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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rücksetzen einer Konfiguration einer Sendeeinheit und/oder einer Empfangseinheit eines Lichtgitters nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige Lichtgitter für die Sicherheitstechnik dienen beispielsweise zur Absicherung von gefahrbringenden Maschinen, wie Gesenkbiegepressen, Stanzmaschinen, Schneidwerkzeugen, Schweißrobotern und dergleichen. Das Lichtgitter bzw. Sicherheitslichtgitter schützt dabei vor unzulässigem Eindringen in Gefahrenbereiche, indem das durch das Sicherheitslichtgitter aufgespannte Schutzfeld auf Verletzung durch ein Objekt überwacht wird. Wird das Schutzfeld verletzt, gibt das Sicherheitslichtgitter ein entsprechendes Sicherheitsschaltsignal aus, das z. B. ein Abschaltsignal für die gefahrbringende Maschine sein kann. Derartige Lichtgitter als Sicherheitssensoren müssen zuverlässig arbeiten und deshalb hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, beispielsweise die Gerätenorm EN61496 für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS) und in der Applikation die Norm EN13849 für Maschinensicherheit.
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Die Sicherheitslichtgitter bestehen in der Regel aus zwei optischen Einheiten, wobei in der einen optischen Einheit eine Reihe Lichtsender und in der anderen optischen Einheit eine entsprechende Reihe Lichtempfänger angeordnet sind, so dass einzelne Lichtsender und Lichtempfänger sich paarweise gegenüberliegen und zwischen sich das Schutzfeld des Sicherheitslichtgitters bilden. Bei Unterbrechung wenigstens eines Lichtstrahls, was durch einen Lichtempfänger detektiert wird, erfolgt die Ausgabe des Sicherheitsschaltsignals.
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Lichtgitter besitzen nach dem Stand der Technik verschiedene Zusatzfunktionen, wie etwa Wiederanlaufsperre, Schützkontrolle und/oder verschiedene Strahlcodierungen, die ein Anwender bei Bedarf selbst aktivieren und deaktivieren bzw. konfigurieren kann.
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Weiter ist es bekannt, Sendeeinheiten bzw. Empfangseinheiten zu kaskadieren, wodurch ein kaskadiertes Lichtgitter gebildet wird.
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Bezüglich der Konfiguration von Lichtgittern im Kaskadenbetrieb und Zusatzfunktionen stellen sich grundsätzlich folgende zu lösende Aufgaben:
Die Konfiguration soll in der Regel möglichst automatisch bzw. teilautomatisch ablaufen, einerseits um die Einrichtung für den Kunden möglichst komfortabel zu gestalten, andererseits um teure und hinsichtlich Dichtigkeit und Langlebigkeit grundsätzlich problembehaftete Bedienelemente möglichst einsparen zu können.
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Eine automatische Konfigurationsänderung ist in der Regel nicht möglich, da möglicherweise eine Konfiguration auf einem bestimmten Sicherheitsniveaus durch eine Konfiguration eines niedrigeren Sicherheitsniveaus ersetzt wird, wodurch das Lichtgitter insgesamt eine Überwachung durchführen würde, mit einem niedrigeren Sicherheitsniveau.
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Weiterhin zu berücksichtigen sind folgende Aufgaben im Zusammenhang mit kaskadierbaren Lichtgittern:
Wird ein Lichtgitter innerhalb einer Kaskade, z. B. aufgrund eines Defektes, gegen ein Ersatzlichtgitter getauscht, so soll dieses möglichst vollautomatisch die notwendige Konfiguration von den übrigen nicht getauschten Lichtgittern der Kaskade übernehmen.
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Eine solche Konfigurationsübernahme soll deterministisch korrekt erfolgen. D. h. das neue eingebrachte Lichtgitter soll die Konfiguration von den nicht getauschten Lichtgittern übernehmen und nicht umgekehrt. Das soll auch möglich sein, wenn die Konfiguration des Ersatzlichtgitters unbekannt ist, d. h. insbesondere wenn dieses zuvor in einer anderen Anwendung bereits mit einer dort notwendigen Konfiguration betrieben wurde.
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Bei dem bisher bekannten Stand der Technik ist es nicht möglich, ein defektes Lichtgitter in einer Kaskade gegen ein Ersatzlichtgitter mit einer unbekannten Konfiguration direkt auszutauschen und automatisch in Betrieb zu nehmen. Hier ist es immer erforderlich mit einem PC-basierenden Konfigurationswerkzeug manuell Einstellungen vorzunehmen, wodurch eine zusätzliche Schnittstelle an dem Lichtgitter notwendig ist.
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Beim bekannten Stand der Technik, welcher ohne PC-basierendes Konfigurationswerkzeug auskommt, muss stets als erster Schritt das Tauschlichtgitter mit unbekannter Konfiguration zunächst separiert mit Spannung versorgt werden und eine Rücksetzprozedur durchgeführt werden, bevor es in seiner eigentlichen Zielanwendung als Ersatzlichtgitter angeschlossen werden kann. Diese Möglichkeit, ein einzelnes Lichtgitter mit Spannung zu versorgen und eine Rücksetzprozedur daran durchzuführen, steht aber leider in den meisten Produktionsumgebungen, also dem typischen Einsatzort von Sicherheitslichtgittern, nicht zur Verfügung. Damit ist bisher ein schneller Austausch von Lichtgittern nur dann möglich, wenn als Tauschlichtgitter ein neues bereits zurückgesetztes Lichtgitter zur Verfügung steht.
