防護(hù)鎖定裝置的自動(dòng)檢測(cè)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于驅(qū)動(dòng)多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置的安全開(kāi)關(guān)裝置。安全開(kāi)關(guān)裝置包括用于連接防護(hù)鎖定裝置的第一端子和第二端子以及安全處理器，該安全處理器適于控制在第一端子和第二端子處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)防護(hù)鎖定裝置。安全處理器適于通過(guò)檢測(cè)第一端子、第二端子和參考電位之間的外部電連接來(lái)確定多個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置之中的連接至第一端子和/或第二端子的防護(hù)鎖定裝置的類型。安全處理器還適于根據(jù)防護(hù)鎖定裝置的經(jīng)確定的類型來(lái)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置包括具有螺線管的第一類型的防護(hù)鎖定裝置、具有單通道邏輯輸入的第二類型的防護(hù)鎖定裝置、和具有雙通道安全輸入的第三類型的防護(hù)鎖定裝置。
【專利說(shuō)明】防護(hù)鎖定裝置的自動(dòng)檢測(cè)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)裝置，特別地涉及一種用于控制防護(hù)鎖定裝置的安全開(kāi)關(guān)裝 置。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠控制多個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置的安全開(kāi)關(guān)裝置并 且涉及一種用于通過(guò)安全開(kāi)關(guān)裝置確定哪一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至安全開(kāi)關(guān)裝置的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 安全開(kāi)關(guān)裝置例如用在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，以可靠且安全地與諸如液壓機(jī)或銑床之 類的機(jī)器斷開(kāi)連接--如果這對(duì)員工或機(jī)械設(shè)備的安全是必要的。安全開(kāi)關(guān)裝置通常具有 一個(gè)或更多個(gè)輸入端子，諸如緊急停止按鈕、雙手操作按鈕、防護(hù)門(mén)開(kāi)關(guān)或光幕之類的輸入 裝置可以連接至所述一個(gè)或更多個(gè)輸入端子。評(píng)估控制單元以故障-安全方式評(píng)估來(lái)自這 些輸入裝置的輸入信號(hào)并且在輸出側(cè)產(chǎn)生作為輸出側(cè)的函數(shù)的開(kāi)關(guān)信號(hào)。評(píng)估控制單元也 設(shè)計(jì)成例如通過(guò)提供冗余度以故障-安全方式運(yùn)行。開(kāi)關(guān)信號(hào)控制致動(dòng)器、特別是接觸器， 用以使機(jī)器與電源和防護(hù)鎖定裝置斷開(kāi)連接，從而對(duì)諸如防護(hù)門(mén)的可移動(dòng)防護(hù)裝置進(jìn)行鎖 定/解鎖。
[0003] 術(shù)語(yǔ)"故障-安全"表示：無(wú)論在何種情況下都必須確保將機(jī)器斷開(kāi)連接或鎖定防 護(hù)門(mén)，即使在包括輸入裝置、安全開(kāi)關(guān)裝置和致動(dòng)器的電路中發(fā)生功能性失靈亦是如此。因 此，安全開(kāi)關(guān)裝置必須設(shè)計(jì)成使得它們確保正被監(jiān)測(cè)的機(jī)器總是處于安全狀態(tài)下,甚至在 一個(gè)部件故障的情況下、在線纜破損或其他故障的情況下也總是處于安全狀態(tài)下。相應(yīng)地， 術(shù)語(yǔ)"安全開(kāi)關(guān)裝置"在上下文中特別地指代至少遵守三種歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN954-1或相似要求 的那些裝置和器具。
[0004] 根據(jù)特定的生產(chǎn)環(huán)境，安全防護(hù)裝置被強(qiáng)制用于控制潛在的有害區(qū)域的可達(dá)性。 為了允許服務(wù)人員在特定情況下進(jìn)入這些區(qū)域，該防護(hù)裝置或其一部分可以是可移動(dòng)的。 可移動(dòng)的防護(hù)裝置可以用防護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)監(jiān)測(cè)，例如以在防護(hù)裝置打開(kāi)時(shí)使防護(hù)裝置后面的機(jī) 器斷開(kāi)連接。此外，可移動(dòng)防護(hù)裝置可以通過(guò)防護(hù)鎖定裝置鎖定在關(guān)閉的位置中。在安全 應(yīng)用中，安全開(kāi)關(guān)裝置可以用于控制和協(xié)調(diào)對(duì)傳感器（緊急按鈕、防護(hù)開(kāi)關(guān)等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)、 使機(jī)器斷開(kāi)連接以及對(duì)對(duì)應(yīng)的防護(hù)裝置進(jìn)行解鎖的過(guò)程。
[0005] 對(duì)于大多數(shù)類型的防護(hù)鎖定裝置而言，解鎖動(dòng)作取決于某個(gè)電信號(hào)的接收。然而， 防護(hù)鎖定裝置可以相對(duì)于執(zhí)行鎖定/解鎖動(dòng)作所需的類型的電信號(hào)的類型而有所不同。常 規(guī)防護(hù)鎖定裝置需要電壓來(lái)給鎖定釋放螺線管通電。更先進(jìn)的防護(hù)鎖定裝置具有集成的 安全電路，用以控制其操作和用以實(shí)施安全開(kāi)關(guān)裝置與防護(hù)鎖定裝置之間的故障-安全連 接。集成的安全電路可以定期地核對(duì)輸入信號(hào)以檢測(cè)失靈條件和確保當(dāng)失靈發(fā)生時(shí)防護(hù)鎖 定處于安全狀態(tài)下。具體地，防護(hù)鎖定裝置可以設(shè)置有0SSD(輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)裝置）端子，以 允許交叉線或短路失靈檢測(cè)。在正常運(yùn)行期間，0SSD信號(hào)線路傳送DC電壓，例如24V的DC 電壓。以特定的時(shí)間間隔將測(cè)試脈沖調(diào)制成DC電壓以檢測(cè)交叉線或短路失靈。如果檢測(cè) 到失靈，則關(guān)閉信號(hào)線路。
