安全开关设备和用于设置至少一个操作参数的方法技术

本申请涉及安全开关设备和用于设置至少一个操作参数的方法。该安全开关设备(10)具有：多个开关元件(24；S0…S9)，以用于设置安全开关设备的至少一个操作参数；以及控制和评估单元(20；20a‑20b)，其被设计用于根据开关元件的开关位置设置操作参数。在此，在开关元件与控制和评估单元之间设置了读出装置(26)，该读出装置具有至少一个移位寄存器(28A‑28B)，该移位寄存器的至少一个第一输入端(A0…A7；B0…B7)与开关元件连接，并且输出端(Q

【技术实现步骤摘要】
安全开关设备和用于设置至少一个操作参数的方法本专利技术涉及根据权利要求1或12的前序部分的具有多个开关元件的安全开关设备，特别是安全继电器，以及用于设置至少一个操作参数的方法。通用的安全开关设备是安全控制装置的一种形式，其功能是当存在危险信号时对预定类型做出正确反应。安全技术的典型应用是对危险的机器(如，压力机或机器人)的防护，如果操作人员以未经许可的方式接近，则必须立即切断机器或对机器进行防护。为此，设置了识别接近的传感器，例如光栅或安全相机。如果这种传感器识别到危险，则与该传感器连接的安全控制装置必须绝对可靠地生成切断信号。以这种方式用于人身保护的安全开关设备须满足其可靠性及防错性(Fehlersicherheit)方面的高要求。这在相关的安全标准中进行了规定，以及例如意味着评估和连接是冗余的或多元冗余的以便实现多通道结构，以及/或者，设置短周期的自检来发现错误。安全继电器是功能范围小或功能不可改变的简单的安全控制装置的示例。为了能够提供廉价的设备，这种安全继电器不具有使其与计算机连接并且从此处进行配置的接口。然而，用户仍然希望在一定程度上具有至少一些配置选项，这是因为否则就须提供和使用过多的变型。一个示例是具有延迟断开触点的安全继电器，其中如果可以设置延迟时间则是理想的。在危险情况下，即当安全开关设备应可靠地履行其所需的安全功能或开关功能时，配置会对设备的行为产生影响。因此，根据安全性要求，由于随机错误而使配置中发生危险变化的风险应是低的。在某些情况下，输入选项直接作用于电路，例如，在电位计中为RC环节中的电阻。然而，这对于许多配置来说不够灵活。于是需要读入并解释例如借助于旋转开关或DIP开关实现的输入。在此，为了保障足够的防错性，开关位置通常由双通道的微控制器架构有冗余地读入并进行比较。虽然通过该方式可以确保正确地读入预期的配置，但是冗余的读入占用了两个通道中的硬件资源，例如GPIO(通用输入/输出)、AD转换器或SPI(串行外设接口)。从电信领域中已知的是，通过协议和错误识别方法来确保单通道的数据传输，并且此类方法也用于经由计算机来配置控制器。然而，这需要更多的硬件资源，而简单的安全开关设备不能提供这些硬件资源。EP1847891A1公开了一种用于安全地参数化安全开关设备的方法。它设置了一系列DIP开关，这些DIP开关的开关状态被传输到具有相应数量的LED的显示器上。用户接收操作参数设置，该操作参数设置借助于DIP开关指定并通过确认经由这些LED显示。WO2016/008945A1也描述了类似的配置。然而，这将在读入DIP开关时是否出现错误的控制留给了用户。从光栅中已知的另一种示例性的措施是奇偶校验开关，除了多个开关之外，该奇偶校验开关也被提供用于设置配置，并且本身不对该配置产生影响。更确切地，应以如下方式设置奇偶校验开关，使得总共奇数个开关被置于激活状态。对于所有开关位置，仅利用单个奇偶校验位的安全级别不是特别高，此外奇偶校验位也必须手动地产生。因此，本专利技术的任务在于能够实现简单及同时防错地读入开关位置，以用于配置安全开关设备。该任务通过根据权利要求1或12的具有多个开关元件的安全开关设备，特别是安全继电器，以及用于设置至少一个操作参数的方法来解决。安全开关设备具有以下功能：根据例如无接触式保护设备(BWS)的输入信号安全地接通或断开连接到该保护设备的输出端或输出触点的执行器，特别是将被监控的机器置于安全状态。在这种情况下，安全或安全性意味着根据安全标准实现某一安全级别的防错性，例如通过多通道结构、周期性测试和如在开篇中已经提到的类似措施来实现。为了设置操作参数，安全开关设备具有多个开关元件，用户可以操作这些开关元件，并且这些开关元件为此可以选择性地在两种状态之间转换，这两种状态在这里有时被称为激活和非激活。出于谨慎起见应提到的是，这些开关元件与安全开关设备的实际的开关功能无关，而是表示对配置的输入选项。对于以这种方式设置的开关元件，操作参数的相关的值或状态被存储在控制和评估单元内部。控制和评估单元评估开关位置，并且对应地设置操作参数。优选地，控制和评估单元被构造为防错的，特别是通过该控制和评估单元具有例如两个微控制器形式的两个数字模块这种方式来构造。本专利技术基于以下基本思想：使具有至少一个移位寄存器的读出装置在输入侧与开关元件连接，并且在输出侧与控制和评估单元连接，以便串行传输开关位置。在此，移位寄存器的输出端经由逻辑元件被引回到移位寄存器的输入端，以生成校验位。优选地，为此使用同一输出端，控制和评估单元还经由该输出端读出开关位置，但是还可以引回移位寄存器中的另一个位。控制和评估单元根据校验位检查读入的开关位置的完整性。本专利技术的优点在于，用非常简单的硬件装置来确保开关位置的读入。特别地，可以用更少的微控制器资源(GPIO)读入配置，而同时不会增加错误配置的风险。系统架构变得更简单，并且因此同时也更廉价而且更不易出错。优选地，操作参数具有延迟时间和/或安全开关设备的至少一个输入端的评估的变化。延迟时间是操作参数的示例，应对该操作参数分配值。为此，开关元件例如提供大量可能的值，可以在这些可能的值之间进行选择。操作参数也可以在待选择的操作模式的意义上来理解。例如，多个安全评估程序被存储在控制和评估单元中，其中激活一个安全评估程序，或者设定这些评估程序的参数。评估程序确定施加在输入侧的信号是否会导致输出端处的切换，例如安全继电器是否断开其触点。通过配置评估程序，同一安全开关设备可以用于不同的应用，例如，安全开关设备随后可以选择性地评估来自传感器的在输入侧连接的OSSD(输出信号开关设备)的信号、紧急停止开关或脚踏式警报垫(Trittmatte)。优选地，读出装置具有多个彼此串联连接的移位寄存器(“菊花链排列(Daisy-Chain-Anordnung)”)。从功能的角度来看，由此将产生更大的移位寄存器，例如由两个8位移位寄存器组成的16位移位寄存器。串联连接的移位寄存器可以接收更大数量的开关位置。优选地，读出装置仅具有用于接收开关位置的移位寄存器，这些移位寄存器还以双重功能的方式经由逻辑元件产生校验位。因此，读出装置中的所有存在的移位寄存器实际上都用于实际的读出。附加地，移位寄存器中的至少一个移位寄存器也用于产生校验位。不存在只负责校验位的附加的移位寄存器。由此，读出装置是特别简单并且成本低廉的。优选地，移位寄存器具有多个第一输入端，这些第一输入端被设计为并行输入端，其中开关元件分别与第一输入端连接。如果存在多个移位寄存器，则这优选地适用于所有移位寄存器。例如，一个移位寄存器具有八个并行的第一输入端。在多于八个开关元件的情况下，开关元件则相应地分布到多个移位寄存器的第一输入端上。接着介绍以下实施方式，其中第一输入端中的几个第一输入端被用于其他目的，由此，在该实例中，移位寄存器的八个第一输入端并非全部都可供开关元件使用。因此，相应地需要更多的移位寄存器。优选地，至少一个第一输入端被确定为高(High)或低(Low)的固定输入端。因此，存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全开关设备(10)，特别是安全继电器，所述安全开关设备(10)具有：多个开关元件(24；S0…S9)，以用于设置所述安全开关设备(10)的至少一个操作参数；以及控制和评估单元(20；20a-20b)，所述控制和评估单元被设计用于根据所述开关元件(24；S0…S9)的开关位置设置所述操作参数，/n其特征在于，/n读出装置(26)被设置在所述开关元件(24；S0…S9)与所述控制和评估单元(20；20a-20b)之间，所述读出装置具有至少一个移位寄存器(28A-28B)，所述移位寄存器的至少一个第一输入端(A0…A7；B0…B7)与所述开关元件(24；S0…S9)连接并且输出端(Q