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Die
DE 203 17 976 U1 offenbart ein Sicherheitslichtgitter zur Überwachung eines Schutzfeldes, wobei Konfigurationsmittel durch zwei Eingabeelemente und wenigstens ein Anzeigeelement gebildet sind.
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Die
US 2007/0069114 A1 offenbart ein kaskadierbares Lichtgitter.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein verbessertes Lichtgitter, bzw. ein verbessertes Verfahren zum Rücksetzen einer Konfiguration eines Lichtgitters, bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zum Rücksetzen einer Konfiguration einer Sendeeinheit und/oder einer Empfangseinheit eines Lichtgitters, wobei das Lichtgitter die Sendeeinheit mit einer Vielzahl von Lichtsendern aufweist zum Aussenden von Lichtstrahlen, wobei das Lichtgitter die Empfangseinheit mit einer Vielzahl von Lichtempfängern aufweist zum Empfangen von Lichtstrahlen, wobei zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit ein Schutzfeld gebildet ist, wobei die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit mindestens ein Einstellelement aufweist, wobei in einem ersten Schritt das Einstellelement in eine erste Stellung zum Rücksetzen der Konfiguration der Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit gebracht wird, in einem zweiten Schritt die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit für eine begrenzte Zeit eingeschaltet und danach wieder ausgeschaltet wird, in einem dritten Schritt das Einstellelement in eine zweite Stellung zum Betrieb der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit gebracht wird, in einem vierten Schritt die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit eingeschaltet wird.
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Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, im Falle eines Defekts der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit das defekte Gerät gegen eine andere Sendeeinheit bzw. Empfangseinheit auszutauschen, ohne dieses vorab zurücksetzen zu müssen und ohne dass Konfigurationskonflikte oder gar unerwünschte Fehlkonfigurationen entstehen.
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Dazu muss lediglich beim Einbau des Ersatzgerätes bei diesem das mindestens eine Einstellelement in die Stellung zum Rücksetzen gestellt werden und anschließend die beanspruchte Rücksetzprozedur durchlaufen werden.
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Für den Anwender steht damit in typischen Anwendungsumgebungen eine praktikable und einfache Rücksetzprozedur zur Verfügung.
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Wird die erfindungsgemäße Rücksetzsequenz exakt befolgt, so setzt sich das Gerät nach dem erneuten Einschalten auf eine vorgesehene Grundkonfiguration zurück.
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Alle Abweichungen von der Rücksetzsequenz führen jedoch dazu, dass das Lichtgitter bzw. die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit in einen Verriegelungszustand wechselt und für ein Rücksetzen die Rücksetzsequenz wieder von vorne durchgeführt werden muss.
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Die Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit weist je eine Steuer- und Auswerteeinheit auf. Die Lichtsender bzw. die Lichtempfänger und die Einstellelemente sind jeweils mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden. Die Steuer- und Auswerteeinheit weist weiter einen Speicher für die Konfiguration auf.
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In Weiterbildung der Erfindung sind zwei Einstellelemente je Sendeeinheit und/oder je Empfangseinheit angeordnet.
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Für die Rücksetzprozedur an der Sendeeinheit und/oder an der Empfangseinheit ist eine Nutzung von zwei Einstellelementen vorteilhaft, da über zwei Einstellelemente eine redundante, unabhängige Einstellinformation vorliegt. Dies ist unter Sicherheitsaspekten von großem Vorteil, da ein Fehler bei einem Einstellelement nicht direkt und unmittelbar zu einem Fehler im Gerät oder gar einer irrtümlichen Konfigurationsänderung führt.
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Die zwei Einstellelemente können auch zusätzlich zur Eingabe einer Konfiguration vorgesehen sein.
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Beispielsweise können über zwei unabhängige Einstellelemente drei wählbare Strahlkodierungen eingestellt werden. Zur Konfiguration der Strahlkodierungen sind pro Sendeeinheit und/oder pro Empfangseinheit die zwei Einstellelemente vorgesehen. Die drei Strahlkodierungen können nach folgendem Schema eingestellt werden.
| Einstellelement 1 | Einstellelement 2 | Strahlkodierung | Bemerkung |
| OFF | OFF | Code 0 | Optionale Einstellung bei Auslieferung des Gerätes |
| ON | OFF | Code 1 | |
| OFF | ON | Code 2 | |
| ON | ON | - | Rücksetzprozedur |
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Sind beide Einstellelemente in der Stellung ‚ON‘, so wird die erfindungsgemäße Rücksetzprozedur eingeleitet.
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Die Stellung des Einstellelements wird beispielsweise im laufenden Betrieb überwacht. Eine Änderung führt optional zum Wechsel in einen Verriegelungszustand. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass die Einstellelemente nicht ohne weiteres zugänglich sind. So können die Einstellelemente durch eine Abdeckplatte vor einem unabsichtlichen Zugriff geschützt angeordnet sein oder die Einstellelemente sind hinter bzw. unter einer Endkappe der Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in einem fünften Schritt eine neue Konfiguration einstellbar.