[0006] 安全開(kāi)關(guān)裝置與防護(hù)鎖定裝置之間的故障-安全連接也可以通過(guò)傳輸關(guān)于單線 連接（單線安全）的動(dòng)態(tài)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)信號(hào)可以是包括一串預(yù)定脈沖的時(shí)鐘數(shù)字信號(hào)。 與預(yù)定脈沖串的任何偏差--即無(wú)效信號(hào)--指示連接失靈，從而引起防護(hù)鎖定裝置返回 至安全狀態(tài)或保持在安全狀態(tài)下。關(guān)于通過(guò)單通道實(shí)施的兩個(gè)安全單元之間的故障-安全 連接的另外的細(xì)節(jié)可以在參考文獻(xiàn)EP2383762A1中找到，參考文獻(xiàn)EP2383762A1的全部?jī)?nèi) 容通過(guò)參引的方式納入本文中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 考慮到多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置需要不同類型的輸入信號(hào)，存在下述問(wèn)題： 需要對(duì)應(yīng)的多種不同的安全開(kāi)關(guān)裝置，所述多種不同的安全開(kāi)關(guān)裝置中的每一種安全開(kāi)關(guān) 裝置專門(mén)用于僅驅(qū)動(dòng)很有限的數(shù)量的防護(hù)鎖定裝置。
[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠驅(qū)動(dòng)多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置的安 全開(kāi)關(guān)裝置。
[0009] 這通過(guò)在獨(dú)立權(quán)利要求中所闡述的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求 的主題。
[0010] 本發(fā)明的具體的方法在于提供一種能夠在啟動(dòng)之后的構(gòu)造階段期間確定哪一類 型的防護(hù)鎖定裝置被連接的安全開(kāi)關(guān)裝置并且用以相應(yīng)地構(gòu)造其輸出端子。該確定通過(guò)探 測(cè)這些端子的外部連接性來(lái)執(zhí)行，以識(shí)別具有螺線管的鎖定裝置、具有單線安全輸入的防 護(hù)鎖定裝置、和具有雙通道安全輸入的防護(hù)鎖定裝置。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置的安 全開(kāi)關(guān)裝置。安全開(kāi)關(guān)裝置包括用于連接防護(hù)鎖定裝置的第一端子和第二端子以及適于控 制在第一端子和第二端子處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)防護(hù)鎖定裝置的安全處理器。安全開(kāi)關(guān)裝 置的特征在于,安全處理器適于通過(guò)檢測(cè)第一端子、第二端子和參考電位之間的外部電連 接來(lái)確定來(lái)自多個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置之中的連接至第一端子和/或第二端子的防 護(hù)鎖定裝置的類型，并且安全處理器適于根據(jù)防護(hù)鎖定裝置的經(jīng)確定的類型來(lái)控制驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，其中，所述多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置包括具有螺線管的第一類型的防護(hù)鎖定裝置、 具有單通道邏輯輸入的第二類型的防護(hù)鎖定裝置、和具有雙通道安全輸入的第三類型的防 護(hù)鎖定裝置。
[0012] 優(yōu)選地，第一端子和第二端子中的每1_一者能夠操作成作為輸入端子和輸出端子。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，安全開(kāi)關(guān)裝置還包括開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路用以選擇性地將第一端 子和第二端子中的每一者連接至第一參考電位（例如，地面）或第二參考電位（例如，正電 壓），或者既不連接至第一參考電位也不連接至第二參考電位，其中，安全處理器適于控制 開(kāi)關(guān)電路并且適于監(jiān)測(cè)在第一端子和第二端子中的每一者處的電位。以此方式，每個(gè)端子 可以連接至正電源電壓，連接至負(fù)電源電壓（地面），或放入至高阻抗?fàn)顟B(tài)（既不連接至正 電源電壓也不連接至負(fù)電源電壓）。在這些端子中的每個(gè)端子處的電位可以通過(guò)安全處理 器不斷地監(jiān)測(cè)。因而，安全開(kāi)關(guān)裝置的第一端子和第二端子具有與如根據(jù)數(shù)字電子設(shè)備通 常已知的三態(tài)邏輯相似的特征。
[0013] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，安全處理器適于確定：如果第一端子與第二端子之間的連接 能夠檢測(cè)到，則第一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第一端子和第二端子；如果第二端子與參 考電位之間的連接能夠檢測(cè)到，則第二類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第二端子；以及如果第 一端子與第二端子之間的連接和第二端子與參考電位之間的連接都不能夠檢測(cè)到，則第三 類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第一端子和第二端子。以此方式,可以用最少數(shù)量的測(cè)試可靠 地辨別三種不同類型的防護(hù)鎖定裝置。
