DE102021002636A1

DE102021002636A1 - Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage und technischen Anlage

Info

Publication number: DE102021002636A1
Application number: DE102021002636.5A
Authority: DE
Inventors: Mario Epp; Maximilian Rauschelbach
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2021-12-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage, umfassend eine Außenzone (60), eine Sicherheitszone (80) und einen Zugangsbereich (70), durch welchen ein Zugang von der Außenzone (60) zu der Sicherheitszone (80) möglich ist, eine Überwachungseinheit (45) zur Überwachung des Zugangsbereichs (70), eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit (45) und der Sicherheitszone (80), und mindestens ein mobiles System (10), welches eine Sensoreinheit (15) zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes (21, 22) aufweist. Vor einer Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) wird von der Überwachungseinheit (45) mindestens ein stationäres Standardschutzfeld (31, 32) erzeugt, welches den Zugangsbereich (70) vollständig überdeckt; bei der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) wird von der Überwachungseinheit (45) das mindestens eine stationäre Standardschutzfeld (31, 32) abgeschaltet und mindestens ein stationäres Sonderschutzfeld (33, 34) wird erzeugt, welches den Zugangsbereich (70) teilweise überdeckt und derart bemessen ist, dass für das mobile System (10) eine Fahrt durch den Zugangsbereich (70) hindurch möglich ist, ohne in das stationäre Sonderschutzfeld (33, 34) zu gelangen; während einer Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, wird von der mindestens einen Sensoreinheit (15) mindestens ein mobiles Schutzfeld (21, 22) erzeugt, welches mindestens einen Teil des Zugangsbereichs (70), der außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes (33, 34) liegt, überdeckt. Die Erfindung betrifft auch eine technische Anlage, umfassend eine Außenzone (60), eine Sicherheitszone (80) und einen Zugangsbereich (70), durch welchen ein Zugang von der Außenzone (60) zu der Sicherheitszone (80) möglich ist, eine Überwachungseinheit (45) zur Überwachung des Zugangsbereichs (70), eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit (45) und der Sicherheitszone (80), und mindestens ein mobiles System (10), welches eine Sensoreinheit (15) zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes (21, 22) aufweist, wobei die technische Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage, welche eine Außenzone, eine Sicherheitszone und einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von der Außenzone zu der Sicherheitszone möglich ist, eine Überwachungseinheit zur Überwachung des Zugangsbereichs, eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit und der Sicherheitszone, und mindestens ein mobiles System, welches eine Sensoreinheit zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes aufweist, umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine entsprechend ausgestattete technische Anlage.
Bei der technischen Anlage handelt es sich insbesondere um eine industrielle Anwendung, beispielsweise ein Produktionswerk, eine Industriehalle oder ein Logistikzentrum. Bei dem mobilen System der technischen Anlage handelt es sich beispielsweise um ein autonom fahrendes Fahrzeug. Das mobile System dient beispielsweise zum Transport von Gegenständen innerhalb der technischen Anlage. In der technischen Anlage befinden sich auch weitere Objekte sowie Personen.
Aus dem Dokument DE 10 2019 001 253 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage bekannt, welche mindestens ein mobiles System aufweist, das auf einer Verkehrsfläche der technischen Anlage verfahrbar ist. Das mobile System erfasst mit Hilfe von entsprechenden Sensoren Objekte in der technischen Anlage.
Aus dem Dokument EP 3 330 740 A1 geht ein Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Erfassungsbereich hervor. Dabei wird ein Schutzfeld nach Erkennung eines zulässigen Objekts an dessen Kontur angepasst, sodass kein sicherheitsgerichtetes Ereignis ausgelöst wird.
Aus dem Dokument DE 10 2015 220 495 A1 geht ein fahrerloses Transportsystem hervor, welches ein mobiles Schutzfeld um sich aufbaut und dieses auf die Gegebenheiten der Umgebung anpasst.
Aus dem Dokument EP 3 640 522 A1 geht eine Überwachungsvorrichtung mit einem optischen Sensor hervor, deren Schutzfeld an die äußeren Gegebenheiten des Umfelds angepasst werden kann.
Aus dem Dokument DE 10 2017 123 295 A1 ist ein Sicherheitssystem zur Absicherung eines kooperativen Betriebs von Menschen, Robotern und Maschinen bekannt. Das Sicherheitssystem ist dazu ausgebildet, eine autonom arbeitende, technische Einheit zu identifizieren und die autonom arbeitende, technische Einheit zu registrieren, wenn diese eine definierte Bedingung erfüllt, sowie die Überwachung eines Gefahrenbereichs durch die erste sicherheitsbezogene Einrichtung als Reaktion auf die Registrierung zu beschränken.
Die Sicherheitszone ist beispielsweise ein Bereich in der technischen Anlage, in welchem gefährliche Arbeiten wie Schweißen durchgeführt werden, oder in welchem sich schnell bewegliche Roboter befinden. Bei einem unbefugten Zutritt einer Person oder eines Objekts von der Außenzone durch den Zugangsbereich zu der Sicherheitszone schaltet die Steuereinheit beispielsweise die Maschinen in der Sicherheitszone ab, um Gefährdungen, Beschädigungen sowie Unfälle zu vermeiden. Durch einen solchen Stillstand der Maschinen in der Sicherheitszone entsteht ein Produktionsausfall. Ein solcher Stillstand ist zu vermeiden, wenn ein dafür vorgesehenes mobiles System sich in die Sicherheitszone hinein bewegt, um beispielsweise Material in die Sicherheitszone hinein zu transportieren oder gefertigte Produkte aus der Sicherheitszone hinaus zu transportieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage sowie eine technische Anlage weiterzubilden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch eine technische Anlage mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage vorgeschlagen. Die technische Anlage umfasst dabei eine Außenzone, eine Sicherheitszone und einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von der Außenzone zu der Sicherheitszone möglich ist, eine Überwachungseinheit zur Überwachung des Zugangsbereichs, eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit und der Sicherheitszone und mindestens ein mobiles System, welches eine Sensoreinheit zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes aufweist.
Erfindungsgemäß wird vor einer Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems in den Zugangsbereich von der Überwachungseinheit mindestens ein stationäres Standardschutzfeld erzeugt, welches den Zugangsbereich vollständig überdeckt. Bei der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems in den Zugangsbereich wird von der Überwachungseinheit das mindestens eine stationäre Standardschutzfeld abgeschaltet und mindestens ein stationäres Sonderschutzfeld wird erzeugt, welches den Zugangsbereich teilweise überdeckt und derart bemessen ist, dass für das mobile System eine Fahrt durch den Zugangsbereich hindurch möglich ist, ohne in das stationäre Sonderschutzfeld zu gelangen. Während einer Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch wird von der mindestens einen Sensoreinheit mindestens ein mobiles Schutzfeld erzeugt, welches mindestens einen Teil des Zugangsbereichs, der außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes liegt, überdeckt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine Fahrt eines dazu befugten mobilen Systems, beispielsweise zum Transport von Gegenständen, von der Außenzone in die Sicherheitszone, sowie auch in die entgegengesetzte Richtung, also von der Sicherheitszone in die Außenzone, während mindestens ein stationäres Sonderschutzfeld vorhanden ist. Das mobile System bleibt dabei während der Fahrt durch den Zugangsbereich außerhalb des stationären Sonderschutzfeldes. Eine Überwachung des Zugangsbereichs durch die Überwachungseinheit ist mittels des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes und des mindestens einen mobilen Schutzfeldes also auch während der Fahrt des dazu befugten mobilen Systems durch den Zugangsbereich weiter möglich. Auch während der Fahrt des dazu befugten mobilen Systems durch den Zugangsbereich ist also ein unbefugter Zutritt einer Person oder eines Objekts erkennbar. Dadurch werden die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der technischen Anlage vorteilhaft verbessert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird nach einer Ausfahrt des mobilen Systems aus dem Zugangsbereich, wenn das mobile System sich in der Sicherheitszone befindet, das mindestens eine stationäre Sonderschutzfeld abgeschaltet, und das mindestens eine stationäre Standardschutzfeld wird erzeugt. Somit ist nach der Ausfahrt des mobilen Systems aus dem Zugangsbereich wieder eine Überwachung des Zugangsbereichs durch die Überwachungseinheit mittels des mindestens eines stationären Standardschutzfeldes möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Größe des mindestens einen mobilen Schutzfeldes veränderbar. Die Größe des mindestens einen mobilen Schutzfeldes wird dabei während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch bei Bedarf angepasst.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Annäherung des mindestens einen mobilen Systems an den Zugangsbereich der Überwachungseinheit über ein Kommunikationsnetzwerk gemeldet. Beispielsweise meldet das dazu befugte mobile System selbst seine Annäherung, oder ein zentraler Server meldet die Annäherung. Der Überwachungseinheit ist somit insbesondere bekannt, wann ein dazu befugtes mobiles System sich nähert, sowie, ob ein sich näherndes mobiles System zur Einfahrt in den Zugangsbereich befugt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Annäherung des mindestens einen mobilen Systems an den Zugangsbereich von einem Sensor der Überwachungseinheit erkannt. Die Erkennung geschieht beispielsweise durch eine Konturerkennung oder durch Erkennung einer, Kennzeichnung, beispielsweise eines Barcodes. Der Überwachungseinheit ist somit insbesondere bekannt, wann ein dazu befugtes mobiles System sich nähert, sowie, ob ein sich näherndes mobiles System zur Einfahrt in den Zugangsbereich befugt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kommuniziert, während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch, das mobile System über ein Kommunikationsnetzwerk mit der Überwachungseinheit. Vorzugsweise ist das Kommunikationsnetzwerk dabei drahtlos ausgestaltet, beispielsweise als WLAN-Verbindung oder Bluetooth-Verbindung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung überträgt, während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch, das mobile System Informationen über das mindestens eine mobile Schutzfeld über ein Kommunikationsnetzwerk zu der Überwachungseinheit. Zu den besagten Informationen gehören beispielsweise Form und Abmessungen des mindestens einen mobilen Schutzfeldes. Der Überwachungseinheit ist somit jederzeit bekannt, wo sich welches Schutzfeld befindet.
Vorteilhaft wird dabei, während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch, der Zugangsbereich von der Überwachungseinheit mittels des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes und mittels des mindestens einen mobilen Schutzfeldes überwacht. Insbesondere sind mittels des mindestens einen mobilen Sonderschutzfeldes Bereiche des Zugangsbereichs überwachbar, welche außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes liegen und daher mittels des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes nicht überwachbar sind.
Bevorzugt überdecken, während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch, das mindestens eine stationäre Sonderschutzfeld, das mindestens eine mobile Schutzfeld und das mobile System zusammen den Zugangsbereich zumindest annähernd vollständig. Dadurch ist ein unbefugter Zutritt einer Person oder eines Objekts in den Zugangsbereich während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich vorteilhaft vermieden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Überwachungseinheit mindestens einen ersten stationären Sensor und einen zweiten stationären Sensor auf, wobei vor der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems in den Zugangsbereich von dem ersten stationären Sensor ein erstes stationäres Standardschutzfeld erzeugt wird, und von dem zweiten stationären Sensor ein zweites stationäres Standardschutzfeld erzeugt wird, welche zusammen den Zugangsbereich vollständig überdecken.
Vorzugsweise wird bei der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems in den Zugangsbereich von dem ersten stationären Sensor ein erstes stationäres Sonderschutzfeld erzeugt, und von dem zweiten stationären Sensor wird ein zweites stationäres Sonderschutzfeld erzeugt, welche zusammen den Zugangsbereich teilweise überdecken und derart bemessen sind, dass für das mobile System eine Fahrt durch den Zugangsbereich hindurch möglich ist, ohne in eines der stationären Sonderschutzfelder zu gelangen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinheit mindestens einen ersten mobilen Sensor und einen zweiten mobilen Sensor auf, wobei während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich hindurch, von dem ersten mobilen Sensor ein erstes mobiles Schutzfeld erzeugt wird, und von dem zweiten mobilen Sensor ein zweites mobiles Schutzfeld erzeugt wird, welche zusammen mindestens einen Teil des Zugangsbereichs, der außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes liegt, überdecken.
Eine erfindungsgemäße technische Anlage umfasst eine Außenzone, eine Sicherheitszone und einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von der Außenzone zu der Sicherheitszone möglich ist, eine Überwachungseinheit zur Überwachung des Zugangsbereichs, eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit und der Sicherheitszone und mindestens ein mobiles System, welches eine Sensoreinheit zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes aufweist. Die erfindungsgemäße technische Anlage ist dabei zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das mobile System als autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet, welches eine Antriebseinrichtung, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung aufweist. Die Antriebseinrichtung umfasst beispielsweise einen Elektromotor, ein Getriebe und Antriebsräder. Bei dem mobilen System handelt es sich insbesondere um ein fahrerloses Transportsystem zum Transport von Gegenständen innerhalb der technischen Anlage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Überwachungseinheit mindestens einen ersten stationären Sensor und einen zweiten stationären Sensor auf, welche als Laserscanner ausgebildet sind. Ein Laserscanner sendet einen Laserstrahl aus, detektiert einen reflektierten Laserstrahl und berechnet daraus eine Entfernung zu einem Objekt, das den Laserstrahl reflektiert. Somit sind Objekte in den von den stationären Sensoren erzeugten stationären Schutzfeldern sicher erkennbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoreinheit mindestens einen ersten mobilen Sensor und einen zweiten mobilen Sensor auf, welche als Laserscanner ausgebildet sind. Ein Laserscanner sendet einen Laserstrahl aus, detektiert einen reflektierten Laserstrahl und berechnet daraus eine Entfernung zu einem Objekt, das den Laserstrahl reflektiert. Somit sind Objekte in den von den mobilen Sensoren erzeugten mobilen Schutzfeldern sicher erkennbar.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer technischen Anlage vor der Einfahrt eines mobilen Systems in einen Zugangsbereich,
2: eine schematische Darstellung der technischen Anlage während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich und
3: eine schematische Darstellung der technischen Anlage nach einer Ausfahrt des mobilen Systems aus dem Zugangsbereich.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer technischen Anlage vor der Einfahrt eines mobilen Systems 10 in einen Zugangsbereich 70. Bei der technischen Anlage handelt es sich insbesondere um eine industrielle Anwendung, beispielsweise ein Produktionswerk, eine Industriehalle oder ein Logistikzentrum. Die technische Anlage umfasst unter anderem eine Außenzone 60 und eine Sicherheitszone 80. Durch den Zugangsbereich 70 ist ein Zugang von der Außenzone 60 zu der Sicherheitszone 80 sowie von der Sicherheitszone 80 zu der Außenzone 60 möglich.
Die Außenzone 60 umfasst Verkehrswege, welche von Personen und Objekten, beispielsweise Gabelstaplern oder mobilen Systemen 10, frei benutzbar sind. Die Sicherheitszone 80 ist ein Bereich in der technischen Anlage, in welchem gefährliche Arbeiten wie beispielsweise Schweißen durchgeführt werden, oder in welchem sich schnell bewegliche Roboter oder Manipulatoren befinden.
Die Sicherheitszone 80 ist von der Außenzone 60 durch eine Wand 40 getrennt. In der Wand 40 ist ein Durchbruch vorgesehen, welcher zumindest einen Teil des Zugangsbereichs 70 bildet. Die Wand 40 verläuft im Wesentlichen in eine Querrichtung Y. Ein Zugang von der Außenzone 60 zu der Sicherheitszone 80 durch den Zugangsbereich 70 erfolgt in einer Längsrichtung X, welche rechtwinklig zu der Querrichtung Y verläuft.
Die technische Anlage umfasst ferner eine Überwachungseinheit 45 zur Überwachung des Zugangsbereichs 70 und eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit 45 und der Sicherheitszone 80. Die Überwachungseinheit 45 weist einen ersten stationären Sensor 41 und einen zweiten stationären Sensor 42 auf, welche als Laserscanner ausgebildet sind. Die stationären Sensoren 41, 42 befinden sich an gegenüberliegenden Seiten des Durchbruchs in der Wand 40.
In der hier gezeigten Darstellung wird von dem ersten stationären Sensor 41 ein erstes stationäres Standardschutzfeld 31 erzeugt, und von dem zweiten stationären Sensor 42 wird ein zweites stationäres Standardschutzfeld 32 erzeugt. Das erste stationäre Standardschutzfeld 31 und das zweite stationäre Standardschutzfeld 32 sind vorliegend rechteckig ausgebildet und erstrecken sich in die Längsrichtung X sowie in die Querrichtung Y. Das erste stationäre Standardschutzfeld 31 und das zweite stationäre Standardschutzfeld 32 überdecken zusammen den Zugangsbereich 70 vollständig.
Bei einem unbefugten Zutritt einer Person oder eines Objekts von der Außenzone 60 durch den Zugangsbereich 70 zu der Sicherheitszone 80 generiert die Steuereinheit eine Warnmeldung. Zusätzlich schaltet die Steuereinheit in diesem Fall die Maschinen in der Sicherheitszone ab, um Gefährdungen, Beschädigungen sowie Unfälle zu vermeiden. Ein unbefugter Zutritt liegt insbesondere dann vor, wenn ein Hindernis in einem der stationären Standardschutzfelder 31, 32 erkannt wird. Ein solches Hindernis ist beispielsweise ein mobiles System 10, eine Person oder ein sonstiges Objekt.
Die technische Anlage umfasst ferner mehrere mobile Systeme 10, welche als jeweils autonom fahrende Fahrzeuge ausgebildet sind. Die mobilen Systeme 10 dienen insbesondere dazu, Material zur Herstellung von Produkten oder gefertigte Produkte innerhalb der technischen Anlage zu transportieren. In der hier gezeigten Darstellung ist nur ein solches mobiles System 10 abgebildet. Das hier abgebildete mobile System 10 befindet sich vorliegend in der Außenzone 60 und bewegt sich in eine Fahrtrichtung, welche vorliegend der Längsrichtung X entspricht, auf den Zugangsbereich 70 und auf die Sicherheitszone 80 zu.
Das mobile System 10 umfasst eine Antriebseinrichtung zum Antrieb des mobilen Systems 10, welche einen Elektromotor, ein Getriebe und Antriebsräder aufweist. Das mobile System 10 umfasst ferner einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung mit elektrischer Energie. Das mobile System 10 umfasst auch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung.
Das mobile System 10 weist eine Sensoreinheit 15 zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes 21, 22 auf. Die Sensoreinheit 15 weist einen ersten mobilen Sensor 11 und einen zweiten mobilen Sensor 12 auf, welche als Laserscanner ausgebildet sind. Das mobile System 10 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Die mobilen Sensoren 11, 12 sind dabei an gegenüberliegenden Ecken des rechteckförmigen Querschnitts angeordnet. Ein erster mobiler Sensor 11 ist in Bezug auf die Fahrtrichtung an einer Frontseite angeordnet, und ein zweiter mobiler Sensor 12 ist an einer Rückseite angeordnet. Der erste mobile Sensor 11 und der zweite mobile Sensor 12 sind somit an gegenüberliegenden Seiten des mobilen Systems 10 angeordnet.
In der hier gezeigten Darstellung ist nur ein erstes mobiles Schutzfeld 21 abgebildet, welches von dem ersten mobilen Sensor 11 der Sensoreinheit 15 erzeugt wird. Das erste mobile Schutzfeld 21 ist rechteckförmig ausgebildet und erstreckt sich in die Fahrtrichtung, vorliegend also in die Längsrichtung X, sowie rechtwinklig zu der Fahrtrichtung, vorliegend also in die Querrichtung Y. Das erste mobile Schutzfeld 21 befindet sich in der Fahrtrichtung vor der Frontseite des mobilen Systems 10.
Das mobile System 10 umfasst eine hier nicht abgebildete Sicherheitssteuerung. Die Sicherheitssteuerung generiert eine Warnmeldung, wenn ein Hindernis in einem der mobilen Schutzfelder 21, 22 erkannt wird. Ein Hindernis ist beispielsweise ein anderes mobiles System 10, eine Person oder ein sonstiges Objekt, zu welchem ein Abstand einzuhalten ist. Es ist auch denkbar, dass die Sicherheitssteuerung neben dem Generieren der Warnmeldung weitere Aktionen durchführt, beispielsweise das mobile System 10 abbremst und eine Weiterfahrt verhindert.
In der hier gezeigten Darstellung nähert sich das mobile Systems 10 dem Zugangsbereich 70. Das mobile Systems 10 ist vorliegend zum Betreten, beziehungsweise zum Befahren, der Sicherheitszone 80 befugt. Die Annäherung des mobilen Systems 10 an den Zugangsbereich 70 wird der Überwachungseinheit 45 über ein Kommunikationsnetzwerk von dem mobilen System 10 gemeldet. Die Annäherung des mobilen Systems 10 an den Zugangsbereich 70 wird alternativ oder zusätzlich von einem der stationären Sensoren 41, 42 der Überwachungseinheit 45 erkannt.
2 zeigt eine schematische Darstellung der technischen Anlage während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70. Bei der Einfahrt des mobilen Systems 10 in den Zugangsbereich 70, oder unmittelbar vor der Einfahrt, werden von den stationären Sensoren 41, 42 der Überwachungseinheit 45 die stationären Standardschutzfelder 31, 32 abgeschaltet. Von dem ersten stationären Sensor 41 wird ein erstes stationäres Sonderschutzfeld 33 erzeugt, und von dem zweiten stationären Sensor 42 wird ein zweites stationäres Sonderschutzfeld 34 erzeugt.
Die stationären Sonderschutzfelder 33, 34 überdecken zusammen den Zugangsbereich 70 teilweise und sind derart bemessen, dass für das mobile System 10 eine Fahrt durch den Zugangsbereich 70 hindurch möglich ist, ohne in eines der stationären Sonderschutzfelder 33, 34 zu gelangen. Zwischen den stationären Sonderschutzfeldern 33, 34 befindet sich also eine Lücke, welche mindestens so breit ist wie das mobile System 10. Die stationären Sonderschutzfelder 33, 34 bleiben während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch erhalten. Die stationären Sonderschutzfelder 33, 34 sind vorliegend rechteckig ausgebildet.
Spätestens während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch wird von dem ersten mobilen Sensor 11 der Sensoreinheit 15 ein erstes mobiles Schutzfeld 21 erzeugt, und von dem zweiten mobilen Sensor 12 der Sensoreinheit 15 wird ein zweites mobiles Schutzfeld 22 erzeugt. Im vorliegenden Fall wurde das erste mobile Schutzfeld 21 bereits vor der Einfahrt des mobilen Systems 10 in den Zugangsbereich 70 erzeugt und bleibt während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch erhalten. Das zweite mobile Schutzfeld 22 ist rechteckförmig ausgebildet und erstreckt sich in die Fahrtrichtung, vorliegend also in die Längsrichtung X, sowie rechtwinklig zu der Fahrtrichtung, vorliegend also in die Querrichtung Y. Das zweite mobile Schutzfeld 22 befindet sich in der Fahrtrichtung vor der Rückseite des mobilen Systems 10.
Die mobilen Schutzfelder 21, 22 überdecken zusammen mindestens einen Teil des Zugangsbereichs 70, der außerhalb der stationären Sonderschutzfelder 33, 34 liegt. Insbesondere überdecken die mobilen Schutzfelder 21, 22 zusammen einen Teil der Lücke zwischen den stationären Sonderschutzfeldern 33, 34. Die stationären Sonderschutzfelder 33, 34, die mobilen Schutzfelder 21, 22 und das mobile System 10 überdecken, während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch, zusammen den Zugangsbereich 70 zumindest annähernd vollständig.
Die Größe der mobilen Schutzfelder 21, 22 ist veränderbar. Insbesondere wird die Größe der mobilen Schutzfelder 21, 22 während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch bei Bedarf angepasst, insbesondere vergrößert oder verkleinert. Es ist ferner denkbar, dass weitere mobile Schutzfelder seitlich von dem mobilen System 10 erzeugt werden.
