteuerten Bits hintereinander angeordnet sind. In einer Ausführungsart handelt es sich dabei um die ersten beiden oder die letzten beiden Bits der vier Bit Eingangsdaten an den Master. Alternativ hierzu können auch die beiden mittleren Bits der vier Bit Eingangsdaten durch die beiden Sensorkanäle gesteuert sein, und die randseitigen Bits der vier Bit Eingangsdaten können durch die zusätzliche Information der Sicherheitssensorik gesteuert sein.In one embodiment, the sensor channel controlling only a single bit of the predetermined codeword controls the switching on of the first bit or the last bit of the codeword. The other sensor channel can also control only a single bit of the given codeword. The two bits of the predetermined code word, the through-connection of which is controlled by the two sensor channels, can be adjacent to one another in the code word, so that in the subsequent serial transmission via the data bus, the two bits controlled by the two sensor channels are arranged one behind the other. In one embodiment, these are the first two or the last two bits of the four bit input data to the master. Alternatively, the two middle bits of the four bit input data may be controlled by the two sensor channels, and the marginal bits of the four bit input data may be controlled by the additional information of the security sensor.

In einer Ausführungsart monitort der Sicherheitsmonitor auch die über den Datenbus übertragenen zusätzlichen Informationen der Sicherheitssensorik. Wenn beispielsweise die zusätzlichen Informationen signalisieren, dass eine Anforderung zur Öffnung der Schutzeinrichtung der Maschine detektiert wurde, kann der Sicherheitsmonitor dies beispielsweise an eine übergeordnete Steuerung melden. Die Steuerung kann daraufhin geeignete Maßnahmen ergreifen, beispielsweise über einen Monitor bei der Bedienperson anfragen kann, ob die Schutzeinrichtung tatsächlich geöffnet werden soll. Wenn die zusätzliche Information beispielsweise eine erhöhte Betriebstemperatur des sicherheitsgerichteten Slaves oder eine überhöhte Umgebungstemperatur signalisiert, kann der Sicherheitsmonitor dies an eine übergeordnete Steuerung melden oder die dem Slave zugeordnete Maschine abschalten.In one embodiment, the security monitor also monitors the additional information of the security sensor system transmitted via the data bus. If, for example, the additional information indicates that a request to open the protective device of the machine has been detected, the safety monitor can for example report this to a higher-level controller. The controller can then take appropriate action, for example, via a monitor at the operator can ask if the protective device should actually be opened. If the additional information signals, for example, an increased operating temperature of the safety-related slave or an excessive ambient temperature, the safety monitor can report this to a higher-level controller or switch off the machine assigned to the slave.

In einer Ausführungsart wertet der Sicherheitsmonitor durch Vergleich der über den Datenbus übertragenen Daten mit den seiner Erwartungshaltung entsprechenden Daten, insbesondere durch einen entsprechenden Bitvergleich, das über den Datenbus übertragene Signal aus. Bei Erkennen eines vordefinierten Fehlersignals und/oder bei Nichteinhalten eines vordefinierten, die Funktionsfähigkeit repräsentierenden Signals erfolgt eine Fehlermeldung oder auch eine Abschaltung der von dem Slave überwachten Maschine.In one embodiment, the security monitor evaluates by comparing the data transmitted via the data bus with the data corresponding to its expectation, in particular by means of a corresponding bit comparison, via the Data bus transmitted signal. Upon detection of a predefined error signal and / or failure to comply with a predefined signal representing functionality, an error message or a shutdown of the machine monitored by the slave takes place.

