WO2006002725A1 - Device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, especially an electrically driven machine - Google Patents

Device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, especially an electrically driven machine Download PDF

Info

Publication number
WO2006002725A1
WO2006002725A1 PCT/EP2005/005977 EP2005005977W WO2006002725A1 WO 2006002725 A1 WO2006002725 A1 WO 2006002725A1 EP 2005005977 W EP2005005977 W EP 2005005977W WO 2006002725 A1 WO2006002725 A1 WO 2006002725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switching
signal
safety
switching device
fail
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/005977
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Winfried GRÄF
Original Assignee
Pilz Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pilz Gmbh & Co. Kg filed Critical Pilz Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2006002725A1 publication Critical patent/WO2006002725A1/en

Links

Classifications

    • 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 device for fault-safe switching off of an electrical load, in particular an electrically driven machine, with a signal encoder for generating an input signal representing a safety requirement, with a safety switching device for fail-safe evaluation of the input signal and for Generating a multi-channel shutdown signal, and with 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 Strom ⁇ supply path of the consumer and which are conductive or blocking in response to the multi-channel shutdown signal.
  • the invention further relates to a safety switching device for use in such a device, with at least one input for receiving an input signal from a signal generator, with an evaluation and control unit for error-free evaluation of the input signal and with at least two switching elements whose aid the evaluation and control unit provides a multi-channel switch-off signal at at least two separate outputs.
  • Such a device and such a safety switching device are known for example from EP 1 262 021 Bl.
  • Generic devices are usually used to reliably switch off a technical system whose operation poses a danger to persons, or otherwise bring it into a safe state, if this is necessary.
  • Typical applications are switching off an automatically operating machine in response to the actuation of an emergency stop button and / or when opening a protective door.
  • Further signal transmitters may be light barriers, light grids and the like, or monitoring circuits which have a process variable, such as a rotational speed, a current, a voltage and the like. monitor for compliance with specified limits.
  • the safety switching device serves to evaluate the input signal generated by the signal generator (input from the point of view ofbut ⁇ switching device) fail-safe and to generate depending on a shutdown signal for fail-safe shutdown of the consumer.
  • Genericdepthschalt ⁇ devices are therefore usually builds multi-channel redundant, and they also lead regular internal and / or external Functional tests that ensure the required fault tolerance.
  • safety switching devices in the sense of the present invention require certification by an approved testing authority, such as the TÜV or the professional associations in Germany, which certifies compliance with the safety-related design principles.
  • the output-side contact-type switching elements are dimensioned in a safety switching device with different nominal switching capacity.
  • a timer may be provided, which controls the normally open contacts of the one switching element earlier when switching on and when switching off than the normally open contacts of the redundant, second switching element. Both measures help to reduce the likelihood that the redundant switching elements will weld at the same time.
  • this is achieved by a device of the aforementioned type, in which the safety switching device is designed to switch the first and the second switching element in a time-staggered manner from the conducting to the blocking state.
  • the object is achieved by a safety switching device of the type mentioned at the outset, in which the evaluation and control unit is designed to generate the multi-channel output signal with a time offset, so that a first shutdown signal appears at a first output at a first time and a second Abschalt ⁇ signal at a second output er ⁇ at a second time er ⁇ seems, which is offset in time to the first time.
  • the present invention thus paves the way for achieving an additional fail-safety in the case of a safety-related shutdown of an electrical consumer. That the redundant, external switching elements are opened with a time offset to each other. This reduces the probability that the redundant switching elements will fail at the same time.
  • the error safety is clearly improved compared to generic devices. Since the main change compared to generic devices in Si ⁇ herheitsschalt réelle, the innovation can be implemented very easily and inexpensively in existing existing systems, for example, the sukzes ⁇ sive replacement of defective or routinely replacedhas ⁇ switching devices. The wiring can remain unchanged compared to the known devices.
  • the new safety switching device is distinguished from all hitherto known safety switching devices in that the multichannel switch-off signal contains an "internal" time offset, by means of which external switching elements can be controlled separately in the sense of the present invention.
  • the required Modifi ⁇ cation over previously known safety switching devices is very simple and extremely cost-effective.
  • gat ⁇ inventive contact-type safety devices according to DE 199 54 460 Al or comparable safety switching devices, it is namely sufficient to lead out the switching contacts of the output relay used inperhapsschalt ⁇ device separately from Aus ⁇ gangsan remplin the safety relay.
  • the present invention thus allows in a very simple and cost-effective manner a significantly increased security in generic devices.
  • the stated task is therefore completely solved.
  • the advantages of the present invention have a particularly clear effect, since the use of redundant contactors in the power supply path of a consumer is a typical application in the field of safety technology. Especially for this important application, the heightened safety is achieved in a simple and cost-effective manner.
  • the safety switching device has a third and a fourth switching element for generating the multichannel switch-off signal, wherein the third switching element only determines the switching position of the first switching element and wherein the fourth switching element only controls the switching position of second switching element determined.
  • the third and fourth switching element switching contacts of two separate relays concretizes the present invention to the use of contact-type safety switching devices with potential-free outputs.
  • the basic idea of the present invention can basically also be applied to "modern" safety switching devices with potential-related outputs, this embodiment represents a particularly preferred application, since corresponding safety switching devices are frequently used, especially in existing and / or smaller applications be used, which thus benefit greatly from the increased security.
  • FIG. 2 shows a simplified illustration of a safety switching device for a device according to FIG. 1, and FIG.
  • FIG. 3 shows a simplified representation of the temporal relationships when switching off the machine from FIG. 1 due to the new device.
  • an embodiment of the new device is designated in its entirety by the reference numeral 10.
  • the device 10 serves here to safeguard an automated machining robot 12.
  • the present invention is not limited to this specific application and can equally be used for the safety-related switching off of other electrical consumers.
  • electric drives and / or solenoid valves for hydraulically or pneumatically actuated systems come into consideration as electrical consumers.
  • the device 10 includes a safety switching device 14, the output side drives two external switching elements, which are shown here as contactors 16, 18.
  • the contactors 16, 18 each have a number of switching contacts 20, 22, which are forcibly guided in the preferred embodiment. This means that the switching contacts 20, 22 of each individual contactor 16, 18 are mechanically coupled in such a way that they inevitably occupy the same switching position (open or closed).
  • the switching contacts 20 of the contactor 16 are arranged in series with the switching contacts 22 of the contactor 18, specifically in the power supply path 24 for the robot 12.
  • the safety switching device 14 is connected to a signal transmitter 26, which in the illustrated embodiment is a safety door switch.
  • the safety door switch 26 cooperates with an actuator 28, which is fastened to a protective door 30. If the protective door 30 is closed, the actuator 28 is in the spatial Nahberei ⁇ h of the protective door switch 26, which the protective door switch 26, for example due to a inductive, capacitive, magnetic, mechanical or ander ⁇ far coupling can detect. If the protective door 30 is opened, the actuator 28 is no longer in the vicinity of the protective door switch 26, and the protective door switch 26 then generates an input signal 32 representing a safety requirement.
  • the safety switching device 14 As soon as the safety switching device 14 recognizes the safety requirements (or if a device fault is detected due to an internal functional test), the safety switching device 14 switches off the contactors 16, 18 with the aid of its multi-channel shutdown signal 34, 36, whereupon the switching contacts 20, 22 drop (to be opened).
  • the safety switching device 14 is a relay-based safety switching device with contact-type, potential-free outputs. This is shown in simplified form in FIG. 2, wherein the same reference numerals denote the same elements as before.
  • the safety switching device 14 receives one or more input signals 32 from correspondingly connected signal transmitters 26. Beyond the protective door switch shown in FIG. 1, these can be, for example, emergency stop buttons 26 ', light barriers or light grids 26 ", two-hand buttons,
  • the or the recorded input signals are fed to an evaluation and control unit 38, which is preferably designed to be multichannel-redundant, which is shown in Fig. 2 on the basis of the diagonal dividing line is shown in the evaluation and control unit 38.
  • the evaluation and control unit 38 is constructed with discrete components circuit such as, for example, devices of thethatschalt ⁇ is known, the dung the assignee of the present Erfin under the name "PNOZ ® X" sells.
  • the evaluation and control unit 38 can also be realized with the aid of microcontrollers and / or other highly integrated components.
  • the safety switching device 14 includes two output-side relays 40, 42 whose switching position is determined by the evaluation and control unit 38.
  • Each relay 40, 42 has a number of normally open and normally closed contacts 44, 45, 46.
  • the evaluation and control unit 38 is designed such that it sets the relays 40, 42 at least when the robot 12 is switched off controls. The re-switching also preferably takes place with a time offset from one another.
  • the switching contacts of the two relays 40, 42 are arranged in series with one another between a first connection 48 and a second connection 50 of the safety switching device 14. Such an interconnection is shown again by way of example in FIG. 2 with a dotted line 52.
  • the new safety switching device 14 could have such a "classic" connection of the switching contacts of the two relays 40, 42 in addition to the separately explained lead-out of switching contacts 44, 46 explained below.
  • the switching contacts 44, 45, 46 of the relays 40, 42 are disconnected led out of each other at output terminals 48, 50. In other words, there is only one switching contact between the first terminal 48 and the second terminal 50 thereafter.
  • An operating voltage U B of, for example, 24 V is then applied to the terminal 48.
  • the terminals 50 are connected to the external contactors 16, 18. Due to the staggered control of the relays 40, 42 and the separate lead out of the respective switching contacts 44, 46 so the switching contacts 20, 22 of the contactors 16, 18 are opened with respect to each other in time.
  • not only the normally open contacts 44, 45 of the relays 40, 42 are separately routed to output terminals 48, 50 of the safety switching device 14, but also the corresponding normally closed contacts 46. This provides a separate control of the respective switching position of the make contacts 44, 45 in that the disconnected opener contacts 46 are fed back to a corresponding input terminal of the evaluation and control unit 38.
  • Fig. 3 shows the temporal switching behavior of the external contactors 16, 18, which results from the new safety switching device 14.
  • the upper timing diagram in FIG. 3 shows a schematic progression of the input signal 32, which is transmitted from the signal generator 26 to the safety switching device 14.
  • the input signal 32 goes into a first (active) state, which signals a closed safety door 30 in the embodiment preferred here.
  • the input signal 32 drops back, which is an open one Protective door 30 and / or a defect in the signal chain between safety relay 14 and signal generator 26 represents.
  • the safety switching device 14 evaluates the input signal 32 in a manner known per se in a fail-safe manner and generates the redundant switch-off signals 34, 36 as a function of this.
  • the switch-off signal 34 is activated offset in time with the switch-off signal 36.
  • the contactor 16 is thereafter timed earlier when switching on and when turned off later than the contactor 18.
  • the contactor 18 could be activated earlier or later than the contactor 16, or the activation could be alternately offset.
  • the contactor 16 could be activated or deactivated both before switching on and off at the contactor 18, or vice versa.
  • time offset T v is shown in FIG. 3, which is related in each case to the edges 54, 56 of the input signal 32.
  • the time offset T v symbolizes internal signal run times of the safety switching device 14, these being shown here in an overdriven manner.