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Gemäß dieser Ausführung wechselt das Lichtgitter bzw. die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit danach in einen Betriebsmodus, in dem zwar die Sicherheitsschaltausgänge des Lichtgitters abgeschaltet bleiben, wodurch ein sicherer Zustand gewährleistet ist, bei dem aber bereits die neue Konfiguration anhand eventuell anliegender Eingangssignale automatisch erkannt und eingelernt werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung übernimmt das Ersatzgerät automatisch die in den anderen Geräten, also anderen Sendeeinheiten bzw. Empfangseinheiten gespeicherte Konfiguration ohne zusätzliche manuelle Einstellungen.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die neue Konfiguration ein höheres Sicherheitsniveau auf, als die bisherige Konfiguration.
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Eine automatische Konfiguration besteht aus folgenden Aspekten: Für jede zu konfigurierende Funktionalität gibt es eine festgelegte Hierarchie des Sicherheitsniveaus der verschiedenen Konfigurationszustände. Hierzu folgende Beispiele: Die Konfiguration ‚Schützkontrolle aktiviert‘ besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schützkontrolle inaktiv‘. Die Konfiguration ‚Wiederanlaufsperre aktiviert‘ besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schützkontrolle inaktiv‘. Die Konfiguration ,Schutzfeldauswertung für Kaskade aus drei Schutzfeldern‘ für drei Lichtgitter besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schutzfeldauswertung für Kaskade aus zwei Schutzfeldern‘ für zwei Lichtgitter und diese wiederum besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schutzfeldauswertung für ein einzelnes Schutzfeld‘ eines einzigen Lichtgitters.
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Dadurch ist gewährleistet, dass durch die automatische Konfigurationsänderung keinesfalls das Sicherheitsniveau herabgesetzt wird. Beispielsweise wird eine Wiederanlaufsperre von dem Zustand ‚inaktiv‘ in den Zustand ‚aktiv‘ versetzt oder eine Konfiguration Schützkontrolle wird von dem Zustand ‚inaktiv‘ in den Zustand ‚aktiv‘ versetzt.
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Abweichend von der strikten Hierarchie kann es in bestimmten Fällen sinnvoll sein, zwei Konfigurationen einer Funktion das gleiche Sicherheitsniveau zuzuordnen. Beispielsweise ‚Wiederanlaufsperre aktiviert auf Eingang A‘ und ,Wiederanlaufsperre aktiviert auf Eingang B‘. Beide Konfigurationen schließen sich dabei gegenseitig aus, da diese Konfigurationen sich gegenseitig stören würden.
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Die Konfiguration, in der alle Funktionalitäten auf das jeweils niedrigste Sicherheitsniveau, bezogen auf eine festgelegte Hierarchie, konfiguriert sind, ist die Basis Konfiguration. Typischerweise werden neue Lichtgitter mit dieser Konfiguration ausgeliefert.
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Eine Konfiguration wird dadurch geändert, dass definierte Signalzustände, dynamische Signalabfolgen oder Kommunikationstelegramme beim Einschalten eines Gerätes oder innerhalb eines Erkennungszeitfensters nach dem Einschalten an einem Lichtgitter an einem oder mehreren seiner Eingänge anliegen.
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Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Die Funktionalität ‚Schützkontrolle‘ wird aktiviert, wenn beim Einschalten ein ‚HIGH‘-Pegel an dem Eingang für die Schützkontrolle anliegt. Die Funktionalität ‚Wiederanlaufsperre‘ wird aktiviert, wenn innerhalb eines definierten Zeitfensters, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden nach dem Einschalten, die folgende Signalfolge an einem RESET-Eingang erkannt wird. Beispielsweise ist an dem RESET-Eingang ein Rücksetztaster angeschlossen, der für 1 bis 3 Sekunden gedrückt wird.
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Eine solche teilautomatische Konfigurationsänderung erfolgt jedoch ausschließlich dann, wenn sich dadurch das Sicherheitsniveau entsprechend einer festgelegten Hierarchie pro Funktionalität nicht reduziert.
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Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Ein Aktivieren einer zuvor nicht aktivierten Funktion ‚Schützkontrolle‘ ist möglich, ein Deaktivieren aber nicht. Ein Aktivieren einer zuvor nicht aktivierten Funktion ‚Wiederanlaufsperre‘ ist möglich, ein Deaktivieren aber nicht. Ein Ergänzen eines bisher im Einzelbetrieb laufenden Lichtgitters um ein weiteres Lichtgitter in der Kaskade ist möglich, ein Entfernen eines weiteren Lichtgitters aus einer bestehenden Kaskade ist aber nicht möglich.
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Eine Konfigurationsänderung bis hin zu einer Konfiguration mit niedrigerem Sicherheitsniveau ist ausschließlich möglich durch Rücksetzen auf die Basis-Konfiguration und ggf. anschließendem teilautomatischen Konfigurieren einzelner Funktionalitäten. Dadurch ist das Lichtgitter über die Komplexität der zugehörigen Rücksetzprozedur gegen ein versehentliches Absenken des Sicherheitsniveaus geschützt.
