EP4500282A1 - Verfahren zur durchführung einer sicherheitsüberprüfung einer modularen sicherheitssteuerung - Google Patents

Verfahren zur durchführung einer sicherheitsüberprüfung einer modularen sicherheitssteuerung

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Publication number
EP4500282A1
EP4500282A1 EP23713645.2A EP23713645A EP4500282A1 EP 4500282 A1 EP4500282 A1 EP 4500282A1 EP 23713645 A EP23713645 A EP 23713645A EP 4500282 A1 EP4500282 A1 EP 4500282A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine
user
modular
safety
electronic modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23713645.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Krieg
Jochen Bauknecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pilz GmbH and Co KG
Original Assignee
Pilz GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pilz GmbH and Co KG filed Critical Pilz GmbH and Co KG
Publication of EP4500282A1 publication Critical patent/EP4500282A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0216—Human interface functionality, e.g. monitoring system providing help to the user in the selection of tests or in its configuration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric

Definitions

  • the present invention relates to a method for carrying out a safety check of a modular safety control, which has a plurality of electronic modules in which safety functions for the safe operation of at least a machine or technical system that is connected to the modular safety control are implemented.
  • Modular safety controls are known from the prior art in different embodiments. In particular, they serve to safely convert machines or technical systems into a state that is not dangerous for people when a dangerous situation occurs.
  • signal transmitters which can be, for example, emergency stop switches, emergency stop switches, light grids, light curtains, safety mats, protective door position switches, 3D laser scanners, etc.
  • signal transmitters which can be, for example, emergency stop switches, emergency stop switches, light grids, light curtains, safety mats, protective door position switches, 3D laser scanners, etc.
  • signal transmitters which can be, for example, emergency stop switches, emergency stop switches, light grids, light curtains, safety mats, protective door position switches, 3D laser scanners, etc.
  • On the output side one or more safe output contacts of an output circuit are controlled.
  • actuators such as contactors, valves, etc. are controlled via these output contacts in such a way that a machine or technical system connected to them can be brought into a state that is not dangerous for people.
  • Such modular safety controls include several electronic modules that are arranged in at least one row of modules and have certain functionalities.
  • the modular structure of a safety controller creates the possibility of an application-specific configuration by individually assembling several electronic modules, wiring them together and configuring them in such a way that they correspond to the modular Safety controls jointly provide the desired safety functions.
  • Examples of electronic modules from which modular safety controls with very different safety functions can be built include input modules that can receive and, if necessary, process input signals from one or more signal transmitters, such as input signals from sensors or emergency command devices, and output modules that can send output signals to one or several actuators connected to it, combined input and output modules (so-called I/O modules), control modules that can control the assignment of input to output modules, as well as interface modules, communication modules, fieldbus controllers, fieldbus couplers, etc.
  • I/O modules input and output modules
  • control modules that can control the assignment of input to output modules, as well as interface modules, communication modules, fieldbus controllers, fieldbus couplers, etc.
  • the configuration of a modular security control can be carried out by a user, for example, using a configuration tool that has a graphical user interface.
  • the user is able to select the electronic modules required for the specific application of the safety control from a large number of electronic modules.
  • the configuration is then saved in a configuration database as a configuration data record, which, in addition to the module information, also includes information about all safety functions of the modular safety controller.
  • the electronic modules are lined up in at least one row of modules based on the configuration data set and are wired accordingly and adjusted in such a way that they can provide the functionalities required for the specific application from a safety perspective.
  • it is necessary to carry out a safety check in order to be able to ensure the correct function of the safety control when it interacts with a machine or technical system connected to it.
  • EP 3 499 324 A1 discloses a method for verifying a configuration of a safety controller.
  • the configuration is created on an external input device, such as a computer or smartphone, and transferred to the safety controller.
  • the configuration implemented in this way is displayed on the input device so that a user can confirm it.
  • the configuration is divided into subconfigurations that are verified.
  • the aim of the invention is to provide a method for carrying out a security check of a modular security control, by means of which the checking process can be carried out by a user in a particularly simple, intuitive and safe manner.
  • a method for carrying out a safety check of a modular safety control which has a plurality of electronic modules in which safety functions for the safe operation of at least one machine that is connected to the modular safety control are implemented, comprises the steps
  • Safety check of the modular safety control carried out the necessary test steps.
  • the execution of all user instructions and the resulting machine interventions are automatically logged and saved and can therefore be used in
  • the form of the digital test report forms at least part of a digitally accessible machine documentation.
  • machine interventions should be understood to mean all reactions of the machine or technical system connected to the safety control and its actuators and signal transmitters to the execution of the user instructions specified by the test data set.
  • the testing device can be, for example, a computer, in particular a portable computer, or a tablet computer or a mobile phone (smartphone).
  • the testing device runs corresponding testing software, by means of which parts of the method according to the invention are carried out.
  • the testing device can optionally be designed such that it can also execute a software-based configurator for configuring the modular safety control and/or can program the modular safety control.
  • the at least one machine intervention that results from the execution of the user instruction in method step S4) is detected by the user and confirmed using the human-machine interface.
