CN103081052A - 用于以故障安全的方式接通或断开危险的设备的安全电路装置 - Google Patents

Abstract

一种用于以故障安全的方式接通或断开危险的设备（24）的安全电路装置具有控制装置（12），所述控制装置构成为以故障安全的方式闭合或中断到设备（24）的供电路径（20）。安全电路装置还具有信号装置（14），所述信号装置经由多条导线（50，52）与控制装置（12）连接。信号装置（14）具有操纵器（40），所述操纵器能够在限定的第一状态和第二状态（40’）之间变换。信号装置（14）中的脉冲发生器（42）构成为：当操纵器（40）在限定的第一状态中时在导线（50，52）上产生具有多个信号脉冲（46）的限定的脉冲信号（44）。根据本发明的一个方面，信号装置（14）与控制装置（12）经由具有第一和第二芯线（50，52）的双线导线（54）连接。当操纵器（40）在第二状态中时，在两个芯线（50，52）之间施加基本恒定的电压。脉冲发生器（42）构成为在第一芯线（50）和第二芯线（52）之间引起电压骤降，以便产生多个信号脉冲（46）。

Description

用于以故障安全的方式接通或断开危险的设备的安全电路装置

技术领域

本发明涉及一种用于以故障安全的方式接通或断开危险的设备的安全电路装置，所述安全电路装置具有控制装置和信号装置，所述控制装置构成为以故障安全的方式闭合或中断到所述设备的供电路径，所述信号装置经由多条导线与控制装置连接，其中信号装置具有操纵器和脉冲发生器，所述操纵器能够在限定的第一状态和第二状态之间变换，所述信号发生器构成为，当操纵器在限定的第一状态时，在导线上产生具有多个信号脉冲的限定的脉冲信号。

本发明还涉及一种用于所述安全电路装置的信号装置，所述信号装置具有用于连接多线导线的多个端子、操纵器和脉冲发生器，信号装置能够经由所述多线导线与控制装置连接，所述操纵器能够在限定的第一和第二状态之间变换，所述脉冲发生器构成为，当控制器在限定的第一状态时，在多线导线上产生具有多个信号脉冲的限定的脉冲信号。

背景技术

这种类型的安全电路装置和信号装置从DE102004020997A1中已知。

根据本发明的安全电路装置是具有至少两个决定功能的部件的电路装置，所述两个部件共同作用，以便防止技术设备的危险运行，也就是说以便避免危害在设备区域中的人的健康和生命的事故。一个部件为控制装置，所述控制装置专门构成为以故障安全的方式中断到设备的供电路径，以便将设备带入不危险的、无电流的状态。在较大的设备中，控制装置的所述功能也能够局限于设备的区域或一部分，或者较大的设备的不同的区域借助多个控制装置分开地进行控制。重要的是，当出现故障时，例如当电子组件失效、导线连接损坏或出现其他故障事件时，控制装置自身才保证安全的设备工作状态。与此相应地，控制装置在全部情况下均构成为是多通道冗余的并且所述控制装置具有内部监控功能，以便及早地识别出单个故障并且避免故障的积累。合适的控制装置能够为可编程安全控制器或具有尽可能确定的功能范围的更简单的安全开关装置。典型地，控制装置是根据欧洲标准EN954-1的类别3或更高类别、根据国际标准IEC61508的SIL2或根据类似的要求故障安全的。

控制装置监控所谓的信号装置或传感器的工作状态。信号装置/传感器提供输入信号，所述输入信号由控制装置评估并且必要时相互结合，以便与之相关地接通或断开设备的促动器，例如电驱动器或电磁阀。在许多情况下，信号装置提供相当简单的二进制信息，例如机械的防护门是否是关闭的，是否操作急停键，光栅是否是中断。此外，信号装置/传感器然而也能够提供相似的数值，例如锅炉的温度或驱动器的转数。通常，仅当能够根据信号装置/传感器的信号而认为是不危险工作时，安全电路装置的控制装置才使设备工作。但是，也存在下述情况，在所述情况下有意地使防护措施失效，例如以便在防护门打开时实现设置工作。通常，在该情况下使用专门的确认键，设备操作者必须在所述情况下对所述确认键进行操作。所述确认键是对安全重要的信号装置。

在大型设备中能够存在将对安全重要的输入信号提供给安全控制器的多个信号装置/传感器。各个信号装置/传感器能够在空间上相互远离，这导致大的安装耗费。在在闭合的开关柜或挤压安全管之外伸展的导线连接中，必须由安全控制器识别能够由于损坏而出现的交叉连接。因此，安全电路装置的控制装置和信号装置/传感器之间的连接导线也通常是冗余的，这附加地增加了安装耗费。

开始提及的DE102004020997A1描述一种安全电路装置，在所述安全电路装置中多个信号装置串联地连接到故障安全的控制装置上。控制装置产生两个冗余的使能信号，所述使能信号经由通过信号装置的串联电路的两个冗余的导线传送回控制装置。如果串联电路的信号装置中断冗余的使能信号中的至少一个，这在控制装置中被识别并且中断到设备的供电路径。此外，通过巧妙地实现信号装置可以将安全导线上的诊断信息传递到控制装置。因此，已知的电路装置实现具有灵活的诊断可能性的相对低成本的结构。当然，实际的实现方案需要至少四个单独的导线或导线芯线，以便将使能信号从控制装置传送到信号装置和向回传送。因为信号装置使用需要工作电压的电子组件来转发冗余的使能信号，所以典型地需要另外两条导线或芯线对，以便将工作电压和工作接地电压输送给信号装置。因此，尽管存在已经实现的优点，但是所述实现方案仍是耗费的，尤其当在各个信号装置和控制装置之间必须桥接大距离时更如此。在对滑雪缆车进行控制的情况下，在信号装置和控制装置之间例如能够有几千米的距离，并且在这种情况下期望使用已经存在的导线，其中对于根据DE102004020997A1的实现方案通常提供不充足的导线芯线。

DE19911698A1描述另一种具有控制装置和多个信号装置的安全电路装置，所述多个信号装置相互串联地连接到控制装置上。每个信号装置具有常闭接触部并且与编码信号发生器耦联，当接触部断开时，所述编码信号发生器将特征的编码信号提供给控制装置。对于实际的实现方案需要至少三条导线芯线。当然，不能够容易地识别出控制装置的使能信号输出端上的导线和控制装置的使能信号输入端上的导线之间的交叉连接，使得对更高的安全类别而言必要时需要其他的冗余的信号导线。

DE10011211A1公开另一种具有信号装置和故障安全的控制装置的安全电路装置。信号装置或者经由一条连接导线以单通道的方式或经由两条冗余的连接导线以双通道的方式与控制装置连接。单通道的连接没有为自身提供故障安全性并且仅针对开始键提出，将开始键在这种情况下典型地设置在危险的设备附近。在一个实施例中描述，作为使能信号的两个不同的时钟信号从故障安全的控制装置中经由急停键的冗余的接触部传递回控制装置。

DE10216226A1描述一种具有多个信号装置和控制装置的安全电路装置，其中控制装置串联连接，以便形成具有不同的关断组的分级控制系统。在实施例中，控制装置经由单通道的连接导线耦联，经由所述连接导线传递具有静态信号部分和动态信号部分的电势相关的开关信号。实现方案仍以连接的控制装置的公共接地线为前提。此外，每个连接的控制装置需要工作电压，同样也必须输送所述输送电压，使得实际的导线数量仍是较高的。

从DE10348884A1中已知一种具有执行元件的信号装置，所述执行元件能够在第一和至少一个第二位置之间移动。用于检测执行元件位置的检测元件包含具有单独的应答器标记和用于所述应答器标记的读取单元的应答器。信号装置具有用于输送测试信号的信号输入端，借助于所述测试信号能够为了测试而抑制读取应答器标记。附加地，需要用于电源电压、接地线和信号输出端的端子，经由所述端子，信号装置能够将检测元件的信息传递到故障安全的控制装置。那么为了将信号装置连接到控制装置上，总计需要至少四条导线。

从DE10023199A1中已知另一种信号装置。在信号装置的静止位置中，开关元件是断开的。在特定的操作位置中闭合开关元件。没有对将信号装置连接到故障安全的控制装置上的细节进行描述。

此外，本领域技术人员已知称作ASI（促动器-传感器接口）总线的现场总线系统，所述现场总线系统能够借助于专门的双芯电缆实现并且用于在自动化设备的现场层面中将传感器和促动器互联。ASI总线主机在此以重复的时间间隔将询问发送给连接到ASI总线上的传感器。因此，所述传感器将其传感器状态发送给ASI总线主机。即对于所述系统仅两条导线芯线就足够。然而，所述系统需要专门的接口组件，所述接口组件能够实现总线协议。对于开始提及类型的安全电路装置，控制装置和信号装置必须具有与ASI总线兼容的接口组件，这对于一些应用而言是过于耗费且昂贵的。

