DE10045651A1 - Sicherheitsschaltgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsschaltgerät zum Ein- und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers (24) abhängig von einem Schaltereignis eines Sicherheitsgebers (30), mit zumindest einem Schaltelement (18, 19). Es umfaßt einen Koppelsignal-Eingang (42) und einen Koppelsignal-Ausgang (44), wobei ein Koppelsignal dem Koppelsignal-Ausgang (44) zugeführt wird, wenn ein Schaltereignis eintritt, und das Schaltelement (18, 19) betätigt wird, wenn ein Koppelsignal dem Koppelsignal-Eingang (42) zugeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung mehrerer der genannten Sicherheitsschaltgeräte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitsschaltgerät zum ein- und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrau­ chers abhängig von einem Schaltereignis eines Sicherheitsge­ bers, mit zumindest einem Schaltelement. Die Erfindung betrifft ferner eine Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung zum ein- und si­ cheren Ausschalten eines oder mehrerer elektrischer Verbrau­ cher.

Sicherheitsschaltgeräte der vorgenannten Art sind allgemein be­ kannt. So bietet die Anmelderin bspw. Sicherheitsschaltgeräte in unterschiedlichen Varianten unter dem eingetragenen Namen "PNOZ" an. Aus der DE 197 36 183 C1 ist bspw. ein Sicherheits­ schaltgerät bekannt. Derartige Sicherheitsschaltgeräte werden vor allem im industriellen Bereich verwendet, um elektrisch an­ getriebene Maschinen, wie bspw. eine Presse oder ein Fräswerk­ zeug, ein- und sicher auszuschalten. Sie dienen insbesondere in Verbindung mit einem mechanisch betätigbaren Sicherheitsgeber, bspw. einem Not-Aus-Taster, dazu, die Maschine in einer Not­ fallsituation schnell und sicher abzuschalten. Hierzu wird die Stromversorgung der abzuschaltenden Maschine über Arbeitskon­ takte von elektromechanischen Schaltelementen geführt. Sobald auch nur eines der beiden Schaltelemente seine Arbeitskontakte öffnet, wird die Stromzuführung der Maschine unterbrochen.

Dem Sicherheitsschaltgerät kommt somit die Aufgabe zu, das von dem Sicherheitsgeber erzeugte Schaltereignis sicher auszuwerten und davon abhängig elektronische bzw. elektromechanische Schaltelemente zu betätigen, die die Stromversorgung der Ma­ schine dann abschalten.

Neben dem erwähnten Not-Aus-Schalter werden eine Vielzahl von anderen Sicherheitsgebern eingesetzt, bspw. Schutztürschalter, Lichtschutzzäune etc.

Umfaßt eine größere Anlage mehrere jeweils über einen Not-Aus- Schalter abschaltbare Maschinen, so ist es aus Sicherheitsgrün­ den häufig notwendig, daß mit der Betätigung eines Not-Aus- Schalters alle Maschinen der Anlage zum Stillstand gebracht werden, d. h. sicher abgeschaltet werden. Es besteht also die Forderung nach einem maschinenübergreifenden Not-Aus-Schalter.

Diese Funktion hat man bisher durch eine entsprechende Verdrah­ tung der Sicherheitsgeber, also bspw. der Not-Aus-Schalter der einzelnen Sicherheitsgeräte bewerkstelligt. Ein Beispiel einer solchen Verdrahtung ist bspw. in dem Buch Maschinensicherheit, Winfried Gräf, Hüthig Buchverlag Heidelberg, 1997, Seiten 148 ff., dargestellt. Obgleich sich diese Anordnung und Verdrahtung der Sicherheitsschaltgeräte in der Praxis bewährt hat, besteht dennoch der Wunsch, Sicherheitsschaltgeräte zu schaffen, die eine einfachere Koppelung miteinander zur Erzielung der oben genannten Funktion ermöglichen. Insbesondere soll eine solche aus mehreren Sicherheitsschaltgeräten bestehende Anordnung nicht auf eine bestimmte maximale Anzahl an Sicherheitsschalt­ geräten, die miteinander koppelbar sind, beschränkt sein.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Er­ findung darin, das Sicherheitsschaltgerät der eingangs genann­ ten Art so weiterzubilden, daß es eine einfache Koppelung mit weiteren Sicherheitsschaltgeräten zuläßt.

