ES2307155T5 - Dispositivo de conmutación de seguridad para un circuito de seguridad - Google Patents
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Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de conmutacion de seguridad para un circuito de seguridad
La presente invencion hace referencia a un dispositivo de conmutacion de seguridad para un circuito de seguridad con una pieza de control para procesar una senal de entrada, y con al menos un elemento de conmutacion, que dispone como mmimo de un estado de conexion activo y otro inactivo, donde la pieza de conexion esta configurada para dirigir el elemento de conmutacion para generar en una salida una senal de salida en funcion de la senal de entrada, asf como con funcionalidad de diagnostico para detectar un fallo de funcionamiento, donde la pieza de control esta configurada, para dirigir el elemento de conmutacion en el estado inactivo cuando se detecta un fallo de funcionamiento.
Asimismo, la presente invencion hace referencia a un circuito de seguridad para una desconexion segura de una instalacion peligrosa, con un gran numero de dispositivos de conmutacion de seguridad semejantes y con un control de seguridad superior que esta configurado para interrumpir una ruta de suministro de electricidad a la instalacion.
En la patente EP 1 363.306 A2 se revela semejante dispositivo de conmutacion de seguridad y un consiguiente circuito de seguridad.
En la patente EP 1 363 306 A2 se describe un dispositivo de conmutacion de seguridad contemplado para controlar la posicion de las rejillas de proteccion y puertas protectoras, asf como de las piezas de revestimiento de la maquinaria u otros dispositivos protectores para asegurar las piezas rotatorias de la maquinaria u otros puntos peligrosos. Un dispositivo de conmutacion de seguridad de este tipo suele denominarse interruptor de seguridad o aparato de aviso para un circuito de seguridad. El interruptor de seguridad (o en un sentido mas general, el aparato de aviso) sirve para generar una senal de entrada relevante para el sistema de seguridad que es transferida a un control de seguridad superior. El control de seguridad esta ideado para evaluar las senales de entrada de diferentes aparatos de aviso y, en funcion de ello, colocar una instalacion peligrosa en una situacion mas segura, por ejemplo, conectar transmisores desplazados. Por regla general, el control de seguridad se realiza separadamente respecto al control de funcionamiento de la instalacion, dado que el control de seguridad debe cumplir con requisitos considerablemente mas exigentes que un “simple” control de funcionamiento por lo que respecto a su propia seguridad.
Sin embargo, en la presente invencion los dispositivos de conmutacion de seguridad no son solo aparatos de aviso, sino tambien los denominados aparatos de conexiones de seguridad e incluso controles de seguridad, esto es, tambien aquellos aparatos que evaluan las senales de entrada de los aparatos de aviso. Ademas, el ambito de aplicacion preferente de la presente invencion en el caso de los aparatos de aviso son las aplicaciones tecnicas de seguridad. En parte, los aparatos de aviso de este tipo tambien se denominan sensores.
Los aparatos de aviso/sensores para aplicaciones tecnicas de seguridad deben construirse de la misma manera que los controles de seguridad/aparatos de conexiones de seguridad libres de fallos, con el fin de garantizar que se cumpla la funcion de seguridad prevista en todo momento. Por eso los sensores inteligentes, por ejemplo, barreras de luz o rejillas de difraccion optica, acostumbran a montarse libres de fallos propios, de forma que cumplen con las categonas 3 o incluso 4 de la normativa europea EN 954-1 o requisitos de seguridad similares. Los aparatos de aviso simples, como los pulsadores de emergencia y de apagado, los interruptores de puertas protectoras, los interruptores bipolares y otros mecanismos similares son, por norma general, redundantes, y en la practica no son sistemas inteligentes o tienen una inteligencia limitada. Por norma general, se realiza un control de fallos con la ayuda del control de seguridad superior o del aparato de conexiones de seguridad superior.
En la patente EP 1 363 306 A2, mencionada al principio, se revela un interruptor de seguridad que presenta una funcionalidad de diagnostico. En particular, el interruptor de seguridad descrito esta capacitado para controlar la funcion de los elementos de conmutacion utilizados a traves de la retrolectura de sus senales de salida.