最终，从DE4333358A1中已知不安全的电路装置，其中经由双芯的连接导线将工作电压和控制信号从控制装置传递到电磁阀、也就是促动器上。

发明内容

在所述背景下，本发明的目的是提出一种开始提及的类型的安全电路装置和信号装置，尤其当信号装置和控制装置在空间上相互远离时，所述安全电路装置和信号装置实现信号装置和控制装置之间的虽然故障安全却仍成本更低的连接。

根据本发明的第一方面，所述目的通过开始提及类型的安全电路装置来实现，其中信号装置与控制装置经由具有第一和第二芯线的双线导线连接，当操纵器在第二状态中时，在所述第一和第二芯线之间施加基本恒定的电压，并且其中脉冲发生器构成为在第一芯线和第二芯线之间引起电压骤降，以便产生多个信号脉冲。

根据本发明的另一方面，所述目的通过开始提及类型的信号装置来实现，其中多线导线是具有第一芯线和第二芯线的双线导线，当操纵器在第二状态中时，在所述第一芯线和第二芯线之间施加基本恒定的电压，并且其中脉冲发生器构成为在第一芯线和第二芯线之间引起电压骤降，以便产生多个信号脉冲。

因此，新的安全电路装置使用双线导线，信号装置经由所述双线导线与控制装置连接。因此，与已知的安全电路装置相比将连接导线的数量降低到最小值。在双线导线的两个芯线之间施加基本恒定的电压，所述电压在有利的设计方案中用于对信号装置供应工作电压。尽管如此，信号装置的脉冲发生器例如通过连接导线的两个芯线之间的简单的短路产生形成限定的脉冲信号的多个信号脉冲。在一些实施例中，脉冲发生器通过两个导线芯线之间的完全的短路产生电压骤降。因此，两个导线芯线之间的电压降低到零。在其他的实施例中，能够激活在两个导线芯线之间的电阻，这引起电压骤降，但是剩余电压保持大于零。例如，当操纵器在第二状态中时，两个导线芯线之间的电压能够大约为24伏，并且当脉冲发生器引起电压骤降时，所述电压能够降低到大约5伏。

因此，信号装置产生动态的、也就是在时间上变化的信号并且将所述动态信号作为输入信号提供给控制装置。但是，与已知的安全电路装置相反，新的安全电路装置放弃始于控制装置且经由信号装置传送回到控制装置的信号回路。相反，在控制装置中仅存储关于限定的脉冲信号的预期，也就是说，当操纵器位于限定的第一状态中时，控制装置精确地预期来自信号装置的限定的脉冲信号。能够考虑的是，信号装置能够产生彼此不同的多个限定的脉冲信号，其中来自这些限定脉冲信号中的每个限定的脉冲信号代表下述信息：操纵器在限定的第一状态中。信号装置能够借助于不同的脉冲信号将其他信息发送给控制装置，所述其他信息能够在控制装置中有利地用于诊断设备工作状态。在其中操纵器构成为是双通道的一个实施例中，不同限定的脉冲信号能够代表关于下述的信息：实际上两个操作通道是否在限定的第一状态中，并且当不是时，哪个操作通道可能失效。

已知的安全电路装置通常使用从控制装置到信号装置且返回的信号回路。这带来下述风险，信号回路的输出导线和返回导线之间的交叉连接桥接信号装置并且使控制装置以错误的方式暗示安全状态。新的安全电路装置放弃导体回路并且因此避免已知安全电路装置的潜在故障源。另一方面，新的信号装置产生具有多个信号脉冲的动态信号，使得快速地识别出信号装置中的或双线导线的芯线上的呆滞型故障（Stuck-at Fehler）。两个特征的组合实现信号装置和控制装置经由仅双芯的导线以故障安全的方式相互连接。因此，新的安全电路装置首先适合于其中限制可用的导线芯线的数量的应用。但是，当原则上多条导线芯线也可用时，能够有利地使用新的安全电路装置，因为信号装置和控制装置之间的布线耗费被最小化。