[0014] 用于探測(cè)外部電連接的存在的安全處理器可以采用若干種測(cè)試。例如，通過(guò)下述 步驟來(lái)檢測(cè)第一端子與第二端子之間的連接：將第一端子和第二端子中的一者構(gòu)造為輸入 端子而將第一端子和第二端子中的另一者構(gòu)造為輸出端子，在輸出端子處應(yīng)用測(cè)試脈沖， 以及確定測(cè)試脈沖在輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。如果在輸入端子處已經(jīng)檢測(cè)到一個(gè)或更 多個(gè)邊緣或如果輸入端子處的電位與在測(cè)試脈沖期間在輸出端子處的電位對(duì)應(yīng)，則測(cè)試脈 沖可以視為在輸入端子處能夠檢測(cè)到。
[0015] 另外，可以通過(guò)下述步驟來(lái)檢測(cè)第一端子和第二端子中的任意一者與參考電位之 間的連接：將第一端子和第二端子中的任意一者構(gòu)造為輸入端子，以及確定與參考電位對(duì) 應(yīng)的邏輯電平在輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。在安全開(kāi)關(guān)器的端子處可以設(shè)置合適的上拉 晶體管或下拉電阻器，以確保在不存在這種外部連接的情況下在這些端子處的良好限定的 電位。
[0016] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，安全處理器適于在啟動(dòng)安全開(kāi)關(guān)裝置之后的構(gòu)造階段期間確 定防護(hù)鎖定裝置的類型。只有在某個(gè)用戶輸入被設(shè)置以防止意外的重新構(gòu)造的情況下才可 以在啟動(dòng)之后進(jìn)入構(gòu)造階段。在構(gòu)造階段期間的確定的結(jié)果可以存儲(chǔ)為在正常運(yùn)行期間將 要使用的構(gòu)造的的一正常運(yùn)行部分。例如，該構(gòu)造可以根據(jù)連接至安全開(kāi)關(guān)裝置的防護(hù)鎖 定裝置的類型來(lái)確定第一端子和第二端子如何被構(gòu)造用于正常運(yùn)行。
[0017] 具體地，安全處理器可以適于將第一端子構(gòu)造和/或操作為高側(cè)開(kāi)關(guān)而將第二端 子構(gòu)造和/或操作為低側(cè)開(kāi)關(guān)，用以驅(qū)動(dòng)第一類型的防護(hù)鎖定裝置。另外，安全處理器可以 適于將第二端子構(gòu)造和/或操作為邏輯輸出，用以驅(qū)動(dòng)第二類型的防護(hù)鎖定裝置。最后，安 全處理器可以適于將第一端子和第二端子構(gòu)造和/或操作為0SSD輸出端子，用以驅(qū)動(dòng)第三 類型的防護(hù)鎖定裝置。
[0018] 在某些實(shí)施方式中，安全開(kāi)關(guān)裝置還可以包括一個(gè)或更多個(gè)附加端子，用于從安 全輸入裝置接收開(kāi)關(guān)信號(hào)。安全處理器還可以適于監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)并且適于根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū) 動(dòng)防護(hù)鎖定裝置。這允許在更寬廣的不同的應(yīng)用場(chǎng)景--諸如緊急停止應(yīng)用、防護(hù)門(mén)監(jiān)測(cè)、 低速監(jiān)測(cè)和其他應(yīng)用場(chǎng)景一中使用安全開(kāi)關(guān)裝置。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種用于通過(guò)具有用于連接防護(hù)鎖定裝置的第一 端子和第二端子的安全開(kāi)關(guān)裝置來(lái)確定哪一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第一端子和/或 第二端子的方法。該方法包括下述步驟：探測(cè)第一端子、第二端子和參考電位之間的外部電 連接的存在，以及基于探測(cè)步驟的結(jié)果來(lái)確定在多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置之中的連接 至第一端子和/或第二端子的防護(hù)鎖定裝置的類型，其中，所述多種不同類型的防護(hù)鎖定 裝置包括具有螺線管的第一類型的防護(hù)鎖定裝置、具有單通道邏輯輸入的第二類型的防護(hù) 鎖定裝置、和具有雙通道安全輸入的第三類型的防護(hù)鎖定裝置。
[0020] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，確定：如果在探測(cè)步驟中第--端子與第二端子之間的連接能 夠檢測(cè)到，則第一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第一端子和第二端子。另外，確定：如果在探 測(cè)步驟中第二端子與參考電位之間的連接能夠檢測(cè)到，則第二類型的防護(hù)鎖定裝置連接至 第二端子。最后，確定：如果在探測(cè)步驟中第一端子與第二端子之間的連接以及第二端子與 參考電位之間的連接都不能夠檢測(cè)到，則第三類型的防護(hù)鎖定裝置連接至第一端子和第二 端子。以此方式，可以用最少數(shù)量的測(cè)試可靠地辨別三個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置。
[0021] 該方法可以使用用于探測(cè)外部電連接的任何合適的測(cè)試。優(yōu)選地,探測(cè)步驟包括 通過(guò)下述步驟來(lái)檢測(cè)第一端子與第二端子之間的連接：將第一端子和第二端子中的--者構(gòu) 造為輸入端子而將第一端子和第二端子中的另一者構(gòu)造為輸出端子，在輸出端子處應(yīng)用測(cè) 試脈沖，以及確定測(cè)試脈沖在輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。如通過(guò)防護(hù)鎖定裝置的螺線管 所體現(xiàn)的，以此方式，可以可靠地檢測(cè)第一端子與第二端子之間的連接。
[0022] 另外，探測(cè)步驟優(yōu)選地包括通過(guò)下述步驟來(lái)檢測(cè)第--端子和第二端子中的任意一 者與參考電位之間的連接：將第一端子和第二端子中的任意一者構(gòu)造為輸入端子；以及確 定與參考電位對(duì)應(yīng)的邏輯電平在輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。如通過(guò)防護(hù)鎖定裝置的數(shù)字 輸入所體現(xiàn)的，以此方式，可以可靠地檢測(cè)第一端子或第二端子與參考電位之間的連接。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 附圖結(jié)合至該說(shuō)明書(shū)中并且形成該說(shuō)明書(shū)的一部分以說(shuō)明本發(fā)明的若干實(shí)施方 式。這些附圖和描述用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。附圖僅用于說(shuō)明如何做出和使用本發(fā)明的 優(yōu)選和替代性的示例的目的,而并不解釋為將本發(fā)明僅限制于說(shuō)明和描述的實(shí)施方式。此 夕卜，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施方式的若千方面可以形成--單獨(dú)地或以不同的組合方式--解決 方案。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式的下面的更多的具體的描述，另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得 明顯，如在附圖中示出的，在附圖中相同附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中：
[0024] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的安全開(kāi)關(guān)裝置的示意圖，其中，第一類型的 防護(hù)鎖定裝置連接至該安全開(kāi)關(guān)裝置，
[0025] 圖2示出了圖1的安全開(kāi)關(guān)裝置的示意圖，其中，第二類型的防護(hù)鎖定裝置連接至 安全開(kāi)關(guān)裝置，
[0026] 圖3示出了圖1的安全開(kāi)關(guān)裝置的示意圖，其中，第三類型的防護(hù)鎖定裝置連接至 安全開(kāi)關(guān)裝置，以及
[0027] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于確定連接至安全開(kāi)關(guān)裝置的防護(hù)鎖定裝 置的類型的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明，其中，貫穿整個(gè)發(fā)明相同的附圖標(biāo)記用來(lái)指代相同的 元件。在下面的描述中，出于解釋的目的，闡述了許多特定細(xì)節(jié)以提供本發(fā)明的透徹理解。 然而，明顯的是,本發(fā)明可以在不需要這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，以框圖 形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置以便于本發(fā)明的描述。
[0029] 現(xiàn)在參照?qǐng)D1至圖3,描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的安全開(kāi)關(guān)裝置的構(gòu)造。通 常用附圖標(biāo)記100指代的安全開(kāi)關(guān)裝置包括安全處理器110、開(kāi)關(guān)晶體管T1-T4、以及用于 連接防護(hù)鎖定裝置200的端子51、L52。安全開(kāi)關(guān)裝置包括用于連接電源電壓的附加端子 A1、A2以及用于接收輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)--諸如分別用于鎖定/重設(shè)要求和用于解鎖要求的信 號(hào)--的端子S44、S54。在具體的實(shí)施方式中，安全開(kāi)關(guān)裝置也可以包括用于接收附加開(kāi) 關(guān)信號(hào)--具體是代表機(jī)器的速度的信號(hào)或來(lái)自防護(hù)鎖定裝置200或其他安全開(kāi)關(guān)裝置的 反饋信號(hào)--的另外的端子。
[0030] 開(kāi)關(guān)晶體管ΤΙ-T4形成用于將端子51和L52中的每一者連接至端子A1和A2中的 任意一者的開(kāi)關(guān)電路。端子51和L52也可以通過(guò)關(guān)閉所有晶體管而與A1和A2隔離。晶 體管T1-T4可以經(jīng)由輸出端口 111、112、115和116由安全處理器110來(lái)控制。通常，如果 在A1和A2處施加正電源電壓和負(fù)電源電壓，則晶體管T1和T3 (以及晶體管T2和T4)將不 同時(shí)打開(kāi)。此外，端子51和L52處的信號(hào)可以經(jīng)由輸入端口 113和114由安全處理器110 來(lái)監(jiān)測(cè)。因此，圖1至圖3中的示例性開(kāi)關(guān)電路Τ?-Τ4允許安全處理器將端子51和L52中 的每一者構(gòu)造成作為高側(cè)開(kāi)關(guān)（T3/T4斷開(kāi)）、低側(cè)開(kāi)關(guān)（T1/T2斷開(kāi)）和輸入端子（T1&T3/ T2&T4斷開(kāi)）來(lái)運(yùn)行。
[0031] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，圖1至圖3僅示出了安全開(kāi)關(guān)裝置100和防護(hù)鎖 定裝置200的示意圖。具體地,為了清楚起見(jiàn)，省略了所有不與本發(fā)明直接相關(guān)的部件，這 些部件包括保護(hù)性電子部件、濾波器、電源線路等。同樣地，圖1至圖3中以四個(gè)npn型晶體 管描繪的開(kāi)關(guān)電路僅是舉例說(shuō)明。開(kāi)關(guān)晶體管T1-T4可以是任何合適的類型的晶體管-- 包括雙極晶體管（例如，npn型晶體管或pnp型晶體管）和場(chǎng)效應(yīng)晶體管（例如，功率-CMOS 晶體管）。
[0032] 安全開(kāi)關(guān)裝置100可以與用于對(duì)諸如防護(hù)門(mén)300的可移動(dòng)防護(hù)裝置進(jìn)行鎖定和解 鎖的不同類型的防護(hù)鎖定裝置200-1、200-2、200-3相連接。防護(hù)鎖定裝置200-U200-2、 200-3相對(duì)于初始化鎖定/解鎖操作所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的類型而有所不同。安全開(kāi)關(guān)裝置 100能夠檢測(cè)哪一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至安全開(kāi)關(guān)裝置100并且能夠構(gòu)造其輸出端子 51和L52以及其相應(yīng)的操作模式。下面將結(jié)合圖4進(jìn)一步解釋用于檢測(cè)連接至安全開(kāi)關(guān)裝 置的防護(hù)鎖定裝置的類型的方法。
[0033] 現(xiàn)在首先參照?qǐng)D1,描述了第一類型的防護(hù)鎖定裝置的構(gòu)造。防護(hù)鎖定裝置200-1 包括用于對(duì)可移動(dòng)防護(hù)裝置（防護(hù)門(mén)）300進(jìn)行鎖定/解鎖的致動(dòng)器螺線管210。防護(hù)鎖 定裝置還可以包括用于監(jiān)測(cè)鎖定/解鎖狀態(tài)（端子LM)的--個(gè)或更多個(gè)開(kāi)關(guān)S1以及一個(gè) 或更多個(gè)開(kāi)關(guān)S2,所述一個(gè)或更多個(gè)開(kāi)關(guān)S2通過(guò)可移動(dòng)防護(hù)裝置300主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)并且用于 監(jiān)測(cè)防護(hù)門(mén)（打開(kāi)的/關(guān)閉的；端子DM)的狀態(tài)且向安全開(kāi)關(guān)裝置100或其他安全單元提 供反饋。
[0034] 在操作期間，安全開(kāi)關(guān)裝置100可以通過(guò)給螺線管210通電和斷電來(lái)控制防護(hù)鎖 定裝置200-1。為此，安全處理器110監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)--例如在端子S44和S45處的輸入信 號(hào)--并且相應(yīng)地控制輸出端子51和L52。例如，如果輸入信號(hào)代表防護(hù)裝置被鎖定的條 件，則端子51和L52可以通過(guò)關(guān)閉開(kāi)關(guān)晶體管ΤΙ-T4來(lái)停用（imictivatedh另一方面，如 果輸入信號(hào)代表防護(hù)裝置被解鎖的條件,則正電源電壓和負(fù)電源電壓可以通過(guò)打開(kāi)晶體管 T1和T4以及關(guān)閉晶體管T2和T3來(lái)分別施加至端子51和L52。換句話說(shuō)，端子51操作為 高側(cè)開(kāi)關(guān)而端子L52操作為低側(cè)開(kāi)關(guān)，以給螺線管210通電和斷電。安全開(kāi)關(guān)裝置也可以 包括計(jì)時(shí)器,用于以預(yù)定的時(shí)延給防護(hù)裝置解鎖--例如在機(jī)器被斷電之后僅某個(gè)預(yù)定的 時(shí)間，以考慮機(jī)器停轉(zhuǎn)時(shí)間。
[0035] 現(xiàn)在參照?qǐng)D2,描述了第二類型的防護(hù)鎖定裝置的構(gòu)造。防護(hù)鎖定裝置200-2不 同于圖1中的防護(hù)鎖定裝置之處在于，其包括用于對(duì)防護(hù)裝置進(jìn)行鎖定/解鎖的安全電路 220。根據(jù)邏輯輸入L12處施加的邏輯信號(hào)執(zhí)行鎖定/解鎖操作。為此，安全電路220監(jiān)測(cè) 端子L12處的信號(hào)并且僅在檢測(cè)到正確的信號(hào)的情況下初始化該解鎖操作。故障-安全行 為可以通過(guò)使用如上所述的單線安全技術(shù)以安全開(kāi)關(guān)裝置100與防護(hù)鎖定裝置200-2之間 的單連接來(lái)實(shí)施。
[0036] 在操作期間，安全開(kāi)關(guān)裝置100使用開(kāi)關(guān)晶體管T2和T4以例如通過(guò)交替地將端 子L52連接至A1處的正電源電壓和A2處的負(fù)電源電壓（地面）來(lái)在端子L52處產(chǎn)生合適 的邏輯信號(hào)。不使用端子51 (T1和T3斷開(kāi)）。例如，邏輯信號(hào)可以是不同于系統(tǒng)中在別處 使用的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖串。因而，邏輯信號(hào)代表可以通過(guò)防護(hù)鎖定裝置200-2檢測(cè)的獨(dú)特 的代碼。另--方面,只有在防護(hù)鎖定裝置200-2的輸入端子L12處檢測(cè)到正確的代碼的情 況下，防護(hù)鎖定裝置200-2才將執(zhí)行解鎖操作。
[0037] 現(xiàn)在參照?qǐng)D3,描述了第三類型的防護(hù)鎖定裝置的構(gòu)造。防護(hù)鎖定裝置200-3不同 于圖2中的防護(hù)鎖定裝置之處在于,其使用用于接收鎖定/解鎖指令信號(hào)的雙通道安全輸 入（0SSD)。
[0038] 在操作期間，安全開(kāi)關(guān)裝置100使用其開(kāi)關(guān)電路T1-T4,用以以與常規(guī)輸出信號(hào)開(kāi) 關(guān)裝置（0SSD)的方式相似的方式在其端子51和L52處產(chǎn)生一對(duì)輸出信號(hào)。更具體地，安 全開(kāi)關(guān)裝置100打開(kāi)晶體管T1和T2并且關(guān)閉晶體管T3和T4,以在防護(hù)裝置可以進(jìn)入解鎖 狀態(tài)或可以保持在解鎖狀態(tài)的情況下在端子51和L52處輸出正電源電壓（例如，24V DC)。 如通常在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，可以通過(guò)用短脈沖彼此獨(dú)立地調(diào)制兩個(gè)通道來(lái)檢測(cè)交叉失靈 或短路。該調(diào)制也可以通過(guò)相應(yīng)地控制安全處理器110的端口 111、112、115、116而在安全 開(kāi)關(guān)裝置1()()處執(zhí)行。