Landscapes

  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

Disclosed is a device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, comprising a signal transmitter (26) for generating an input signal (32) that represents a safety requirement. Said input signal (32) is fed to a protective switching device (14) which generates a multichannel shutdown signal in accordance with the input signal. The multichannel shutdown signal is fed to a first and at least one second switch element (16, 18) that are serially disposed in a power supply path of the consumer so as to be spatially separated from the protective switching device. In one embodiment of the invention, the protective switching device (14) is configured to switch the first and the second switch element (16, 18) in a deferred manner from the conducting into the blocking state.

Description

Vorrichtung zum fehlersicheren Abschalten eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer elektrisch angetriebenen Maschine Device for the failsafe shutdown of an electrical load, in particular an electrically driven machine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fehler¬ sicheren Abschalten eines elektrischen Verbrauchers, insbeson¬ dere einer elektrisch angetriebenen Maschine, mit einem Signal¬ geber zum Erzeugen eines Eingabesignals, das eine Sicherheits¬ anforderung repräsentiert, mit einem Sicherheitsschaltgerät zum fehlersicheren Auswerten des Eingabesignals und zum Erzeugen eines mehrkanaligen Abschaltsignals, und mit einem ersten und zumindest einem zweiten Schaltelement, die räumlich getrennt vom Sicherheitsschaltgerät in Reihe zueinander in einem Strom¬ versorgungspfad des Verbrauchers angeordnet sind und die in Abhängigkeit von dem mehrkanaligen Abschaltsignal leitend oder sperrend sind. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Sicherheitsschalt¬ gerät zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung, mit zumin¬ dest einem Eingang zum Aufnehmen eines Eingabesignals von einem Signalgeber, mit einer Auswerte- und Steuereinheit zum fehler¬ sicheren Auswerten des Eingabesignals und mit zumindest zwei Schaltelementen, mit deren Hilfe die Auswerte- und Steuer¬ einheit ein mehrkanaliges Abschaltsignal an zumindest zwei se¬ paraten Ausgängen bereitstellt.The present invention relates to a device for fault-safe switching off of an electrical load, in particular an electrically driven machine, with a signal encoder for generating an input signal representing a safety requirement, with a safety switching device for fail-safe evaluation of the input signal and for Generating a multi-channel shutdown signal, and with 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 Strom¬ supply path of the consumer and which are conductive or blocking in response to the multi-channel shutdown signal. The invention further relates to a safety switching device for use in such a device, with at least one input for receiving an input signal from a signal generator, with an evaluation and control unit for error-free evaluation of the input signal and with at least two switching elements whose aid the evaluation and control unit provides a multi-channel switch-off signal at at least two separate outputs.
Eine solche Vorrichtung und ein solches Sicherheitsschaltgerät sind beispielsweise aus EP 1 262 021 Bl bekannt.Such a device and such a safety switching device are known for example from EP 1 262 021 Bl.
Gattungsgemäße Vorrichtungen werden üblicherweise verwendet, um eine technische Anlage, von deren Betrieb eine Gefahr für Per¬ sonen ausgeht, zuverlässig abzuschalten oder anderweitig in einen gefahrlosen Zustand zu bringen, wenn dies erforderlich ist. Typische Anwendungsfälle sind das Abschalten einer automa¬ tisiert arbeitenden Maschine in Reaktion auf die Betätigung eines Not-Aus-Tasters und/oder beim Öffnen einer Schutztür. Weitere Signalgeber können Lichtschranken, Lichtgitter und dergleichen oder Überwachungsschaltungen sein, die eine Pro¬ zessgröße, wie etwa eine Drehzahl, einen Strom, eine Spannung u.a. auf Einhaltung vorgegebener Grenzwerte überwachen.Generic devices are usually used to reliably switch off a technical system whose operation poses a danger to persons, or otherwise bring it into a safe state, if this is necessary. Typical applications are switching off an automatically operating machine in response to the actuation of an emergency stop button and / or when opening a protective door. Further signal transmitters may be light barriers, light grids and the like, or monitoring circuits which have a process variable, such as a rotational speed, a current, a voltage and the like. monitor for compliance with specified limits.
Das Sicherheitsschaltgerät dient dazu, das vom Signalgeber erzeugte Eingabesignal (Eingabe aus Sicht des Sicherheits¬ schaltgerätes) fehlersicher auszuwerten und in Abhängigkeit davon ein Abschaltsignal zum fehlersicheren Abschalten des Verbrauchers zu erzeugen. Gattungsgemäße Sicherheitsschalt¬ geräte sind daher in aller Regel mehrkanalig-redundant aufge¬ baut, und sie führen zudem regelmäßige interne und/oder externe Funktionstests durch, die die erforderliche Fehlersicherheit gewährleisten. In zahlreichen Ländern benötigen Sicherheits¬ schaltgeräte im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Zertifi¬ zierung durch eine zugelassene Prüfbehörde, wie etwa den TÜV oder die Berufsgenossenschaften in Deutschland, die die Einhal¬ tung der sicherheitstechnischen Konstruktionsprinzipien be¬ scheinigt.The safety switching device serves to evaluate the input signal generated by the signal generator (input from the point of view of Sicherheits¬ switching device) fail-safe and to generate depending on a shutdown signal for fail-safe shutdown of the consumer. Generic Sicherheitsschalt¬ devices are therefore usually builds multi-channel redundant, and they also lead regular internal and / or external Functional tests that ensure the required fault tolerance. In numerous countries, safety switching devices in the sense of the present invention require certification by an approved testing authority, such as the TÜV or the professional associations in Germany, which certifies compliance with the safety-related design principles.
Bis in die heutige Zeit hinein sind gattungsgemäße Sicherheits¬ schaltgeräte ausgangsseitig vielfach mit Relais aufgebaut, d.h. sie besitzen kontaktbehaftete, potentialfreie Ausgänge. Da die verwendeten Relais aus Platz- und Kostengründen in aller Regel nur ein begrenztes Schaltvermögen haben, erfolgt das Abschalten des überwachten Verbrauchers häufig nicht unmittelbar über das Sicherheitsschaltgerät, sondern mit Hilfe von weiteren Schalt¬ elementen, die im Stromversorgungspfad des Verbrauchers ange¬ ordnet sind und deren Schaltstellung vom Sicherheitsschaltgerät beeinflusst wird. Häufig werden als externe Schaltelemente entsprechend leistungsstarke Relais und/oder Schütze einge¬ setzt. Um die erforderliche Fehlersicherheit zu gewährleisten, werden die Schaltkontakte von zumindest zwei Relais/Schützen jeweils in Reihe geschaltet, und die Relais/Schütze werden vom Sicherheitsschaltgerät über zumindest zwei getrennte Ausgänge parallel angesteuert.Up to the present time, generic safety switching devices are often constructed on the output side with relays, i. They have contact-based, potential-free outputs. Since the relays used for space and cost reasons usually only a limited switching capacity, the shutdown of the monitored consumer is often not directly on the safety switching device, but with the help of further Schalt¬ elements, which are arranged in the power supply path of the consumer ange¬ and whose switching position is influenced by the safety relay. Often, correspondingly high-performance relays and / or contactors are used as external switching elements. In order to ensure the required fault tolerance, the switching contacts of at least two relays / contactors are each connected in series, and the relays / contactors are controlled in parallel by the safety switching device via at least two separate outputs.
Dabei ist es seit langem bekannt, dass die Kontakte von Relais oder Schützen beim Schalten unter Last infolge einer Licht¬ bogenbildung verschweißen können. Um die damit verbundenen Sicherheitsrisiken zu beherrschen, führen gattungsgemäße Si¬ cherheitsschaltgeräte häufig Einschalttests durch, die eine Inbetriebnahme nur bei funktionsfähigen Relaiskontakten ermög- liehen. Darüber hinaus wird durch Verwendung von Relais mit zwangsgeführten Öffnerkontakten und eine entsprechende Rückfüh¬ rung eine Überwachung der jeweils vorgesehenen Kontaktstellung realisiert. Die eingangs genannte EP 1 262 021 Bl schlägt dar¬ über hinaus als neuen Ansatz vor, ein Sicherheitsschaltgerät mit potentialbezogenen, kontaktfreien Ausgangssignalen zu rea¬ lisieren. Dabei kommen ausgangsseitig Halbleiter-Schaltelemente zum Einsatz, bei denen nicht die Gefahr einer Lichtbogenbildung und infolge dessen nicht die Gefahr eines Verschweißens be¬ steht. Daneben eröffnet die Verwendung von Halbleiter-Schalt¬ elementen im Ausgangskreis der Sicherheitsschaltgeräte neue Anwendungsmöglichkeiten, die kontaktbehaftete Sicherheits¬ schaltgeräte nicht - oder zumindest nicht in gleicher Weise - bieten.It has long been known that the contacts of relays or contactors can weld when switching under load due to Licht¬ arc formation. In order to master the associated safety risks, generic safety switching devices often perform switch-on tests, which enable a start-up only with functional relay contacts. borrowed. In addition, by using relays with positively driven NC contacts and a corresponding feedback, monitoring of the respective intended contact position is realized. The above-mentioned EP 1 262 021 Bl proposes, moreover, as a new approach to realize a safety switching device with potential-related, contact-free output signals. On the output side, semiconductor switching elements are used, in which there is no risk of arcing and, as a result, there is no danger of welding. In addition, the use of semiconductor switching elements in the output circuit of the safety switching devices opens up new application possibilities which the contact-type safety switching devices do not offer - or at least not in the same way.
Einen anderen Weg, um das Verschweißen der ausgangsseitigen Kontakte bei einem Sicherheitsschaltgerät zu beherrschen, schlägt DE 199 54 460 Al vor. Nach dieser Druckschrift werden die ausgangsseitigen kontaktbehafteten Schaltelemente in einem Sicherheitsschaltgerät mit unterschiedlichem Nenn-Schalt- vermögen dimensioniert. Zudem kann ein Zeitglied vorgesehen sein, welches die Arbeitskontakte des einen Schaltelements beim Einschalten früher und beim Ausschalten später ansteuert als die Arbeitskontakte des redundanten, zweiten Schaltelements. Beide Maßnahmen tragen dazu bei, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die redundanten Schaltelemente gleichzeitig verschweißen, reduziert wird.Another way to control the welding of the output side contacts in a safety relay, proposes DE 199 54 460 Al before. According to this publication, the output-side contact-type switching elements are dimensioned in a safety switching device with different nominal switching capacity. In addition, a timer may be provided, which controls the normally open contacts of the one switching element earlier when switching on and when switching off than the normally open contacts of the redundant, second switching element. Both measures help to reduce the likelihood that the redundant switching elements will weld at the same time.
Die genannten Maßnahmen beziehen sich allerdings nur auf die Gestaltung der Sicherheitsschaltgeräte für eine gattungsgemäße Vorrichtung. Soweit das sichere Abschalten einer überwachten Anlage nicht unmittelbar durch das Sicherheitsschaltgerät er¬ folgt, sondern mittelbar mit Hilfe von externen Schaltelementen (z.B. Schützen), sind diese von den vorgeschlagenen Neuerungen unberührt.However, the measures mentioned relate only to the design of safety relays for a generic device. As far as the safe shutdown of a monitored System not directly by the safety switching device er¬ follows, but indirectly with the help of external switching elements (eg shooters), these are unaffected by the proposed innovations.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzu¬ geben, die auf einfache und kostengünstige Weise eine noch höhere Sicherheit beim Abschalten eines elektrischen Verbrau¬ chers ermöglicht. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Sicherheitsschaltgerät so wei¬ terzubilden, dass es eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung der wunschgemäßen Vorrichtung ermöglicht.Against this background, it is an object of the present invention to provide a device of the type mentioned at the outset, which enables an even higher level of safety when switching off an electrical consumer in a simple and cost-effective manner. It is a further object of the present invention to develop a generic safety switching device such that it enables a particularly simple and cost-effective realization of the desired device.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, bei der das Sicherheitsschaltgerät dazu ausgebildet ist, das erste und das zweite Schaltelement zeitlich versetzt zueinander von dem leitenden in den sperrenden Zustand zu schalten. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Si¬ cherheitsschaltgerät der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Auswerte- und Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das mehr- kanalige Ausgangssignal mit einem zeitlichen Versatz zu erzeu¬ gen, so dass ein erstes Abschaltsignal an einem ersten Ausgang zu einem ersten Zeitpunkt erscheint und ein zweites Abschalt¬ signal an einem zweiten Ausgang zu einem zweiten Zeitpunkt er¬ scheint, der zeitlich versetzt zu dem ersten Zeitpunkt ist.According to one aspect of the present invention, this is achieved by a device of the aforementioned type, in which the safety switching device is designed to switch the first and the second switching element in a time-staggered manner from the conducting to the blocking state. In accordance with a further aspect of the invention, the object is achieved by a safety switching device of the type mentioned at the outset, in which the evaluation and control unit is designed to generate the multi-channel output signal with a time offset, so that a first shutdown signal appears at a first output at a first time and a second Abschalt¬ signal at a second output er¬ at a second time er¬ seems, which is offset in time to the first time.