  • the communication connection between the modular safety control and the testing device is established by scanning an optoelectronically readable code that is attached to the modular safety control using a camera the Test facility is initiated.
  • the testing device is a tablet computer or a mobile phone (smartphone) with an integrated camera.
  • the optoelectronically readable code can in particular be a two-dimensional code.
  • the method presented here for carrying out a safety check of a modular safety control makes it possible in particular to check all potentiometer settings, wiring and safety functions of the modular safety control.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system for carrying out a safety check of a modular safety control
  • Fig. 2 is a schematic representation that illustrates the basic sequence of the method.
  • the modular safety control 1 is connected to at least one machine 2 (or technical system), which has at least one actuator 20 and at least one signal generator 21.
  • An example of a machine 2 that can be operated using the modular safety controller 1 is an industrial robot.
  • a machine 2 often also has several actuators 20 and several signal generators 21, which are connected to the modular safety controller 1. In many applications, several machines 2 are connected to a modular safety controller 1 and are controlled by it.
  • the modular safety controller 1 has a plurality n of electronic modules 10. 1 -10. n, which are arranged in at least one row of modules and which are electrically wired to one another and connected to the machine 2.
  • a The first electronic module 10.1 preferably forms a central control module of the modular safety controller 1 and is often also referred to as a head module.
  • the remaining electronic modules 10.2-10. n are selected application-specifically from a variety of different electronic module types. For the remaining electronic modules 10.2-10.
  • n can be, for example, input modules that can safely receive and, if necessary, process input signals from one or more signal transmitters 21, such as input signals from sensors, signaling devices or emergency command devices, and output modules that can safely output output signals to one or more actuators 20 connected to them , combined input and output modules (so-called I/O modules), which have inputs and outputs, as well as interface modules, fieldbus controllers, fieldbus couplers, etc.
  • I/O modules combined input and output modules
  • the number and type of electronic modules used 10. 1 -10. n depends directly on the planned application and purpose of the modular safety control 1 and in particular on the safety level to be achieved.
  • the task of the modular safety controller 1 is to control the actuators connected to the modular safety controller 1 when a dangerous situation occurs, which is detected by at least one of the signal transmitters 21 - that is, by at least one of the sensors, signaling devices or emergency command devices 20 should be switched off in a safety-related manner and activated again after the dangerous situation has ended.
  • the modular safety controller 1 is configured by a user depending on the intended use, preferably using a software-based configurator.
  • the configuration process can be carried out, for example, using a web-based configurator.
  • the configuration of the modular safety controller 1 is stored as a configuration data record in a non-volatile memory device 3 in a retrievable manner.
  • the modular safety controller 1 is produced on the basis of the configuration data record, which contains all configuration information.
  • the potentiometers 1 1 . 1 -1 1 . n can be preset during manufacture to simplify later installation of the modular safety controller 1 at the point of use.
  • the testing device 4 can, for example, be a stationary computer or a portable computer, in particular a laptop computer, or a Be a tablet computer or a smartphone. Using the testing device 4, appropriate testing software can be executed, which supports a user in checking the safety functions of the modular safety control 1 and ensures that all safety checks to be processed are carried out, acknowledged and also logged after the tests have been completed.
  • the testing device 4 can optionally be designed so that it can also execute the software-based configurator and/or program the modular safety controller 1.
  • the testing device 4 has a human-machine interface 40, which enables interaction with a user who carries out the security check.
  • the human-machine interface 40 has a display device 41, by means of which information and data of different types can be visualized for the user.
  • the human-machine interface 40 has at least one input means 42, with which the user can make different user inputs.
  • the display device 41 can be designed to be touch-sensitive - particularly when the testing device 4 is designed as a tablet computer or smartphone - so that the functions of at least one input device 42 are integrated into the display device 41.
  • the configuration data set of the modular safety controller 1 is stored decentrally in a non-volatile storage device 3 designed as a cloud storage.
  • the configuration data set of the modular safety controller 1 can also be stored elsewhere.
  • non-volatile storage media should be mentioned, which can be integrated into the testing device 4 or via an interface can be connected to the testing device 4 at least temporarily.
  • the configuration data set can be stored on a local server, which the testing device 4 can access via a wired or wireless network connection.
  • the testing device 4 is designed to read and process the configuration data record, which defines the configuration of the modular safety controller 1, in order to generate a configuration-specific test data record from it.
  • the test data set includes the operating inputs to be made by a user during the safety check of the modular safety controller 1, such as the settings to be made for the potentiometers of the electronic modules 10. 1 -10. n the modular safety controller 1 to carry out the safety check. If the settings of the potentiometers, which are in particular latching potentiometers, have already been made by the manufacturer of the modular safety controller 1, the test data set can include information about the target positions of the potentiometers.
  • a communication connection is established between the modular safety controller 1 and the testing device 4.
  • This can be a wired or wireless communication connection.
  • the communication connection between the modular safety controller 1 and the testing device 4 can be established for example, by scanning an optoelectronic readable code 12, which is attached to the modular safety controller 1, using a camera 43 of the testing device 4. This makes establishing the communication connection particularly easy and intuitive.