[0039] 在防護(hù)鎖定裝置200-3的一側(cè)處，安全處理器220監(jiān)測(cè)在輸入端子S12和S22處 的兩個(gè)通道的信號(hào)，并且根據(jù)這些信號(hào)初始化鎖定/解鎖操作。具體地，如果將正電源電壓 (例如，24V DC)施加至兩個(gè)端子S12和S22,則防護(hù)裝置300可以被解鎖或保持在解鎖狀態(tài) 下。否則，防護(hù)裝置300將被鎖定或保持在鎖定狀態(tài)下。安全電路220也可以監(jiān)測(cè)關(guān)于兩 個(gè)信號(hào)的測(cè)試脈沖，以檢測(cè)交叉失靈或短路。如果通過(guò)安全電路220檢測(cè)到失靈，則防護(hù)鎖 定裝置200-3可以進(jìn)入安全狀態(tài)，即對(duì)防護(hù)裝置300進(jìn)行鎖定。
[0040] 現(xiàn)在參照?qǐng)D4,描述了一種用于檢測(cè)哪一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至安全開(kāi)關(guān)裝 置的方法。該方法可以通過(guò)圖1-3中示出的安全開(kāi)關(guān)裝置100的安全處理器110來(lái)執(zhí)行， 例如作為在裝置啟動(dòng)之后的初始化過(guò)程的一部分。
[0041] 該方法可以以步驟S10開(kāi)始，在該步驟S10中，確定安全開(kāi)關(guān)裝置是否處于構(gòu)造模 式下。該構(gòu)造模式可以例如通過(guò)用戶可操作的設(shè)定裝置--諸如旋轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)、下壓按鈕或 任何其他合適的用戶界面元件--來(lái)設(shè)定。如果不設(shè)定該構(gòu)造模式,則該方法可以通過(guò)基 于先前存儲(chǔ)的構(gòu)造信息直接繼續(xù)進(jìn)行安全開(kāi)關(guān)裝置的正常運(yùn)行。另一方面,如果設(shè)定了構(gòu) 造模式，該方法可以繼續(xù)進(jìn)行步驟S20,在步驟S20中，端子51設(shè)定至高阻抗?fàn)顟B(tài)（T1和T3 斷開(kāi)），而端子L52連接至正電源電壓（T2連通，而T4斷開(kāi)）。因而，端子51構(gòu)造成輸入端 子。然后，在步驟S30中確定端子51是否攜帶邏輯高（HIGE)信號(hào)，即是否存在將端子51 聯(lián)接至正電源電壓的外部連接。外部連接可以通過(guò)圖1中的防護(hù)鎖定裝置200-1的螺線管 210來(lái)形成。如果檢測(cè)到這種外部連接（在步驟S30中的"是"），則該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟 S40,在步驟S40中，檢測(cè)到具有螺線管的防護(hù)鎖定裝置并且相應(yīng)地設(shè)定安全開(kāi)關(guān)裝置的操 作模式。具體地,如以上結(jié)合圖1所解釋的，端子51構(gòu)造和操作為高側(cè)開(kāi)關(guān),而端子L52構(gòu) 造和操作為低側(cè)開(kāi)關(guān)。在那之后，該方法可以終止并且安全開(kāi)關(guān)裝置可以基于設(shè)定的操作 模式和端子構(gòu)造開(kāi)始正常運(yùn)行。
[0042] 如果在步驟S30中檢測(cè)到?jīng)]有外部連接，則該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟S50,在該步驟 S50中，端子L52設(shè)定至高阻抗（T2和T4斷開(kāi)）。然后,在步驟S60中確定端子L52是否攜 帶邏輯低（LOW)信號(hào)，即是否存在將端子L52聯(lián)接至負(fù)電源電壓（地面）的外部連接。如 果發(fā)現(xiàn)該情況（在步驟S60中的"是"），那么在步驟S70中在端子L52處檢測(cè)邏輯連接并 且相應(yīng)地設(shè)定安全開(kāi)關(guān)裝置的操作模式。具體地，如以上結(jié)合圖2所解釋的，端子L52構(gòu)造 和操作為邏輯連接輸出且端子51不起作用。在那之后，該方法會(huì)終止并且安全開(kāi)關(guān)裝置會(huì) 基于設(shè)定的操作模式和端子構(gòu)造開(kāi)始正常運(yùn)行。
[0043] 另一方面，如果檢測(cè)到端子L52與地面之間沒(méi)有外部連接（在步驟S60中的 "否"），則采取具有0SSD輸入的防護(hù)鎖定裝置并且在步驟S80中相應(yīng)地設(shè)定操作模式。具 體地,如以上結(jié)合圖3所解釋的，端子51和端子L52構(gòu)造和操作為0SSD輸出。在那之后， 該方法會(huì)終止并且安全開(kāi)關(guān)裝置會(huì)基于設(shè)定的操作模式和端子構(gòu)造開(kāi)始正常運(yùn)行。
[0044] 盡管本
【發(fā)明內(nèi)容】
描述和說(shuō)明了以具體順序發(fā)生的圖4的方法的具體步驟，但是本


【發(fā)明內(nèi)容】
預(yù)設(shè)了以任何合適的順序發(fā)生的圖4的方法的任何合適的步驟。此外，盡管描述 了用于檢測(cè)某個(gè)類型的防護(hù)鎖定裝置的存在的具體測(cè)試,但是這些測(cè)試僅是舉例說(shuō)明，可 以根據(jù)需要執(zhí)行不同的測(cè)試和/或附加的測(cè)試。例如，邏輯連接的存在也可以根據(jù)防護(hù)鎖 定裝置的電輸入特征通過(guò)核對(duì)正電源電壓的外部連接來(lái)測(cè)試。通常，可以使用合適用于基 于端子51和L52與正電源電壓和/或負(fù)電源電壓之間的外部連接性來(lái)區(qū)別兩個(gè)或更多個(gè) 不同類型的防護(hù)鎖定裝置的測(cè)試的任何組合。另外，盡管本發(fā)明描述和說(shuō)明了進(jìn)行圖4的 方法的具體步驟的具體部件，但是本發(fā)明預(yù)設(shè)了進(jìn)行圖4的方法的任何合適的步驟的任何 合適的部件的任何合適的組合。
[0045] 在描述本發(fā)明的上下文（特別是在下面的權(quán)利要求的上下文中）中使用術(shù)語(yǔ)"一 個(gè)"和"該"類似參考將解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非本文中另有說(shuō)明或明顯與上下文 矛盾。術(shù)語(yǔ)"包括"、"具有"和"包含"將解釋為開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)（即，意指"包括但不限于"，除 非另有指出。本文中的值的范圍的敘述僅旨在用作單獨(dú)地指代落入該范圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立的 值的簡(jiǎn)寫(xiě)的方法，除非本文中另有指示，并且每個(gè)單獨(dú)的值結(jié)合入說(shuō)明書(shū)中，即使在本文中 單獨(dú)地?cái)⑹鲆嗍侨绱?。本文中描述的所有的方法可以以任何合適的順序來(lái)執(zhí)行，除非本文 中另有指示或者明顯與____t下文矛盾。使用本文中提供的任何示例和所有示例或示例性語(yǔ)言 (例如"諸如"）僅旨在更好地闡明本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的范圍，除非另有要求。在該說(shuō) 明書(shū)中沒(méi)有語(yǔ)言應(yīng)當(dāng)解釋為指示任何非要求保護(hù)的元件為對(duì)本發(fā)明的實(shí)施必不可少的。 [0046] 本文中描述了示例性實(shí)施方式。那些實(shí)施方式的變型在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱 讀前述描述之后會(huì)變得明顯。除了熟練技工之外的發(fā)明人視情況使用這種變體，并且發(fā)明 人意在以除了本文中具體描述的其他的方式實(shí)施本發(fā)明。相應(yīng)地，如適用的法律所允許的， 該發(fā)明包括本發(fā)明所附的權(quán)利要求中敘述的主題的所有的改型和等同替代。此外，在本發(fā) 明的所有可能的變型中的上述元件的任何組合涵括在本發(fā)明中，除非本文中另有指示或明 顯與上下文矛盾。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于驅(qū)動(dòng)多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置（200-1、200-2、200-3)的安全開(kāi)關(guān)裝 置，所述安全開(kāi)關(guān)裝置包括： 第一端子（51)和第二端子（L52)，所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)用于連接 防護(hù)鎖定裝置（200-U200-2、200-3);以及 安全處理器（110),所述安全處理器（110)適于控制在所述第一端子（51)和所述第二 端子（L52)處的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述防護(hù)鎖定裝置（200-1、200-2、200-3), 其特征在于， 所述安全處理器（110)適于通過(guò)檢測(cè)所述第一端子（51)、所述第二端子（L52)和參考 電位之間的外部電連接來(lái)確定多個(gè)不同類型的防護(hù)鎖定裝置之中的連接至所述第一端子 (51)和/或所述第二端子（L52)的防護(hù)鎖定裝置的類型,并且所述安全處理器（110)適于 根據(jù)所述防護(hù)鎖定裝置的經(jīng)確定的類型來(lái)控制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 其中，所述多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置包括具有螺線管（210)的第一類型的防護(hù)鎖 定裝置（200-1)、具有單通道邏輯輸入（L12)的第二類型的防護(hù)鎖定裝置（200-2)、和具有 雙通道安全輸入（S12、S22)的第三類型的防護(hù)鎖定裝置（200-3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110)適于確定： 如果所述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接能夠檢測(cè)到，則所述第一類 型的防護(hù)鎖定裝置（200-1)連接至所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)， 如果所述第二端子（L52)與所述參考電位之間的連接能夠檢測(cè)到，則所述第二類型的 防護(hù)鎖定裝置（200-2)連接至所述第二端子（L52),以及 如果所述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接以及所述第二端子（L52) 與所述參考電位之間的連接都不能夠檢測(cè)到，則所述第三類型的防護(hù)鎖定裝置（200-3)連 接至所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中,所述第一端子（51)和所 述第二端子（L52)中的每一者能夠操作為輸入端子和輸出端子。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于通過(guò)下述步驟檢測(cè)所述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接： 將所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的一者構(gòu)造為輸入端子，而將所述第一 端子（51)和所述第二端子（L52)中的另一者構(gòu)造為輸出端子， 在所述輸出端子處施加測(cè)試脈沖，以及 確定所述測(cè)試脈沖在所述輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于通過(guò)下述步驟檢測(cè)所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的任意一者與所述參 考電位之間的連接： 將所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的所述任意一者構(gòu)造為輸入端子，以及 確定對(duì)應(yīng)于所述參考電位的邏輯電平在所述輸入端子處是否能夠檢測(cè)到。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于在啟動(dòng)所述安全開(kāi)關(guān)裝置之后的構(gòu)造階段期間確定所述防護(hù)鎖定裝置的類型。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任--項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于將所述第一端子（51)構(gòu)造和/或操作為高側(cè)開(kāi)關(guān)，而將所述第二端子（L52)構(gòu)造和/ 或操作為低側(cè)開(kāi)關(guān)，用以驅(qū)動(dòng)所述第一類型的防護(hù)鎖定裝置（200-1)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于將所述第二端子（L52)構(gòu)造和/或操作為邏輯輸出，用以驅(qū)動(dòng)所述第二類型的防護(hù)鎖 定裝置（200-2)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，其中，所述安全處理器（110) 適于將所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)構(gòu)造和/或操作為OSSD輸出端子，用以 驅(qū)動(dòng)所述第三類型的防護(hù)鎖定裝置（200-3)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，還包括： 開(kāi)關(guān)電路（T1-T4),所述開(kāi)關(guān)電路（T1-T4)用于選擇性地將所述第一端子（51)和所述 第二端子（L52)中的每一者連接至第一參考電位或第二參考電位，或者既不連接至所述第 一參考電位也不連接至所述第二參考電位， 其中，所述安全處理器（110)適于控制所述開(kāi)關(guān)電路（Τ?-Τ4)并且適于監(jiān)測(cè)在所述第 --端子（51)和所述第二端子（L52)中的每一者處的電位。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的安全開(kāi)關(guān)裝置，還包括： 一個(gè)或更多個(gè)附加端子（S44, S54)，所述一個(gè)或更多個(gè)附加端子（S44, S54)用于從安 全輸入裝置接收開(kāi)關(guān)信號(hào)， 其中，所述安全處理器（110)還適于監(jiān)測(cè)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)并且適于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū) 動(dòng)所述防護(hù)鎖定裝置。
12. -種用于通過(guò)具有用于連接防護(hù)鎖定裝置的第一端子（51)和第二端子（L52)的安 全開(kāi)關(guān)裝置來(lái)確定哪一類型的防護(hù)鎖定裝置連接至所述第一端子（51)和/或所述第二端 子（L52)的方法，所述方法包括下述步驟： 探測(cè)所述第一端子（51)、所述第二端子（L52)和參考電位之間的外部電連接的存在 (S20, S30, S50, S60)，以及 基于所述探測(cè)步驟的結(jié)果來(lái)確定在多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置之中的連接至所述 第一端子（51)和/或所述第二端子（L52)的所述防護(hù)鎖定裝置的類型（S40,S70,S80), 其中，所述多種不同類型的防護(hù)鎖定裝置包括具有螺線管的第一類型的防護(hù)鎖定裝置 (200-1)、具有單通道邏輯輸入的第二類型的防護(hù)鎖定裝置（200-2)、以及具有雙通道安全 輸入的第三類型的防護(hù)鎖定裝置（200-3)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定： 如果在所述探測(cè)步驟中所述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接能夠檢 測(cè)到，則所述第一類型的防護(hù)鎖定裝置（200-1)連接至所述第一端子（51)和所述第二端子 (L52), 如果在所述探測(cè)步驟中所述第二端子（L52)與所述參考電位之間的連接能夠檢測(cè)到， 則所述第二類型的防護(hù)鎖定裝置（200-2)連接至所述第二端子（L52)，以及 如果在所述探測(cè)步驟中所述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接以及所 述第二端子（L52)與所述參考電位之間的連接都不能夠檢測(cè)到，則所述第三類型的防護(hù)鎖 定裝置（200-3)連接至所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述探測(cè)步驟包括通過(guò)下述步驟檢測(cè)所 述第一端子（51)與所述第二端子（L52)之間的連接： 將所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的-一者構(gòu)造為輸入端子，而將所述第一 端子（51)和所述第二端子（L52)中的另一者構(gòu)造為輸出端子（S20)， 在所述輸出端子處施加測(cè)試脈沖（S20)，以及 確定所述測(cè)試脈沖在所述輸入端子處是否能夠檢測(cè)到（S30)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一者所述的方法，其中,所述探測(cè)步驟包括通過(guò)下述 步驟檢測(cè)所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的任意一者與所述參考電位之間的 連接： 將所述第一端子（51)和所述第二端子（L52)中的所述任意一者構(gòu)造為輸入端子 (S50),以及 確定對(duì)應(yīng)于所述參考電位的邏輯電平在所述輸入端子處是否能夠檢測(cè)到（S60)。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK104122809SQ201410177739
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】魯?shù)婪颉づ僚聿祭谞? 薩沙·瓦格納, 托馬斯·黑爾彭施泰因, 奧利弗·赫克爾, 諾貝特·馬初萊茨 申請(qǐng)人:洛克威爾自動(dòng)控制德國(guó)有限兩合公司