Dispositivo y procedimiento de comprobación de actores redundantemente conectados en el bucle de carga de un circuito de salida de seguridad.

Procedimiento para comprobar la capacidad funcional de actores dispuestos en el bucle de carga de un circuito desalida destinado a conmutar dicho bucle de carga,

en el que los actores son contactores o relés y poseen cada uno de ellos una unidad excitadora (10; 20) y unosmedios de cierre (101; 201),

en el que se disponen en serie una pluralidad de actores (10, 101; 20, 201) en el bucle de carga,

en el que la unidad excitadora (10; 20) de cada uno de los actores se une con un dispositivo de control y evaluación(SA) a través de un canal de control separado (SK1; SK2) para efectuar una habilitación individual del mismo,

caracterizado porque

el procedimiento se realiza también para un circuito de salida destinado a conmutar motores y a comprobar porseparado la capacidad funcional de actores individuales dispuestos en el bucle de carga,

en donde se asocia un contacto auxiliar (10H; 20H) a la unidad excitadora (10; 20) de cada de los actores,en donde se abre el respectivo contacto auxiliar (10H; 20H) cuando se activa el actor asociado (10, 101; 20, 201)debido a una habilitación del mismo a través del dispositivo de control y evaluación (SA), y se cierra el contactoauxiliar (10H; 20H) cuando de desactiva el actor asociado (10, 101; 20, 201) debido a una habilitación del mismo através del dispositivo de control y evaluación (SA),

y en donde se unen los contactos auxiliares, a través de al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) con eldispositivo de control y evaluación de tal manera que, solamente al desactivarse todos los actores asociados a unrespectivo bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2), se capta por el dispositivo de control y evaluación, a través de estebucle de retrolectura, una señal de reposo actuante como señal de retrolectura,

y en donde se parametriza el dispositivo de control y evaluación de tal manera que la habilitación de actoresdispuestos en serie en el bucle de carga para su activación comprenda los pasos de que, con respecto a al menosun bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) se activa siempre primeramente tan sólo un actor perteneciente a estebucle de retrolectura y se evalúa la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura asociado a esteactor, y permanece desactivado al menos durante ese tiempo al menos uno de todos los actores (10, 101; 20, 201)dispuestos en serie en el bucle de carga.

Dispositivo y procedimiento de comprobación de actores redundantemente conectados en el bucle de carga de un circuito de salida de seguridad.

La invención concierne a un procedimiento y a dispositivos de comprobación de actores dispuestos en serie en un bucle de carga para la conmutación de dicho bucle de carga.

Para emitir señales relevantes para la seguridad en actores, tales como, por ejemplo, contactores, motores, relés, etc., para conmutar, es decir, para activar o desactivar, un bucle de carga con miras a realizar una aplicación técnica de seguridad determinada, se imponen, especialmente en la técnica de seguridad, altas demandas al reconocimiento de defectos y al comportamiento de fallo del circuito y también de la periferia, las cuales deben satisfacer también, por ejemplo, los estándares DIN EN 954-1 o IEC 61508. Para satisfacer estas demandas se utilizan habitualmente estructuras de dos canales para habilitar el bucle de carga.

Estas estructuras de dos canales se basan en que, para generar una redundancia relevante para la seguridad, se incorporan dos o más actores en el bucle de carga y se controlan estos específicamente según la aplicación. Para la vigilancia de un conexionado correcto se han previsto en general unos bucles de retrolectura que están unidos con los actores. Para ensayar y comprobar tales estructuras de dos canales se detectan y evalúan en determinados estados de los actores, a través de un bucle de retrolectura, unas señales de retrolectura correspondientes.

Si, para desarrollar ensayos determinados, se tienen que entregar señales de control a los actores, éstas son frecuentemente visibles en la salida y, en consecuencia, pueden perturbar una carga conectada. Esto se aplica, por ejemplo, aun cuando la fase de ensayo se mantenga solamente con una duración bastante corta, ya que, por ejemplo, en máquinas de marcha rápida conectadas a través del bucle de carga, en las que se utiliza, por ejemplo, un motor lineal, son necesarios también tan sólo unos pocos milisegundos para alcanzar su velocidad final. En consecuencia, en tales casos se efectúa convencionalmente tan sólo un ensayo o una vigilancia antes de la utilización propiamente dicha de las estructuras de conmutación y no durante la implementación de la utilización técnica de seguridad específicamente según la aplicación.

Los documentos EP-A-0 913 938, EP-A-0 609 158 y EP-A-0 665 479 muestran transistores como elementos de conmutación con los que pueden conectarse en paralelo, para el reconocimiento de defectos, unos respectivos medios de captación, especialmente unos sensores de tensión.

En particular, el documento EP-A-0 913 938 describe un interruptor de posición final estático para controlar automatismos de conmutación de alta y media tensión, el cual tiene dos transistores que están conectados en serie en el bucle de alimentación de una bobina de control del automatismo de conmutación y pueden ser habilitados por un micromódulo de control para la apertura o el cierre. Asimismo, está conectado en paralelo con los terminales de los dos transistores un respectivo medio de captación, por ejemplo un sensor, que emite una señal de control hacia el micromódulo de control. El documento EP-A-0 609 158 describe una interfaz de potencia segura contra defectos que puede ser conmutada entre una interfaz de seguridad y un actuador a controlar y que tiene dos transistores de potencia conectados en serie entre una fuente de tensión y el actuador, los cuales pueden ser habilitados por un controlador. Asimismo, la interfaz de potencia comprende medios para el reconocimiento de defectos, especialmente bucles de conmutación de reconocimiento, que están conectados cada uno de ellos en paralelo con uno de los transistores y que envían una señal al controlador en función del estado del respectivo transistor vigilado. El documento EP-A-0 665 479 describe un interruptor de seguridad combinado para conmutar una carga de consumo en un entorno de seguridad, el cual comprende al menos dos interruptores sencillos que, por ejemplo conectados en serie, están provistos, en sus terminales, de un respectivo elemento para la medición de la tensión y de un circuito de control.

En el documento US-B1-6, 297, 569 pueden encontrarse relés actuante como elementos de conmutación, utilizándose como medios de captación para el reconocimiento de defectos unos sensores de tensión que están conectados uno tras otro en serie con el elemento de conmutación que se debe comprobar. En particular, se describe un sistema de conmutación de potencia con dos interruptores en serie entre una fuente de tensión y una carga a conmutar, los cuales pueden ser controlados a través de un terminal de control con una señal proveniente de un microcontrolador. Asimismo, cada interruptor está unido en su salida con un sensor de tensión que, para la vigilancia del estado, transmite una señal al microcontrolador.

Por tanto, un problema esencial de la invención consiste en posibilitar en sustancialmente cualquier momento, de manera sencilla y satisfaciendo también requisitos técnicos de seguridad, la vigilancia de actores a los que se entregan señales relevantes para la seguridad a fin de conmutar un bucle de carga habilitado en dos o más canales a través de los actores, de modo que esta vigilancia satisfaga también los estándares DIN EN 954-1 o IEC 61508.

Soluciones del problema según la invención vienen dadas por objetos con las características según las reivindicaciones independientes. Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos y/o preferidos son objeto de las

demás reivindicaciones.

Otros problemas resueltos por los objetos reproducidos en las reivindicaciones estriban en que se puedan comprobar el conexionado como tal y/o los tiempos de reacción de los actores en el campo y convenientemente también en cada caso inmediatamente antes de la realización de una función de seguridad requerida.

