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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung einer Person gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In der Sicherheitstechnik eingesetzte Sicherheitssysteme müssen besonders zuverlässig und eigensicher arbeiten und deshalb hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen, beispielsweise die Norm EN13849 für Maschinensicherheit und die Gerätenorm EN61496 für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen (BWS).
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In einer industriellen Anlage wird ein erforderlicher Sicherheitslevel (engl. Safety Level) fast ausschließlich nur einmalig für eine Maschine festgelegt. Die Festlegung erfolgt während die Maschine entwickelt wird bzw. danach, wenn sie nachträglich mit Sicherheitstechnik ausgestattet wird. Die Validierung sprich die Abnahme der Sicherheit und des Sicherheitslevel erfolgt auch nur einmal nämlich im Rahmen der Inbetriebnahme. Das ist starr und unflexibel.
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Bisher werden Sicherheits-Sensoren meist für ein bis zwei vorgegebene Sicherheitslevel entwickelt und zugelassen. Z.B. ein Lichtgitter wird für Typ 2 und Typ 4 zertifiziert, ein Laserscanner für Typ 3 (Typ 2 bis 4 beispielsweise gemäß IEC/EN 61496-2). Es ist vom Hersteller fest vorgegeben, welches Sicherheitslevel der jeweilige Sensor hat.
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Je höher das Sicherheitslevel ist, nach dem man den Sensor zulassen will, desto höher sind die Anforderungen an den Diagnose-Deckungsgrad, Redundanzen, Dokumentation während dem Entwicklungs-Prozess, Kompetenzen der Entwickler bezüglich funktioneller Sicherheit.
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In diesem Umfeld wurde die ISO EN 13849-1 geprägt, welche die Performance Level ähnlich dem Sicherheitslevel definiert. Die ISO EN 13849-1 berücksichtigt die Maschinenrichtlinie und betrachtet Sicherheitsfunktionen sowohl qualitativ als auch quantitativ.
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Beispielsweise ist eine minimale Reflektivität von Objekten, die ein optischer Sicherheitssensor noch innerhalb seines Überwachungsbereichs erfassen können muss, auch abhängig vom Sicherheitslevel. Je höher das Sicherheitslevel, desto geringer die minimale Reflektivität der Objekte die sicher erfasst werden müssen. D.h. die zertifizierungsrelevanten Tests an einem optoelektronischer Sensor, der PL d erfüllen soll wird mit Prüfkörpern durchgeführt, die eine andere Reflektivität haben als ein Sensor mit PL b.
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Die
DE102019131833A1 offenbart ein Verfahren zur Überprüfung der Einstellung von vorgegebenen Sicherheitsfunktionen eines Feldgeräts der Prozess- und Automatisierungstechnik. Dazu gehört die Festlegung eines an der Messtelle und/oder an dem Feldgerät benötigten Sicherheitslevels, wobei der festgelegte Sicherheitslevel die Soll-Einstellung der vorgegebenen Sicherheitsfunktionen des Feldgeräts definiert. In der Regel gibt es mehrere Sicherheitslevel, die jeweils eine Soll-Einstellung der vorgegebenen Sicherheitsfunktionen definieren. Die Sicherheitslevel sind für alle Feldgeräte gültig. Nach Konfiguration des Feldgeräts kann ein zum Feldgerät und/oder zur Messstelle passender Sicherheitslevel ausgewählt werden und mittels des Verfahrens überprüft und angepasst werden
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Sicherheitssensoren werden meist mit dem höchsten zur Verfügung stehenden Sicherheitslevel betrieben. D.h. die Sicherheitssensoren schränken die Betriebsabläufe meist viel stärker ein, als es die aktuelle Gefahrenlage erfordern würde. Die Auslegung des erforderlichen Sicherheitslevels erfolgt auf Basis vom statistisch schlechtesten Fall. Das bedeutet, dass es für die Annahme ausreicht, wenn der schlechteste Fall irgendwann im Produkt-Zyklus vorkommen kann, ggf. gewichtet mit dessen Auftretens-Wahrscheinlichkeit.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitssystem mit einem Sicherheitssensor bereitzustellen, wobei der Sicherheitssensor unterschiedliche Sicherheitslevel aufweisen kann. In einer industriellen Anlage soll die Produktivität erhöht werden. Gleichzeitig soll das zum aktuellen Zeitpunkt notwendige Sicherheitslevel nicht unterschritten werden.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung einer Person und/oder eines Objektes in einem Überwachungsbereich, mit einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem Funkortungssystem zur Positionsbestimmung der Person und/oder des Objektes im Überwachungsbereich, mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor zur Anwesenheitsbestimmung der Person und/oder des Objektes in einem Schutzfeld des ortsauflösenden Sensors, wobei das Schutzfeld innerhalb des Überwachungsbereichs angeordnet ist, wobei das Funkortungssystem angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an der Person und/oder dem Objekt mindestens ein Funktransponder angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten der Person und/oder des Objektes ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen des Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, und mittels des ortsauflösenden Sensors Statusinformationen zum Schutzfeld ermittelbar sind, wobei Statusinformationen zum Schutzfeld von dem ortsauflösenden Sensor an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems und die Statusinformationen des ortsauflösenden Sensors auszuwerten und wenn eine Person und/oder ein Objekt von dem Funkortungssystem in dem Überwachungsbereich ermittelt werden die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor in einen Betrieb mit nicht reduziertem Sicherheitslevel zu versetzen, und wenn keine Person und/oder kein Objekt von dem Funkortungssystem in dem Überwachungsbereich ermittelt werden, die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor in einen Betrieb mit reduziertem Sicherheitslevel zu versetzen.
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Die erfindungsgemäße Lösung geht davon aus, dass in einer Fertigungsanlage oder einem Logistikzentrum neben den lokal angebrachten ortsauflösenden Sensoren bzw. Sicherheitssensoren zusätzlich ein Funkortungssystem bzw. sicheres Lokalisierungssystem installiert ist, dass die Positionen der anwesenden Personen, Objekte bzw. von mobilen Maschinen mit einer Genauigkeit von rund einem Meter oder genauer ermittelt. Zu diesem Zweck sind alle Personen, Objekte und/oder beispielsweise mobile Maschinen mit mindestens einem Funktransponder versehen.
