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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsmodul für einen Feldbusteilnehmer eines zumindest bereichsweise sicherheitsgerichteten Automatisierungssystems, mit einem Gehäuse, in dem eine Kommunikationseinrichtung zum Empfangen und Versenden von Daten entlang eines sicherheitsgerichteten Kommunikationspfads aufgenommen ist, wobei das Gehäuse an einander entgegengesetzten Seitenflächen mit Verbindungsmitteln versehen ist, die für eine Kopplung mit einem internen Kommunikationssystem des Feldbusteilnehmers, das den sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad umfasst, ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Automatisierungssystem.
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Gemäß einem druckschriftlich nicht niedergelegten Stand der Technik ist ein Sicherheitsmodul zur Einfügung oder Einreihung in einen aus mehreren Funktionsmodulen gebildeten und mit einem Busknoten zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung versehenen, sicherheitsgerichteten Feldbusteilnehmer bekannt. Das Sicherheitsmodul dient dazu, sicherheitsgerichtete und nicht sicherheitsgerichtete Signale eines von dem Busknoten ausgehenden internen Kommunikationssystems an die nachgelagert angeordneten Funktionsmodule und/oder von den Funktionsmodulen an den Busknoten weiterzuleiten und sicherheitsgerichtete Signale zu verarbeiten und die verarbeiteten Signale über das interne Kommunikationssystem an den Busknoten und/oder an die Funktionsmodule weiterzuleiten. Bei Verwendung mehrerer, auswechselbarer Feldbusteilnehmer, die beispielsweise an unterschiedlich ausgebildeten Werkzeugen eines Handhabungs- und/oder Bearbeitungssystems anbringbar sind, um den Werkzeugen zugeordnete Aktoren wie beispielsweise Fluidzylinder anzusteuern, ist für eine Kommunikation zwischen der Steuerungseinrichtung und dem jeweiligen Feldbusteilnehmer die Verwendung einer eindeutigen Identifikationsadresse erforderlich. Diese Identifikationsadresse ist zur Unterscheidung zwischen den gegeneinander austauschbaren Feldbusteilnehmern durch das Steuerungssystem vorgesehen, während eine Kommunikationsadresse der auf den unterschiedlich ausgebildeten, auswechselbaren Werkzeugen befindlichen Feldbusteilnehmer gegenüber dem Steuerungssystem stets gleich ist. Die für die individuelle, auswechselbare Einheit festzulegende Identifikationsadresse dient zur individuellen Übertragung von sicherheitsgerichteten Steuerbefehlen und Sensordaten zwischen der Steuerungseinrichtung und dem jeweiligen Feldbusteilnehmer. Die Identifikationsadresse wird von dem Sicherheitsmodul auf Anfrage der übergeordneten Steuerungseinrichtung über einen sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad bereitgestellt. Dabei findet eine Festlegung der vom Sicherheitsmodul bereitzustellenden Identifikationsadresse in einem separat ausgebildeten Schaltkasten statt, der mit dem Sicherheitsmodul über Kabelverbindungen gekoppelt ist und der eine Klemmenleiste beinhaltet, auf der die jeweiligen Litzen der Kabelverbindungen derart miteinander verbunden werden können, dass dadurch die Identifikationsadresse festgelegt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsmodul mit kompakter Bauform und einfacher Bedienung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für ein Sicherheitsmodul der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hier ist vorgesehen, dass der Kommunikationseinrichtung eine im Gehäuse angeordnete Einstelleinrichtung zugeordnet ist, die zur Festlegung einer sicherheitsgerichteten Identifikationsadresse sowie zur Einspeisung dieser Identifikationsadresse in den sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad ausgebildet ist.