  • the test device 4 is provided with a configuration data set by accessing the memory device 3, which is processed by the test device 4 and contains information about the electronic modules 10. 1 -10. n and via the electronic modules 10. 1 -10. n implemented safety functions of the modular safety controller 1.
  • the configuration data set can, for example, be stored retrievably in the non-volatile storage device 3 together with a unique identification code of the modular safety controller 1, in particular with a unique serial number.
  • a test data set with a plurality of predefined user instructions to be executed sequentially is created for testing the security functions of the electronic modules 10. 1 -10. n generated.
  • the test data set is generated automatically using the test device 4 from the configuration data set of the modular safety controller 1 previously read in by the storage device 3.
  • the user instructions, which are to be carried out sequentially, tell the user in the manner of a digital checklist how the safety check of the modular safety control 1 should be carried out.
  • step S4) one of the user instructions is visualized using the display device 41 of the human-machine interface 40.
  • the relevant user instructions are issued by the user executed. The execution of this user instruction is confirmed below.
  • At least some of the user instructions can include setting potentiometer positions of the electronic modules 10.1 -10n and/or reading preset potentiometer positions, in particular potentiometer settings preset by the manufacturer, of the electronic modules 10.1 -10. n and/or activating the signal transmitter 21.
  • steps S4) and S5) are repeated until all user instructions and all resulting machine interventions have been confirmed.
  • a digital test protocol is automatically generated by the test device 4 from the confirmations of the executed user instructions and from the resulting machine interventions.
  • This test protocol is stored together with a unique identification code of the modular safety control 1, in particular with the unique serial number of the modular safety control 1, in the non-volatile storage device 3 or in another non-volatile storage means.
  • the test report then forms part of the machine documentation.
  • the method presented here for carrying out a safety check of the modular safety controller 1 makes it possible to check all potentiometer settings, wiring and safety functions of the modular safety controller 1.
  • an exchange verification can also be carried out using the method.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung (1), die eine Mehrzahl von Elektronikmodulen (10.1-10.n) aufweist, in denen Sicherheitsfunktionen für den sicheren Betrieb zumindest einer Maschine (2), die an die modulare Sicherheitssteuerung (1) angeschlossen ist, implementiert sind, wobei alle abzuarbeitenden Sicherheitsüberprüfungen durchgeführt, quittiert und nach Abschluss der Prüfungen protokolliert werden.

Description

Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung
[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung, die eine Mehrzahl von Elektronikmodulen aufweist, in denen Sicherheitsfunktionen für den sicheren Betrieb zum indest einer Maschine oder technischen Anlage, die an die modulare Sicherheitssteuerung angeschlossen ist, implementiert sind.
[0002] Modulare Sicherheitssteuerungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen insbesondere dazu, Maschinen oder technische Anlagen beim Auftreten einer Gefahrensituation sicher in einen für Menschen ungefährlichen Zustand zu überführen. Zu diesem Zweck werden eingangsseitig entsprechende Signale von Signalgebern, bei denen es sich zum Beispiel um Not-Aus-Schalter, Not-Halt-Schalter, Lichtgitter, Lichtvorhänge, Trittmatten, Schutztürpositionsschalter, 3D- Laserscanner etc. handeln kann, empfangen und sicher ausgewertet. Ausgangsseitig werden ein oder mehrere sichere Ausgangskontakte eines Ausgangskreises angesteuert. Über diese Ausgangskontakte werden beim Auftreten einer Gefahrensituation Aktoren, wie zum Beispiel Schütze, Ventile etc. , derart angesteuert, dass eine an diese angeschlossene Maschine oder technische Anlage in einen für Menschen ungefährlichen Zustand überführt werden kann.
[0003] Derartige modulare Sicherheitssteuerungen umfassen mehrere Elektronikmodule, die in zumindest einer Modulreihe angeordnet sind und bestimmte Funktionalitäten aufweisen. Der modulare Aufbau einer Sicherheitssteuerung schafft die Möglichkeit einer anwendungsspezifischen Konfiguration, indem mehrere Elektronikmodule individuell zusammengestellt, m iteinander verdrahtet und so konfiguriert werden, dass sie der modularen Sicherheitssteuerung gemeinsam die gewünschten Sicherheitsfunktionen zur Verfügung stellen. Beispiele für Elektronikmodule, aus denen modulare Sicherheitssteuerungen m it ganz unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen aufgebaut werden können, sind unter anderem Eingangsmodule, die Eingangssignale eines oder mehrerer Signalgeber, wie zum Beispiel Eingangssignale von Sensoren oder Notbefehlsgeräten, empfangen und gegebenenfalls verarbeiten können, Ausgangsmodule, die Ausgangssignale an einen oder mehrere daran angeschlossene Aktoren ausgeben können, kombinierte Eingangs- und Ausgangsmodule (so genannte I/O-Module), Steuerungsmodule, welche die Zuordnung von Eingangs- zu Ausgangsmodulen steuern können, sowie Schnittstellenmodule, Kommunikationsmodule, Feldbuscontroller, Feldbuskoppler, etc..