Ademas, el documento describe un circuito de seguridad en la que varios de estos interruptores de seguridad estan conectados en serie a un control de seguridad superior. Esto permite que se transmita una senal de aprobacion a traves de los elementos de conmutacion del interruptor individual de seguridad hasta el control de seguridad superior. En cuanto uno de los interruptores de seguridad oprime la senal de aprobacion con ayuda de sus elementos de conmutacion, la senal de aprobacion cae en el control de seguridad, que posteriormente lleva a la instalacion controlada al modo de reposo seguro.
De todas formas, en el interruptor de seguridad descrito no es posible que los interruptores de seguridad individuales (aparatos de aviso) comuniquen los resultados de su diagnostico al control de seguridad. De esta forma se garantiza una desconexion rapida de la instalacion controlada, a pesar de que no puede concluirse cual es el motivo de la desconexion
En el caso de sensores mas inteligentes, por ejemplo, barreras de luz o rejillas de difraccion optica se sabe que envfan informacion de diagnostico a un control de seguridad superior, por lo que con este fin se utilizan las propias
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lmeas de diagnostico o la conexion del sistema de comunicacion industrial. Esto se aplicana a aparatos de aviso “pequenos”, en particular, a aparatos de aviso de accionamiento mecanico que son demasiado lujosos y caros.
Ante este trasfondo el objetivo de la presente invencion es exponer un dispositivo de conmutacion de seguridad del tipo mencionado al principio que permita la construccion a un precio razonable de un circuito de seguridad con multiples posibilidades de diagnostico.
Este objetivo se resuelve a traves de un dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con la reivindicacion 1.
Un consiguiente circuito de seguridad contiene por consiguiente un control de seguridad que esta configurado para registrar y procesar los telegramas de datos de los dispositivos de conmutacion de seguridad.
Con ello la presente invencion se basa en la idea de transferir las informaciones de diagnostico de un dispositivo de conmutacion de seguridad a las lmeas de seguridad existentes, con las que el dispositivo de conmutacion de seguridad transfiere una orden de desconexion al control superior. Con esto pueden ahorrarse una conexion del sistema de comunicacion industrial o lmeas de diagnostico adicionales. Esto es posible sin mas a diferencia de todos los enfoques expuestos hasta ahora, dado que las lmeas de seguridad existentes (las salidas de seguridad) no tienen ninguna funcionalidad despues de la desconexion de la instalacion controlada hasta la nueva puesta en marcha de la misma. En esta fase puede transferirse datos de diagnostico al control de seguridad superior.
La disposicion conforme al invento ahorra conexiones a los aparatos individuales y permite el montaje de un circuito de seguridad con una funcionalidad de diagnostico multiple, aunque con escaso despliegue de cableado. Se prefieren aparatos de aviso u otros dispositivos de conmutacion de seguridad conectados en serie unos respecto a otros al control de seguridad superior, para reducir todavfa mas el despliegue de cableado.
Asf, el nuevo dispositivo de seguridad permite un montaje flexible y a un precio razonable de un circuito de seguridad con una funcionalidad de diagnostico multiple, aunque sin el gasto y los costes de lmeas de comunicacion adicionales. Por lo tanto el objetivo mencionado se resuelve completamente.
En una configuracion preferente de la invencion la pieza de control esta configurada para generar el telegrama de datos ayudandose de por lo menos un elemento de conmutacion.
De forma alternativa, la pieza de control tambien podna controlar un elemento de conmutacion adicional para generar el telegrama de datos, que esta conectado a la lmea de salida. Sin embargo, el empleo del elemento de conmutacion existente ahorra costes adicionales y reduce el espacio de construccion requerido.
En una configuracion adicional el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad esta provisto de al menos dos elementos de conmutacion redundantes entre sf, que pueden ser controlados de forma redundante por parte de la pieza de control.
El empleo de elementos de conmutacion redundantes es suficientemente conocido en el ambito de la tecnica de seguridad. En el marco de la presente invencion, el empleo de elementos de conmutacion redundantes no solo aumenta la seguridad de funcionamiento, sino tambien la disponibilidad. Incluso si uno de los elementos de conmutacion, debido a un fallo de funcionamiento (aleacion de elementos de conmutacion semiconductores, soldadura de contacto de reles, etc.), ya no es capaz de ejecutar funciones de conexion, el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad tambien puede despachar no obstante todas las informaciones de diagnostico a traves del canal redundante. La falta de cualquier dato de diagnostico indicana el fallo de los elementos de conmutacion de salida, sin embargo, la presente configuracion permite un diagnostico aun mas amplio, sin incrementar significativamente ni despliegue de cableado ni los costes.
En una configuracion adicional la pieza de control esta disenada para controlar el elemento de conmutacion por impulsos para generar un telegrama de datos en forma de pulsacion.
Desde el punto de vista tecnico, la utilizacion de telegramas de datos en forma de impulsos puede realizarse muy facilmente. Ademas, ofrece la posibilidad de transferir grandes cantidades de datos con protocolos en serie a traves de unas pocas lmeas. Asf, la utilizacion de telegramas de datos en forma de impulsos es una posibilidad particularmente economica, para alcanzar un elevado grado de diagnostico con un escaso despliegue de cableado.
En una configuracion adicional la pieza de control esta disenada para integrar una direccion en el telegrama de datos.
De esta forma es posible que cada aparato de aviso, en general, cada dispositivo de conmutacion de seguridad comunique su identidad al control superior. Asf, es posible un diagnostico detallado del circuito de seguridad completo de manera mas sencilla y encauzada.
En una configuracion adicional el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad posee al menos una entrada para una senal de aprobacion externa que constituye la senal de entrada.
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Esta configuracion es especialmente ventajosa para transferir en serie los datos de diagnostico de un dispositivo de conmutacion de seguridad al siguiente. Un dispositivo de conmutacion de seguridad situada aguas abajo puede recibir y reproducir los datos de diagnostico de un dispositivo de conmutacion de seguridad situado aguas abajo a traves de la mencionada entrada. Ademas, en esta configuracion, el dispositivo de conmutacion de seguridad situado aguas abajo tiene la posibilidad de completar los datos de diagnostico recibidos y/o modificarlos si se desea. De esta forma, las posibilidades de diagnostico son aun mas flexibles.
En una configuracion adicional, el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad posee un modo de inicializacion en el que la pieza de control, con ayuda de al menos un elemento de conmutacion, genera un tren de impulsos que incluye mas impulsos que una senal de aprobacion introducida en la entrada.
Esta configuracion permite, de forma muy facil y economica, asignar una direccion a varios dispositivos de conmutacion de seguridad colocados en serie unos respecto a otros. Tal como se describe a continuacion mediante un ejemplo de ejecucion preferente, a traves de la agregacion de impulsos se realiza una adjudicacion de la direccion a modo de un “recuento”. El sistema automatico conectado a dicho sistema se acopla a las variaciones del circuito de seguridad (agregacion o eliminacion de un dispositivo de conmutacion de seguridad), por lo que evita eventuales fallos. Ademas, es posible este tipo de adjudicacion de direccion sin gastos de hardware adicionales, por lo que se trata de un sistema economico.
En una configuracion adicional el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad posee al menos una pieza de entrada para un activador que es intercambiable entre un primer y por lo menos un segundo modo, donde la pieza de entrada genera la senal de entrada.
Esta configuracion precisa el nuevo dispositivo de conmutacion de seguridad como aparato de aviso. Dado que en un circuito de seguridad complejo suelen tener que conectarse un gran numero de aparatos de aviso con uno o pocos controles de seguridad, las ventajas de la presente invencion son especialmente favorables en esta configuracion. Particularmente la presente invencion es especialmente ventajosa en el caso de los aparatos de aviso activados mecanicamente, en particular, los interruptores de puertas protectoras, los pulsadores de emergencia y de apagado, los interruptores bipolares, los pulsadores de inicio o de orden, asf como los interruptores de posicion. Hasta ahora, estos “simples” aparatos de aviso estan equipados unicamente con escasas funcionalidades de diagnostico, si es que tienen alguna. Ademas, se trata de componentes comparativamente economicos, por ejemplo, en comparacion con una barrera de luz inteligente, por lo que hasta ahora no valfa la pena un mayor gasto para la implementacion de las funcionalidades de diagnostico. Sin embargo, precisamente estos simples aparatos de aviso con una funcionalidad de diagnostico alta, pero con un escaso despliegue de cableado pueden conectarse a un control de seguridad superior.
Se entiende que las caractensticas anteriormente mencionadas y las que se explicaran a continuacion son utilizables no solo en la combinacion indicada en cada caso, sino tambien en otras combinaciones o individualmente, sin abandonar el marco de la presente invencion.