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Wenn gemäß der Erfindung der Sicherheitslevel des Sensors lokal temporär herabsetzt ist, dann wird die Produktivität erhöht.
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Der Begriff funktional sicher' ist im Sinne der genannten oder vergleichbaren Normen zu verstehen, es sind also Maßnahmen ergriffen, um Fehler bis zu einem spezifizierten Sicherheitsniveau zu beherrschen. Das Sicherheitssystem kann daher eigensicher ausgebildet sein. Das Sicherheitssystem und/oder mindestens der sichere Sensor erzeugen zudem nicht sichere Daten, wie Rohdaten, Punktwolken oder dergleichen. Nicht sicher ist der Gegenbegriff zu sicher, für nicht sichere Geräte, Übertragungswege, Auswertungen und dergleichen und dabei sind demnach die genannten Anforderungen an eine Fehlersicherheit nicht erfüllt.
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Ein Sicherheitslevel oder auch Performancelevel (PL-Wert) wird gemäß der IEC/EN 13849 bestimmt. Die Einstufung des PL-Werts geht von a (niedriger Beitrag zur Risikoreduzierung) bis zu e (hoher Beitrag zur Risikoreduzierung). Im Unterschied zu den technischen Anforderungen aus der Norm EN 954-1 lässt die Norm ISO 13849 mehrere Wege zu, einen geforderten PL-Wert zu erreichen. Der Anwender kann daher geeignete Maßnahmen kombinieren, die seinen Vorstellungen am nächsten kommen. Hier können technische Randbedingungen oder Kostengesichtspunkte eine Rolle spielen. Nach wie vor sind festgelegte Sicherheitsstrukturen zu verwenden.
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Die IEC/EN 13849-1 berücksichtigt die Maschinenrichtlinie und betrachtet Sicherheitsfunktionen sowohl qualitativ als auch quantitativ. Zur Einteilung unterschiedlicher sicherheitstechnischer Leistungsfähigkeit definiert sie fünf Performance Level (PL a, b, c, d, e), die für durchschnittliche Wahrscheinlichkeitswerte eines gefährlichen Ausfalls pro Stunde stehen. Die EN ISO 13849-1 gibt einen iterativen Prozess zur Gestaltung und Validierung von sicherheitsbezogenen Teilen einer Steuerung (SRP/CS, safety-related parts of control systems) vor.
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Damit Steuerungen von Maschinen oder Anlagen sicher arbeiten, müssen sie gewissen Anforderungen entsprechen. Hierbei stehen vier Kenngrößen im Vordergrund, die eine besonders wichtige Rolle bei Bewertung von elektrischen oder elektronischen Sicherheitssystemen spielen:
- Eine Architektur und Struktur des Systems ist eine Kenngröße des Sicherheitssystems. Sicherheitssysteme können einkanalig, zweikanalig oder mehrkanalig aufgebaut sein. Während einkanalige Systeme in der Regel auf Fehler mit einem Versagen reagieren, so können zwei- oder mehrkanalige Systeme sich gegenseitig prüfen und eventuelle Fehler erkennen. Die Messgröße für die Architektur ist der HFT-Wert (aus dem Englischen: Hardware Fault Tolerance). Wenn der HFT-Wert 0 ist, so liegt keine Hardwarefehlertoleranz vor und ein beliebiger Fehler kann zum Versagen führen. Eine Zweikanaligkeit ist beispielsweise besser als eine Einkanaligkeit.
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Ein Diagnosedeckungsgrad ist eine Kenngröße des Sicherheitssystems. Sowohl einkanalige als auch zweikanalige (oder gar mehrkanalige) Strukturen können versagen.
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Wenn die Funktion der Struktur allerdings regelmäßig getestet wird, so kann ein Versagen oder einen Defekt erkannt werden. Der Diagnosedeckungsgrad (DC: aus dem Englischen Diagnostic Coverage) gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Fehler durch einen Test offenbart werden. Sicherheitssysteme müssen getestet werden, damit nachgewiesen ist, ob sie noch funktionieren. Dabei hängt der Diagnosedeckungsgrad von der Güte des Tests ab.
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Eine Ausfallrate ist eine Kenngröße des Sicherheitssystems. Wenn die Ausfallrate klein ist, braucht man Defekte kaum zu befürchten. Wenn beispielsweise die Ausfallrate für einen Sensor gleich NULL ist, fällt dieser theoretisch nie aus und er zeigt auch immer die richtige Sensorergebnis an. Da das nicht der Praxis entspricht, ist man doch auf ein weiteres Gerät oder einen Test angewiesen. Je niedriger die Ausfallrate von Sicherheitseinheiten ist, desto weniger muss man befürchten, dass ein Ausfall zum Versagen der Sicherheitsfunktion führt. Die Ausfallrate gibt die Anzahl der Ausfälle pro Zeiteinheit an. In der Regel wird ein Maßstab von 1 Ausfall in 109 Stunden gewählt (das ist eine extrem kleine Einheit, da ja nur ein Ausfall in ca. 100.000 Jahren diesem entspricht, dieser Wert wird auch als 1 fit, failure in time bezeichnet).
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Ein Fehler gemeinsamer Ursache ist eine Kenngröße des Sicherheitssystems. Hier sind Einflussgrößen gemeint, die sich auf mehrere Systeme gleichzeitig auswirken. Damit hat eine einzige Ursache eine fatale Wirkung auf alle Geräte. Auch wenn Systeme über zwei oder gar mehrere Kanäle verfügen, diese sogar getestet werden und zudem auch noch selten ausfallen, kann ein einziger negativer Einfluss doch alle Systeme beeinflussen oder sogar ausschalten. Bekannt sind in der Elektronik hierbei beispielsweise extreme Spannungspegel, die gleich mehrere Einheiten schlagartig unbrauchbar machen können. Diese Fehler gemeinsamer Ursache (CCF: aus dem Englischen Common Cause Failure) sind stets zu vermeiden.
