ES2307155T3 - Conmutador de seguridad para un circuito de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Conmutador de seguridad para un circuito de seguridad, con una pieza de control (30, 32) para el procesamiento de una señal de entrada (60, 62, 64; 52) y con al menos un elemento de conexión (34, 36), que por lo menos dispone de un modo activo y uno inactivo, donde está acoplada la pieza de control (30, 32), para controlar el elemento de conexión (34, 36), para generar una señal de salida en una salida (44, 46) que depende de una señal de entrada, con una funcionalidad de diagnóstico para reconocer un fallo de funcionamiento, donde está acoplada la pieza de control (30, 32), para controlar el elemento de conexión (34, 36) en el modo inactivo, cuando se reconoce un fallo de funcionamiento, caracterizado por el hecho de que la pieza de control (30, 32) está acoplada al mismo para generar un telegrama de datos (96) en la salida (44, 46), que depende del fallo de funcionamiento reconocido.
Description
Conmutador de seguridad para un circuito de
seguridad.
El presente invento hace referencia a un
conmutador de seguridad para un circuito de seguridad con una pieza
de control para procesar una señal de entrada y con al menos un
elemento de conexión, que disponga como mínimo de un estado de
conexión activo y otro inactivo, donde se acopla la pieza de
conexión para dirigir el elemento de conexión para generar en una
salida una señal de salida en función de la señal de entrada, así
como con funcionalidad de diagnóstico para reconocer un fallo de
funcionamiento, donde se acopla la pieza de control, para dirigir
el elemento de conexión en el estado inactivo cuando se detecta un
fallo de funcionamiento.
Asimismo, el presente invento hace referencia a
un circuito de seguridad para una desconexión segura de una
instalación peligrosa, con un gran número de conmutadores de
seguridad semejantes acoplados a la misma para interrumpir la ruta
de suministro de electricidad a la instalación.
En la patente
EP-1.363.306-A2 se revela semejante
conmutador de seguridad y el consiguiente circuito de seguridad.
En la patente
EP-1.363.306-A2 se describe un
conmutador de seguridad contemplado para controlar la posición de
las rejillas y puertas protectoras, así como de las piezas de
revestimiento de la maquinaria u otros dispositivos protectores
para asegurar las piezas rotatorias de la maquinaria u otros puntos
peligrosos. Un conmutador de seguridad de este tipo suele
denominarse interruptor de seguridad o aparato de aviso para un
circuito de seguridad. El interruptor de seguridad (o en un sentido
más general, el aparato de aviso) sirve para generar una señal de
entrada relevante para el sistema de seguridad que es transferida a
un control de seguridad superior. El control de seguridad está
ideado para evaluar las señales de entrada de diferentes aparatos de
aviso y, en función de ello, colocar una instalación peligrosa en
una situación más segura, por ejemplo, conectar transmisores
desplazados. Por regla general, el control de seguridad se realiza
separadamente respecto al control de funcionamiento de la
instalación, dado que el control de seguridad debe cumplir con
requisitos considerablemente más exigentes que un "simple"
control de funcionamiento por lo que respecto a su propia
seguridad.
Sin embargo, en el presente invento los
conmutadores de seguridad no son sólo aparatos de aviso, sino que
también se conocen como aparatos de conexiones de seguridad o
incluso controles de seguridad, esto es, se equiparan a los
aparatos que evalúan las señales de entrada de los aparatos de
aviso. Además, los ámbitos de aplicación preferentes del presente
invento en el caso de los aparatos de aviso son las aplicaciones
técnicas de seguridad. En parte, dichos inventos también se
denominan sensores.
Los aparatos de aviso/sensores para aplicaciones
técnicas de seguridad deben construirse de la misma manera que los
controles de seguridad/aparatos de conexiones de seguridad libres de
fallos, con el fin de garantizar que se cumpla la función de
seguridad prevista en todo momento. Por eso los sensores
inteligentes, por ejemplo, barreras o protecciones fotoeléctricas,
acostumbran a montarse libres de fallos propios, de forma que
cumplen con las categorías 3 o incluso 4 de la normativa europea EN
954-1 o requisitos de seguridad similares. Los
aparatos de aviso simples, como los pulsadores de emergencia y de
apagado, los interruptores de puertas protectoras, los
interruptores bipolares y otros mecanismos similares son, por norma
general, redundantes, y en la práctica no son sistemas inteligentes
o tienen una inteligencia limitada. Por norma general, se realiza un
control de fallos con la ayuda del control de seguridad o del
aparato de conexiones de seguridad superiores.
