DE19805722A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Leitungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen LeitungenInfo
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- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Überwachung von elektrischen Leitungen auf Kurzschlüsse. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein solches Verfahren bzw. eine solche Vorrichtung,
wie sie bei der Überwachung von sogenannten OSSD-Leitungen (Output-
Safety-Switching-Device-Leitungen) von Schutzeinrichtungen zur Überwa
chung von Schutzbereichen eingesetzt werden.
Zur Absicherung von Gefahrenstellen, wie sie beispielsweise durch voll
automatische Maschinen, Preßwerke und dergleichen gebildet werden,
werden üblicherweise Schutzeinrichtungen mit insbesondere berüh
rungslosen Objekterfassungseinheiten, beispielsweise in Form von Licht
gittern, verwendet.
Dabei muß gewährleistet sein, daß der Maschinensteuerung im Falle eines
Eindringens eines Objekts in den Schutzbereich ein entsprechendes
Schaltsignal zugeführt wird, so daß die im Schutzbereich wirkende Ma
schine automatisch abgeschaltet wird.
Abhängig von dem Gefahrdungspotential der Maschine muß das gesamte
System, d. h. Schutzeinrichtung mit Objekterfassungseinheit, Maschinen
steuerung sowie die Verbindung zwischen diesen beiden Einheiten, einer
bestimmten Sicherheitsklasse entsprechen, um auch beim Auftreten mög
licher Fehler in Teilen dieses Systems noch sicher abschalten zu können.
Bei Systemen der Sicherheitsklasse 4 besteht dabei unter anderem die
Vorgabe, daß die elektrischen Leitungen, über die das Abschaltsignal von
der Schutzeinrichtung zu der Maschinensteuerung geführt werden, zwei
fach, in redundanter Weise vorhanden sein müssen, so daß ein Fehler auf
einer dieser Leitungen durch einen Vergleich mit der fehlerfreien Leitung
sicher erkannt wird.
Problematisch ist dabei, daß Querschlüsse, d. h. Kurzschlüsse zwischen
den beiden Leitungen, durch einen Vergleich der an den Leitungen anlie
genden Schaltsignale nicht erkannt werden können, da diese bei einem
Querschluß in allen Fällen identisch sind. Um die erforderliche Sicherheit
auch für diesen Teil der Überwachungsvorrichtung gewährleisten zu kön
nen, mußten bisher aufwendige Maßnahmen, wie beispielsweise eine dop
pelte Verlegung der Leitungen, der Einsatz von abgeschirmten Leitungen
oder eine Verlegung von Leitungen in einem Rohr, durchgeführt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren so
wie eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Leitungen auf
Kurzschlüsse so auszubilden, daß auf aufwendige konstruktive Maßnah
men verzichtet werden kann, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß
Querschlüsse zwischen den Leitungen sicher erkannt werden.
Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird durch ein Verfahren
gelöst, bei dem zwischen die insbesondere Schaltsignale führenden Lei
tungen zumindest zeitweise eine von Null verschiedene Differenzspannung
angelegt wird, die tatsächliche Differenzspannung zwischen zwei Leitun
gen im wesentlichen fortlaufend bestimmt wird und ein für einen Kurz
schluß zwischen diesen beiden Leitungen repräsentatives Fehlererken
nungssignal erzeugt wird, wenn der gemessene Differenzspannungsverlauf
von einem vorgegebenen Differenzspannungsverlauf abweicht.
Eine erfindungsgemaße Vorrichtung umfaßt zumindest zwei Überwa
chungseingänge, an welche die zu überwachenden, Schaltsignale führen
den Leitungen anschließbar sind, einen Signalgenerator zum Erzeugen
einer zumindest zeitweise von Null verschiedenen Differenzspannung an
zumindest zwei Signalausgängen des Signalgenerators, wobei jeweils einer
der Signalausgänge mit jeweils einem der Überwachungseingänge verbun
den ist, und eine Auswerteschaltung, mit der die Differenzspannung zwi
schen jeweils zwei Überwachungseingängen ermittelbar und auf Einhalten
einer vorgegebenen Referenzspannung überprüfbar ist.