[0004] Die Konfiguration einer modularen Sicherheitssteuerung kann von einem Nutzer zum Beispiel mittels eines Konfigurationswerkzeugs durchgeführt werden, welches eine grafische Nutzerschnittstelle aufweist. Dem Nutzer wird es dabei ermöglicht, die für den konkreten Anwendungszweck der Sicherheitssteuerung erforderlichen Elektronikmodule aus einer Vielzahl von Elektronikmodulen auszuwählen. Die Konfiguration wird anschließend als Konfigurationsdatensatz, der neben den Modulinformationen auch Informationen über alle Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung umfasst, in einer Konfigurationsdatenbank gespeichert.
[0005] Bei der Herstellung einer modularen Sicherheitssteuerung werden die Elektronikmodule auf Basis des Konfigurationsdatensatzes in der zum indest einen Modulreihe aneinandergereiht und entsprechend verdrahtet und so eingestellt, dass sie die für den konkreten Anwendungszweck unter Sicherheitsaspekten erforderlichen Funktionalitäten zur Verfügung stellen können. [0006] Nach der Installation der modularen Sicherheitssteuerung am Verwendungsort ist es erforderlich, eine Sicherheitsüberprüfung durchzuführen, um die korrekte Funktion der Sicherheitssteuerung bei ihrem Zusammenwirken mit einer daran angeschlossenen Maschine oder technischen Anlage sicherstellen zu können.
[0007] Die EP 3 499 324 A1 offenbart ein Verfahren zur Verifikation einer Konfiguration einer Sicherheitssteuerung. Die Konfiguration wird auf einem externen Eingabegerät, wie zum Beispiel einem Computer oder einem Smartphone, erstellt und auf die Sicherheitssteuerung übertragen. Die so implementierte Konfiguration wird auf dem Eingabegerät angezeigt, dam it ein Nutzer sie bestätigen kann. Die Konfiguration wird in Teilkonfigurationen unterteilt, die verifiziert werden.
[0008] Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung zur Verfügung zu stellen, m ittels dessen der Überprüfungsprozess von einem Nutzer besonders einfach, intuitiv und sicher durchgeführt werden kann.
[0009] Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren m it den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
[0010] Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung, die eine Mehrzahl von Elektronikmodulen aufweist, in denen Sicherheitsfunktionen für den sicheren Betrieb zum indest einer Maschine, die an die modulare Sicherheitssteuerung angeschlossen ist, implementiert sind, umfasst die Schritte
S1 ) Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung und einer Prüfeinrichtung, die eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Verfügung stellt,
52) Bereitstellen eines Konfigurationsdatensatzes, der m ittels der Prüfeinrichtung verarbeitet wird und Informationen über die Elektronikmodule und über die m ittels der Elektronikmodule implementierten Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung aufweist,
53) Erzeugen eines Prüfdatensatzes m it einer Mehrzahl vorgegebener, sequenziell auszuführender Nutzeranweisungen zum Testen der Funktionen, insbesondere der Sicherheitsfunktionen, der Elektronikmodule,
54) Visualisieren einer der Nutzeranweisungen, Ausführen der betreffenden Nutzeranweisung und Bestätigen der Ausführung dieser Nutzeranweisung,
55) Erfassen und Bestätigen zum indest eines Maschineneingriffs, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert,
56) Wiederholen der Schritte S4) und S5), bis die Ausführung sämtlicher Nutzeranweisungen und alle daraus resultierenden Maschineneingriffe bestätigt worden sind,
57) automatisches Erzeugen eines digitalen Prüfprotokolls aus den Bestätigungen der ausgeführten Nutzeranweisungen und der daraus resultierenden Maschineneingriffe und Speichern des Prüfprotokolls zusammen m it einer eindeutigen Identifikationskennung der Sicherheitssteuerung in einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung.
[001 1 ] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Nutzer in einem automatisierten Prozess nach Art einer digitalen, sequenziell abzuarbeitenden Check-Liste durch alle für die
Sicherheitsüberprüfung der modularen Sicherheitssteuerung erforderlichen Prüfschritte geführt. Die Ausführung aller Nutzeranweisungen und die daraus resultierenden Maschineneingriffe werden automatisch protokolliert und gespeichert und können som it in Form des digitalen Prüfprotokolls zum indest einen Teil einer digital abrufbaren Maschinendokumentation bilden.
[0012] Unter dem Begriff „Maschineneingriffe“ sollen vorliegend alle Reaktionen der zum indest einen, an die Sicherheitssteuerung angeschlossene Maschine beziehungsweise technischen Anlage und deren Aktoren sowie Signalgebern auf die Ausführung der durch den Prüfdatensatz vorgegebenen Nutzeranweisungen verstanden werden.