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Für zumindest einen Teil der Funktionalität wird die jeweilige Konfiguration in mehr als einer Sendeeinheit bzw. einer Empfangseinheit bzw. einem Lichtgitter der Kaskade abgespeichert.
Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Für ein einzelnes Lichtgitter, bestehend aus der Sendeeinheit und der Empfangseinheit, wird die Konfiguration in der Sendeeinheit und in der Empfangseinheit abgelegt, sofern diese über einen leitungsgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanal verfügen.
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Wird nun eine Sendeeinheit und/oder eine Empfangseinheit eines Lichtgitters gegen eine andere Sendeeinheit oder Empfangseinheit ausgetauscht, dann erfolgt keine Umkonfiguration, sofern für mindestens ein Funktion die Konfigurationen der Geräte in Konflikt zueinander stehen. Stattdessen erfolgt eine Fehlermeldung und/oder ein Verriegelungszustand des Lichtgitters.
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Andernfalls wird für jede Funktion von den potentiell verschiedenen Konfigurationen der einzelnen Geräte des Lichtgitters jeweils diejenige Konfiguration für die anderen Geräte des Lichtgitters übernommen, die unter den Vorhandenen das höchste Sicherheitsniveau besitzt. Beispielsweise wird beim Zusammenfügen von zwei Geräten, von denen bei einem nur die Wiederanlaufsperre, beim anderen nur die Schützkontrolle aktiviert ist, für beide Geräte die neue Konfiguration ‚Schützkontrolle aktiv‘ und ‚Wiederanlaufsperre aktiv‘ gesetzt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die neue Konfiguration aufgrund von Eingangssignalen an Eingängen der Sendeeinheit und/oder an Eingängen der Empfangseinheit des Lichtgitters einstellbar.
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Beispielsweise wird an den Eingängen eine zusätzliche Anwesenheit von zusätzlichen Lichtgittern erkannt.
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Weiter ist es beispielsweise möglich, eine an den Eingängen angeschlossene Rücksetztaste aufgrund deren Betätigung innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach dem Einschalten und entsprechender Aktivierung der Funktion ‚Wiederanlaufsperre‘ zu erkennen.
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Weiter ist es beispielsweise möglich, eine angeschlossene Schützkontrolle aufgrund eines gültigen Signalmusters beim Statuswechsel der Sicherheitsausgänge zu erkennen, falls die Funktion ‚Schützkontrolle‘ aktiviert ist.
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Bei einer Schützkontrolle wird ein Hilfskontakt des angesteuerten Schützes bzw. Relais von dem Sensor an einem Eingang eingelesen und von einer Auswerteeinheit des Lichtgitters geprüft, ob das Schütz richtig angesteuert wurde bzw. richtig schaltet.
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In Weiterbildung sind mehrere Sendeeinheiten und mehrere Empfangseinheiten in einer Kaskade angeordnet.
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Hierbei wird beispielsweise eine Schutzfeldkonfiguration eines Einzelgerätes auf die Kaskade automatisch übertragen.
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Dadurch wird z. B. ein schneller Wechsel, beispielsweise auch durch wenig geschultes Personal, beispielsweise während einer Nachtschicht möglich.
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Dabei werden vorzugsweise alle Sendeeinheiten und/oder alle Empfangseinheiten gemeinsam über eine einzige Leitung mit einer abzusichernden Anlage bzw. Maschine, bzw. dem Schaltschrank der abzusichernden Anlage bzw. Maschine verbunden. Dies spart sowohl Verkabelungsaufwand als auch Sicherheitssignaleingänge und eine Auswertelogik, da die gesamte Kaskade in der Regel nur ein gemeinsames Abschaltsignal über ein Paar von Sicherheitsausgängen an die Anlage bzw. die Maschine ausgibt.
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Besonders häufig werden solche Kaskaden z. B. eingesetzt, um hinter dem eigentlichen Zugangsabsicherungsschutzfeld ein Hintertretschutzfeld mit einem zweiten, horizontalen Schutzfeld zu realisieren.
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Eine Kaskaden-Schutzfeldauswertung wird aktiviert, wenn innerhalb eines definierten Zeitfensters, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden nach dem Einschalten eines Gerätes an der Kommunikationsleitung eines Erweiterungsanschlusses gültige Kommunikationssignale eines zweiten Lichtgitters empfangen werden bzw. eine Kommunikation zu einem zweiten Lichtgitter aufgebaut werden kann.
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Für zumindest einen Teil der Funktionalität wird die jeweilige Konfiguration in mehr als einer Sendeeinheit bzw. mehr als einer Empfangseinheit bzw. einem Lichtgitter der Kaskade abgespeichert. Beispielsweise wird die Konfiguration in allen Empfangseinheiten der Kaskade abgespeichert.
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Die Rücksetzprozedur für Lichtgitter-Kaskaden ist so ausgestaltet, dass die Initiierung der Rücksetzprozedur für jedes Gerät einzeln erfolgt.