In einer Ausführungsart verknüpft der Sicherheitsmonitor bei der Auswertung des über den Datenbus übertragenen Signals die in dem Signal enthaltene Information betreffend mindestens einen Sensorkanal mit der in dem Signal ebenfalls enthaltenen zusätzlichen Information der Sicherheitssensorik. Beispielsweise erfolgt bei Erkennen eines vordefinierten Fehlersignals betreffend das Signal des Sensorkanals eine Fehlermeldung an eine übergeordnete Steuerung und/oder eine Abschaltung der von dem Slave überwachten Maschine erst dann, wenn auch die zusätzliche Information der Sicherheitssensorik einen vorgebbaren Wert aufweist.In one embodiment, when evaluating the signal transmitted via the data bus, the safety monitor links the information contained in the signal relating to at least one sensor channel to the additional information of the safety sensor also contained in the signal. For example, when a predefined error signal relating to the signal of the sensor channel is detected, an error message is sent to a higher-level control and / or a shutdown of the machine monitored by the slave only if the additional information of the safety sensor has a predefinable value.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the subclaims and the following description, in which an embodiment is described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sicherheitsgerichteten Slaves für ein Aktuator-Sensor-Interface (AS-i) System. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a safety-related slaves according to the invention for an actuator-sensor interface (AS-i) system.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen sicherheitsgerichteten Slaves 10 für ein Aktuator-Sensor-Interface (AS-i) System 1, bei dem Daten 2 mit einem seriellen Übertragungsprotokoll zwischen einem Master 4 und dem Slave 10 über einen Datenbus 6 übertragen werden. Der Master 4 ruft hierzu den Slave 10 zyklisch auf. Die Zykluszeit für den Datenaustausch zwischen Master 4 und Slave 10 beträgt beispielsweise 5 ms. Der Master 4 und der Slave 10 tauschen dabei Eingangsdaten und Ausgangsdaten aus, wobei die Nutzdaten aus jeweils einem vier Bit breiten Datenwort bestehen.The 1 shows a schematic representation of an embodiment of a safety-related slave according to the invention 10 for an actuator-sensor-interface (AS-i) system 1 in which data 2 with a serial transfer protocol between a master 4 and the slave 10 via a data bus 6 be transmitted. The master 4 calls the slave for this 10 cyclically. The cycle time for the data exchange between master 4 and slave 10 is for example 5 ms. The master 4 and the slave 10 exchange input data and output data, wherein the payload consist of a four-bit wide data word.

Der Slave 10 koppelt infolge eines Aufrufs durch den Master 4 seine Daten 2 in den Datenbus 6 ein, so dass diese von dem Master 4 empfangen werden können. Ein Sicherheitsmonitor 8 ist ebenfalls an den Datenbus 6 angekoppelt. Der Sicherheitsmonitor 8 überwacht den Zustand des Slaves 10. Insgesamt können bis zu 31, oder in einer erweiterten Version des Systems auch 62 Teilnehmer an den Datenbus 6 angeschlossen sein, beispielsweise 31 bzw. 62 erfindungsgemäße Slaves.The slave 10 coupled as a result of a call by the master 4 his data 2 in the data bus 6 a, so this from the master 4 can be received. A security monitor 8th is also on the data bus 6 coupled. The security monitor 8th monitors the state of the slave 10 , In total, up to 31, or in an extended version of the system also 62 participants to the data bus 6 be connected, for example, 31 or 62 according to the invention slaves.

Eine Sicherheitssensorik 12 des Slaves 10 weist einen ersten Sensorkanal 14 und einen zweiten Sensorkanal 16 auf, über welche zweikanalig ein Sensorsignal ausgegeben wird. Das Sensorsignal kann beispielsweise durch eine logische 1 signalisieren, dass die Tür einer Schutzeinrichtung ordnungsgemäß geschlossen und zugehalten ist, d. h. im geschlossenen Zustand verriegelt ist, so dass ein sicherer Betriebszustand der Maschine vorliegt. Alternativ hierzu können die beiden Sicherheitskanäle 14, 16 auch signalisieren, ob ein Not/Aus-Taster betätigt wurde oder dergleichen. In einer Ausführungsart sind die beiden Sensorkanäle 14, 16 die Ausgänge eines zweikanaligen Zuhaltesensors, mittels dem vorzugsweise gleichzeitig und zwangsläufig einander bedingend detektierbar ist, dass die Tür der Schutzeinrichtung geschlossen und auch zugehalten ist. jeder Kanal eines solchen Zuhaltesensors kann unabhängig vom jeweils anderen Kanal eine Bitstelle des AS-i Codes durchschalten bzw. das Durchschalten der Bitstelle steuern.A safety sensor 12 of the slave 10 has a first sensor channel 14 and a second sensor channel 16 via which two-channel a sensor signal is output. The sensor signal can signal, for example by a logical 1, that the door of a protective device is properly closed and locked, ie is locked in the closed state, so that a safe operating state of the machine is present. Alternatively, the two safety channels 14 . 16 also signal whether an emergency stop button has been pressed or the like. In one embodiment, the two sensor channels 14 . 16 the outputs of a dual-channel Zuhaltesensors, by means of which preferably simultaneously and inevitably detected conditionally detectable that the door of the protection device is closed and also locked. Each channel of such a tumbler sensor can switch through a bit position of the AS-i code or control the switching of the bit position independently of the respective other channel.

Die beiden Sensorsignale steuern ein im Ausführungsbeispiel durch jeweils ein UND-Gatter 18, 20, 22, 24 gebildetes Koppelnetzwerk. Die beiden dem Sensorsignal zugeordneten UND-Gatter 18, 20 schalten bitweise entsprechend dem Sensorsignal ein Codewort 26 auf den Datenbus 6 durch, wobei die Durchschaltung und parallel/seriell-Wandlung von einem Protokollbaustein 30 realisiert wird, wie er auch bei handelsüblichen Slaves eines AS-i-Systems eingesetzt wird.The two sensor signals control in the embodiment by an AND gate in each case 18 . 20 . 22 . 24 formed coupling network. The two AND gates associated with the sensor signal 18 . 20 switch bitwise a codeword according to the sensor signal 26 on the data bus 6 through, wherein the through-connection and parallel / serial conversion of a protocol block 30 is implemented, as it is also used in commercial slaves of an AS-i system.

Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mindestens ein Sensorkanal 14, 16, im Ausführungsbeispiel sogar beide Sensorkanäle 14, 16, über das Koppelnetzwerk jeweils nur ein einziges Bit des vorgegebenen Codewort 26 steuert. Dadurch ist es möglich, dass innerhalb desselben Zyklus zusätzlich zu dem zweikanaligen Sensorsignal zusätzliche Informationen der Sicherheitssensorik 12 durch weitere Bits des Codeworts 26 übertragbar sind.The special feature of the present invention is that at least one sensor channel 14 . 16 , in the embodiment even both sensor channels 14 . 16 , via the coupling network in each case only a single bit of the predetermined code word 26 controls. This makes it possible that within the same cycle in addition to the two-channel sensor signal additional information of the safety sensors 12 through further bits of the code word 26 are transferable.

Im Ausführungsbeispiel werden durch die Sensorkanäle 14, 16, an deren Ausgang jeweils das Sensorsignal einer logischen 1 anliegt, die ersten beiden Bits 2.1 und 2.2 des Datenworts 2 gesteuert. In dem von einem Codegenerator 30 erzeugten Codewort werden dementsprechend die beiden ersten Bits auf den Datenbus 6 durchgeschaltet, im dargestellten Zustand die Folge „1”-„1”. Im nächsten Zyklus wäre dies die Folge „1”-„0” entsprechend dem im nächsten Zyklus vom Codegenerator 30 bereitgestellten Codewort 32.In the exemplary embodiment are by the sensor channels 14 . 16 , at whose output in each case the sensor signal of a logical 1 is applied, the first two bits 2.1 and 2.2 of the data word 2 controlled. In the of a code generator 30 generated codeword accordingly the first two bits on the data bus 6 switched through, in the illustrated state, the sequence "1" - "1". In the next cycle, this would be the sequence "1" - "0" according to the code generator's next cycle 30 provided codeword 32 ,

Die beiden weiteren Bits 2.3 und 2.4 des Datenworts 2 werden durch die zusätzliche Information 34 der Sicherheitssensorik 12 gesteuert. Bei der zusätzlichen Information 34 kann es sich beispielsweise um eine von der Sicherheitssensorik 12 detektierte Anforderung zum Öffnen der Tür der Schutzeinrichtung einer Maschine handeln. In einer Ausführungsart handelt es sich bei der zusätzlichen Information 34 um das Ausgangssignal eines einkanaligen Türsensors, der detektiert, ob die Tür der Schutzeinrichtung der Maschine offen oder geschlossen ist; der einkanalige Türsensor kann demnach zwei Bitstellen des AS-i Codes durchschalten bzw. das Durchschalten steuern. Die zusätzliche Information 34 wird zweikanalig und redundant ausgegeben. Möglich ist aber auch, dass voneinander unabhängige Informationen als zusätzliche Informationen 34 der Sicherheitssensorik 12 übertragen werden, beispielsweise neben der Information betreffend die Anforderung zum Öffnen der Tür auch die Information, ob eine vorgegebene Temperatur überschritten ist.The other two bits 2.3 and 2.4 of the data word 2 be through the additional information 34 the safety sensor 12 controlled. For additional information 34 it can be for example, one of the safety sensors 12 acted detected request to open the door of the protective device of a machine. In one embodiment, the additional information is 34 the output of a single-channel door sensor which detects whether the door of the protective device of the machine is open or closed; The single-channel door sensor can therefore switch through two bit positions of the AS-i code or control the through-connection. The additional information 34 is output two-channel and redundant. It is also possible that independent information as additional information 34 the safety sensor 12 be transmitted, for example, in addition to the information regarding the request to open the door, the information whether a predetermined temperature is exceeded.