[0013] Die Prüfeinrichtung kann zum Beispiel ein Computer, insbesondere ein tragbarer Computer, oder ein Tablet-Computer oder ein Mobiltelefon (Smartphone) sein. Von der Prüfeinrichtung wird eine entsprechende Prüfsoftware ausgeführt, m ittels derer Teile des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden. Die Prüfeinrichtung kann optional so ausgebildet sein, dass sie zusätzlich auch einen softwarebasierten Konfigurator zum Konfigurieren der modularen Sicherheitssteuerung ausführen kann und/oder die modulare Sicherheitssteuerung programm ieren kann.
[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Nutzeranweisungen mittels einer Anzeigevorrichtung der Mensch-Maschine-Schnittstelle visualisiert werden. Dadurch können die Nutzeranweisungen von einem Nutzer auf besonders einfache Weise erfasst und umgesetzt werden.
[0015] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Ausführung der Nutzeranweisungen und die Maschineneingriffe von einem Nutzer durch Eingaben in ein Eingabem ittel der Mensch-Maschine-Schnittstelle bestätigt werden. Auf diese Weise werden alle vom Nutzer ausgeführten Anweisungen, die Maschineneingriffe auslösen, quittiert. [0016] Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann zum Beispiel eine berührungssensitive Anzeigevorrichtung m it integriertem Eingabem ittel umfassen. Dadurch kann die Bedienung der Mensch- Maschine-Schnittstelle besonders einfach und intuitiv erfolgen.
[0017] In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zum indest einige der Nutzeranweisungen das Setzen von Potentiometerstellungen der Elektronikmodule und/oder das Ablesen voreingestellter Potentiometerstellungen der Elektronikmodule und/oder das Auslösen zumindest eines Signalgebers umfassen.
[0018] In einer Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, vom Nutzer erfasst und m ittels der Mensch-Maschine-Schnittstelle bestätigt wird.
[0019] In einer alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, m ittels der modularen Sicherheitssteuerung automatisiert erfasst und bestätigt wird. Diese Bestätigung wird dann vorzugsweise über die Kommunikationsverbindung zur Prüfeinrichtung übertragen.
[0020] In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Prüfdatensatz m ittels der Prüfeinrichtung automatisiert aus dem Konfigurationsdatensatz erzeugt wird.
[0021 ] Um die Durchführung des Verfahrens weiter zu vereinfachen, kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Herstellung der Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung und der Prüfeinrichtung durch Scannen eines optoelektronisch lesbaren Codes, der an der modularen Sicherheitssteuerung angebracht ist, m ittels einer Kamera der Prüfeinrichtung initiiert wird. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Prüfeinrichtung ein Tablet-Computer oder ein Mobiltelefon (Smartphone) m it integrierter Kamera ist. Bei dem optoelektronisch lesbaren Code kann es sich insbesondere um einen zweidimensionalen Code handeln.
[0022] In einer Ausführungsform ist es möglich, dass bei einem Austausch eines der Elektronikmodule eine Austausch-Verifizierung durchgeführt wird.
[0023] Das hier vorgestellte Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung ermöglicht es som it insbesondere, alle Potentiometereinstellungen, Verdrahtungen und Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung zu überprüfen.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung, die den grundlegenden Ablauf des Verfahrens veranschaulicht.
[0024] Bevor weiter unten Einzelheiten eines Verfahrens zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung 1 näher erläutert werden, soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 der grundlegende Aufbau einer modularen Sicherheitssteuerung 1 beschrieben werden. Die modulare Sicherheitssteuerung 1 ist an mindestens eine Maschine 2 (oder technische Anlage) angeschlossen, die zum indest einen Aktor 20 und zum indest einen Signalgeber 21 aufweist. Ein Beispiel für eine Maschine 2, die m ittels der modularen Sicherheitssteuerung 1 betrieben werden kann, ist ein Industrieroboter.
[0025] Häufig weist eine Maschine 2 auch mehrere Aktoren 20 und mehrere Signalgeber 21 auf, die an die modulare Sicherheitssteuerung 1 angeschlossen sind. In vielen Anwendungen sind auch mehrere Maschinen 2 an eine modulare Sicherheitssteuerung 1 angeschlossen und werden von dieser gesteuert.
[0026] Die modulare Sicherheitssteuerung 1 weist eine Mehrzahl n von Elektronikmodulen 10. 1 -10. n auf, die in mindestens einer Modulreihe angeordnet sind und die m iteinander entsprechend elektrisch verdrahtet und an die Maschine 2 angeschlossen sind. Ein erstes Elektronikmodul 10.1 bildet dabei vorzugsweise ein zentrales Steuerungsmodul der modularen Sicherheitssteuerung 1 und wird häufig auch als Kopfmodul bezeichnet. Die übrigen Elektronikmodule 10.2-10. n sind anwendungsspezifisch aus einer Vielzahl unterschiedlicher Elektronikmodultypen ausgewählt. Bei den übrigen Elektronikmodulen 10.2-10. n kann es sich zum Beispiel um Eingangsmodule, die Eingangssignale eines oder mehrerer Signalgeber 21 , wie zum Beispiel Eingangssignale von Sensoren, Meldegeräten oder Notbefehlsgeräten, sicher empfangen und gegebenenfalls verarbeiten können, Ausgangsmodule, die Ausgangssignale an einen oder mehrere daran angeschlossene Aktoren 20 sicher ausgeben können, kombinierte Eingangs- und Ausgangsmodule (so genannte I/O-Module), die Eingänge und Ausgänge aufweisen, sowie Schnittstellenmodule, Feldbuscontroller, Feldbuskoppler, etc.. Die Anzahl und Art der verwendeten Elektronikmodule 10. 1 -10. n hängt unm ittelbar vom geplanten Einsatz- und Verwendungszweck der modularen Sicherheitssteuerung 1 und insbesondere auch von dem zu erreichenden Sicherheitsniveau ab.