Die vorliegende Erfindung geht damit erstmals den Weg, beim sicherheitsgerichteten Abschalten eines elektrischen Verbrau¬ chers eine zusätzliche Fehlersicherheit dadurch zu erreichen, dass die redundanten, externen Schaltelemente zeitlich versetzt zueinander geöffnet werden. Hierdurch sinkt die Wahrscheinlich¬ keit, dass die redundanten Schaltelemente zeitgleich ausfallen. Die Fehlersicherheit wird gegenüber gattungsgemäßen Vorrichtun¬ gen deutlich verbessert. Da die wesentliche Änderung gegenüber gattungsgemäßen Vorrichtungen im Siσherheitsschaltgerät liegt, kann die Neuerung sehr einfach und kostengünstig auch in beste¬ hende Anlagen implementiert werden, beispielsweise beim sukzes¬ siven Austausch defekter oder routinemäßig gewechselter Sicher¬ heitsschaltgeräte. Die Verdrahtung kann gegenüber den bekannten Vorrichtungen unverändert bleiben.For the first time, the present invention thus paves the way for achieving an additional fail-safety in the case of a safety-related shutdown of an electrical consumer. that the redundant, external switching elements are opened with a time offset to each other. This reduces the probability that the redundant switching elements will fail at the same time. The error safety is clearly improved compared to generic devices. Since the main change compared to generic devices in Siσherheitsschaltgerät, the innovation can be implemented very easily and inexpensively in existing existing systems, for example, the sukzes¬ sive replacement of defective or routinely replaced Sicherheits¬ switching devices. The wiring can remain unchanged compared to the known devices.
Das neue Sicherheitsschaltgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zeichnet sich gegenüber allen bislang bekannten Si¬ cherheitsschaltgeräten dadurch aus, dass das mehrkanalige Ab¬ schaltsignal einen "internen" Zeitversatz beinhaltet, durch den sich externe Schaltelemente ganz im Sinne der vorliegenden Erfindung getrennt ansteuern lassen. Die erforderliche Modifi¬ kation gegenüber bislang bekannten Sicherheitsschaltgeräten ist dabei sehr einfach und äußerst kostengünstig möglich. Bei gat¬ tungsgemäßen kontaktbehafteten Sicherheitsschaltgeräten gemäß DE 199 54 460 Al oder vergleichbaren Sicherheitsschaltgeräten genügt es nämlich, die Schaltkontakte der im Sicherheitsschalt¬ gerät verwendeten Ausgangsrelais getrennt voneinander an Aus¬ gangsanschlüssen des Sicherheitsschaltgerätes herauszuführen.The new safety switching device according to the second aspect of the invention is distinguished from all hitherto known safety switching devices in that the multichannel switch-off signal contains an "internal" time offset, by means of which external switching elements can be controlled separately in the sense of the present invention. The required Modifi¬ cation over previously known safety switching devices is very simple and extremely cost-effective. In gat¬ inventive contact-type safety devices according to DE 199 54 460 Al or comparable safety switching devices, it is namely sufficient to lead out the switching contacts of the output relay used in Sicherheitsschalt¬ device separately from Aus¬ gangsanschlüssen the safety relay.
Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung somit auf sehr einfache und kostengünstige Weise eine deutlich erhöhte Sicher¬ heit bei gattungsgemäßen Vorrichtungen. Die genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und das zweite Schaltelement Schaltkontakte von zwei separaten Schützen.Overall, the present invention thus allows in a very simple and cost-effective manner a significantly increased security in generic devices. The stated task is therefore completely solved. In a preferred embodiment of the invention, the first and the second switching element switching contacts of two separate contactors.
Für diese Ausgestaltung wirken sich die Vorteile der vorliegen¬ den Erfindung besonders deutlich aus, da die Verwendung von redundanten Schützen im Stromversorgungspfad eines Verbrauchers ein typischer Anwendungsfall im Bereich der Sicherheitstechnik ist. Gerade für diesen wichtigen Anwendungsfall wird die erhöh¬ te Sicherheit auf einfache und kostengünstige Weise erreicht.For this embodiment, the advantages of the present invention have a particularly clear effect, since the use of redundant contactors in the power supply path of a consumer is a typical application in the field of safety technology. Especially for this important application, the heightened safety is achieved in a simple and cost-effective manner.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Sicherheitsschalt¬ gerät zum Erzeugen des mehrkanaligen Abschaltsignals ein drit¬ tes und ein viertes Schaltelement auf, wobei das dritte Schalt¬ element nur die Schaltstellung des ersten Schaltelements be¬ stimmt und wobei das vierte Schaltelement nur die Schaltstel¬ lung des zweiten Schaltelements bestimmt.In a further refinement, the safety switching device has a third and a fourth switching element for generating the multichannel switch-off signal, wherein the third switching element only determines the switching position of the first switching element and wherein the fourth switching element only controls the switching position of second switching element determined.
Diese Ausgestaltung setzt den bereits weiter oben angesproche¬ nen Gedanken um, die intern im Sicherheitsschaltgerät vorge¬ sehenen, redundanten Schaltelemente getrennt voneinander an Ausgangsanschlüssen des Sicherheitsschaltgerätes bereitzustel¬ len. Hierdurch wird eine besonders einfache und kostengünstige Integration des neuen Sicherheitsschaltgerätes in vorhandene und bewährte Strukturen ermöglicht. So kann das neue Sicher¬ heitsschaltgerät dieser Ausgestaltung problemlos gegen ein früheres, gattungsgemäßes Sicherheitssσhaltgerät ausgetauscht werden, ohne dass die Anschlussbelegung geändert werden muss.This refinement implements the idea already mentioned above of providing the redundant switching elements provided internally in the safety switching device separately at output terminals of the safety switching device. This allows a particularly simple and cost-effective integration of the new safety relay in existing and proven structures. Thus, the new Sicherheits¬ switching device of this embodiment can be easily replaced with an earlier, generic Sicherheitsssσhaltgerät without the pin assignment must be changed.
In einer weiteren Ausgestaltung sind das dritte und vierte Schaltelement Schaltkontakte von zwei separaten Relais. Diese Ausgestaltung konkretisiert die vorliegende Erfindung auf die Verwendung von kontaktbehafteten Sicherheitsschaltgeräten mit potentialfreien Ausgängen. Wenngleich der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung auch bei "modernen" Sicherheitsschalt¬ geräten mit potentialbezogenen Ausgängen grundsätzlich Anwen¬ dung finden kann, stellt diese Ausgestaltung einen besonders bevorzugten Anwendungsfall dar, da entsprechende Sicherheits¬ schaltgeräte vor allem in bestehenden und/oder kleineren Anwen¬ dungen häufig eingesetzt werden, die somit von der erhöhten Sicherheit besonders stark profitieren.In a further embodiment, the third and fourth switching element switching contacts of two separate relays. This embodiment concretizes the present invention to the use of contact-type safety switching devices with potential-free outputs. Although the basic idea of the present invention can basically also be applied to "modern" safety switching devices with potential-related outputs, this embodiment represents a particularly preferred application, since corresponding safety switching devices are frequently used, especially in existing and / or smaller applications be used, which thus benefit greatly from the increased security.
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.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge¬ stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er¬ läutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungs¬ beispiels der neuen Vorrichtung zum Absichern einer automatisierten Anlage,1 is a simplified representation of a Ausführungs¬ example of the new device for securing an automated system,