In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die zusätzliche Information 34 als logische 0 ausgegeben. Die zusätzliche Information 34 steuert die beiden UND-Gatter 22, 24 des Koppelnetzwerkes und bestimmt dadurch das Durchschalten des dritten und vierten Bits des Codeworts 26.In the in the 1 illustrated embodiment, the additional information 34 output as logical 0. The additional information 34 controls the two AND gates 22 . 24 of the switching network and thereby determines the switching of the third and fourth bits of the code word 26 ,

Im Ausführungsbeispiel sind entsprechend der logischen 0 der zusätzlichen Information 34 das dritte und vierte Bit 2.3 und 2.4 des Datenworts 2 eine logische 0, unabhängig von den zugehörigen Bits des Codeworts 26.In the embodiment, corresponding to the logical 0 of the additional information 34 the third and fourth bits 2.3 and 2.4 of the data word 2 a logical 0, regardless of the associated bits of the codeword 26 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard EN 50295 [0002]

Claims

Safety-oriented slave ( 10 ) for an Actuator Sensor Interface (AS-i) system ( 1 ), where data is transferred between a master ( 4 ) and the slave ( 10 ) via a data bus ( 6 ), whereby the master ( 4 ) the slave ( 10 ) calls cyclically and the slave ( 10 ) then its data in the data bus ( 6 ), and a safety monitor ( 8th ) to the data bus ( 6 ), which determines the state of the slave ( 10 ), and wherein a safety sensor system ( 12 ) of the slave ( 10 ) provides a two-channel sensor signal which controls a coupling network which has a predetermined and at least four bit wide codeword ( 26 ) bitwise switched according to the sensor signal, characterized in that at least one sensor channel ( 14 . 16 ) via the coupling network, the switching through only a single bit of the predetermined code word ( 26 ) and that within the same cycle, in addition to the two-channel sensor signal, at least one additional piece of information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) by at least one bit of the codeword ( 26 ) is transferable.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the coupling network is a bit, in particular only a single bit, of the predetermined code word ( 26 ) according to which the additional information ( 34 ) representing part of the sensor signal turns on.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the additional information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) two-channel controls the coupling network.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the additional information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) switching through two bits of the given code word ( 26 ) controls.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the only one bit of the predetermined code word ( 26 ) controlling sensor channel ( 14 ) switching through the first bit or the last bit of the codeword ( 26 ) controls.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that a sensor channel ( 14 ) of the two sensor channels ( 14 . 16 ) via the coupling network, the switching through only a single bit of the predetermined code word ( 26 ) controls that another sensor channel ( 16 ) of the two sensor channels ( 14 . 16 ) switching through at least one bit of the predetermined code word ( 26 ), and that the bit whose turn-on is controlled by the sensor channel controlling the switching through of only a single bit ( 14 ), in the codeword ( 26 ) is adjacent to the bit whose turn-on is controlled by the other sensor channel ( 16 ).

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the safety monitor ( 8th ) also via the data bus ( 6 ) transmitted additional information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) monitor.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the safety monitor ( 8th ) knowing which bit or which bits of the data bus ( 6 ) transmitted the additional information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) by comparing this bit or bits with one in the safety monitor ( 8th ) stored via the data bus ( 6 ) evaluates transmitted signal.

Safety-oriented slave ( 10 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the safety monitor ( 8th ) in the evaluation of the over the data bus ( 6 ) transmitted in the over the data bus ( 6 ) transmitted signal concerning at least one sensor channel ( 14 ) with the in the over the data bus ( 6 ) transmitted additional information ( 34 ) of the safety sensors ( 12 ) logically linked.