JP2019200988A - 安全スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、入出力構造と、スイッチ信号を生成する手段と、を備えた安全スイッチを提供する。【解決手段】スイッチ信号に依存して設備の動作をイネーブルすることが可能である。入出力構造は、スタートキー（５）を接続するための接続手段を構成する。スタートキー（５）を手動で操作することにより、設備をイネーブルするための確認信号が生成される。接続手段は、安全スイッチ（１）において自動的に検出される。【選択図】図２

Description

本発明は、安全スイッチに関する。

安全スイッチは、安全技術の分野で使用され、特に、設備の危険領域の安全を確保するために使用される。設備という語には、特に機械、作業装置なども含まれる。

このような安全スイッチは、例えば、トランスポンダと共に機能し、トランスポンダ信号に基づき、例えば、設備への入口としてのドアのような隔離式保護装置が閉鎖されているか否かを識別することができる。

このような安全スイッチは、一般に、特に冗長に構成することができる複数の入力部および出力部を備えた入出力構造を有する。安全スイッチは、その監視機能に対応し、特にトランスポンダ信号に依存して、制御部に出力されかつ監視対象の設備を制御するスイッチ信号を生成する。安全スイッチにより、危険のない状態が検出され、特に、監視対象のドアが閉鎖されており、したがって、例えば、設備が配置されている危険領域への入口が閉鎖されていることが検出される場合、スイッチ状態「スイッチオン状態」を有するスイッチ信号が、目下の安全状況に対応して、すなわちイネーブル信号に対応して生成される。制御部が、安全スイッチからこのイネーブル信号を受信すると、制御部は、設備の動作を開始させるかもしくはこれを動作させ続けることができる。しかしながら安全スイッチにより、開放されているドアが登録されると、安全スイッチは、アクティブでない安全状況に対応して、スイッチ状態「スイッチオフ状態」を有するスイッチ信号を生成する。この場合、危険をもたらす状態を回避するため、安全スイッチは、設備をスイッチオフする。

このような安全スイッチには、特にスタートキーを割り当てることも可能である。スタートキーを手動で操作することにより、設備のイネーブルのための確認信号を生成することができる。スタートキーを操作するユーザは、確認信号により、危険領域に人がいないことをシグナリングする。これにより、安全スイッチの監視機能に加えて別の安全機能が提供される。すなわち、設備の動作のイネーブルは、安全スイッチが、設備に対するイネーブル信号を生成し、かつスタートスイッチによる確認信号がある場合にのみ行われる。これにより、設備の動作がイネーブルされる際の危険状況を高い安全性で排除することができる。

本発明の根底にある課題は、拡張機能を有する安全スイッチを提供することである。

この課題を解決するため、請求項１の特徴的構成が規定されている。有利な実施形態および好適な発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明は、入出力構造と、スイッチ信号を生成する手段と、を備えた安全スイッチに関する。スイッチ信号に依存して設備の動作をイネーブルすることが可能である。入出力構造は、スタートキーを接続するための接続手段を構成する。スタートキーを手動で操作することにより、設備をイネーブルするための確認信号が生成される。接続手段は、安全スイッチにおいて自動的に検出される。

したがって本発明の実質的な利点は、スタートキーが接続されていることを安全スイッチがそれ自体で識別することである。安全スイッチは、スタートキーをその動作に自動的に組み込み、これにより、安全スイッチおよびスタートキーからなる全体システムは、特にユーザを束縛する繁雑な設定過程またはパラメタ設定過程を必要とすることなく、動作の準備が整う。

安全スイッチの動作へのスタートキーの組み込みは、一般に、スタートキーにおいて生成される確認信号が、安全スイッチに供給され、この安全スイッチから、それ自体の評価を伴ってまたは評価なしに、別のユニットに、特に、設備の動作を制御する上位の制御部に転送されることによって行われる。

したがって安全スイッチによってスタートキーが接続されていることが自動的に識別されることにより、安全スイッチそれ自体についての自動化された経過だけでなく、安全スイッチが組み込まれている全体システムについての自動化された経過も得られる。