Como consecuencia, la invención propone un procedimiento de comprobación de actores dispuestos en el bucle de carga de un circuito de salida para la conmutación de dicho bucle de carga, en el que se disponen en serie una pluralidad de actores en el bucle de carga, uniéndose cada uno de los actores con un dispositivo de control y evaluación (SA) a través de un canal de control separado para efectuar una habilitación individual y asociándose a cada actor un contacto auxiliar, uniéndose el contacto auxiliar, a través de al menos un bucle de retrolectura, con el dispositivo de control y evaluación de tal manera que, solamente al desactivarse todos los actores asociados a un respectivo bucle de retrolectura, se capte por el dispositivo de control y evaluación, a través de este bucle de retrolectura, una señal de reposo actuante como señal de retrolectura, y parametrizándose el dispositivo de control y evaluación de tal manera que la habilitación de los actores dispuestos en serie en el bucle de carga para la activación de los mismos comprenda los pasos consistentes en que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura, se activa primero siempre tan sólo un actor perteneciente a este bucle de retrolectura y se evalúa la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura asociado a este actor, y al menos uno de todos los actores dispuestos en serie en el bucle de carga permanece desactivado al menos durante este tiempo.

La invención prevé también un sistema de control y evaluación para comprobar actores dispuestos en serie en el bucle de carga de un circuito de salida para conmutar dicho bucle de carga, el cual comprende un dispositivo de control y evaluación y cada uno de los actores está unido con el dispositivo de control y evaluación a través de un canal de control separado para la habilitación individual del mismo, y cada actor lleva asociado un contacto auxiliar, estando unidos los contactos auxiliares con el dispositivo de control y evaluación a través de al menos un bucle de retrolectura.

El dispositivo de control y evaluación está parametrizado y/o puede ser parametrizado de tal manera que, estando los actores dispuestos en conexión en serie, y solamente estando desactivados todos los actores a los que está asociado un bucle de retrolectura común, se pueda captar por el dispositivo de control y evaluación, a través de este bucle de retrolectura, una señal de reposo actuante como señal de retrolectura, al excitarse actores dispuestos en serie para su habilitación se active siempre primeramente, con respecto a al menos un bucle de retrolectura,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para comprobar la capacidad funcional de actores dispuestos en el bucle de carga de un circuito de salida destinado a conmutar dicho bucle de carga,

en el que los actores son contactores o relés y poseen cada uno de ellos una unidad excitadora (10; 20) y unos medios de cierre (101; 201) ,

en el que se disponen en serie una pluralidad de actores (10, 101; 20, 201) en el bucle de carga,

en el que la unidad excitadora (10; 20) de cada uno de los actores se une con un dispositivo de control y evaluación (SA) a través de un canal de control separado (SK1; SK2) para efectuar una habilitación individual del mismo,

caracterizado porque

el procedimiento se realiza también para un circuito de salida destinado a conmutar motores y a comprobar por separado la capacidad funcional de actores individuales dispuestos en el bucle de carga,

en donde se asocia un contacto auxiliar (10H; 20H) a la unidad excitadora (10; 20) de cada de los actores,

en donde se abre el respectivo contacto auxiliar (10H; 20H) cuando se activa el actor asociado (10, 101; 20, 201) debido a una habilitación del mismo a través del dispositivo de control y evaluación (SA) , y se cierra el contacto auxiliar (10H; 20H) cuando de desactiva el actor asociado (10, 101; 20, 201) debido a una habilitación del mismo a través del dispositivo de control y evaluación (SA) ,

y en donde se unen los contactos auxiliares, a través de al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) con el dispositivo de control y evaluación de tal manera que, solamente al desactivarse todos los actores asociados a un respectivo bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , se capta por el dispositivo de control y evaluación, a través de este bucle de retrolectura, una señal de reposo actuante como señal de retrolectura,

y en donde se parametriza el dispositivo de control y evaluación de tal manera que la habilitación de actores dispuestos en serie en el bucle de carga para su activación comprenda los pasos de que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) se activa siempre primeramente tan sólo un actor perteneciente a este bucle de retrolectura y se evalúa la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura asociado a este actor, y permanece desactivado al menos durante ese tiempo al menos uno de todos los actores (10, 101; 20, 201) dispuestos en serie en el bucle de carga.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que se parametriza el dispositivo de control y evaluación (SA) de tal manera que, al producirse una activación requerida de todos los actores (10, 101; 20, 201) dispuestos en serie en el bucle de carga, y antes de la activación de todos los actores, y/o al producirse una activación no requerida de todos los actores dispuestos en serie en el bucle de carga, permanezca desactivado siempre al menos uno de los actores (10, 101; 20, 201) dispuestos en serie en el bucle de carga, y en el que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , se habilita alternativamente cada vez tan sólo un actor perteneciente a este bucle de retrolectura para la activación y desactivación del mismo, en donde permanecen desactivados mientras tanto todos los demás actores pertenecientes a este bucle de retrolectura y se evalúa la señal de retrolectura captada de manera correspondiente a través del bucle de retrolectura.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado también porque cada proceso de activación requerido de todos los actores (10, 101; 20, 201) conectados en serie en el bucle de carga se concluye con la activación de un actor que, en el proceso de activación precedente de todos los actores, no fue el último en ser activado para ello.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , se evalúa, durante la respectiva activación de únicamente un actor perteneciente a un bucle de retrolectura y/o durante la desactivación de todos los actores pertenecientes a un bucle de retrolectura común, la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura correspondiente.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , se cumple que, durante la respectiva activación de únicamente un actor perteneciente a un bucle de retrolectura y/o durante la desactivación de todos los actores pertenecientes a un bucle de retrolectura común, se compara el tiempo de reacción de un cambio de señal captado a través del bucle de retrolectura correspondiente con una ventana de tiempo predefinida.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 anteriores, en el que se unen con el dispositivo de control y evaluación (SA) unos contactos auxiliares (10H; 20H) , convenientemente dos contactos auxiliares en cada caso, en una conexión en serie para formar un bucle de retrolectura común (RK) .

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se une cada contacto auxiliar (10H; 20H) con el dispositivo de control y evaluación (SA) a través de un bucle de retrolectura separado (RK1, RK2) .

8. Procedimiento según la reivindicación 7 anterior, en el que se acoplan los bucles de retrolectura separados (RK1, RK2) uno con otro a la manera de una conexión en serie para efectuar la evaluación.

9. Sistema de control y evaluación para comprobar actores dispuestos en serie en el bucle de carga de un circuito de salida destinado a conmutar dicho bucle de carga, que comprende:

- un dispositivo de control y evaluación (SA) adecuado para un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, anteriores, -una pluralidad de actores (10, 101; 20, 201) y de canales de control (SK1; SK2) que están unidos con los actores (10, 101; 20, 201) para realizar un control de los mismos,

- en donde los actores son contactores o relés y poseen cada uno de ellos una unidad excitadora (10; 20) y un medio de cierre (101; 201) , y en donde la unidad excitadora (10; 20) de cada uno de los actores está unida, a través de un canal de control separado (SK1; SK2) , con el dispositivo de control y evaluación (SA) para efectuar una habilitación individual de dicho actor,

- y una pluralidad de terminales de bucle de retrolectura que están unidos con contactos auxiliares (10H; 20H) asociados a las unidades excitadoras (10; 20) de los actores, en donde los contactos auxiliares (10H; 20H) están unidos con el dispositivo de control y evaluación (SA) por medio de los terminales de bucle de retrolectura y a través de al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) ,