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung eines Sicherheits¬ schaltgerätes für eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, undFIG. 2 shows a simplified illustration of a safety switching device for a device according to FIG. 1, and FIG
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung der zeitlichen Zusam¬ menhänge beim Abschalten der Maschine aus Fig. 1 auf¬ grund der neuen Vorrichtung. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Vor¬ richtung 10 dient hier zum Absichern eines automatisiert arbei¬ tenden Roboters 12. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen konkreten Anwendungsfall beschränkt und kann glei¬ chermaßen beim sicherheitsgerichteten Abschalten von anderen elektrischen Verbrauchern eingesetzt werden. Als elektrische Verbraucher kommen insbesondere elektrische Antriebe und/oder Magnetventile für hydraulisch oder pneumatisch betätigte Anla¬ gen in Betracht.3 shows a simplified representation of the temporal relationships when switching off the machine from FIG. 1 due to the new device. In Fig. 1, an embodiment of the new device is designated in its entirety by the reference numeral 10. The device 10 serves here to safeguard an automated machining robot 12. However, the present invention is not limited to this specific application and can equally be used for the safety-related switching off of other electrical consumers. In particular, electric drives and / or solenoid valves for hydraulically or pneumatically actuated systems come into consideration as electrical consumers.
Die Vorrichtung 10 beinhaltet ein Sicherheitsschaltgerät 14, das ausgangsseitig zwei externe Schaltelemente ansteuert, die hier als Schütze 16, 18 dargestellt sind. Die Schütze 16, 18 besitzen jeweils eine Anzahl von Schaltkontakten 20, 22, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel zwangsgeführt sind. Dies bedeu¬ tet, dass die Schaltkontakte 20, 22 jedes einzelnen Schützes 16, 18 mechanisch so gekoppelt sind, dass sie zwangsweise je¬ weils dieselbe Schaltstellung (geöffnet oder geschlossen) ein¬ nehmen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schaltkon¬ takte 20 des Schützes 16 in Reihe zu den Schaltkontakten 22 des Schützes 18 angeordnet, und zwar im Stromversorgungspfad 24 für den Roboter 12.The device 10 includes a safety switching device 14, the output side drives two external switching elements, which are shown here as contactors 16, 18. The contactors 16, 18 each have a number of switching contacts 20, 22, which are forcibly guided in the preferred embodiment. This means that the switching contacts 20, 22 of each individual contactor 16, 18 are mechanically coupled in such a way that they inevitably occupy the same switching position (open or closed). In the preferred embodiment, the switching contacts 20 of the contactor 16 are arranged in series with the switching contacts 22 of the contactor 18, specifically in the power supply path 24 for the robot 12.
Eingangsseitig ist das Sicherheitsschaltgerät 14 mit einem Sig¬ nalgeber 26 verbunden, der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein SchutztürSchalter ist. Der Schutztürschalter 26 wirkt mit einem Betätiger 28 zusammen, der an einer Schutztür 30 befes¬ tigt ist. Ist die Schutztür 30 geschlossen, befindet sich der Betätiger 28 im räumlichen Nahbereiσh des Schutztürschalters 26, was der Schutztürschalter 26 beispielsweise aufgrund einer induktiven, kapazitiven, magnetischen, mechanischen oder ander¬ weitigen Kopplung detektieren kann. Er liefert dann ein Einga¬ besignal 32 an das Sicherheitsschaltgerät 14. Ist die Schutztür 30 hingegen geöffnet, befindet sich der Betätiger 28 nicht mehr im Nahbereich des SchutztürSchalters 26, und der Schutztür¬ schalter 26 erzeugt daraufhin ein Eingabesignal 32, das eine Sicherheitsanforderung repräsentiert. Sobald das Sicherheits¬ schaltgerät 14 die Sicherheitsanforderungen erkennt (oder wenn aufgrund eines internen Funktionstests ein Gerätefehler ent¬ deckt wird) , schaltet das Sicherheitsschaltgerät 14 mit Hilfe seines mehrkanaligen Abschaltsignals 34, 36 die Schütze 16, 18 ab, woraufhin die Schaltkontakte 20, 22 abfallen (geöffnet werden) .On the input side, the safety switching device 14 is connected to a signal transmitter 26, which in the illustrated embodiment is a safety door switch. The safety door switch 26 cooperates with an actuator 28, which is fastened to a protective door 30. If the protective door 30 is closed, the actuator 28 is in the spatial Nahbereiσh of the protective door switch 26, which the protective door switch 26, for example due to a inductive, capacitive, magnetic, mechanical or ander¬ far coupling can detect. If the protective door 30 is opened, the actuator 28 is no longer in the vicinity of the protective door switch 26, and the protective door switch 26 then generates an input signal 32 representing a safety requirement. As soon as the safety switching device 14 recognizes the safety requirements (or if a device fault is detected due to an internal functional test), the safety switching device 14 switches off the contactors 16, 18 with the aid of its multi-channel shutdown signal 34, 36, whereupon the switching contacts 20, 22 drop (to be opened).
Das Sicherheitsschaltgerät 14 ist in dem bevorzugten Ausfüh¬ rungsbeispiel ein relaisbasiertes Sicherheitsschaltgerät mit kontaktbehafteten, potentialfreien Ausgängen. Dies ist in Fig. 2 vereinfacht dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen diesel¬ ben Elemente bezeichnen wie zuvor.In the preferred exemplary embodiment, the safety switching device 14 is a relay-based safety switching device with contact-type, potential-free outputs. This is shown in simplified form in FIG. 2, wherein the same reference numerals denote the same elements as before.
Eingangsseitig erhält das Sicherheitsschaltgerät 14 ein oder mehrere Eingabesignale 32 von entsprechend angeschlossenen Signalgebern 26. Über den in Fig. 1 dargestellten Schutztür¬ schalter hinaus können dies beispielsweise Not-Aus-Taster 26', Lichtschranken oder Lichtgitter 26", Zwei-Hand-Taster, Zustimm- Taster oder auch Signale von Überwachungsgeräten für Drehzahl, Spannung, Strom u.a. sein. Das oder die aufgenommenen Eingabe¬ signale werden einer Auswerte- und Steuereinheit 38 zugeführt, die bevorzugt mehrkanalig-redundant aufgebaut ist, was in Fig. 2 anhand der diagonalen Trennlinie bei der Auswerte- und Steu¬ ereinheit 38 dargestellt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Auswerte- und Steuereinheit 38 eine mit diskreten Bauelementen aufgebaute Schaltung, wie sie beispielsweise von den Sicherheitsschalt¬ geräten bekannt ist, die die Anmelderin der vorliegenden Erfin¬ dung unter der Bezeichnung "PNOZ® X" vertreibt. Grundsätzlich kann die Auswerte- und Steuereinheit 38 jedoch auch mit Hilfe von Mikrocontrollern und/oder anderen hochintegrierten Bauele¬ menten realisiert sein.On the input side, the safety switching device 14 receives one or more input signals 32 from correspondingly connected signal transmitters 26. Beyond the protective door switch shown in FIG. 1, these can be, for example, emergency stop buttons 26 ', light barriers or light grids 26 ", two-hand buttons, The or the recorded input signals are fed to an evaluation and control unit 38, which is preferably designed to be multichannel-redundant, which is shown in Fig. 2 on the basis of the diagonal dividing line is shown in the evaluation and control unit 38. In a preferred embodiment the evaluation and control unit 38 is constructed with discrete components circuit such as, for example, devices of the Sicherheitsschalt¬ is known, the dung the assignee of the present Erfin under the name "PNOZ ® X" sells. In principle, however, the evaluation and control unit 38 can also be realized with the aid of microcontrollers and / or other highly integrated components.