本発明では、スタートキーが安全スイッチに接続されているか否かの識別は、安全スイッチの入出力構造との専用の接続手段を検出することによって行われる。スタートキーが設けられているか否かに応じて、安全スイッチにおけるコントロール信号として検出可能である、入出力構造との異なる接続手段が、特に、入出力構造の入力部および出力部との異なる配線が設けられており、これらのコントロール信号に基づいて、スタートキーが設けられているか否かを確実に区別することができる。

特に有利には、スタートキーを接続する配線として中間コネクタが設けられている。

安全スイッチの入出力構造の入力部および／または出力部に接続されている中間コネクタは、安全スイッチにおいて受信されるコントロール信号に基づいて一意に識別することができ、これにより、スタートキーが接続されていることを確実に識別することができる。

有利な一実施形態によれば、動作開始フェーズ中にスタートキーが接続されていることが識別される。この動作開始フェーズは、特に、通常動作フェーズの開始前の、すなわち作業動作前の都度の装置始動時の起動フェーズである。

特に、安全スイッチは、動作開始フェーズ中にコントロール信号を生成する。コントロール信号が読み戻しできるか否かに依存して、スタートキーが接続されていることが検出される。

作業動作を開始する前にすでに、動作開始フェーズ中に、安全スイッチにおいて、これにスタートキーが割り当てられているか否かが自動的に確認されるため、この実施形態は有利である。安全スイッチは、これに基づいて自動的にその機能を設定し、次の後続の作業動作中には、付加的な設定過程またはパラメタ設定過程なしに使用可能である。

特に有利には、スタートキーが接続されていることを識別するため、安全スイッチの動作開始に利用される既存のコントロール信号が利用され、これにより、安全スイッチの接続を識別するための、安全スイッチにおける信号処理のコストを少なく維持することができる。ここで利用されるのは、安全スイッチに読み戻されるコントロール信号が、スタートキーの特徴的な配線により、スタートキーが設けられているか否かに一意に依存することである。

基本的には、特に、設備の動作を確実にイネーブルする、安全システムの構成部分として、ただ１つの安全スイッチだけを設けることができる。

本発明の有利な一実施形態によれば、安全システムの構成部分として、複数の安全スイッチから成る直列接続回路が設けられている。複数の安全スイッチをこのように多重に配置することにより、複雑な監視機能を実現することも可能である。

好適には、このような直列接続回路において、それぞれの安全スイッチに、コネクタが割り当てられており、これによって安全スイッチがこの直列接続回路に接続される。このコネクタの代わりに、直接の配線を設けることも可能である。

このコネクタは、特にＹコネクタとして、これが、安全スイッチを接続するための第１接続側と、別の２つの接続側と、を有するように構成されており、これらの接続側のそれぞれは、直列接続回路の先行するＹコネクタに接続するため、および後続のＹコネクタに接続するために使用される。

この場合に安全スイッチは、動作時に、スタートキーなしにコネクタに直接接続される。この際にはコネクタに、安全スイッチの入力部および出力部をブリッジするブリッジが設けられる。

このブリッジは、特徴的な配線を形成し、この配線に基づき、安全スイッチは、スタートキーが設けられていないことを識別できる。

ここでは、安全スイッチにコネクタが直接、接続されていることをシグナリングするコントロール信号が、ブリッジにより、入力部を介して安全スイッチに読み戻される。

これにより、スタートキーが設けられていないことを簡単かつ確実に安全スイッチにおいて識別できる。

スタートキーを伴う動作の際には、スタートキーは、安全スイッチと、これに割り当てられているコネクタ、特にＹコネクタと、の間に接続される。このような接続の際には、好適には、中間コネクタが使用され、これにより、コネクタにおけるブリッジが迂回される。

ここではスタートキーは、中間コネクタによって安全スイッチの入力部に接続される。スタートキーが接続されていることをシグナリングするコントロール信号が、この入力部に生成される。

したがって中間コネクタの接続は、配線に依存して生成されるコントロール信号を読み戻すことにより、安全スイッチにおいて一意に識別できる特徴的な配線を形成し、これにより、スタートキーが接続されていることが確実に識別される。

以下、図面に基づき、本発明を詳しく説明する。

複数の安全スイッチから成る直列接続回路の概略図である。 安全スイッチに割り当てられたスタートキーを有する、図１の直列接続回路を示す図である。 スタートキーのない動作の際の、安全スイッチの入力部および出力部の外部配線を示す図である。 入力部および出力部の外部配線を示す図である。