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Durch die Anordnung der Einstelleinrichtung, mit deren Hilfe die Identifikationsadresse des Sicherheitsmoduls festgelegt wird, in dem Gehäuse des Sicherheitsmoduls entfallen die bislang notwendigen Steck- und Kabelverbindungen für Ankopplung des Schaltkastens an das Sicherheitsmodul. Hierdurch wird auch die Einhaltung der üblicherweise an derartige Komponenten eines Feldbusteilnehmers anzulegenden Schutzart, beispielsweise der Schutzart IP65, erleichtert, da auf aufwendig abzudichtende Kabeldurchführungen bzw. entsprechend abgedichtete Steckkontakte verzichtet werden kann. Vielmehr ist die Einstelleinrichtung in dem ohnehin mit der gewünschten Schutzart ausgeführten Gehäuse des Sicherheitsmoduls mit untergebracht, wodurch die Aufbauweise des Sicherheitsmoduls vereinfacht werden kann. Vorzugsweise umfasst die Einstelleinrichtung wenigstens ein Schaltmittel zur Einstellung der Identifikationsadresse. Beispielsweise weist das Einstellmittel mehrere Schaltstellungen auf, durch die unterschiedliche Identifikationsadressen bereitgestellt werden können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Einstelleinrichtung mehrere Schaltmittel umfasst, die jeweils zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung umschaltbar sind, so dass jedes Schaltmittel als Speichereinheit für die, insbesondere digital codierte, Identifikationsadresse dient. Hierdurch kann der Anwender des Sicherheitsmoduls durch Bedienen der Schaltmittel die gewünschte Identifikationsadresse für das Sicherheitsmodul einstellen. Die bislang übliche Verdrahtung von Anschlusskabeln des Sicherheitsmoduls auf einer Klemmenleiste zur Festlegung der Identifikationsadresse, die einen höheren Aufwand, ein größeres Fehlerrisiko und eine weniger gute unmittelbare Nachvollziehbarkeit der eingestellten Identifikationsadresse bedeutet, entfällt bei Verwendung einer derartigen Einstelleinrichtung. Vorzugweise sind die Schaltmittel derart ausgebildet, dass sie, insbesondere ausschließlich, in eine erste und in eine zweite Schaltstellung gebracht werden können, um damit jeweils eine Stelle einer mehrstelligen, besonders bevorzugt digital codierten, insbesondere binär codierten, Identifikationsadresse zu repräsentieren. Vorteilhaft werden als Schaltmittel sogenannte DIP-Schalter (dual in line packaging-Schalter) eingesetzt, wie sie aus der Computertechnik bekannt sind. Diese DIP-Schalter sind kostengünstig, einfach zu bedienen und haben den Vorteil, dass durch die Stellung der einzelnen Schalter die eingestellte Identifikationsadresse unmittelbar sichtbar ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung gemäß einer ersten Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards ausgebildet ist und dass die Kommunikationseinrichtung gemäß einer zweiten Sicherheitskategorie des Sicherheitsstandards ausgebildet ist, wobei die zweite Sicherheitskategorie auf einem höheren Niveau als die erste Sicherheitskategorie innerhalb des Sicherheitsstandards angesiedelt ist. Als Sicherheitsstandards stehen beispielsweise nationale oder internationale Normen zur Verfügung, in denen beispielsweise die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und/oder an ein definiertes Verhalten von Komponenten des Automatisierungssystems im Fehlerfall festgelegt sind und in denen die Betriebssicherheit bzw. Ausfallsicherheit der Komponenten üblicherweise in klar voneinander abgrenzbaren Sicherheitsklassen oder Sicherheitskategorien eingeordnet ist. Typischerweise muss eine Komponente, die einer bestimmten Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards zugeordnet werden soll, durch den Hersteller und/oder durch ein unabhängiges Prüfinstitut daraufhin untersucht und gegebenenfalls zertifiziert werden, ob sie sämtliche Anforderungen der jeweiligen Sicherheitskategorie erfüllt.
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Die Auslegung von Komponenten eines Automatisierungssystems auf die Anforderungen der jeweils angestrebten Sicherheitskategorie kann bei der Konstruktion, bei der Herstellung und gegebenenfalls auch bei der Integration der Komponenten in das jeweilige Arbeitssystem einen erheblichen Aufwand bedeuten und damit die Herstellungskosten für die jeweilige Komponente negativ beeinflussen. Somit ist es zweckmäßig, eine möglichst geringe Zahl von Komponenten des Automatisierungssystems gemäß einer hohen Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards auszubilden, während die übrigen Komponenten des Automatisierungssystems gemäß niedrigeren Sicherheitskategorien ausgebildet sind. Praktisch kann dies beispielsweise bedeuten, dass die Komponenten, die der höheren Sicherheitskategorie zuzurechnen sind, eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit aufweisen als die Komponenten, die der niedrigeren Sicherheitskategorie zuzurechnen sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kommunikationseinrichtung ein Überprüfungsmittel, das für eine Funktionsüberprüfung der Einstelleinrichtung ausgebildet ist und das nach erfolgreicher Funktionsüberprüfung eine Weiterleitung der Identifikationsadresse über die Kommunikationseinrichtung ermöglicht. Die Überprüfungsmittel können beispielsweise überprüfen, ob eine an der Einstelleinrichtung eingestellte Identifikationsadresse in einem vorgegebenen Adressraum liegt und/oder ob innerhalb eines vorgebbaren Zeitraums eine Änderung der Identifikationsadresse erfolgt ist. Sofern die Überprüfungsmittel zu dem Ergebnis kommen, dass die Funktion der Einstelleinrichtung korrekt ist, können sie die ermittelte Identifikationsadresse an den Busknoten weiterleiten, der sich mit dieser Identifikationsadresse gegenüber der Steuerungseinrichtung identifiziert.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt für ein Automatisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Dieses Automatisierungssystem weist eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung von Feldbusteilnehmern und wenigstens einen Feldbusteilnehmer auf, der wenigstens ein Funktionsmodul aus der Gruppe: Eingangs-/Ausgangsmodul, Ventilmodul, Ansteuermodul sowie einen Busknoten, der für eine kommunizierende Verbindung mit der Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, umfasst, wobei dem Busknoten ein Sicherheitsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche zugeordnet ist, um eine sicherheitsgerichtete Übertragung von Signalen zwischen der Steuerungseinrichtung und dem Feldbusteilnehmer zu ermöglichen.
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Dabei werden die Eingangs-/Ausgangmodule für die Bereitstellung von Steuersignalen an Sensoren oder Aktoren und/oder für den Empfang von Sensorsignalen eingesetzt. Mit Hilfe von Ventilmodulen können Fluidströme an Aktoren und/oder von Aktoren beeinflusst werden. Ansteuermodule können beispielsweise dazu eingesetzt werden, Elektromotoren anzusteuern. Vorzugsweise sind die Funktionsmodule entlang einer Aufreihungsachse aufgereiht und mit geeigneten Verbindungsmittel elektrisch und gegebenenfalls auch fluidisch miteinander gekoppelt. Üblicherweise ist am Anfang einer derartigen Aufreihung von Funktionsmodulen ein Busknoten vorgesehen, der für eine Kommunikation der Funktionsmodule mit der übergeordneten Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Diese Kommunikation kann beispielsweise über ein Feldbussystem vorgenommen werden. Für die Kommunikation der Funktionsmodule mit dem Busknoten kann ein, insbesondere proprietäres, internes Busprotokoll eingesetzt werden. Für eine Übertragung von sicherheitsgerichteten Signalen ist ein sicherheitsgerichteter Kommunikationspfad vorgesehen, der zwischen dem Busknoten, einem mit dem Busknoten gekoppelten Sicherheitsmodul und wenigstens einem Funktionsmodul innerhalb eines internen Kommunikationssystems ausgebildet ist. Dabei kommt dem Sicherheitsmodul die Aufgabe zu, die über den sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad übertragenen sicherheitsgerichteten Signale zu identifizieren, auszuwerten und zu verarbeiten und daraus neue sicherheitsgerichtete Signale zu erzeugen, um beispielsweise ein sicherheitsgerichtetes Funktionsmodul anzusteuern und/oder Sensorsignale eines sicherheitsgerichteten Funktionsmoduls über den sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad und den Busknoten an die übergeordnete Steuerungseinrichtung weiterzuleiten.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Automatisierungssystems ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung für eine Verarbeitung einer sicherheitsgerichteten Identifikationsadresse der Kommunikationseinrichtung, die über einen sicherheitsgerichteten Kommunikationspfad übertragbar ist, eingerichtet ist. Die Bereitstellung der Identifikationsadresse von dem Feldbusteilnehmer an die Steuerungseinrichtung ist die Voraussetzung dafür, dass in der zumindest teilweise sicherheitsgerichtet ausgebildeten Steuerungseinrichtung eine Verarbeitung und Bereitstellung von sicherheitsgerichteten Signalen und Steuerbefehlen vorgenommen wird, da dies nur dann sinnvoll ist, wenn der Steuerungseinrichtung bekannt ist, welcher Feldbusteilnehmer mit sicherheitsgerichteten Steuerbefehlen angesprochen werden kann und/oder welcher Feldbusteilnehmer sicherheitsgerichtete Signale, insbesondere Sensorsignale, bereitstellen kann.
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Dementsprechend ist die Steuerungseinrichtung in weiterer Ausgestaltung des Automatisierungssystems in Abhängigkeit von der bereitgestellten Identifikationsadresse für eine Bereitstellung von sicherheitsgerichteten Steuersignalen an Feldbusteilnehmer und zum Empfang von sicherheitsgerichteten Zustandssignalen von Feldbusteilnehmern ausgebildet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des Automatisierungssystems sieht vor, dass in einer Kommunikationsverbindung zwischen der Steuerungseinrichtung und einem Feldbusteilnehmer eine Schnittstelle vorgesehen ist, die für ein automatisiertes An- und/oder Abkoppeln des Feldbusteilnehmers an die Steuerungseinrichtung und/oder von der Steuerungseinrichtung ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn bei dem Automatisierungssystem die Steuerungseinrichtung einem Handhabungs- und/oder Bearbeitungssystem zugeordnet ist, das mehrere austauschbare Werkzeuge umfasst und wenn zumindest ein austauschbares Werkzeug mit einem Feldbusteilnehmer ausgestattet ist, der insbesondere für eine Ansteuerung von Aktoren auf dem Werkzeug ausgebildet ist. Beispielsweise ist ein Industrieroboter als Automatisierungssystem ausgebildet und umfasst eine Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung von Antrieben für die einzelnen Achsen eines Roboterarms sowie eine Werkzeugschnittstelle, die eine Anbringung von auswechselbaren Werkzeugen ermöglicht, und mehrere auswechselbare Werkzeuge, von denen zumindest eines mit wenigstens einem Aktor ausgestattet ist und daher zur Ansteuerung dieses Aktors mit einem Feldbusteilnehmer ausgerüstet ist. Beispielsweise ist das Werkzeug als Greifer ausgebildet, um Greifobjekte wie beispielsweise Karosseriebauteile für ein Kraftfahrzeug zu greifen. Um das Automatisierungssystem gemäß den jeweils üblichen Sicherheitsvorschriften betreiben zu können, sind die Steuerungseinrichtung und das wenigstens eine mit dem Feldbusteilnehmer ausgerüstete Werkzeug so ausgebildet, dass sie einer vorgegebenen Sicherheitskategorie eines Sicherheitsstandards entsprechen. Hierzu ist insbesondere eine sicherheitsgerichtete Übertragung von Steuersignalen von der Steuerungseinrichtung an den Feldbusteilnehmer und gegebenenfalls auch eine sicherheitsgerichtete Übertragung von Sensorsignalen von Sensoren am Werkzeug über den Feldbusteilnehmer an die Steuerungseinrichtung vorgesehen. Um nach Durchführung eines, insbesondere automatisiert vorgenommenen, Werkzeugwechsels eine schnelle Weiterbenutzung des Automatisierungssystems gewährleisten zu können, sind die Steuerungseinrichtung und der Feldbusteilnehmer sowie die dazwischen angeordnete Schnittstelle derart ausgebildet, dass unmittelbar nach Ankopplung des Feldbusteilnehmers an die Schnittstelle eine Übertragung der Identifikationsadresse des Feldbusteilnehmers an die Steuerungseinrichtung erfolgt, so dass diese ohne große zeitliche Verzögerungen die passenden Steuerbefehle an den Feldbusteilnehmer bereitstellen kann.
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Vorteilhaft ist bei dem Automatisierungssystem die Steuerungseinrichtung für eine Erfassung einer Kennung des jeweiligen Werkzeugs sowie für eine Erfassung der Identifikationsadresse des am Werkzeug angeordneten Feldbusteilnehmers ausgebildet und nimmt eine Aktivierung von sicherheitsgerichteten Steuerungskomponenten vor, wenn die erfasste Identifikationsadresse einem vorgebbaren Vergleichskriterium und/oder einem Eintrag in einer Datenbank für die sicherheitsgerichtete Feldbusteilnehmer entspricht. In der Steuerungseinrichtung kann beispielsweise die Identifikationsadresse zur Erkennung des individuellen Werkzeuges verwendet werden, aufgrund derer erst eine passende Aktivierung sicherheitsgerichteter Funktionen stattfindet, während in allen anderen Fällen keine derartige Aktivierung stattfindet, so dass auch kein sicherheitsrelevanter Vorgang wie beispielsweise ein Greifvorgang gestartet wird.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Automatisierungssystems, das einen Industrieroboter und auswechselbare Werkzeuge für den Industrieroboter umfasst,
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2 eine schematische Darstellung eines auswechselbaren Werkzeugs für den Industrieroboter und
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3 eine schematische Darstellung eines Sicherheitsmoduls für einen Feldbusteilnehmer im Automatisierungssystem.
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In der 1 ist ein Automatisierungssystem 1 dargestellt, das exemplarisch einen Industrieroboter 2 und eine Steuerungseinrichtung 3 umfasst. Der Industrieroboter 2 ist zur Handhabung von nicht näher dargestellten Werkstücken wie beispielsweise Karosserieteilen vorgesehen. Für eine Bewegung des Industrieroboters 2 sind mehrere Roboterantriebe 3 bis 7 vorgesehen, die exemplarisch als Drehantriebe ausgebildet sind. Der Industrieroboter 2 kann beispielsweise an einer ortsfesten Roboterbasis 8, die als Fundament in einer Produktionsanlage ausgebildet sein kann, festgelegt sein. Der Industrieroboter 2 umfasst exemplarisch vier Roboterarmteile 9 bis 12, die jeweils mittels eines Roboterantriebs 5 bis 7 drehbeweglich miteinander verbunden sind. Für eine koordinierte Bewegung der Roboterarmteile 9 bis 12 sind die Roboterantriebe 4 bis 7 mit der Steuerungseinrichtung 3 elektrisch verbunden, bei der es sich insbesondere um eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) handeln kann.
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An einem distal angeordneten Roboterarmteil 12 ist eine Werkzeugschnittstelle 15 ausgebildet, die ein Festlegen eines auswechselbaren Werkzeugs 16, 17 am Industrieroboter 2 ermöglicht. Die Werkzeugschnittstelle 15 ist zu diesem Zweck mit einem nicht näher dargestellten Aktor ausgerüstet, der ein Verriegeln und Lösen des jeweils zu verwendenden Werkzeugs 16, 17 vornimmt. Der Aktor ist im Roboterarmteil 12 integriert und ist mit der Steuerungseinrichtung 3 elektrisch verbunden. Ferner ist auch die Werkzeugschnittstelle 15 mit der Steuerungseinrichtung 3 elektrisch verbunden, um eine Übertragung von Steuerbefehlen von der Steuerungseinrichtung 3 an das Werkzeug 16, 17 und gegebenenfalls eine Übermittlung von Sensorsignalen des Werkzeugs 16, 17 an die Steuerungseinrichtung 3 zu ermöglichen. Für eine elektrische Verbindung zwischen der Werkzeugschnittstelle 15 und dem jeweiligen Werkzeug 16, 17 sind in der Werkzeugschnittstelle 15 und am Werkzeug 16, 17 Kontaktmittel 18, 19 vorgesehen, die für eine Übertragung von Steuerbefehlen und Sensorsignalen zwischen dem Werkzeug 16, 17 und der Steuerungseinrichtung 3 ausgebildet sind. Ferner können die Kontaktmittel für eine Übertragung elektrischer und/oder fluidischer Energie ausgebildet sein.
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Exemplarisch sind die beiden in der 1 dargestellten Werkzeuge 16, 17 jeweils mit einer Sauggreiferanordnung 20 ausgestattet, die mehrere Sauggreifer 21 umfasst. Zur Ansteuerung der Sauggreifer 21 ist ein auch als Ventilinsel bezeichneter Feldbusteilnehmer 22, 23 vorgesehen, der für eine Verarbeitung der Steuerbefehle der Steuerungseinrichtung 3 zur Weiterleitung an die Sauggreiferanordnung 20 und gegebenenfalls für eine Übermittlung von Sensorsignalen der Sauggreiferanordnung 20 an die Steuerungseinrichtung 3 vorgesehen ist.
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Die den Werkzeugen 16 und 17 zugeordneten Feldbusteilnehmer 22, 23 sind jeweils mit einem in der 3 näher dargestellten Sicherheitsmodul 24 ausgestattet, das für eine Verarbeitung und Weiterleitung von sicherheitsgerichteten Steuerbefehlen der Steuerungseinrichtung 3 und gegebenenfalls zur Verarbeitung und Weiterleitung von Sensorsignalen von sicherheitsgerichteten Sensoren, beispielsweise von Näherungssensoren 25, 26, die an der Sauggreiferanordnung 20 vorgesehen sein können, ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist für eine Übertragung von Steuerbefehlen und Sensorsignalen zwischen der Steuerungseinrichtung 3 und den Feldbusteilnehmern 22, 23 eine digitale Datenkommunikation über einen Feldbus vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, sowohl sicherheitsgerichtete als auch nicht sicherheitsgerichtete Daten zu übertragen. Dabei werden im Feldbusteilnehmer 22, 23 exemplarisch die nicht sicherheitsgerichteten Daten, also nicht sicherheitsgerichtete Steuerbefehle und nicht sicherheitsgerichtete Sensorsignale, von einem Busknoten 27 verarbeitet. Bevorzugt ist für eine interne Datenkommunikation im Feldbusteilnehmer 22, 23, der exemplarisch neben dem Busknoten 27 und dem Sicherheitsmodul 24 ein Ventilmodul 28 und ein Eingabemodul 29 umfasst, ein internes, insbesondere proprietäres, vom Feldbus unterschiedliches Bussystem vorgesehen, das als internes Kommunikationssystem ebenfalls zur Weiterleitung von sicherheitsgerichteten und nicht sicherheitsgerichteten Steuerbefehlen und Sensorsignalen ausgebildet ist.
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Um nach einer Auswechslung eines Werkzeugs 16, 17 eine schnelle Fortsetzung der vom Industrieroboter 2 durchzuführenden Bearbeitungsaufgaben zu ermöglichen, sind die Feldbusteilnehmer 22, 23 der Werkzeuge 16, 17 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Werkzeuge derart konfiguriert, dass sie gegenüber der Steuerungseinrichtung 3 stets das gleiche Prozessabbild liefern. Für die Steuerungseinrichtung 3 bedeutet dies, dass sie nach einem Werkzeugwechsel unter Beibehaltung der bislang verwendeten Busadressen die einzelnen Funktionskomponenten des nunmehr im Einsatz befindlichen Feldbusteilnehmers 22, 23 mit Steuerbefehlen ansprechen kann und Sensorsignale von Sensoren des Werkzeugs 16, 17 mit bereits vor dem Werkzeugwechsel verwendeten Busadressen an die Steuerungseinrichtung 3 bereitgestellt werden. Um dennoch eine Unterscheidung der Werkzeuge 16, 17, insbesondere im Hinblick auf möglicherweise unterschiedliche, sicherheitsgerichtete Eigenschaften zu ermöglichen, ist dem Sicherheitsmodul 24 eine in der 3 näher dargestellte Einstelleinrichtung 30 zugeordnet, mit deren Hilfe eine sicherheitsgerichtete Identifikationsadresse festgelegt werden kann, die über das Sicherheitsmodul 24 an den Busknoten 27 und von dort an die Steuerungseinrichtung 3 übertragen werden kann. Vorzugsweise ist für die Übermittlung von sicherheitsgerichteten Daten in dem internen Bussystem des Feldbusteilnehmers 22, 23 ausgehend vom Sicherheitsmodul 24 ein sicherheitsgerichteter Kommunikationspfad ausgebildet, mit dem eine sichere Übertragung der Identifikationsadresse an den Busknoten 27 gewährleistet werden kann.
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Das Sicherheitsmodul 24 ist für eine Einreihung in den aus mehreren Funktionsmodulen, exemplarisch dem Busknoten 27, dem Ventilmodul 28 und dem Eingabemodul 29 gebildeten Feldbusteilnehmer 22, 23 vorgesehen, die über nicht näher dargestellte Steckverbindungen miteinander gekoppelt sind. Dabei können die Steckverbindungen für eine Weiterleitung von elektrischen Signalen sowie gegebenenfalls von elektrischer Leistung und/oder druckbeaufschlagtem Fluid ausgebildet sein. Dementsprechend werden vorzugweise auch die elektrischen Signale des internen Bussystems über die Steckverbindungen übertragen.
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Für die Einreihung des Sicherheitsmoduls 24 zwischen die übrigen Funktionsmodule 27, 28, 29, vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft zum Busknoten 27, weist das Sicherheitsmodul 24 exemplarisch ein im Wesentlichen kubisch ausgebildetes Gehäuse 31 auf. Zum Verschließen des Gehäuses 31 ist ein in der 3 nicht dargestellter, abnehmbarer Deckel vorgesehen, der abdichtend auf das Gehäuse 31 aufgesetzt werden kann und der beispielhaft mit Schrauben, die in Gewindelöcher 32 eingreifen, abdichtend am Gehäuse 31 festgelegt werden kann, um dieses zu verschließen. An einander entgegengesetzten Seitenflächen 33, 34 des Gehäuses 31 sind ein Stecker 35 und eine Buchse 36 vorgesehen, die als Steckverbindungen zu den in 3 nicht dargestellten, benachbart anbringbaren Funktionsmodulen 27, 28, 29 dienen. Im Gehäuse ist eine elektrische Schaltung 37 auf einer gedruckten Schaltung ausgebildet, die als Sicherheitsschaltung ausgestaltet ist. Die elektrische Schaltung 37 steht exemplarisch über Lötpfosten 38 mit dem Stecker 35 bzw. mit der Buchse 36 in elektrischer Verbindung. Die Aufgabe der elektrischen Schaltung 37 besteht darin, im internen Busprotokoll enthaltene sicherheitsgerichtete Steuerbefehle zu identifizieren und zu verarbeiten und an sicherheitsgerichtete Funktionsmodule, beispielsweise an das sicherheitsgerichtet ausgebildete Ventilmodul 28 weiterzuleiten. Ferner kann eine Aufgabe der elektrischen Schaltung darin bestehen, Signale eines sicherheitsgerichteten Sensorsystems 25, 26, die exemplarisch über das ebenfalls sicherheitsgerichtet ausgebildete Eingabemodul 29 an das interne Bussystem bereitgestellt werden und vorzugsweise im internen Bussystem mittels des sicherheitsgerichteten Kommunikationspfads weitergeleitet werden, für eine Weiterleitung über den Busknoten 27 an die Steuerungseinrichtung 3 aufzubereiten.
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Um nach einem Werkzeugwechsel eine rasche Fortsetzung der Bewegungsabläufe des Industrieroboters 2 zu ermöglichen, umfasst die auch als Kommunikationseinrichtung bezeichnete elektrische Schaltung 37 die ebenfalls im Gehäuse 31 angeordnete Einstelleinrichtung 30. Exemplarisch ist die Einstelleinrichtung 30 als DIP-Schalter (dual in line packaging-Schalter) mit beispielhaft acht in Reihe angeordneten Einzelschaltern 39 ausgebildet. Dabei kann jeder der Einzelschalter 39 in eine erste oder in eine zweite Schaltstellung gebracht werden. Vorzugsweise wird die Einstellung des jeweiligen Einzelschalters 39 in die erste Schaltposition als digitales „Low”-Signal interpretiert, während die Einstellung des jeweiligen Einzelschalters in die zweite Schaltposition als digitales „High”-Signal interpretiert wird. Somit können mit der beispielhaft in der 3 dargestellten Einstelleinrichtung 30 insgesamt 8 Bit digital codiert werden, wodurch eine Festlegung der Identifikationsadresse für das jeweilige Sicherheitsmodul 24 erfolgt.
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Vorteilhaft ist hierbei, dass keine Verkabelung von Einzellitzen auf einer Klemmenleiste zur Codierung der Identifikationsadresse erforderlich ist. Ferner ist vorteilhaft, dass anhand der Stellung der Einzelschalter 39 rasch auf die eingestellte Identifikationsadresse geschlossen werden kann. Eine Überwachung der als solche vorzugsweise nicht sicherheitsgerichtet ausgebildeten Einstelleinrichtung 30 erfolgt über die elektrische Schaltung 37 sowie ergänzend oder alternativ durch die Steuerungseinrichtung 3, an die die Identifikationsadresse mittels des Sicherheitsmoduls 24, des sicherheitsgerichteten Kommunikationspfads im internen Bussystems, des Busknotens 27 und des Feldbussystems übertragen wird.