En la patente
EP-1.363.306-A2, mencionada al
principio, se revela un interruptor de seguridad que presenta una
funcionalidad de diagnóstico. En particular, el interruptor de
seguridad descrito está capacitado para controlar la función de los
elementos de conexión utilizados a través de la retrolectura de sus
señales de salida.
Además, el documento describe un circuito de
seguridad en la que varios de estos interruptores de seguridad
están conectados correlativamente a un control de seguridad
superior. Esto permite que se transmita una señal de aprobación a
través de los elementos de conexión del interruptor individual de
seguridad hasta el control de seguridad superior. En cuanto uno de
los interruptores de seguridad oprime la señal de aprobación con
ayuda de su elemento de conexión, la señal de aprobación cae en el
control de seguridad, que posteriormente lleva a la instalación
controlada al modo de reposo seguro.
De todas formas, en el interruptor de seguridad
descrito no es posible que los interruptores de seguridad
individuales (aparatos de aviso) comuniquen los resultados de su
diagnóstico al control de seguridad. De esta forma se garantiza una
desconexión rápida de la instalación controlada, a pesar de que no
puede concluirse cuál es el motivo de la desconexión.
En el caso de sensores más inteligentes, por
ejemplo, barreras o protecciones fotoeléctricas se sabe que envían
información de diagnóstico a un control de seguridad superior, por
lo que con este fin se utilizan las propias vías de diagnóstico o
la conexión del sistema de comunicación industrial. Esto se
aplicaría a aparatos de aviso "pequeños", en particular, a
aparatos de aviso de accionamiento mecánico que son demasiado
lujosos y caros.
\newpage
Ante este trasfondo el presente invento pretende
exponer un dispositivo de seguridad mencionado al principio que
permita la construcción a un precio razonable de un interruptor de
seguridad con múltiples posibilidades de diagnóstico.
Dicha función se realiza a través de un
conmutador de seguridad mencionado al principio, en el que la pieza
de control también está acoplada al mismo para generar un telegrama
de datos en la salida (44, 46), que depende del fallo de
funcionamiento reconocido.
El consiguiente circuito de seguridad contiene
un control de seguridad que está acoplado al mismo para registrar y
procesar los telegramas de datos de los conmutadores de
seguridad.
Con ello el presente invento se apoya en la idea
de transferir las informaciones de diagnóstico de un conmutador de
seguridad a las vías de seguridad existentes, con las que el
conmutador de seguridad transfiere una orden de desconexión al
control superior. Con esto pueden ahorrarse una conexión del sistema
de comunicación industrial o vías de diagnóstico adicionales. Esto
difiere de todos los enfoques expuestos hasta ahora sin ninguna otra
posibilidad, dado que las vías de seguridad existentes (las salidas
de seguridad) no tienen ninguna funcionalidad después de la
desconexión de la instalación controlada hasta la nueva puesta en
marcha de la misma. En esta fase puede transferirse datos de
diagnóstico al control de seguridad superior.
La disposición conforme al invento ahorra
conexiones a los aparatos individuales y permite el montaje de un
interruptor de seguridad con una funcionalidad de diagnóstico
múltiple, aunque con escaso despliegue de cableado. Se prefieren
aparatos de aviso u otros conmutadores de seguridad conectados
correlativamente al control de seguridad superior, para reducir
todavía más el despliegue de cableado.
Así, el nuevo dispositivo de seguridad permite
un montaje flexible y a un precio razonable de un circuito de
seguridad con una funcionalidad de diagnóstico múltiple, aunque sin
el gasto y los costes de vías de comunicación adicionales, por lo
que se ejecuta por completo dicha función.
En una configuración preferente del invento se
acopla la pieza de control para generar el telegrama de datos
ayudándose de por lo menos un elemento de conexión.
De forma alternativa, la pieza de control
también podría controlar un elemento de conexión adicional para
generar el telegrama de datos, que está conectado a la vía de
salida. El empleo del elemento de conexión existente ahorra costes
adicionales y reduce el espacio de construcción requerido.
En una configuración adicional el nuevo
conmutador de seguridad está provisto de al menos dos elementos de
conexión redundantes entre sí, que pueden ser controlados de forma
redundante por parte de la pieza de control.