図１には、複数の安全スイッチ１の多重配置構成から成る直列接続回路が極めて概略的に示されている。

図１には、同一に構成された２つの安全スイッチ１から成る直列接続回路が示されている。しかしながら安全スイッチ１は、必ずしも同一である必要はない。一般に、直列接続回路は、別の個数の安全スイッチ１を有していてよい。最終的には、ただ１つの安全スイッチ１を使用することも可能である。

安全スイッチ１は、安全技術の分野に使用される。特に、安全スイッチ１によって監視されるのは、例えばドアのような隔離式保護装置が、危険をもたらす設備が配置されている危険領域への入口を閉鎖しているか否かである。ドアの閉鎖位置は、トランスポンダ信号に基づいてコントロールすることができる。トランスポンダは、ドアに配置されておりかつドアと共に可動な操作器に配置することが可能である。この場合に安全スイッチ１は、入口を画定するフレームに配置される。ドアが閉鎖位置にある場合、トランスポンダは、安全スイッチ１に配置されたＲＦＩＤリーダの読み出し領域にあり、これにより、ＲＦＩＤリーダは、トランスポンダのトランスポンダ信号を受信することができる。

図１に示されているように、それぞれの安全スイッチ１は、８極の入出力構造を有しており、この入出力構造から、８つの線路を有する線路装置２が、Ｙコネクタとして、すなわち３路分岐として構成されているコネクタ３に案内されている。Ｙコネクタでは、コネクタ３における端子が、コネクタ３同士用の端子に変換される。コネクタ３は、それぞれ５つの端子を備えた２つの接続側を有しており、それぞれのコネクタ３は、一方の接続側が先行するコネクタ３に接続可能であり、他方の接続側が後続のコネクタ３に接続可能であり、これにより、複数のコネクタ３は、５つの線路から成る線路装置４によって互いに接続される。この接続方式は、必須ではなく、特に、それぞれの安全スイッチ１は、また対応するコネクタ３も、別の接続イメージを有していてよい。さらにコネクタ３の代わりに配線を設けることも可能である。

図２には、図１に示した直列接続回路に対し、安全スイッチ１とコネクタ３との間にスタートキー５が配置されているように拡張された直列接続回路の変形形態が示されている。

それぞれのスタートキー５は、ユーザが手動で操作することができ、これにより、対応する安全スイッチ１に供給される確認信号が生成される。確認信号により、ユーザは、例えば、危険領域にだれもいないことを確認する。

それぞれのスタートキー５の確認信号が存在していることは、安全スイッチ１で生成されるイネーブル信号の他に、設備の動作が開始されるための必要条件である。

確認信号は、安全スイッチ１で生成されるイネーブル信号に結合されるか、または直列接続回路を介して一緒に転送され、これにより、上位の制御部に供給される。制御部は、それぞれの安全スイッチ１がイネーブル信号を生成し、かつそれぞれのスタートキー５によって確認信号が生成された場合にのみ、設備の動作をイネーブルする。

図３には、図１に示した直列接続回路に組み込まれている安全スイッチ１が示されている。

８極の入出力構造には、給電電圧用の端子ａ、ｄと、冗長な入力構造としての２つの入力部ｂ、ｃと、冗長な出力構造としての２つの出力部ｆ、ｇと、通信端子ｈと、スタート入力部ｅと、が含まれている。入力部ｂ、ｃは、安全入力部であり、これを介して、先行する安全スイッチ１からのスイッチ信号が読み込まれる。これに対応して出力部ｆ、ｇは、後続の安全スイッチ１にスイッチ信号を出力する安全出力部である。

図１に示した直列接続回路は、スタートキー５なしに動作され、これにより、安全スイッチ１は、コネクタ３に直接接続されている。コネクタ３には、図３に示したように、出力部ｆとスタート入力部ｅとをブリッジするブリッジ６が設けられている。動作開始フェーズ中に生成されるコントロール信号は、ブリッジ６を介してスタート入力部ｅに読み戻される。

図４には、図２に示した直列接続回路に組み込むための、図３に示した安全スイッチ１が示されており、すなわち、この場合には、安全スイッチ１とコネクタ３との間にスタートキー５が設けられている。