[0027] Generell besteht die Aufgabe der modularen Sicherheitssteuerung 1 darin, beim Auftreten einer Gefahrensituation, die von zum indest einem der Signalgeber 21 - also von zum indest einem der Sensoren, Meldegeräte oder Notbefehlsgeräte - erfasst wird, die an die modulare Sicherheitssteuerung 1 angeschlossenen Aktoren 20 sicherheitsgerichtet abzuschalten und nach dem Ende der Gefahrensituation wieder zu aktivieren.
[0028] Zumindest einige der Elektronikmodule 10. 1 -10. n der modularen Sicherheitssteuerung 1 weisen ein oder mehrere Potentiometer 1 1 .1 -1 1 . n, insbesondere Rastpotentiometer, auf, m ittels derer elektrische Widerstandswerte, die sich auf Funktionen, insbesondere auf sicherheitsgerichtete Funktionen, der modularen Sicherheitssteuerung 1 und der daran angeschlossenen Maschine 2 auswirken, einstellbar und auch veränderbar sind. Beispielsweise können m ittels der Potentiometer 1 1 . 1 -1 1 . n Einschalt- und/oder Ausschaltverzögerungen der Maschine 2 eingestellt beziehungsweise verändert werden.
[0029] Aus Vereinfachungsgründen und um die nachfolgende Darstellung nicht zu sehr zu verkomplizieren, soll nach dieser allgemeinen Funktionsbeschreibung der modularen Sicherheitssteuerung 1 nachfolgend davon ausgegangen werden, dass ein Aktor 20 und ein Signalgeber 21 einer einzelnen Maschine 2 an die modulare Sicherheitssteuerung 1 angeschlossen sind.
[0030] Die modulare Sicherheitssteuerung 1 wird abhängig vom Verwendungszweck von einem Nutzer, vorzugsweise m ittels eines softwarebasierten Konfigurators, konfiguriert. Der Konfigurationsprozess kann zum Beispiel m ittels eines webbasierten Konfigurators erfolgen. Die Konfiguration der modularen Sicherheitssteuerung 1 wird als Konfigurationsdatensatz in einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung 3 abrufbar gespeichert. Auf Basis des Konfigurationsdatensatzes, der alle Konfigurationsinformationen enthält, wird die modulare Sicherheitssteuerung 1 hergestellt. Die Potentiometer 1 1 . 1 -1 1 . n können bei der Herstellung voreingestellt werden, um die spätere Installation der modularen Sicherheitssteuerung 1 am Verwendungsort zu vereinfachen.
[0031 ] Nach der Auslieferung der modularen Sicherheitssteuerung 1 und nach dem Anschluss der modularen Sicherheitssteuerung 1 an die Maschine 2 ist es erforderlich, die Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung 1 vor dem Start des Produktivbetriebs zu überprüfen. Diese Überprüfung der Sicherheitsfunktionen erfolgt m ittels einer Prüfeinrichtung 4. Die Prüfeinrichtung 4 kann zum Beispiel ein stationärer Computer oder ein tragbarer Computer, insbesondere ein Laptop-Computer, oder ein Tablet-Computer oder ein Smartphone sein. Mittels der Prüfeinrichtung 4 kann eine entsprechende Prüfsoftware ausgeführt werden, die einen Nutzer bei der Überprüfung der Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung 1 unterstützt und dabei sicherstellt, dass alle abzuarbeitenden Sicherheitsüberprüfungen durchgeführt, quittiert und nach Abschluss der Prüfungen auch protokolliert werden. Die Prüfeinrichtung 4 kann optional so ausgebildet sein, dass sie zusätzlich auch den softwarebasierten Konfigurator ausführen kann und/oder die modulare Sicherheitssteuerung 1 programm ieren kann.
[0032] Die Prüfeinrichtung 4 weist eine Mensch-Maschine- Schnittstelle 40 auf, die eine Interaktion m it einem Nutzer ermöglicht, der die Sicherheitsüberprüfung durchführt. Die Mensch-Maschine- Schnittstelle 40 weist eine Anzeigevorrichtung 41 auf, m ittels derer dem Nutzer Informationen und Daten unterschiedlicher Art visualisiert werden können. Ferner weist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 zum indest ein Eingabemittel 42 auf, m ittels dessen der Nutzer unterschiedliche Nutzereingaben vornehmen kann. Die Anzeigevorrichtung 41 kann - insbesondere bei der Ausführung der Prüfeinrichtung 4 als Tablet-Computer oder Smartphone - berührungsempfindlich ausgebildet sein, so dass die Funktionen des zum indest einen Eingabem ittels 42 in die Anzeigevorrichtung 41 integriert sind.