El empleo de elementos de conexión redundantes
es bastante conocido en el ámbito de la técnica de seguridad. En el
marco del presente invento, el empleo de elementos de conexión
redundantes no solo aumenta la seguridad de funcionamiento, sino
también la disponibilidad. Incluso si uno de los elementos de
conexión, debido a un fallo de funcionamiento (aleación de
elementos de conexión semiconductores, soldado de contacto del relé,
etc.), ya no es capaz de ejecutar una función de conexión, el nuevo
conmutador de seguridad también puede despachar todas las
informaciones de diagnóstico a través del canal redundante. El fallo
de cualquier dato de diagnóstico indicaría el fallo de los
elementos de conexión de salida. Sin embargo, la presente
configuración permite un diagnóstico aún más amplio, sin
incrementar significativamente el despliegue de cableado.
En una configuración adicional la pieza de
control está diseñada para controlar el elemento de conexión para
generar un telegrama de datos en forma de pulsación.
Desde el punto de vista técnico, la utilización
de telegramas de datos en forma de pulsación puede realizarse muy
fácilmente. Además, ofrece la posibilidad de transferir grandes
cantidades de datos con protocolos en serie a través de unos pocos
conductos. Así, la utilización de telegramas de datos en forma de
impulsos es una posibilidad particularmente económica, para
alcanzar un grado de diagnóstico con un escaso despliegue de
cableado.
En una configuración adicional la pieza de
control está diseñada para integrar una dirección en el telegrama de
datos.
De esta forma es posible que cada aparato de
aviso y, en general, cada conmutador de seguridad comunique su
identidad al control superior. Así, un diagnóstico detallado del
circuito de seguridad completo aún es más fácil y controlado.
En una configuración adicional el nuevo
conmutador de seguridad posee al menos una entrada para una señal
de aprobación externa que constituye la señal de entrada.
Esta configuración es especialmente ventajosa
para transferir en serie los datos de diagnóstico de un conmutador
de seguridad al siguiente. Un conmutador de seguridad situada río
abajo puede recibir y reproducir los datos de diagnóstico de un
conmutador de seguridad situado aguas abajo a través de la
mencionada entrada. Además, en esta configuración, el conmutador de
seguridad situado aguas abajo tiene la posibilidad de completar los
datos de diagnóstico recibidos y/o modificarlos si se desea. De esta
forma, las posibilidades de diagnóstico son aún más flexibles.
En una configuración adicional, el nuevo
conmutador de seguridad posee un modo de iniciación en el que la
pieza de control, con ayuda de al menos un elemento de conexión,
genera una frecuencia que incluye más impulsos que una señal de
aprobación introducida en la entrada.
Esta configuración permite, de forma muy fácil y
económica, asignar una dirección a varios conmutadores de seguridad
colocados en serie. Tal como se describe a continuación mediante un
ejemplo de ejecución preferente, a través de la agregación de
impulsos se realiza una adjudicación de la dirección según el tipo
de "recuento". El sistema automático vinculado a dicho sistema
se acopla a las variaciones del circuito de seguridad (agregación o
eliminación de un conmutador de seguridad), por lo que evita
eventuales fallos. Además, es posible este tipo de adjudicación de
dirección sin gastos de hardware adicionales, por lo que se trata de
un sistema económico.
En una configuración adicional el conmutador de
seguridad posee al menos una pieza de entrada para un activador que
es intercambiable entre un primer y por lo menos un segundo modo,
donde la pieza de entrada genera la señal de entrada.
Esta configuración precisa el nuevo conmutador
de seguridad como aparato de aviso. Dado que en un circuito de
seguridad complejo suelen tener que vincularse un gran número de
aparatos de aviso con uno o pocos controles de seguridad, las
ventajas del presente invento son especialmente favorables en esta
configuración. Particularmente ventajosos en el presente invento
son los aparatos de aviso activados mecánicamente, en particular,
las conexiones de puertas protectoras, los pulsadores de emergencia
y de apagado, los interruptores bipolares, los pulsadores de inicio
o de orden, así como los de posición. Hasta ahora, estos
"simples" aparatos de aviso están equipados únicamente con
escasas funcionalidades de diagnóstico, si es que tienen alguna.
