WO2001059307A1 - Fluidtechnisches system mit sicherheitsfunktion - Google Patents

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WO2001059307A1
WO2001059307A1 PCT/EP2001/000624 EP0100624W WO0159307A1 WO 2001059307 A1 WO2001059307 A1 WO 2001059307A1 EP 0100624 W EP0100624 W EP 0100624W WO 0159307 A1 WO0159307 A1 WO 0159307A1
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WO
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control device
fluid power
local control
safety
power system
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Application number
PCT/EP2001/000624
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Fuss
Josef Sauer
Udo Walden
Original Assignee
Festo Ag & Co
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Publication date
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Priority to EP01923550A priority patent/EP1266147B1/de
Priority to DK01923550T priority patent/DK1266147T3/da
Priority to US10/182,489 priority patent/US6769250B2/en
Priority to DE50105536T priority patent/DE50105536D1/de
Priority to AT01923550T priority patent/ATE290654T1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/008—Valve failure

Definitions

  • the present invention relates to a fluid power system for safety-oriented control of at least one fluid power actuator, with at least one local control device for controlling the fluid power actuator via control means of the fluid power system, at least one sensor for transmitting at least one item of information about at least one operating state of the fluid power system the local control device is provided
  • the invention further relates to a fluid power actuator, a local control device for a fluid power system, a software module for a local control device of a fluid power system, and a method for operating a fluid power system.
  • An electrical control device controls the flow of the pressure medium to actuate the fluid power actuator or actuators via control means, for example valves.
  • On such an actuator is, for example, a working cylinder.
  • the respective operating state of the fluid power system is monitored with the help of a sensor.
  • a position sensor system can be attached to the fluid power actuator, which provides the control device with information about the respective position of the actuator, so that it can influence the position of the actuator, for example, based on the information by suitably applying the pressure medium to the actuator.
  • a fluid technology system for safety-oriented control of at least one fluid power actuator with at least one local control device for controlling the fluid power actuator via control means of the fluid power system, at least one sensor for transmitting at least one item of information about at least one operating state of the fluid power system is provided to the local control device, characterized in that the local control device is designed such that it can evaluate at least one piece of information for determining at least one safety-critical state and that it carries out at least one predetermined follow-up action when the at least one safety-critical state is present.
  • the object is further achieved by a fluid power actuator according to the technical teaching of claim 16, a control device according to the technical teaching of claim 17, a software module according to the technical teaching of claim 18 and a method according to the technical teaching of claim 19.
  • the invention is based on the idea of integrating safety functions into the fluid-technical system for controlling the actuator which meet simple and also high so-called requirement classes, for example the European standard EN 941-1.
  • the fluid power actuator can be, for example, a valve arrangement, a pneumatic drive or a maintenance unit.
  • the control means can consist, for example, of a valve arrangement which is controlled by an electronic control module as a local control device. If a safety-critical malfunction occurs within the control means, the local control device or on the controlled fluid power actuator, the local control device recognizes this problem and triggers a follow-up action to remedy it. The local control device ensures that a safety-critical state does not go undetected.
  • the monitoring of the safety function can be optimally matched to the respective fluid technology system, in particular also to the actuator to be controlled. Any existing sensors can also be used for safety functions. However, it is also possible that with the help of some additional sensors, higher security criteria can be met.
  • the fluid power system can be used as a complete, compact and prefabricated unit that already has integrated safety functions that can interact, for example, with a higher-level control device. This then does not need to be elaborately coordinated with the locally required safety functions.
  • the local control device can also send and receive messages specially designed for reporting safety-related information and for issuing safety-related commands.
  • the safety-oriented fluid technology system according to the invention can be designed as part of a fluid technology actuator.
  • the fluid power system can be integrated into a locally controlled valve arrangement, which can be a single valve or a valve group, that is to say a so-called valve island.
  • the safety-oriented fluid technology system according to the invention can be part of a fluid power drive, for example a pneumatic gripper, a pneumatic cylinder or a pneumatic linear drive.
  • a switch-on valve, a maintenance device e.g. an oiler, or a "Pneumatic emergency stop” can be controlled in a safety-oriented manner by means of an external or integrated fluid technology system according to the invention.
  • check valves integrated in a pneumatic cylinder can also be controlled in a safety-oriented manner according to the invention.
  • the control device can check information provided by a sensor for monitoring the movement speed of the actuator to determine whether a predetermined movement speed of the actuator has been exceeded.
  • the sensor can even be used for several functions, on the one hand for controlling the movement speed to a predetermined one and on the other hand for monitoring whether the actuator has exceeded a safety-critical movement speed.
  • the local control device After the local control device has determined the presence of a safety-critical state, it can, for example, follow the fluid power actuator as a follow-up action
  • Control taking a safe operating state e.g. trigger a so-called "emergency stop” function in which the actuator is stopped.
  • the local control device can signal the presence of the safety-critical state, for example via a light-emitting diode or a loudspeaker, and thus a fault Ease of searching by an operator. Furthermore, the local control device can send a message to a higher-level control device about the presence of the safety-critical state if the local control device acts, for example, as a so-called “slave” on a bus and is controlled and monitored by the higher-level control device working as a “master”. It is also possible for the higher-level control device to instruct the local control device to control the fluid-technical actuator in a safe operating state, that is to say, for example, for the "emergency stop" function already mentioned.
  • the fluid power system has shutdown means that can be controlled by the local control device, in particular fluidically and / or electrically actuated shutdown means for turning off the active function of the control means on the fluid power actuator.
  • the shutdown means are, for example, check valves connected between the control means and the actuator. It is thus possible for the control means to be switched off and thus decoupled from the actuator if an error occurs in the control means. For example, a valve may be leaking, so that the actuator may be in an undefined, undesired position.
  • the local control device can determine such an error, for example, by means of control checking means, for example pressure sensors, which cooperate with it to check the control means.
  • the switch-off means make it possible for the local control device to at least partially switch off the active function of the control means with the aid of the switch-off means, and then to check the control means.
  • the control means can then be actuated without undesirably influencing the actuator and, for example, run through a test cycle. Such a test cycle is run through, for example, before actuation of the control means, so that the control means are only used to actuate the actuator if they function correctly.
  • the control means can also be checked cyclically, so that correct functioning of the control means is ensured if necessary even if they have not been used for a long time.
  • the switch-off means are also checked, for example by Sensors are arranged on the switch-off center, record the changes in state of the switch-off means and report them to the local control device.
  • the local control device determines whether the reported changes in state correspond to predetermined, expected changes in state or whether there is a malfunction of the shutdown means, possibly a safety-critical one.
  • the local control device can then report this malfunction to the higher-level control device, for example, or trigger an "emergency stop" function.
  • the control device can also check the switch-off means cyclically or after actuation of the control means or the switch-off means.
  • the fluid control system can also be instructed by the higher-level control device with a check instruction to check the control means and also the switch-off means cyclically or in each case per received check instruction.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention with a fluid power system that is controlled by a local control device and acts on a working cylinder,
  • FIG. 2 shows a table with a test sequence of the exemplary embodiment from FIG. 1 with the working cylinder retracted
  • Figure 3 is a table as in Figure 2 with another
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the invention, with components that have been partially modified or missing in comparison to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a working cylinder 10 as a fluid power actuator with a piston 11 and a piston rod 12, which can move back and forth in a working space 13.
  • a fluid as the pressure medium in the present case compressed air, can flow into the working space 13 via a line 14 opening on the bearing cover, the end face of the working space 13 facing the piston rod 12.
  • the piston 11 "retracts", ie the piston rod 12 moves into the working space 13 when, on the opposite end facing the piston surface of the piston 11, the end cover of the working space 13 is displaced by the moving piston 11 via a line 15 Air can escape, the work space 13 is vented.
  • the piston 11 If compressed air flows into the working space 13 via the line 15, the piston 11 "extends", ie the piston rod 12 moves out of the working space 13, provided that air can escape via the line 14.
  • a sensor 16 detects whether the piston 11 is extended and a sensor 17 detects whether the piston 11 is retracted.
  • the working cylinder 10 it is also possible, for example, to use a linear drive, a maintenance unit for processing compressed air or a pneumatically controlled valve as the fluid-technical actuator.
  • the line 14 can be blocked via a directional valve 20, the line 15 via a directional valve 21, in which case neither compressed air can flow into the working space 13 nor can air displaced by the piston 11 escape from the working space 13.
  • the directional control valves 20 and 21 therefore act as switch-off devices and are so-called 2/2-way valves.
  • Directional valve has an inlet and an outlet, which are either separated from each other by a blocking position of the respective directional valve or are connected to one another in a passage position of the respective directional valve.
  • the exit of the Directional control valve 20 is connected to line 14, the output of directional control valve 21 to line 15.
  • the directional control valves 20 and 21 can be supplied with compressed air through a line 22 and then move into the open position. In the switching state in FIG. 1, the blocking position, the directional control valves 21 and 22 are not pressurized with compressed air and are each held in the blocking position by an indicated spring.
  • the directional control valves 20 and 21 can, for example, also be electrically driven, can be held at rest by compressed air, or can be replaced by other valve arrangements with a shut-off effect.
  • the line 22 is pressurized or vented with compressed air via a directional valve 23.
  • the directional valve 23 is a 3 / 2-
  • Directional control valve with a working outlet for the line 22, an inlet which is connected to a pressure source 24 and a ventilation outlet 25.
  • the directional control valve 23 is shown in the ventilation position in FIG. 1 as the rest position, indicated by a spring, in which the line 22 through the ventilation outlet 25 is vented.
  • the directional control valve 23 can be brought into the switching position by an electric drive 26, for example a coil drive, in which case compressed air from the pressure source 24 flows into the line 22 and the directional control valves 20 and 21 are moved into the open position.
  • a pressure sensor 27 is also connected to line 22 and detects the pressure present on line 22.
  • the pressure sensor 27 serves as a shutdown checking means for checking the directional valves 20, 21 and 22 acting as a shutdown means. Instead of the pressure sensor 27, sensors for position detection could also be attached to the directional control valves 20, 21 and 22 as shutdown checking means.
  • a control valve 30 which in the present case is a 5/3 directional control valve with three positions, a rest position 31, a (piston) extended position 32 and a (piston) retracted position 33 and a total of five inputs, acts as control means for controlling the working cylinder 10 - / Outputs, of which an input with a pressure source 34 for supply with
  • Compressed air is connected, one outlet 35 and 36 each serve for ventilation and an inlet / outlet is connected via a line 37 to the directional valve 20 and an inlet / outlet via a line 38 is connected to the directional valve 21.
  • the directional control valves 20 and 22 are in the open position for the following explanation of the function of the directional control valve 30.
  • the lines 14 and 37 and the lines 15 and 38 are each connected to one another.
  • a drive 39 arranged on the directional control valve 30 is activated, the directional control valve 30 is moved into the extended position 32, at which compressed air flows into the lines 38 and 15 and air can escape via the lines 14 and 37 and the outlet 35.
  • the piston rod 12 moves out of the working cylinder 10.
  • a drive 40 which is also arranged on the directional control valve 30, is activated, the directional control valve 30 is brought into the retracted position 33, so that compressed air on the one hand flows into the lines 14 and 37 and on the other hand can escape via the lines 38 and 15.
  • the piston rod 12 moves into the working cylinder 10.
  • a 3/3 directional control valve could be connected to the lines 37 and 38, with each of which a ventilation, a venting and a blocking of the lines 37 and 38 is possible.
  • a pressure sensor 41 is connected to line 37 and a further pressure sensor 42 is connected to line 38.
  • the pressure sensors 41 and 42 act as control checking means.
  • a sensor system for example in the form of limit switches, for monitoring the function of the directional control valve 30 could also be arranged as a control checking means.
  • the directional control valves 20, 21 and 23, connected to each other by the line 22 and supplied by the pressure source 24, are
  • Switch-off means for switching off the active function of the directional valve 30 acting as a control means.
  • the functions of the directional control valves 23 and 30 are controlled by a local control device 50 via the respective drives 26 and 39 and 40.
  • the local control device 50 has an input / output module 51, a processor 52, storage means 53 and interface modules 54 and 55 Connection means, which are each connected by connections, not shown.
  • the local control device 50 is operated by an operating system and by software modules which are stored in the storage means 53 and whose program code sequences are operated by the
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the local control device 50 Via the interface module 54 connected to a bus 56, the local control device 50 is connected to a higher-level control device 57, from which the control device 50 can receive control commands and to which the control device 50 can send messages.
  • AS-i Actor Sensor Interface
  • CAN CAN bus
  • Profibus a Profibus.
  • the higher-level control device 57 is a bus master in the present example, while the local control device 50 is a bus slave. It is also possible for the local control device 50 to be used without the higher-level control device 57 or for further valves or drives to be connected to the control device 50.
  • the higher-level control device 57 can also be omitted entirely.
  • the local control device 50 can also be connected to the higher-level control device 57 via digital inputs and outputs.
  • the interface module 55 is connected to a display and command input module 59 via connecting lines 58. From the display and command input module 59, the control device 50 can receive control commands entered, for example, via electric hand switches.
  • the control device 50 can output to the module 59 messages which the module 59 can display, for example, via light-emitting diodes. It is also possible for the module 59 to be integrated in the control device 50 or to be omitted entirely.
  • the input / output module 51 is connected to the drive 39 via a connection 61, to the drive 40 via a connection 62 and to the drive 26 via a connection 63.
  • the control device 50 can activate the respectively connected drives via the connections 61, 62 and 63.
  • the pressure sensor 41 reports via a connection 64, the pressure sensor 42 via a connection 65 and the pressure sensor 27 via a connection 66 the respectively detected pressure values to the input / output module 51 and thus to the control device 50.
  • the sensor 16 also transmits via a Connection 67 and the sensor 17 via a connection 68 to the control device 50 each of the values recorded on the working cylinder 10.
  • the (monitoring) connections 64, 65, 66, 67 and 68 and the (control) connections 61, 62 and 63 can be discrete lines or can also run over a bus.
  • FIG. 1 An exemplary test cycle for checking the safe functioning of the arrangement from FIG. 1 is shown below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • Figures 2 and 3 each show a table, in the left, with "ST" column of test or work steps are entered.
  • the rest position 31, the extended position 32 and the retracted position 33 of the directional control valve 30 for actuating the working cylinder 10 are shown in the columns labeled "31", “32” and “33".
  • "0" in the columns "31", “32” and “33” means that the directional control valve 30 has not assumed the respective position.
  • "0-» 1 "in column” 32 means that the drive 39 is activated and the directional valve 30 assumes the extended position 32 and has reached" 1 ".
  • Values entered in the column "31" indicate whether the directional control valve 30 has assumed the rest position 31 ("0—» l ”) (" 1 ") due to spring force and not activating the drives 39 or 40 leaves ("l-» 0 ”) or has already left (“ 0 ").
  • the columns “20”, “21” and “23” should be read in the same way as the columns “32” and “33".
  • the directional control valves 20 and 21, the actuation of which is shown by the compressed air on line 22 in the columns “20” and “21”, are in the rest position, ie in the blocking position ("0"). If the drive 26 is activated by the control device 50 ("0-» l "), the directional control valve 23 goes into the switching position (" 1 "). This also Tile 20 and 21 controlled and go into the open position ("1").
  • FIG. 2 shows a test cycle starting with a step 200 with the piston 11 completely “retracted”.
  • the sensor 17 gives the signal “1", the sensor 16 the signal “0".
  • the pressure sensor 41 is there hence the signal "1” while the pressure sensor connected to the currently vented line 38 outputs "0".
  • a step 201 the working cylinder 10 is first separated from the lines 37 and 38 leading to the directional control valve 30 and thus from an undesired pressurization and ventilation.
  • the control device 50 controls the directional control valve 23 to take the venting position, so that the line 22 is vented, the pressure sensor 27 reports pressure going to "0" ("1- ⁇ -O") and the directional control valves 20 and 21 move into the blocking position ("1-0").
  • pressure sensors 41 and 42 give an undefined signal "X".
  • the directional control valves 20 and 21 and the pressure sensors 41 and 42 are then checked in a step 202. Since the directional control valves 20 and 21 are in the blocking position, the directional control valve 30 can now be actuated without influencing the working cylinder 10. For this purpose, the control device 50 activates the drive 39 and deactivates the drive 40, so that the directional control valve switches from the retracted position 33 to the extended position 32, and the pressure sensor 42 flows into the line 38
  • the pressure sensor 41 reports a signal changing from “1” to "0" because of the now venting line 37. If this is not the case, there is an error that the control device 50 recognizes and reports, for example, to the higher-level control device 57.
  • the directional control valve 30 is then brought into the rest position 31 by the control device 50 also deactivating the drive 39.
  • the lines 37 and 38 and thus also the chambers of the working cylinder 10 are then separated from a pressurization or ventilation both by the directional control valves 20 and 21 and by the directional control valve 30.
  • the directional control valve 23 and, depending on this, the directional control valves 20 and 21 can be activated in step 204 without any further effect on the working cylinder 10.
  • Their respective control signals go from “0" to "1", as does the value measured by pressure sensor 27. If this is not the case, there is an error in the shutdown means, which the control device 50 recognizes.
  • sensors connected to the control device 50 are arranged in the directional control valves 23, 20 and 21, the signals of which the control device 50 checks in step 203. If an error occurs during this, the control device 50 can infer a safety-critical state and take a countermeasure, for example preventing further actuation of the directional valve 30.
  • step 204 the directional valve 20 goes into the open position, compressed air located in the working cylinder 10 on the bearing cover side and in the line 14 can flow into the line 37, so that the pressure sensor 41 signals changing values from “0” to "1", the values to be expected from the control device 50 are monitored and, if they are not present, the control device 50 determines a safety-critical state. If step 204 has been processed without errors, the control device 50 controls the directional control valve 30 again in the retracted position 33 in a step 205 by activating the drive 40, that is to say by giving an actuating signal which changes from "0” to "1". As a result, line 15 is vented via line 38 and vent outlet 36; pressure sensor 42 reports values that change from "1" to "0” during trouble-free operation.
  • test cycle with the "retracted” working cylinder 10 thus ended.
  • Such a test cycle can be repeated at any time even when the working cylinder 10 is not moving, for example at fixed time intervals, and also, for example, after the working cylinder 10 has been “retracted” or before the working cylinder 10 is “extended”.
  • Such an “extension process” is shown in a step 206.
  • the control device 50 activates the drive 39 by giving an actuating signal that changes from "0" to "1".
  • the control device 50 deactivates the drive 40, so that the line 14 is vented via the line 37 and the vent outlet 35 and the pressure sensor 41 reports values that change from “1" to "0" during trouble-free operation, while the lines 38 and 15 are pressurized with compressed air, the pressure sensor 42 reports values changing from “0” to "1” and the piston 11 "extends” from the working cylinder 10.
  • the sensor 16 reports a signal "1"
  • the sensor 17 a signal "0”.
  • the extended end position then reached is at the same time the starting position shown in FIG. 3, referred to there as step 300.
  • a test cycle can also be run through in the extended end position, as shown below.
  • step 301 corresponding to step 201 and having the same effect, first the working cylinder 10 is separated from the lines 37 and 38 leading to the directional control valve 30 and thus from an undesired pressurization and ventilation.
  • a step 302 corresponding to step 202 the directional valves 20 and 21 and the pressure sensors 41 and 42 are then checked.
  • the directional control valves 20 and 21 are in the blocking position and the directional control valve 30 can therefore be switched by the control device 50 from the extended position 32 into the retracted position 33 without influencing the working cylinder 10.
  • the control device 50 activates the drive 40 and deactivates the drive 39, so that the pressure sensor 41 changes from “0" to "1” due to compressed air flowing into the line 37, and the pressure sensor 42 switches from “0" to "1” due to the now venting. 1 "signal changing to" 0 "signals. If this is not the case, there is a safety-critical error which the control device 50 recognizes and, for example, controls a warning light-emitting diode on the display and command input module 59.
  • control device 50 also deactivates the drive 40, so that the directional control valve 30 goes into the rest position and the lines 37 and 38 are neither vented nor vented can be pressurized externally. Then, in a step 204, the directional control valve 23 and, depending on this, the directional control valves 20 and 21 can be reactivated and thereby go into the open position, so that there are still in the working cylinder 10 on the end cover side and in the line 15
  • Compress compressed air into line 38 and the pressure sensor 42 signals values that change from "0" to "1". These are monitored by the control device 50 as expected values, so that the control device 50 reports a safety-critical error in the event of a fault.
  • a step 305 the control device 50 activates the drive 39 again, so that the directional control valve 30 returns to the extended position and compressed air located in the lines 14 and 37 can escape.
  • the pressure sensor 41 then reports values changing from "1" to "0". This test cycle, which has now been completed, can also be repeated at any time.
  • Step 306 shows how the piston 11 can be "retracted” again.
  • the drive 39 is deactivated, the drive 40 activated.
  • the pressure sensor 42 reports falling pressure values by venting, the pressure sensor 41 reports rising pressure values by the application of compressed air.
  • the sensor 17 outputs the signal "1", the sensor 16 the signal "0".
  • the control device 50 can independently carry out the test steps shown in FIG. 2 and FIG. 3 according to predetermined criteria, for example those defined by configuration data. It is also possible that the control device device 50 on the display and command input module 59 or from the higher-level control device 57 a command to carry out the test steps is given. Furthermore, the control device 50 can also receive a safety-oriented command from there, in which the control device 50 is instructed to end a safety-critical state, for example by the control device 50 bringing the directional control valves 20 and 21 into the blocking position.
  • FIG. 4 essentially shows the arrangement known from FIG. 1, the same or equivalent components being provided with the same reference symbols.
  • the components used as shutdown means in particular the directional control valves 20, 21 and 23 together with lines, and the pressure sensor 27 used as shutdown checking means are no longer included.
  • the sensor 17 is also omitted, while the sensor 16 is now designed as a distance sensor which detects the distance of the piston 11 from the bearing cap of the working cylinder 10.
  • a pressure sensor 70 is shown, which detects the pressure of the compressed air supplied by the pressure source 34 and led via the line 69 to the directional control valve 30 and reports it to the control device 50 via a connection 71.
  • the control device 50 can set the pressure fed into the line 69 from the pressure source 34 via a throttle valve 72 which is connected to the input / output module 51 via a control connection 73.
  • the throttle valve 72 is therefore part of the control means.
  • the control device 50 determines the movement Direction of the piston 11, by controlling the throttle valve 72, its holding forces and its speed of movement.
  • the control device 50 can determine the movement speed on the basis of the distance of the piston 11 from the bearing cover, which distance is measured by the sensor 16 and changes when the piston 11 moves.
  • the control device 50 reduces the pressure on the line 69 via the throttle valve 72; if the speed of movement is too low, it increases the pressure.
  • a defect can now occur on the throttle valve, so that, for example, compressed air acts on the piston 11 at an unimpeded high pressure and the piston 11 is moved at a destructive speed.
  • the control device 50 detects such a safety-critical state with the aid of the sensor 16 and therefore controls the directional control valve 30 into the rest position 31 in an “emergency stop function”, so that the working space 13 is separated from the pressure source 34 and at the same time is prevented from venting and therefore the piston 11 is braked.
  • the control device 50 can recognize this and cause a subsequent reaction to remedy it. If, for example, the directional control valve 30 is in the extension division 32, the pressure sensor 42 and the pressure sensor 70 must determine corresponding pressure values which are significantly higher than the values measured by the pressure sensor 41 as a result of the venting of the line 14. If this is not the case, the control device 50 recognizes this problem and signals the problem in a safety warning message to the higher-level control device 57. The latter can then, for example, instruct the control device 50 in a safety emergency command to completely close the throttle valve 72.
  • control device 50 may control a subordinate control device (not shown) in a safety-oriented manner in the manner shown and e.g. locks the working cylinder 10 in an "emergency stop function" in response to a warning message sent by the latter.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fluidtechnisches System zur sicherheitsorientierten Steuerung sowie einen fluidtechnischen Aktor, eine lokale Steuerungseinrichtung für ein fluidtechnisches System, ein Software-Modul für eine lokale Steuerungseinrichtung eines fluidtechnischen Systems sowie ein Verfahren zum Betreiben eines fluidtechnischen Systems. Der fluidtechnische Aktor (10) wird durch Steuermittel (30) einer lokalen Steuerungseinrichtung (50) gesteuert. Ein Sensor (16, 17, 27, 41, 42) übermittelt Informationen über Betriebszustände des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung (50). Dazu wird vorgeschlagen, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) aus diesen Informationen ermittelt, ob ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt, und gegebenenfalls eine vorbestimmte Folgeaktion ausführt. Die sicherheitsorientierten Funktionen sind in das fluidtechnische System integriert, so dass dieses als vorgefertigte Einheit einsetzbar ist.

Description

Fluidtechnisches System mit Sicherheitsfunktion
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein fluidtechnisches Sys- tem zur Sicherheitsorientierten Steuerung zumindest eines fluidtechnischen Aktors, mit zumindest einer lokalen Steuerungseinrichtung zur Steuerung des fluidtechnischen Aktors über Steuermittel des fluidtechnischen Systems, wobei zumindest ein Sensor zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung vorgesehen ist
Die Erfindung betrifft weiterhin einen fluidtechnischen Aktor, eine lokale Steuerungseinrichtung für ein fluidtechnisches System, ein Software-Modul für eine lokale Steuerungs- einrichtung eines fluidtechnischen Systems sowie ein Verfahren zum Betreiben eines fluidtechnischen Systems.
Ein der Erfindung zugrundeliegendes, als "fluidtechnisch" bezeichnetes System kann beispielsweise als pneumatisches System mit Hilfe von Druckluft oder als hydraulisches System mit Hilfe von Hydrauliköl als Druckmedium (= "Fluid") betrieben werden. Dabei steuert eine elektrische Steuerungseinrichtung über Steuermittel, z.B. Ventile, den Fluss des Druckmedium zur Betätigung des oder der fluidtechnischen Aktoren. Ein solcher Aktor ist beispielsweise ein Arbeitszylinder. Der jeweilige Betriebszustand des fluidtechnischen Systems wird dabei mit Hilfe eines Sensors überwacht. Es kann z.B. an dem fluidtechnischen Aktor eine Positions-Sensorik angebracht sein, die der Steuerungseinrichtung Informationen über die jeweilige Position des Aktors mitteilt, so dass diese z.B. anhand der Information die Position des Aktors durch geeignete Beaufschlagung des Aktors mit dem Druckmedium beeinflussen kann.
Bei bekannten fluidtechnischen Systemen wird jedoch davon ausgegangen, dass durch geeignete Ausgestaltung des fluidtechnischen Systems ein sicherheitskritischer Zustand innerhalb des jeweiligen fluidtechnischen Systems nicht auftritt. Ein Schutz gegen unbeabsichtigte Zustands- oder Positionsän- derungen des fluidtechnischen Systems, beispielsweise ein plötzliches Verfahren eines Kolbens in einem Arbeitszylinder aufgrund eines Defektes eines den Arbeitszylinder ansteuernden Ventils, ist jedoch nicht vorgesehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Sicherheitsfunktionen für fluidtechnische Systeme vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch ein fluidtechnisches System zur si- cherheitsorientierten Steuerung zumindest eines fluidtechnischen Aktors gelöst, mit zumindest einer lokalen Steuerungseinrichtung zur Steuerung des fluidtechnischen Aktors über Steuermittel des fluidtechnischen Systems, wobei zumindest ein Sensor zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest eine Information zur Ermittlung zumindest eines sicherheitskritischen Zustandes aus- werten kann und dass sie bei Vorliegen des zumindest einen sicherheitskritischen Zustandes zumindest eine vorbestimmte Folgeaktion ausführt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen fluidtechnischen Aktor gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 16, eine Steuerungseinrichtung gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 17, ein Software-Modul gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 18 sowie ein Verfahren gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 19.
Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, in das fluid- technische System zur Steuerung des Aktors Sicherheitsfunktionen zu integrieren, die einfache und auch hohe sogenannte Anforderungsklassen z.B. der europäischen Norm EN 941-1 erfüllen. Der fluidtechnische Aktor kann z.B. eine Ventilanordnung, ein pneumatischer Antrieb oder eine Wartungseinheit sein. Die Steuermittel können z.B. aus einer Ventilanordnung bestehen, die durch ein elektronisches Steuerungsmodul als lokale Steuerungseinrichtung angesteuert werden. Tritt innerhalb der Steuermittel, der lokalen Steuerungseinrichtung oder an dem gesteuerten fluidtechnischen Aktor eine Sicherheits- kritische Fehlfunktion auf, so erkennt die lokale Steuerungseinrichtung dieses Problem und löst zu dessen Behebung eine Folgeaktion aus. Die lokale Steuerungseinrichtung sorgt dafür, dass ein sicherheitskritischer Zustand nicht unerkannt bleibt . Die Überwachung der Sicherheitsfunktion kann dabei auf das jeweilige fluidtechnische System, insbesondere auch auf den zu steuern- den Aktor optimal abgestimmt werden. Ohnehin vorhandene Sen- sorik kann dabei auch für Sicherheitsfunktionen mit genutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass mit Hilfe einiger zusätzlicher Sensoren höhere Sicherheitskriterien erfüllt werden. Ferner kann das fluidtechnische System als komplette, kompakte und vorgefertigte Einheit eingesetzt werden, die bereits integrierte Sicherheitsfunktionen aufweist, die z.B. mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung zusammenwirken können. Diese braucht dann nicht auf die lokal benötigten Sicherheitsfunktionen aufwendig abgestimmt werden. Die lokale Steuerungseinrichtung kann auch speziell für die Meldung von sicherheitsrelevanten Informationen und für die Gabe von sicherheitsrelevanten Befehlen gestaltete Nachrichten senden und empfangen.
Das erfindungsgemäße sicherheitsorientierte fluidtechnische System kann als Bestandteil eines fluidtechnischen Aktors ausgebildet sein. So kann beispielsweise das fluidtechnische System in eine lokal gesteuerte Ventilanordnung integriert i I sein, die ein Einzelventil oder eine Ventilgruppe, also eine sogenannte Ventilinsel, sein kann. Ferner kann das erfin- dungsgemäße sicherheitsorientierte fluidtechnische System Bestandteil eines fluidtechnischen Antriebes, beispielsweise eines pneumatischen Greifers, eines pneumatischen Zylinders oder einen pneumatischen Linearantriebes sein. Auch ein Einschaltventil, ein Wartungsgerät, z.B. ein Öler, oder ein "pneumatischer Notaus" kann durch ein erfindungsgemäßes externes oder integriertes fluidtechnisches System Sicherheits- orientiert gesteuert werden. So können erfindungsgemäß auch beispielsweise in einen pneumatischen Zylinder integrierte Sperrventile Sicherheitsorientiert gesteuert werden.
Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung erfindungsgemäß eine Information, die ein Sensor zur Überwachung der Bewegungsgeschwindigkeit des Aktors liefert, daraufhin überprüfen, ob eine vorbestimmte Bewegungsgeschwindigkeit des Aktors überschritten ist. In einem solchen Fall kann der Sensor sogar für mehrere Funktionen genutzt werden, einerseits für die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten und andererseits zur Überwachung, ob der Aktor eine sicherheitskritische Bewegungsgeschwindigkeit überschritten hat.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung.
Nachdem die lokale Steuerungseinrichtung ein Vorliegen eines sicherheitskritischen Zustandes ermittelt hat, kann sie bei- spielsweise als Folgeaktion den fluidtechnischen Aktor zur
Einnahme eines sicheren Betriebszustandes ansteuern, z.B. eine sogenannte "Nothalt"-Funktion auslösen, bei der der Aktor angehalten wird.
Weiterhin kann die lokale Steuerungseinrichtung z.B. über ei- ne Leuchtdiode oder einen Lautsprecher das Vorliegen des sicherheitskritischen Zustandes signalisieren und so eine Feh- lersuche durch einen Bediener erleichtern. Ferner kann die lokale Steuerungseinrichtung einer übergeordneten Steuerungseinrichtung eine Nachricht über das Vorliegen des Sicherheitskritischen Zustandes zusenden, wenn die lokale Steue- rungseinrichtung z.B. als sogenannter "Slave" an einem Bus agiert und von der als "Master" arbeitenden übergeordneten Steuerungseinrichtung gesteuert und überwacht wird. Dabei ist es auch möglich, dass die übergeordnete Steuerungseinrichtung die lokale Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des fluid- technischen Aktors in einen sicheren Betriebszustandes anweist, also beispielsweise zu der bereits erwähnten "Nothalt" -Funktion.
In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung, weist das fluidtechnische System von der lokalen Steuerungseinrich- tung ansteuerbare, insbesondere fluidisch und/oder elektrisch betätigbare Abschaltmittel zur Abschaltung der Wirkfunktion der Steuermittel auf den fluidtechnischen Aktor auf. Die Abschaltmittel sind z.B. zwischen die Steuermittel und den Aktor geschaltete Sperrventile. Damit ist es möglich, dass die Steuermittel abgeschaltet und damit von dem Aktor abgekoppelt werden, wenn in den Steuermitteln ein Fehler auftritt. So kann beispielsweise ein Ventil undicht sein, so dass der Ak- i tor möglicherweise eine Undefinierte, unerwünschte Position einnimmt. Die lokale Steuerungseinrichtung kann einen solchen Fehler z.B. durch mit ihr zusammenwirkende Steuer- Überprüfungsmittel, z.B. Drucksensoren, zur Überprüfung der Steuermittel ermitteln. Ferner ist es durch die Abschaltmittel möglich, dass die lokale Steuerungseinrichtung zunächst die Wirkfunktion der Steuermittel mit Hilfe der Abschaltmittel zumindest teilweise abschaltet und dann eine Überprüfung der Steuermittel vor- nimmt . Dabei können dann die Steuermittel ohne unerwünschte Beeinflussung des Aktors betätigt werden und z.B. einen Prüf- zyklus durchlaufen. Ein solcher Prüfzyklus wird z.B. jeweils vor Betätigung der Steuermittel durchlaufen, so dass die Steuermittel nur dann zur Betätigung des Aktors eingesetzt werden, wenn sie korrekt funktionieren. Die Steuermittel können auch zyklisch überprüft werden, so dass auch dann ein korrektes Funktionieren der Steuermittel bei Bedarf sichergestellt wird, wenn diese zuvor über längere Zeit an sich nicht gebraucht worden sind.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden auch die Abschaltmittel überprüft, indem z.B. Sensoren an den Abschalt- mittein angeordnet sind, die Zustandsänderungen der Abschalt- mittel erfassen und an die lokale Steuerungseinrichtung melden. Die lokale Steuerungseinrichtung ermittelt dann, ob die gemeldeten Zustandsänderungen vorbestimmten, erwarteten Zustandsänderungen entsprechen oder ob eine - eventuell sicherheitskritische - Fehlfunktion der Abschaltmittel vorliegt .
I
Die lokale Steuerungseinrichtung kann diese Fehlfunktion dann z.B. an die übergeordnete Steuerungseinrichtung melden oder eine "Nothalt" -Funktion auslösen. Die Steuerungseinrichtung kann auch die Überprüfung der Abschaltmittel zyklisch vornehmen oder jeweils nach Betätigung der Steuermittel oder der Abschaltmittel . Das fluidtechnische System kann auch von der übergeordneten Steuerungseinrichtung mit einer Überprüfungsanweisung dazu angewiesen werden, die Steuermittel sowie auch die Abschalt- mittel zyklisch oder jeweils pro empfangener Überprüfungsan- Weisung zu überprüfen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei- spielen unter Zuhilfenahme der Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem fluidtechnischen System, das durch eine lokale Steuerungseinrichtung gesteuert wird und auf einen Arbeitszylinder wirkt,
Figur 2 eine Tabelle mit einem Prüfablauf des Ausführungs- beispiels aus Figur 1 bei eingefahrenem Arbeitszy- linder,
Figur 3 eine Tabelle wie in Figur 2 mit einem weiteren
Prüfablauf, jedoch bei ausgefahrenem Arbeitszylinder,
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit im Vergleich zu Figur 1 teilweise geänderten oder fehlenden Komponenten.
Figur 1 zeigt einen Arbeitszylinder 10 als fluidtechnischem Aktor mit einem Kolben 11 und einer Kolbenstange 12, die sich in einem Arbeitsraum 13 hin und her bewegen können. Ein Fluid als Druckmedium, im vorliegenden Fall Druckluft, kann über eine am Lagerdeckel, der der Kolbenstange 12 zugewandten Stirnseite des Arbeitsraumes 13, mündende Leitung 14 in den Arbeitsraum 13 einströmen. Dadurch "fährt der Kolben 11 ein", die Kolbenstange 12 bewegt sich also in den Arbeitsraum 13 hinein, wenn auf der entgegengesetzten, der Kolbenfläche des Kolbens 11 zugewandten Stirnseite, dem Abschlussdeckel des Arbeitsraumes 13 über eine Leitung 15 durch den sich bewegenden Kolben 11 verdrängte Luft entweichen kann, der Arbeits- räum 13 entlüftet wird. Wenn über die Leitung 15 Druckluft in den Arbeitsraum 13 einströmt, "fährt der Kolben 11 aus", die Kolbenstange 12 bewegt sich also aus dem Arbeitsraum 13 heraus, sofern über die Leitung 14 Luft entweichen kann. Ein Sensor 16 erfasst, ob der Kolben 11 ausgefahren ist, und ein Sensor 17 erfasst, ob der Kolben 11 eingefahren ist. Anstatt des Arbeitszylinders 10 kann auch beispielsweise ein Linearantrieb, eine Wartungseinheit zur Aufbereitung von Druckluft oder ein pneumatisch angesteuertes Ventil als fluidtechni- schem Aktor eingesetzt werden.
Die Leitung 14 kann über ein Wegeventil 20, die Leitung 15 über ein Wegeventil 21 gesperrt werden, wobei dann weder Druckluft in den Arbeitsraum 13 einströmen noch durch den Kolben 11 verdrängte Luft aus dem Arbeitsraum 13 entweichen kann. Die Wegeventile 20 und 21 wirken demnach als Abschalt- mittel und sind sogenannte 2/2-Wegeventile . Ein 2/2-
Wegeventil hat einen Eingang und einen Ausgang, die entweder durch eine Sperrstellung des jeweiligen Wegeventils voneinander getrennt sind oder in einer Durchlassstellung des jeweiligen Wegeventils miteinander verbunden sind. Der Ausgang des Wegeventils 20 ist mit der Leitung 14, der Ausgang des Wegeventils 21 mit der Leitung 15 verbunden. Die Wegeventile 20 und 21 sind durch eine Leitung 22 mit Druckluft beaufschlagbar und bewegen sich dann in Durchlassstellung. In dem Schaltzustand in Figur 1, der Sperrstellung, sind die Wegeventile 21 und 22 jedoch nicht mit Druckluft beaufschlagt und werden jeweils durch eine angedeutete Feder in der Sperrstellung gehalten. An dieser Stelle sei bereits darauf hingewiesen, dass die Bauform der in Figur 1 gezeigten Bauelemente lediglich symbolisch ist. Die Wegeventile 20 und 21 können beispielsweise auch elektrisch angetrieben sein, durch Druckluft in Ruhestellung gehalten werden oder durch andere absperrend wirkende Ventilanordnungen ersetzt werden.
Die Leitung 22 wird über ein Wegeventil 23 mit Druckluft be- aufschlagt oder entlüftet. Das Wegeventil 23 ist ein 3/2-
Wegeventil mit einem Arbeitsausgang für die Leitung 22, einem Eingang der mit einer Druckquelle 24 verbunden ist und einem Entlüftungsausgang 25. Das Wegeventil 23 ist in Figur 1 in Entlüftungsstellung als Ruhestellung gezeigt, angedeutet durch eine Feder, bei der die Leitung 22 durch den Entlüftungsausgang 25 entlüftet wird. Durch einen elektrischen Antrieb 26, z.B. einen Spulenantrieb, kann das Wegeventil 23 in Schaltstellung gebracht werden, wobei dann Druckluft von der Druckquelle 24 in die Leitung 22 einströmt und die Wegeventi- le 20 und 21 in Durchlassstellung bewegt werden. An die Leitung 22 ist ferner ein Drucksensor 27 angeschlossen, der den auf der Leitung 22 vorhandenen Druck erfasst. Der Drucksensor 27 dient als Abschalte-Überprüfungsmittel zur Überprüfung der als Abschaltmittel wirkenden Wegeventile 20, 21 und 22. An- statt des Drucksensors 27 könnten als Abschalte- Überprüfungsmittel auch beispielsweise Sensoren zur Stellungserfassung an den Wegeventilen 20, 21 und 22 angebracht sein.
Als Steuermittel zur Ansteuerung des Arbeitszylinders 10 wirkt ein Wegeventil 30, das im vorliegenden Fall ein 5/3- Wegeventil ist mit drei Stellungen, einer Ruhestellung 31, einer (Kolben-) Ausfahrstellung 32 und einer (Kolben-) Einfahrstellung 33 sowie insgesamt fünf Ein-/Ausgängen, von de- nen ein Eingang mit einer Druckquelle 34 zur Speisung mit
Druckluft verbunden ist, je ein Ausgang 35 und 36 zur Entlüftung dient sowie ein Ein-/Ausgang über eine Leitung 37 mit dem Wegeventil 20 und ein Ein-/Ausgang über eine Leitung 38 mit dem Wegeventil 21 verbunden ist.
Die Wegeventile 20 und 22 seien für der folgenden Erklärung der Funktion des Wegeventils 30 in Durchlassstellung. Die Leitungen 14 und 37 sowie die Leitungen 15 und 38 sind dabei jeweils miteinander verbunden. In der gezeigten Ruhestellung 31, beispielhaft erzielt durch an dem Wegeventil 30 angeord- nete Federn, sind alle fünf Ein- und Ausgänge des Wegeventils 30 voneinander getrennt, so dass der keine steuernden Druckluftkräfte oder Entlüftungskräfte auf den Arbeitszylinder 10 einwirken und dieser seine jeweilige Stellung im Wesentlichen beibehält. Wenn ein an dem Wegeventil 30 angeordneter Antrieb 39 aktiviert wird, wird das Wegeventil 30 in die Ausfahrstellung 32 bewegt, bei der Druckluft in die Leitungen 38 und 15 einströmt und Luft über die Leitungen 14 und 37 sowie den Ausgang 35 entweichen kann. Die Kolbenstange 12 fährt dabei aus dem Arbeitszylinder 10 heraus. Wird ein ebenfalls an dem Wegeventil 30 angeordneter Antrieb 40 aktiviert, wird das Wegeventil 30 in die Einfahrstellung 33 gebracht, so dass Druckluft einerseits in die Leitungen 14 und 37 einströmt und andererseits über die Leitungen 38 und 15 entweichen kann. Die Kolbenstange 12 fährt dabei in den Arbeitszylinder 10 hinein. Statt dem Wegeventil 30 sind auch andere Ventilanordnungen möglich. So könnten z.B. anstatt des Wegeventils 30 an die Leitungen 37 und 38 jeweils ein 3/3 -Wegeventile ange- schlössen sein, mit denen jeweils ein Belüften, ein Entlüften sowie ein Sperren der Leitungen 37 und 38 möglich ist.
Zur Überprüfung der jeweiligen Druckverhältnisse ist ein Drucksensor 41 an die Leitung 37, ein weiterer Drucksensor 42 an die Leitung 38 angeschlossen. Die Drucksensoren 41 und 42 wirken als Steuer-Überprüfungsmittel. Ferner könnte als Steuer-Überprüfungsmittel auch eine Sensorik, beispielsweise in Form von Endschaltern, zur Überwachung der Funktion des Wegeventils 30 an diesem angeordnet sein.
Die Wegeventile 20, 21 und 23, untereinander verbunden durch die Leitung 22 und versorgt durch die Druckquelle 24, sind
Abschaltmittel zur Abschaltung der Wirkfunktion des als Steuermittel wirkenden Wegeventils 30.
Die Funktionen der Wegeventile 23 und 30 werden über die jeweiligen Antriebe 26 sowie 39 und 40 von einer lokalen Steue- rungseinrichtung 50 gesteuert. Die lokale Steuerungseinrichtung 50 weist ein Ein-/Ausgabemodul 51, einen Prozessor 52, Speichermittel 53 sowie Schnittstellenmodule 54 und 55 als Verbindungsmittel auf, die jeweils durch nicht gezeigte Verbindungen untereinander verbunden sind. Die lokale Steuerungseinrichtung 50 wird durch ein Betriebssystem sowie durch Software-Module betrieben, die in dem Speichermittel 53 ge- speichert sind und deren Programmcode-Sequenzen durch den
Prozessor 52 ausgeführt werden. Das Speichermittel 53 umfasst beispielsweise RAM-Module (RAM = Random Access Memory) für temporär zu speichernde Daten sowie Flash-Memory-Module und/oder ROM-Module (ROM= Read Only Memory) für langfristig zu speichernde Daten.
Über das mit einem Bus 56 verbundene Schnittstellenmodul 54 ist die lokale Steuerungseinrichtung 50 mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung 57 verbunden, von der die Steuerungseinrichtung 50 Stellbefehle erhalten kann und an die die Steuerungseinrichtung 50 Meldungen senden kann. Der Bus 56 kann ein Feldbus sein, z.B. ein AS-i Bus (AS-i = Actor Sensor Interface) , CAN-Bus oder ein Profibus. Die übergeordnete Steuerungseinrichtung 57 ist im vorliegenden Beispiel ein Bus-Master, während die lokale Steuerungseinrichtung 50 Bus- Slave ist. Es ist auch möglich, dass die lokale Steuerungseinrichtung 50 auch ohne die übergeordnete Steuerungseinrichtung 57 eingesetzt wird oder dass weitere Ventile oder Antriebe an die Steuerungseinrichtung 50 angeschlossen werden. Die übergeordnete Steuerungseinrichtung 57 kann auch ganz entfallen. Ferner kann die lokale Steuerungseinrichtung 50 mit der übergeordneten Steuerungseinrichtung 57 auch über digitale Ein- und Ausgänge verbunden sein. Ferner ist das Schnittstellenmodul 55 über Verbindungsleitungen 58 mit einem Anzeige- und Befehlseingabe-Modul 59 verbunden. Von dem Anzeige- und Befehlseingabemodul 59 kann die Steuerungseinrichtung 50 z.B. über elektrische Handtaster eingegebene Stellbefehle empfangen. Weiter kann die Steuerungseinrichtung 50 an das Modul 59 Meldungen ausgeben, die das Modul 59 beispielsweise über Leuchtdioden anzeigen kann. Es ist auch möglich, dass das Modul 59 in die Steuerungseinrichtung 50 integriert ist oder ganz entfällt.
Das Ein-/Ausgabemodul 51 ist über eine Verbindung 61 mit dem Antrieb 39, über eine Verbindung 62 mit dem Antrieb 40 sowie über eine Verbindung 63 mit dem Antrieb 26 verbunden. Über die Verbindungen 61, 62 und 63 kann die Steuerungseinrichtung 50 die jeweils angeschlossenen Antriebe aktivieren. Ferner meldet der Drucksensor 41 über eine Verbindung 64, der Drucksensor 42 über eine Verbindung 65 und der Drucksensor 27 über eine Verbindung 66 die jeweils erfassten Druckwerte an das Ein-/Ausgabemodul 51 und damit an die Steuerungseinrichtung 50. Weiter übermittelt der Sensor 16 über eine Verbindung 67 und der Sensor 17 über eine Verbindung 68 seine jeweils an dem Arbeitszylinder 10 erfassten Werte an die Steuerungseinrichtung 50. Die (Überwachungs-) Verbindungen 64, 65, 66, 67 und 68 sowie die (Steuer-) Verbindungen 61, 62 und 63 können diskrete Leitungen sein oder auch über einen Bus führen.
Im Folgenden wird anhand der Figuren 2 und 3 jeweils ein beispielhafter Prüfzyklus zur Überprüfung der sicheren Funktion der Anordnung aus Figur 1 dargestellt. Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils eine Tabelle, in deren linker, mit "ST" über- schriebener Spalte Prüf- oder Arbeitsschritte eingetragen sind.
In den mit "31", "32" und "33" überschriebenen Spalten sind die Ruhestellung 31, die Ausfahrstellung 32 und die Einfahr- Stellung 33 des Wegeventils 30 zur Betätigung des Arbeitszylinders 10 eingezeichnet. Dabei bedeutet "0" in den Spalten "31", "32" und "33", dass das Wegeventil 30 die jeweilige Stellung nicht eingenommen hat. Ferner bedeutet "0-»l" in der Spalte "32", dass der Antrieb 39 aktiviert wird und das Wege- ventil 30 die Ausfahrstellung 32 einnimmt und bei "1" erreicht hat. In der Spalte "33" heisst "0-»l", dass der Antrieb 40 aktiviert wird und das Wegeventil 30 die Einfahrstellung 33 einnimmt und bei "1" erreicht hat. In der Spalte "31" eingetragene Werte stehen dafür, ob das Wegeventil 30 die Ruhestellung 31 - durch Federkraft und Nicht-Aktivierung der Antriebe 39 oder 40 - einnimmt ("0—»l"), eingenommen hat ("1"), wieder verlässt ("l-»0") oder schon verlassen hat ( "0 " ) .
Analog wie die Spalten "32" und "33" sind die Spalten "20", "21" und "23" zu lesen. In der Spalte "23" heisst "0", dass der Antrieb 26 nicht durch die Steuerungseinrichtung 50 aktiviert ist und daher das Wegeventil 23 in Entlüftungsstellung (= Ruhestellung) ist. Die Wegeventile 20 und 21, deren An- steuerung durch die Druckluft auf der Leitung 22 in den Spal- ten "20" bzw. "21" gezeigt ist, sind dabei in Ruhelage, also in Sperrstellung ("0") . Wird der Antrieb 26 durch die Steuerungseinrichtung 50 aktiviert ("0-»l"), geht das Wegeventil 23 in SchaltStellung ("1"). Dadurch werden auch die Wegeven- tile 20 und 21 angesteuert und gehen in Durchlassstellung ( " 1 " ) .
Die Spalten "27", "41" und "42" zeigen die von den Drucksensoren 27, 41 und 42 an die Steuerungseinrichtung 50 gemelde- ten Signale, wobei "0" bedeutet "kein Druck liegt an" und "1" "Steuerdruck liegt an". Bei den im vorliegenden Fall digital arbeitenden Drucksensoren steht ein "X" für einen Undefinierten Zwischenwert des anliegenden Druckes. Die digitale Meldeweise ("0" oder "1") ist jedoch nur beispielhaft zu verste- hen, denn die Drucksensoren 27, 41 und 42 können bei entsprechender Ausgestaltung auch genaue Zwischenwerte des jeweils an ihnen anliegenden Druckes melden.
Die Spalten "16" und "17" zeigen die Meldungen der Sensoren 16 und 17. Dabei steht "0" dafür, dass der Kolben 11 von dem jeweiligen Sensor entfernt ist und der jeweilige Sensor ein digitales Signal "0" an die Steuerungseinrichtung 50 meldet, während sich der Kolben 11 bei "1" auf kürzester Distanz zu dem jeweiligen Sensor befindet.
Figur 2 zeigt einen Prüfzyklus beginnend mit einem Schritt 200 bei vollständig "eingefahrenem" Kolben 11. Der Sensor 17 gibt dabei das Signal "1", der Sensor 16 das Signal "0". Ferner sind das Wegeventil 23 und davon abhängig die Wegeventile 20 und 21 aktiviert und der Drucksensor 27 misst das Signal "1", so dass durch das Wegeventil 30 bei aktiver (="1") Ein- fahrstellung 33 Druckluft über die Leitungen 37 und 14 in den Arbeitszylinder 10 einströmen kann. Der Drucksensor 41 gibt daher das Signal "1" aus, während der an die momentan entlüfteten Leitung 38 angeschlossene Drucksensor "0" ausgibt.
In einem Schritt 201 wird zunächst der Arbeitszylinder 10 von den zu dem Wegeventil 30 führenden Leitung 37 und 38 und da- mit von einer unerwünschten Druckbeaufschlagung und Entlüftung getrennt. Die Steuerungseinrichtung 50 steuert dabei das Wegeventil 23 zur Einnahme der Entlüftungsstellung an, so dass die Leitung 22 entlüftet wird, der Drucksensor 27 auf "0" gehenden Druck meldet ("l-→-O") und die Wegeventile 20 und 21 in Sperrstellung gehen ("l-0") . In der Übergangsphase bis zur der Einnahme der Entlüftungsstellung des Wegeventils 23 geben Drucksensoren 41 und 42 ein Undefiniertes Signal "X" .
In einem Schritt 202 werden dann die Wegeventile 20 und 21 sowie die Drucksensoren 41 und 42 geprüft. Da die Wegeventile 20 und 21 in Sperrstellung sind, kann nun ohne Beeinflussung des Arbeitszylinders 10 das Wegeventil 30 betätigt werden. Die Steuerungseinrichtung 50 aktiviert dazu den Antrieb 39 und deaktiviert den Antrieb 40, so dass das Wegeventil von der Einfahrstellung 33 in die Ausfahrstellung 32 umschaltet, der Drucksensor 42 wegen in die Leitung 38 einströmender
Druckluft ein von "0" nach "1" wechselndes, der Drucksensor 41 wegen der nunmehr sich entlüftenden Leitung 37 ein von "1" nach "0" wechselndes Signal meldet. Ist dies nicht der Fall, liegt an ein Fehler vor, den die Steuerungseinrichtung 50 er- kennt und beispielsweise an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 57 meldet. In einem Schritt 203 wird dann das Wegeventil 30 in Ruhestellung 31 gebracht, indem die Steuerungseinrichtung 50 auch den Antrieb 39 deaktiviert. Die Leitungen 37 und 38 und damit auch die Kammern des Arbeitszylinders 10 werden dann sowohl durch die Wegeventile 20 und 21 als auch durch das Wegeventil 30 von einer Druckbeaufschlagung oder einer Entlüftung getrennt .
Daher können ohne weitere Auswirkung auf den Arbeitszylinder 10 in einem Schritt 204 das Wegeventil 23 und davon abhängig die Wegeventile 20 und 21 aktiviert werden. Deren jeweilige Stellsignale gehen wie auch der von dem Drucksensor 27 gemessene Wert von "0" auf "1". Sofern dies nicht der Fall ist, liegt ein Fehler bei den Abschaltmitteln vor, den die Steuerungseinrichtung 50 erkennt. Es ist auch möglich, dass in den Wegeventilen 23, 20 und 21 jeweils mit der Steuerungseinrichtung 50 verbundene Sensoren angeordnet sind, deren Signale die Steuerungseinrichtung 50 bei dem Schritt 203 überprüft. Wenn dabei ein Fehler auftritt, kann die Steuerungseinrichtung 50 daraus auf einen sicherheitskritischen Zustand schliessen und eine Gegenmaßnahme vornehmen, z.B. eine weitere Betätigung des Wegeventils 30 verhindern. Wenn bei dem Schritt 204 das Wegeventil 20 in Durchlassstellung geht, kann noch in Arbeitszylinder 10 lagerdeckelseitig sowie in der Leitung 14 befindliche Druckluft in die Leitung 37 einströ- men, so dass der Drucksensor 41 von "0" auf "1" wechselnde Werte signalisiert, die von der Steuerungseinrichtung 50 als zu erwartende Werte überwacht werden und bei deren Nichtvor- liegen die Steuerungseinrichtung 50 einen sicherheitskritischen Zustand ermittelt . Ist der Schritt 204 fehlerlos abgearbeitet, steuert die Steuerungseinrichtung 50 in einem Schritt 205 das Wegeventil 30 wieder in Einfahrstellung 33 und zwar durch Aktivierung des Antriebes 40, also durch Gabe eines von "0" nach "1" wech- selnden Stellsignales. Dadurch wird die Leitung 15 über die Leitung 38 und den Entlüftungsausgang 36 entlüftet, der Drucksensor 42 meldet bei störungsfreiem Betrieb von "1" auf "0" wechselnde Werte.
Der Prüfzyklus bei "eingefahrenem" Arbeitszylinder 10 ist da- mit beendet. Ein solcher Prüfzyklus kann jederzeit auch bei Nichtbewegen des Arbeitszylinders 10, z.B. in festen Zeitintervallen, wiederholt werden sowie auch beispielsweise nachdem der Arbeitszylinder 10 "eingefahren" worden ist oder bevor der Arbeitszylinder 10 "ausgefahren" wird. Ein solcher "Ausfahr organg" ist in einem Schritt 206 dargestellt. Dabei aktiviert die Steuerungseinrichtung 50 den Antrieb 39 durch Gabe eines von "0" nach "1" wechselnden Stellsignales. Zugleich deaktiviert die Steuerungseinrichtung 50 den Antrieb 40, so dass die Leitung 14 über die Leitung 37 und den Ent- lüftungsausgang 35 entlüftet wird und der Drucksensor 41 bei störungsfreiem Betrieb von "1" auf "0" wechselnde Werte meldet, während die Leitungen 38 und 15 mit Druckluft beauf- ι schlagt werden, der Drucksensor 42 von "0" nach "1" wechselnde Werte meldet und der Kolben 11 aus dem Arbeitszylinder 10 "ausfährt". Hat der Kolben 11 die Lagerdeckelseite erreicht, meldet der Sensor 16 ein Signal "1", der Sensor 17 ein Signal " 0" . Die dann erreichte Ausfahr-Endstellung ist zugleich die in Figur 3 dargestellte Ausgangslage, dort als Schritt 300 bezeichnet. Auch in Ausfahr-Endstellung kann ein Prüfzyklus durchlaufen werden, wie im Folgenden dargestellt wird.
In einem dem Schritt 201 entsprechenden und gleichwirkenden Schritt 301 wird zunächst der Arbeitszylinder 10 von den zu dem Wegeventil 30 führenden Leitungen 37 und 38 und damit von einer unerwünschten Druckbeaufschlagung und Entlüftung getrennt .
In einem dem Schritt 202 entsprechenden Schritt 302 werden dann die Wegeventile 20 und 21 sowie die Drucksensoren 41 und 42 geprüft. Die Wegeventile 20 und 21 sind in Sperrstellung und das Wegeventil 30 kann daher von der Steuerungseinrichtung 50 ohne Beeinflussung des Arbeitszylinders 10 von der AusfahrStellung 32 in die Einfahrstellung 33 umschaltet werden. Die Steuerungseinrichtung 50 aktiviert dazu den Antrieb 40 und deaktiviert den Antrieb 39, so dass der Drucksensor 41 wegen in die Leitung 37 einströmender Druckluft ein von "0" nach "1" wechselndes, der Drucksensor 42 wegen der nunmehr sich entlüftenden Leitung 38 ein von "1" nach "0" wechselndes Signal meldet. Ist dies nicht der Fall, liegt ein Sicherheitskritischer Fehler vor, den die Steuerungseinrichtung 50 erkennt und beispielsweise eine Warn-Leuchtdiode an dem Anzeige- und Befehlseingabemodul 59 ansteuert.
In einem Schritt 303 deaktiviert die Steuerungseinrichtung 50 auch den Antrieb 40, so dass das Wegeventil 30 in Ruhestellung geht und die Leitungen 37 und 38 weder entlüftet noch extern mit Druckluft beaufschlagt werden können. Dann können in einem Schritt 204 das Wegeventil 23 und davon abhängig die Wegeventile 20 und 21 wieder aktiviert werden und dabei in Durchlassstellung gehen, so dass noch im Arbeitszylinder 10 abschlussdeckelseitig sowie in der Leitung 15 befindliche
Druckluft in die Leitung 38 einströmen und der Drucksensor 42 von "0" auf "1" wechselnde Werte signalisiert. Diese werden von der Steuerungseinrichtung 50 als zu erwartende Werte ü- berwacht, so dass die Steuerungseinrichtung 50 bei einer Stö- rung einen sicherheitskritischen Fehler meldet.
In einem Schritt 305 aktiviert die Steuerungseinrichtung 50 wieder den Antrieb 39, so dass das Wegeventil 30 wieder in Ausfahrstellung geht und in den Leitungen 14 und 37 befindliche Druckluft entweichen kann. Der Drucksensor 41 meldet dann von "1" auf "0" wechselnde Werte. Auch dieser nunmehr abgeschlossene Prüfzyklus kann jederzeit wiederholt werden.
Ein Schritt 306 zeigt, wie der Kolben 11 wieder "eingefahren" werden kann. Dabei wird der Antrieb 39 deaktiviert, der Antrieb 40 aktiviert. Der Drucksensor 42 meldet durch Entlüf- tung sinkende Druckwerte, der Drucksensor 41 durch Beaufschlagung mit Druckluft steigende Druckwerte. Nachdem der Kolben 11 den Abschlussdeckel erreicht hat, gibt der Sensor 17 das Signal "1", der Sensor 16 das Signal "0" aus.
Die Steuerungseinrichtung 50 kann die anhand von Figur 2 und Figur 3 dargestellten Prüfschritte nach vorbestimmten, z.B. durch Konfigurationsdaten festgelegten Kriterien selbständig durchführen. Es ist auch möglich, dass der Steuerungseinrich- tung 50 an dem Anzeige- und Befehlseingabe-Modul 59 oder von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 57 ein Befehl zur Durchführung der Prüfschritte gegeben wird. Ferner kann die Steuerungseinrichtung 50 von dort auch einen sicherheitsori- entierten Befehl empfangen, in dem die Steuerungseinrichtung 50 dazu angewiesen wird, einen sicherheitskritischen Zustand zu beenden, indem die Steuerungseinrichtung 50 beispielsweise die Wegeventile 20 und 21 in Sperrstellung bringt.
Figur 4 zeigt im Wesentlichen die aus Figur 1 bekannte Anord- nung, wobei gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Allerdings sind die als Abschaltmittel eingesetzten Komponenten, insbesondere die Wegeventile 20, 21 und 23 nebst Leitungen, sowie der als Ab- schalte-Überprüfungsmittel eingesetzte Drucksensor 27 nicht mehr enthalten. Ferner entfällt auch der Sensor 17, während der Sensor 16 nunmehr als Abstandssensor ausgebildet ist, der den Abstand des Kolbens 11 vom Lagerdeckel des Arbeitszylinders 10 erfasst. Weiter ist ein Drucksensor 70 gezeigt, der den Druck der von der Druckquelle 34 gelieferten und über die Leitung 69 zu dem Wegeventil 30 geführten Druckluft erfasst und über eine Verbindung 71 an die Steuerungseinrichtung 50 meldet. Die Steuerungseinrichtung 50 kann den von der Druckquelle 34 in die Leitung 69 eingespeisten Druck über ein Drosselventil 72 einstellen, das über eine Steuer-Verbindung 73 an das Ein-/Ausgabemodul 51 angeschlossen ist. Das Drosselventil 72 ist damit Bestandteil der Steuermittel.
Durch Steuerung des Wegeventils 30 bestimmt die Steuerungseinrichtung 50, wie bereits oben erläutert, die Bewegungs- richtung des Kolbens 11, durch Steuerung des Drosselventils 72 dessen Haltekräfte sowie dessen Bewegungsgeschwindigkeit. Die Bewegungsgeschwindigkeit kann die Steuerungseinrichtung 50 anhand der von dem Sensor 16 gemessenen, bei Bewegung des Kolbens 11 sich verändernden Abstandes des Kolbens 11 von dem Lagerdeckel ermitteln.
Ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 11 zu groß, vermindert die Steuerungseinrichtung 50 über das Drosselventil 72 den Druck auf der Leitung 69, ist die Bewegungsgeschwin- digkeit zu klein, erhöht sie den Druck. Nun kann jedoch an dem Drosselventil ein Defekt auftreten, so dass beispielsweise Druckluft mit ungehindert hohem Druck auf den Kolben 11 einwirkt und dieser mit zerstörerischer Geschwindigkeit bewegt wird. Die Steuerungseinrichtung 50 erkennt jedoch mit Hilfe des Sensors 16 einen solchen sicherheitskritischen Zustand und steuert daher in einer "Notaus-Funktion" das Wegeventil 30 in die Ruhestellung 31, so dass der Arbeitsraum 13 von der Druckquelle 34 getrennt und zugleich an einer Entlüftung gehindert ist und deshalb der Kolben 11 abgebremst wird.
Auch wenn an dem Wegeventil 30 ein sicherheitskritischer Fehler auftritt, kann die Steuerungseinrichtung 50 diesen erkennen und eine Folgereaktion zu dessen Abhilfe bewirken. Wenn nämlich das Wegeventil 30 beispielsweise in Ausfahrsteilung 32 ist, so müssen von dem Drucksensor 42 und dem Drucksensor 70 übereinstimmende Druckwerte ermittelt werden, die wesentlich höher sind, als die von dem Drucksensor 41 in Folge der Entlüftung der Leitung 14 gemessenen Werte. Ist dies nicht der Fall, erkennt die Steuerungseinrichtung 50 dieses Problem und signalisiert das Problem in einer Sicherheitswarnmeldung an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 57. Diese kann dann beispielsweise die Steuerungseinrichtung 50 in einem Si- cherheits-Notbefehl dazu anweisen, das Drosselventil 72 kom- plett zu schliessen.
Es ist auch möglich, dass die Steuerungseinrichtung 50 eine nicht gezeigte untergeordnete Steuerungseinrichtung in der dargestellten Weise sicherheitsorientiert ansteuert und z.B. auf eine von dieser gesendeten Warn-Meldungen den Arbeitszy- linder 10 in einer "Notaus-Funktion" absperrt.

Claims

Fluidtechnisches System mit SicherheitsfunktionAnsprüche
1. Fluidtechnisches System zur sicherheitsorientierten Steuerung zumindest eines fluidtechnischen Aktors (10) , mit zumindest einer lokalen Steuerungseinrichtung (50) zur Steuerung des fluidtechnischen Aktors (10) über Steuermittel (30) des fluidtechnischen Systems, wobei zumindest ein Sensor (16, 17, 27, 41, 42) zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung (50) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest eine Information zur Ermittlung zumindest eines sicherheitskri- tischen Zustandes auswerten kann und dass sie bei Vorliegen des zumindest einen sicherheitskritischen Zustandes zumindest eine vorbestimmte Folgeaktion ausführt.
2. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) als Fol- geaktion den fluidtechnischen Aktor (10) zur Einnahme eines sicheren Betriebszustandes ansteuert.
3. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass es Verbindungsmittel (54) zu einer über- geordneten Steuerungseinrichtung zum Versenden einer Information über das Vorliegen des sicherheitskritischen Zustandes durch die lokale Steuerungseinrichtung (50) als Folgeaktion aufweist.
4. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es von der lokalen Steuerungseinrichtung (50) ansteuerbare Abschaltmittel (20, 21, 23) zur Abschaltung der Wirkfunktion der Steuermittel (30) auf den zumindest einen fluidtechnischen Aktor (10) aufweist.
5. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mit der lokalen Steuerungseinrichtung (50) zusammenwirkende Steuer-Überprüfungsmittel (41, 42) zur Überprüfung der Steuermittel (30) aufweist.
6. Fluidtechnisches System nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie zur Überprüfung der Steuermittel (30) die Wirkfunktion der Steuermittel (30) mit Hilfe der Abschaltmittel (20, 21, 23) zumindest teilweise abschalten kann.
7. Fluidtechnisches System nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mit der lokalen Steuerungseinrichtung (50) zusammenwirkende Abschalte-Überprüfungsmittel (27) zur Überprüfung der Abschaltmittel (20, 21, 23) aufweist.
8. Fluidtechnisches System nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie zur Überprüfung der Abschaltmittel (20, 21, 23) die Steuermittel (30) in vorbestimmter Weise betätigen kann.
9. Fluidtechnisches System nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie die Steuermittel (30) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Betätigung der Steuermittel (30) , insbesondere nach Erreichen einer Endlage des zumindest einen fluidtechnischen Aktors (10) , und/oder zu vorbestimmten Zeitpunkten überprüfen kann.
10. Fluidtechnisches System nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie die Abschaltmittel (20, 21, 23) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Betätigung der Abschaltmittel (20, 21, 23) oder der Steuermittel (30), ins- besondere nach Erreichen einer Endlage des zumindest einen fluidtechnischen Aktors (10) , und/oder zu vorbestimmten Zeitpunkten überprüfen kann.
11. Fluidtechnisches System nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie über die Verbindungsmittel von der übergeordneten Steuerungseinrichtung eine Sicherheitsanweisung empfangen kann, in der die lokale '• Steuerungseinrichtung (50) zur Ansteuerung des fluidtechnischen Aktors (10) in einen sicheren Betriebszustandes angewiesen wird.
12. Fluidtechnisches System nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie über die Verbindungsmittel von der übergeordneten Steuerungseinrichtung eine Überprü- fungsanweisung empfangen kann, in der die lokale Steuerungseinrichtung (50) zur Überprüfung der Steuermittel (30) angewiesen wird.
13. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie bei Empfang einer Anweisung zur Betätigung der Steuermittel (30) ermittelt, ob ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt und dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) die Anweisung nur dann ausführt, wenn kein sicherheitskritischer Zustand vorliegt.
14. Fluidtechnisches System nach Anspruch 7 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltmittel (20, 21, 23) fluidisch und/oder elektrisch betätigbar sind.
15. Fluidtechnisches System nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es als Folgeaktion eine optischen und/oder akkustischen Meldeeinrichtung (59) zum Melden des sicherheitskritischen Zustandes ansteuert.
16. Fluidtechnischer Aktor (10), dadurch gekennzeichnet, dass er ein fluidtechnisches System nach Anspruch 1 bis 15 zur sicherheitsorientierten Steuerung aufweist, durch das der Aktor (10) gesteuert wird.
17. Lokale Steuerungseinrichtung (50) für ein fluidtechnisches System mit zumindest einem fluidtechnischen Aktor (10) , der durch die lokale Steuerungseinrichtung (50) über Steuer- mittel (30) gesteuert werden kann, wobei zumindest ein Sensor (16, 17, 27, 41, 42) zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechni- sehen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung (50) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) derart ausgestaltet ist, dass sie die zumindest eine Information zur Ermittlung zumindest eines si- cherheitskritischen Zustandes auswerten kann und dass sie bei Vorliegen des zumindest einen sicherheitskritischen Zustandes zumindest eine vorbestimmte Folgeaktion ausführt.
18. Software-Modul für eine lokale Steuerungseinrichtung (50) eines fluidtechnischen Systems mit zumindest einem flu- idtechnischen Aktor (10) , der durch die lokale elektrische Steuerungseinrichtung (50) über Steuermittel (30) gesteuert werden kann, wobei das Software-Modul Programmcode enthält, der von zumindest einem Prozessor (52) der lokalen Steuerungseinrichtung (50) ausgeführt werden kann, wobei in dem fluidtechnischen System zumindest ein Sensor (16, 17, 27, 41, 42) zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung (50) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Software-Modul Auswertemittel auf- weist, die derart ausgestaltet sind, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) die zumindest eine Information zur Ermittlung zumindest eines sicherheitskritischen Zustandes auswerten kann und dass das Software-Modul Reaktionsmittel aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass die lokale Steue- rungseinrichtung (50) bei Vorliegen des zumindest einen sicherheitskritischen Zustandes zumindest eine vorbestimmte Folgeaktion ausführen kann.
19. Verfahren für ein fluidtechnisches System, mit zumindest einem fluidtechnischen Aktor (10) , der durch Steuermit- tel (30) zumindest einer lokalen Steuerungseinrichtung (50) gesteuert werden kann, wobei zumindest ein Sensor (16, 17, 27, 41, 42) zur Übermittlung zumindest einer Information über zumindest einen Betriebszustand des fluidtechnischen Systems an die lokale Steuerungseinrichtung (50) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
- der Sensor (16, 17, 27, 41, 42) übermittelt die zumindest eine Information an die lokale Steuerungseinrichtung (50) ,
- die lokale Steuerungseinrichtung (50) ermittelt aus der zu- mindest einen Information, ob ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt und
- die lokale Steuerungseinrichtung (50) führt bei Vorliegen eines sicherheitskritischen Zustandes zumindest eine vorbestimmte Folgeaktion aus.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) die Steuermittel (30) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Betätigung der Steuermittel (30) , insbesondere nach Erreichen einer Endlage des zumindest einen fluidtechnischen Aktors (10) , und/oder zu vorbestimmten Zeitpunkten überprüft.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerungseinrichtung (50) die Steuermittel (30) mit Hilfe einer Folge vorbestimmter Prüfschritte (201, 202, 203, 204, 205) überprüft.
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