DE19946471A1

DE19946471A1 - Multichannel safety-control switching element e.g. for industrial machines and equipment

Info

Publication number: DE19946471A1
Application number: DE1999146471
Authority: DE
Inventors: Ronald Hauf; Gerhard Rumpler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-03-29

Abstract

A multichannel safety-oriented switching element (T) has an actuating-key head (K) and at least two separate signalling elements (S1,S2) which generate a number of mutually independent signals with actuation of the actuating-key head (K).. The signalling elements (S1,S2) are mechanically decoupled, as one signalling element (S1) is characterised as a mechanical, conventional, contact-type element and another as an electronic sensory element. The electronic sensory element (S2) is specifically designed as a pressure sensor, based on the piezo- effect.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrkanaliges sicherheits gerichtetes Schaltelement mit einem Tastenkopf und mindestens zwei getrennten signalgebenden Elementen, welche bei einer Betätigung des Tastenkopfes eine Mehrzahl voneinander unab hängiger Signale generieren. Außerdem bezieht sich die Erfin dung auf ein Verfahren zur mehrkanaligen Generierung von si cherheitsgerichteten Signalen mit mindestens zwei getrennten signalgebenden Elementen.The invention relates to a multi-channel security directional switching element with a button head and at least two separate signaling elements, which in one Actuation of the key head a plurality of each other generate pending signals. The Erfin also relates to a method for the multi-channel generation of si Safety-related signals with at least two separate signals signaling elements.

Die Konzeption und Entwicklung von industriellen Maschinen und Anlagen ist geprägt von einem steigenden Einsatz von Si cherheitstechnik. Dies verlangt durchgängige Systemlösungen.The conception and development of industrial machines and plants is characterized by an increasing use of Si security technology. This requires integrated system solutions.

Um dies erfüllen zu können, müssen vermehrt auch einfache Pe ripheriegeräte, wie z. B. Tipptasten, sicherheitsgerichtete Signale liefern, die bezüglich der Fehlerbeherrschung die Si cherheitsanforderungen (z. B. Sicherheitskategorie 3 bzw. 4 nach der EG-Norm EN954-1) ermöglichen.In order to be able to fulfill this, simple Pe peripheral devices such as B. touch keys, safety-related Provide signals that the Si safety requirements (e.g. safety category 3 or 4 according to the EC standard EN954-1).

Bei Tipptasten mit mechanischen Kontakten kann eine lückenlo se Fehleraufdeckung, auch wenn mechanische Kontakte doppelt vorgesehen sind, nicht gewährleistet werden, da ein Verklem men der Tastenmechanik von der Folgeelektronik nicht be herrschbar ist.Gap buttons with mechanical contacts can have a gapless Error detection, even if mechanical contacts are double are not guaranteed as a jamming key mechanics from the subsequent electronics is ruled.

Dies ist problematisch, da einfache Peripheriegeräte wie Tipptasten bei nahezu allen industriellen Maschinen und Anla gen an Bediengeräten oder Steuerpulten zum Einsatz gelängen und somit auch sicherheitstechnisch von Bedeutung sind. An wendungsgebiete liegen beispielsweise in der Kraftwerkstech nik, Verkehrstechnik, Chemieanlagen, allgemein im Maschinen- bau mit Werkzeugmaschinen und Produktionsmaschinen, Personen aufzügen, Krananlagen, Luft- und Raumfahrtechnik etc. Betrof fene Anwendungsfunktionen sind dabei u. a. allgemeine Start- und Stop-Funktionen, Verfahrtasten von Antrieben, die An steuerung von Ventilen, allgemeine Zustimmungsfunktionen, so genannte "Totmanntasten" usw.This is problematic because simple peripheral devices like Touch buttons on almost all industrial machines and systems on operating devices or control panels and are therefore also important in terms of safety. On Areas of application are, for example, in power plant engineering technology, traffic engineering, chemical plants, generally in machine construction with machine tools and production machines, people lifts, crane systems, aerospace technology etc. Affected Open application functions are u. a. general start and stop functions, traversing keys of drives, the on control of valves, general approval functions, see above called "dead man's buttons" etc.