【技术特征摘要】
20190416 DE 102019110066.61.一种安全开关设备(10)，特别是安全继电器，所述安全开关设备(10)具有：多个开关元件(24；S0…S9)，以用于设置所述安全开关设备(10)的至少一个操作参数；以及控制和评估单元(20；20a-20b)，所述控制和评估单元被设计用于根据所述开关元件(24；S0…S9)的开关位置设置所述操作参数，
其特征在于，
读出装置(26)被设置在所述开关元件(24；S0…S9)与所述控制和评估单元(20；20a-20b)之间，所述读出装置具有至少一个移位寄存器(28A-28B)，所述移位寄存器的至少一个第一输入端(A0…A7；B0…B7)与所述开关元件(24；S0…S9)连接并且输出端(QB)与所述控制和评估单元(20；20a-20b)连接；
所述移位寄存器(28A-28B)的输出端(QB)经由逻辑元件(30)被引回到所述移位寄存器(28A-28B)的第二输入端(SIA)，以产生校验位；以及
所述控制和评估单元(20；20a-20b)被设计用于根据所述校验位检查借助于所述读出装置(26)读入的所述开关位置(24；S0…S9)的完整性。


2.根据权利要求1所述的安全开关设备(10)，其中，所述操作参数具有延迟时间和/或所述安全开关设备(10)的至少一个输入端(16a-16b)的评估的变化。


3.根据权利要求1或2所述的安全开关设备(10)，其中，所述读出装置(26)具有彼此串联连接的多个移位寄存器(28A-28B；28A-28C)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的安全开关设备(10)，其中，所述读出装置(26)仅具有用于接收开关位置(S0…S9)的移位寄存器(28A-28B)，所述移位寄存器还以双重功能的方式经由所述逻辑元件(30)产生所述校验位。


5.根据前述权利要求中任一项所述的安全开关设备(10)，其中所述移位寄存器(28A-B)具有多个第一输入端(A0…A7；B0…B7)，所述第一输入端被设计为并行输入端，并且其中所述开关元件(24；S0…S9)各自与第一输入端(A0…A7；B...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·魏登穆勒，弗雷德里克·贝雷，
申请(专利权)人：西克股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE