DE3718582A1 - Elektronische sicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherheitsein­ richtung mit zwei unterschiedlich aufgebauten Sicherheitskanä­ len. Der erste Sicherheitskanal ist mit fest verdrahteter Schaltungslogik und der zweite Sicherheitskanal in Computertech­ nik ausgeführt. Sie wirken gemeinsam auf eine Sicherheitsstufe, die bei Auftreten unterschiedlicher Ausgangssignale der beiden Sicherheitskanäle eine zugehörige Vorrichtung bzw. Anlage in einen sicheren Zustand versetzt. Für jeden Sicherheitskanal ist eine Selbstüberwachung vorgesehen, deren Ausgangssignale eben­ falls auf die gemeinsame Sicherheitsstufe einwirken. Die Selbst­ überwachung enthält einen Vergleicher, durch den ein Zustands­ signal mit einem Referenzsignal verglichen wird.

Eine derartige elektronische Sicherheitseinrichtung ist durch die DE-PS 33 03 791 bekannt. In den Fig. 5 und 6 dieser Patentschrift sind entsprechende Ausführungsbeispiele darge­ stellt, bei denen elektrische Werte an Gatterein- und -ausgän­ gen mit einem Bitmuster einer Bitmustereinheit verglichen werden. Die Bitmustereinheit wird durch galvanische Brücken, z. B. Lötbrücken oder Leiterbahnen, gebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige elektronische Sicherheitseinrichtung zu vereinfachen, ohne den Sicherheitsgrad zu vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsge­ mäß dadurch gelöst, daß ein Referenzsignal für den ersten Sicherheitskanal durch ein Zustandssignal des zweiten Sicher­ heitskanals bereitgestellt wird und umgekehrt.

Die erfindungsgemäße elektronische Sicherheitseinrichtung, die ein redundantes diversitäres System darstellt, wird durch die Selbstüberwachung der Sicherheitskanäle zu einer extrem zuverlässigen Sicherheitseinrichtung. Hierbei kann gemäß der Erfindung auf die Bitmustereinheit verzichtet werden, da die Zustandssignale des jeweils anderen Sicherheitskanals als Referenzsignale verwendet werden. Dies ist in einfacher Form möglich, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die zu vergleichenden Signale in Form von parallelen Potentialzu­ ständen, z. B. digitale Zustands- oder Bitmuster, vorliegen.

Bei zyklisch wiederkehrenden Stellungsabläufen ist es vorteilhaft, daß der Vergleich zyklisch wiederkehrend am Anfang oder Ende eines Zyklus erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung während des Steuerungsablaufs die Selbstüberwachung durchzuführen, indem die Referenzsignale, den Zustandssignalen angepaßt, entspre­ chend dem Steuerungsablauf modifiziert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung schematisch dargestellt.

Zwischen einem Geber 1, durch den ein Steuervorgang aus­ gelöst wird, und einem Stellglied 2, durch das ein Steuerbefehl ausgeführt wird, sind zwei Sicherheitskanäle 3 und 4 vorge­ sehen, die gleichzeitig Steuerfunktionen übernehmen. Der erste Sicherheitskanal 3 ist mit fest verdrahteter Schaltungslogik ausgeführt, während der zweite Sicherheitskanal 4 in Mikrocom­ putertechnik hergestellt ist. Der Aufbau derartiger Kanäle ist dem Fachmann u. a. durch die DE-PS 33 03 791 grundsätzlich be­ kannt.

Ausgangssignale der beiden Sicherheitskanäle 3 und 4 wirken über Verstärker 5 und 6, einmal über Steuerleitungen 7 und 8 sowie Schalter 9 und 10 auf das Stellglied 2 und ein anderes Mal über Leitungen 11 und 12 auf einen Vergleicher 13, dessen Ausgangssignal auf eine Sicherheitsstufe 14 geleitet wird. Die Sicherheitsstufe 14 betätigt die Schalter 9 bzw. 10.

Der Sicherheitskanal 3 besitzt eine Selbstüberwachung mit einem Vergleicher 17, der jeweils ein Zustandssignal 18 des ersten Sicherheitskanals 3 mit einem Referenzsignal 19 aus dem zweiten Sicherheitskanal miteinander vergleicht. Das Referenz­ signal 19 wird aus einem Zustandssignal des zweiten Sicher­ heitskanals 4 gebildet. Das Ausgangssignal des Vergleichers 17 wirkt auf die Sicherheitsstufe 14, die bei Auftreten eines Fehlersignals über die Schalter 9 und 10 die Anlage in einen betriebssicheren Zustand versetzt, also im Regelfall ausschal­ tet.

