DE19649593B4 - Verriegelungseinrichtung - Google Patents

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    • F16PSAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/08Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body in connection with the locking of doors, covers, guards, or like members giving access to moving machine parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B49/00Electric permutation locks; Circuits therefor ; Mechanical aspects of electronic locks; Mechanical keys therefor
    • E05B49/002Keys with mechanical characteristics, e.g. notches, perforations, opaque marks
    • E05B49/006Keys with mechanical characteristics, e.g. notches, perforations, opaque marks actuating opto-electronic devices

Abstract

Anordnung von Verriegelungseinrichtungen (1) zur Sicherung des Zugangs zu Arbeitsgeräten (2), wobei jede Verriegelungseinrichtung (1) einen optischen Sensor (5) mit einem Sender (6) und einem Empfänger (7) aufweist und im geschlossenen Zustand den Zugang zu wenigstens einem Arbeitsgerät (2) sperrt und nur in diesem Zustand vom Sender (6) emittierte kodierte optische Signale (8) auf den Empfänger (7) treffen, und wobei der Betrieb eines Arbeitsgerätes (2) nur dann freigegeben ist, falls die den Zugang zu diesem Arbeitsgerät (2) sichernden Verriegelungseinrichtungen (1) geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einkanalig aufgebauten Sensoren (5) an eine zentrale, redundant aufgebaute Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind, daß in die Auswerteeinheit (9) die an den Ausgängen der Empfänger (7) anstehenden Empfangssignale nacheinander eingelesen werden, in welcher zyklisch eine zweikanalige Überprüfung der Empfangssignale erfolgt, und daß der Betrieb der Arbeitsgeräte (2) über die Auswerteeinheit (9) gesperrt oder freigegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Verriegelungseinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Verriegelungseinrichtungen werden typischerweise zur Zugangskontrolle an Arbeitsgeräten, wie zum Beispiel Pressen oder Werkzeugmaschinen, eingesetzt. Beim Betrieb derartiger Arbeitsgeräte besteht ein hohes Gefährdungsrisiko für das Bedienpersonal. Demzufolge wird der Betrieb eines derartigen Arbeitsgeräts nur dann freigegeben, wenn sich im Gefahrenbereich um das Arbeitsgerät keine Person befindet. Hierzu kann das Arbeitsgerät von einem Zaun umgeben sein. Die Verriegelungseinrichtung besteht in diesem Fall aus einem mit einem Verriegelungssachalter gesicherten Türe. Ist die Türe geschlossen und mit dem Verriegelungsschalter gesichert, so wird der Betrieb es Arbeitsgeräts freigegeben. Im anderen Fall wird der Betrieb des Arbeitsgeräts gesperrt.
  • Der Verriegelungsschalter besteht vorzugsweise aus einem mechanischen Schaltelement. dieses Schaltelement ist entsprechend dem geforderten Sicherheitsniveau zweikanalig oder selbstüberwachend ausgebildet. Beispiele für derartige Schaltelemente sind die Verriegelungsschalter des Typs Safelock der Firma Bernstein.
  • Nachteilig hierbei ist, dass zur Erreichung des geforderten Sicherheitsniveaus der mechanische und schaltungstechnische Aufwand für das einzelne Schaltelement beträchtlich ist.
  • Dieser Nachteil ist insbesondere dann gravierend, wenn zur Absicherung einer Anordnung von Arbeitsgeräten eine große Anzahl derartiger Verriegelungsschalter benötigt wird.
  • In der DE 37 00 617 A1 ist eine Signalschranken-Sicherheitsvorrichtung beschrieben, die zwischen einem Rahmen-Bauteil und einem zum Abdecken eines im Betrieb gefahrvollen Gerätes dienenden Abdeckungs-Bauteil angeordnet ist. Die Signalschranken-Sicherheitsvomchtung weist einen Signalgeber zum Aussenden eines kodierten Signals und einen Signalempfänger auf, der selektiv auf die Kodierung abgestimmt ist.
  • In der Offenstellung des Abdeckungs-Bauteils ist der Signalpfad zwischen Signalgeber und Signalempfänger unterbrochen, wodurch das Gerät abgeschaltet ist. Demgegenüber wird bei geschlossenem Abdeckungs-Bauteil das Signal vom Signalgeber zum Signalempfänger geführt, wodurch der Betrieb des Geräts freigegeben ist.
  • Die DE 44 32 759 A1 betrifft ein Sicherheitsmodul zur Überwachung und Steuerung sicherheitsrelevanter Maschinenparameter. Dieses Sicherheitsmodul weist eine dreikanalige Abschalteinheit sowie mehrere dreikanalige Überwachungseinheiten auf, welche jeweils mit zwei Gebern verbunden sind.
  • Die an eine Überwachungseinheit angeschlossenen Geber stellen Sensorsysteme dar, welche einen Bewegungsvorgang der Maschine überwachen. Die Signale der Geber werden in der zugeordneten Überwachungseinheit ausgewertet. In der Abschalteinheit wird schließlich der Überwachungszustand der Maschine festgelegt. Zudem erfolgt durch die Abschalteinheit die Abschaltung der Maschine im Fehlerfall.
  • Bei diesem Sicherheitsmodul wird eine fehlersichere Signalauswertung dadurch erreicht, dass jeder Bewegungsvorgang einer Maschine mittels zweier Geber überwacht wird. Das Sensorsystem der Geber ist somit redundant aufgebaut. Die Weiterverarbeitung der Gebersignale erfolgt dann in den Überwachungseinheiten und der Abschalteinheit, welche jeweils dreikanalig aufgebaut sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Absicherung von Arbeitsgeräten mittels Verriegelungseinrichtungen mit möglichst geringem Schaltungsaufwand zu realisieren.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß ist zur Absicherung eines Arbeitsgeräts oder mehrerer Arbeitsgeräte eine Anordnung von Verriegelungseinrichtungen vorgesehen, welche zentral von einer redundant aufgebauten Auswerteeinheit gesteuert werden.
  • Dabei weisen die Verriegelungseinrichtungen jeweils einen einkanalig aufgebauten optischen Sensor mit einem Sender und einem Empfänger auf, welcher die Funktion eines Verriegelungsschalters übernimmt. Im geschlossenen Zustand der Verriegelungseinrichtung sind die vom Sender emittierten kodierten optischen Signale auf den Empfänger geführt.
  • Die in den Empfängern generierten Empfangssignale werden nacheinander in die Auswerteeinheit eingelesen und dort zyklisch überprüft. Die Auswerteeinheit weist einen redundanten Aufbau auf. Somit wird bereits durch die zweikanalige zyklische Überprüfung der Signale der einzelnen Sensoren das zum Betrieb der Verrieglungseinrichtungen notwendige Sicherheitsniveau erreicht.
  • Durch die Verlagerung der Sicherheitsfunktionen in die Auswerteeinheit können die Sensoren einkanalig aufgebaut sein und demzufolge einen einfachen Aufbau aufweisen, der dem geforderten Sicherheitsniveau nicht zu entsprechen braucht. Dadurch kann der Schaltungsaufwand der einzelnen Sensoren beträchtlich vermindert werden.
  • Auch die Freigabe oder das Sperren der den einzelnen Verriegelungseinrichtungen zugeordneten Arbeitsgeräte erfolgt zentral über die Auswerteeinheit.
  • Dies bedeutet eine weitere Verringerung des schaltungstechnischen Aufwands.
  • Zudem ist vorteilhaft, daß das gesamte Sicherheitssystem über die zentrale Auswerteeinheit flexibel konfiguriert werden kann.
  • Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Anordnung von Verriegelungseinrichtungen zur Absicherung des Zugangs zu einem Arbeitsgerät.
  • 2: Erstes Ausführungsbeispiel einer Verriegelungseinrichtung.
  • 3: Zweites Ausführungsbeispiel einer Verriegelungseinrichtung.
  • 4: Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der zentralen Auswerteeinheit.