En el croquis se representan ejemplos de ejecucion de la invencion y en la descripcion sucesiva se explican con mas detalle. Muestran:
Figura 1 una representacion simplificada de una instalacion, en la que se emplea el aparato de aviso para prevenir la seguridad segun la presente invencion;
Figura 2 una representacion esquematica de un ejemplo de ejecucion del nuevo aparato de aviso;
Figura 3 un circuito de seguridad con dos aparatos de aviso del tipo mostrado en la figura 2 en una disposicion en serie, y
Figura 4 un diagrama temporal con recorrido de senales al inicializar un circuito de seguridad segun la figura 3.
En la figura 1 se representa una instalacion que se asegura con ayuda de la invencion, en su totalidad senalada por el numero de referencia 10.
Aqrn, la instalacion 10 incluye un robot 12, cuyos movimientos automatizados senan peligrosos para una persona (no se muestra en la imagen), que se encontrana en el campo de movimiento del robot. Por tanto, el campo de movimiento del robot 12, tal como se le conoce, esta asegurado con una puerta protectora 14 y vallas protectoras. En la puerta protectora 14 se fija un activador 16. En un marco fijo, con el que la puerta de proteccion 14 esta en contacto en el estado cerrado, se encuentra un interruptor de seguridad 18, esto es, en terminos generales, un aparato de aviso segun la presente invencion. El interruptor de seguridad 18 esta conectado a un control de seguridad 20 a traves de varias lmeas. El control de seguridad 20 controla en el lado de salida dos protectores 22, 24, cuyos contactos pueden interrumpir el suministro electrico 26 al robot 12.
Aqrn la instalacion 10 se representa de forma simplificada. Como bien conocen los expertos en la materia, en la practica la puerta protectora 14 acostumbra a estar equipada con al menos dos interruptores de seguridad 18 y sus
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correspondientes activadores 16, por lo que uno de los interruptores de seguridad suele estar oculto para dificultar la manipulacion del sistema. Ademas, una instalacion como esta suele incluir aparatos de aviso adicionales, por ejemplo, pulsadores de emergencia y apagado o interruptores de puertas protectoras adicionales (no se muestran en la imagen). Para simplificar las cosas, tampoco se representa el control de funcionamiento requerido para el robot 12.
El control de seguridad 20 puede ser, en un escenario sencillo, un aparato de conmutacion de seguridad, tal como se ofrece por la solicitante bajo la denominacion PNOZ®. No obstante, cuando se necesitan numerosos aparatos de aviso de la tecnica de seguridad para asegurar la instalacion 10, resulta ventajoso, utilizar un control de seguridad mas complejo, como por ejemplo los controles de seguridad comercializados por la solicitante bajo la denominacion PSS® . Al menos en el ultimo caso mencionado, el control de seguridad 20 suele poseer una conexion del sistema de comunicacion industrial e interfaces adicionales para la comunicacion con los controles de funcionamiento que aqrn no se muestran y/o para la comunicacion con un ordenador maestro superior.
En el ejemplo de ejecucion preferente de conformidad con la figura 2, el interruptor de seguridad 18 esta montado con un doble canal de forma redundante. Por consiguiente, el interruptor de seguridad 18 posee aqrn dos microcontroladores redundantes 30, 32, que se controlan redprocamente, lo que se representa mediante una doble flecha entre los microcontroladores. En ejemplos de ejecucion preferidos los microcontroladores son diferentes, esto es, el interruptor de seguridad 18 esta montado por varias vfas.
Con los numeros de referencia 34, 36, se designan dos elementos de conmutacion electronica, que aqrn se representan como transistores de efectos de campo. No obstante, de forma alternativa, tambien pueden emplearse transistores bipolares u otros, preferiblemente elementos de conmutacion electronica.
La conexion de control (Gate) del elemento de conmutacion 34 esta conectada al microcontrolador 30. La entrada 38 (Source) esta conectada a un conducto 40, en el que se produce una tension de funcionamiento Ub en el funcionamiento del interruptor de seguridad 18. La salida 42 (Drain) esta conectada a una conexion 44, en la que el interruptor de seguridad 18 puede cablearse externamente. De esta forma, la salida 42 del elemento de conmutacion 34 forma una senal de salida del interruptor de seguridad 18.
El segundo elemento de conmutacion 36 esta conectado a su conexion de control (Gate) con el microcontrolador 32. Su entrada 38 tambien esta situada a traves de la lmea 40 con una tension de funcionamiento Ub.
Su salida 42 se alimenta a una segunda conexion de salida 46 del interruptor de seguridad 18.
Las senales en las salidas 42 de los elementos de conmutacion 34, 36 estan retroacoplados a los microcontroladores 30, 32 a traves de dos divisores de tension 48, 50. De esta forma, los microcontroladores 30, 32 pueden controlar el respectivo estado de conmutacion de los elementos de conmutacion 34, 36.
Con el numero de referencia 52 se designa una pieza de entrada, con cuya ayuda los microcontroladores 30, 32 definen el estado actual del activador 16. En el ejemplo de ejecucion preferente que aqrn se muestra, el activador 16 es un transpondedor con un circuito generador de senales 54 y una bobina de emision y recepcion 56. En el circuito generador de senales 54 hay almacenada una codificacion 58 individual. La pieza de entrada 52 tambien posee una bobina de emision y recepcion (aqrn solo se representa simbolicamente), a traves de la cual emite una senal de consulta. En cuanto el transpondedor 16 se encuentra cercano a la pieza de entrada 52 (puerta protectora cerrada), se activa el circuito generador de senales 54 en el activador 16. Entonces el activador 16 devuelve la codificacion 58 almacenada a la pieza de entrada 52. Allf se desmodula la codificacion 58 de la senal recibida y se ponen a disposicion de los microcontroladores 30, 32.
Si la puerta protectora 14 esta abierta, el activador 16 se encuentra fuera del alcance de emision y recepcion de la pieza de entrada 52, que se representa en la figura 2 en la posicion 16'. En este caso no se produce comunicacion alguna entre el activador 16 y la pieza de entrada 52. Por consiguiente, los microcontroladores 30, 32 no reciben codificacion alguna, lo que se interpreta como puerta protectora 14 abierta. Si existe un segundo conector de la puerta protectora o por lo menos un segundo activador (no representado), puede detectarse un defecto del activador 16 o de la pieza de entrada 52. El uso de transpondedores para controlar las puertas protectoras es bien conocido en el ambito de la tecnica de seguridad, como se desprende, por ejemplo, de la patente EP 0 968 567 B1.
En otros ejemplos de ejecucion la pieza de entrada 52 puede estar disenada para otro tipo de activadores. Por consiguiente, el activador tambien puede estar integrado en el interruptor de seguridad 18. Por ejemplo, el interruptor de seguridad 18 podna ser un pulsador de emergencia y de apagado y en este caso el activador sena el empujador del pulsador. En otros ejemplos de ejecucion la pieza de entrada 52 contiene sensores inductivos, capacitivos, opticos o de otro tipo para la determinacion de una posicion actual de un activador mecanicamente movil. Ademas, la invencion tambien puede aplicarse fundamentalmente en barreras de luz y otros aparatos de aviso, que discriminan, al menos, entre dos estados distintos.
En la entrada, el interruptor de seguridad 18 dispone de tres conexiones 60, 62, 64, que estan disenadas como entradas de seguridad y conectadas de forma redundante con ambos microcontroladores 30, 32. A traves de las
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conexiones 60 a 64 pueden alimentarse a los microcontroladores 30, 32, senales de aprobacion externas de forma redundante. Ademas, existe una conexion 66 para la alimentacion de una tension de funcionamiento Ub y una conexion de masa 68. Se entiende que las mencionadas conexiones son respectivamente accesibles por la parte exterior de una carcasa 70 del interruptor de seguridad 18.
En la figura 3 y con el numero de referencia 80 se designa en su conjunto un circuito de seguridad con dos de los interruptores de seguridad 18 descritos. Por lo demas, estos mismos numeros de referencia designan los mismos elementos que antes. Ambos interruptores de seguridad estan designados con 18a y 18b a fin de que puedan distinguirse redprocamente.