Erfindungsgemäß wird somit gerade die Tatsache, daß bei einem Quer
schluß die an den beiden zu überwachenden Leitungen anliegenden
Spannungssignale im wesentlichen gleich sind, zur Erkennung eines sol
chen Querschlusses ausgenutzt. Während im Fehlerfall aufgrund des
Querschlusses die zwischen den beiden Leitungen gemessene Differenz
spannung im wesentlichen gleich Null ist bzw. aufgrund verbleibender
Widerstände zwischen den Leitungen nur eine relativ geringe Restspan
nung vorhanden ist, ist im fehlerfreien Fall zumindest zeitweise eine deut
lich höhere, der angelegten Differenzspannung entsprechende Spannung
vorhanden. Solange somit von der Auswerteschaltung der Verlauf der ge
messenen Differenzspannung einen für den fehlerfreien Fall repräsentati
ven Referenzspannungsverlauf entspricht, kann von dem fehlerfreien Fall
ausgegangen werden.
Weicht hingegen der gemessene Differenzspannungsverlauf von dem vor
gegebenen Referenzspannungsverlauf ab, so liegt eine Störung vor. Diese
kann aus einem Querschluß zwischen den überwachten Leitungen beste
hen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig erfaßt wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als
Schaltsignale im wesentlichen Gleichspannungsschaltsignale verwendet.
Grundsätzlich ist jedoch auch die Verwendung von Wechselspannungs
schaltsignalen möglich, solange die Maschinensteuerung diese Signale zur
Ansteuerung der zu überwachenden Maschinen auswerten kann.
Vorteilhaft werden zur Erzeugung der Differenzspannung die Leitungen
mit gegeneinander phasenverschobenen, insbesondere mit gegenphasigen
Wechselspannungssignalen beaufschlagt. Dabei können die Amplituden
der Wechselspannungssignale sowohl unterschiedlich als auch gleich groß
sein, da aufgrund der Phasenverschiebung gewährleistet ist, daß das Dif
ferenzsignal zumindest zeitweise einen von Null verschiedenen Wert be
sitzt.
Insbesondere wenn die Wechselspannungssignale als periodische Signale
mit gleicher Periodendauer und gleicher Amplitude ausgebildet sind und
beispielsweise sinus- oder rechteckpulsförmige Signale verwendet werden,
besitzt die Differenzspannung im fehlerfreien Fall einen Verlauf, der be
sonders einfach auszuwerten ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch mög
lich, andere Signalformen für das den Leitungen zu überlagernde Wech
selspannungssignal zu verwenden, solange die verwendeten Wechselspan
nungssignale eine von Null verschiedene Phasendifferenz zueinander oder
verschiedene Amplituden besitzen.
Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich zur Erzeugung der Differenz
spannung die Leitungen mit Gleichspannungssignalen zu beaufschlagen,
die in diesem Fall jedoch unterschiedliche Pegel besitzen müssen. Bei der
Verwendung von Gleichspannungssignalen wird die erforderliche Diffe
renzspannung durch die unterschiedlichen Pegel der einzelnen Spannun
gen definiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
das Fehlererkennungssignal erzeugt, wenn die gemessene Differenzspan
nung einen vorgegebenen Schwellenwert für eine bestimmte Zeitdauer
unterschreitet, insbesondere wenn die gemessene Differenzspannung zu
mindest für die bestimmte Zeitdauer im wesentlichen gleich Null ist.
Durch die Vorgabe einer bestimmten Minimalspannung sowie einer Mini
malzeit werden Meßschwankungen ausgeglichen, so daß kurzzeitige Stö
rungen nicht zu einer fehlerhaften Auswertung der Differenzspannung
führen. Es ist jedoch auch möglich, daß die gemessene Differenzspannung
mit der Referenzspannung verglichen wird und das Fehlererkennungs
signal erzeugt wird, wenn die Differenzspannung von der Referenzspan
nung um einen vorgegebenen Wert bzw. der Differenzspannungsverlauf
von dem Referenzspannungsverlauf in vorgegebener Weise abweicht.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung es auf einfache Weise sowohl
möglich, eine bereits vorhandene Schutzeinrichtung, bei der keine Über
wachung der OSSD-Leitungen erfolgt, durch Ergänzung mit einer separa
ten Leitungsüberwachungseinheit nachzurüsten als auch bereits beim
Aufbau des gesamten Überwachungssystems eine entsprechende Lei
tungsüberwachungseinheit vorzusehen. Dabei kann die erfindungsgemäße
Leitungsüberwachungseinheit sowohl in der oder unmittelbar an der die
Schutzfeldüberwachung vornehmenden Schutzeinrichtung, innerhalb oder
an der Maschinensteuerung als auch an jeder beliebigen Stelle zwischen
diesen beiden Positionen vorgesehen sein, wo ein Anschalten der Überwa
chungseingänge an die OSSD-Leitungen möglich ist.
Gerade durch die einfache Nachrüstbarkeit kann die Erfindung sehr ko
stengünstig eingesetzt werden, da bereits bestehende Anlagen durch ein
faches Einschleifen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine bessere
Sicherheitsklasse eingestuft werden können.
Weitere vorteilhaft Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vor
richtung,
Fig. 2 den Verlauf der Gleichspannungsschaltsignale an den OSSD-
Leitungen ohne erfindungsgemäß aufgeschaltetes Wechsel
spannungssignal,
Fig. 3 den Verlauf des Schaltsignals auf den OSSD-Leitungen mit
erfindungsgemäß aufgeschaltetem Wechselspannungssignal,
Fig. 4 das erfindungsgemäß ausgewertete Differenzsignal zwischen
den OSSD-Leitungen und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt stark vereinfacht eine eine Objekterfassungseinheit umfassen
de Schutzeinrichtung 1, die symbolisch dargestellt zwei Kanalauswer
tungsblöcke 2, 3 umfaßt.
Jeder der Kanalauswertungsblöcke 2, 3 enthält ein Relais 4, 5, über das
jeweils ein Schalter 6, 7 steuerbar, d. h. ein- und ausschaltbar ist. Grund
sätzlich ist es auch möglich, daß der Schaltvorgang durch Halbleiter
schalter durchgeführt wird.
Die Schalter 6, 7 sind an ihrer Eingangsseite an einem Versorgungsspan
nungseingang 8 miteinander verbunden, an dem über eine Leitung 9 ein
von einem in einem Schaltschrank angeordneten Maschinensteuerung 10
geliefertes Schaltpotential, von beispielsweise 24 Volt, anliegt. Die Zufuhr
des Schaltpotentials kann dabei über einen gestrichelt dargestellten
Schalter 34 unterbrochen werden. Grundsätzlich können die Schalter 6, 7
auch über voneinander getrennte Leitungen, insbesondere über galva
nisch entkoppelte Leitungen mit dem erforderlichen Schaltpotential ver
sorgt werden. In diesem Fall kann vorteilhaft jede der Zufürleitungen mit
einem Schalter unterbrochen werden.
Die Ausgangsseiten der Schalter 6, 7 sind jeweils mit einem Sicherheits
ausgang 11, 12 der Schutzeinrichtung 1 verbunden, an die jeweils eine
OSSD-Leitung 13, 14 angeschlossen ist. Die beiden OSSD-Leitungen 13,
14 sind jeweils mit Überwachungseingängen 15, 16 einer schematisch
dargestellten Leitungsüberwachungseinheit 17 verbunden. Dabei werden
die OSSD-Leitungen 13, 14 von den Überwachungseingängen 15, 16 über
eine Signalentkopplung 18 und zwei gestrichelt dargestellte Schalter 35,
36 zu zwei mit A und B bezeichneten Anschlußpunkten 19, 20 geführt,
von wo aus sie sich bis zu Eingängen 21, 22 der Maschinensteuerung 10
erstrecken.
Innerhalb der Maschinensteuerung 10 sind die OSSD-Leitungen 13, 14
mit zwei als Schütze ausgebildeten induktiven Lasten 23, 24 gegen Erde
verbunden, mit denen eine über eine Leitung 25 mit der Maschinensteue
rung 10 verbundene Maschine 26 ansteuerbar, insbesondere ein- und
ausschaltbar ist. Anstelle von induktiven Lasten können auch beliebige
andere Lasten, beispielsweise kapazitive oder ohmsche Lasten verwendet
werden.
Bei der Maschine 26 handelt es sich um eine Maschine deren Wirkungs
bereich innerhalb eines von der Schutzeinrichtung 1 überwachten
Schutzbereiches liegt. Bei Erfassen eines Objektes innerhalb des Schutz
bereiches durch die Schutzeinrichtung 1 werden im fehlerfreien Fall über
die Relais 4, 5 die Schalter 6, 7 geöffnet, so daß über die Schütze 23, 24
der Maschinensteuerung 10 die Maschine 26 abgeschaltet wird. Auf diese
Weise wird ein Verletzen einer in den Schutzbereich eindringenden Person
durch die Maschine 26 verhindert.
