WO2001027956A1 - Aktoreinheit mit einem grundaktor, einem zusatzaktor und einer sicheren ansteuereinheit - Google Patents

Aktoreinheit mit einem grundaktor, einem zusatzaktor und einer sicheren ansteuereinheit Download PDF

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WO2001027956A1
WO2001027956A1 PCT/DE2000/003237 DE0003237W WO0127956A1 WO 2001027956 A1 WO2001027956 A1 WO 2001027956A1 DE 0003237 W DE0003237 W DE 0003237W WO 0127956 A1 WO0127956 A1 WO 0127956A1
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WO
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actuator
basic
control unit
additional
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Application number
PCT/DE2000/003237
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Inventor
Werner Krämer
Martin Meinke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H01H47/004—Monitoring or fail-safe circuits using plural redundant serial connected relay operated contacts in controlled circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits

Definitions

  • the present invention relates to an actuator unit with a basic actuator, an additional actuator and a safe control unit,
  • a useful circuit can be opened and closed by means of the actuators and the useful circuit is opened as soon as at least one of the actuators is deactivated,
  • the basic actuator can be activated by supplying electrical energy and can be deactivated by not supplying electrical energy if it is functioning properly, -
  • the control unit is supplied with an actual activation state of the basic actuator and
  • the control unit deactivates the additional actuator when the actual activation state of the basic actuator deviates from a target activation state of the basic actuator.
  • Such an actuator unit is generally known. It is used in safety-related user circuits to ensure that the user circuit is switched off safely even if the basic actuator fails.
  • the energy supply to the basic actuator is interrupted and the actual activation state of the basic actuator that then results is detected. If the actual activation state deviates from the target activation state, the additional actuator is then deactivated.
  • the actuators are usually arranged close to each other.
  • the control unit on the other hand, is often located far from the actuators. This means that a large number of lines must be laid between the actuators and the control unit.
  • at least two supply lines and at least one feedback line and the additional actuator must be connected to the basic actuator at least one control line must be laid.
  • the additional actuator can also be activated by supplying electrical energy when it functions properly and deactivated by not supplying electrical energy, at least two supply lines must also be connected to the additional actuator.
  • the object of the present invention is to provide an actuator unit which ensures safe actuation, in particular safe switching off, of the useful circuit with as little wiring effort as possible.
  • control unit monitors the basic actuator for the supply of electrical energy and uses this to determine the target activation state of the basic actuator.
  • the additional actuator can also be activated by supplying electrical energy and by functioning properly
  • the control unit always deactivates the additional actuator if the target activation state of the basic actuator corresponds to a deactivated basic actuator.
  • the actuators are designed as electromagnetic actuators. Examples of electromagnetic actuators are hydraulic or pneumatic solenoid valves, contactors and relays.
  • the additional actuator can be deactivated by supplying electrical energy and remains activated when the basic actuator is properly deactivated.
  • the additional actuator can alternatively be activated by manual actuation or by supplying electrical energy.
  • An example of an additional actuator which can be deactivated by supplying electrical energy and which can only be reactivated by manual actuation is a circuit breaker.
  • the additional actuator can also be activated by supplying electrical energy, it is designed as a bistable element. In this case, it is particularly possible to also use the additional actuator from time to time, e.g. B. every four to twelve hours to check functionality.
  • the actuator unit works even more reliably if the control unit is supplied with an actual activation state of the additional actuator.
  • the actual activation state of the basic actuator possibly also the actual activation state of the additional actuator, is preferably reported to a unit higher than the control unit.
  • the basic actuator can be activated and deactivated via the control unit. Alternatively, direct control of the basic actuator via a higher-level unit is also possible.
  • the control unit can be permanently supplied with electrical energy. Alternatively, it is also possible for the control unit to be supplied with electrical energy only if the target activation state of the basic actuator corresponds to an activated basic actuator. Possibly. In this case, the control unit can be supplied with energy for a short time via an energy buffer when the basic actuator is deactivated.
  • the energy buffer must of course be designed in such a way that when the basic actuator is deactivated, it is still possible to check the basic actuator for deactivation and, if necessary, to deactivate the additional actuator.
  • the basic actuator, the additional actuator and the control unit are arranged in a common housing.