El interruptor de seguridad 18a esta conectado a sus conexiones 60, 62 con salidas del control de seguridad 20. Preferiblemente se trata aqrn de las llamadas salidas temporizadas del control de seguridad 20, en las que se encuentran dos senales temporizadas de diferente frecuencia, de manera que sea posible un reconocimiento del cierre transversal, tanto en el interruptor de seguridad 18a como en el control de seguridad 20 (a traves de la retrolectura, que aqrn no se representa). Ademas, el interruptor de seguridad 18a esta conectado a las conexiones 66, 68 con una tension de funcionamiento UB o bien masa. En la salida, las conexiones 44, 46 del interruptor de seguridad 18a son conducidas a las conexiones 60, 62 del interruptor de seguridad sucesivo 18b. Ambos interruptores de seguridad 18a, 18b estan dispuestos en serie. El interruptor de seguridad 18b recibe la tension de funcionamiento en la misma disposicion mostrada tambien del interruptor de seguridad 18a. Sin embargo, de forma alternativa, el interruptor de seguridad 18b podna estar conectado con otra fuente para la tension de funcionamiento
UB.
Ambas senales de salida del interruptor de seguridad 18b, esto es, las senales dispuestas en sus conexiones 44, 46, estan alimentadas a entradas de seguridad del control de seguridad 20.
En la salida, el control de seguridad 20 esta conectado entre el suministro de electricidad 26 y un accionamiento de desconexion 82, por ejemplo, un accionador del robot 12. Ademas, aqrn se representa esquematicamente que el control de seguridad 20 esta conectado con un control de funcionamiento 86 para el robot 12 y/o con un ordenador maestro superior a traves de un sistema industrial 84. Para una mejor comprension, en la figura 3 no se muestran los activadores pertenecientes a los interruptores de seguridad 18a, 18b.
El modo de funcionamiento del circuito de seguridad 80 es el siguiente:
Despues de la puesta en marcha, el control de seguridad 20 genera en sus salidas dos senales temporizadoras 88, 90, que estan alimentadas al interruptor de seguridad 18a como senal de aprobacion. Los microcontroladores 30, 32 del interruptor de seguridad 18a controlan el estado actual del activador perteneciente con ayuda de la pieza de entrada 52. Si el activador se encuentra en el campo de la pieza de entrada 52 y las senales de aprobacion 88, 90 se reciben perfectamente, los microcontroladores 30, 32 generan dos senales de salida con ayuda de los elementos de conmutacion 34, 36, que estan reproducidos en las senales de aprobacion 88, 90. Sin embargo, tambien podnan distinguirse de las senales temporizadoras 88, 90, por ejemplo, respecto a su frecuencia. El segundo interruptor de seguridad 18b recibe las senales de aprobacion y las reproduce a su vez en la salida, cuando tambien determina una puerta protectora cerrada y una funcion inmejorable. El control de seguridad 20 recibe las senales de aprobacion reproducidas a traves de los conductos 92, 94.
Cuando ahora el interruptor de seguridad 18a detecta la apertura de la puerta protectora asociada al mismo, esto es, cuando el activador asignado modifica su estado, los microcontroladores 30, 32 abren los elementos de conmutacion 34, 36. Por consiguiente, el interruptor de seguridad sucesivo 18b ya no recibe las senales de aprobacion reproducidas. Esto es detectado por los microcontroladores en el interruptor de seguridad 18b y enviado al control de seguridad 20 a traves de la desconexion de los elementos de conmutacion 34, 36. A continuacion, este puede desconectar el accionamiento 82.
El flujo de senal actua de la misma forma cuando el interruptor de seguridad 18a detecta un fallo de funcionamiento, por ejemplo, un cierre transversal en las conexiones de entrada o salida, una aleacion de uno de los elementos de conmutacion 34, 36 o un eventual fallo de funcionamiento. Despues de un corto espacio de tiempo, que esta depositado en los microcontroladores de todos los interruptores de seguridad y del control de seguridad, el interruptor de seguridad 18a genera un telegrama de datos 96 en al menos una de sus lmeas de salida, cerrando mediante impulsos al menos uno de los elementos de conmutacion 34, 36 y volviendolo a abrir posteriormente. El interruptor de seguridad sucesivo 18b recibe este telegrama de datos y lo transmite al control de seguridad 20 de la misma forma. En caso necesario, puede integrar informacion adicional en el telegrama de datos 96.
En un ejemplo de ejecucion se realiza el telegrama de datos 96 como en el caso de una interfaz asincronica y en serie, esto es, empieza con un bit de arranque definido y finaliza con un bit de parada definido. Entre medias, hay un numero discrecional o fijo de bits de datos. En otro ejemplo de ejecucion cada telegrama de datos 96 contiene un numero fijo de impulsos con duracion de impulsos definida. El significado de cada impulso depende del protocolo fijado entre los interruptores de seguridad 18 y el control de seguridad 20.
De la misma forma, el interruptor de seguridad 18b genera un telegrama de datos 96 propio, cuando detecta un fallo de funcionamiento. A diferencia de la disposicion conocida el interruptor de seguridad 18b puede generar sus
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telegramas de datos independientemente de que el interruptor de seguridad 18a haya abierto o cerrado los elementos de conmutacion 34, 36.
En un ejemplo de ejecucion preferente los telegramas de datos de los interruptores de seguridad 18a, 18b incluyen una informacion de direccion que identifica aquel interruptor de seguridad que deseana enviar informacion al control de seguridad 20 superior. La direccion correspondiente puede estar asignada de diferentes maneras a los interruptores de seguridad 18a, 18b. Por ejemplo, cada interruptor de seguridad 18a, 18b puede estar dotado de un interruptor de eleccion de direccion de varios niveles (aqrn no se muestra), al que se le incorpora la direccion asignada. En otro ejemplo de ejecucion, los interruptores de seguridad 18a, 18b emplean como direccion en cada caso la codificacion 58 de los activadores 16 que se les ha asignado.
En otro ejemplo de ejecucion se asigna una direccion a los interruptores de seguridad 18a, 18b conectados en serie en un modo de iniciacion despues de la puesta en marcha del circuito de seguridad 80. En la figura 4 se representa un procedimiento preferente, tal como sucede en esta adjudicacion de direccion.
La figura 4 muestra los diagramas de senales para este modo de inicializacion. La secuencia de impulsos superior 100 es la conexion de la tension de funcionamiento Ub para todos los componentes del circuito de seguridad 80. El numero de referencia 102 representa la senal en la primera salida temporizada del control de seguridad 20, esto es, la senal en la lmea 88. El numero de referencia 104 representa la senal en la segunda salida temporizada del control de seguridad 20, esto es, la senal en la lmea 90. Por tanto, despues de conectar la tension de funcionamiento Ub, el primer interruptor de seguridad 18 recibe un impulso prolongado en su entrada 60 y un impulso aislado en su entrada 62. En cuanto lo detecta, reproduce la senal dispuesta en su conexion 60 (prolongada) en su conexion 44 (numero de referencia 106). Despues de un tiempo de espera T genera dos impulsos en su salida 46, tal como representa el numero de referencia 108. El tiempo de espera T sirve para detectar si se recibiran impulsos adicionales en la entrada.
El segundo interruptor de seguridad 18b recibe en sus entradas 60, 62 las senales 106, 108 y las reproduce en sus salidas 44, 46. De esta forma agrega al impulso aislado 108, que se recibe en la conexion 62 un impulso aislado adicional. Por consiguiente, en las salidas del segundo interruptor de seguridad 18b estan dispuestas las secuencias de impulsos, que estan representadas por los numeros de referencia 110, 112. De la misma forma, los interruptores de seguridad adicionales 18c, 18d, etc. (no mostrados en la figura 3) reproducinan una senal prolongada en una de las lmeas de senal (numero de referencia 114) y una secuencia de impulsos en la segunda lmea de senal, y cada interruptor de seguridad vena aumentada la secuencia de impulsos en un impulso.
Al final de la cadena el control de seguridad 20 recibe las senales de acuerdo con los numeros de referencia 114, 116. A partir de la senal 114 el control de seguridad 20 detecta que el cableado del canal A es correcto. A partir de la secuencia de impulsos 116 el control de seguridad detecta que el cableado del canal B es correcto. Ademas, puede determinar el numero de los interruptores de seguridad 18a, 18b, etc. dispuestos en serie a partir del numero de impulsos menos 1. De la misma forma, cada interruptor de seguridad 18a, 18b puede detectar su direccion a partir del numero de impulsos recibidos. De esta manera, al conectar el circuito de seguridad 80, puede asignarse automaticamente una direccion individual a cada interruptor de seguridad dispuesto en serie. Si mas adelante se modifica el circuito de seguridad 80, al volver a conectar el sistema se produce automaticamente una nueva y correcta asignacion de direccion a la configuracion entonces existente.
Aqrn se incrementa aun mas la flexibilidad de los nuevos aparatos de aviso a traves de la conexion de entrada 64, que hasta ahora no hemos explicado. Esta conexion puede utilizarse para alimentar una senal de retroacoplamiento externa en el interruptor de seguridad 18. Asf, por ejemplo, es posible que el interruptor de seguridad 18 accione autonomamente una proteccion con contactos dirigidos forzosamente, esto es, sin el aparato de conmutacion de seguridad que acostumbraba a usarse hasta ahora o un control de seguridad correspondiente. Basta con llevar el contacto de apertura de la proteccion dirigido forzosamente a la entrada de retroacoplamiento 64 del interruptor de seguridad 18.
En otros ejemplos de ejecucion los aparatos de aviso, como el interruptor de seguridad 18 mostrado, tambien disponen de una conexion de entrada adicional para aplicar una senal de inicio. De esta forma, tambien es posible volver a arrancar la instalacion de manera vigilada sin el control de seguridad utilizado hasta ahora.
Ademas, se puede parametrizar la correspondiente funcion de los aparatos de aviso 18 a traves de la conexion de entrada 64, tal como revela la patente DE 10016 712 A1. Tambien puede realizarse una parametrizacion desde fuera con ayuda de diferentes codificaciones de transpondedor.
Claims (10)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Dispositivo de conmutacion de seguridad para un circuito de seguridad, con una pieza de control (30, 32) para el procesamiento de una senal de entrada (60, 62, 64; 52) y con al menos un elemento de conmutacion (34, 36), que por lo menos dispone de un estado de conmutacion activo y uno inactivo, donde la pieza de control (30, 32) esta configurada para controlar el elemento de conmutacion (34, 36), para generar una senal de salida en una salida (44, 46) que depende de una senal de entrada, ademas con una funcionalidad de diagnostico para detectar un fallo de funcionamiento, donde la pieza de control (30, 32) esta configurada para controlar el elemento de conmutacion (34, 36) en el estado inactivo, cuando se detecta un fallo de funcionamiento, caracterizado por que la pieza de control (30, 32) esta configurada ademas para generar un telegrama de datos (96) en la salida (44, 46) tras un tiempo de espera depositado en la pieza de control (30, 32), que depende del fallo de funcionamiento detectado.
- 2. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la pieza de control (30, 32) esta configurada para generar el telegrama de datos (96) con ayuda del elemento de conmutacion (34, 36).
- 3. Dispositivo de conmutacion de seguridad, de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por al menos dos elementos de conmutacion (34, 36) redundantes entre ellos que pueden controlarse de forma redundante por la pieza de control (30, 32).
- 4. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la pieza de control (30, 32) esta configurada para controlar el elemento de conmutacion (34, 36) a traves de impulsos para generar un telegrama de datos (96) en forma de impulsos.
- 5. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la pieza de control (30, 32) esta configurada para integrar una direccion en el telegrama de datos (96).
- 6. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por al menos una entrada (60, 62) para una senal de aprobacion externa (88, 90) que forma la senal de entrada.
- 7. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por un modo de inicializacion en el que la pieza de control (30, 32) genera una secuencia de pulsaciones (108, 112, 116) con ayuda del al menos un elemento de conmutacion que incluye mas impulsos que una senal de aprobacion (88, 90) alimentada en la entrada.
- 8. Dispositivo de conmutacion de seguridad de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por al menos una pieza de entrada (52) para un activador (16), que es intercambiable entre un primer y por lo menos un segundo estado, donde la pieza de entrada (52) genera la senal de entrada.
- 9. Circuito de seguridad para una desconexion segura de una instalacion (10) peligrosa, con una gran variedad de dispositivos de conmutacion de seguridad (18a, 18b), de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, y con un control de seguridad superior (20), que esta configurado para interrumpir una ruta de suministro electrico (26) hacia la instalacion (10), donde el control de seguridad (20) esta configurado ademas para registrar y procesar los telegramas de datos (96) de todos los dispositivos de conmutacion de seguridad (18a, 18b).
- 10. Dispositivo de conmutacion de seguridad, de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado por que el gran numero de dispositivos de conmutacion de seguridad (18a, 18b) estan conectados en serie unos respecto a otros al control de seguridad (20).
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