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Stets wird nur die Konfiguration des Gerätes bzw. derjenigen Geräte innerhalb der Kaskade zurückgesetzt, bei denen die entsprechende Rücksetzprozedur durchgeführt wird.
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Die Rücksetzprozedur ist so ausgestaltet, dass keine automatische Konfigurationsübernahme zwischen den Geräten erfolgt, solange bei mindestens einem Gerät die Rücksetzprozedur gerade durchlaufen wird, obwohl üblicherweise die anderen Geräte mit ein- und ausgeschaltet werden.
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Die Rücksetzprozedur ist so ausgestaltet, dass mehrere Lichtgitter bzw. Sendeeinheiten und/oder Empfangseinheiten gleichzeitig zurückgesetzt werden können, wenn das mindestens eine Einstellelement entsprechend in der Stellung zum Rücksetzen eingestellt ist und die Geräte gemeinsam ein- bzw. ausgeschaltet werden.
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Darüber hinaus kann die Rücksetzprozedur vorteilhaft so ausgestaltet sein, dass bei erfolgreichem Abschluss der Rücksetzprozedur eine automatische Konfiguration direkt im Anschluss ohne zusätzlichen Neustart des Systems erfolgt.
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Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, im Fall eines Gerätedefekts innerhalb einer Kaskade das defekte Gerät, also Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit gegen ein anderes Gerät mit unbekannter Konfiguration auszutauschen, ohne dieses vorab zurücksetzen zu müssen und ohne dass Konfigurationskonflikte oder gar unerwünschte Fehlkonfigurationen entstehen. Dazu müssen lediglich beim Einbau des Ersatzgerätes mit unbekannter Konfiguration, bei diesem das wenigstens eine Einstellelement in die Stellung zum Rücksetzen gebracht werden und anschließend die erfindungsgemäße Rücksetzprozedur durchlaufen werden. Anschließend übernimmt dieses Ersatzgerät automatisch die in den anderen Geräten gespeicherte Konfiguration ohne die Notwendigkeit eines manuellen Eingriffs.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in einem sechsten Schritt eine neue Konfiguration an allen Sendeeinheiten und Empfangseinheiten der Kaskade eingestellt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Einstellelemente Schalter, DIP-Schalter oder Taster mit mindestens zwei Stellungen.
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Zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit eines Lichtgitters kann ein drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationskanal vorgesehen sein. Damit kann eine Konfiguration zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit durchgeführt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 ein Lichtgitter mit einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit;
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2 drei Lichtgitter in einer Kaskade;
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3 ein Flussdiagramm zur Darstellung des Rücksetzens einer Konfiguration.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Lichtgitter 1 bzw. ein Verfahren mit mindestens einem Einstellelement 7, 7.1 zum Rücksetzen einer Konfiguration einer Sendeeinheit 2 und/oder einer Empfangseinheit 4 des Lichtgitters 1, wobei das Lichtgitter 1 die Sendeeinheit 2 mit einer Vielzahl von Lichtsendern 3 aufweist, wobei das Lichtgitter 1 die Empfangseinheit 4 mit einer Vielzahl von Lichtempfängern 5 aufweist, wobei zwischen Sendeeinheit 2 und Empfangseinheit 4 ein Schutzfeld 6 gebildet ist, wobei die Sendeeinheit 2 und/oder die Empfangseinheit 4 das mindestens eine Einstellelement 7, 7.1 aufweist, wobei in einem ersten Schritt das Einstellelement 7, 7.1 eine erste Stellung 8 zum Rücksetzen der Konfiguration der Sendeeinheit 2 und/oder Empfangseinheit 4 aufweist, in einem zweiten Schritt die Sendeeinheit 2 und/oder die Empfangseinheit 4 für eine begrenzte Zeit eingeschaltet und danach wieder ausgeschaltet ist, in einem dritten Schritt das Einstellelement 7, 7.1 eine zweite Stellung 9 zum Betrieb der Sendeeinheit 2 und/oder der Empfangseinheit 4 aufweist, in einem vierten Schritt die Sendeeinheit 2 und/oder die Empfangseinheit 4 eingeschaltet ist.
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Die Einstellelemente können Schalter, DIP-Schalter oder Taster mit mindestens zwei Stellungen sein. Wie in 1 dargestellt, kann zwischen Sendeeinheit 2 und Empfangseinheit 4 des Lichtgitters 1 ein drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationskanal vorgesehen sein. Damit kann eine Konfiguration zwischen Sendeeinheit 2 und Empfangseinheit 4 durchgeführt werden.
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Die Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit weist je eine Steuer- und Auswerteeinheit 11 auf. Die Lichtsender 3 bzw. die Lichtempfänger 5 und die Einstellelemente 7, 7.1 sind jeweils mit der Steuer- und Auswerteeinheit 11 verbunden. Die Steuer- und Auswerteeinheit 11 weist weiter einen Speicher 12 für die Konfiguration auf.
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Gemäß 1 sind zwei Einstellelemente 7, 7.1 je Sendeeinheit 2 und/oder je Empfangseinheit 4 angeordnet. Die zwei Einstellelemente 7, 7.1 können auch zusätzlich zur Eingabe einer Konfiguration vorgesehen sein.
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Beispielsweise können über die zwei unabhängigen Einstellelemente
7,
7.1 drei wählbare Strahlkodierungen eingestellt werden. Zur Konfiguration der Strahlkodierungen sind pro Sendeeinheit
2 und/oder pro Empfangseinheit
4 die zwei Einstellelemente
7,
7.1 vorgesehen. Die drei Strahlkodierungen können nach folgendem Schema eingestellt werden. Sind beide Einstellelemente
7,
7.1 in der Stellung ‚ON‘ so wird die erfindungsgemäße Rücksetzprozedur eingeleitet.
| Einstellelement 1 | Einstellelement 2 | Strahlkodierung | Bemerkung |
| OFF | OFF | Code 0 | Optionale Einstellung bei Auslieferung des Gerätes |
| ON | OFF | Code 1 | |
| OFF | ON | Code 2 | |
| ON | ON | - | Rücksetzprozedur |
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Die Stellung der Einstellelemente 7, 7.1 wird beispielsweise im laufenden Betrieb überwacht. Eine Änderung führt optional zum Wechsel in einen Verriegelungszustand. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass die Einstellelemente 7, 7.1 nicht ohne weiteres zugänglich sind. So können die Einstellelemente 7, 7.1 durch eine Abdeckplatte vor einem unabsichtlichen Zugriff geschützt angeordnet sein oder die Einstellelemente 7, 7.1 sind hinter bzw. unter einer Endkappe der Sendeeinheit 2 und/oder Empfangseinheit 4 angeordnet.
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In einem fünften Schritt ist eine neue Konfiguration einstellbar. Gemäß dieser Ausführung wechselt das Lichtgitter 1 bzw. die Sendeeinheit 2 und/oder die Empfangseinheit 4 danach in einen Betriebsmodus, in dem zwar die Sicherheitsschaltausgänge des Lichtgitters 1 abgeschaltet bleiben, wodurch ein sicherer Zustand gewährleistet ist, bei dem aber bereits die neue Konfiguration anhand eventuell anliegender Eingangssignale automatisch erkannt und eingelernt werden kann.
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Danach übernimmt ein Ersatzgerät automatisch die in den anderen Geräten also anderen Sendeeinheiten 2 bzw. Empfangseinheiten 4 gespeicherte Konfiguration, ohne zusätzliche manuelle Einstellungen.
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Eine neue Konfiguration weist ein höheres Sicherheitsniveau auf als die bisherige Konfiguration. Eine automatische Konfiguration besteht aus folgenden Aspekten: Für jede zu konfigurierende Funktionalität gibt es eine festgelegte Hierarchie des Sicherheitsniveaus der verschiedenen Konfigurationszustände. Hierzu folgende Beispiele: Die Konfiguration ‚Schützkontrolle aktiviert‘ besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schützkontrolle inaktiv‘. Die Konfiguration ‚Wiederanlaufsperre aktiviert‘ besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schützkontrolle inaktiv‘. Die Konfiguration ,Schutzfeldauswertung für Kaskade aus drei Schutzfeldern‘ für drei Lichtgitter besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schutzfeldauswertung für Kaskade aus zwei Schutzfeldern‘ für zwei Lichtgitter und diese wiederum besitzt ein höheres Sicherheitsniveau als die Konfiguration ‚Schutzfeldauswertung für ein einzelnes Schutzfeld‘ eines einzigen Lichtgitters.
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Abweichend von der strikten Hierarchie kann es in bestimmten Fällen sinnvoll sein, zwei Konfigurationen einer Funktion das gleiche Sicherheitsniveau zuzuordnen. Beispielsweise ‚Wiederanlaufsperre aktiviert auf Eingang A‘ und Wiederanlaufsperre aktiviert auf Eingang B‘. Beide Konfigurationen schließen sich dabei gegenseitig aus, da diese Konfigurationen sich gegenseitig stören würden.
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Die Konfiguration, in der alle Funktionalitäten auf das jeweils niedrigste Sicherheitsniveau, bezogen auf eine festgelegte Hierarchie, konfiguriert sind, ist die Basis Konfiguration. Typischerweise werden neue Lichtgitter mit dieser Konfiguration ausgeliefert.
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Eine Konfiguration wird dadurch geändert, dass definierte Signalzustände, dynamische Signalabfolgen oder Kommunikationstelegramme beim Einschalten eines Gerätes oder innerhalb eines Erkennungszeitfensters nach dem Einschalten an einem Lichtgitter an einem oder mehreren seiner Eingänge anliegen.
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Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Die Funktionalität ‚Schützkontrolle‘ wird aktiviert, wenn beim Einschalten ein ‚HIGH‘ Pegel an dem Eingang für die Schützkontrolle anliegt. Die Funktionalität ‚Wiederanlaufsperre‘ wird aktiviert, wenn innerhalb eines definierten Zeitfensters, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden nach dem Einschalten, die folgende Signalfolge an einem RESET-Eingang erkannt wird. Beispielsweise ist an dem RESET-Eingang ein Rücksetztaster angeschlossen, der für 1 bis 3 Sekunden gedrückt wird.