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Sicher¬ heitsschaltgerät 14 zwei ausgangsseitige Relais 40, 42, deren Schaltstellung von der Auswerte- und Steuereinheit 38 bestimmt wird. Jedes Relais 40, 42 besitzt eine Anzahl von zwangsgeführ¬ ten Schließer- und Öffnerkontakten 44, 45, 46. Die Auswerte- und Steuereinheit 38 ist so ausgebildet, dass sie die Relais 40, 42 zumindest beim Abschalten des Roboters 12 zeitlich ver¬ setzt zueinander ansteuert. Bevorzugt erfolgt auch das Wieder¬ einschalten zeitlich versetzt zueinander.In the preferred exemplary embodiment, the safety switching device 14 includes two output-side relays 40, 42 whose switching position is determined by the evaluation and control unit 38. Each relay 40, 42 has a number of normally open and normally closed contacts 44, 45, 46. The evaluation and control unit 38 is designed such that it sets the relays 40, 42 at least when the robot 12 is switched off controls. The re-switching also preferably takes place with a time offset from one another.
In klassischer Schaltungstechnik sind die Schaltkontakte der beiden Relais 40, 42 in Reihe zueinander zwischen einem ersten Anschluss 48 und einem zweite Anschluss 50 des Sicherheits¬ schaltgerätes 14 angeordnet. Eine solche Verschaltung ist in Fig. 2 mit punktierter Linie 52 beispielhaft nochmals darge¬ stellt. Grundsätzlich könnte das neue Sicherheitsschaltgerät 14 eine solche "klassische" Verschaltung der Schaltkontakte der beiden Relais 40, 42 zusätzlich zu der nachfolgend erläuterten, getrennten Herausführung von Schaltkontakten 44, 46 besitzen.In classical circuit technology, the switching contacts of the two relays 40, 42 are arranged in series with one another between a first connection 48 and a second connection 50 of the safety switching device 14. Such an interconnection is shown again by way of example in FIG. 2 with a dotted line 52. In principle, the new safety switching device 14 could have such a "classic" connection of the switching contacts of the two relays 40, 42 in addition to the separately explained lead-out of switching contacts 44, 46 explained below.
In dem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schaltkontakte 44, 45, 46 der Relais 40, 42 getrennt voneinander an Ausgangsanschlüssen 48, 50 herausgeführt. Mit anderen Worten liegt hiernach jeweils nur ein Schaltkontakt zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem zweiten Anschluss 50. An den Anschluss 48 wird dann eine Betriebsspannung UB von beispielsweise 24 V angelegt. Ausgangsseitig werden die An¬ schlüsse 50 mit den externen Schützen 16, 18 verbunden. Durch die zeitlich versetzte Ansteuerung der Relais 40, 42 und die getrennte Herausführung der jeweiligen Schaltkontakte 44, 46 werden also auch die Schaltkontakte 20, 22 der Schütze 16, 18 zeitlich versetzt zueinander geöffnet.In the particularly preferred embodiment of the invention, the switching contacts 44, 45, 46 of the relays 40, 42 are disconnected led out of each other at output terminals 48, 50. In other words, there is only one switching contact between the first terminal 48 and the second terminal 50 thereafter. An operating voltage U B of, for example, 24 V is then applied to the terminal 48. On the output side, the terminals 50 are connected to the external contactors 16, 18. Due to the staggered control of the relays 40, 42 and the separate lead out of the respective switching contacts 44, 46 so the switching contacts 20, 22 of the contactors 16, 18 are opened with respect to each other in time.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind nicht nur die Schließerkontakte 44, 45 der Relais 40, 42 getrennt auf Aus¬ gangsanschlüsse 48, 50 des Sicherheitsschaltgerätes 14 geführt, sondern auch die entsprechenden Öffnerkontakte 46. Hierdurch ist eine separate Kontrolle der jeweiligen Schaltstellung der Schließerkontakte 44, 45 möglich, indem die getrennt herausge¬ führten Öffnerkontakte 46 einem entsprechenden Eingangsan- schluss der Auswerte- und Steuereinheit 38 zurückgeführt sind.In the preferred embodiment, not only the normally open contacts 44, 45 of the relays 40, 42 are separately routed to output terminals 48, 50 of the safety switching device 14, but also the corresponding normally closed contacts 46. This provides a separate control of the respective switching position of the make contacts 44, 45 in that the disconnected opener contacts 46 are fed back to a corresponding input terminal of the evaluation and control unit 38.
Fig. 3 zeigt das zeitliche Schaltverhalten der externen Schütze 16, 18, das sich aufgrund des neuen Sicherheitsschaltgerätes 14 ergibt.Fig. 3 shows the temporal switching behavior of the external contactors 16, 18, which results from the new safety switching device 14.
Das obere Zeitdiagramm in Fig. 3 zeigt einen schematisierten Verlauf des Eingabesignals 32, das vom Signalgeber 26 an das Sicherheitsschaltgerät 14 übertragen wird. Bei einer ersten Flanke 54 geht das Eingabesignal 32 in einen ersten (aktiven) Zustand, der in dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel eine geschlossene Schutztür 30 signalisiert. Bei einer zweiten Flan¬ ke 56 fällt das Eingabesignal 32 zurück, was eine geöffnete Schutztür 30 und/oder einen Defekt in der Signalkette zwischen Sicherheitsschaltgerät 14 und Signalgeber 26 repräsentiert.The upper timing diagram in FIG. 3 shows a schematic progression of the input signal 32, which is transmitted from the signal generator 26 to the safety switching device 14. At a first edge 54, the input signal 32 goes into a first (active) state, which signals a closed safety door 30 in the embodiment preferred here. In a second flank 56, the input signal 32 drops back, which is an open one Protective door 30 and / or a defect in the signal chain between safety relay 14 and signal generator 26 represents.
Das Sicherheitsschaltgerät 14 wertet das Eingabesignal 32 in an sich bekannter Weise fehlersicher aus und erzeugt in Abhängig¬ keit davon die redundanten Abschaltsignale 34, 36. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Abschaltsignal 34 jedoch zeit¬ lich versetzt zu dem Abschaltsignal 36 aktiviert. In Fig. 3 ist der zeitliche Versatz beim Einschalten der Relais 16, 18 mit T1 und der zeitliche Versatz beim Abschalten der Relais 16, 18 mit T2 dargestellt. Der Schütz 16 wird hiernach beim Einschalten zeitlich früher und beim Ausschalten zeitlich später als der Schütz 18 angesteuert. Alternativ hierzu könnte auch der Schütz 18 früher bzw. später als der Schütz 16 aktiviert werden, oder die Aktivierung könnte wechselweise versetzt erfolgen. Bei¬ spielsweise könnte der Schütz 16 sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten jeweils vor dem Schütz 18 aktiviert bzw. deaktiviert werden oder umgekehrt. Darüber hinaus wäre es mög¬ lich, die Schütze 16, 18 jeweils abwechselnd zuerst ein- und auszuschalten. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Schaltreihen¬ folge der Schütze 16, 18 über die Lebensdauer des Sicherheits¬ schaltgerätes 14 festgelegt ist, da sich hierdurch die prakti¬ sche Realisierung der Auswerte- und Steuereinheit 38 bei dis¬ kretem Aufbau vereinfacht.The safety switching device 14 evaluates the input signal 32 in a manner known per se in a fail-safe manner and generates the redundant switch-off signals 34, 36 as a function of this. However, according to the present invention, the switch-off signal 34 is activated offset in time with the switch-off signal 36. In Fig. 3, the time offset when turning on the relay 16, 18 with T 1 and the time offset when switching off the relay 16, 18 shown with T 2 . The contactor 16 is thereafter timed earlier when switching on and when turned off later than the contactor 18. Alternatively, the contactor 18 could be activated earlier or later than the contactor 16, or the activation could be alternately offset. For example, the contactor 16 could be activated or deactivated both before switching on and off at the contactor 18, or vice versa. In addition, it would be possible to turn on and off the contactors 16, 18 alternately first. However, it is preferred if the switching sequence of the contactors 16, 18 is fixed over the service life of the safety switching device 14, since this simplifies the practical realization of the evaluation and control unit 38 with a discrete structure.
Zusätzlich zu den bewusst erzeugten Zeitverschiebungen T1, T2 ist in Fig. 3 noch ein weiterer Zeitversatz Tv dargestellt, der jeweils auf die Flanken 54, 56 des Eingabesignals 32 bezogen ist. Der zeitliche Versatz Tv symbolisiert interne Signallauf¬ zeiten des Sicherheitsschaltgerätes 14, wobei diese hier über¬ trieben dargestellt sind. In addition to the deliberately generated time shifts T 1 , T 2 , a further time offset T v is shown in FIG. 3, which is related in each case to the edges 54, 56 of the input signal 32. The time offset T v symbolizes internal signal run times of the safety switching device 14, these being shown here in an overdriven manner.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum fehlersicheren Abschalten eines elektri¬ schen Verbrauchers (12), insbesondere einer elektrisch an¬ getriebenen Maschine, mit1. A device for fail-safe switching off an electrical load (12), in particular an electrically driven machine, with
einem Signalgeber (26) zum Erzeugen eines Eingabe¬ signals (32), das eine Sicherheitsanforderung reprä¬ sentiert,a signal generator (26) for generating an input signal (32) which represents a safety requirement,
einem Sicherheitsschaltgerät (14) zum fehlersicheren Auswerten des Eingabesignals (32) und zum Erzeugen eines mehrkanaligen Abschaltsignals (34, 36), unda safety switching device (14) for fail-safe evaluation of the input signal (32) and for generating a multi-channel switch-off signal (34, 36), and
einem ersten und zumindest einem zweiten Schalt¬ element (20, 22), die räumlich getrennt vom Sicher¬ heitsschaltgerät (14) in Reihe zueinander in einem Stromversorgungspfad (24) des Verbrauchers (12) ange¬ ordnet sind und die in Abhängigkeit von dem mehrkana¬ ligen Abschaltsignal (34Λ 36) leitend oder sperrend sind,a first and at least a second Schalt¬ element (20, 22) spatially separated from the Sicherheits¬ switching device (14) in series with each other in a power supply path (24) of the consumer (12) are arranged ange¬ and in dependence on the mehrkana ¬ liger switch-off signal (34 Λ 36) are conductive or blocking,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsschaltgerät (14) dazu ausgebildet ist, das erste und das zweite Schaltelement (20, 22) zeitlich versetzt zueinander von dem leitenden in den sperrenden Zustand zu schalten.characterized in that the safety switching device (14) is adapted to switch the first and the second switching element (20, 22) offset in time from one another from the conducting to the blocking state.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Schaltelement (20, 22) Schalt¬ kontakte von zwei separaten Schützen (16, 18) sind. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first and the second switching element (20, 22) switching contacts of two separate contactors (16, 18).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Sicherheitsschaltgerät (14) zum Erzeugen des mehrkanaligen Abschaltsignals (34, 36) ein drittes und ein viertes Schaltelement (44, 45) aufweist, wobei das dritte Schaltelement (44) nur die Schaltstellung des ersten Schaltelements (20) bestimmt und wobei das vierte Schalt¬ element (45) nur die Schaltstellung des zweiten Schalt¬ elements (22) bestimmt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net, that the safety switching device (14) for generating the multi-channel shutdown signal (34, 36) has a third and a fourth switching element (44, 45), wherein the third switching element (44) only the switching position of the first switching element (20) determines and wherein the fourth Schalt¬ element (45) determines only the switching position of the second Schalt¬ element (22).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte und vierte Schaltelement (44, 45) Schaltkontak¬ te von zwei separaten Relais (40, 42) sind.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the third and fourth switching element (44, 45) switching contacts te of two separate relays (40, 42).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine fehlersichere Auswerte- und Steuereinheit (38), die in Abhängigkeit von dem Eingabesignal (32) das dritte und vierte Schaltelement (44, 45) zeitlich versetzt zueinander ansteuert.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized by a fail-safe evaluation and control unit (38) which in response to the input signal (32), the third and fourth switching element (44, 45) staggered with respect to each other drives.
6. Sicherheitsschaltgerät zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit zumindest einem Ein¬ gang zum Aufnehmen eines Eingabesignals (32) von einem Signalgeber (26), mit einer Auswerte- und Steuereinheit (38) zum fehlersicheren Auswerten des Eingabesignals (32) und mit zumindest zwei Schaltelementen (44, 45), mit deren Hilfe die Auswerte- und Steuereinheit (38) ein mehrkanali- ges Abschaltsignal (34, 36) an zumindest zwei separaten Ausgängen (50) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (38) dazu ausgebildet ist, das mehrkanalige Ausgangssignal (34, 36) mit einem zeitli¬ chen Versatz (T1, T2) zu erzeugen, so dass ein erstes Ab- schaltsignal an einem ersten Ausgang zu einem ersten Zeit¬ punkt erscheint und ein zweites Abschaltsignal an einem zweiten Ausgang zu einem zweiten Zeitpunkt erscheint, der zeitlich versetzt zu dem ersten Zeitpunkt ist. 6. Safety switching device for use in a device according to one of claims 1 to 5, with at least one Ein¬ gang for receiving an input signal (32) from a signal generator (26), with an evaluation and control unit (38) for fail-safe evaluation of the input signal (32) and with at least two switching elements (44, 45), with the aid of which the evaluation and control unit (38) provides a multi-channel shutdown signal (34, 36) at at least two separate outputs (50), characterized in that the Evaluation and control unit (38) is adapted to generate the multi-channel output signal (34, 36) with a temporal offset (T 1 , T 2 ), so that a first Ab- Switching signal appears at a first output at a first Zeit¬ point and a second switch-off signal appears at a second output at a second time, which is offset in time to the first time.
PCT/EP2005/005977 2004-07-01 2005-06-03 Device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, especially an electrically driven machine WO2006002725A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410033359 DE102004033359A1 (en) 2004-07-01 2004-07-01 Device for the failsafe shutdown of an electrical load, in particular an electrically driven machine
DE102004033359.9 2004-07-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006002725A1 true WO2006002725A1 (en) 2006-01-12