- en donde el dispositivo de control y evaluación (SA) está parametrizado y/o puede ser parametrizado de tal manera que,

estando los actores dispuestos en conexión en serie, la unidad excitadora de cada uno de los actores lleva asociado un contacto auxiliar (10H; 20H) que está abierto cuando el actor asociado (10, 101; 20, 201) está activado debido a una habilitación del mismo por el dispositivo de control y evaluación (SA) , y que está cerrado cuando el actor asociado (10, 101; 20, 201) está desactivado debido a una habilitación del mismo por el dispositivo de control y evaluación (SA) ,

en donde solamente cuando están desactivados todos los actores a los que está asociado un bucle de retrolectura común, puede captarse por el dispositivo de control y evaluación, a través de dicho bucle, una señal de reposo actuante como señal de retrolectura,

y cuando se habilitan actores (10, 101; 20, 201) dispuestos en serie en un bucle de carga para la activación de los mismos, está activado siempre de momento, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , tan sólo un actor perteneciente a este bucle de retrolectura y se evalúa la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura asociado a este actor antes de que pueda ser activado al menos el último de los actores dispuestos en serie en el bucle de carga.

10. Sistema de control y evaluación según la reivindicación 9 anterior, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) está parametrizado y/o puede ser parametrizado de tal manera que, al producirse una activación requerida de todos los actores (10, 101; 20, 201) dispuestos en serie en el bucle de carga, y antes de la activación de todos los actores, y/o al producirse una activación no requerida de todos los actores dispuestos en serie en el bucle de carga, permanezca desactivado siempre al menos uno de los actores dispuestos en serie en el bucle de carga, y en el que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , se puede activar alternativamente cada vez tan solo un actor perteneciente a este bucle de retrolectura para la activación y desactivación del mismo y se puede evaluar la señal de retrolectura correspondientemente captada a través del bucle de retrolectura, permaneciendo desactivados mientras tanto todos los demás actores pertenecientes a este bucle de retrolectura.

11. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10 anteriores, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) está parametrizado y/o puede ser parametrizado para concluir cada proceso de activación requerido de todos los actores (10, 101; 20, 201) conectados en serie en el bucle de carga con la activación de un actor que, en el proceso de activación precedente de todos los actores, no ha sido el último en ser conectado para ello.

12. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 anteriores, en el que el dispositivo de control y evaluación, el al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) y los actores (10, 101; 20, 201) están integrados en una carcasa y/o son unidades modulares individuales que se pueden unir una con otra.

13. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 anteriores, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) está parametrizado y/o puede ser parametrizado para que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura (RK; RK1, RK2) , durante la respectiva activación de únicamente un actor perteneciente a un bucle de retrolectura y/o durante la desactivación de todos los actores pertenecientes a un bucle de retrolectura común se evalúe la señal de retrolectura captada a través del bucle de retrolectura correspondiente.

14. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13 anteriores, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) posee un dispositivo de comparación que está concebido para que, con respecto a al menos un bucle de retrolectura, durante la respectiva activación de únicamente un actor perteneciente a un bucle de retrolectura y/o durante la desactivación de todos los actores pertenecientes a un bucle de retrolectura

común se compare el tiempo de reacción de un cambio de señal detectado a través del bucle de retrolectura correspondiente (RK; RK1, RK2) con una ventana de tiempo predefinida.

15. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14 anteriores, en el que unos contactos auxiliares (10H; 20H) , convenientemente en cada caso dos contactos auxiliares, están unidos con el dispositivo de control y evaluación (SA) en una conexión en serie para formar un bucle de retrolectura común (RK) ,

16. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14 anteriores, en el que cada contacto auxiliar (10H; 20H) está unido con el dispositivo de control y evaluación (SA) a través de un bucle de retrolectura separado (RK1, RK2) .

17. Sistema de control y evaluación según la reivindicación 16 anterior, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) está configurado y/o puede configurase para que los bucles de retrolectura (RK1, RK2) unidos por

separado con el dispositivo de control y evaluación sean acoplados uno con otro a la manera de una conexión en serie para realizar la evaluación.

18. Sistema de control y evaluación según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17 anteriores, en el que el dispositivo de control y evaluación (SA) puede ser habilitado desde el exterior para iniciar al menos un proceso de activación.