Diese Aufgabe wird bei dem Sicherheitsschaltgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Koppelsignal-Eingang und ein Koppelsignal-Ausgang vorgesehen sind, wobei ein Koppelsi­ gnal dem Koppelsignal-Ausgang zugeführt wird, wenn ein Schalt­ ereignis eintritt, und wobei ein Schaltereignis simuliert wird, wenn ein Koppelsignal dem Koppelsignal-Eingang zugeführt wird. D. h. mit anderen Worten, daß einerseits die Information über das Eintreten eines Schaltereignisses am Koppelsignal-Ausgang als Koppelsignal abgreifbar ist. Andererseits löst ein dem Kop­ pelsignal-Eingang des Sicherheitsschaltgeräts von außen, bspw. von einem anderen Sicherheitsschaltgerät, zugeführtes Koppelsi­ gnal ein Schaltereignis aus, obgleich der dem Sicherheits­ schaltgerät zugeordnete Sicherheitsgeber nicht betätigt wurde.

Im Gegensatz zu dem bisherigen Lösungsansatz, die Sicherheits­ geber der einzelnen Sicherheitsgeräte miteinander auf bestimmte Art und Weise zu koppeln, bspw. über die Ausgangskontakte der Sicherheitsschaltgeräte, hat der Erfinder herausgefunden, daß das Bereitstellen eines Koppelsignal-Eingangs und eines Koppel­ signal-Ausgangs, über die ein Koppelsignal zu und von einem weiteren Sicherheitsschaltgerät übertragbar bzw. empfangbar ist, eine sehr viel einfachere und skalierbare Koppelung von Sicherheitsschaltgeräten möglich macht.

Um ein maschinenübergreifendes Abschalten der Schaltelemente herbeizuführen und damit alle Maschinen einer Anlage sicher ab­ zuschalten, wird ein Koppelsignal von einem Sicherheitsschalt­ gerät erzeugt und an ein weiteres Sicherheitsschaltgerät über­ tragen. Dort wird dieses Koppelsignal über den Koppelsignal- Eingang aufgenommen und quasi als Simulation eines Schaltereig­ nisses des eigenen Sicherheitsgebers betrachtet, um das Schalt­ element abzuschalten. Daraufhin wird wiederum ein Koppelsignal erzeugt und zu dem nächsten Sicherheitsschaltgerät übertragen. Dieser Vorgang setzt sich solange fort, bis alle Sicherheits­ schaltgeräte sicher abgeschaltet haben.

Es zeigt sich daraus, daß die Koppelung einzelner Sicherheits­ schaltgeräte sehr einfach und damit kostengünstig durchführbar ist. Lediglich ein Leitungspaar ist als Verbindung zu einem vorgeordneten und einem nachgeordneten Sicherheitsschaltgerät erforderlich.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Koppelsignal- Steuervorrichtung vorgesehen, die mit dem Koppelsignal-Eingang und dem Koppelsignal-Ausgang verbunden ist. Bevorzugt ist der Koppelsignal-Eingang galvanisch getrennt, wobei eine solche galvanische Trennung vorzugsweise über einen Optokoppler er­ folgt.

Diese Maßnahmen haben sich in der Praxis als besonders vorteil­ haft herausgestellt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Mittel vorgesehen, das dem dem Koppelsignal-Ausgang zugeführten Koppelsignal ein Informationssignal aufprägt, vorzugsweise aufmoduliert.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich durch das Aufprägen eines solchen Informationssignals bspw. dasjenige Sicherheits­ schaltgerät innerhalb einer Anordnung auffinden läßt, dessen Sicherheitsgeber betätigt und nicht wieder freigegeben wurde. Dies ermöglicht eine sehr schnelle Wiederinbetriebnahme einer Anlage.