[0033] Vorliegend erfolgt die Speicherung des Konfigurationsdatensatzes der modularen Sicherheitssteuerung 1 dezentral in einer als Cloudspeicher ausgebildeten, nicht-flüchtigen Speichereinrichtung 3. Grundsätzlich kann der Konfigurationsdatensatz der modularen Sicherheitssteuerung 1 auch anderweitig gespeichert werden. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang nicht-flüchtige Speicherm ittel, die in die Prüfeinrichtung 4 integriert sein können oder über eine Schnittstelle zum indest temporär an die Prüfeinrichtung 4 angeschlossen werden können. Ferner kann der Konfigurationsdatensatz auf einem lokalen Server gespeichert sein, auf den die Prüfeinrichtung 4 m ittels einer drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerkverbindung zugreifen kann.
[0034] Die Prüfeinrichtung 4 ist dazu ausgebildet, den Konfigurationsdatensatz, der die Konfiguration der modularen Sicherheitssteuerung 1 definiert, einzulesen und zu verarbeiten, um daraus einen konfigurationsspezifischen Prüfdatensatz zu erzeugen. Der Prüfdatensatz umfasst die von einem Nutzer während der Sicherheitsüberprüfung der modularen Sicherheitssteuerung 1 vorzunehmenden Bedieneingaben, wie zum Beispiel die vorzunehmenden Einstellungen der Potentiometer der Elektronikmodule 10. 1 -10. n der modularen Sicherheitssteuerung 1 , um die Sicherheitsüberprüfung durchzuführen. Wenn die Einstellungen der Potentiometer, bei denen es sich insbesondere um Rastpotentiometer handelt, bereits beim Hersteller der modularen Sicherheitssteuerung 1 vorgenommen wurden, kann der Prüfdatensatz Informationen über die Soll-Positionen der Potentiometer umfassen.
[0035] Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 sollen nachfolgend Einzelheiten des Verfahrens zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung der modularen Sicherheitssteuerung 1 , die an die zum indest eine Maschine 2 angeschlossen ist, näher erläutert werden.
[0036] In einem Schritt S 1 ) wird eine Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung 1 und der Prüfeinrichtung 4 hergestellt. Dabei kann es sich um eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung handeln. Die Herstellung der Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung 1 und der Prüfeinrichtung 4 kann zum Beispiel durch Scannen eines optoelektronisch lesbaren Codes 12, der an der modularen Sicherheitssteuerung 1 angebracht ist, m ittels einer Kamera 43 der Prüfeinrichtung 4 initiiert werden. Dadurch kann die Herstellung der Kommunikationsverbindung besonders einfach und intuitiv hergestellt werden.
[0037] In einem Schritt S2) wird der Prüfeinrichtung 4 durch einen Zugriff auf die Speichereinrichtung 3 ein Konfigurationsdatensatz bereitgestellt, der m ittels der Prüfeinrichtung 4 verarbeitet wird und Informationen über die Elektronikmodule 10. 1 -10. n und über die m ittels der Elektronikmodule 10. 1 -10. n implementierten Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung 1 aufweist. Der Konfigurationsdatensatz kann zum Beispiel zusammen mit einer eindeutigen Identifikationskennung der modularen Sicherheitssteuerung 1 , insbesondere m it einer eindeutigen Seriennummer, in der nicht-flüchtigen Speichereinrichtung 3 abrufbar gespeichert sein.
[0038] In einem Schritt S3) wird ein Prüfdatensatz m it einer Mehrzahl vorgegebener, sequenziell auszuführender Nutzeranweisungen zum Testen der Sicherheitsfunktionen der Elektronikmodule 10. 1 -10. n erzeugt. Vorzugsweise wird der Prüfdatensatz m ittels der Prüfeinrichtung 4 automatisiert aus dem zuvor von der Speichereinrichtung 3 eingelesenen Konfigurationsdatensatz der modularen Sicherheitssteuerung 1 erzeugt. Die sequenziell auszuführenden Nutzeranweisungen geben dem Nutzer nach Art einer digitalen Check-Liste vor, wie die Sicherheitsüberprüfung der modularen Sicherheitssteuerung 1 zu erfolgen hat.
[0039] In einem Schritt S4) wird eine der Nutzeranweisungen m ittels der Anzeigevorrichtung 41 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 40 visualisiert. Die betreffende Nutzeranweisung wird von dem Nutzer ausgeführt. Nachfolgend wird die Ausführung dieser Nutzeranweisung bestätigt.
[0040] Zum indest einige der Nutzeranweisungen können das Setzen von Potentiometerstellungen der Elektronikmodule 10.1 -10n und/oder das Ablesen voreingestellter Potentiometerstellungen, insbesondere vom Hersteller voreingestellter Potentiometerstellungen, der Elektronikmodule 10. 1 -10. n und/oder das Aktvieren des Signalgebers 21 umfassen.