  • the actuator unit can also be used in an environment containing splash water and dust.
  • “High degree of protection” means protection at least according to IP 54, better according to IP 65, possibly even according to IP 67. If the actuator unit has plug connectors for connecting the basic actuator and the additional actuator to the useful circuit and for supplying electrical energy to the basic actuator, to the additional actuator and to the control unit, the external wiring of the actuator unit can be accomplished very quickly.
  • the connectors are preferably accessible from outside the housing.
  • the actuator unit works particularly reliably.
  • an actuator unit has a basic actuator 1, a
  • a useful circuit 4 can be opened and closed by means of the actuators 1, 2.
  • the useful circuit 4 is opened as soon as at least one of the actuators 1, 2 is deactivated.
  • the actuators 1, 2 are designed as electromagnetic actuators.
  • the useful circuit 4 is a hydraulic or pneumatic useful circuit.
  • the actuators 1, 2 are accordingly designed as hydraulic or pneumatic solenoid valves.
  • the basic actuator 1 can be supplied with electrical energy from a fail-safe controller 5 via relays 6 and supply lines 7. If the basic actuator 1 functions properly, it can be activated by supplying electrical energy and deactivated by not supplying electrical energy. A pending supply line 7 Supply voltage U is tapped from the control unit 3. The basic actuator 1 is thereby monitored for the supply of electrical energy. If the supply voltage U exceeds a limit voltage, the control unit 3 determines as the target activation state of the basic actuator 1 that it should be activated. Otherwise, the control unit 3 determines a deactivated basic actuator 1 as the target activation state of the basic actuator 1. The control unit 3 thus determines the target activation state of the basic actuator 1 from the supply of electrical energy to the basic actuator 1.
  • the control unit 3 is also supplied with an actual activation state of the basic actuator 1. As shown in FIG. 1, this can be done, for example, by assigning the base actuator 1 to a positively driven switch 8, which is switched together with the actuation of the base actuator 1. Alternatively, the switching state of the useful circuit 4 could also be monitored, for example.
  • the control unit 3 compares the actual activation state of the basic actuator 1 with the target activation state of the basic actuator 1. If the activation states deviate from one another, the control unit 3 deactivates the additional actuator 2.
  • the additional actuator 2 is also designed such that it can be activated by supplying electrical energy when it is functioning properly and deactivated by not supplying electrical energy.
  • the control unit 3 preferably always deactivates the additional actuator 2 when the target activation state of the basic actuator 1 corresponds to a deactivated basic actuator 1.
  • the additional actuator 2 is therefore only activated in this case if the target activation state of the basic actuator 1 corresponds to an activated basic actuator 1 and the target activation state of the basic actuator 1 matches the actual activation state of the basic actuator 1.
  • an additional switch 9 is assigned to the additional actuator 2 analogously to the basic actuator 1 and is switched together with the additional actuator 2.
  • the switching state of the additional switch 9 and thus the actual activation state of the additional actuator 2 is also supplied to the control unit 3.
  • the actual activation states of the basic actuator 1 and the additional actuator 2 can thus, as indicated by dashed lines in FIG. 1, be reported to the fail-safe controller 5 or another higher-level unit 10.
  • the basic actuator 1 is activated and deactivated directly from the safe controller 5.
  • the basic actuator 1 could also be activated and deactivated via the control unit 3.
  • the control unit 3 is only supplied with electrical energy if the target activation state of the basic actuator 1 corresponds to an activated basic actuator 1. In the embodiment according to FIG. 1, this is also possible without energy buffering. Because with the collapse of the energy supply, d. H. when the basic actuator 1 is deactivated, the additional actuator 2 is forcibly deactivated because it is no longer supplied with electrical energy. This is thus independent of the actual deactivation of the basic actuator 1. Alternatively, however, it would also be possible to permanently supply the control unit 3 with electrical energy via auxiliary connections.
  • the actuators 1, 2 and the control unit 3 are arranged in a common housing 11. As a result, the actuator unit can be assembled and disassembled as a unit.
  • FIG 2 corresponds essentially to FIG 1.
  • the same elements are therefore provided with the same reference numerals in FIG. 2.
  • the relevant statements apply analogously. Only the differences from FIG. 1 are discussed below.