An den mit A und B bezeichneten Anschlußpunkten 19, 20 ist ein Signal
generator 27 angeschlossen, der gegeneinander phasenverschobene
Wechselspannungssignale auf die OSSD-Leitungen 13, 14 aufschaltet.
Ebenfalls an den Anschlußpunkten 19, 20 wird das Differenzsignal A-B
zwischen den OSSD-Leitungen 13, 14 von einer Auswerteschaltung 28 ab
gegriffen. Grundsätzlich kann die Auswerteschaltung 48 auch an anderen
Stellen der OSSD-Leitungen 13, 14 die Differenzspannung abgreifen.
Die Auswerteschaltung 28 ist über Leitungen 29, 30 mit einer galvani
schen Entkopplungseinheit 31 verbunden, welche wiederum über Leitun
gen 32, 33 mit den Kanalauswertungsblöcken 2, 3 der Schutzeinrichtung
1 verbunden ist. Weiterhin kann die Auswerteschaltung 28 zusätzlich oder
alternativ mit den Schaltern 34, 35, 36 oder der Maschinensteuerung 10
verbunden sein, wie es gestrichelt dargestellt ist. Grundsätzlich muß es
durch die Auswerteschaltung 28 möglich sein, so Einfluß auf das Gesamt
system zu nehmen, daß die Maschinen aufgrund eines von der Auswerte
schaltung erzeugten Fehlererkennungssignals abgeschaltet werden kön
nen.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 wird
im folgenden anhand der Fig. 2, 3 und 4 näher erläutert, wobei in den
Fig. 2 und 3 jeweils die Spannungssignale an den Punkten A und B
der OSSD-Leitungen 13, 14 und in Fig. 4 das Differenzsignal A-B zwi
schen diesen beiden Punkten schematisch dargestellt ist.
In Fig. 2a) und b) ist jeweils der Verlauf des Gleichspannungsschaltsig
nals an den OSSD-Leitungen 13, 14 ohne erfindungsgemäßes Aufschalten
einer Wechselspannung dargestellt. Dabei stellt der Bereich von 0 < t < t1
eine Zeitspanne dar, in denen die Schalter 6, 7 geöffnet sind, so daß an
den Punkten A und B eine Spannung von 0 Volt anliegt. Dies ist zum ei
nen der Fall, wenn die Vorrichtung sich im ausgeschalteten Zustand be
findet und zum anderen, wenn durch die Schutzeinrichtung 1 das Ein
dringen eines Objekts in den Schutzbereich erkannt wurde und daraufhin
über die Relais 4, 5 die Schalter 6, 7 geöffnet wurden.
Wird die Vorrichtung eingeschaltet bzw. wird durch die Schutzeinrichtung
1 kein Objekt im Schutzbereich erkannt, so sind die Schalter 6, 7 ge
schlossen, so daß das über den Versorgungsspannungseingang 8 an dem
Schaltern 6, 7 anliegende Schaltpotential an den Anschlußpunkten 19, 20
anliegt, wie es in Fig. 2a) und b) ab dem Zeitpunkt t < t1 dargestellt ist.
Durch die Schaltspannung werden die Schütze 23, 24 geschlossen, so daß
die Maschine 26 durch die Maschinensteuerung 10 aufgrund der gleich
zeitig geschlossenen Schütze 23, 24 eingeschaltet wird bzw. bleibt.
Im Falle eines Kurzschlusses zwischen den OSSD-Leitungen 13, 14 liegt
an diesen jeweils das gleiche Potential an, so daß die Maschinensteuerung
10 in allen Fällen für die Schütze 23, 24 das gleiche Schaltverhalten de
tektiert. Kommt zu dem Querschluß ein weiterer Fehler, beispielsweise in
Form eines in seiner Schließstellung hängengebliebenen Schalters 6 oder
7 hinzu, so wird trotz Öffnen des anderen, funktionstüchtigen Schalters
7, 6 aufgrund des Kurzschlusses zwischen den OSSD-Leitungen 13, 14
von der Maschinensteuerung 10 der einheitliche Schaltzustand "EIN" der
Schütze 23, 24 detektiert und fälschlicherweise die Maschine 26 nicht ab
geschaltet.
Um dies zu verhindern, wird erfindungsgemäß durch den Signalgenera
tor 27 auf die OSSD-Leitungen 13, 14 zwei gegeneinander phasenversetzte
Wechselspannungssignale eingekoppelt, die beispielsweise zu den in Fig.