Además, se trata de componentes comparativamente económicos, por
ejemplo, en comparación con una barrera fotoeléctrica inteligente,
por lo que hasta ahora no valía la pena un mayor gasto para la
implementación de las funcionalidades de diagnóstico. Sin embargo,
estos simples aparatos de aviso pueden conectarse directamente a un
control de seguridad superior con una funcionalidad de diagnóstico
alta, pero con un escaso despliegue de cableado.
Se entiende que las presentes características y
las que se explicarán a continuación son utilizables no sólo en la
combinación indicada en cada caso, sino también en otras
combinaciones o en posiciones aisladas, sin abandonar el marco del
presente invento.
En el croquis se representan ejemplos de
ejecución y en la descripción sucesiva se explican con más detalle.
Muestra la siguiente información:
Figura 1: una representación simplificada de una
instalación, en la que se emplea el aparato de aviso para prevenir
la seguridad según el presente invento;
Figura 2: una representación esquemática de un
ejemplo de ejecución del nuevo aparato de aviso;
Figura 3: un circuito de seguridad con dos
aparatos de aviso que se muestran en la figura 2 colocados en serie,
y
Figura 4: un diagrama temporal con recorrido de
señales al inicializar un circuito de seguridad según la figura
3.
En la figura 1 se representa una instalación que
se asegura con ayuda del invento, cuyo conjunto viene señalado por
el número de referencia 10.
Aquí, la instalación 10 incluye un robot 12,
cuyo movimiento automatizado sería peligroso para una persona (no
se muestra en la imagen), que debería permanecer en el campo de
movimiento del robot. Por tanto, el campo de movimiento del robot
12, tal como se le conoce, está asegurado con una puerta protectora
14 y vallas protectoras. En la puerta protectora 14 se fija un
activador 16. En un marco fijo, en el que hay dispuesta una puerta
de protección 14 cerrada, se encuentra un interruptor de seguridad
18, esto es, en términos generales, un aparato de aviso según el
presente invento. El interruptor de seguridad 18 está vinculado a un
control de seguridad 20 a través de varios conductos. El control de
seguridad 20 controla dos protectores 22, 24, cuyos contactos
pueden interrumpir el suministro eléctrico 26 al robot 12.
Aquí la instalación 10 se representa de forma
simplificada. Como bien conocen los expertos en la materia, en la
práctica la puerta protectora 14 acostumbra a estar equipada con al
menos dos interruptores de seguridad 18 y sus correspondientes
activadores 16, por lo que uno de los interruptores de seguridad
suele estar oculto para dificultar la manipulación del sistema.
Además, una instalación como ésta suele incluir varios aparatos de
aviso, por ejemplo, pulsadores de emergencia y apagado o conectores
de puertas protectoras adicionales (no se muestran en la imagen).
Para simplificar las cosas, tampoco se representa el control de
funcionamiento requerido para el robot 12.
El control de seguridad 20 puede constituir, en
un escenario sencillo, un aparato de seguridad, tal como muestra la
solicitante bajo la denominación PNOZ®. No obstante, cuando se
emplean numerosos aparatos de aviso técnicamente seguros para
asegurar la instalación 10, resulta ventajoso, utilizar un control
de seguridad más complejo, como los controles de seguridad bajo la
denominación PSS® facilitada por la solicitante. Al menos en el
último caso mencionado, el control de seguridad 20 suele poseer una
conexión del sistema de comunicación industrial e interfaces para
la comunicación con los controles de funcionamiento que aquí no se
muestran y/o para la comunicación con un ordenador maestro.
En el ejemplo de ejecución preferente de
conformidad con la figura 2, el conector de seguridad 18 esta
montado con un doble canal de forma redundante. Por consiguiente,
el interruptor de seguridad 18 posee aquí dos microcontroladores
redundantes 30, 32, que se controlan recíprocamente, lo que se
representa mediante una doble flecha entre los microcontroladores.
En ejemplos de ejecución preferidos los microcontroladores son
diferentes, esto es, el interruptor de seguridad 18 está montado
por varias vías.
Con los números de referencia 34, 36, se
designan dos elementos de conexión electrónica, que aquí se
representan como transistores de efectos de campo. No obstante, de
forma alternativa, también pueden emplearse transistores bipolares
u otros, preferiblemente elementos de conexión electrónica.