Der zweite Sicherheitskanal 4 besitzt ein Vergleichspro­ gramm, mit dessen Hilfe ein Zustandssignal des zweiten Sicher­ heitskanals 4 mit einem Referenzsignal 20 verglichen wird. Das Referenzsignal 20 wird aus dem Zustandssignal 18 des ersten Sicherheitskanals 3 gebildet. Das Vergleichsergebnis wirkt über eine Signalleitung 21 ebenfalls auf die Sicherheitsstufe 14.

Die erfindungsgemäße elektronische Sicherheitseinrichtung ist gegenüber bekannten Einrichtungen nicht nur einfacher, sondern verfügt dazu über einen höheren Sicherheitsgrad, da die Referenzsignale diversitär erzeugt werden und einer ständi­ gen gegenseitigen Überwachung unterliegen.

In vielen Fällen genügt es, die Selbstüberwachung bei zyk­ lisch wiederkehrenden Steuerungsabläufen in regelmäßigen Ab­ ständen am Anfang oder Ende eines Zyklus durchzuführen, wobei die jeweiligen entsprechenden Zustands- und Referenzsignale miteinander verglichen werden. Soll jedoch eine fortlaufende Überwachung auch während des Steuerungsablaufes durchgeführt werden, so ist dies möglich, wenn die Referenzsignale, den Zu­ standssignalen angepaßt, entsprechend dem Steuerungsablauf modifiziert werden. Dies ist durch eine entsprechende Programm­ gestaltung und Aufbereitung der Signale im zweiten Sicherheits­ kanal möglich.

• Bezugszeichen:  1 Geber
   2 Stellglied
   3 erster Sicherheitskanal
   4 zweiter Sicherheitskanal
   5 Verstärker für den ersten Sicherheitskanal
   6 Verstärker für den zweiten Sicherheitskanal
   7 Steuerleitung für den ersten Sicherheitskanal
   8 Steuerleitung für den zweiten Sicherheitskanal
   9 Schalter für den ersten Sicherheitskanal
  10 Schalter für den zweiten Sicherheitskanal
  11 Leitung für den ersten Sicherheitskanal
  12 Leitung für den zweiten Sicherheitskanal
  13 Vergleicher
  14 Sicherheitsstufe
  15 -
  16 -
  17 Vergleicher der Selbstüberwachung vom ersten Sicherheitskanal 3
  18 Zustandssignal
  19 Referenzsignal aus dem zweiten Sicherheitskanal 4
  20 Referenzsignal aus dem ersten Sicherheitskanal 3
  21 Signalleitung

Claims (4)

1. Elektronische Sicherheitseinrichtung mit zwei unter­ schiedlich aufgebauten Sicherheitskanälen, von denen der erste Sicherheitskanal mit fest verdrahteter Schaltungslogik und der zweite Sicherheitskanal in Mikrocomputertechnik ausgeführt ist, und mit einer gemeinsamen Sicherheitsstufe, die bei Auftreten unterschiedlicher Ausgangssignale der beiden Sicherheitskanäle eine zugehörige Vorrichtung in einen sicheren Zustand versetzt sowie mit einer Selbstüberwachung für jeden Sicherheitskanal, deren Ausgangssignale auf die gemeinsame Sicherheitsstufe ein­ wirken, wobei eine Selbstüberwachung einen Vergleicher enthält, der ein Zustandssignal mit einem Referenzsignal vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzsig­ nal (19) für den ersten Sicherheitskanal (3) durch ein Zustands­ signal des zweiten Sicherheitskanals (4) bereitgestellt wird und umgekehrt.

2. Elektronische Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verglei­ chenden Signale in Form von parallelen Potentialzuständen, z. B. digitalen Zustands- oder Bitmustern, vorliegen.

3. Elektronische Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zyk­ lisch wiederkehrenden Steuerungsabläufen der Vergleich zyk­ lisch wiederkehrend am Anfang oder Ende eines Zyklus erfolgt.

4. Elektronische Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzsignale, den Zustandssignalen angepaßt, entsprechend einem Steuerungsablauf modifiziert werden.