Family

ID=34993369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/005977 WO2006002725A1 (en) 2004-07-01 2005-06-03 Device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, especially an electrically driven machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004033359A1 (en)
WO (1) WO2006002725A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160225563A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Omron Corporation Relay unit and method for controlling relay circuit
WO2017207403A1 (en) * 2016-05-30 2017-12-07 Pilz Gmbh & Co. Kg Device for fail-safe disconnection of an electrical load
CN108700863A (en) * 2016-02-08 2018-10-23 菲尼克斯电气公司 Safety switching apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2053624B1 (en) * 2007-10-23 2019-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Pre-assembled switching device for protected and unprotected output switching
DE102012103015B4 (en) 2012-04-05 2013-12-05 Pilz Gmbh & Co. Kg Safety switching device with switching element in the auxiliary contact current path
DE102014116188A1 (en) 2013-11-26 2015-05-28 Pilz Gmbh & Co. Kg System for fail-safe switching off of an electrical consumer
DE102014117280A1 (en) 2014-11-25 2016-05-25 Pilz Gmbh & Co. Kg Safety switching device for switching on and off safely an electrical consumer
EP3410458B1 (en) 2017-06-02 2019-05-22 Sick AG Modular safety relay circuit for the safe switching on and/or disconnecting of at least one machine
DE102022122527A1 (en) 2022-09-06 2024-03-07 Pilz Gmbh & Co. Kg Relay device and safety switching device with at least one relay device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409541A1 (en) * 1994-03-19 1995-09-21 Leon Helma Christina Safety interlock system with redundancy for industrial machinery
WO2001039229A1 (en) * 1999-11-25 2001-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Configuration comprising two contactors connected in series
DE19954460A1 (en) * 1999-11-12 2001-09-20 Pilz Gmbh & Co Safety switching device for switching an electrical load on and off, in particular an electrically driven machine
US6297569B1 (en) * 1998-12-31 2001-10-02 Honeywell International Inc. Power switching system
EP1262021B1 (en) * 2000-03-08 2004-01-02 PILZ GmbH & CO. Security switching device and a system of security switching devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409541A1 (en) * 1994-03-19 1995-09-21 Leon Helma Christina Safety interlock system with redundancy for industrial machinery
US6297569B1 (en) * 1998-12-31 2001-10-02 Honeywell International Inc. Power switching system
DE19954460A1 (en) * 1999-11-12 2001-09-20 Pilz Gmbh & Co Safety switching device for switching an electrical load on and off, in particular an electrically driven machine
WO2001039229A1 (en) * 1999-11-25 2001-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Configuration comprising two contactors connected in series
EP1262021B1 (en) * 2000-03-08 2004-01-02 PILZ GmbH & CO. Security switching device and a system of security switching devices

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160225563A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Omron Corporation Relay unit and method for controlling relay circuit
US10186390B2 (en) * 2015-02-02 2019-01-22 Omron Corporation Relay circuit for contact preservation and method for controlling relay circuit
CN108700863A (en) * 2016-02-08 2018-10-23 菲尼克斯电气公司 Safety switching apparatus
US11294345B2 (en) 2016-02-08 2022-04-05 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Safety switching apparatus
WO2017207403A1 (en) * 2016-05-30 2017-12-07 Pilz Gmbh & Co. Kg Device for fail-safe disconnection of an electrical load
US11037747B2 (en) 2016-05-30 2021-06-15 Pilz Gmbh & Co. Kg Device for the fail-safe disconnection of a consumer

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004033359A1 (en) 2006-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1861860B1 (en) Safety switch device for the reliable disconnection of an electrical consumer
WO2006002725A1 (en) Device for the fail-safe shutdown of an electrical consumer, especially an electrically driven machine
EP1946349B1 (en) Safety switching apparatus for the failsafe disconnection of an electrical load
EP1262021B1 (en) Security switching device and a system of security switching devices
EP1869687B1 (en) Safety switch for the safe disconnection of an electric consumer
EP3271932B1 (en) Safety switching device for fail-safe disconnecting of an electrical load
EP2089892B1 (en) Safety switch device
EP1627402B1 (en) Safety switching device for the failsafe shutdown of an electric consumer and corresponding method
EP2834826B1 (en) Safety switch device with switching element in an electric path comprising auxiliary contacts
EP1428237B1 (en) Safety switch device for safe disconnection of an electric consumer
EP1259969B1 (en) Safety switch device with a first and a second input circuit breaker
DE102006030911B3 (en) Relay unit for use in electrical or in electronic circuits, devices and components, has switching arrangement, consisting of two relay coils with separate contact sets per relay coil, fault indicator coil and additional working contact
EP1307894B1 (en) Safety switch for safely switching off an electric consumer, especially an electrically driven machine
DE3933699C2 (en) Contactor safety combination
EP3742466B1 (en) Switching assembly for secure switching of an electrical consumer according to a safety guideline
EP0105054B1 (en) Circuit for the active control of limit switches arranged in pairs
EP4336537A1 (en) Relay device and safety switching device having at least one relay device
DE4405052A1 (en) Safety switching circuit with at least one emergency stop switch
DE102010051222A1 (en) Safety circuit for two-hand control device, has changeover contacts that are located on excitation current paths, which are switched between switching positions in which current tracks and control inputs of timing element are positioned

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase