EP2053624B1 - Vorkonfektioniertes Schaltgerät zum sicheren und unsicheren Schalten von Ausgängen - Google Patents
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- EP2053624B1 EP2053624B1 EP07020718.8A EP07020718A EP2053624B1 EP 2053624 B1 EP2053624 B1 EP 2053624B1 EP 07020718 A EP07020718 A EP 07020718A EP 2053624 B1 EP2053624 B1 EP 2053624B1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
- H01H47/004—Monitoring or fail-safe circuits using plural redundant serial connected relay operated contacts in controlled circuit
Definitions
- the present invention relates to a prefabricated switching device.
- Such switching devices are known in various configurations.
- such a switching device in which the housing has a number of input terminals, via which the switching device in each case a signal to be switched is supplied.
- the input terminals are each connected via a single-channel safe switch with a corresponding output terminal, so that via the output terminals in each case a switched signal to the outside of the switching device can be issued.
- a safety-oriented circuit is arranged, which can be supplied from outside the housing at least one safety-related shutdown signal. In the case of supplying the safety-related shutdown signal, the safety-related circuit actuates the safe switches associated with the respective safety-related shutdown signal, so that these switches are opened.
- a switching device in which the housing has a first input terminal, via which the switching device, a first signal to be switched is supplied.
- the first input terminal is connected to output terminals via parallel-connected signal paths so that a switched signal can be output to the outside of the switching device via the output terminals.
- a control circuit is arranged, are arranged independently of the switch arranged in the signal paths switch.
- a switching device with switching contacts is known, wherein the switching device for self-monitoring of the switching contacts has two sets of switching contacts, which are mechanically independent of each other, but are operated by the same control command.
- From the EP 0 865 055 A is a driver circuit known with an emergency stop switch and a series-connected normal off switch for switching off a load.
- the noramle breaker is periodically turned off by a control signal of a normal turn-off control circuit and the off-state is monitored by means of an output signal of a monitor circuit.
- a device for failsafe shutdown of an electrical load having a signal generator for generating an input signal representing a safety requirement.
- the input signal is supplied to a safety switching device, which generates a multi-channel shutdown signal in response to the input signal.
- the multi-channel shutdown signal is supplied to a first and at least one second switching element, which are arranged spatially separated from the safety switching device in series with each other in a power supply path of the consumer.
- the safety switching device is designed to switch the first and the second switching element offset in time from one another from the conducting to the blocking state.
- the object of the present invention is to provide a switching device that is simple and inexpensive and by means of which several drives both safe and operational (unsafe) are switchable.
- a prefabricated switching device has a housing 1.
- the housing 1 has a first input connection 2.
- a first signal E1 to be switched can be supplied to the switching device via the first input terminal 2.
- the first input terminal 2 is connected to output terminals 7 to 9 via a first single-channel safe switch 3 and three signal paths 4 to 6 connected in parallel to one another.
- a switched signal A1 to A3 can be output to the outside of the switching device via the output connections 7 to 9.
- the safe switch 3 may, for example, comprise (at least) two series-connected switching elements 3 ', 3 ", for example relays, in this case the switching elements 3', 3" each have their own actuators, via which only the respective switching element 3 ',
- the safe switch 3 can be embodied, for example, as a simple switch whose switching state is reliably monitored In this case, when a malfunction of the safe switch 3 is detected by a safety-related circuit 10, a corresponding error message is output.
- the safety-related circuit 10 is disposed within the housing 1.
- the safety-related circuit 10 is from outside the housing 1 - for example via a shutdown input 11 - a safety-related shutdown signal S fed.
- the safety-related circuit 10 When the safety-related circuit 10 is supplied with the safety-related shut-off signal S, the safety-related circuit 10 activates the first safe switch 3, so that the first safe switch 3 is opened. In the case of supplying the safety-related switch-off signal S, all signal paths 4 to 6 are thus reliably separated from the first input terminal 2.
- the further switches 12, 13 can be controlled independently of one another by the control circuit 14.
- the control of the further switches 12, 13 is also independent of the safety-related switch-off signal S.
- control circuit 14 automatically decides on the basis of an internal configuration of the control circuit 14 when and how it controls the further switches 12, 13.
- the control circuit 14 it is possible for the control circuit 14 to be supplied with control signals S1, S2 from outside the housing and for the control circuit 14 to actuate the further switches 12, 13 in dependence on the control signals S1, S2 supplied thereto.
- control terminals 15, 16 are provided for supplying the control signals S1, S2.
- this illustration is only an example.
- the omitted signal path may alternatively be the non-switchable signal path 6 or one of the switchable signal paths 4, 5. If further signal paths are present, these signal paths are preferably switchable. However, they may alternatively (at least partially) be designed as non-switchable signal paths.
- the housing 1 has a second input terminal 17. Via the second input terminal 17, a second signal E2 to be switched can be fed to the switching device.
- the second input terminal 17 is connected directly to an additional output terminal 19 via a second single-channel safe switch 18.
- a switched signal A4 can also be output to the outside of the switching device via the additional output connection 19.
- the second safe switch 18 is constructed analogously to the first safe switch 3. It is also controlled by the safety-related circuit 10, together with the first safe switch 3. In the case of supplying the safety-related switch-off signal S, therefore, the safety-related circuit 10 also controls the second safe switch 18, so that the second safe switch 18th is opened.
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- Electronic Switches (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein vorkonfektioniertes Schaltgerät. Derartige Schaltgeräte sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt.
- So ist beispielsweise ein derartiges Schaltgerät bekannt, bei welchem das Gehäuse eine Anzahl von Eingangsanschlüssen aufweist, über welche dem Schaltgerät jeweils ein zu schaltendes Signal zuführbar ist. Die Eingangsanschlüsse sind jeweils über einen einkanaligen sicheren Schalter mit einem korrespondierenden Ausgangsanschluss verbunden, so dass über die Ausgangsanschlüsse jeweils ein geschaltetes Signal nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar ist. Innerhalb des Gehäuses ist eine sicherheitsgerichtete Schaltung angeordnet, der von außerhalb des Gehäuses mindestens ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal zuführbar ist. Im Falle des Zuführens des sicherheitsgerichteten Abschaltsignals steuert die sicherheitsgerichtete Schaltung die dem jeweiligen sicherheitsgerichteten Abschaltsignal zugeordneten sicheren Schalter an, so dass diese Schalter geöffnet werden. Mittels derartiger Schaltgeräte sind sichere Schaltvorgänge möglich, die beispielsweise bei Not-Aus-Anforderungen ausgelöst werden müssen.
- Weiterhin ist ein Schaltgerät bekannt, bei dem das Gehäuse einen ersten Eingangsanschluss aufweist, über den dem Schaltgerät ein erstes zu schaltendes Signal zuführbar ist. Der erste Eingangsanschluss ist über parallel geschaltete Signalpfade mit Ausgangsanschlüssen verbunden, so dass über die Ausgangsanschlüsse jeweils ein geschaltetes Signal nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar ist. Innerhalb des Gehäuses ist eine Steuerschaltung angeordnet, von der in den Signalpfaden angeordnete Schalter unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Mittels eines derartigen Schaltgeräts sind normale (betriebsmäßige, unsichere) Schaltvorgänge möglich.
- Aus der
FR 2 514 944 A - Aus der
EP 0 865 055 A ist eine Treiberschaltung bekannt mit einem Notausschalter und einem dazu in Serie geschalteten normalen Ausschalter zum Ausschalten einer Last. Der noramle Ausschalter wird periodisch durch ein Steuersignal einer normalen Ausschalt-Steuerschaltung ausgeschaltet und der Auszustand wird mittels eines Ausgangssignals einer Überwachungsschaltung überwacht. - Aus der
DE 10 2004 033359 A1 ist eine Vorrichtung zum fehlersicheren Abschalten eines elektrischen Verbrauchers bekannt, wobei die Vorrichtung einen Signalgeber zum Erzeugen eines Eingabesignals aufweist, das eine Sicherheitsanforderung repräsentiert. Das Eingabesignal ist einem Sicherheitsschaltgerät zugeführt, welches in Abhängigkeit von dem Eingabesignal ein mehrkanaliges Abschaltsignal erzeugt. Das mehrkanalige Abschaltsignal ist einem ersten und zumindest einem zweiten Schaltelement zugeführt, die räumlich getrennt vom Sicherheitsschaltgerät in Reihe zueinander in einem Stromversorgungspfad des Verbrauchers angeordnet sind. Das Sicherheitsschaltgerät ist dazu ausgebildet, das erste und das zweite Schaltelement zeitlich versetzt zueinander von dem leitenden in den sperrenden Zustand zu schalten. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schaltgerät zu schaffen, das einfach und kostengünstig aufgebaut ist und mittels dessen mehrere Antriebe sowohl sicher als auch betriebsmäßig (unsicher) schaltbar sind.
- Die Aufgabe wird durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltgeräts sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Hierbei zeigt die einzige:
- FIG
- eine mögliche Ausgestaltung eines Schaltgeräts.
- Gemäß der FIG weist ein vorkonfektioniertes Schaltgerät ein Gehäuse 1 auf. Das Gehäuse 1 weist einen ersten Eingangsanschluss 2 auf. Über den ersten Eingangsanschluss 2 ist dem Schaltgerät ein erstes zu schaltendes Signal E1 zuführbar.
- Der erste Eingangsanschluss 2 ist über einen ersten einkanaligen sicheren Schalter 3 und drei zueinander parallel geschaltete Signalpfade 4 bis 6 mit Ausgangsanschlüssen 7 bis 9 verbunden. Über die Ausgangsanschlüsse 7 bis 9 ist somit jeweils ein geschaltetes Signal A1 bis A3 nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar.
- Der sichere Schalter 3 kann beispielsweise (mindestens) zwei in Reihe geschaltete Schaltelemente 3', 3" aufweisen, beispielsweise Relais. Die Schaltelemente 3', 3" weisen in diesem Fall jeweils eine eigene Aktorik auf, über die ausschließlich das jeweilige Schaltelement 3', 3" geschaltet wird. Alternativ kann der sichere Schalter 3 beispielsweise als einfacher Schalter ausgebildet sein, dessen Schaltzustand sicher überwacht wird. In diesem Fall wird bei Erkennen einer Fehlfunktion des sicheren Schalters 3 von einer sicherheitsgerichteten Schaltung 10 eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben.
- Auch die sicherheitsgerichtete Schaltung 10 ist innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Der sicherheitsgerichteten Schaltung 10 ist von außerhalb des Gehäuses 1 - beispielsweise über einen Abschalteingang 11 - ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal S zuführbar. Wenn der sicherheitsgerichteten Schaltung 10 das sicherheitsgerichtete Abschaltsignal S zugeführt wird, steuert die sicherheitsgerichtete Schaltung 10 den ersten sicheren Schalter 3 an, so dass der erste sichere Schalter 3 geöffnet wird. Im Falle des Zuführens des sicherheitsgerichteten Abschaltsignals S werden somit alle Signalpfade 4 bis 6 sicher vom ersten Eingangsanschluss 2 getrennt.
- In zwei der drei Signalpfade 4 bis 6 (hier den Signalpfaden 4 und 5) ist je ein weiterer Schalter 12, 13 angeordnet. Der dritte der Signalpfade 4 bis 6 (hier der Signalpfad 6) ist nicht schaltbar. Die Ansteuerung der weiteren Schalter 12, 13 erfolgt mittels einer Steuerschaltung 14, die ebenfalls innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Steuerschaltung 14 ist von der sicherheitsgerichteten Schaltung 10 verschieden. Es handelt sich also um eine von der sicherheitsgerichteten Schaltung 10 getrennte Steuerschaltung 14.
- Die weiteren Schalter 12, 13 sind von der Steuerschaltung 14 unabhängig voneinander ansteuerbar. Die Ansteuerung der weiteren Schalter 12, 13 ist weiterhin auch unabhängig vom sicherheitsgerichteten Abschaltsignal S.
- Es ist möglich, dass die Steuerschaltung 14 auf Grund einer internen Ausgestaltung der Steuerschaltung 14 selbsttätig entscheidet, wann und wie sie die weiteren Schalter 12, 13 ansteuert. Alternativ ist es möglich, dass der Steuerschaltung 14 von außerhalb des Gehäuses Steuersignale S1, S2 zugeführt werden und dass die Steuerschaltung 14 die weiteren Schalter 12, 13 in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Steuersignalen S1, S2 ansteuert.
- Gemäß der Darstellung von der FIG sind zum Zuführen der Steuersignale S1, S2 Steueranschlüsse 15, 16 vorhanden. Diese Darstellung ist jedoch nur ein beispielhaft. Alternativ wäre es beispielsweise möglich, der Steuerschaltung 14 die Steuersignale S1, S2 über eine Anbindung an einen seriellen oder parallelen Bus zuzuführen. Auch wäre es möglich, die Steuersignale S1, S2 drahtlos zu übermitteln.