  • an electrical useful circuit 4 is opened or closed by the actuators 1, 2. It is indeed possible to design both actuators 1, 2 in such a way that they can be activated by supplying electrical energy and deactivated by not supplying electrical energy. In this case, both actuators 1, 2 would be designed as contactors or relays.
  • the basic actuator 1 is designed as a contactor or relay.
  • the additional actuator 2 can be deactivated by supplying electrical energy.
  • the additional actuator 2 can be designed as a circuit breaker.
  • the additional actuator 2 can only be reactivated by manual actuation.
  • the additional actuator 2 can be deactivated by supplying electrical energy, the additional actuator 2 remains activated if the
  • Basic actuator 1 is properly deactivated.
  • the additional actuator 2 is therefore only deactivated if the actual activation state of the basic actuator 1 deviates from the target activation state of the basic actuator 1.
  • the basic actuator 1 is activated and deactivated via the control unit 3.
  • direct activation / deactivation is possible via the control 5.
  • control unit 3 is - just as in FIG. 1
  • the control unit 3 is assigned an energy buffer 12, e.g. B. a storage capacitor 12.
  • the energy buffer 12 is dimensioned such that the control unit 3 can still detect a deviation in the actual activation state of the basic actuator 1 and deactivate the additional actuator 2 when the basic actuator 1 is deactivated.
  • FIG. 3 shows the mechanical-structural design of the actuator unit from FIG. 2.
  • the housing 11 is designed as a housing 11 with a high degree of protection, by means of which the basic actuator 1, the additional actuator 2 and the control unit 3 and the switches 8, 9 are encapsulated from the environment.
  • "High degree of protection" means
  • the actuator unit has plug connectors 13 to 15.
  • the connectors 13 to 15 are accessible from outside the housing 11.
  • the basic actuator 1 and the additional actuator 2 can be connected to the useful circuit 4 by means of the plug connector 13. Electrical energy can be supplied to the basic actuator 1, the additional actuator 2 and the control unit 3 by means of the plug connector 14.
  • the control unit 3 further signals, for. B. emergency stop signals, feedable.
  • the connectors 13 are assigned locking levers 16. Threaded bores 17 are assigned to connector 14.
  • the plug connectors 15 are provided with screw threads 18.
  • the locking lever 16, the threaded holes 17 and the screw thread 18 form holding devices 16 to 18. With they are not shown, mated with the connectors 13 to 15 mating connectors and / or not shown, covers placed on the connectors 13 to 15 can be secured against accidental loosening.
  • the provision of the housing 11 with the connectors 13 to 15 and also the assignment of the holding devices 16 to 18 to the connectors 13 to 15 is of course possible regardless of the presence and design of the housing 11 as a housing 11 with a high degree of protection.

Landscapes

  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

Ein Grundaktor (1) und ein Zusatzaktor (2) öffnen und schließen sicher einen Nutzkreis (4). Der Grundaktor (1) ist bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr/Nichtzufuhr elektrischer Energie aktivierbar/deaktivierbar. Eine sichere Ansteuereinheit (3) überwacht den Grundaktor (1) auf Zufuhr elektrischer Energie und ermittelt daraus einen Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors (1). Der Ansteuereinheit (3) wird ein Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors (1) zugeführt. Sie deaktiviert den Zusatzaktor (2), wenn die Aktivierungszustände des Grundaktors (1) voneinander abweichen.

Description

Beschreibung
Aktoreinheit mit einem Grundaktor, einem Zusatzaktor und einer sicheren Ansteuereinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktoreinheit mit einem Grundaktor, einem Zusatzaktor und einer sicheren Ansteuereinheit,
- wobei mittels der Aktoren ein Nutzkreis offen- und schließ- bar ist und der Nutzkreis geöffnet wird, sobald mindestens einer der Aktoren deaktiviert wird,
- wobei der Grundaktor bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist, - wobei der Ansteuereinheit ein Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors zugeführt wird und
- wobei die Ansteuereinheit den Zusatzaktor deaktiviert, wenn der Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors von einem Soll- Aktivierungszustand des Grundaktors abweicht.
Eine derartige Aktoreinheit ist allgemein bekannt. Sie wird bei sicherheitsgerichteten Nutzkreisen eingesetzt, um ein sicheres Abschalten des Nutzkreises auch bei Versagen des Grundaktors zu gewährleisten.
Im Stand der Technik wird im Regelfall die Energiezufuhr zum Grundaktor unterbrochen und der sich dann ergebende Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors erfaßt. Bei einer Abweichung des Ist-Aktivierungszustands vom Soll-Aktivierungszustand wird dann der Zusatzaktor deaktiviert.
Die Aktoren sind meist nahe beieinander angeordnet. Die AnSteuereinheit hingegen ist oftmals weit von den Aktoren entfernt angeordnet. Somit ist eine Vielzahl von Leitungen zwi- sehen Aktoren und Ansteuereinheit zu verlegen. Insbesondere müssen zum Grundaktor mindestens zwei Versorgungsleitungen und mindestens eine Rückmeldeleitung sowie zum Zusatzaktor mindestens eine Ansteuerleitung verlegt werden. Insbesondere wenn auch der Zusatzaktor bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist, müssen auch zum Zusatzaktor mindestens zwei Versorgungsleitungen gelegt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aktoreinheit zu schaffen, die mit möglichst geringem Verdrah- tungsaufwand eine sichere Betätigung, insbesondere ein sicheres Abschalten, des Nutzkreises gewährleistet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ansteuereinheit den Grundaktor auf Zufuhr elektrischer Energie überwacht und dar- aus den Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors ermittelt.
Denn eine Versorgung des Grundaktors mit elektrischer Energie ist für dessen Aktivierung zwingend erforderlich. Die Versorgungsleitungen müssen also sowieso bis zum Grundaktor geführt werden. Die Überwachung des Grundaktors auf Zufuhr elektrischer Energie kann somit direkt am Grundaktor bzw. in dessen unmittelbarer Nähe erfolgen. Eine Rückführung des abgegriffenen Signals über eine weite Strecke ist nicht mehr erforderlich. Eine Rückmeldung ist ebenfalls nicht mehr erforderlich. Denn falls bei einer gewünschten Deaktivierung des Grundaktors dieser sich nicht deaktiviert, wird der Zusatzaktor deaktiviert .
Wenn auch der Zusatzaktor bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch
Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist, kann der Energieverbrauch dadurch minimiert werden, daß die Ansteuereinheit den Zusatzaktor stets deaktiviert, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors einem deaktivierten Grund- aktor entspricht. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Aktoren als elektromagnetische Aktoren ausgebildet sind. Beispiele elektromagnetischer Aktoren sind hydraulische bzw. pneumatische Magnetventile, Schütze und Relais.
Alternativ ist auch möglich, daß der Zusatzaktor durch Zufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist und bei einer ordnungsgemäßen Deaktivierung des Grundaktors aktiviert bleibt.
Der Zusatzaktor kann in diesem Fall alternativ durch manuelle Betätigung oder durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar sein.
Wenn zur Aktivierung des Zusatzaktors eine manuelle Betäti- gung erforderlich ist, ist dies nur ein scheinbarer Nachteil. Denn bei einer Abweichung des Ist-Aktivierungszustands des Grundaktors von seinem Soll-Aktivierungszustand ist sowieso eine Reparatur bzw. ein Austausch des Grundaktors erforderlich. Somit muß in jedem Fall eine Bedienungsperson sich zum Grundaktor begeben. Das Betätigen und damit Aktivieren des Zusatzaktors kann dabei begleitend zu Reparatur bzw. Austausch des Grundaktors erfolgen.
Ein Beispiel eines durch Zufuhr elektrischer Energie deakti- vierbaren Zusatzaktors, der nur durch manuelle Betätigung wieder aktivierbar ist, ist ein Leistungsschalter.
Wenn der Zusatzaktor durch Zufuhr elektrischer Energie auch aktivierbar ist, ist er als bistabiles Element ausgebildet. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, auch den Zusatzaktor von Zeit zu Zeit, z. B. alle vier bis zwölf Stunden, auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen.
Die Aktoreinheit arbeitet noch sicherer, wenn der Ansteuer- einheit ein Ist-Aktivierungszustand des Zusatzaktors zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors, evtl. auch der Ist-Aktivierungszustand des Zusatzaktors, an eine der Ansteuereinheit übergeordnete Einheit gemeldet .