La conexión de control (Gate) del elemento de
conexión 34 está vinculada al microcontrolador 30. La entrada 38
(Source) está vinculada a un conducto 40, en el que se produce una
tensión de funcionamiento U_{B} con el funcionamiento del
interruptor de seguridad 18. La salida 42 (Drain) está vinculada a
una conexión, en la que el interruptor de seguridad 18 puede
cablearse externamente. De esta forma, la salida 42 del elemento de
conexión 34 forma una señal de salida del interruptor de seguridad
18.
El segundo elemento de conexión 36 está
vinculado a su conexión de control (Gate) con el microcontrolador
32. Su entrada 38 también está situada por encima del conducto 40
con una tensión de funcionamiento U_{B.} Su salida 42 es
conducida a una segunda conexión de salida 46 del conector de
seguridad 18.
Las señales en las salidas 42 de los elementos
de conexión 34, 36 están retroacoplados a los microcontroladores
30, 32 a través de dos divisores de tensión 48, 50. De esta forma,
los microcontroladores 30, 32 pueden controlar los respectivos
estados de conexión de los elementos de conexión 34, 36.
Con el número de referencia 52 se designa la
pieza de entrada, con cuya ayuda los microcontroladores 30, 32
definen el estado actual del activador 16. En el ejemplo de
ejecución preferente que aquí se muestra, el activador 16 es un
transpondedor con un circuito generador de señales 54 y una bobina
de emisión y recepción 56. En el circuito generador de señales 54
hay almacenada una codificación 58 individual. La pieza de entrada
52 también posee una bobina de emisión y recepción (aquí sólo se
representa simbólicamente), a través de la cual emite una señal de
consulta. En cuanto el transpondedor 16 se encuentra cercano a la
pieza de entrada (puerta protectora cerrada), se activa el circuito
generador de señales 54 en el activador 16. Entonces el activador
16 devuelve la codificación 58 almacenada a la pieza de entrada 52.
Allí se desmodula la codificación 58 de la señal recibida y se
ponen a disposición de los microcontroladores 30, 32.
En la puerta protectora 14 que, en cambio, está
abierta, se encuentra el activador 16 fuera del campo de emisión y
recepción de la pieza de entrada 52, que se representa en la figura
2 mediante la posición 16'. En este caso no se produce comunicación
alguna entre el activador 16 y la pieza de entrada 52. Por
consiguiente, los microcontroladores 30, 32 no reciben codificación
alguna, lo que se interpreta como puerta protectora 14 abierta. Si
existe un segundo conector de la puerta protectora o por lo menos un
segundo activador (no representado), puede reconocerse un defecto
del activador 16 o de la pieza de entrada 52. El uso de
transpondedores para controlar las puertas protectoras es bien
conocido en el ámbito de las técnicas de seguridad, como se
desprende, por ejemplo, de la patente
EP-0.968.567-B1.
En otros ejemplos de ejecución la pieza de
entrada 52 puede estar diseñada para otro tipo de activadores. Por
consiguiente, el activador también puede estar integrado en el
interruptor de seguridad 18. Por ejemplo, el interruptor de
seguridad 18 podría ser un pulsador de emergencia y de apagado y en
este caso el activador sería el vástago del pulsador. En otros
ejemplos de ejecución la pieza de entrada 52 contiene sensores
inductivos, capacitivos, ópticos o de otro tipo para la
determinación de una posición actual de un activador controlado
mecánicamente. Además, el invento también puede aplicarse
fundamentalmente en barreras fotoeléctricas y otros aparatos de
aviso, que discriminan, al menos, entre dos modos distintos.
En la entrada, el interruptor de seguridad 18
dispone de tres conexiones 60, 62, 64, que están diseñadas como
entradas de seguridad y vinculadas de forma redundante con ambos
microcontroladores 30, 32. A través de las conexiones 60 a 64
pueden enviarse a los microcontroladores 30, 32, señales de
aprobación externas de forma redundante. Además, existe una
conexión 66 para la conducción de una tensión de funcionamiento
U_{B} y una conexión de masa 68. Se entiende que las mencionadas
conexiones son respectivamente accesibles por la parte exterior de
una carcasa 70 del interruptor de seguridad 18.
En la figura 3 y con el número de referencia 80
se designa en su conjunto un circuito de seguridad con dos de los
conectores de seguridad 18 descritos. Por lo demás, estos mismos
números de referencia designan los mismos elementos que antes.
Ambos interruptores de seguridad están designados con 18a y 18b a
fin de que puedan distinguirse recíprocamente.
\newpage
El interruptor de seguridad 18a está vinculado a
sus conexiones 60, 62 con salidas de los controles de seguridad 20.