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Das sichere Funkortungssystem ermittelt und verfolgt die Aufenthaltsorte aller Personen oder Objekte im Überwachungsbereich. Es veranlasst beispielsweise die ortsauflösenden Sensoren, die sich in der näheren Umgebung von Personen oder Objekte befinden, einen höheren Sicherheitslevel einzunehmen. Ortsauflösende Sensoren, die sich nicht in der näheren Umgebung von Personen oder Objekten befinden, werden beispielsweise dazu veranlasst einen niedrigeren Sicherheitslevel einzunehmen.
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Die Signale zum Wechsel des Sicherheitslevel werden beispielsweise vom sicheren Funkortungssystem von der Steuer- und Auswerteeinheit an die ortsauflösenden Sensoren gesendet. Beispielsweise weist der ortsauflösende Sensor einen sicheren Eingang bzw. eine sichere Eingangsschnittstelle auf.
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Die Funkstationen dienen zur funkbasierten Kommunikation und Laufzeitmessung mit den ortsveränderlichen Funktranspondern und zur Weiterleitung einer Kommunikation und von Laufzeitmesswerten an die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. den RTLS-Server.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. ein zentraler RTLS-Server, empfängt die gemessenen Signallaufzeiten und ermittelt daraus Positionswerte der vorhandenen Funktransponder.
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Die Ortung der Funktransponder erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern und mehreren festen Funkstationen aus-getauscht werden. Dies funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direkten Ausbreitungswege übermittelt werden.
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Es werden die Signale eines Funktransponders von mehreren ortsfesten Funkstationen bzw. Ankerstationen empfangen und über eine Laufzeitvermessung z.B. Time of arrival' (TOA) oder z.B. Time Difference of Arrival' (TDOA) die Grundlage für die Ortung geschaffen. Die Berechnung bzw. Schätzung der Position eines Funktransponders geschieht dann auf der Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise einem zentralen RTLS-Server (Real-Time-Location-System-Server), der über eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung an alle Funkstationen bzw. Ankerstationen angeschlossen ist. Diesen Modus der Ortung nennt man RTLS-Modus (Real-Time-Location-System-Modus).
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Der ortsauflösende Sensor kann beispielsweise ortsfest angeordnet sein. Jedoch ist es beispielsweise auch vorgesehen, dass der ortsauflösende Sensor ortsveränderlich, also mobil angeordnet ist. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor an einem Fahrzeug, insbesondere an einem autonomen Fahrzeug angeordnet. Die Funktransponder sind beispielsweise ebenfalls ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung eines Schutzfeldes oder Schutzbereiches ausgebildet.
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Der ortsauflösende Sensor zur mindestens flächigen Überwachung eines Schutzbereiches ist ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte im mindestens zweidimensionalen Raum. Dabei gibt der Sensor Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren ermittelt.
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Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor ein optoelektronischer Sensor.
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Bei einem optoelektronischen Sensor, beispielsweise einem Lichtlaufzeitsensor wird das von einem Lichtsender ausgesendete Licht, welches von der Person oder dem Objekt remittiert wird von einem Lichtempfänger empfangen und die Lichtlaufzeit vom Aussenden bis zum Empfangen von der Person oder dem Objekt wird ausgewertet, wodurch die Entfernung zu der Person oder dem Objekt bestimmt werden kann. Dabei handelt es sich um eine Ortung, nämlich beispielsweise der Bestimmung von Entfernung und Winkel.
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Die Umschaltung der verschiedenen Sicherheitslevel kann durch eine Betriebsarten-Umschaltung erfolgen. Bei einer Betriebsarten-Umschaltung von der Berechnung mit beispielsweise hoher Remission zu niedriger Remission würde ein autonomes Fahrzeug ggf. abrupt abbremsen, bis es langsam genug für das kürzere Schutzfeld ist. Dieses Problem kann gelöst werden in dem die Umschaltung so frühzeitig erfolgt, dass das autonome Fahrzeug genug Zeit hat, um langsam zu bremsen.
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Das Sicherheitslevel des Sensors kann auch so weit herabgestuft werden, dass kein Sicherheitslevel mehr vorhanden ist. Der Sensor ist dann nicht mehr Teil des Sicherheitssystems bzw. der Sicherheits-Architektur. Damit kann der Sensor jedoch beispielsweise weiterhin zur Kollisionsvermeidung zwischen Objekten verwendet werden.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit sendet im Normalbetrieb ein Signal an den lokalen ortsauflösenden Sensor, wenn er in das geringere Sicherheitslevel wechseln soll. Beispielsweise eine Art Betriebsarten-Umschaltung anhand eines 1-aus-2 Eingangs, im einfachsten Fall 1 aus 2 Eingang am ortsauflösenden Sensor.
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Alternativ könnte der lokale ortsauflösende Sensor ein digitales Signal erhalten, dass den ortsauflösenden Sensor veranlasst für eine vorgegebene Zeit in das geringe Sicherheitslevel zu wechseln.
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Der Sicherheitslevel wird beispielsweise in den folgenden Fällen nicht reduziert:
- Falls eine Kommunikation zwischen Funktransponder und Funkstationen fehlerhaft ist oder das Funkortungssystem keine zuverlässigen Daten liefern kann.
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Wenn nicht sichergestellt werden kann, dass alle Personen bzw. Objekte einen Funktransponder tragen, die sich in der Nähe einer Maschine aufhalten. Beispielsweise ein Fahrer eines LKW, der Material liefert, welches von autonomen Fahrzeugen entladen werden soll. Beispielsweise liegt hier ein Fehler in eine Schleuse vor die sicherstellen soll, dass nur Personen mit einem gültigen Funktransponder sich im Überwachungsbereich aufhalten.