3a) und b) dargestellten Verläufen der Spannungen an den OSSD-
Leitungen 13, 14 führen. Dabei ist zu erkennen, daß die an den OSSD-
Leitungen 13, 14 anliegenden Signale gegenphasig verlaufen, so daß sich
im fehlerfreien Fall das Differenzsignal A-B in der in Fig. 4 dargestellten
Form ergibt.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Amplitudenverhältnisse sind da
bei zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt. In der Praxis wird die
Amplitude des eingeschleiften Wechselspannungssignals deutlich gerin
ger, beispielsweise ca. 10% des Maximalwertes des Gleichspannungs
schaltsignals betragen.
Das Differenzsignal A-B wird von der Auswerteschaltung 28 abgegriffen
und daraufhin überprüft, ob es innerhalb gewisser Grenzwerte dem in
Fig. 4 dargestellten Referenzsignal entspricht. Ist dies der Fall, so kann
davon ausgegangen werden, daß kein Kurzschluß zwischen den beiden
OSSD-Leitungen 13, 14 vorliegt und die Sicherheit der Vorrichtung ge
währleistet ist.
Im Falle eines Kurzschlusses zwischen den OSSD-Leitungen 13, 14 liegt
an beiden OSSD-Leitungen 13, 14 dieselbe Spannung an, so daß das Dif
ferenzsignal A-B im gesamten Bereich 0 < t < t1 und t < t1 gleich Null
wird. Die Auswerteschaltung 28 erkennt somit, daß kein Differenzsignal
vorliegt und gibt über die Ausgänge 29, 30, die galvanische Entkopp
lungseinheit 31 sowie die Leitungen 32, 33 entsprechende Abschaltsignale
an die Kanalauswertungen 2, 3 der Schutzeinrichtung 1 ab. Aufgrund die
ser Abschaltsignale werden die Schalter 6, 7 geöffnet, so daß über die
Schütze 23, 24 der Maschinensteuerung 10 die Maschine 26 abgeschaltet
ist.
Werden die von der Auswerteschaltung 28 gelieferten Abschaltsignale
auch von der Maschinensteuerung 10 verwertet, so kann auch in dem
Fall, daß zusätzlich zu dem Querschluß zwischen den OSSD-Leitungen
13, 14 einer der Schalter 6, 7 in seiner geschlossenen Stellung hängen
bleibt, der Querschluß erkannt und trotz gleichzeitig geschlossener Schüt
ze 23, 24 durch die Maschinensteuerung 10 aufgrund der von der Aus
werteschaltung 28 gelieferten Abschaltsignale die Maschine 26 abge
schaltet werden.
Auch wenn zusätzlich zu dem Querschluß zwischen den OSSD-Leitungen
13, 14 eine dieser Leitungen einen Kurzschluß zur Versorgungsspannung
hat, wird dies mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkannt, da auch
in diesem Fall die Differenzspannung A-B gleich Null wird. Somit kann
auch dieser Fehler durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin
dungsgemäße Vorrichtung sicher erkannt und entsprechend reagiert wer
den, so daß eine Gefährdung von in dem Schutzbereich eintretenden Per
sonen oder Objekten verhindert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfah
ren sind für beliebig miteinander verschaltete Lasten 23, 24 einsetzbar.
Dies wird beispielsweise anhand Fig. 5 gezeigt, bei der im Gegensatz zu
Fig. 1 lediglich die Verschaltung der Lasten 23' und 24' gegenüber der
Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verschieden ist.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform liegt die Versorgungs
spannung zum einen an dem Schalter 6 und zum anderen direkt an der
Last 23' an. Während, wie bei Fig. 1, die Versorgungsspannung über den
Schalter 6 zu der zweiten Last 24' geführt wird, liegt die Versorgungs
spannung des zweiten Kanals unmittelbar an der Last 23' an, so daß der
Schalter 7 zwischen der Last 23' und der Erdung vorgesehen ist.
Diese Verschaltung führt dazu, daß ein Querschluß zwischen den OSSD-
Leitungen 13, 14 bei geschlossenen Schaltern 6, 7 daran erkannt werden
kann, daß die Versorgungsspannung gegen Masse gezogen wird.