Um durch solche Tasten generierte Signale sicher verarbeiten zu können, müssen von der Taste bis zum Auslösen der entspre chenden Funktion inklusive deren Rückmeldung die Signale im gesamten System sicherheitsgerichtet geführt werden. Die Wei terverarbeitung wird dann von Sicherheitssteuerungen übernom men, die solche Signale aufnehmen und gezielt Folgeaktionen in sicherer Technik auslösen können.To safely process signals generated by such buttons to be able to, from the button to trigger the corresponding appropriate function including its feedback the signals in the entire system are guided in a safety-related manner. The Wei terverarbeitung is then taken over by safety controls men who receive such signals and targeted follow-up actions can trigger in safe technology.

Herkömmliche bekannte Tipptasten zur Generierung von sicher heitsgerichteten Signalen erzeugen zwei Tastensignale über einen Tastenkopf mit zwei darunterliegenden getrennten Kon taktbausteinen. Jeder einzelne Kontaktbaustein, als Öffner oder Schließer ausgeprägt, ist zwar mechanisch unabhängig, jedoch sind diese über den Tastenkopf wieder mechanisch ver bunden.Conventional well-known typing keys for generating safe Safety-related signals generate two key signals via a button head with two separate cones underneath clock blocks. Every single contact block, as a break contact or normally open, is mechanically independent, however, these are mechanically ver again via the button head bound.

Da ein Verklemmen des Tastenkopfes von der Folgeelektronik nicht beherrschbar ist, ist damit keine lückenlose Fehlerauf deckung gewährleistet.There is a jamming of the key head from the subsequent electronics is not controllable, there is no gapless error coverage guaranteed.

Dieses Problem versucht man nach dem Stand der Technik da durch zu lösen, daß man, wenn ein Fehler (z. B. Klemmen der Taste) bemerkt wird, davon ausgeht, daß der Bediener mittels Not-Aus die Anlage ganz oder teilweise abschalten kann. Bleibt der Fehler jedoch unbemerkt und ist auch eine Fehler aufdeckung über zyklische Selbsttests (Zwangsdynamisierung) nicht beherrschbar, so wird dieser Fehler zu einem sogenann ten "schlafenden Fehler". Dieser kann dann nur noch über ei nen fehlgelaufenen Prozeß aufgedeckt werden, wobei hier eine direkte Personengefährdung entstehen kann.This problem is tried according to the state of the art by solving that if an error occurs (e.g. jamming the Key), it is assumed that the operator is using Emergency stop can completely or partially switch off the system. However, the error goes unnoticed and is also an error detection of cyclical self-tests (forced dynamization) uncontrollable, this error becomes a so-called ten "sleeping bug". This can only be done via egg a failed process can be found, here one direct danger to persons can arise.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah ren zur mehrkanaligen Generierung von sicherheitsgerichteten Signalen sowie eine mehrkanalige sicherheitsgerichtete Tipp taste zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche den gestiegenen Sicherheitsanforderungen in vollem Umfang gerecht werden und auch die vorangehend dargestellten "schlafenden Fehler" sicher erkennen.The object of the present invention is therefore a method for multi-channel generation of safety-related Signals as well as a multi-channel safety-related tip button to carry out the process, which the fully meet increased security requirements and also the "sleeping" shown above "Detect errors safely.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine mehrkanalige sicherheitsgerichtete Tipptaste mit einem Tastenkopf und mindestens zwei getrennten signalgeben den Elementen, welche bei einer Betätigung des Tastenkopfes eine Mehrzahl voneinander unabhängiger Signale generieren, welche dadurch weitergebildet ist, daß die signalgebenden Elemente mechanisch entkoppelt sind, indem ein signalgebendes Element als mechanisches kontaktbehaftetes Element und ein anderes signalgebendes Element als elektronisches sensori sches Element ausgeprägt ist.According to the present invention, this object is achieved with a multi-channel safety-related push button give a button head and at least two separate signals the elements that occur when the button is pressed generate a plurality of mutually independent signals, which is further developed in that the signaling Elements are mechanically decoupled by a signal Element as a mechanical contact element and a signaling element other than electronic sensori element is pronounced.

Außerdem wird die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur mehrkanaligen Generierung von sicher heitsgerichteten Signalen mit mindestens zwei getrennten sig nalgebenden Elementen gelöst, welches dadurch weitergebildet ist, daß die signalgebenden Elemente mechanisch entkoppelt werden, indem ein signalgebendes Element als mechanisches kontaktbehaftetes Element und ein anderes signalgebendes Ele ment als elektronisches sensorisches Element ausgeprägt wird.In addition, the object according to the present invention through a process for multi-channel generation of safe safety-related signals with at least two separate sig resolved elements, which thereby further developed is that the signaling elements are mechanically decoupled by using a signaling element as a mechanical contact element and another signaling element ment is pronounced as an electronic sensory element.

Bei dieser Ausführung nach der Erfindung werden die beiden signalgebenden Elemente mit einer Kombination aus mechani scher (kontaktbehaftet) und elektronischer Ebene realisiert. Die mechanische Tastenebene ist ein Standardkontakt (Schlie ßer oder Öffner) und vermittelt in der Regel das typische Ge fühl beim Betätigen einer Taste (Gegendruck, Hub, Rastmoment und Rastgeräusch). Die elektronische Tastenebene besteht z. B. aus einem in den Tastenkopf integrierten Sensor. In this embodiment according to the invention, the two signaling elements with a combination of mechani shear (contact-related) and electronic level realized. The mechanical key level is a standard contact (close ßer or NC) and usually gives the typical Ge feel when pressing a button (counter pressure, stroke, cogging torque and rest noise). The electronic key level consists, for. B. from a sensor integrated in the button head.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung verwendet als elektro nisches sensorisches Element einen Drucksensor nach dem Pie zo-Effekt.A first advantageous embodiment used as an electric African sensory element a pressure sensor after the pie zo effect.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung setzt als elektroni sches sensorisches Element einen Temperatursensor ein.Another advantageous embodiment uses electronic cal sensory element a temperature sensor.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen verwenden als elektroni sches sensorisches Element einen Widerstandssensor, insbeson dere mit einem Dehnungsmeßstreifen, einen Kapazitätssensor, einen Hochfrequenzsensor, einen elektromagnetischen Sensor oder einen optischen Sensor.Use further advantageous refinements as electronics cal sensory element, a resistance sensor, in particular with a strain gauge, a capacitance sensor, a high frequency sensor, an electromagnetic sensor or an optical sensor.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung setzt mindestens ein signalgebendes Element ein, welches als Kontakt-Öffner ausge prägt ist, um für das Ruhe-Stromprinzip einen Leitungsbruch aufdecken zu können.A further advantageous embodiment uses at least one signaling element, which is a contact opener is characterized by a line break for the quiescent current principle to be able to uncover.

Bei Funktionen, die ein Wirkprinzip wie "Stop" haben, wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung jedes signalgebende Element als Kontakt-Öffner ausgeführt.For functions that have an operating principle such as "Stop" according to an advantageous embodiment, each signaling Element designed as a contact opener.

Bei Funktionen, die ein Wirkprinzip wie "Start" haben, werden nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung jeweils zwei signalgebende Elemente als Kontakt-Öffner/Kontakt- Schließer-Kombination ausgeführt.For functions that have an operating principle such as "Start" according to an alternative advantageous embodiment in each case two signaling elements as contact opener / contact NO combination executed.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Fehleraufdeckung immer überprüft, ob die Pegelwech sel der signalgebenden Elemente nach einer entsprechenden To leranzzeit plausibel anstehen.According to a further advantageous embodiment of the invention To detect errors, it is always checked whether the level change sel of the signaling elements after a corresponding To The waiting time is plausible.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei solchen Tipptasten, die ausschließlich mit Kontakt- Öffnern oder mit Kontakt-Schließern ausgestattet sind, ein Fehlerzustand erkannt, wenn sich die generierten Signale al ler signalgebenden Elemente unterscheiden. According to a further advantageous embodiment of the invention is used for such touch keys that only use contact NC contacts or are equipped with contact closers Fault condition recognized when the generated signals al distinguish between signaling elements.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Tipptasten, die mit Kontakt-Öffner/Kontakt-Schlie ßer-Kombinationen ausgestattet sind, ein Fehlerzustand er kannt, wenn sich nach Generierung der Signale diese Signale beider signalgebenden Elemente nicht unterscheiden.According to a further advantageous embodiment of the invention is used for touch keys that have contact opener / contact close ß-combinations are equipped, an error state knows if there are these signals after generation of the signals do not differentiate between the two signaling elements.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei mehrkanaligen sicherheitsgerichteten generierten Sig nalen mit Auslöse-Wirkprinzip eine Generierung erst dann als erfolgt erkannt, wenn bei allen signalgebenden Elementen ein Pegelwechsel erfolgt ist.According to a further advantageous embodiment of the invention is used for multi-channel safety-related generated sig nals with a triggering principle of action only then a generation occurs when all signaling elements are on Level change has occurred.

Nach einer alternativen Ausgestaltung wird bei Signalen mit Stop-Wirkprinzip die Generierung bereits dann als erfolgt er kannt, wenn bei einem signalgebenden Element ein Pegelwechsel erfolgt ist.According to an alternative embodiment, signals with Stop-acting principle the generation then already takes place as knows when there is a level change in a signaling element is done.

Weitere Vorteile und Details der vorliegenden Erfindung erge ben sich anhand der folgenden Beschreibung vorteilhafter Aus führungsbeispiele und in Verbindung mit den Figuren. Es zei gen:Other advantages and details of the present invention ben advantageous from the following description examples and in connection with the figures. It shows gene:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Ausführung eines sensorisch mechanischen Schaltelementes für eine Leiterplattenmon tage und Fig. 1 is a schematic diagram of an embodiment of a sensor-mechanical switching element for a days PCB and

Fig. 2 die Prinzipskizze einer Ausführung eines sensorisch mechanischen Schaltelementes für eine Schalttafelmonta ge. Fig. 2 shows the schematic diagram of an embodiment of a sensor-mechanical switching element for a control panel assembly.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist eine mögliche Ausführung eines mehrkanaligen sicherheitsgerichteten sensorisch mechanischen Schaltelementes T für Leiterplattenmontage auf einer Leiterplatte L gezeigt. Das Schaltelement T besteht aus einem ersten mechanischen Schaltkontakt S1 und einem zweiten sensorischen Schaltkontakt S2, welcher oberhalb des ersten Schaltkontaktes S1 angeordnet ist. Die obere Oberfläche des Schaltelementes T bildet einen Tastenkopf K. Das Schaltele ment T ist auf der Leiterplatte aufgebracht, z. B. durch Löten in konventioneller oder in SMD-Technik.In the illustration of FIG. 1 is a possible embodiment of a multi-channel safety-related sensory mechanical switching element T for PCB mounting on a circuit board L shown. The switching element T consists of a first mechanical switching contact S1 and a second sensory switching contact S2, which is arranged above the first switching contact S1. The upper surface of the switching element T forms a key head K. The Schaltele element T is applied to the circuit board, for. B. by soldering in conventional or in SMD technology.

Das Schaltelement T weist Anschlüsse K1 des mechanischen Schaltkontaktes S1 auf, die einen ersten Kanal bilden. Dar über hinaus sind weitere Anschlüsse K2 des sensorischen Schaltkontaktes vorgesehen, die den zweiten Kanal der mehrka naligen Ausführung bilden. Der Tastenkopf K des Schaltelemen tes T ragt durch eine entsprechende Aussparung einer Front platte F, wodurch er von außen betätigt werden kann, was bei spielhaft durch eine skizzierte Fingerkuppe angedeutet ist.The switching element T has connections K1 of the mechanical Switch contact S1, which form a first channel. Dar In addition, there are further connections K2 of the sensory Switch contact provided that the second channel of the Mehrka nal execution form. The button head K of the switching element tes T protrudes through a corresponding recess in a front plate F, which allows it to be operated from the outside, which at is playfully indicated by a sketched fingertip.

Die Leiterplatte L mit dem Schaltelement T wird hierzu durch der besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeigten Ab standshaltern zur Frontplatte F an dieser montiert.The circuit board L with the switching element T is for this For the sake of clarity, not shown Ab stands for the front panel F mounted on this.

Das Schaltelement T ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als Sensortipptaste zweikanalig in diversitärer Technik ausge führt. Die Information, ob eine Taste gedrückt wird, wird aus den zwei entkoppelten signalgebenden Elementen S1 und S2 ge wonnen. Die signalgebenden Elemente S1 und S2 bestehen aus einem mechanischen und einem elektronischen Teil. Ein Fehler aufgrund eines Verklemmens im Tastenkopf K kann sich damit maximal auf einen der beiden Kanäle K1 und K2 auswirken. Der elektronische sensorische Teil S2 besteht aus einem Sensor, z. B. einem Druck-, Temperatur-, Widerstands-, Kapazitäts-, Hochfrequenz-, Elektromagnetfeld- oder Optosensor. Die sig nalgebenden Elemente S1 und S2 können als zweimal Öffner oder eine Öffner/Schließer-Kombination ausgeführt sein. Es ist stets mindestens ein Öffner-Kontakt vorgesehen, um über das Ruhe-Stromprinzip einen Leitungsbruch aufdecken zu kön nen.The switching element T is in the embodiment of FIG. 1 as a two-channel sensor tap key leads in diversified technology. The information as to whether a key is pressed is obtained from the two decoupled signaling elements S1 and S2. The signaling elements S1 and S2 consist of a mechanical and an electronic part. An error due to a jamming in the key head K can thus affect at most one of the two channels K1 and K2. The electronic sensory part S2 consists of a sensor, for. B. a pressure, temperature, resistance, capacitance, high frequency, electromagnetic field or opto sensor. The signal-giving elements S1 and S2 can be designed as two NC contacts or a NC / NO combination. At least one normally closed contact is always provided in order to be able to detect a line break using the idle current principle.