Der Grundaktor kann über die Ansteuereinheit aktiviert und deaktiviert werden. Alternativ ist auch eine direkte Ansteue- rung des Grundaktors über eine übergeordnete Einheit möglich.
Die Ansteuereinheit kann permanent mit elektrischer Energie versorgt werden. Alternativ ist es auch möglich, daß die AnSteuereinheit nur dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors einem aktivierten Grundaktor entspricht. Ggf. kann in diesem Fall die Ansteuereinheit bei einer Deaktivierung des Grundaktors über einen Energiepuffer kurzfristig weiter mit Energie versorgt werden.
Der Energiepuffer muß dabei selbstverständlich derart ausge- legt sein, daß bei einer Deaktivierung des Grundaktors noch eine Überprüfung des Grundaktors auf Deaktivierung und gegebenenfalls eine Deaktivierung des Zusatzaktors möglich ist.
Aufgrund der Ermittlung des Soll-Aktivierungszustands des Grundaktors aus der Zufuhr elektrischer Energie zum Grundaktor ist es möglich, daß der Grundaktor, der Zusatzaktor und die Ansteuereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Wenn das Gehäuse den Grundaktor, den Zusatzaktor und die Ansteuereinheit in hoher Schutzart abkapselt, ist die Aktoreinheit auch in spritzwasserhaltiger und staubbelasteter Umgebung einsetzbar. „Hohe Schutzart" bedeutet dabei Schutz mindestens nach IP 54, besser nach IP 65, evtl. sogar nach IP 67. Wenn die Aktoreinheit Steckverbinder zum Verbinden des Grundaktors und des Zusatzaktors mit dem Nutzkreis und zum Zuführen elektrischer Energie zum Grundaktor, zum Zusatzaktor und zur Ansteuereinheit aufweist, ist die externe Verdrahtung der Aktoreinheit sehr schnell zu bewerkstelligen. Die Steckverbinder sind vorzugsweise von außerhalb des Gehäuses zugänglich.
Wenn die Steckverbinder Haltevorrichtungen zum Sichern von mit den Steckverbindern verbundenen Gegensteckverbindern und/oder von auf die Steckverbinder aufgesetzten Abdeckungen aufweisen, arbeitet die Aktoreinheit besonders zuverlässig.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels . Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
FIG 1 bis 3 je eine Aktoreinheit.
Gemäß FIG 1 weist eine Aktoreinheit einen Grundaktor 1, einen
Zusatzaktor 2 und eine fehlersichere Ansteuereinheit 3 auf. Mittels der Aktoren 1, 2 ist ein Nutzkreis 4 offen- und schließbar. Der Nutzkreis 4 wird geöffnet, sobald mindestens einer der Aktoren 1, 2 deaktiviert wird.
Die Aktoren 1, 2 sind als elektromagnetische Aktoren ausgebildet. Gemäß FIG 1 ist der Nutzkreis 4 ein hydraulischer oder pneumatischer Nutzkreis. Die Aktoren 1, 2 sind also dementsprechend als hydraulische bzw. pneumatische Magnetventile ausgebildet.
Der Grundaktor 1 ist von einer fehlersicheren Steuerung 5 aus über Relais 6 und Versorgungsleitungen 7 mit elektrischer Energie versorgbar . Bei ordnungsgemäßem Funktionieren des Grundaktors 1 ist dieser durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar. Eine an den Versorgungsleitungen 7 anstehende Ver- sorgungsSpannung U wird von der Ansteuereinheit 3 abgegriffen. Der Grundaktor 1 wird dadurch auf Zufuhr elektrischer Energie überwacht. Wenn die Versorgungsspannung U eine Grenz- spannung überschreitet, ermittelt die Ansteuereinheit 3 als Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1, daß dieser aktiviert werden soll. Anderenfalls ermittelt die Ansteuereinheit 3 als Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 einen deaktivierten Grundaktor 1. Die Ansteuereinheit 3 ermittelt also aus der Zufuhr elektrischer Energie zum Grundaktor 1 den Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1.
Der Ansteuereinheit 3 wird ferner ein Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 zugeführt. Dies kann beispielsweise, wie in FIG 1 dargestellt, dadurch geschehen, daß dem Grundaktor 1 ein zwangsgeführter Schalter 8 zugeordnet ist, der zusammen mit der Betätigung des Grundaktors 1 geschaltet wird. Alternativ könnte beispielsweise auch der Schaltzustand des Nutzkreises 4 überwacht werden.
Die Ansteuereinheit 3 vergleicht den Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 mit dem Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1. Weichen die Aktivierungszustände voneinander ab, deaktiviert die Ansteuereinheit 3 den Zusatzaktor 2.
Auch der Zusatzaktor 2 ist derart ausgebildet, daß er bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist. Vorzugsweise deaktiviert die Ansteuereinheit 3 den Zusatzaktor 2 stets, wenn der Soll-Aktivierungszu- stand des Grundaktors 1 einem deaktivierten Grundaktor 1 entspricht. Der Zusatzaktor 2 wird also in diesem Fall nur dann aktiviert, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 einem aktivierten Grundaktor 1 entspricht und der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 mit dem Ist-Aktivierungs- zustand des Grundaktors 1 übereinstimmt. Gemäß FIG 1 ist dem Zusatzaktor 2 analog zum Grundaktor 1 ein Zusatzschalter 9 zugeordnet, der zusammen mit dem Zusatzaktor 2 geschaltet wird. Der Schaltzustand des Zusatzschalters 9 und damit der Ist-Aktivierungszustand des Zusatzaktors 2 wird ebenfalls der Ansteuereinheit 3 zugeführt. Die Ist-Aktivie- rungszustände des Grundaktors 1 und des Zusatzaktors 2 können somit, wie in FIG 1 gestrichelt angedeutet, an die fehlersichere Steuerung 5 oder eine andere übergeordnete Einheit 10 gemeldet werden.
Gemäß FIG 1 wird der Grundaktor 1 direkt von der sicheren Steuerung 5 aus aktiviert und deaktiviert . Alternativ könnte der Grundaktor 1 aber auch über die Ansteuereinheit 3 aktiviert und deaktiviert werden.
Gemäß FIG 1 wird die Ansteuereinheit 3 nur dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 einem aktivierten Grundaktor 1 entspricht. Dies ist bei der Ausführungsform gemäß FIG 1 auch ohne Energiepuf- ferung möglich. Denn mit Zusammenbruch der Energieversorgung, d. h. bei einer Soll-Deaktivierung des Grundaktors 1, wird der Zusatzaktor 2 zwangsweise deaktiviert, weil ihm keine elektrische Energie mehr zugeführt wird. Dies ergibt sich somit unabhängig von der tatsächlichen Deaktivierung des Grund- aktors 1. Alternativ wäre es aber auch möglich, die Ansteuereinheit 3 über Hilfsanschlüsse permanent mit elektrischer Energie zu versorgen.
Wie aus FIG 1 ferner ersichtlich ist, sind die Aktoren 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 in einem gemeinsamen Gehäuse 11 angeordnet. Dadurch ist die Aktoreinheit als Einheit montier- und demontierbar.
FIG 2 entspricht im wesentlichen FIG 1. Gleiche Elemente sind daher in FIG 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die diesbezüglichen Ausführungen gelten analog. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede zu FIG 1 eingegangen. Gemäß FIG 2 wird von den Aktoren 1, 2 ein elektrischer Nutzkreis 4 geöffnet bzw. geschlossen. Es ist zwar möglich, beide Aktoren 1, 2 derart auszubilden, daß sie durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektri- scher Energie deaktivierbar sind. In diesem Fall wären beide Aktoren 1, 2 als Schütze bzw. Relais ausgebildet.
Vorzugsweise aber ist nur der Grundaktor 1 als Schütz bzw. Relais ausgebildet. Der Zusatzaktor 2 hingegen ist durch Zu- fuhr elektrischer Energie deaktivierbar. Z. B. kann der Zusatzaktor 2 als Leistungsschalter ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Zusatzaktor 2 nur durch manuelle Betätigung wieder aktivierbar. Alternativ wäre es aber auch möglich, den Zusatzaktor 2 derart auszubilden, daß er durch Zufuhr elekt- rischer Energie auch wieder aktivierbar ist. In diesem Fall wäre er als bistabiles Element, sozusagen als bistabiler Leistungsschalter, ausgebildet.
Wenn der Zusatzaktor 2 durch Zufuhr elektrischer Energie de- aktivierbar ist, bleibt der Zusatzaktor 2 aktiviert, wenn der
Grundaktor 1 ordnungsgemäß deaktiviert wird. Der Zusatzaktor 2 wird also nur dann deaktiviert, wenn der Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 vom Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors 1 abweicht .
Gemäß FIG 2 wird der Grundaktor 1 über die Ansteuereinheit 3 aktiviert und deaktiviert. Auch hier ist aber wieder eine direkte Aktivierung/Deaktivierung über die Steuerung 5 möglich.
Gemäß FIG 2 wird die Ansteuereinheit 3 - ebenso wie bei FIG 1
- nur dann mit elektrischer Energie versorgt, wenn der Soll- Aktivierungszustand des Grundaktors 1 einem aktivierten Grundaktor 1 entspricht. In diesem Fall ist der Ansteuereinheit 3 ein Energiepuffer 12 zugeordnet, z. B. ein Speicher- kondensator 12. Mittels des Energiepuffers 12 ist bei einer Deaktivierung des Grundaktors 1 die Ansteuereinheit 3 kurzfristig weiter mit Energie versorgbar. Der Energiepuffer 12 ist dabei derart dimensioniert, daß die Ansteuereinheit 3 bei einer Soll-Deaktivierung des Grundaktors 1 eine Abweichung des Ist-Aktivierungszustands des Grundaktors 1 noch feststellen und den Zusatzaktor 2 deaktivieren kann. Alternativ wäre es aber auch hier möglich, die Ansteuereinheit 3 über Hilfsanschlüsse permanent mit elektrischer Energie zu versorgen.
Aufgrund der Eigenüberwachung der Aktoreinheit ist es möglich, die Ansteuerung des Grundaktors 1 durch die Steuerung 5 einkanalig auszugestalten. Dennoch kann die höchste Sicherheitskategorie 4 der Europäischen Norm EN 954-1 eingehalten werden .
FIG 3 zeigt nun die mechanisch-konstruktive Ausgestaltung der Aktoreinheit von FIG 2.
Gemäß FIG 3 ist das Gehäuse 11 als Gehäuse 11 hoher Schutzart ausgebildet, mittels dessen der Grundaktor 1, der Zusatzaktor 2 und die Ansteuereinheit 3 sowie die Schalter 8, 9 von der Umgebung abkapselt werden. „Hohe Schutzart" bedeutet dabei
Schutz mindestens nach Schutzart IP 54, besser nach Schutzart IP 65, evtl. sogar nach Schutzart IP 67.
Die Aktoreinheit weist gemäß FIG 3 Steckverbinder 13 bis 15 auf. Die Steckverbinder 13 bis 15 sind von außerhalb des Gehäuses 11 zugänglich. Mittels der Steckverbinder 13 sind der Grundaktor 1 und der Zusatzaktor 2 mit dem Nutzkreis 4 verbindbar. Mittels des Steckverbinders 14 ist dem Grundaktor 1, dem Zusatzaktor 2 und der Ansteuereinheit 3 elektrische Ener- gie zuführbar. Mittels der Steckverbinder 15 sind der Ansteuereinheit 3 weitere Signale, z. B. Notaussignale, zuführbar.
Den Steckverbindern 13 sind Verriegelungshebel 16 zugeordnet. Dem Steckverbinder 14 sind Gewindebohrungen 17 zugeordnet. Die Steckverbinder 15 sind mit Schraubgewinden 18 versehen. Die Verriegelungshebel 16, die Gewindebohrungen 17 und die Schraubgewinde 18 bilden Haltevorrichtungen 16 bis 18. Mit ihnen sind nicht dargestellte, mit den Steckverbindern 13 bis 15 verbundene Gegensteckverbinder und/oder nicht dargestellte, auf die Steckverbinder 13 bis 15 aufgesetzte Abdeckungen gegen versehentliches Lösen sicherbar.