Sind hingegen die Schalter 6, 7 geöffnet, so wirken die Lasten 23', 24', bei
einem Querschluß zwischen den OSSD-Leitungen 13, 14 als Spannungs
teiler, so daß je nach Dimensionierung der Lasten 23', 24' und der Versor
gungsspannung ohne erfindungsgemäße Überwachungseinheit 17 die Ma
schine 26 fehlerhaft nicht abgeschaltet werden würde.
Diese fehlerhafte Funktion wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zuverlässig verhindert, wie es bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis
4 ausführlich dargelegt wurde.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist somit sehr flexibel ein
setzbar und kann insbesondere auch in bestehende Systeme integriert
werden, so daß diese aufgerüstet werden können, um die Erfordernisse
der gewünschten Sicherheitsklasse zu erfüllen.
1
Schutzeinrichtung
2
Kanalauswertungsblock
3
Kanalauswertungsblock
4
Relais
5
Relais
6
Schalter
7
Schalter
8
Versorgungsspannungseingang
9
Leitung
10
Maschinensteuerung
11
Sicherheitsausgang
12
Sicherheitsausgang
13
OSSD-Leitung
14
OSSD-Leitung
15
Überwachungseingang
16
Überwachungseingang
17
Überwachungseinheit
18
Signalentkopplung
19
Anschlußpunkt A
20
Anschlußpunkt B
21
Eingang in die Maschinensteuerung
22
Eingang der Maschinensteuerung
23
,
23
' Schütz
24
,
24
' Schütz
25
Leitung
26
Maschine
27
Signalgenerator
28
Auswerteschaltung
29
Leitung
30
Leitung
31
galvanische Entkopplungseinheit
32
Leitung
33
Leitung
34
Schalter
35
Schalter
36
Schalter
Claims (23)
1. Verfahren zur Überwachung von elektrischen Leitungen auf Kurz
schlüsse, bei dem zwischen die insbesondere Schaltsignale führen
den Leitungen zumindest zeitweise eine von Null verschiedene Diffe
renzspannung angelegt wird, die tatsächliche Differenzspannung
zwischen zwei Leitungen im wesentlichen fortlaufend bestimmt wird
und ein für einen Kurzschluß zwischen diesen beiden Leitungen re
präsentatives Fehlererkennungssignal erzeugt wird, wenn der ge
messene Differenzspannungsverlauf oder die gemessene Differenz
spannung von einem vorgegebenen Referenzspannungsverlauf oder
einer vorgegebenen Referenzspannung abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Leitungen mit im wesentlichen dem gleichen Schaltsi
gnal beaufschlagt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Schaltsignale im wesentlichen Gleichspannungsschaltsi
gnale verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Differenzspannung die Leitungen mit gegen
einander phasenverschobenen Wechselspannungssignalen beauf
schlagt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselspannungssignale im wesentlichen gegenphasig
verlaufen.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselspannungssignalen im wesentlichen die gleiche
Amplitude besitzen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Differenzspannung die Leitungen mit Wech
selspannungssignalen beaufschlagt werden, die unterschiedliche
Amplituden besitzen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Wechselspannungssignale periodische Signale, insbesondere
mit gleicher Periodendauer verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Wechselspannungssignale sinus- oder rechteckpulsförmige
Signale verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselspannungssignale eine Frequenz von zwischen 5
und 20 kHz, insbesondere von ca. 10 kHz besitzen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wechselspannungssignale eine Amplitude von zwischen 0,5
und 5 Volt, insbesondere von ca. 1 bis 1,5 Volt besitzen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Differenzspannung die Leitungen mit
Gleichspannungssignalen beaufschlagt werden, die unterschiedliche
Pegel besitzen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltsignale unterschiedliche Pegel, insbesondere zwei Pe
gel besitzen, von denen einer bevorzugt zwischen ca. 0 und 1 Volt,
insbesondere kleiner 0,5 Volt, und der andere bevorzugt zwischen 7
und 30 Volt, insbesondere ca. 24 Volt beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fehlererkennungssignal erzeugt wird, wenn die gemessene
Differenzspannung einen vorgegebenen Schwellenwert für eine be
stimmte Zeitdauer unterschreitet, insbesondere wenn die gemessene
Differenzspannung zumindest für die bestimmte Zeitdauer im we
sentlichen gleich Null ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gemessene Differenzspannung mit der Referenzspannung
verglichen wird und daß das Fehlererkennungssignal erzeugt wird,
wenn die Differenzspannung von der Referenzspannung um einen
vorgegebenen Wert abweicht.
16. Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Leitungen auf Kurz
schlüsse, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach ei
nem der vorhergehenden Ansprüche,
mit zumindest zwei Überwachungseingängen (15, 16), an welche die zu überwachenden, insbesondere Schaltsignale führenden Leitun gen (13, 14) anschließbar sind,
mit einem Signalgenerator (27) zum Erzeugen einer zumindest zeit weise von Null verschiedenen Differenzspannung zwischen zwei Signalausgängen des Signalgenerators (27), wobei jeweils einer der Signalausgänge mit jeweils einem der Überwachungseingänge (15, 16) verbunden ist, und
mit einer Auswerteschaltung (28), mit der die tatsächliche Differenz spannung (A-B) zwischen jeweils zwei Überwachungseingängen (15, 16) ermittelbar und auf Einhalten einer vorgegebenen Referenz spannung überprüfbar ist.
mit zumindest zwei Überwachungseingängen (15, 16), an welche die zu überwachenden, insbesondere Schaltsignale führenden Leitun gen (13, 14) anschließbar sind,
mit einem Signalgenerator (27) zum Erzeugen einer zumindest zeit weise von Null verschiedenen Differenzspannung zwischen zwei Signalausgängen des Signalgenerators (27), wobei jeweils einer der Signalausgänge mit jeweils einem der Überwachungseingänge (15, 16) verbunden ist, und
mit einer Auswerteschaltung (28), mit der die tatsächliche Differenz spannung (A-B) zwischen jeweils zwei Überwachungseingängen (15, 16) ermittelbar und auf Einhalten einer vorgegebenen Referenz spannung überprüfbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Auswerteschaltung (28) ein Fehlererkennungssignal
erzeugbar ist, wenn die ermittelte Differenzspannung (A-B) von der
Referenzspannung abweicht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fehlererkennungssignale an Steuerausgängen (34, 35) der
Vorrichtung anliegen, die mit Ansteuereinrichtungen (2, 3) der
Überwachungseingänge (15, 16) verbindbar sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschine (26) durch die Auswerteschaltung (28) ansteuer
bar, insbesondere abschaltbar ist.
20. Vorrichtung zur Überwachung eines Schutzbereichs, insbesondere
berührungslos wirkende Überwachungsvorrichtung, mit einer
Schutzeinrichtung (1) mit einer Objekterfassungseinheit zum Erfas
sen von in den Schutzbereich eindringenden Objekten, mit einer
Maschinensteuerung (10), durch die innerhalb des Schutzbereichs
wirkende Maschinen (26) ansteuerbar, insbesondere ab- und/oder
anschaltbar sind, wobei die Maschinensteuerung (10) über zwei
redundante, das gleiche Signal führende elektrische Leitungen (13, 14)
mit der Schutzeinrichtung (1) verbunden und durch diese an
steuerbar ist,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18 zur Überwa
chung der die Schutzeinrichtung (1) und die Maschinensteuerung
(10) verbindenden Leitungen (13, 14) auf Querschluß.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitungen (13, 14) mit einem vorgegebenen Schaltpotential
verbunden sind, daß in den Leitungen (13, 14) Schalter (6, 7) zum
Verbinden und Trennen des Schaltpotentials mit bzw. von der Ma
schinensteuerung (10) vorgesehen ist und daß die Schalter (6, 7)
durch die Schutzeinrichtung (1) ansteuerbar sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalter (6, 7) durch Relais (4, 5) ansteuerbar oder als
Halbleiterschalter ausgebildet sind.
23. Verfahren zur Überwachung eines Schutzbereichs, insbesondere mit
einer berührungslos wirkenden Schutzeinrichtung, bei dem bei Ein
dringen eines Objektes in den Schutzbereich ein Objekterfassungs
signal erzeugt wird, aufgrund des Objekterfassungssignals ein Steu
ersignal über zwei voneinander unabhängige Leitungen einer Ma
schinensteuerung zum Ansteuern von innerhalb des Schutzbereichs
wirkenden Maschinen zugeführt wird, wodurch diese insbesondere
ab- und/oder angeschaltet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Überwachung der Leitungen durch ein Verfahren nach ei
nem der Ansprüche 1 bis 15 erfolgt und aufgrund des Fehlererken
nungssignals die Maschine angesteuert, insbesondere abgeschaltet
wird.
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