Während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch kommuniziert das mobile System 10 über ein Kommunikationsnetzwerk mit der Überwachungseinheit 45. Dabei überträgt das mobile System 10 insbesondere Informationen über die mobilen Schutzfelder 21, 22 über das Kommunikationsnetzwerk zu der Überwachungseinheit 45. Der Zugangsbereich 70 wird während der Fahrt des mobilen Systems 10 durch den Zugangsbereich 70 hindurch, von der Überwachungseinheit 45 mittels der stationären Sonderschutzfelder 33, 34 und mittels der mobilen Schutzfelder 21, 22 überwacht.
3 zeigt eine schematische Darstellung der technischen Anlage nach einer Ausfahrt des mobilen Systems 10 aus dem Zugangsbereich 70. Das mobile System 10 befindet sich dabei in der Sicherheitszone 80 und bewegt sich in die Fahrtrichtung, welche vorliegend der Längsrichtung X entspricht, von dem Zugangsbereich 70 und von der Außenzone 60 weg.
Nach einer Ausfahrt des mobilen Systems 10 aus dem Zugangsbereich 70 werden die stationäre Sonderschutzfelder 33, 34 von den stationären Sensoren 41, 42 der Überwachungseinheit 45 abgeschaltet. Auch werden die stationären Standardschutzfelder 31, 32 von den stationären Sensoren 41, 42 der Überwachungseinheit 45 wieder erzeugt.
Ferner wird das zweite mobile Schutzfeld 22 von dem zweiten mobilen Sensor 12 der Sensoreinheit 15 abgeschaltet. Das erste mobile Schutzfeld 21 bleibt auch nach der Ausfahrt des mobilen Systems 10 aus dem Zugangsbereich 70 erhalten. Es ist auch denkbar, dass das zweite mobile Schutzfeld 22 nach der Ausfahrt des mobilen Systems 10 aus dem Zugangsbereich 70 erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste

10: Mobiles System
11: erster mobiler Sensor
12: zweiter mobiler Sensor
15: Sensoreinheit
21: erstes mobiles Schutzfeld
22: zweites mobiles Schutzfeld
31: erstes stationäres Standardschutzfeld
32: zweites stationäres Standardschutzfeld
33: erstes stationäres Sonderschutzfeld
34: zweites stationäres Sonderschutzfeld
40: Wand
41: erster stationärer Sensor
42: zweiter stationärer Sensor
45: Überwachungseinheit
60: Außenzone
70: Zugangsbereich
80: Sicherheitszone
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019001253 A1 [0003]
EP 3330740 A1 [0004]
DE 102015220495 A1 [0005]
EP 3640522 A1 [0006]
DE 102017123295 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage, umfassend eine Außenzone (60), eine Sicherheitszone (80) und einen Zugangsbereich (70), durch welchen ein Zugang von der Außenzone (60) zu der Sicherheitszone (80) möglich ist, eine Überwachungseinheit (45) zur Überwachung des Zugangsbereichs (70), eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit (45) und der Sicherheitszone (80), und mindestens ein mobiles System (10), welches eine Sensoreinheit (15) zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes (21, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) von der Überwachungseinheit (45) mindestens ein stationäres Standardschutzfeld (31, 32) erzeugt wird, welches den Zugangsbereich (70) vollständig überdeckt; bei der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) von der Überwachungseinheit (45) das mindestens eine stationäre Standardschutzfeld (31, 32) abgeschaltet und mindestens ein stationäres Sonderschutzfeld (33, 34) erzeugt wird, welches den Zugangsbereich (70) teilweise überdeckt und derart bemessen ist, dass für das mobile System (10) eine Fahrt durch den Zugangsbereich (70) hindurch möglich ist, ohne in das stationäre Sonderschutzfeld (33, 34) zu gelangen, und dass während einer Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, von der mindestens einen Sensoreinheit (15) mindestens ein mobiles Schutzfeld (21, 22) erzeugt wird, welches mindestens einen Teil des Zugangsbereichs (70), der außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes (33, 34) liegt, überdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Ausfahrt des mobilen Systems (10) aus dem Zugangsbereich (70) wenn das mobile System (10) sich in der Sicherheitszone (80) befindet, das mindestens eine stationäre Sonderschutzfeld (33, 34) abgeschaltet wird, und das mindestens eine stationäre Standardschutzfeld (31, 32) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des mindestens einen mobilen Schutzfeldes (21, 