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Bei einer vorgesehenen engen Personen-Maschinen Interaktion. Beispielsweise ist eine Person in der Nähe einer Maschine und die Maschine soll trotzdem nicht angehalten werden. Hier ist beispielsweise vorgesehen, dass der ortsauflösende Sensor eine besser Ansprechzeit und/oder eine bessere örtliche Auflösung hat als das Funkortungssystem. Beispielsweise kann ein Lichtgitter einen Eingriff eines menschlichen Fingers erkennen, während das Funkortungssystem nur die Position des Körpers der Person erkennen kann.
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Die Steuer -und Auswerteeinheit sendet beispielsweise in diesen Fällen ein Signal an die ortsauflösenden Sensoren, um diese in dem höchsten verfügbaren Sicherheitslevel zu betreiben.
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Der Sicherheitslevel wird beispielsweise in den folgenden Fällen reduziert:
- Eine Kommunikation zwischen Funktransponder und Funkstation funktioniert ausreichend gut, um die für die aktuelle Situation notwendige Ansprechzeit zu gewährleisten. Und das Funkortungssystem liefert zuverlässige Daten, wonach beispielsweise ein Programm-Ablauf des Funkortungssystems nicht maßgeblich gestört ist.
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Alle Personen tragen einen Funktransponder. Es gibt keine Person ohne Funktransponder. Es kann sichergestellt werden, dass alle Personen oder beweglichen Objekte ein funktionierenden Funktransponder tragen, die in der Nähe einer Maschine bzw. innerhalb des Überwachungsbereichs sind. Es können zwar auch Personen und/oder Objekte in dem Überwachungsbereich sein, die zwar selbst keinen Funktransponder tragen, aber deren Position beispielsweise anderweitig bekannt ist, beispielsweise weil eine Person einen Gabelstapler bedient, der mit einem funktionierenden Funktransponder ausgerüstet ist, der damit auch automatisch der Person des Gabelstaplers zugeordnet ist. Wenn Kollisionen zwischen autonomen Fahrzeugen und statischen bzw. ortsfesten Objekten ebenfalls verhindert werden sollen, dann müssen auch alle statischen Objekte beispielsweise in einer Karte des Funkortungssystems eingetragen sein.
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Beispielsweise kann die Sicherheit von Personen gewährleistet werden, die keinen Funktransponder tragen, da diese keinen Zugang zum Überwachungsbereich haben, da beispielsweise eine Zugangsbereich mit einer Zugangsschleuse vorgesehen ist, der nur Personen mit einem Funktransponder einen Zugang erlauben.
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In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Betrieb mit reduzierten Sicherheitslevel eine Steuer- und Auswerteeinheit des ortsauflösenden Sensors ausgebildet aufgrund niedrigerer Anforderungen bezüglich einer Fremdlicht-Festigkeit, Fremdlichttests mit einer geringeren Güte durchzuführen.
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Bei einem reduzierten Sicherheitslevel können beispielsweise einige Anforderungen bezüglich einer Fremdlicht-Festigkeit entfallen. Beispielsweise können Fremdlicht-Tests entfallen oder zumindest durchgeführt werden, aber diese führen nicht zwangsläufig zu einer Fehlermeldung oder nicht zwangsläufig zu einer Reduzierung der Sensorfunktion. Beispielsweise wird nur eine Warnmeldung ausgegeben, dass ggf. Fremdlicht detektiert wurde. Dadurch ist eine höhere Produktivität gegeben, da es zu weniger Stillstandzeiten kommt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Betrieb mit reduzierten Sicherheitslevel eine Steuer- und Auswerteeinheit des ortsauflösenden Sensors ausgebildet, wenn eine Verschmutzung einer Frontscheibe des ortsauflösenden Sensors detektiert wird, nur eine Warnung von der Steuer- und Auswerteeinheit ausgeben wird, aber Schaltausgänge des ortsauflösenden Sensors aktiv bleiben.
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Beispielsweise wird eine Schwelle für die Verschmutzungs-Warnung beispielsweise verschoben. Das hat zur Folge, dass der Sensor länger im ordnungsgemäßen Normalbetrieb bleibt. Im Idealfall wird beispielsweise die Frontscheibe gereinigt, bevor der ortsauflösende Sensor seine Schaltausgänge schalten muss, weil die empfangene Lichtstärke geringer ist als eine erlaubte Vergleichs-Schwelle. Damit liegen beispielsweise weniger Ausfälle wegen einer verschmutzten Frontscheibe vor. Das ist besonders interessant, wenn der ortsauflösende Sensor in einer staubigen Umgebung (z.B. in einer Holzverarbeitung) betrieben wird. Dadurch ergibt sich eine höhere Produktivität.
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In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Betrieb mit reduzierten Sicherheitslevel eine Steuer- und Auswerteeinheit des ortsauflösenden Sensors ausgebildet weniger Fehlerbeherrschungsmaßnahmen durchzuführen.
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Bei einem reduzierten Sicherheitslevel müssen weniger Fehler müssen beherrscht werden. Es müssen also auch weniger Fehler in einer Fehler-Mode-Effekt-Analyse (kurz: FMEA) akkumuliert werden. Dadurch ist ein geringerer Diagnose-Deckungsgrad möglich. Dadurch brauchen Selbsttests vom ortsauflösenden Sensor weniger häufig oder teilweise im laufenden Betrieb gar nicht mehr durchgeführt werden. Dadurch ergeben sich weniger falsche Alarme und dadurch eine höhere Produktivität. In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Betrieb mit reduzierten Sicherheitslevel eine Steuer- und Auswerteeinheit des ortsauflösenden Sensors ausgebildet weniger oder keine Mehrfachauswertungen mehr durchzuführen.
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Bei einem reduzierten Sicherheitslevel sind beispielsweise Mehrfachauswertungen nicht mehr notwendig oder weniger Mehrfachauswertungen sind akzeptabel. Dies führt zu einer kürzere Ansprechzeit, wodurch beispielsweise eine höhere maximale max. Fahrgeschwindigkeit ermöglicht wird, was wiederum zu einer höheren Produktivität führt.