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Eine solche teilautomatische Konfigurationsänderung erfolgt jedoch ausschließlich dann, wenn sich dadurch das Sicherheitsniveau entsprechend einer festgelegten Hierarchie pro Funktionalität nicht reduziert.
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Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Ein Aktivieren einer zuvor nicht aktivierten Funktion ‚Schützkontrolle‘ ist möglich, ein Deaktivieren aber nicht. Ein Aktivieren einer zuvor nicht aktivierten Funktion ‚Wiederanlaufsperre‘ ist möglich, ein Deaktivieren aber nicht. Ein Ergänzen eines bisher im Einzelbetrieb laufenden Lichtgitters um ein weiteres Lichtgitter in der Kaskade ist möglich, ein Entfernen eines weiteren Lichtgitters aus einer bestehenden Kaskade ist aber nicht möglich.
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Eine Konfigurationsänderung hin zu einer Konfiguration mit niedrigerem Sicherheitsniveau ist ausschließlich möglich durch Rücksetzen auf die Basis-Konfiguration und ggf. anschließendem teilautomatischen Konfigurieren einzelner Funktionalitäten.
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Für zumindest einen Teil der Funktionalität wird die jeweilige Konfiguration in mehr als einer Sendeeinheit bzw. einer Empfangseinheit, bzw. einem Lichtgitter der Kaskade abgespeichert.
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Folgende, nicht abschließende Möglichkeiten sind vorgesehen:
Für ein einzelnes Lichtgitter, bestehend aus der Sendeeinheit und der Empfangseinheit, wird die Konfiguration in der Sendeeinheit und in der Empfangseinheit abgelegt, sofern diese über einen leitungsgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanal verfügen.
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Wird nun eine Sendeeinheit 2 und/oder eine Empfangseinheit 4 eines Lichtgitters 1 gegen eine andere Sendeeinheit 2 oder Empfangseinheit 4 ausgetauscht, dann erfolgt keine Umkonfiguration, sofern für mindestens eine Funktion die Konfigurationen der Geräte in Konflikt zueinander stehen. Stattdessen erfolgt eine Fehlermeldung und/oder ein Verriegelungszustand des Lichtgitters 1.
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Andernfalls wird für jede Funktion von den potentiell verschiedenen Konfigurationen der einzelnen Geräte des Lichtgitters jeweils diejenige Konfiguration für die anderen Geräte des Lichtgitters übernommen, die unter den Vorhandenen das höchste Sicherheitsniveau besitzt. Beispielsweise wird beim Zusammenfügen von zwei Geräten, von denen bei einem nur die Wiederanlaufsperre, beim anderen nur die Schützkontrolle aktiviert ist, für beide Geräte die neue Konfiguration ‚Schützkontrolle aktiv‘ und ‚Wiederanlaufsperre aktiv‘ gesetzt.
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Gemäß 1 ist die neue Konfiguration aufgrund von Eingangssignalen an Eingängen 10 der Sendeeinheit 2 und/oder an Eingängen 10 der Empfangseinheit 4 des Lichtgitters einstellbar. Beispielsweise wird an den Eingängen eine zusätzliche Anwesenheit von zusätzlichen Lichtgittern erkannt.
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Weiter ist es beispielsweise möglich, eine an den Eingängen 10 angeschlossene Rücksetztaste aufgrund deren Betätigung innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach dem Einschalten und entsprechender Aktivierung der Funktion ‚Wiederanlaufsperre‘ zu erkennen.
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Weiter ist es beispielsweise möglich, eine angeschlossene Schützkontrolle aufgrund eines gültigen Signalmusters beim Statuswechsel der Sicherheitsausgänge zu erkennen, falls die Funktion ‚Schützkontrolle‘ aktiviert ist.
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Gemäß 2 sind mehrere Sendeeinheiten 2 und mehrere Empfangseinheiten 4 in einer Kaskade angeordnet. Hierbei wird beispielsweise eine Schutzfeldkonfiguration eines Einzelgerätes auf die Kaskade automatisch übertragen.
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Dabei werden vorzugsweise alle Sendeeinheiten 2 und/oder alle Empfangseinheiten 4 gemeinsam über eine einzige Leitung mit einer abzusichernden Anlage bzw. Maschine, bzw. dem Schaltschrank der abzusichernden Anlage bzw. Maschine verbunden. Dies spart sowohl Verkabelungsaufwand als auch Sicherheitssignaleingänge und eine Auswertelogik, da die gesamte Kaskade in der Regel nur ein gemeinsames Abschaltsignal über ein Paar von Sicherheitsausgängen an die Anlage bzw. die Maschine ausgibt.
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Eine Kaskaden-Schutzfeldauswertung wird aktiviert, wenn innerhalb eines definierten Zeitfensters, beispielsweise innerhalb von 30 Sekunden nach dem Einschalten eines Gerätes, an der Kommunikationsleitung eines Erweiterungsanschlusses gültige Kommunikationssignale eines zweiten Lichtgitters empfangen werden bzw. eine Kommunikation zu einem zweiten Lichtgitter aufgebaut werden kann.