Die erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräte werden zum Ein- und sicheren Ausschalten eines oder mehrerer Verbraucher so miteinander verbunden, daß der Koppelsignal-Ausgang eines Si­ cherheitsschaltgeräts mit dem Koppelsignal-Eingang des nächsten Sicherheitsschaltgeräts verbunden ist. Vorzugsweise bildet die Verbindung zwischen einem Koppelsignal-Ausgang eines Sicher­ heitsschaltgeräts und einem Koppelsignal-Eingang des nächsten Sicherheitsschaltgeräts eine Stromschleife.

Es ist weiterhin bevorzugt, die Verbindung des Sicherheits­ schaltgeräts so auszugestalten, daß sich eine Ringanordnung er­ gibt.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Verbindung des Si­ cherheitsschaltgeräts so auszugestalten, daß sich eine Reihen­ anordnung ergibt, wobei der Koppelsignal-Ausgang des letzten Sicherheitsschaltgeräts in der Reihenanordnung ohne Verbindung mit einem Koppelsignal-Eingang ist. Bevorzugt ist bei dem er­ sten Sicherheitsschaltgerät der Reihenanordnung der Koppelsi­ gnal-Eingang mit dem eigenen Koppelsignal-Ausgang verbunden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsge­ mäßen Sicherheitsschaltgeräts;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Anordnung von drei erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräten; und

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren An­ ordnung aus erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgerä­ ten.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Sicherheits­ schaltgerät gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeich­ net. Das Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt eine schematisch an­ gedeutete sichere Auswerte- und Steuereinheit 12. Diese Auswer­ te- und Steuereinheit 12 ist aus bekannten Bauelementen aufge­ baut, wie sie auch in den vorgenannten Sicherheitsschaltgeräten "PNOZ" der Anmelderin verwendet werden. Die Aufgabe dieser Aus­ werte- und Steuereinheit besteht insbesondere darin, von Si­ cherheitsgebern zugeführte Schaltsignale sicher auszuwerten und entsprechende Ausgangssignale zu erzeugen.

Die Auswerte- und Steuereinheit 12 kann bspw. zweikanalig auf­ gebaut sein, wobei selbstverständlich auch andere Ausgestaltun­ gen möglich sind. Zur näheren Erläuterung einer solchen Auswer­ te- und Steuereinheit 12 wird bspw. auf das Buch "Maschinensicherheit", Winfried Gräf, Hüthig Verlag, 1997, Be­ zug genommen.

Das Sicherheitsschaltgerät 12 umfaßt im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel zwei Schaltelemente 14, 16, die von der Auswerte- und Steuereinheit 12 entsprechende Steuersignale erhalten.

Bei den beiden Schaltelementen 14, 16 kann es sich bspw. um Re­ lais oder Schütze handeln, die entsprechende Kontakte 18, 20 öffnen oder schließen.

Die Kontakte 18, 20 liegen in den Energieversorgungsleitungen 22 eines Aktuators 24, bei dem es sich im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel um einen Elektromotor handelt. Der Elektromotor 24 wird somit nur dann mit Energie versorgt, wenn die Kontakte 18, 20 geschlossen sind.

In Fig. 1 ist des weiteren ein Sicherheitsgeber dargestellt und mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet. Im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel handelt es sich bei dem Sicherheitsgeber 30 um einen Not-Aus-Schalter. In bekannter Art und Weise ist dieser Not-Aus-Schalter 30 mit Eingangsklemmen 32 des Sicherheits­ schaltgeräts 10 verbunden. Diese Eingangsklemmen 32 sind mit der Auswerte- und Steuereinheit 12 verbunden, um ein Betätigen des Not-Aus-Schalters 30 erkennen zu können. Üblicherweise wird über den Not-Aus-Schalter 30 zwischen jeweils zwei Eingangs­ klemmen 32 ein Stromkreis gebildet, der durch Betätigen des Not-Aus-Schalters 30 unterbrochen wird.

Zum Rücksetzen und Starten des Sicherheitsschaltgeräts 10 ist ein Startschalter 34 vorgesehen, der mit Eingangsklemmen 36 des Sicherheitsschaltgeräts 10 verbunden ist.