另一方面，信号装置独立地、也就是说在没有来自控制装置的之前的要求的情况下将动态的信息信号传递给控制装置。其中新的安全电路装置不同于基于总线的、通常具有双向信息流的系统，控制装置借助于所述信息流询问所连接的信号装置。因此，新的安全电路装置能够将对安全重要的接通或关断信息在没有双向通信协议的情况下传递到控制装置上。不用考虑在信号装置和/或控制装置中使用专门的进而相对贵的通信控制器的必要性。尽管如此，当出于其他的原因有利时，自然能够除了在此描述的单向的信息路径之外执行控制装置和信号装置之间的基于总线的通信。

总体上，新的安全电路装置和新的信号装置因此实现极其低成本的且同时故障安全的实现方案。完全地解决了上述目的。

在本发明的一个优选的设计方案中，控制装置具有与第一芯线电连接的信号输入端子和与第二芯线电连接的接地端子。

在所述设计方案中，限定的脉冲信号是电势相关的信号，所述信号以电压脉冲的形式施加在两个芯线之间。第二芯线将用于信号脉冲的基准电势引导到第一芯线上。在所述设计方案的一个优选的变型形式中，接地端子与控制装置的装置接地线电连接或者甚至与装置接地线是相同的。所述设计方案具有下述优点，新的信号装置对已知的控制装置是兼容的。因此，新的安全电路装置能够借助于新的信号装置极其低成本地实现。

在另一设计方案中，第一芯线还与工作电压源连接，所述工作电压源远离信号装置设置。优选地，工作电压源设置在控制装置的区域中。尤其优选地，第一芯线经由上拉电阻器与引导控制装置的工作电压电势的端子连接。在另一个变型形式中，工作电压源是电流源，所述电流源能够将限定的、负载无关的电流馈送到双线导线中。

所述设计方案在结合上述设计方案时是尤其有利的。然而，所述设计方案也能够单独于此实现。特点在于，第一芯线不仅引导用于控制装置的输入信号（从信号装置到控制装置），而且在相反的方向上为信号装置提供工作电压。因此，第一芯线满足双重功能。当信号装置和控制装置在空间上相互远离地设置时，这实现特别简单且低成本的实现方案。此外，所述设计方案自身也具有下述优点，例如当接地电势用于接地参考电势时，能够以简单的方式对信号装置供应工作电压。此外，电流源实现双线导线的更快的转载，进而实现新的安全电路装置的更高的反应速度。

在另一个设计方案中，信号装置具有电压调节器，所述电压调节器根据第一和第二芯线之间的基本恒定的电压为信号发生器产生尽可能恒定的工作电压。

所述设计方案有助于保证信号装置的稳定且不中断的工作，即使第一芯线应用在上述的双重功能中、也就是一方面用于传递限定的脉冲信号且另一方面用于对信号装置供给工作电压时也如此。第一和第二芯线之间的电压仅由于脉冲信号而由于原理一再骤变。电压调节器能够良好地补偿所述电压骤降，使得当信号发生器借助于微控制器或其他的、相对于电压骤降敏感的器件实现时，那么信号装置自身可以稳定工作。

在另一个设计方案中，信号发生器具有信号处理电路和由信号处理电路激励的开关元件，所述开关元件设置在第一和第二芯线之间。在优选的实施例中，信号处理电路是微控制器、微处理器、ASIC（专用集成电路）或FPGA（现场可编程门阵列），因此也就是说为可编程的信号处理电路。

在所述设计方案中，实现第一和第二芯线之间的短路的开关元件与信号处理电路分隔开，所述信号处理电路优选分别确定操纵器的当前的状态。该设计方案使得可以借助开关元件引起短路，所述开关元件为了在短路期间接收电流和热负荷而被最优地确定尺寸。因此，该设计方案有助于新的信号装置和新的安全电路装置的高的使用寿命和工作安全性。另一方面，可编程的信号处理电路在选择和产生限定的脉冲信号时提供高的灵活性。以简单的方式可产生具有较长的和较短的信号脉冲的限定顺序的“复杂的”脉冲信号。限定的脉冲信号越独特且越复杂，控制装置就能够越独特且越安全地对信号装置的信息进行评估。

在另一个设计方案中，信息装置具有第一和第二信号发生器，所述第一和第二信号发生器相互并联地与第一和第二芯线连接。

在所述设计方案中，信息装置具有至少两个冗余的信号发生器。在优选的实施例中，两个信号发生器中的每一个能够产生限定的脉冲信号。冗余信息一方面实现有利的双通道的实现方案进而提供较高的故障安全性。此外，冗余信息也提高了可用性，使得当信号发生器中的一个失效时，新的信号装置例如也能够为了诊断目的将脉冲信号传递到控制装置上。

在另一设计方案中，第一和第二信号发生器共同产生限定的脉冲信号。在优选的实施例中，两个信号发生器中的每一个产生信号脉冲的一部分，其中首先由信号发生器产生的信号脉冲的组合形成限定的脉冲信号，所述脉冲信号符合控制装置中的预期。在一些变型形式中，通过在第二信号发生器在第一芯线上检测到了第一信号发生器的多个信号脉冲时第二信号发生器才产生根据限定的样式的信号脉冲，第一信号发生器与第二信号发生器相比具有主控功能（Masterfunktion）。与此相应也优选的是，每个信号发生器具有回读输入端，所述信号发生器能够经由所述回读输入端读入通向控制装置的导线上的信号脉冲。

该设计方案借助于两个冗余的信号发生器实现极其简单地产生“双通道的”脉冲信号。因此，新的信号装置也在双通道的变型形式中以相当低的成本实现。此外，信号发生器上的回读输入端实现更简单地诊断故障状态，因此所述变型形式在单通道的信号装置中也能够是有利的。

在另一个设计方案中，信号装置具有尽可能封闭的装置壳体，在所述装置壳体中设置有操纵器和脉冲发生器。在优选的实施例中，操纵器是机械移动的操纵器，尤其为用手动操作的执行元件。

在所述设计方案中，新的信号装置的主要部件被封装在装置壳体中。特别地，至少将脉冲发生器和操纵器的电端子设置在装置壳体中。该设计方案具有下述优点，操纵器不能够通过无意的错误操作而与脉冲发生器分离，由此，脉冲发生器的限定的脉冲信号由于交叉连接等而不代表操纵器的实际状态。因此，该设计方案提供提高的故障安全性。

在另一个设计方案中，控制装置构成为，根据限定的脉冲信号来确定信号装置的故障状态。在优选的变型形式中，控制装置还构成为，例如在设置在控制装置中的指示单元上和/或借助于在诊断输出端上提供的诊断信号来显示故障状态。

在所述设计方案中，在控制装置中“完成”信号装置的故障安全性，也就是说决定故障状态是否存在，并且首先在控制装置中对信号装置的可能的故障做出反应。因此，脉冲信号自身不一定为“安全的”信号。首先，在控制装置中对脉冲信号进行解释，尤其是与存储在控制装置中的预期进行的比较实现是否存在故障的结论。该设计方案实现极其低成本的实现方案，因为在控制装置中终归需要故障检测机构。能够简单地进而低成本地实现信号装置。

要理解的是，上述的和在下文中仍要阐明的特征不仅能够应用在相应地说明的组合中，而且在没有脱离本发明的范围的情况下应用在其他的组合中或单独应用。

附图说明

在附图中示出且在下面的描述中进一步地阐明本发明的实施例。其示出：

图1示出新的安全电路装置的实施例的简化视图，并且

图2示出新的信号装置的实施例的简化视图，所述信号装置应用在根据图1的安全电路装置中。

具体实施方式

在图1中示出整体具有附图标记10的新的安全电路装置的实施例。安全电路装置10包含控制装置12和信号装置14。控制装置12在所述实施例中是具有尽可能确定的功能范围的安全开关装置。合适的安全开关装置由名称为的申请人提供。安全开关装置12构成用于处理信号装置的输入信号，以便依据此接通或断开例如为防护器、电磁阀或电驱动器的执行器。替选于安全开关装置，控制装置12能够是可编程的安全控制器，例如所述可编程的安全控制器由名称为

的申请人以不同的变型形式提供。

控制装置12是多线通道冗余的并且包含测试功能，所述测试功能构成为对接线中的外部故障和内部的组件失效进行识别，以便在出现故障时将所监控的设备带入到安全的状态中。在优选的实施例中，控制装置12是根据欧洲标准EN954-1的类别3或更高类别、根据国际标准IEC61508的SIL2或根据类似的要求故障安全的。在此简化示出两个微控制器16a、16b形式的两个冗余的信号处理通道，所述微控制器分别激励开关元件18a、18b。控制装置12代替微控制器能够具有微处理器、ASIC、FPGA或其他的信号和数据处理电路。

开关元件18在此作为继电器示出，其工作接触部相互串联地设置。工作接触部形成电源22和电驱动器24之间的供电路径20，所述电驱动器在此象征性表示机械设备。要理解的是，机械设备在实际情况下能够包含多个电驱动器和其他的促动器。本发明也没有局限于狭义为生产机械的机械设备。相反地，本发明能够应用在所有如下技术设备中，在运行时危险源于所述技术设备并且在这种情况下必须尤其通过中断供电路径20来将所述技术设备带入安全状态中。替代或补充于继电器18，控制装置12能够具有电子开关元件，尤其是功率晶体管。在一些实施例中，控制装置12在输出端具有多个冗余的电子开关元件，所述电子开关元件分别提供电势相关的输出信号，借助于所述输出信号能够激励外部的防护器、电磁阀等。

在优选的实施例中，控制装置12具有装置壳体26，在所述装置壳体中设置有各个器件，尤其为处理器16和开关元件18。在装置壳体上设置有连接端子，其中的一些在此标有附图标记28、30、32、34。

连接端子30在该情况下是用于为控制装置12输送工作电压U_B的连接端子。在一些实施例中，工作电压U_B是为了对控制装置12的处理器16、开关元件18和其他器件供电所需要的24伏直流电压。连接端子32在此为与电源电压U_B相关的接地端子。因此，端子32在该情况下是控制装置12的装置接地线。

连接端子34形成控制装置12的信号输入端。施加在连接端子34上的输入信号冗余地输送给微控制器16并且由微控制器16冗余地评估，以便与之相关地激励开关元件18。根据一个优选的实施例，控制装置12在此具有上拉电阻器36，所述上拉电阻器将连接端子34与连接端子30上的工作电压U_B连接。因此，将连接端子34上的电势“拉高”到工作电压U_B的电势，这结合在下文阐明的信号装置是尤其优选的实现方案。在一些实施例中，上拉电阻器36能够集成到连接端子30、34中。在其他的实施例中，上拉电阻器36能够设置在控制装置12之外。

信号装置14具有操纵器40，所述操纵器在此是手动操作的键。操纵器40经由弹簧（在此没有示出）预张紧在第一工作位置中，在所述第一工作位置中电接触部41在此是断开的。这在本实施例中是操纵器40的未激活的静止状态（第二状态）。操纵器40能够克服弹簧力带入到第二工作位置40’中，在所述第二工作位置中接触部41是闭合的。在接触部41闭合时，脉冲发生器42与工作电压U_B连接。因此，脉冲发生器42产生具有多个信号脉冲46的限定的脉冲信号44。因此，状态40’是根据本发明的限定的第一状态。在一个实施例中，脉冲发生器42仅在操纵器40激活时获得产生信号脉冲46所需的工作电压。在其他情况下，所述脉冲发生器是无电压的。在全部目前优选的实施例中，仅当操纵器40位于限定的状态40’中时，脉冲发生器42才产生脉冲信号44。

在示出的实施例中，操纵器是简单的手动操作的常开接触部。在其他的实施例中，操纵器能够为常闭接触部或常开和常闭接触部的组合。此外，操纵器能够为应答器、光栅或用于温度、压力、电压等的测量值指示器。在一个优选的实施例中，信号装置14为了测试和设置目的而用于安全地接通驱动器24。信号装置14在此能够设置为与驱动器24和控制装置12相距很远。在一个实施例中，控制装置12在开关柜中设置在驱动器24附近，而信号装置14与开关柜相距几百米。在其他的实施例中，信号装置14能够构成为急停键、防护门开关、接近开关、光栅、温度监测器等。

信号装置14在此经由双线导线54的两个导线芯线50、52与控制装置12连接。第一导线芯线50从信号装置的连接端子56引导至控制装置的连接端子34。第二导线芯线52从信号装置的连接端子58引导至连接端子32。连接端子56、58设置在装置壳体60上，所述装置壳体（尽可能地）包围脉冲发生器42和操纵器40。

新的安全电路装置10的特征在于信号装置14的下述能力，单独根据操纵器40的操作产生限定的“特有的”脉冲信号44，所述脉冲信号经由双线导线54输送给控制装置12。相反于已知的安全电路装置，信号装置14在优选的实施例中没有接收来自控制装置12的开启或请求信号。相反地，一旦操纵器40位于限定的第一状态40’中时，所述信号装置独立地产生脉冲信号44。在控制装置12中（更准确地说在例如包含在微控制器16中的存储器中）将限定的脉冲信号44作为预期存储。一旦微控制器16识别出信号输入端34上的限定的脉冲信号44，这就被解释成操纵器40的操作。在所示出的实施例中，然后微控制器16经由开关元件18接通驱动器24。

当信号装置14应相反地作用为急停键时，操纵器40的静止状态优选地选择成，使得脉冲发生器42连续地产生脉冲信号44并且在操作急停键时中断。微控制器16识别脉冲信号44的故障并且相应地关断驱动器24。

如在图1中示出，安全电路装置10包含其他的信号装置14’，所述其他的信号装置与信号装置14并联地连接到连接端子32、34上。优选地，另一信号装置14’产生不同于脉冲信号44的其他的限定的脉冲信号44’。因此，控制装置12能够根据脉冲信号识别出：施加在输入端34上的脉冲信号源于哪个信号装置。

在图2中示出新的信号装置的另一个实施例。相同的附图标记表示与之前相同的元件。

信号装置14在所述实施例中具有微控制器70a和开关元件72a，所述开关元件由微控制器70a激励。开关元件72a在此为场效应晶体管（FET），其源极和漏极端子设置在连接端子56、58之间。因此，FET能够引起双线导线54的导线芯线50、52之间的短路。替代FET地，双极型晶体管能够以其集电极和发射极端子设置在连接端子56、58之间。在一个修改的实施例中，能够在开关元件和两个连接端子56、58中的一个之间设置电阻器73，所述电阻器与控制装置中的上拉电阻器36一起形成分压器。这种电阻器导致两个导线芯线50、52之间的电压在信号装置产生电压骤降的情况下没有下降到零，而是下降到符合分压器36、73的分压比的电压值上。该变型形式具有下述优点，信号装置的工作电压在产生信号脉冲46时没有完全中断。

电压调节器（DC/DC变换器）设有附图标记74a，所述电压调节器经由二极管76a获得施加在连接端子56上的电压。电压调节器在其输出端78a上产生例如5伏的已调节的直流电压，所述直流电压用作微控制器70a的工作电压。电压调节器74a尤其对导线芯线50上的、通过产生脉冲信号44形成的电压骤降进行补偿。此外，电压调节器74也对其他的电压波动进行补偿，所述其他的电压波动包括例如由信号装置14’引起的电压波动。

在此，操纵器40的常开接触部设有附图标记40a。接触部40a在此与电阻器80a一起形成（另一个）分压器，在所述分压器的中间的分接点上连接微控制器70a的输入端。通过微控制器借助于开关元件42引起导线芯线50、52之间的短路，微控制器70a能够以该方式读入操纵器40的操作状态并且与之相关地产生脉冲信号44。

形成第二分压器的两个其他的电阻器设有附图标记82a、84a，所述第二分压器设置成与连接端子56、58并联。分压器82a、84a的中间的分接点引导到微控制器70a的另一个输入端上。微控制器70a能够借助于分压器82a、84a回读信号脉冲46。

在一些实施例中，信号装置14构成为是单通道的。然而，在优选的实施例中，信号装置14具有冗余的第二通道，所述第二通道整体上设有附图标记86b。通道86b在示出的实施例中与所描述的第一通道86a一样地构成，也就是说，所述通道具有微控制器70b、开关元件72b和分压器74b。开关元件72b与开关元件72a并联地连接在连接端子56、58之间，使得微控制器70b也能够在导线芯线50、52之间产生电压骤降。

在一个优选的实施例中，一旦操纵器40在其激活状态下，两个微控制器70、70b就共同产生限定的脉冲信号44。例如，通过微控制器在限定的时间间隔（脉冲持续时间）将开关元件72a带入导通状态中，微控制器70a首先产生第一信号脉冲46a。微控制器70b能够经由分压器82b、84b读取信号脉冲46a，并且在微控制器70b中调整的延迟时间之后，所述微控制器通过其现在将开关元件72b带入到导通状态中而产生第二信号脉冲46b。产生的短路在图2中由附图标记88示出。随后，微控制器70a、70b以限定的顺序通过将导线芯线50、52相应地短路而产生信号脉冲46a、46b，这然后引起限定的脉冲信号44。图2示出脉冲信号44，所述脉冲信号从第一通道86a的信号脉冲90和第二通道86b的信号脉冲92的组合中得出。

在另一个实施例中，第二通道86b能够包含开关元件72b，所述开关元件72b与开关元件72a串联地设置在连接端子56、58之间。此外，两个通道86a、86b能够经由“与”元件（在此没有示出）结合在一起。因此，“与”元件优选地激励开关元件72。在图2中示出的变型形式与此相对地具有下述优点，每个微控制器70a、70b能够与相应的另一个通道无关地产生限定的脉冲信号。这能够有利地用在控制装置12中，以便确定两个通道86a、86b中的哪个是有故障的脉冲信号的原因。

Claims (10)

1.用于以故障安全的方式接通或断开危险的设备（24）的安全电路装置，所述安全电路装置具有控制装置（12）和信号装置（14），所述控制装置构成为以故障安全的方式闭合或中断到所述设备（24）的供电路径（20），所述信号装置（14）经由多条导线（50，52）与所述控制装置（12）连接，其中所述信号装置（14）具有操纵器（40）和脉冲发生器（42），所述操纵器能够在限定的第一状态（40）和第二状态（40’）之间变换，所述脉冲发生器构成为，当所述操纵器（40）在所述限定的第一状态中时，在所述导线（50，52）上产生具有多个信号脉冲（46）的限定的脉冲信号（44），

其特征在于，所述信号装置（14）与所述控制装置（12）经由具有第一芯线和第二芯线（50，52）的双线导线（54）连接，当所述操纵器（40）在所述第二状态中时，在所述第一芯线和所述第二芯线之间施加基本恒定的电压，并且所述脉冲发生器（42）构成为在所述第一芯线（50）和所述第二芯线（52）之间引起电压骤降（88），以便产生所述多个信号脉冲（46）。

2.根据权利要求1所述的安全电路装置，其特征在于，所述控制装置（12）具有与所述第一芯线（50）电连接的信号输入端子（34）和与所述第二芯线（52）电连接的接地端子（32）。

3.根据权利要求1或2所述的安全电路装置，其特征在于，所述第一芯线（50）还与工作电压源（U_B）连接，所述工作电压源远离所述信号装置（14）设置。

4.根据权利要求1至3之一所述的安全电路装置，其特征在于，所述信号装置（14）具有电压调节器（74），所述电压调节器根据所述第一芯线和所述第二芯线（50，52）之间的所述基本恒定的电压产生用于所述信号发生器（42）的恒定的工作电压。

5.根据权利要求1至4之一所述的安全电路装置，其特征在于，所述信号发生器（42）具有信号处理电路（70）和由所述信号处理电路（70）激励的开关元件（72），所述开关元件设置在所述第一芯线和所述第二芯线（50，52）之间。

6.根据权利要求1至5之一所述的安全电路装置，其特征在于，所述信号装置（14）具有第一信号发生器和第二信号发生器（70a，72a；70b，72b），所述第一信号发生器和所述第二信号发生器相互并联地与所述第一芯线和所述第二芯线（50，52）连接。

7.根据权利要求6所述的安全电路装置，其特征在于，所述第一和所述第二信号发生器（70a，72a；70b，72b）共同产生所述限定的脉冲信号（44）。

8.根据权利要求1至7之一所述的安全电路装置，其特征在于，所述信号装置（14）具有尽可能封闭的装置壳体（60），在所述装置壳体中设置有所述操纵器（40）和所述脉冲发生器（42）。

9.根据权利要求1至8之一所述的安全电路装置，其特征在于，所述控制装置（12）构成为根据所述限定的脉冲信号（44）确定所述信号装置（14）的故障状态。

10.用于根据权利要求1至9之一所述的安全电路装置的信号装置，所述信号装置具有用于连接多线导线（54）的多个端子（56，58）、操纵器（40）和脉冲发生器（42），经由所述多线导线能够将所述信号装置（14）与所述控制装置（12）连接，所述操纵器能够在限定的第一状态和第二状态（40’）之间变换，所述脉冲发生器构成为，当所述操纵器（40）在所述限定的第一状态中时，在所述多线导线（54）上产生具有多个信号脉冲（46）的限定的脉冲信号（44），

其特征在于，所述多线导线（54）是具有第一芯线（50）和第二芯线（52）的双线导线，当所述操纵器（40）在所述第二状态中时，在所述第一芯线和所述第二芯线之间施加基本恒定的电压，并且所述脉冲发生器（42）构成为在所述第一芯线（50）和所述第二芯线（52）之间引起短路（88），以便产生所述多个信号脉冲（46）。

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