22) veränderbar ist, und dass die Größe des mindestens einen mobilen Schutzfeldes (21, 22) während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch bei Bedarf angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Annäherung des mindestens einen mobilen Systems (10) an den Zugangsbereich (70) der Überwachungseinheit (45) über ein Kommunikationsnetzwerk gemeldet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Annäherung des mindestens einen mobilen Systems (10) an den Zugangsbereich (70) von einem stationären Sensor (41, 42) der Überwachungseinheit (45) erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, das mobile System (10) über ein Kommunikationsnetzwerk mit der Überwachungseinheit (45) kommuniziert.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, das mobile System (10) Informationen über das mindestens eine mobile Schutzfeld (21, 22) über ein Kommunikationsnetzwerk zu der Überwachungseinheit (45) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, der Zugangsbereich (70) von der Überwachungseinheit (45) mittels des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes (33, 34) und mittels des mindestens einen mobilen Schutzfeldes (21, 22) überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, das mindestens eine stationäre Sonderschutzfeld (33, 34), das mindestens eine mobile Schutzfeld (21, 22) und das mobile System (10) zusammen den Zugangsbereich (70) zumindest annähernd vollständig überdecken.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (45) mindestens einen ersten stationären Sensor (41) und einen zweiten stationären Sensor (42) aufweist, wobei vor der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) von dem ersten stationären Sensor (41) ein erstes stationäres Standardschutzfeld (31) erzeugt wird, und von dem zweiten stationären Sensor (42) ein zweites stationäres Standardschutzfeld (32) erzeugt wird, welche zusammen den Zugangsbereich (70) vollständig überdecken.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems (10) in den Zugangsbereich (70) von dem ersten stationären Sensor (41) ein erstes stationäres Sonderschutzfeld (33) erzeugt wird, und von dem zweiten stationären Sensor (42) ein zweites stationäres Sonderschutzfeld (34) erzeugt wird, welche zusammen den Zugangsbereich (70) teilweise überdecken und derart bemessen sind, dass für das mobile System (10) eine Fahrt durch den Zugangsbereich (70) hindurch möglich ist, ohne in eines der stationären Sonderschutzfelder (33, 34) zu gelangen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (15) mindestens einen ersten mobilen Sensor (11) und einen zweiten mobilen Sensor (12) aufweist, wobei während der Fahrt des mobilen Systems (10) durch den Zugangsbereich (70) hindurch, von dem ersten mobilen Sensor (11) ein erstes mobiles Schutzfeld (21) erzeugt wird, und von dem zweiten mobilen Sensor (12) ein zweites mobiles Schutzfeld (22) erzeugt wird, welche zusammen mindestens einen Teil des Zugangsbereichs (70), der außerhalb des mindestens einen stationären Sonderschutzfeldes (33, 34) liegt, überdecken.
Technische Anlage, umfassend eine Außenzone (60), eine Sicherheitszone (80) und einen Zugangsbereich (70), durch welchen ein Zugang von der Außenzone (60) zu der Sicherheitszone (80) möglich ist, eine Überwachungseinheit (45) zur Überwachung des Zugangsbereichs (70), eine Steuereinheit zur Steuerung der Überwachungseinheit (45) und der Sicherheitszone (80), und mindestens ein mobiles System (10), welches eine Sensoreinheit (15) zur Erzeugung mindestens eines mobilen Schutzfeldes (21, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche eingerichtet ist.
Technische Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile System (10) als autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet ist, welches eine Antriebseinrichtung, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung aufweist.
Technische Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (45) mindestens einen ersten stationären Sensor (41) und einen zweiten stationären Sensor (42) aufweist, welche als Laserscanner ausgebildet sind, und/oder dass die Sensoreinheit (15) mindestens einen ersten mobilen Sensor (11) und einen zweiten mobilen Sensor (12) aufweist, welche als Laserscanner ausgebildet sind.