Preferiblemente se trata aquí de las llamadas salidas temporizadas
del control de seguridad 20, en las que se encuentran dos señales
temporizadas de diferente frecuencia, de manera que sea posible un
reconocimiento del cierre transversal, tanto en el interruptor de
seguridad 18a como en el control de seguridad 20 (a través de la
retrolectura, que aquí no se representa). Además, el interruptor de
seguridad 18a está vinculado a las conexiones 66, 68 con una
tensión de funcionamiento U_{B}. En la salida, las conexiones 44,
46 del interruptor de seguridad 18a son conducidas a las conexiones
60, 62 del interruptor de seguridad sucesivo 18b. Ambos
interruptores de seguridad 18a, 18b están colocados
correlativamente. El interruptor de seguridad 18b recibe la tensión
de funcionamiento en la misma disposición mostrada que el
interruptor de seguridad 18a. Sin embargo, de forma alternativa, el
interruptor de seguridad 18b podría estar vinculado con otra fuente
para la tensión de funcionamiento U_{B}.
Ambas señales de salida del interruptor de
seguridad 18b, esto es, las señales dispuestas en sus conexiones
44, 46, se aportan entradas de seguridad del control de seguridad
20. En la salida, el control de seguridad 20 está conectado entre
el suministro de electricidad 26 y un accionamiento de desconexión
82, por ejemplo, un accionador del robot 12. Además, aquí se
representa esquemáticamente que el control de seguridad 20 está
vinculado con un control de funcionamiento 86 para el robot 12 y/o
con un ordenador maestro superior a través de un sistema industrial
84. Para una mejor comprensión, en la figura 3 no se muestran los
activadores pertenecientes a los interruptores de seguridad 18a,
18b.
El modo de funcionamiento del circuito de
seguridad 80 es el siguiente:
Después de la puesta en marcha, el control de
seguridad 20 genera en sus salidas dos señales temporizadoras 88,
90, que son conducidas al interruptor de seguridad 18a como señal de
aprobación. Los microcontroladores 30, 32 del interruptor de
seguridad 18a controlaron el estado actual del activador
perteneciente con ayuda de la pieza de entrada 52. El activador se
encuentra en el campo de la pieza de entrada 52 y las señales de
aprobación 88, 90 se reciben perfectamente, los microcontroladores
30, 32 generan dos señales de salida con ayuda de los elementos de
conexión 34, 36, que están reproducidos en las señales de aprobación
88, 90. Sin embargo, también podrían distinguirse de las señales
temporizadoras 88, 90, por ejemplo, respecto a su frecuencia. El
segundo interruptor de seguridad 18b recibe la señal de aprobación
reproducida y la reproduce en la salida, cuando también determina
una puerta protectora cerrada y una función inmejorable. El control
de seguridad 20 recibe la señal de aprobación reproducida a través
de los conductos 92, 94.
Únicamente cuando el interruptor de seguridad
18a detecta la obertura de la puerta protectora dispuesta en el
mismo, esto es, cuando el activador acoplado modifica su estado, los
microcontroladores 30, 32 abren los elementos de conexión 34, 36.
Por consiguiente, el conector de seguridad sucesivo 18b ya no recibe
las señales de aprobación reproducidas. Esto es reconocido por los
microcontroladores en el interruptor de seguridad 18b y enviado al
control de seguridad 20 a través de la desconexión de los elementos
de conexión 34, 36. A continuación, éste puede desconectar el
accionamiento 82.
El flujo de señal actúa de la misma forma cuando
el interruptor de seguridad 18a detecta un fallo de funcionamiento,
por ejemplo, un cierre transversal en las conexiones de entrada o
salida, una aleación de uno de los elementos de conexión 34, 36 o
un eventual fallo de funcionamiento. Después de un corto espacio de
tiempo, que se consigna a los microcontroladores de todos los
interruptores de seguridad y del control de seguridad, el
interruptor de seguridad 18a genera un telegrama de datos 96 en al
menos uno de sus conductos de salida, cerrando mediante pulsadores
al menos uno de los elementos de conexión 34, 36 y volviéndolo a
abrir posteriormente. El interruptor de seguridad sucesivo 18b
recibe este telegrama de datos y lo entrega al control de seguridad
20 de la misma forma. En caso necesario, puede integrar información
adicional en el telegrama de datos 96.
En un ejemplo de ejecución se realiza el
telegrama de datos 96 con en una interfaz anacrónica y en serie,
esto es, empieza con una señal de arranque definida y finaliza con
una señal de fin definida. Entre medio, hay un número discrecional
o fijo de señales de datos. En otro ejemplo de ejecución cada
telegrama de datos 96 contiene un número fijo de impulsos con
duraciones de impulso concretas. El significado de cada impulso
depende del protocolo fijado entre los interruptores de seguridad 18
y el control de seguridad 20.
De la misma forma, el interruptor de seguridad
18b genera un telegrama de datos 96 propio, cuando detecta un fallo
de funcionamiento. A diferencia de la disposición conocida el
conector de seguridad 18b puede generar su telegrama de datos
independientemente de que el interruptor de seguridad 18a haya
abierto o cerrado los elementos de conexión 34, 36.
En un ejemplo de ejecución preferente los
telegramas de datos de los interruptores de seguridad 18a, 18b
incluyen una información de dirección que identifica aquel
interruptor de seguridad que desearía enviar información al control
de seguridad 20 superior. La dirección correspondiente puede estar
dispuesta de diferentes maneras en los interruptores de seguridad
18a, 18b. Por ejemplo, cada interruptor de seguridad 18a, 18b puede
estar dotado de un interruptor de elección de dirección de varios
niveles (aquí no se muestra), al que se le incorpora la dirección
asignada. En otro ejemplo de ejecución, los interruptores de
seguridad 18a, 18b emplean como dirección en cada caso la
codificación 58 del activador 16 que se les ha adjudicado.
En otro ejemplo de ejecución se asigna una
dirección a los interruptores de seguridad 18a, 18b conectados en
serie en un modo de iniciación después de la puesta en marcha del
circuito de seguridad 80. En la figura 4 se representa un
procedimiento preferente, tal como sucede en esta adjudicación de
dirección.
La figura 4 muestra el diagrama de señales para
este modo de iniciación. La secuencia de impulsos superior 100 es
la conexión de la tensión de funcionamiento U_{B} para componentes
en conjunto del circuito de seguridad 80. El número de referencia
102 representa la señal en la primera salida temporizada del control
de seguridad 20, esto es, la señal en el conducto 88. El número de
referencia 104 representa la señal en la segunda salida temporizada
del control de seguridad 20, esto es, la señal en el conducto 90.
Por tanto, después de conectar la tensión de funcionamiento
U_{B}, el primer interruptor de seguridad 18 recibe un impulso
prolongado en su entrada 60 y un impulso aislado en su entrada 62.
En cuanto lo reconoce, reproduce la señal dispuesta en su conexión
60 (prolongada) en su conexión 44 (número de referencia 106).
Después de un tiempo de espera T genera dos impulsos en su salida
46, tal como representa el número de referencia 108. El tiempo de
espera T sirve para reconocer si se recibirán impulsos adicionales
en la entrada.
El segundo interruptor de seguridad 18b recibe
en sus entradas 60, 62 las señales 106, 108 y las reproduce en sus
salidas 44, 46. De esta forma agrega al impulso aislado 108 un
impulso aislado adicional. Por consiguiente, en las salidas del
segundo interruptor de seguridad 18b están dispuestas las secuencias
de impulsos, que están representadas por los números de referencia
110, 112. De la misma forma, los interruptores de seguridad
adicionales 18c, 18d, etc. (no mostrados en la figura 3)
reproducirían una señal prolongada en el primer conducto de señal
(número de referencia 114) y una secuencia de impulsos en el segundo
conducto de señal, y cada interruptor de seguridad vería aumentada
su secuencia de impulsos.
Al final de la cadena el control de seguridad 20
recibe la señal de acuerdo con el número de referencia 114, 116. A
partir de la señal 114 el control de seguridad 20 reconoce que el
cableado del canal A es correcto. A partir de la secuencia de
impulsos 116 el control de seguridad reconoce que el cableado del
canal B es correcto. Además, puede determinar el número de los
interruptores de seguridad 18a, 18b, etc. dispuestos
correlativamente a partir del número de impulsos menos 1. De la
misma forma, cada interruptor de seguridad 18a, 18b puede reconocer
su dirección a partir del número de impulsos recibidos. De esta
manera, al conectar el circuito de seguridad 80, puede adjudicarse
automáticamente una dirección individual a cada interruptor de
seguridad dispuesto correlativamente. Si más adelante se modifica
el circuito de seguridad 80, al volver a conectar el sistema se
produce automáticamente una nueva y correcta asignación de
dirección a la entonces existente configuración.
Aquí se incrementa aún más la flexibilidad de
los nuevos aparatos de aviso a través de la conexión de entrada 64,
que hasta ahora no hemos explicado. Esta conexión puede utilizarse
para alimentar una señal de retroacción en el interruptor de
seguridad 18. Así, por ejemplo, es posible que el interruptor de
seguridad 18 controle autónomamente una protección con contactos
dirigidos forzosamente, esto es, sin el aparato de conexiones de
seguridad que acostumbraba a usarse hasta ahora. Basta con llevar el
contacto de abertura de la protección dirigido forzosamente a la
entrada de retroacción 64 del interruptor de seguridad 18.
En otros ejemplos de ejecución los aparatos de
aviso, como el mostrado en el interruptor de seguridad 18, también
disponen de una conexión de entrada adicional para aplicar una señal
de inicio. De esta forma, también es posible volver a arrancar la
instalación sin el control de seguridad utilizado hasta ahora.
Además, se puede parametrizar la correspondiente
función de los aparatos de aviso 18 a través de la conexión de
entrada 64, tal como revela la patente
DE-1.001.671.2-A1. También puede
realizarse una parametrización desde fuera con ayuda de diferentes
codificaciones de transpondedor.
Claims (10)
1. Conmutador de seguridad para un circuito de
seguridad, con una pieza de control (30, 32) para el procesamiento
de una señal de entrada (60, 62, 64; 52) y con al menos un elemento
de conexión (34, 36), que por lo menos dispone de un modo activo y
uno inactivo, donde está acoplada la pieza de control (30, 32), para
controlar el elemento de conexión (34, 36), para generar una señal
de salida en una salida (44, 46) que depende de una señal de
entrada, con una funcionalidad de diagnóstico para reconocer un
fallo de funcionamiento, donde está acoplada la pieza de control
(30, 32), para controlar el elemento de conexión (34, 36) en el modo
inactivo, cuando se reconoce un fallo de funcionamiento,
caracterizado por el hecho de que la pieza de control (30,
32) está acoplada al mismo para generar un telegrama de datos (96)
en la salida (44, 46), que depende del fallo de funcionamiento
reconocido.
2. Conmutador de seguridad, de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la pieza
de control (30, 32) está acoplada al mismo para generar el
telegrama de datos (96) con ayuda del elemento de conexión (34,
36).
3. Conmutador de seguridad, de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por al menos dos
elementos de conexión (34, 36) redundantes entre ellos y
controlables de forma redundante por la pieza de control (30,
32).
4. Conmutador de seguridad, de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la
pieza de control (30, 32) está acoplada al mismo para controlar el
elemento de conexión (34, 36) a través de impulsos para generar un
telegrama de datos (96) en forma de impulsos.
5. Conmutador de seguridad, de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la
pieza de control (30, 32) está acoplada al mismo para integrar una
dirección en el telegrama de datos (96).
6. Conmutador de seguridad, de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por al menos una
entrada (60, 62) para una señal de aprobación externa (88, 90) que
forma la señal de entrada.
7. Conmutador de seguridad, de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado por un modo de iniciación en
el que la pieza de control (30, 32) genera una secuencia de
pulsaciones (108, 112, 116) con ayuda de al menos un elemento de
conexión y que incluye más pulsaciones que una señal de salida en la
entrada (88, 90).
8. Conmutador de seguridad, de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por al menos una pieza
de entrada (52) para un activador (16), que es intercambiable entre
un primer y por lo menos un segundo modo, donde la pieza de control
(52) genera la señal de entrada.
9. Conmutador de seguridad para una conexión
segura de una instalación (10) peligrosa, con una gran variedad de
interruptores de seguridad (18a, 18b), de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7 y con un control de seguridad superior (20),
que está acoplado al mismo, para interrumpir el conducto de
suministro eléctrico (26) hacia la instalación (10), donde el
dispositivo de seguridad (20)está acoplado al mismo para
registrar y procesar los telegramas de datos (96) de todos los
interruptores de seguridad (18a, 18b).
10. Conmutador de seguridad, de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el gran
número de interruptores de seguridad (18a, 18b) están dispuesto en
serie y conectados a la conexión de seguridad (20).
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