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Bei einem reduzierten Sicherheitslevel sind geringere Anforderungen an eine MTTFd (= „mean time to dangerous failure“) zu stellen. Beispielsweise erfordert ein Performancelevel PL d ein hohes Level, nämlich 30 Jahre ≤ MTTFD ≤ 100 Jahre. Beispielsweise erfordert ein Performancelevel PL b ein mittleres Level, nämlich 10 Jahre ≤ MTTFD ≤ 30 Jahre.
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Die Informationsübertragung vom Funkortungssystem bzw. der Steuer- und Auswerteeinheit an die lokalen ortsauflösenden Sicherheits-Sensoren kann auf verschiedene Arten übertragen werden.
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Beispielsweise per Kabel oder Leitung, meist mit einer Übersetzung auf eine geeignete sichere Schnittstelle wie Ethernet, lO-Link Safety oder einem 1-aus-N Signal.
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Beispielsweise kann die Informationsübertragung drahtlos direkt zum lokalen ortsauflösenden Sicherheits-Sensor, beispielsweise per Bluetooth, Bluetooth low Energy usw. erfolgen.
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Beispielsweise kann die Informationsübertragung über den Funktransponder an dem Objekt und dann von dort aus per Kabel oder drahtlos an den ortsauflösenden Sensor.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Überprüfungseinheit vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit von der ersten Überprüfungseinheit überprüft wird.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert, Umschaltsignale für einen Sicherheitsstatus der einzelnen Funktransponder sendet oder beispielsweise abhängig von der Situation Überprüfungseinheit-Rücksetzsignale an die Funktransponder initiiert.
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Die erste Überprüfungseinheit und die Steuer- und Auswerteeinheit bilden damit mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die erste Überprüfungseinheit stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein RTLS-Watchdog Controller dient der Überwachung und Diagnose des Sicherheitssystems und der Steuer- und Auswerteeinheit und führt Sicherheitsfunktionen des Sicherheitssystems aus. Die erste Überprüfungseinheit verwendet die Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise als Kommunikations-Relais. Konkret überwacht die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die korrekte Kommunikation zwischen den Funktranspondern, den Funkstationen und der Steuer- und Auswerteeinheit, überprüft das Zeitverhalten aller Komponenten und führt auf den ermittelten Daten Konsistenzprüfungen aus. Gegebenenfalls nutzt die erste Überprüfungseinheit hierzu auch einen Funktionsblock, der in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. dem RTLS-Server ausgeführt wird.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. der RTLS-Watchdog Controller verwendet Positionsdaten bzw. geprüften Positionsdaten des RTLS-Systems und beispielsweise vorab per Konfiguration bereitgestellte Informationen über Gefahrenstellen, Details des Betriebsumfeldes usw., um eine Bewertung der lokalen Gefährdungen vorzunehmen. Im einfachsten Fall geschieht das, indem die Abstände zwischen Personen und Gefahrenstellen ermittelt werden und bei Unterschreitung einer Sicherheitsgrenze risikomindernde Maßnahmen eingeleitet werden. Eine Risikominderung basiert beispielsweise darin, dass die Überprüfungseinheit den Funktranspondern ein sicheres Abschalt- oder Umschaltsignal sendet, das diese beispielsweise an eine angeschlossene Maschine weitergeben oder, im Falle eines Funktransponders an einer Person ein Warnsignal oder Handlungsinstruktionen an die Person weitergeben.
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Beispielsweise sind eine Vielzahl von Funktranspondern vorgesehen, beispielsweise an allen ortsveränderlichen Maschinen und Personen und ggf. auch an stationären Maschinen.
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Die Funktransponder können zusätzliche Aufgaben haben und unterscheiden sich daher von den konventionellen Funktranspondern bzw. Tags. Neben der Unterstützung der Ortungsfunktion des RTLS-Systems kommen beispielsweise folgende Funktionen hinzu:
- Funkbasierte Bestimmung der eigenen Position, beispielsweise eine inverse Funkortung auf Basis von Blink-Signalen der verschiedenen Funkstationen.
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Alternativ kann eine Laufzeitmessung der Funkstationssignale durch den Funktransponder und eine Rückmeldung der Laufzeitunterschiede an die erste Überprüfungseinheit bzw. den RTLS-Watchdog Controller erfolgen, wonach optional eine Plausibilisierung der berechneten Funktransponderpositionen erfolgt.
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Weiter erfolgt beispielsweise eine Übermittlung von Positions-, Status- und Diagnoseinformationen an die Steuer- und Auswerteeinheit und an die erste Überprüfungseinheit.
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Um diese Funktionen ausführen zu können, weisen die Funktransponder beispielsweise eine bidirektionale Kommunikation mit der ersten Überprüfungseinheit auf.
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Die erste Überprüfungseinheit überprüft die Plausibilität der ermittelten Positionsdaten und versendet bei Erkennung von Fehlern oder unplausiblen Messwerten Signale zum Umschalten eines Sicherheitsstatus des betreffenden Funktransponders.
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Das RTLS-System, wonach mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten der Objekte ermittelbar sind, ermittelt mit Funkortung die Positionen aller Funktransponder in einem festen zeitlichen Raster. Das RTLS-System arbeitet mit bidirektionaler Kommunikation zwischen den Funktranspondern und den Funkstationen. Das hat den Grund, dass zusätzlich die Funktransponder ihre Position selbst ermitteln können und mit Hilfe eines Funk-Rückkanals beispielsweise eines UWB-Rückkanals das Ergebnis der Ortung an die Steuer- und Auswerteeinheit übermitteln. Dadurch stehen in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. im RTLS-Server zwei unabhängig ermittelte Positionsinformationen zum Vergleich zur Verfügung. Nämlich erstens die durch die Funkstationen ermittelte Positionsinformationen und zweitens die durch die Funktransponder ermittelte Positionsinformationen. Alternativ können durch die Funktransponder Laufzeitmessungen der von den Funkstationen ausgesendeten Signale vorgenommen werden und lediglich die ermittelten Laufzeiten zur Plausibilisierung zur Steuer- und Auswerteeinheit zurückgemeldet werden. Das ist ausreichend für die Plausibilisierung der Positionsbestimmung. Zusätzlich kann die bidirektionale Kommunikation dazu verwendet werden Diagnoseinformationen oder andere Statusinformationen, die lokal auf den Transpondern ermittelt wurden, an die erste Überprüfungseinheit bzw. den Watchdog-Controller weiterzugeben.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.
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Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.
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Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.
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Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus.
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Neben dem genannten UWB-Ortungssystem könnte auch eine andere Funktechnologie zur Ortung eingesetzt werden.
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Die Verbindung der Ortungs- und Kommunikationsfunktion im UWB-System könnte auch auf zwei getrennte Systeme aufgeteilt werden. Zum Beispiel ist es vorgesehen, dass das UWB-System nur die Ortung übernimmt und ein zusätzliches WLAN-Netz zur Datenübertragung verwendet wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor.
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Ein Ultraschallsensor sendet Ultraschall aus und wertet die reflektierten Schallwellen, also die Echosignale aus. Dabei werden Frequenzen ab 16 kHz verwendet. Dabei können Detektionsreichweiten von wenigen Zentimetern bis vielen Metern realisiert werden.
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Ein Radarsensor ist ein Sensor, der ein sogenanntes Primärsignal als gebündelte elektromagnetische Welle aussendet, die von Personen oder Objekten reflektierten Echos als Sekundärsignal empfängt und nach verschiedenen Kriterien auswertet. Dabei handelt es sich um eine Ortung, nämlich beispielsweise der Bestimmung von Entfernung und Winkel.
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Aus den empfangenen, von der Person oder dem Objekt reflektierten Wellen können Positionsinformationen bzw. die Position gewonnen werden. Wie bereits erwähnt, kann der Winkel bzw. die Richtung zum Objekt und die Entfernung zur Person oder dem Objekt aus der Zeitverschiebung zwischen Senden und Empfangen des Signals ermittelt werden. Weiter kann auch die Relativbewegung zwischen Sender und Person bzw. Objekt festgestellt werden, beispielsweise durch eine einfache Mehrfachmessung in zeitlichen Abständen. Das Aneinanderreihen einzelner Messungen liefert die Wegstrecke und die Absolutgeschwindigkeit des Objektes. Bei entsprechender Auflösung des Radarsensors können Konturen der Person bzw. des Objektes erkannt werden.
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Eine Abstrahlung von dem Radarsensor erfolgt beispielsweise aufgrund des Antennenentwurfs weitgehend gebündelt in eine Richtung. Die Strahlungscharakteristik der Antenne hat dann eine sogenannte Keulenform.
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Die Wellenlänge des Radars liegt im Bereich der Funkwellen im Kurz- bis Mikrowellenbereich. Ein Pulsradarsensor sendet Impulse mit einer typischen Dauer im unteren Mikrosekundenbereich und wartet dann auf Echos. Die Laufzeit des Impulses ist die Zeit zwischen dem Senden und dem Empfang des Echos. Sie wird zur Entfernungsbestimmung genutzt.
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Eine Richtung des Abtaststrahles eines Impulsradarsensors kann statt durch die Ausrichtung der Antenne bzw. der Antennen auch elektronisch durch phasengesteuerte Antennenarrays bewirkt werden. Damit können in schnellem Wechsel mehrere Objekte angepeilt und quasi simultan verfolgt werden.
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Der Radarsensor arbeitet mit einer Leistung von beispielsweise ca. 10 mW. Diese Leistung ist so gering, dass keine gesundheitlichen Auswirkungen bestehen. Die für diese Anwendung zugelassene Radarfrequenz liegt beispielsweise im Bereich von 76-77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor zur mindestens räumlichen Überwachung eines Überwachungsbereiches ausgebildet ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist der optoelektronische Sensor ein Laserscanner, ein Sicherheitslaserscanner, eine 3D-Kamera, eine Stereokamera oder eine Lichtlaufzeitkamera.
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Zur Positionserfassung überwacht der ortsauflösende Sensor, der Laserscanner, der Sicherheitslaserscanner, die 3D-Kamera, die Stereokamera oder die Lichtlaufzeitkamera einen zweidimensionalen oder dreidimensionales Schutzfeld bzw. eine Messdatenkontur. Dabei kann es sich auch synonym um ein Überwachungsfeld handeln.
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Wenn z.B. ein Solid State Laserscanner vom Performancelevel Typ d auf einen Performancelevel Typ c oder Performancelevel Typ b heruntergestuft wird, dann kann eine höhere minimale Remission von den Objekten in der Safety Berechnung angenommen werden.
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Das bedeutet, dass die zu detektierenden Objekte weniger schwarz angenommen werden müssen. Beispielsweise ein Prüfstab bei der Abnahme. Es kommt beim Empfänger mehr Licht an, da das Objekt mehr Licht reflektiert und zurückstreut. Es liegt somit eine höhere Empfangs-Energie bei gleicher Entfernung vor, bzw. gleich wenig Empfangs-Energie bei höherer Entfernung.
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Damit ergibt sich eine höhere sichere Reichweite und damit ein größeres Schutzfeld. Dadurch hat beispielsweise ein autonomes Fahrzeug eine weiteren Sichtbereich, wodurch eine höhere maximale Fahrgeschwindigkeit möglich ist und dadurch eine höhere Produktivität.
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Eine 3D-Kamera überwacht beispielsweise ebenfalls einen Schutzbereich mittels einer Vielzahl von erfassten Distanzwerten. Eine 3D-Kamera hat den Vorteil, dass ein volumenartiger Schutzbereich überwacht werden kann.
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Eine Stereokamera überwacht beispielsweise ebenfalls einen Schutzbereich bzw. ein Schutzfeld mittels einer Vielzahl von erfassten Distanzwerten. Die Distanzwerte werden auf Basis der zwei Kameras der Stereokamera ermittelt, die in einem Basisabstand zueinander montiert sind. Eine Stereokamera hat ebenso den Vorteil, dass ein volumenartiger Schutzbereich überwacht werden kann.
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Mittels einer Lichtlaufzeitkamera werden Distanzwerte aufgrund der gemessenen Lichtlaufzeit ermittelt, welche von einem Bildsensor ermittelt werden. Eine Lichtlaufzeitkamera hat ebenso den Vorteil, dass ein volumenartiger bzw. räumlicher Schutzbereich überwacht werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuer- und Auswerteeinheit des ortsauflösenden Sensors im Betrieb mit reduziertem Sicherheitslevel ausgebildet eine Auswertung auf Basis einer höheren minimalen Remission des Objektes durchzuführen.
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Es darf eine höhere minimale Remission von den Objekten angenommen werden. Daraus folgt eine höhere sichere maximale Reichweite des Sensors. Damit ist ein größeres Schutzfeld realisierbar. Beispielsweise kann ein autonomes Fahrzeug damit mit einem größeren Schutzfeld realisiert werden. Dadurch kann das autonome Fahrzeug schneller fahren, was wiederum zu einer höheren Produktivität führt.
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Eine Empfangs-Energie ist quadratisch vom Abstand zum Objekt abhängig. Bei reflektiertem Licht ist der Lichtweg „doppelt“, da das Licht vom Sender zum Objekt und dann wieder zum Empfänger gestrahlt wird. Remission kann auch als „detektierbarer Remissionsgrad“ oder umgangssprachlich als Reflektivität bezeichnet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der ortsauflösende Sensor ein Lichtgitter. Ein Lichtgitter weist vorzugsweise einen Lichtgittersender in einem ersten Gehäuse und einen Lichtgitterempfänger in einem zweiten Gehäuse auf. Zwischen dem Lichtgittersender und dem Lichtgitterempfänger wird ein Schutzfeld gebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuer- und Auswerteeinheit des Lichtgitters im Betrieb mit reduziertem Sicherheitslevel ausgebildet eine Auswertung auf Basis eines größeren Öffnungswinkels von Lichtempfängern des Lichtgitters durchzuführen.
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Bei einem Lichtgitter sind bei einem reduzierten Sicherheitslevel größere Öffnungswinkel sind erlaubt. Beispielsweise bei einem Lichtgitter +/- 5° bei 3 m Entfernung zwischen Sender und Empfänger im Vergleich zu +/- 2,5° bei einem höheren Sicherheitslevel.
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Während dem Betrieb mit einem größeren Öffnungswinkel ist das Lichtgitter weniger anfällig für Vibrationen.
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Beispielsweise ist bei einem reduziertem Sicherheitslevel auch eine höhere Sendeleistung möglich, da auch zur Einhaltung der max. Öffnungswinkel weniger Fehler angenommen werden müssen.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigen in:
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1 zeigt ein Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung einer Person (2) und/oder eines Objektes (8) in einem Überwachungsbereich (10), mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem Funkortungssystem (4) zur Positionsbestimmung der Person (2) und/oder des Objektes (8) im Überwachungsbereich (10), mit mindestens einem ortsauflösenden Sensor (7) zur Anwesenheitsbestimmung der Person (2) und/oder des Objektes (8) in einem Schutzfeld (11) des ortsauflösenden Sensors (7), wobei das Schutzfeld (11) innerhalb des Überwachungsbereichs (10) angeordnet ist, wobei das Funkortungssystem (4) angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei an der Person (2) und/oder dem Objekt (8) mindestens ein Funktransponder (6) angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem (4) Positionsdaten der Person (2) und/oder des Objektes (8) ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von den Funkstationen (5) des Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, und mittels des ortsauflösenden Sensors (7) Statusinformationen zum Schutzfeld (11) ermittelbar sind, wobei Statusinformationen zum Schutzfeld (11) von dem ortsauflösenden Sensor (7) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funkortungssystems (4) und die Statusinformationen des ortsauflösenden Sensors (7) auszuwerten und wenn eine Person (2) und/oder ein Objekt (8) von dem Funkortungssystem (4) in dem Überwachungsbereich (10 ermittelt werden die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor (7) in einen Betrieb mit nicht reduziertem Sicherheitslevel zu versetzen, und wenn keine Person (2) und/oder kein Objekt (8) von dem Funkortungssystem (4) in dem Überwachungsbereich (10) ermittelt werden, die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist den ortsauflösenden Sensor (7) in einen Betrieb mit reduziertem Sicherheitslevel zu versetzen.
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Die Lösung geht davon aus, dass in einer Fertigungsanlage oder einem Logistikzentrum neben den lokal angebrachten ortsauflösenden Sensoren (7) bzw. Sicherheitssensoren zusätzlich ein Funkortungssystem (4) bzw. sicheres Lokalisierungssystem installiert ist, dass die Positionen der anwesenden Personen (2), Objekte (8) bzw. von mobilen Maschinen mit einer Genauigkeit von rund einem Meter oder genauer ermittelt. Zu diesem Zweck sind alle Personen (2), Objekte (8) und/oder beispielsweise mobile Maschinen mit mindestens einem Funktransponder (6) versehen.
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Wenn der Sicherheitslevel des Sensors (7) temporär herabsetzt ist, dann wird die Produktivität erhöht.
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Das sichere Funkortungssystem (4) ermittelt und verfolgt die Aufenthaltsorte aller Personen (2) oder Objekte (8) im Überwachungsbereich (10). Es veranlasst beispielsweise die ortsauflösenden Sensoren (7), die sich in der näheren Umgebung von Personen (2) oder Objekte (8) befinden, einen höheren Sicherheitslevel einzunehmen. Ortsauflösende Sensoren (7), die sich nicht in der näheren Umgebung von Personen (2) oder Objekten (8) befinden, werden beispielsweise dazu veranlasst einen niedrigeren Sicherheitslevel einzunehmen.
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Die Signale zum Wechsel des Sicherheitslevel werden beispielsweise vom sicheren Funkortungssystem (4) von der Steuer- und Auswerteeinheit (3) an die ortsauflösenden Sensoren (7) gesendet. Beispielsweise weist der ortsauflösende Sensor (7) einen sicheren Eingang bzw. eine sichere Eingangsschnittstelle auf.
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Der ortsauflösende Sensor (7) kann beispielsweise ortsfest angeordnet sein. Jedoch ist es beispielsweise auch vorgesehen, dass der ortsauflösende Sensor (7) ortsveränderlich, also mobil angeordnet ist. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor (7) an einem Fahrzeug, insbesondere an einem autonomen Fahrzeug angeordnet. Die Funktransponder sind beispielsweise ebenfalls ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet. Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor (7) zur mindestens flächigen Überwachung eines Schutzfeldes (11) bzw. Schutzbereichs ausgebildet.
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Der ortsauflösende Sensor (7) zur mindestens flächigen Überwachung eines Schutzbereiches ist beispielsweise ein Sensor zur Entfernungsmessung. Der Entfernungssensor liefert Entfernungswerte im mindestens zweidimensionalen Raum. Dabei gibt der Sensor (7) Messwerte mit Distanzangaben und Winkelangaben aus. Beispielsweise wird die Entfernung mittels Lichtlaufzeitverfahren oder Triangulationsverfahren ermittelt.
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Beispielsweise ist der ortsauflösende Sensor (7) ein optoelektronischer Sensor.
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Bei einem optoelektronischen Sensor, beispielsweise einem Lichtlaufzeitsensor wird das von einem Lichtsender ausgesendete Licht, welches von der Person (2) oder dem Objekt (8) remittiert wird von einem Lichtempfänger empfangen und die Lichtlaufzeit vom Aussenden bis zum Empfangen von der Person (2) oder dem Objekt (8) wird ausgewertet, wodurch die Entfernung zu der Person (2) oder dem Objekt (8) bestimmt werden kann. Dabei handelt es sich um eine Ortung, nämlich beispielsweise der Bestimmung von Entfernung und Winkel.
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Ein Herabstufen bzw. Reduzieren des Sicherheitslevels des lokalen Sensors (7) kann Einfluss auf folgende Aspekte haben:
- Es darf eine höhere minimale Remission von den Objekten (8) angenommen werden. Daraus folgt eine höhere sichere maximale Reichweite des Sensors (7). Damit ist ein größeres Schutzfeld (11) realisierbar. Beispielsweise kann ein autonomes Fahrzeug damit mit einem größeren Schutzfeld (11) realisiert werden. Dadurch kann das autonome Fahrzeug schneller fahren, was wiederum zu einer höheren Produktivität führt.
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Die Umschaltung der verschiedenen Sicherheitslevel kann durch eine Betriebsarten-Umschaltung erfolgen.
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Bei einem Lichtgitter als Sensor (7) sind bei einem reduzierten Sicherheitslevel größere Öffnungswinkel sind erlaubt. Beispielsweise bei einem Lichtgitter +/- 5° bei 3 m Entfernung zwischen Sender und Empfänger im Vergleich zu +/- 2,5° bei einem höheren Sicherheitslevel. Beispielsweise ist bei einem reduziertem Sicherheitslevel auch eine höhere Sendeleistung möglich, da auch zur Einhaltung der max. Öffnungswinkel weniger Fehler angenommen werden müssen.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit (3) sendet im Normalbetrieb ein Signal an den lokalen ortsauflösenden Sensor (7), wenn er in das geringere Sicherheitslevel wechseln soll.
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Alternativ könnte der lokale ortsauflösende Sensor (7) ein digitales Signal erhalten, dass den ortsauflösenden Sensor (7) veranlasst für eine vorgegebene Zeit in das geringe Sicherheitslevel zu wechseln.
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Die Informationsübertragung vom Funkortungssystem (4) bzw. der Steuer- und Auswerteeinheit (3) an die lokalen ortsauflösenden Sicherheits-Sensoren (7) kann auf verschiedene Arten übertragen werden.
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Beispielsweise per Kabel oder Leitung, meist mit einer Übersetzung auf eine geeignete sichere Schnittstelle wie Ethernet, IO-Link Safety oder einem 1-aus-N Signal.
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Beispielsweise kann die Informationsübertragung drahtlos direkt zum lokalen ortsauflösenden Sicherheits-Sensor (7), beispielsweise per Bluetooth, Bluetooth low Energy usw. erfolgen.
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Beispielsweise kann die Informationsübertragung über den Funktransponder (6) an dem Objekt (8) und dann von dort aus per Kabel oder drahtlos an den ortsauflösenden Sensor (7).
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Optional ist eine erste Überprüfungseinheit vorgesehen, wobei die erste Überprüfungseinheit mit der Steuer- und Auswerteeinheit (3) verbunden ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) von der ersten Überprüfungseinheit überprüft wird.
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Die erste Überprüfungseinheit bzw. ein sicherer RTLS Watchdog Controller, überwacht die Steuer- und Auswerteeinheit (3), wobei die erste Überprüfungseinheit beispielsweise die bestimmten Positionsdaten plausibilisiert, Umschaltsignale für einen Sicherheitsstatus der einzelnen Funktransponder (6) sendet oder beispielsweise abhängig von der Situation Überprüfungseinheit-Rücksetzsignale an die Funktransponder (6) initiiert.
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Die erste Überprüfungseinheit und die Steuer- und Auswerteeinheit (3) bilden damit mindestens ein einkanaliges System mit Testung gemäß ISO 13849 oder optional ein zweikanaliges System. Die erste Überprüfungseinheit stellt die notwendigen Diagnosemechanismen, wie sie beispielsweise von den einschlägigen Sicherheitsnormen gefordert werden, bereit.
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Bezugszeichen:
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- 1
- Sicherheitssystem
- 2
- Person
- 3
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 4
- Funkortungssystem
- 5
- Funkstationen
- 6
- Funktransponder
- 7
- ortsauflösender Sensor
- 8
- Objekt
- 9
- erste Überprüfungseinheit
- 10
- Überwachungsbereich
- 11
- Schutzfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019131833 A1 [0008]