[0041 ] Der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, wird in einem Schritt S5) vom Nutzer erfasst und bestätigt. Alternativ ist es auch möglich, dass der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, m ittels der modularen Sicherheitssteuerung 1 im Schritt S5) erfasst und der Prüfeinrichtung 4 über die bestehende Kommunikationsverbindung bestätigt wird.
[0042] In einem Schritt S6) werden die Schritte S4) und S5) wiederholt, bis sämtliche Nutzeranweisungen und alle daraus resultierenden Maschineneingriffe bestätigt worden sind.
[0043] In einem Schritt S7) wird ein digitales Prüfprotokoll aus den Bestätigungen über die ausgeführten Nutzeranweisungen und aus den daraus resultierenden Maschineneingriffen automatisch m ittels der Prüfeinrichtung 4 erzeugt. Dieses Prüfprotokoll wird zusammen m it einer eindeutigen Identifikationskennung der modularen Sicherheitssteuerung 1 , insbesondere m it der eindeutigen Seriennummer der modularen Sicherheitssteuerung 1 , in der nichtflüchtigen Speichereinrichtung 3 oder in einem anderen nichtflüchtigen Speichermittel abrufbar gespeichert. Das Prüfprotokoll bildet dann einen Teil einer Maschinendokumentation. [0044] Das hier vorgestellte Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung der modularen Sicherheitssteuerung 1 ermöglicht es, alle Potentiometereinstellungen, Verdrahtungen und Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung 1 zu überprüfen.
[0045] Im Falle eines Austauschs eines der Elektronikmodule 10.1 - 10. n kann m ittels des Verfahrens auch eine Austausch-Verifizierung durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche: Verfahren zur Durchführung einer Sicherheitsüberprüfung einer modularen Sicherheitssteuerung (1 ), die eine Mehrzahl von Elektronikmodulen (10. 1 -10. n) aufweist, in denen Sicherheitsfunktionen für den sicheren Betrieb zum indest einer Maschine (2), die an die modulare Sicherheitssteuerung (1 ) angeschlossen ist, implementiert sind, umfassend die Schritte
51 ) Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung (1 ) und einer Prüfeinrichtung (4), die eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (40) zur Verfügung stellt,
52) Bereitstellen eines Konfigurationsdatensatzes, der mittels der Prüfeinrichtung (4) verarbeitet wird und Informationen über die Elektronikmodule (10. 1 -10. n) und über die m ittels der Elektronikmodule (10. 1 -10. n) implementierten Sicherheitsfunktionen der modularen Sicherheitssteuerung (1 ) aufweist,
53) Erzeugen eines Prüfdatensatzes m it einer Mehrzahl vorgegebener, sequenziell auszuführender Nutzeranweisungen zum Testen der Funktionen, insbesondere der Sicherheitsfunktionen, der Elektronikmodule (10.1 -10.5),
54) Visualisieren einer der Nutzeranweisungen, Ausführen der betreffenden Nutzeranweisung und Bestätigen der Ausführung dieser Nutzeranweisung,
55) Erfassen und Bestätigen zum indest eines Maschineneingriffs, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert,
56) Wiederholen der Schritte S4) und S5), bis die Ausführung sämtlicher Nutzeranweisungen und alle daraus resultierenden Maschineneingriffe bestätigt worden sind,
57) automatisches Erzeugen eines digitalen Prüfprotokolls aus den Bestätigungen der ausgeführten Nutzeranweisungen und der daraus resultierenden Maschineneingriffe und Speichern des Prüfprotokolls zusammen m it einer eindeutigen Identifikationskennung der Sicherheitssteuerung (1 ) in einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzeranweisungen m ittels einer Anzeigevorrichtung (41 ) der Mensch-Maschine-Schnittstelle (40) visualisiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung der Nutzeranweisungen und die Maschineneingriffe von einem Nutzer durch Eingaben in ein Eingabem ittel (42) der Mensch-Maschine-Schnittstelle (40) bestätigt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum indest einige der Nutzeranweisungen das Setzen von Potentiometerstellungen der Elektronikmodule (10. 1 -10. n) und/oder das Ablesen voreingestellter Potentiometerstellungen der Elektronikmodule (10.1 -10.5) und/oder das Aktivieren zum indest eines Signalgebers (21 ) der Maschine (2) umfassen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, vom Nutzer erfasst und bestätigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum indest eine Maschineneingriff, der aus der Ausführung der Nutzeranweisung im Verfahrensschritt S4) resultiert, m ittels der modularen Sicherheitssteuerung (1 ) erfasst und bestätigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfdatensatz m ittels der Prüfeinrichtung (4) automatisiert aus dem Konfigurationsdatensatz erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Kommunikationsverbindung zwischen der modularen Sicherheitssteuerung (1 ) und der Prüfeinrichtung (4) durch Scannen eines optoelektronisch lesbaren Codes, der an der modularen Sicherheitssteuerung (1 ) angebracht ist, mittels einer
Kamera (43) der Prüfeinrichtung (4) initiiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Austausch eines der Elektronikmodule (10. 1 -10. n) eine Austausch-Verifizierung durchgeführt wird.
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