Das Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt des weiteren zwei Ein­ gangsklemmen 38, die der Zuführung elektrischer Energie dienen.

Die Funktion eines derartigen Sicherheitsschaltgeräts 10 ist bekannt, und soll aus diesem Grund nicht näher erläutert wer­ den. Grundsätzlich soll das Sicherheitsschaltgerät 10 bei Ein­ treten eines Schaltereignisses des Sicherheitsgebers, bspw. durch Betätigen eines Not-Aus-Schalters, dieses Schaltereignis sicher auswerten und entsprechend die Schaltelemente 14, 16 an­ steuern, um die Kontakte 18, 20 zu öffnen und damit den Elek­ tromotor 24 zum Stillstand zu bringen.

Das in Fig. 1 gezeigte Sicherheitsschaltgerät 10 umfaßt eine Koppelvorrichtung 40, die einerseits mit der Auswerte- und Steuereinheit 12 und andererseits mit zwei Eingangsklemmen 42a und 42b und zwei Ausgangsklemmen 44a und 44b verbunden ist.

Die Koppelvorrichtung 40 weist einen Optokoppler 46 und eine Steuerung 48 auf. Der Optokoppler 46 enthält bekanntermaßen ei­ ne lichterzeugende LED und einen Phototransistor zur Erfassung des abgestrahlten Lichts, wobei auf diese Weise eine galvani­ sche Trennung zwischen zwei Stromkreisen ermöglicht wird. Die Eingangsseite des Optokopplers 46, d. h. die LED, ist mit den beiden Eingangsklemmen 42a, 42b des Sicherheitsschaltgeräts 10 verbunden. Die Ausgangsseite des Optokopplers 46, d. h. der Pho­ totransistor, ist mit der Steuerung 48 verbunden. Die beiden Ausgangsklemmen 44a, 44b sind direkt mit der Steuerung 48 ver­ bunden.

Die Funktion der Steuerung 48 besteht darin, die Ausgangsklem­ men 44a, 44b abhängig vom Schaltzustand des Sicherheitsgebers 30 und des Signals an den Eingangsklemmen 42a, 42b mit einem Koppelsignal zu beaufschlagen. So liegt bspw. zwischen den Aus­ gangsklemmen 44b und 44a eine Spannung (in Fig. 1 mit "+" und "-" gekennzeichnet), wenn der Sicherheitsgeber 30 nicht betä­ tigt ist und die Eingangsklemmen 42a, 42b bestromt sind. Bei Eintreten eines Schaltereignisses, d. h. bei Betätigen des Si­ cherheitsgebers 30 zum Herbeiführen des sicheren Zustands, ver­ ändert sich das Koppelsignal an den Ausgangsklemmen 44b, 44a entsprechend, bspw. auf eine Spannung von 0 Volt.

Die Steuerung 48 erhält diese Information zur Erzeugung eines entsprechenden Koppelsignals über die Auswerte- und Steuerein­ heit 12, was durch eine Verbindung 49 angedeutet ist. Es versteht sich, daß diese Verbindung 49 aus mehr als nur einer Lei­ tung bestehen kann.

Eine weitere Aufgabe der Steuerung 48 besteht darin, das von dem Phototransistor des Optokopplers 46 gelieferte Signal aus­ zuwerten und abhängig davon ein Steuersignal an die Auswerte- und Steuereinheit 12 zu übermitteln. Erkennt die Steuerung 48 bspw. einen Abfall der an den Eingangsklemmen 42a, 42b anlie­ genden Spannung von einem ersten Wert auf einen zweiten niede­ reren Wert, bspw. 0 Volt, sorgt das erzeugte Steuersignal da­ für, daß die Auswerte- und Steuereinheit 12 die Schaltelemente 14, 16 ansteuert, um die Kontakte 18, 20 zu öffnen und damit den Motor 24 abzuschalten. Das Steuersignal der Steuerung 48 wird somit quasi als Schaltereignis eines Sicherheitsgebers ge­ wertet.

Gleichzeitig mit der Erzeugung eines Steuersignals für die Aus­ werte- und Steuereinheit 12 wird die an den Ausgangsklemmen 44b, 44a anliegende Spannung von der Steuerung 48 auf den nie­ deren Wert geschaltet.

Mit Hilfe dieser Koppelvorrichtung 40 lassen sich - wie nach­ folgend detailliert beschrieben - mehrere Sicherheitsschaltge­ räte 10 miteinander verbinden, um bspw. ein maschinenübergrei­ fendes Schaltereignis zu realisieren.

In Fig. 2 sind beispielhaft drei Sicherheitsschaltgeräte 10 mit den jeweiligen Sicherheitsgebern 30 und den Startschaltern 34 dargestellt. Die drei Sicherheitsschaltgeräte 10 entsprechen in ihrem Aufbau dem mit Fig. 1 bereits beschriebenen Sicherheits­ schaltgerät 10, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet werden kann. Aus Vereinfachungsgründen wurden für glei­ che Bauelemente in Fig. 2 gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 benutzt, wobei zur Kennzeichnung der Zugehörigkeit der Bauele­ mente zu den Sicherheitsschaltgeräten die Nummern ".1", ".2", ".3" für das erste, das zweite und das dritte Sicherheits­ schaltgerät verwendet wurden.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Bauelemente der Koppelvorrichtung 40 in Fig. 2 nicht dargestellt. Sie weisen jedoch den in Fig. 1 dargestellten Aufbau auf.

In Fig. 2 sind die drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 ringförmig verbunden. So sind die beiden Ausgangsklemmen 44b.1 und 44a.1 des Sicherheitsschaltgeräts 10.1 mit den beiden Eingangsklemmen 42a.2 und 42b.2 über zwei Leitungen 60, 61 mit­ einander verbunden. Die Verbindung der Ausgangsklemmen und der Eingangsklemmen erfolgt so, daß sich bei Anlegen einer Spannung an die Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 ein Stromfluß ergibt. In gleicher Weise sind die Ausgangsklemmen 44a.2 und 44b.2 mit den entsprechenden Eingangsklemmen 42a.3 und 42b.3 des dritten Si­ cherheitsschaltgeräts 10.3 über Leitungen 62, 63 verbunden. Auch hier soll bei der Beaufschlagung der Ausgangsklemmen 44b.2 mit einem Koppelsignal ein Stromfluß durch die beiden Leitungen 62, 63 entstehen.

Schließlich sind die beiden Ausgangsklemmen 44a.3 und 44b.3 des dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 mit den Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 des ersten Sicherheitsschaltgeräts 10.1 über Leitungen 64, 65 verbunden, so daß sich auch hier ein Stromfluß bei der Beaufschlagung der beiden Ausgangsklemmen 44b.3, 44a.3 durch die Leitungen 64, 65 ergibt. Auf diese Weise sind alle drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 in einer Ring­ anordnung miteinander verbunden.

Mit Hilfe dieser Anordnung von drei Sicherheitsschaltgeräten, wobei die Anzahl beliebig gewählt werden kann, lassen sich maschinenübergreifende Not-Aus-Schalter realisieren. Wird bspw. der Not-Aus-Schalter 30.1 betätigt, öffnen die beiden Schalte­ lemente 14, 16 die entsprechenden Kontakte 18, 20, so daß der Elektromotor 24.1 zum Stillstand kommt. Gleichzeitig wird die­ ses Schaltereignis an die Koppelvorrichtung 40.1 übertragen, die dieses Signal auswertet und ein Koppelsignal erzeugt, das an die Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 angelegt wird. Aus Si­ cherheitsgründen wird dieses Koppelsignal als Null-Volt-Signal gewählt. Mit anderen Worten heißt das, daß die an den beiden Ausgangsklemmen 44a.1 und 44b.1 anliegende Spannung bei Ein­ tritt des Schaltereignisses von einer hohen Spannung auf die niedere Spannung von 0 Volt abfällt. über die beiden Leitungen 60, 61 wird dieses Koppelsignal zu der Koppelvorrichtung 40.2 des zweiten Sicherheitsschaltgeräts 10.2 übertragen und von der Steuerung 48.2 ausgewertet. Die Auswertung erfolgt derart, daß ein Steuersignal an die Auswerte- und Steuereinheit 12.2 über­ mittelt wird, was ein Abschalten der beiden Schaltelemente, und damit ein Öffnen der Kontakte zur Folge hat. Der Motor 24.2 wird somit ebenfalls zum Stillstand gebracht. In gleicher Weise erzeugt nun die Koppelvorrichtung 40.2 ein entsprechendes Kop­ pelsignal, das über die beiden Leitungen 62, 63 zu der Koppel­ vorrichtung 40.3 des dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 über­ tragen wird und auch dort dafür sorgt, daß die Auswerte- und Sicherheitseinheit 12.3 über eine entsprechende Ansteuerung der Schaltelemente den Motor 24.3 zum Stillstand bringt. Damit sind alle Elektromotoren 24.1, 24.2 und 24.3 der Anlage durch Bedie­ nen eines Not-Aus-Schalters 30.1 abgeschaltet worden.

Über die Leitungen 64, 65 wird ein entsprechendes Koppelsignal zu der Koppelvorrichtung 40.1 des ersten Sicherheitsschaltge­ räts 10.1 übertragen, so daß dort nunmehr die Information vor­ liegt, daß alle Sicherheitsschaltgeräte der Ringanordnung ge­ schaltet haben.

Da die Verbindungsleitungen 60 bis 65 im Normal-Betrieb, und d. h. bei laufenden Elektromotoren, mit einer Spannung beauf­ schlagt sind, führen Kurzschlüsse oder Leitungsunterbrechungen aus den vorgenannten Gründen wie bei einem Koppelsignal eben­ falls zu einem Abschalten aller Elektromotoren (fail-safe- Verhalten).

Um die Elektromotoren wieder einzuschalten, wird der betätigte Not-Aus-Schalter 30.1 aus seiner Einrasterung gezogen. Die Aus­ werte- und Steuereinheit 12.1 liefert daraufhin ein entspre­ chendes Signal an die Koppelvorrichtung 40.1, die dann das Kop­ pelsignal an den beiden Ausgangsklemmen 40a.1 und 40b.1 wieder auf einen vorbestimmten hohen Wert bringt. Sofern kein weiterer Not-Aus-Schalter 30.2 oder 30.3 betätigt wurde, kommt dieses Koppelsignal entsprechend der erläuternden Weise über die bei­ den Leitungen 64, 65 nach einer bestimmten Wartezeit wieder zu­ rück zu der Koppelvorrichtung 40.1. Dies bedeutet, daß alle Not-Aus-Schalter 30.1, 30.2., 30.3 deaktiviert sind. Während einer weiteren Wartezeit ist das Einschalten der Motoren der Sicherheitsschaltgeräte 12.1, 12.2 und 12.3 noch unterdrückt, um sicher zu sein, daß die Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 nicht durch einen anderen Deaktivierungs-Test, d. h. durch ein Ziehen eines Not-Aus-Schalters aus seiner Einrasterung ge­ täuscht wurde. Ist nach dieser Wartezeit das an den beiden Ein­ gangsklemmen 42a.1 und 42b.1 anliegende Koppelsignal noch ak­ tiv, ist die Einschalt-Bereitschaft hergestellt. Über die Startschalter 34 können die Maschinen, d. h. die Motoren 24 wie­ der in Betrieb gesetzt werden.

Wenn jedoch nach einer bestimmten Zeit (bspw. 100 ms) das von der Koppelvorrichtung 40.1 erzeugte Koppelsignal nicht über die beiden Leitungen 64, 65 zurückkommt, ist noch mindestens ein weiterer Not-Aus-Schalter 30.2 oder 30.3 gedrückt. Dies hat zur Folge, daß die Koppelvorrichtung 40.1 das an den beiden Aus­ gangsklemmen 44a.1 und 44b.1 anliegende Koppelsignal auf eine niedere Spannung, bspw. 0 Volt, bringt. Das Sicherheitsschalt­ gerät 10.1 nimmt in diesem Fall den Zustand Koppel-Bereitschaft ein und wartet darauf, daß der noch gedrückte Not-Aus-Schalter aus seiner Einrasterung gezogen wird.

Um zu testen, ob ein Not-Aus-Kommando über eine der Verbin­ dungsleitungen 60 bis 65 gegeben werden kann, unterbricht jedes Sicherheitsschaltgerät 10 das Koppelsignal kurzzeitig. Das nachfolgende Sicherheitsschaltgerät prüft, ob innerhalb einer festgelegten Zeit eine kurze Unterbrechung erfolgt. Sollte eine solche Unterbrechung ausbleiben, wird ein Fehler erkannt, und das Sicherheitsschaltgerät wechselt in den sicheren Zustand, was ein Abschalten des Motors bedeutet.

Bei größeren Anordnungen, d. h. bei Anordnungen mit mehr als drei Sicherheitsschaltgeräten, ist es vorteilhaft, wenn sehr schnell herausgefunden werden kann, welche Not-Aus-Schalter ge­ drückt wurden. Um eine solche schnelle Identifizierung der gedrückten Not-Aus-Schalter zu ermöglichen, umfaßt die Koppelvor­ richtung 40 ein Mittel, das ein Identifikationssignal dem Kop­ pelsignal aufprägt, um auf diese Weise an einem Ort die Infor­ mationen darüber zu erhalten, welche Not-Aus-Schalter gedrückt sind. Ein solches Mittel läßt sich bspw. dadurch realisieren, daß die Koppelvorrichtung 40 nach einem Schaltereignis einen kurzen Einschaltimpuls dem Koppelsignal aufmoduliert. Dieser aufmodulierte Einschaltimpuls (kurzer Stromfluß) wird von dem nachfolgenden Sicherheitsschaltgerät erfaßt. Die entsprechende Koppelvorrichtung fügt dann einen weiteren kurzen Einschaltim­ puls dem empfangenen Einschaltimpuls hinzu. Dieses Hinzufügen eines Einschaltimpulses wird bei jedem Sicherheitsschaltgerät der Anordnung durchgeführt. Durch Zählen der kurzen Einschal­ timpulse kann damit an jedem Sicherheitsschaltgerät erkannt werden, bei wieviel Stationen zurück das Schaltereignis einge­ treten ist.

Es versteht sich, daß auch andere Identifikationssignale einge­ setzt werden können, um den Ort des aufgetretenen Schaltereig­ nisses herauszufinden.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung aus Sicherheitsschaltgeräten 10 dargestellt. Auch hier wurde die in Fig. 2 bereits benutzte Numerierung der einzelnen Bau­ elemente eingesetzt. Die einzelnen Sicherheitsschaltgeräte 10.1 bis 10.3 sind jeweils identisch zu dem in Fig. 1 gezeigten Si­ cherheitsschaltgerät 10 aufgebaut. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird jedoch nur ein Motor 24.3 angesteu­ ert. Die beiden Sicherheitsschaltgeräte 10.1 und 10.2 dienen nicht zur Betätigung eines Motors 24.

Der wesentliche Unterschied der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ist darin zu sehen, daß die drei Sicherheitsschaltgeräte 10.1, 10.2 und 10.3 nicht ringförmig miteinander verbunden sind, son­ dern vielmehr eine Reihenanordnung bilden. So ist nämlich die Verbindung zwischen den beiden Ausgangsklemmen 44a.3 und 44b.3 des dritten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 zu den beiden Ein­ gangsklemmen 42a.1 und 42b.1 nicht vorhanden. Statt dessen sind die beiden Eingangsklemmen 42a.1 und 42b.1 des ersten Sicher­ heitsschaltgeräts 10.1 mit den jeweiligen Ausgangsklemmen 44b.1 und 44a.1 verbunden, nämlich 44a.1 mit 42b.1 und 44b.1 mit 42a.1.

Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, daß das von einem Sicherheitsschaltgerät ausgewertete Schaltereignis nur auf die nachfolgenden Sicherheitsschaltgeräte wirkt.

Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Ringanordnung kann das Koppelsignal an den Eingangsklemmen 42a, 42b des Sicherheits­ schaltgeräts, das ein Schaltereignis ausgelöst hat, aktiv blei­ ben. Die Koppelvorrichtung 40 erkennt daran dann, daß es sich nicht um eine ringförmige Anordnung, sondern um die vorbesagte Reihenanordnung (lineare Anordnung) handelt, so daß die Aus­ gangsklemmen 44a, 44b entsprechend angesteuert werden.

Zum Start des Motors 24.3 ist der entsprechende Startschalter 34.3 des zugeordneten Sicherheitsschaltgeräts 10.3 zu drücken. Das Drücken der anderen Startschalter 34.1 bzw. 34.2 bleibt oh­ ne Auswirkung.

Nach alledem zeigt sich, daß durch das Vorsehen der Koppelvor­ richtung mit den entsprechenden Eingangs- und Ausgangsklemmen eine Möglichkeit geschaffen wurde, eine große Anzahl von Si­ cherheitsschaltgeräten miteinander zu koppeln, wobei zwischen zwei Sicherheitsschaltgeräten ein äußerst geringer Verdrah­ tungsaufwand notwendig ist.

Es versteht sich, daß einzelne Baugruppen des Sicherheits­ schaltgeräts baulich zusammengefaßt werden können. Es ist bspw. denkbar, die Auswerte- und Steuereinheit 12 und die Steuerung 48 gemeinsam in einem Mikrocontroller zu verwirklichen.

Claims (10)

1. Sicherheitsschaltgerät zum Ein- und sicheren Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers (24) abhängig von einem Schaltereignis eines Sicherheitsgebers (30), mit zumindest einem Schaltelement (18, 19), gekennzeichnet durch einen Koppelsignal-Eingang (42) und einen Koppelsignal-Ausgang (44), wobei ein Koppelsignal dem Koppelsignal-Ausgang (44) zugeführt wird, wenn ein Schaltereignis eintritt, und wo­ bei ein Schaltereignis simuliert wird, wenn ein Koppelsi­ gnal dem Koppelsignal-Eingang (42) zugeführt wird.

2. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Koppelsignal-Steuervorrichtung (48) vorgesehen ist, die mit dem Koppelsignal-Eingang (42) und dem Koppelsignal-Ausgang (44) verbunden ist.

3. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Koppelsignal-Eingang (42) galvanisch getrennt ist.

4. Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Optokoppler (46) als galvanische Tren­ nung des Koppelsignal-Eingangs (42) vorgesehen ist.

5. Sicherheitsschaltgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Informationsvor­ richtung vorgesehen ist, die dem dem Koppelsignal-Ausgang zugeführten Koppelsignal ein Informationssignal aufprägt, vorzugsweise aufmoduliert.

6. Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung zum Ein- und sicheren Ausschalten mehrerer elektrischer Verbraucher, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Sicherheitsschaltgeräte (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen sind, wobei der Koppelsignal-Ausgang (44) eines Sicher­ heitsschaltgeräts (10) mit dem Koppelsignal-Eingang (42) des nächsten Sicherheitsschaltgeräts (10) verbunden ist.

7. Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen einem Koppel­ signal-Ausgang (44) eines Sicherheitsschaltgeräts (10) und einem Koppelsignal-Eingang (42) des nächsten Sicherheits­ schaltgeräts (10) als Stromschleife ausgebildet ist.

8. Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Sicher­ heitsschaltgeräte so ausgestaltet ist, daß sich eine Rin­ ganordnung ergibt.

9. Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Sicher­ heitsschaltgeräte (10) so ausgestaltet ist, daß sich eine Reihenanordnung ergibt, wobei der Koppelsignal-Ausgang (44) des letzten Sicherheitsschaltgeräts in der Reihenanordnung ohne Verbindung mit einem Koppelsignal-Eingang (42) ist.

10. Sicherheitsschaltgeräte-Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Sicherheitsschaltgerät (10.1) in der Reihenanordnung der Koppelsignal-Eingang (42) mit dem Koppelsignal-Ausgang (44) verbunden ist.