Das Versehen des Gehäuses 11 mit den Steckverbindern 13 bis 15 und auch das Zuordnen der Haltevorrichtungen 16 bis 18 zu den Steckverbindern 13 bis 15 ist selbstverständlich unabhängig vom Vorhandensein und von der Ausbildung des Gehäuses 11 als Gehäuse 11 hoher Schutzart möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Aktoreinheit mit einem Grundaktor (1), einem Zusatzaktor (2) und einer sicheren Ansteuereinheit (3), - wobei mittels der Aktoren (1, 2) ein Nutzkreis (4) öffen- und schließbar ist und der Nutzkreis (4) geöffnet wird, sobald mindestens einer der Aktoren (1, 2) deaktiviert wird,
- wobei der Grundaktor (1) bei ordnungsgemäßem Funktionieren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist,
- wobei der Ansteuereinheit (3) ein Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors (1) zugeführt wird und
- wobei die Ansteuereinheit (3) den Zusatzaktor (2) deaktiviert, wenn der Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors (1) von einem Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors (1) abweicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuereinheit (3) den Grundaktor (1) auf Zufuhr elektrischer Energie überwacht und daraus den Soll-Aktivie- rungszustand des Grundaktors (1) ermittelt.
2. Aktoreinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auch der Zusatzaktor (2) bei ordnungsgemäßem Funktionie- ren durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar und durch Nichtzufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist und daß die Ansteuereinheit (3) den Zusatzaktor (2) stets deaktiviert, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundaktors (1) einem deaktivierten Grundaktor (1) entspricht.
3. Aktoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aktoren (1, 2) als elektromagnetische Aktoren ausgebildet sind.
4. Aktoreinheit nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aktoren (1, 2) als hydraulische bzw. pneumatische Magnetventile oder als Schütze bzw. Relais ausgebildet sind.
5. Aktoreinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zusatzaktor (2) durch Zufuhr elektrischer Energie deaktivierbar ist und daß der Zusatzaktor (2) bei einer ordnungsgemäßen Deaktivierung des Grundaktors (1) aktiviert bleibt.
6. Aktoreinheit nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zusatzaktor (2) durch manuelle Betätigung aktivierbar ist .
7. Aktoreinheit nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zusatzaktor (2) durch Zufuhr elektrischer Energie aktivierbar ist.
8. Aktoreinheit nach Anspruch 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grundaktor (1) als Schütz bzw. Relais und der Zusatz- aktor (2) als Leistungsschalter ausgebildet ist.
9. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansteuereinheit (3) ein Ist-Aktivierungszustand des Zusatzaktors (2) zugeführt wird.
10. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ist-Aktivierungszustand des Grundaktors (1), evtl. auch der Ist-Aktivierungszustand des Zusatzaktors (2), an ei- ne der Ansteuereinheit (3) übergeordnete Einheit (5, 10) gemeldet wird.
11. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grundaktor (1) über die Ansteuereinheit (3) aktiviert und deaktiviert wird.
12. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuereinheit (3) permanent mit elektrischer Energie versorgt wird.
13. Aktoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ansteuereinheit (3) nur dann mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn der Soll-Aktivierungszustand des Grundak- tors (1) einem aktivierten Grundaktor (1) entspricht, und daß die Ansteuereinheit (3) bei einer Deaktivierung des Grundaktors (1) über einen Energiepuffer (12) kurzfristig weiter mit Energie versorgt wird.
14. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grundaktor (1) , der Zusatzaktor (2) und die Ansteuereinheit (3) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind.
15. Aktoreinheit nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (11) den Grundaktor (1), den Zusatzaktor (2) und die Ansteuereinheit (3) in hoher Schutzart abkapselt.
16. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie Steckverbinder (13 bis 15) zum Verbinden des Grundaktors (1) und des Zusatzaktors (2) mit dem Nutzkreis (4) und zum Zuführen elektrischer Energie zum Grundaktor (1) , zum Zu- satzaktor (2) und zur Ansteuereinheit (3) aufweist.
17. Aktoreinheit nach Anspruch 14 und 16 oder 15 und 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckverbinder (13 bis 15) von außerhalb des Gehäuses (11) zugänglich sind.
18. Aktoreinheit nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckverbinder (13 bis 15) Haltevorrichtungen (16 bis 18) zum Sichern von mit den Steckverbindern (13 bis 15) ver- bundenen Gegensteckverbindern und/oder von auf die Steckverbinder (13 bis 15) aufgesetzten Abdeckungen aufweisen.
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