In der Darstellung nach Fig. 2 ist ein alternatives Ausfüh rungsbeispiel eines mehrkanaligen sicherheitsgerichteten Schaltelementes T gezeigt, welches den gleichen Aufbau wie in der Darstellung nach Fig. 1 besitzt. Elemente mit gleicher Funktionalität sind daher mit gleichen Bezugszeichen bezeich net. Im Unterschied zu der in der Darstellung nach Fig. 1 ge zeigten Ausführungsform ist das Schaltelement T direkt an der Frontplatte F befestigt und somit für eine Schalttafelmontage geeignet. Dazu besitzt das Schaltelement T einen Tastenkopf K, welcher eine größere Ausdehnung besitzt, als die darunter liegend angeordneten signalgebenden Elemente S1 und S2. Selbstverständlich weist auch dieses Schaltelement T die ent sprechenden Anschlüsse K1 und K2 für eine zweikanalige Si gnalführung auf.In the illustration of FIG. 2 shows an alternative exporting is approximately, for example a multi-channel safety-related switching element T shown, which has the same structure as in the illustration of FIG. 1. Elements with the same functionality are therefore labeled with the same reference numerals. In contrast to the embodiment shown in the illustration according to FIG. 1, the switching element T is fastened directly to the front plate F and is therefore suitable for panel mounting. For this purpose, the switching element T has a key head K, which has a greater extent than the signaling elements S1 and S2 arranged underneath. Of course, this switching element T has the appropriate connections K1 and K2 for a two-channel signal guide.

Zwar können die signalgebenden Elemente S1 und S2 auch umge kehrt angeordnet werden, so daß der mechanische Schaltkontakt S1 unterhalb des Tastenkopfes und oberhalb des sensorischen Schaltkontaktes S2 angeordnet ist, jedoch besitzt die umge kehrte Anordnung den Vorteil, daß sich ein Verklemmen des me chanischen Schaltkontaktes S1 nicht auf den elektronischen sensorischen Schaltkontakt S2 auswirkt, was nachteilig wäre, sofern letzterer als Drucksensor ausgeprägt ist.The signaling elements S1 and S2 can also be reversed returns to be arranged so that the mechanical switch contact S1 below the button head and above the sensory Switch contact S2 is arranged, but has the reverse returned arrangement the advantage that a jamming of the me mechanical switch contact S1 not on the electronic sensory switch contact S2 affects, which would be disadvantageous if the latter is designed as a pressure sensor.

Zur Realisierung einer Sensortipptaste mit einem Wirkprinzip wie "Start" wird das Schaltelement T vorzugsweise mit einer Öffner/Schließer-Kombination ausgerüstet. Ein signalgebendes Schaltelement S1 ist damit als Öffner-Kontakt ausgestaltet, das andere als Schließer-Kontakt. Ein gleichzeitiger Kurz schluß und Leitungsbruch in den entsprechenden Kanälen K1 und K2 kann dann als unwahrscheinlich ausgeschlossen werden.To implement a sensor tip button with an operating principle Like "Start", the switching element T is preferably with a NC / NO combination equipped. A signaling Switching element S1 is thus designed as a break contact, the other as a make contact. A simultaneous short circuit and wire break in the corresponding channels K1 and K2 can then be excluded as unlikely.

Der Einsatz von zwei Öffner-Kontakten hingegen ist nicht zu lässig, da bei einem zweikanaligen Leitungsbruch ein Start- Signal erfolgen würde und keine Fehlererkennung möglich ist.However, the use of two NC contacts is not permitted casual, since a start in the event of a two-channel line break Signal would occur and no error detection is possible.

Zwei Schließer-Kontakte sind ebenfalls nicht zulässig, da bei einem zweikanaligen Leitungskurzschluß ein Start-Signal er folgen würde und ebenfalls keine Fehlererkennung möglich ist. Eine solche Fehlererkennung wäre im Fall des Einsatzes von zwei Schließer-Kontakten nur dann möglich, wenn die beiden Kanäle einmal mit Plus- und einmal mit Minus-Potential ge schaltet sind.Two normally open contacts are also not permitted, as with a two-channel short circuit, a start signal would follow and also no error detection is possible. Such an error detection would be in the case of using two make contacts only possible if the two Channels once with plus and once with minus potential are switched.

Eine solche Sensortipptaste mit einem Schaltelement T nach der vorliegenden Erfindung und Wirkprinzip "Start" gilt erst dann als gedrückt, wenn auf beiden Kanälen K1 und K2 ein Pe gelwechsel der durch die signalgebenden Elemente S1 und S2 generierten Signale erfolgt ist.Such a sensor tap key with a switching element T after The present invention and the "start" principle of operation only apply then as pressed when a Pe on both channels K1 and K2 gel change of the signaling elements S1 and S2 generated signals is done.

Zur Fehleraufdeckung kann vorteilhafterweise zusätzlich immer überprüft werden, ob die Pegelwechsel der signalgebenden Ele mente S1 und S2 nach einer entsprechenden Toleranzzeit plau sibel anstehen.To detect errors, it can always be advantageous be checked whether the level change of the signaling Ele elements S1 and S2 plau after a corresponding tolerance time queue sibel.

Zur Realisierung einer Sensortipptaste mit einem mehrkanali gen sicherheitsgerichteten Schaltelement T nach der vorlie genden Erfindung mit Wirkprinzip "Stop" wird die Sensortipp taste vorzugsweise mit zwei Öffner-Kontakten ausgerüstet. Vorteilhafterweise werden beide Leiterschleifen mit den Kon takten K1 und K2 nach dem Ruhestromprinzip überwacht.To implement a sensor tap button with a multi-channel gene safety-related switching element T according to the present Invention with the principle of "stop" is the sensor tip The button is preferably equipped with two break contacts. Advantageously, both conductor loops with the Kon clock K1 and K2 monitored according to the closed-circuit principle.

Zwei Schließer-Kontakte sind hingegen nicht zulässig, da bei einem zweikanaligen Leitungsbruch ein "schlafender Fehler" entsteht und die Stop-Funktion unwirksam wird.However, two make contacts are not permitted because a two-channel line break a "sleeping error" arises and the stop function becomes ineffective.

Das Schaltelement mit Wirkprinzip "Stop" wie im vorangehenden geschildert, gilt bereits dann als ausgelöst bzw. die Tipptas te als gedrückt, wenn auf einem der beiden Kanäle K1 und K2 ein Flankenwechsel erfolgt ist.The switching element with the "stop" operating principle as in the preceding described, is already considered triggered or the Tipptas te as pressed when on one of the two channels K1 and K2 an edge change has occurred.

Zum besseren Verständnis soll im folgenden eine Übersicht über die Auswertung der durch zwei getrennte signalgebende Elemente S1 und S2 generierten unabhängigen Signale gegeben werden. For a better understanding, the following is an overview about the evaluation of the signaling by two separate Elements S1 and S2 generated independent signals become.

Beispiel example

Wirk-Prinzip "Start" (Auszug aus der Logiktabelle) Active principle "Start" (extract from the logic table)

Prinzipiell ist ein mehrkanaliges sicherheitsgerichtetes Schaltelement bzw. ein Verfahren zur mehrkanaligen Generie rung von sicherheitsgerichteten Signalen nach der vorliegen den Erfindung nicht auf zwei getrennte signalgebende Elemente beschränkt, sondern kann - unter Berücksichtigung der im vor angehenden geschilderten Logik - auch mit einer über die Zahl 2 hinausgehenden Anzahl von signalgebenden Elementen mit entsprechenden über zwei hinausgehenden Kanälen realisiert werden, wodurch die Sicherheit weiter steigt. Durch die vor liegende Erfindung lassen sich Tipptasten in bereits beste hende mehrkanalige Sicherheitskonzepte einbeziehen. Es wird eine einfache Standard-Tastenmechanik mit geringem Platzbe darf geschaffen. Daraus resultiert eine höhere Sicherheit für Mensch und Maschine.In principle, a multi-channel is safety-related Switching element or a method for multi-channel generation of safety-related signals according to the existing not the invention on two separate signaling elements limited, but can - taking into account the above prospective logic described - also with a about the Number 2 going beyond number of signaling elements with corresponding realized over two channels going beyond which further increases security. By the front lying invention can be typed in already best Include existing multi-channel security concepts. It will a simple standard key mechanism with little space may be created. This results in higher security for Man and machine.

Bei Fehlern, die von der Folgeelektronik einer Steuerung wie beispielsweise einer numerischen Steuerung für Werkzeugma schinen aufgedeckt werden, wird zwangsweise in einen sicheren Zustand überführt. Wenn der Defekt über eine Diagnose eindeu tig lokalisiert werden kann, dann ist eine Meldung "Taste XY defekt!" möglich.In the event of faults caused by the subsequent electronics of a control system for example a numerical control for tool dimensions machines are uncovered, is forcibly in a safe Condition transferred. If the defect is clearly diagnosed tig can be located, then a message "button XY defective! "possible.

Neben der im vorangehenden beschriebenen Ausgestaltung eines mehrkanaligen sicherheitsgerichteten Schaltelementes T ist es darüber hinaus auch möglich, das mechanische kontaktbehaftete signalgebende Elemente S1 ebenfalls durch ein elektronisches sensorisches signalgebendes Element zu ersetzen. Damit wird das Schaltelement T zu einer reinen Sensortaste, die keine mechanischen Elemente mehr enthält. Dann geht jedoch das ty pische Gefühl beim Betätigen des Schaltelementes (Gegendruck, Hub, Rastmoment und Rastgeräusch) verloren. Es ist dann eine Rückmeldung auf anderem Wege, z. B. über einen Piepton, erfor derlich.In addition to the configuration of a multichannel safety-related switching element T is furthermore also possible the mechanical contact signaling elements S1 also by an electronic to replace sensory signaling element. So that will the switching element T to a pure sensor button, which none mechanical elements contains more. Then the ty goes pical feeling when actuating the switching element (counter pressure, Stroke, cogging torque and cogging noise) lost. Then it's one Feedback by other means, e.g. B. via a beep such.

Das Konzept der mehrkanaligen sicherheitsgerichteten Generie rung von Signalen mit einem Schaltelement nach der vorliegen den Erfindung kann auch für Softkeys zur Anwendung kommen. Voraussetzung ist eine Steuerung, die im Hintergrund die si cherheitsgerichtete Weiterverarbeitung der Signale sowie ein sicheres Softkey-Management übernimmt. Das Konzept läßt sich auch bei Folientastaturen anwenden. Das mechanische Grundele ment bleibt erhalten, der Sensor als zweites Element wird in die Folie integriert. Damit lassen sich heute noch relativ große Maschinensteuertafeln verkleinern oder gar ganz elimi nieren. Dazu werden z. B. einige Funktionen wie etwa Verfahr tasten auf Softkeys gelegt, andere Funktionen, wie z. B. Not- Aus, können dezentralisiert oder auf der Bedientafel inte griert werden.The concept of the multi-channel, safety-oriented series tion of signals with a switching element according to the present the invention can also be used for softkeys. A prerequisite is a controller that si safety-related further processing of the signals and a secure softkey management takes over. The concept can be also apply to membrane keyboards. The mechanical Grundele ment is retained, the sensor as the second element is in integrated the film. This can still be used relatively today reduce the size of large machine control panels or even completely elimi kidneys. For this, z. B. some functions such as traversing buttons on softkeys, other functions such as B. Emergency Off, can be decentralized or integrated on the control panel be griert.

Claims

1. Multi-channel safety-related switching element (T) with a key head (K) and at least two separate signal-giving elements (S1, S2), which generate a plurality of independent signals upon actuation of the key head (K), characterized in that the signaling Elements (S1, S2) are mechanically decoupled by a signaling element (S1) as a mechanical contact element and another signaling element (S2) as an electronic sensor element.

2. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as Drucksen is based on the piezo effect.

3. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as tempera door sensor is executed.

4. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as a counter level sensor, especially with a strain gauge, is executed.

5. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as capaci is executed.

6. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as Hochfre is executed.

7. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as electromag netic sensor is executed.

8. Multi-channel safety-related switching element after Claim 1, characterized in that the electronic sensory element (S2) as an optical Sensor is executed.

9. Multi-channel safety-related switching element after one of the preceding claims, thereby ge indicates that at least one signaling Element (S1, S2) is designed as a contact opener.

10. Multi-channel safety-related switching element after Claim 9, characterized in that the signaling elements (S1, S2) are all used as contact NC contacts are executed.

11. Multi-channel safety-related switching element after Claim 9, characterized in that two signaling elements (S1, S2) as contact NC / contact-NO combination are executed.

12. Circuit arrangement for evaluating by actuation of a multi-channel safety-related switching element signals generated according to one of the preceding claims, characterized in that the mis Only then will the generated signals be accepted when the level changes of all signaling elements (S1, S2) are pending after a specified tolerance time.

13. Circuit arrangement for evaluating by actuation of a multi-channel safety-related switching element according to one of the preceding claims 1 to 11 with contact NC contacts or signals generated with NO contacts, characterized in that a Fault condition is recognized if after pressing the button head (K) the signals of all signaling elements (S1, S2) differentiate.

14. Circuit arrangement for evaluating by actuation of a multi-channel safety-related switching element according to one of the preceding claims 1 to 11 with contact NC / NO-contact combinations generated signals, characterized in that a Fault condition is recognized if after pressing the button head (K) the signals of both signaling elements (S1, S2) do not differentiate.

15. Circuit arrangement for evaluating by actuation of a multi-channel safety-related switching element generated according to one of the preceding claims 1 to 11 Signals with start / stop principle, thereby ge indicates that the switching element (T) only is recognized as actuated when all signaling Elements (S1, S2) a logically correct level change takes place is.

16. Circuit arrangement for evaluating by actuation of a multi-channel safety-related switching element generated according to one of the preceding claims 1 to 11 Signals with stop principle, characterized thereby records that the switching element (T) already as actuated is detected when a signaling element (S1, S2) a level change has occurred.

17. Control for an industrial processing machine with a multi-channel safety-related switching element one of the preceding claims 1 to 11 and a scarf arrangement for its evaluation according to one of the claims 12 to 16.

18. Method for multi-channel generation of security directional signals with at least two separate signalge elements (S1, S2), characterized indicates that the signaling elements (S1, S2) be mechanically decoupled by a signaling ele ment (S1) as a mechanical contact element and a different signaling element (S2) than electronic senso element is pronounced.

19. Procedure for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized ge indicates that the electronic sensory Element (S2) works as a pressure sensor based on the piezo effect.

20. Procedure for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) works as a temperature sensor.

21. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) as a resistance sensor, especially with egg strain gauge, works.

22. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) works as a capacitance sensor.

23. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) works as a high-frequency sensor.

24. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) works as an electromagnetic sensor.

25. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 18, characterized characterized in that the electronic sensori cal element (S2) works as an optical sensor.

26. Method for multi-channel generation of security directional signals according to one of the preceding claims 18 to 25, characterized in that at least one signaling element (S1, S2) with a Contact opening works.

27. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 26, characterized characterized that all signaling Ele elements (S1, S2) work with a contact opening.

28. Method for multi-channel generation of security directional signals according to claim 26, characterized characterized that two signaling Elements (S1, S2) with a contact opener / contact closer Combination work.

29. Method for evaluating multi-channel generated si Safety-related signals according to one of the preceding Claims 18 to 28, characterized net that the signals generated only for error detection then be accepted when the level changes of all signal elements (S1, S2) after a specified tolerance time queue.

30. Method for evaluating multi-channel with contact Opening or safety generated with contact closing directional signals according to one of the preceding claims 18 to 29, characterized in that an error condition is detected when looking after the genius the signals of both signaling elements (S1, S2) and differentiate.

31. Method for evaluating multi-channel with contact NC / contact-NO combinations generated safely safety-oriented signals according to one of the preceding An Proverbs 18 to 29, characterized net that an error condition is recognized if after the generation of the signals of both signaling elements (S1, S2) do not differentiate.

32. Method for evaluating multi-channel with trigger Operating principle generated safety-related signals one of the preceding claims 18 to 28, characterized characterized that the generation only then is recognized as successful if all signaling ele elements (S1, S2) a level change has occurred.

33. Method for evaluating multi-channel with stop action principle generated safety-related signals according to ei nem of the preceding claims 18 to 28, characterized characterized that the generation already is then recognized as having occurred if a signaling Element (S1, S2) a level change has occurred.