  • 5: Impulsdiagramm der zwischen der Auswerteeinheit und den Sensoren übertragenen Signale.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung von Verriegelungseinrichtungen 1 zur Sicherung des Zugangs zu einem Arbeitsgerät 2. Das Arbeitsgerät 2 kann von einer Presse, einer Werkzeugmaschine oder dergleichen gebildet sein. Das Umfeld des Arbeitsgerätes 2 ist durch einen Zaun 3 gegen unbefugtes Betreten gesichert.
  • Der Zutritt zu dem Gefahrenbereich vor dem Arbeitsgerät 2 erfolgt kontrolliert über zwei im Zaun 3 vorgesehene, Verriegelungselemente 4 bildende Türen. Im geschlossenen Zustand liegt das freie Ende der Türe an einem optischen Sensor 5 an, welcher einen Sender 6 und einen Empfänger 7 aufweist. In dieser Position gelangen optisch kodierte Signale 8, welche vom Sender 6 emittiert werden, zum Empfänger 7. Ist die Türe geöffnet, so treffen die vom Sender 6 emittierten Signale 8 nicht auf den Empfänger 7. Die Sensoren 5 und die jeweils zugeordneten Verriegelungselemente 4 bilden auf diese Weise die Verriegelungseinrichtungen 1, deren Signale in einer Auswerteeinheit 9 zentral ausgewertet werden. Dabei können in Erweiterung des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels mehrere Verriegelungseinrichtungen 1 vorgesehen sein, die eine bestimmte Anzahl von Arbeitsgeräten 2 sichern.
  • Die Auswerteeinheit 9 ist redundant aufgebaut und übernimmt neben der Ansteuerung der einzelnen Sensoren 5 sämtliche Sicherheitsfunktionen, welche zur Erreichung des geforderten Sicherheitsniveaus bei der Absicherung des Zugangs zum Arbeitsgerät 2 notwendig sind.
  • Hierzu werden die an den Empfänger 7 der Sensoren 5 anstehenden Empfangssignale zyklisch nacheinander in die Auswerteeinheit 9 eingelesen und dort überprüft.
  • Werden von den Empfängern 7 beider Sensoren 5 die vom jeweiligen Sender 6 emittierten optischen Signale 8 fehlerfrei empfangen, so sind beide Verriegelungseinrichtungen 1 geschlossen und der Betrieb des Arbeitsgerätes 2 wird über die Auswerteeinheit 9 freigegeben. Hierzu ist die Auswerteeinheit 9 über zwei Aktoren 10 an das Arbeitsgerät 2 angeschlossen. Die Aktoren 10 können beispielsweise von zwangsgeführten Relais gebildet sein. Ist wenigstens eine der Verriegelungseinrichtungen 1 geöffnet, so wird der Betrieb des Arbeitsgeräts 2 über die Aktoren 10 gesperrt.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verriegelungseinrichtung 1 dargestellt, welches dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht.
  • Der Sender 6 und der Empfänger 7 des Sensors 5 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 11 integriert. Das Gehäuse 11 weist eine Ausnehmung mit quadratischem Querschnitt auf. Der Sender 6, und der Empfänger 7 sind an jeweils einer Stirnfläche der Ausnehmung so angeordnet, daß deren optische Achsen in einem Winkel von 90° zueinander verlaufen. Der Sender 6 ist beispielsweise von einer Leuchtdiode gebildet, der Empfänger 7 besteht zweckmäßigerweise aus einer Photodiode. Die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 werden durch eine dem Sender 6 nachgeordnete, nicht dargestellte Sendeoptik fokussiert. Entsprechend ist dem Empfänger 7 eine Empfangsoptik vorgeordnet. Zweckmäßigerweise sind in den Gehäusewänden jeweils vor dem Empfänger 7 und dem Sender 6 nicht dargestellte Austrittsfenster vorgesehen, durch welche die optischen Signale 8 geführt sind.
  • Dem Sensor 5 ist ein Verriegelungselement 4 zugeordnet, welches beispielsweise von einer verschwenkbar angeordneten Türe gebildet ist. In der in 2 dargestellten Position befindet sich die Verriegelungseinrichtung 1 in geschlossenem Zustand, so daß das freie Ende des Verriegelungselements 4 in der Ausnehmung des Gehäuses 11 des Sensors 5 anliegt. An dem freien Ende des Verriegelungselements 4 ist eine Umlenkeinheit 12 vorgesehen, welche von einem Prisma gebildet ist.
  • Im geschlossenen Zustand der Verriegelungseinrichtung 1 liegen dabei die beiden Frontseiten des Prismas jeweils direkt vor dem Empfänger 7 und dem Sender 6, so daß die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 an der Basisfläche des Prismas reflektiert und zum Empfänger 7 geführt werden.
  • Im geöffneten Zustand der Verriegelungseinrichtung 1 ist das Verriegelungselement 4 aus dem Eingriffsbereich des Sensors 5 geschwenkt. Da die optischen Achsen des Senders 6 und des Empfängers 7 senkrecht zueinander verlaufen, treffen die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 nicht auf den Empfänger 7.
  • Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Verriegelungseinrichtung 1 einen Sensor 5 mit nebeneinanderliegenden Sender 6 und Empfänger 7 auf. Das Gehäuse 11 des Sensors 5 ist in diesem Fall quaderförmig ausgebildet, wobei die Frontflächen des Senders 6 und des Empfängers 7 an derselben Wand des Gehäuses 11 anliegen, so daß deren optische Achsen parallel verlaufen. Der Aufbau des Sensors 5 ist ansonsten im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2.
  • Das Verriegelungselement 4 ist wiederum von einer Türe gebildet, welche in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. In der dargestellten Position befindet sich die Verriegelungseinrichtung 1 im geschlossenen Zustand. Dabei ist am freien Ende des Verriegelungselements 4 eine von einem Lichtwellenleiter gebildete Umlenkeinheit 12 vorgesehen. Die Grenzflächen 13, 14 des Lichtwellenleiters sind an der Oberfläche der dem Sensor 5 zugewendeten Seitenwand des Verriegelungselements 4 so angeordnet, daß jeweils eine Grenzfläche 13, 14 dem Sender 6 und dem Empfänger 7 des Sensors 5 gegenübersteht. Im Inneren des Verriegelungselements 4 ist der Lichtwellenleiter halbkreisförmig gebogen.
  • In der dargestellten Position des Verriegelungselements 4 treffen die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 auf die dem Sender 6 gegenüberliegende Grenzfläche 13 des Lichtwellenleiters, werden dann im Inneren des Lichtwellenleiters geführt und treten schließlich durch die zweite Grenzfläche 14 aus, so daß sie auf den Empfänger 7 treffen.
  • Im geöffneten Zustand der Verriegelungseinrichtung 1 ist das Verriegelungselement 4 aus dem Eingriffsbereich des Sensors 5 geschoben, so daß die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 nicht mehr auf den Empfänger 7 treffen.
  • In 4 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der zentralen Auswerteeinheit 9 dargestellt. Diese weist einen redundanten Aufbau auf mit einem Microcontroller 15, welcher von einem ersten Watchdog 16 angesteuert wird, und einer Testschaltung 17. Die Testschaltung 17 kann von einem zweiten Watchdog oder einem Monoflop gebildet sein. Alternativ kann die Testschaltung 17 von einer separaten Überwachungsschaltung gebildet sein.
  • Für den Anschluß der Sender 6 und der Empfänger 7 der Sensoren 5 sind ein Senderausgang 18 sowie ein Empfängereingang 19 vorgesehen. Im vorliegenden Fall sind zwei Sensoren 5 an die Auswerteeinheit 9 angeschlossen. Die Sender 6 und Empfänger 7 sind jeweils in Reihenschaltung an den Senderausgang 18 bzw. Empfängereingang 19 angeschlossen. Jeder Sender 6 sendet optische Signale 8 in Form von Sendelichtimpulsen mit einem definierten Puls-Pausenverhältnis aus. Diese den optischen Signalen 8 aufgeprägten Kodierungen sind vorzugsweise für verschiedene Sensoren 5 jeweils unterschiedlich ausgeprägt, um eine eindeutige Zuordnung der einzelnen Sensorsignale zu erhalten. Die Pulspausenverhältnisse der einzelnen Sendelichtimpulsfolgen sind dabei so dimensioniert, daß es zu keinen Überlagerungen verschiedener Sendelichtimpulse kommen kann.
  • Der Sender 6 eines Sensors 5 wird über den Microcontroller 15 aktiviert. Hierzu ist von einem Ausgang des Microcontrollers 15 eine Zuleitung SEAKT zum Senderausgang 18 geführt. Diese Zuleitung SEAKT verzweigt an einem Knotenpunkt und ist auf einen Eingang des Watchdogs 16 und auf einen Eingang der Testschaltung 17 geführt. Über die auf der Zuleitung SEAKT übertragenen Signalpulse werden die Testschaltung 17 und der Watchdog 16, welcher den Microcontroller 15 über die Zuleitung RESET ansteuert, getriggert.
  • Die Ansteuerung der Aktoren 10 erfolgt über den Microcontroller 15 und die Testschaltung 17. Hierzu führt von einem Ausgang des Microcontrollers 15 die Zuleitung RELON und von einem Ausgang der Testschaltung 17 die Zuleitung STAT zu den beiden Aktoren 10, wobei zur Funktionsüberprüfung die Zuleitung STAT auf einen Eingang des Microcontrollers 15 geführt ist.
  • Die Zuleitungen RELON und STAT sind über eine Relaisanschaltung 22 auf die Aktoren 10 geführt. Über die Relaisanschaltung 22 werden die Zuleitungen RELON und STAT jeweils auf beide Aktoren 10 geführt. Zur Stromversorgung der Auswerteeinheit 9 ist ein Netzteil 23 vorgesehen, welches über eine Zuleitung 24 mit der Relaisanschaltung 22 verbunden ist. Werden mit der Auswerteeinheit 9 mehrere Arbeitsgeräte 2 angesteuert, so sind entsprechend der Anzahl der Arbeitsgeräte 2 mehrere Paare von Aktoren 10 vorgesehen. Die Relaisanschaltung 22 besteht dann aus einer mehrkanaligen Anordnung, wobei die einzelnen Paare von Aktoren 10 über den Microcontroller 15 selektiv aktiviert werden.
  • Zum Einlesen der am Empfänger 7 eines Sensors 5 anstehenden Empfangssignale führt vom Empfängereingang 19 eine Zuleitung LSON jeweils auf einen Eingang des Microcontrollers 15 und zu einem Eingang der Testschaltung 17.
  • Die Auswerteeinheit 9 weist eine Starttaste 25 auf, deren Schaltsignale über die Zuleitung START auf einen Eingang des Microcontrollers 15 und einen Eingang der Testschaltung 17 geführt sind.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Auswerteeinheit 9 ist die Testschaltung 17 von einem Microcontroller oder von einem Mikroprozessor gebildet, welcher von einem zusätzlichen Watchdog angesteuert wird.
  • Dieser Watchdog wird vom Microcontroller 15 angesteuert. Entsprechend wird der erste Watchdog 16 von der Testschaltung 17 angesteuert.
  • Der zusätzliche Watchdog steuert analog zum ersten Watchdog 16 die Testschaltung über eine RESET Zuleitung an.
  • Auf diese Weise wird erreicht, daß der Microcontroller 15 und die Testschaltung 17 sowie deren Ansteuerungen einen vollständigen symmetrischen Aufbau aufweisen.
  • Entsprechend werden die Ausgangssignale RELON und STAT des Microcontrollers 15 und der Testschaltung 17 symmetrisch weiter verarbeitet. Hierzu werden die Ausgangssignale einem nicht dargestellten UND-Glied zugeführt. Der Ausgang des UND-Gliedes ist auf die Relaisanschaltung 22 geführt.
  • Bei Inbetriebnahme der Auswerteeinheit 9 durch Einschalten der Stromversorgung befindet sich die Auswerteeinheit 9 in einem Wartebetrieb.
  • Während des Wartebetriebs werden vom Microcontroller 15 der Auswerteeinheit 9 lediglich die aktuellen Empfangssignale von Empfängereingang 19 abgefragt.
  • Durch Betätigen der Starttaste 25 erfolgt auf der Zuleitung START ein Signalwechsel vom Wert "0" auf den Wert "1".
  • Mit diesem Signalwechsel erfolgt der Wechsel von Wartebetrieb in den Testbetrieb.
  • Während des Testbetriebs erfolgt eine einmalige Funktionsüberprüfung der angeschlossenen Sensoren 5, falls die Empfangssignale am Empfängereingang 19 jeweils dem geschlossenen Zustand der Verriegelungseinrichtung 1 entsprechen und somit keine Gefährdung von Personen zu befürchten ist.
  • Die Funktionsüberprüfung der Sensoren 5 ist in 5 veranschaulicht. Sie erfolgt innerhalb einer vorgegebenen Zykluszeit T. Die Zykluszeit beträgt vorzugsweise T = 2 sec. Innerhalb der Zykluszeit T werden die Sender 6 der Sensoren 5 nacheinander jeweils für eine Dauer Δt1 aktiviert. Innerhalb dieses Zeitintervalls sendet der jeweilige Sender 6 optisch kodierte Signale 8 in Form einer Folge von Sendelichtimpulsen aus. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel wird während einer Zykluszeit T zum Zeipunkt t1 zuerst der Sender 6 des ersten Sensors 5 aktiviert und emittiert innerhalb von Δt1 eine Folge von drei Sendelichtimpulsen. Zum Zeitpunkt t1 + T/2 wird der zweite Sender 6 aktiviert und sendet während Δt1 eine Folge von zwei Sendelichtimpulsen aus.
  • Die den jeweiligen Sendern 6 zugeordneten Empfänger 7 werden synchron zu den Sendern 6 aktiviert. Um Laufzeitverzögerungen der Signalverarbeitung im Empfänger 7 zu kompensieren werden die einzelnen Empfänger 7 geringfügig später als die Sender 6 aktiviert. Dies ist ebenfalls aus 5 ersichtlich, wonach der erste und zweite Empfänger 7 zu den Zeitpunkten t2 bzw. t2 + T/2 aktiviert werden. Die Empfänger 7 werden jeweils für bestimmte Zeitintervalle Δt2 aktiviert.
  • Im geschlossenen Zustand der Verriegelungseinrichtung 1 müssen die vom Sender 6 emittierten optischen Signale 8 vollständig im Empfänger 7 registriert werden. Demzufolge werden zweckmäßigerweise die die Antwortzeiten bildenden Zeitintervalle Δt2 gleich groß wie die Zeitintervalle Δt1 gewählt. Um eine Überlappung der Signale 8 verschiedener Sender 6 mit großer Sicherheit auszuschließen, sind die Zeitintervalle Δt1, Δt2 erheblich kleiner als die Zykluszeit T. Im vorliegenden Beispiel betragen die Zeitintervalle Δt1, Δt2 = 60 ms.
  • Bei der Funktionsüberprüfung gemäß 5 werden innerhalb eines Zyklus von beiden Empfängern 7 die von den zugeordneten Sendern 6 emittierten optischen Signale 8 jeweils vollständig empfangen.
  • Daraufhin wird im Microcontroller 15 ein Freigabemerker gesetzt. Wird dann die Starttaste 25 betätigt und wechselt der Schaltzustand der Starttaste 25 vom Wert "1" auf den Wert "0", so erfolgt ein Übergang vom Testbetrieb in den Schutzbetrieb. Im anderen Fall wird eine Fehlermeldung im Microcontroller 15 erzeugt, worauf ein Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler" erfolgt. In diesem Zustand werden die Aktoren 10 deaktiviert und das Arbeitsgerät 2 außer Betrieb gesetzt.
  • Im Schutzbetrieb wird die Funktion der Sensoren 5 fortlaufend gemäß 5 zyklisch überprüft. Werden dabei in einem der Empfänger 7 die optischen Signale 8 nicht mehr vollständig empfangen, so erfolgt ein Übergang in den Betriebszustand "Systemfehler". Ansonsten bleiben die Aktoren 10 aktiviert und das Arbeitsgerät 2 in Betrieb.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die redundante Auswerteeinheit 9 von der zentralen Rechnereinheit eines Bussystems gebildet. In diesem Fall sind die einzelnen Sensoren 5 über Busleitungen an die zentrale Rechnereinheit angeschlossen. Das Bussystem arbeitet vorzugsweise nach dem Master-Slave-Prinzip, wobei die Rechnereinheit den Master bildet. Der Master fragt die einzelnen die Slaves bildenden Sensoren 5 zur Funktionsüberprüfung zyklisch ab. Hierzu sind den einzelnen Sensoren 5 Adressen zugewiesen, anhand derer die Sensoren 5 vom Master identifiziert werden können. Die Sicherheitsfunktionen werden analog zum ersten Ausführungsbeispiel von der zentralen Rechnereinheit wahrgenommen.

Claims (12)

  1. Anordnung von Verriegelungseinrichtungen (1) zur Sicherung des Zugangs zu Arbeitsgeräten (2), wobei jede Verriegelungseinrichtung (1) einen optischen Sensor (5) mit einem Sender (6) und einem Empfänger (7) aufweist und im geschlossenen Zustand den Zugang zu wenigstens einem Arbeitsgerät (2) sperrt und nur in diesem Zustand vom Sender (6) emittierte kodierte optische Signale (8) auf den Empfänger (7) treffen, und wobei der Betrieb eines Arbeitsgerätes (2) nur dann freigegeben ist, falls die den Zugang zu diesem Arbeitsgerät (2) sichernden Verriegelungseinrichtungen (1) geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einkanalig aufgebauten Sensoren (5) an eine zentrale, redundant aufgebaute Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind, daß in die Auswerteeinheit (9) die an den Ausgängen der Empfänger (7) anstehenden Empfangssignale nacheinander eingelesen werden, in welcher zyklisch eine zweikanalige Überprüfung der Empfangssignale erfolgt, und daß der Betrieb der Arbeitsgeräte (2) über die Auswerteeinheit (9) gesperrt oder freigegeben wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (1) ein Verriegelungselement (4) mit einer an dessen freiem Ende angeordneten Umlenkeinheit (12) aufweist, wobei im geschlossenen Zustand der Verriegelungseinrichtung (1) das Verriegelungselement (4) so am Sensor (5) anliegt, daß die vom Sender (6) emittierten optischen Signale (8) über die Umlenkeinheit (12) zum Empfänger (7) geführt sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (4) von einer Türe gebildet ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinheit (12) von einem Prisma gebildet ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinheit (12) von einem Lichtwellenleiter gebildet ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsgerät (2) über zwei Aktoren (10), welche von der Auswerteeinheit (9) gesteuert sind, in Betrieb gesetzt wird.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, daß die redundante Auswerteeinheit (9) einen Microcontroller (15), welcher von einem ersten Watchdog (16) angesteuert wird, und eine Testschaltung (17) aufweist, daß die Empfangssignale des Empfängers (7) des Sensors (5) auf einen Eingang des Microcontrollers (15) und der Testschaltung (17) geführt sind, daß von einem Ausgang des Microcontrollers (15) eine Zuleitung SEAKT zum Sender (6) und zu dem Watchdog (16) geführt ist, daß jeweils von einem Ausgang des Microcontrollers (15) und der Testschaltung (17) eine Zuleitung RELON, STAT auf die Aktoren (10) geführt ist, wobei von den Aktoren (10) eine Zuleitung (24) zu einem Netzteil (23) führt.
  8. Anordnung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (5) in einer Reihenschaltung an die Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind.
  9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Zyklus die einzelnen Sensoren (5) von der Auswerteeinheit (9) nacheinander kurzzeitig aktiviert werden.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das am Empfänger (7) anstehende Empfangssignal innerhalb einer auf die Aktivierung des Senders (6) folgenden Antwortzeit von der Auswerteeinheit (9) abgefragt wird, wobei die Dauer der Senderaktivierung und die Antwortzeit erheblich kleiner als die Dauer eines Zyklus sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Zyklus zwei Sekunden beträgt, und daß die Dauer der Senderaktivierung und die Antwortzeit jeweils zwischen 0 und 60 ms beträgt.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (5) über Busleitungen an die Auswerteeinheit (9) angeschlossen sind, und daß dieses Bussystem von der Auswerteeinheit (9) zentral gesteuert wird.
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