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Für zumindest einen Teil der Funktionalität wird die jeweilige Konfiguration in mehr als einer Sendeeinheit 2 bzw. mehr als einer Empfangseinheit 4, bzw. einem Lichtgitter 1 der Kaskade abgespeichert. Beispielsweise wird die Konfiguration in allen Empfangseinheiten 4 der Kaskade abgespeichert. Die Rücksetzprozedur für Lichtgitter-Kaskaden ist so ausgestaltet, dass die Initiierung der Rücksetzprozedur für jedes Gerät einzeln erfolgt.
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Stets wird nur die Konfiguration des Gerätes bzw. derjenigen Geräte innerhalb der Kaskade zurückgesetzt, bei denen die entsprechende Rücksetzprozedur durchgeführt wird. Die Rücksetzprozedur ist so ausgestaltet, dass keine automatische Konfigurationsübernahme zwischen den Geräten erfolgt, solange bei mindestens einem Gerät die Rücksetzprozedur gerade durchlaufen wird, obwohl üblicherweise die anderen Geräte mit ein- und ausgeschaltet werden.
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Die Rücksetzprozedur ist so ausgestaltet, dass mehrere Lichtgitter 1 bzw. Sendeeinheiten 2 und/oder Empfangseinheiten 4 gleichzeitig zurückgesetzt werden können, wenn das mindestens eine Einstellelement entsprechend in der Stellung zum Rücksetzen eingestellt ist und die Geräte gemeinsam ein- bzw. ausgeschaltet werden. Darüber hinaus kann die Rücksetzprozedur so ausgestaltet sein, dass bei erfolgreichem Abschluss der Rücksetzprozedur eine automatische Konfiguration direkt im Anschluss ohne zusätzlichen Neustart des Systems erfolgt.
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3 zeigt eine Darstellung eines Flussdiagramms. Gemäß dem Schritt A1 wird das Gerät, also die Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit, eingeschaltet. In einem weiteren Schritt A2 wird geprüft ob eine Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ gesetzt ist? Ist die Vormerkung gesetzt, verzweigt die Steuerung zu Schritt D1, wonach die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ entfernt wird.
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Ist die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ gemäß Schritt A2 nicht gesetzt, so wird gemäß Schritt A3 geprüft, ob die Einstellelemente in der Stellung ‚ON‘ sind, wonach eine Rücksetzprozedur durchgeführt werden soll. Ist dies nicht der Fall geht es mit Schritt A4 weiter, wonach ein Normalbetrieb mit Strahlcodierung entsprechend Einstellung der Einstellelemente durchgeführt wird. Sind die Einstellelemente gemäß Schritt A3 in der Stellung ‚ON‘, so dass eine Rücksetzprozedur durchgeführt werden soll, so geht es mit Schritt B1 weiter, wonach die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ gesetzt wird. Sind die Einstellelemente weiter in der Stellung ‚ON‘ gemäß Schritt B2, so wird zu dem Schritt C1 verzweigt. Gemäß Schritt C1 wird geprüft, ob seit dem Einschalten des Lichtgitters die Zeit kleiner, beispielsweise einem Zeitlimit, beispielsweise kleiner 10 Sekunden ist. Ist dies der Fall, so wird zurück zu Schritt B2 verzweigt. Ist das Zeitlimit überschritten, wird weiter Schritt C2 durchgeführt, wonach die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ bei Neustart entfernt wird. Danach geht es mit Schritt B3 weiter, wonach ein Verriegelungszustand ‚Fehler beim Rücksetzen‘ eingenommen wird. Auch wenn die Einstellelemente gemäß Schritt B2 nicht in der Stellung ‚ON‘ stehen, wird der Schritt B3 eingeleitet.
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Ist gemäß Schritt A2 die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ gesetzt, so wird in den Schritt D1 verzweigt, wonach die Vormerkung ‚Rücksetzen bei Neustart‘ entfernt wird. Danach wird in Schritt D2 geprüft, ob die Einstellelemente eine Stellung ‚OFF‘ aufweisen. Ist dies der Fall wird in einem Schritt E1 die Konfiguration auf eine Auslieferungskonfiguration zurückgesetzt. Danach wird je nach Implementierung in einem Schritt E2 entweder ein Verriegelungszustand ‚Rücksetzen erfolgreich‘ gesetzt oder eine Sonderbetriebsart ‚Automatische Erkennung von einer Konfiguration‘ gesetzt. Falls die Einstellelemente in Schritt D2 nicht die Stellung ‚OFF‘ aufweisen, wird Schritt D3 ausgeführt, wonach je nach Implementierung ein Verriegelungszustand ‚Fehler beim Rücksetzen‘ oder beispielsweise ein Normalbetrieb mit einer eingestellten Strahlkodierung, entsprechend einer optionalen Einstellung an den Einstellelementen, durchgeführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtgitter
- 2
- Sendeeinheit
- 3
- Lichtsender
- 4
- Empfangseinheit
- 5
- Lichtempfänger
- 6
- Schutzfeld
- 7, 7.1
- Einstellelement
- 8
- erste Stellung
- 9
- zweite Stellung
- 10
- Eingang
- 11
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 12
- Speicher