- Gemäß der Darstellung von der FIG sind weiterhin drei Signalpfade 4 bis 6 vorhanden. Das Vorhandensein von (mindestens) drei Signalpfaden 4 bis 6 ist bevorzugt, aber nicht zwingend. Minimal müssen nur zwei der Signalpfade 4 bis 6 vorhanden sein. Einer der Signalpfade 4 bis 6 könnte also entfallen. Bei dem entfallenden Signalpfad kann es sich gegebenenfalls alternativ um den nicht schaltbaren Signalpfad 6 oder um einen der schaltbaren Signalpfade 4, 5 handeln. Wenn weitere Signalpfade vorhanden sind, sind diese Signalpfade vorzugsweise schaltbar. Sie können jedoch alternativ (zumindest teilweise) als nicht schaltbare Signalpfade ausgebildet sein.
- Die FIG zeigt eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Gemäß dieser Ausgestaltung weist das Gehäuse 1 einen zweiten Eingangsanschluss 17 auf. Über den zweiten Eingangsanschluss 17 ist dem Schaltgerät ein zweites zu schaltendes Signal E2 zuführbar. Der zweite Eingangsanschluss 17 ist über einen zweiten einkanaligen sicheren Schalter 18 direkt mit einem zusätzlichen Ausgangsanschluss 19 verbunden. Dadurch ist auch über den zusätzlichen Ausgangsanschluss 19 ein geschaltetes Signal A4 nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar.
- Der zweite sichere Schalter 18 ist analog zum ersten sicheren Schalter 3 aufgebaut. Er wird ebenfalls von der sicherheitsgerichteten Schaltung 10 angesteuert, und zwar zusammen mit dem ersten sicheren Schalter 3. Im Falle des Zuführens des sicherheitsgerichteten Abschaltsignals S steuert daher die sicherheitsgerichtete Schaltung 10 auch den zweiten sicheren Schalter 18 an, so dass auch der zweite sichere Schalter 18 geöffnet wird.
- Es sind selbstverständlich Modifikationen der obenstehend erläuterten Erfindung möglich. Insbesondere ist es möglich, weitere (in der FIG nicht dargestellte) Eingangsanschlüsse vorzusehen, die alternativ entsprechend dem ersten Eingangsanschluss 2 oder entsprechend dem zweiten Eingangsanschluss 17 mit Ausgangsanschlüssen verbunden sein können. Die Ansteuerung eventuell vorhandener weiterer Schalter erfolgt hierbei unabhängig voneinander und unabhängig von den weiteren Schaltern 12, 13. Sie erfolgt weiterhin unabhängig von der sicherheitsgerichteten Schaltung zugeführten sicherheitsgerichteten Abschaltsignalen S. Die Ansteuerung weiterer sicherer Schalter erfolgt mittels der sicherheitsgerichteten Schaltung 10. Die sicherheitsgerichtete Schaltung 10 kann hierbei alternativ die weiteren sicheren Schalter im Falle des Zuführens des bereits erwähnten sicherheitsgerichteten Abschaltsignals S oder in Abhängigkeit weiterer sicherheitsgerichteter Abschaltsignale vornehmen.
- Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
Claims (11)
- Vorkonfektioniertes Schaltgerät,- wobei das Schaltgerät ein Gehäuse (1) aufweist,- wobei das Gehäuse (1) einen ersten Eingangsanschluss (2) aufweist, über den dem Schaltgerät ein erstes zu schaltendes Signal (E1) zuführbar ist,- wobei der erste Eingangsanschluss (2) über einen ersten einkanaligen sicheren Schalter (3) und einen ersten Signalpfad (4) mit einem ersten Ausgangsanschluss (7) sowie über den ersten sicheren Schalter (3) und einen dem ersten Signalpfad (4) parallel geschalteten zweiten Signalpfad (5, 6) mit mindestens einem zweiten Ausgangsanschluss (8, 9) verbunden ist, so dass über den ersten und den zweiten Ausgangsanschluss (7 bis 9) jeweils ein geschaltetes Signal (A1 bis A3) nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar ist,- wobei innerhalb des Gehäuses (1) eine sicherheitsgerichtete Schaltung (10) angeordnet ist, der von außerhalb des Gehäuses (1) ein sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal (S) zuführbar ist,- wobei die sicherheitsgerichtete Schaltung (10) im Falle des Zuführens des sicherheitsgerichteten Abschaltsignals (S) den ersten sicheren Schalter (3) ansteuert, so dass der erste sichere Schalter (3) geöffnet wird,- wobei innerhalb des Gehäuses (1) eine von der Schaltung (10) zur Ansteuerung des ersten sicheren Schalters (3) getrennte Steuerschaltung (14) angeordnet ist,- wobei ein im ersten Signalpfad (4) angeordneter erster weiterer Schalter (12) von der Steuerschaltung (14) unabhängig vom sicherheitsgerichteten Abschaltsignal (S) ansteuerbar ist,- wobei die Steuerschaltung (14) zur Ansteuerung des ersten weiteren Schalters (12) vorgesehen ist,- wobei der erste sichere Schalter (3) zum sicheren Abschalten des ersten und des zweiten Ausgangsanschlusses (7 bis 9), insbesondere eines an den Ausgangsanschlüssen (7 bis 9) anschließbaren Antriebes vorgesehen ist,- wobei der erste weitere Schalter (12) zum betriebsgemäßen unsicheren Abschalten zumindest eines der Ausgangsanschlüsse (7 bis 9), insbesondere eines an zumindest einem der Ausganganschlüsse (7 bis 9) anschließbaren Antriebes vorgesehen ist und- wobei das vorkonfektionierte Schaltgerät als insbesondere durch den ersten sicheren Schalter (3), durch den weiteren Schalter (12), durch die Schaltung (10) und die Steuerschaltung (14) vorkonfektioniertes Schaltgerät ausgebildet ist, wobei der erste sichere Schalter (3), der weitere Schalter (12), die Schaltung (10) und die Steuerschaltung (14) innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sind.
- Schaltgerät nach einem Anspruch 1,
wobei die Schaltung (10) als sicherheitsgerichtete Schaltung ausgebildet ist zum sicheren Abschalten eines am ersten und/oder am zweiten Ausgangsanschluss (7 bis 9) anschließbaren Antriebs im Falle des Zuführens des Abschaltsignals (S) als sicherheitsgerichtetes Abschaltsignal. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste weitere Schalter (12) in Abhängigkeit von einem der Steuerschaltung (14) von außerhalb des Gehäuses (1) zugeführten ersten Steuersignal (S1) ansteuerbar ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuerschaltung (14) zur Ansteuerung des zweiten weiteren Schalters (13) in Abhängigkeit von einem der Steuerschaltung (14) von außerhalb des Gehäuses (1) zugeführten zweiten Steuersignal (S2) vorgesehen ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuerschaltung (14) auf Grund einer internen Ausgestaltung der Steuerschaltung (14) derart ausgebildet ist, selbsttätig zu entscheiden, wann und wie sie den ersten weiteren Schalter (12) und/oder einen zweiten weiteren Schalter (13) ansteuert. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Steuerschaltung (14) von außerhalb des Gehäuses (1) Steuersignale (S1, S2) zuführbar sind, wobei die Steuerschaltung (14) zur Ansteuerung der weiteren Schalter (12, 13) in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Steuersignalen (S1, S2) vorgesehen ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Steuerschaltung (14) die Steuersignale (S1, S2) über eine Anbindung an einen seriellen oder parallelen Bus oder drahtlos zuführbar sind. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei im zweiten Signalpfad (5) ein zweiter weiterer Schalter (13) angeordnet ist, der von der Steuerschaltung (14) unabhängig vom sicherheitsgerichteten Abschaltsignal (S) und unabhängig vom ersten weiteren Schalter (12) ansteuerbar ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei dem ersten und dem zweiten Signalpfad (4, 5) ein dritter Signalpfad (6) parallel geschaltet ist und dass der dritte Signalpfad (6) als nicht schaltbarer Signalpfad (6) ausgebildet ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der zweite Signalpfad (6) als nicht schaltbarer Signalpfad (6) ausgebildet ist. - Vorkonfektioniertes Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,- wobei das Gehäuse (1) einen zweiten Eingangsanschluss (17) aufweist, über den dem Schaltgerät ein zweites zu schaltendes Signal (E2) zuführbar ist,- wobei der zweite Eingangsanschluss (17) über einen zweiten einkanaligen sicheren Schalter (18) direkt mit einem zusätzlichen Ausgangsanschluss (19) verbunden ist, so dass auch über den zusätzlichen Ausgangsanschluss (19) ein geschaltetes Signal (A4) nach außerhalb des Schaltgeräts abgebbar ist und- wobei die sicherheitsgerichtete Schaltung (10) im Falle des Zuführens des sicherheitsgerichteten Abschaltsignals (S) zur Ansteuerung auch des zweiten sicheren Schalters (18) derart vorgesehen ist, dass der zweite sichere Schalter (18) geöffnet wird.
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