スタートキー５の安全スイッチ１への接続は、スタート入力部ｅおよび給電電圧端子ａに接続されている中間コネクタ７を介して行われる。この中間コネクタ７により、コネクタ３におけるブリッジ６が迂回される。

この場合、ここでは動作開始フェーズ中、中間コネクタ７の端子により、静的な信号、特にロー信号が、コントロール信号として受信される。このコントロール信号は、スタートキー５が接続されている場合には、周期的に変化するコントロール信号とは明確に異なる。

したがって安全スイッチ１において動作開始フェーズ中にコントロール信号により、スタートキー５が設けられているか否かが一意に識別される。安全スイッチ１は、スタートキー５が接続されている場合、スタートキー５を、動作に組み込むことができ、その際には、このための別の設定過程またはパラメタ設定過程は不要である。すなわち、安全スイッチ１は、動作開始フェーズから作業動作に直ちに切り換わることが可能である。

１ 安全スイッチ
２ 線路装置
３ コネクタ
４ 線路装置
５ スタートキー
６ ブリッジ
７ 中間コネクタ

Claims (12)

1. スイッチ信号に依存して設備の動作をイネーブルすることができる、入出力構造と、前記スイッチ信号を生成する手段と、を備えた安全スイッチ（１）において、
   前記入出力構造は、スタートキー（５）を接続するための接続手段を構成し、前記スタートキー（５）を手動で操作することにより、前記設備をイネーブルするための確認信号が生成され、
   前記接続手段は、前記安全スイッチ（１）において自動的に検出されることを特徴とする、
   安全スイッチ（１）。
2. 前記安全スイッチ（１）の動作時に、前記スタートキー（５）の有無に応じて、前記入出力構造の入力部および／または出力部の異なる配線が設けられており、前記配線は、前記安全スイッチ（１）において検出されることを特徴とする、
   請求項１記載の安全スイッチ（１）。
3. 前記スタートキー（５）を接続するための配線として、中間コネクタ（７）が設けられていることを特徴とする、
   請求項２記載の安全スイッチ（１）。
4. 動作開始フェーズ中に前記スタートキー（５）が接続されていることが識別されることを特徴とする、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の安全スイッチ（１）。
5. 前記安全スイッチ（１）は、前記動作開始フェーズ中にコントロール信号を生成し、前記コントロール信号が読み戻しできるか否かに依存して、前記スタートキー（５）が接続されていることが検出されることを特徴とする、
   請求項４記載の安全スイッチ（１）。
6. 前記安全スイッチ（１）は、複数の安全スイッチ（１）から成る直列接続回路の構成部分であることを特徴とする、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の安全スイッチ（１）。
7. 前記安全スイッチ（１）に、コネクタ（３）または前記直列接続回路に接続するための配線が割り当てられていることを特徴とする、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の安全スイッチ（１）。
8. 前記安全スイッチ（１）は、前記スタートキー（５）のない動作の際には、前記コネクタ（３）に直接接続されており、前記コネクタ（３）または前記配線に前記安全スイッチ（１）の入力部および出力部をブリッジするブリッジ（６）が設けられていることを特徴とする、
   請求項７記載の安全スイッチ（１）。
9. 前記コネクタ（３）または前記配線が前記安全スイッチ（１）に直接接続されていることをシグナリングするコントロール信号は、前記ブリッジ（６）により、前記入力部を介して前記安全スイッチ（１）に読み戻されることを特徴とする、
   請求項８記載の安全スイッチ（１）。
10. 前記安全スイッチ（１）と、前記コネクタ（３）または前記配線と、の間にスタートキー（５）が接続されていることを特徴とする、
    請求項７記載の安全スイッチ（１）。
11. 前記スタートキー（５）は、中間コネクタ（７）によって前記安全スイッチ（１）に入力部に接続されており、前記スタートキー（５）が接続されていることをシグナリングするコントロール信号は、前記入力部に生成されることを特徴とする、
    請求項１０記載の安全スイッチ（１）。
12. 前記中間コネクタ（７）は、前記コネクタ（３）または前記配線の前記ブリッジ（６）の迂回路を構成することを特徴とする、
    請求項１１記載の安全スイッチ（１）。

Images