CN101203930B - 安全断开电力负载的安全开关装置 - Google Patents

Abstract

用于安全断开电子负载的安全开关装置，具有用于连接信号装置(20)的至少一个输入(38、40)。所述安全开关装置进一步具有评价和控制单元(82)以及至少一个开关元件(56，58)，该开关元件可由所述评价和控制单元(82)进行控制，从而中断通向所述负载的电源路径。所述评价和控制单元(82)被设计为，在已定义的时间场合进行功能测试，从而检查所述至少一个开关元件(56、58)的至少一个开关功能。根据本发明的一个方面，将用于连接所述信号装置(20)的所述至少一个输入(38、40)设计为用于提供操作所述至少一个开关元件(56、58)所要求的供电电压(42)的输入。

Description

安全断开电力负载的安全开关装置

技术领域

本发明涉及一种用于安全断开电力负载的安全开关装置，具体地，在自动设备中，包括至少一个连接信号装置的输入，包括评价和控制单元，以及包括至少一个开关元件，其由所述评价和控制单元进行控制，以中断到所述负载的电源路径，其中，所述评价和控制单元被设计为在定义的时间情景中执行功能测试，以检查所述至少一个开关元件的开关功能。

背景技术

例如，从DE 10325363A1可以知道这样的安全开关装置。

当需要例如防止技术装置或技术设备导致操作人员出现危险时，本发明的安全开关装置用于完全或部分关闭所述装置或所述设备。所述安全开关装置在用于连接诸如紧急关闭按键、防护门开关或挡光板等一个或多个信号装置的输入侧具有一个或多个端子。在输出侧，所述安全开关装置具有至少一个开关元件，其能够用来断开通向所述装置或所述设备的电源路径。所述评价和控制单元通常用于监控包含所述已连接的信号装置的整个安全电路，并且，如果合适，用于开始安全断开。

可以理解，随着各个安全需求变得越来越迫切，安全开关装置的技术复杂度增加。例如，即使当所述安全开关装置的输出侧的开关元件出现故障时，本发明的安全开关装置必须能够关闭所述装置和所述设备。在继电器的情况下，例如，将熔接触点，从而不再能打开所述继电器。晶体管将被损坏，从而导致短路，阻止通向负载的电源路径的断开。为了处理这些缺点，安全开关装置通常被设计为具有多通路冗余，从而，例如，在一个开关元件出现故障时，串联排列的冗余开关元件能够中断所述电源路径。然而，如果不能定期测试所述各个通路的适当操作，那么冗余措施本身不能确保绝对的故障安全。

开始时提到的DE 10325363A1公开了一种具有评价和控制单元(在那里称为信号处理部分)的安全开关装置，所述单元在操作期间进行有规则的断开测试，从而检查所述输出侧的开关元件是否仍然能够断开通向所述负载的电源路径。所述评价和控制单元被设置为具有双通路冗余，从而可以处理所述安全开关装置的信号处理部分中可能的故障。

DE 10011211A1公开了具有双通路冗余的安全开关装置的另一个例子。同样在这种情况下，评价和监控所述输入侧的信号装置并驱动所述开关元件的所述评价和控制单元，被设计为具有双通路冗余。

这两个已知的安全开关装置是符合欧洲标准EN 954-1的类别3甚至类别4要求或者根据ISO 13849-1或IEC 61508的可比安全要求的实施的典型例子。然而，所述已知的安全开关装置的主流冗余设计是复杂和昂贵的。

本发明的申请者在市场中在品牌名称PNOZ

X1下推出了紧急关闭开关设备，其在输出侧具有(相互串联的)冗余的继电器触点，从而中断通向负载的电源路径。然而，此外，所述PNOZX1是没有任何特殊诊断功能的单通路设备。无需其它措施，因此仅对于根据EN 954-1的安全类别2的应用批准所述PNOZ

X1。

发明内容

针对此背景，本发明的目的在于提供在开始时提到的类型的安全开关装置，通过它，至少可以符合欧洲标准EN 954-1的类别2的要求(或可比较的安全要求)，但是，可以以比符合这些要求的前述安全开关装置更低的成本以及更小的物理尺寸生产所述装置。

根据本发明的一个方面，通过开始提到的类型的安全开关装置实现本目的，其中，将至少一个用于连接所述信号装置的输入进一步设计为用于提供对所述至少一个开关元件进行操作所需要的供电电压的输入。

因此，所述新的安全开关装置的特征在于用于连接所述信号装置的输入也是用于提供操作所述至少一个开关元件所需要的供电电压的输入。因此，以这样的方式将信号装置连接到所述新的安全开关装置，从而使得当操作所述信号装置时，用于所述至少一个开关元件的供电电压也被自动中断。对于具有一个或多个断开触点的信号装置，可以很容易地实施此操作，其中所述断开触点在操作信号装置时打开。然而，本发明不限于此，例如，也可以为产生与电势相关的输出信号的信号装置实施本发明。

在所述新的安全开关装置的情况下，在相同时间和相同的路径上传送用于操作所述至少一个开关元件的信息(来自信号装置的消息信号)和电力。用于所述至少一个开关元件的供电电压的缺乏与安全要求所发生的信息相同。与此相反，在一些符合相对严格的安全类别的常规安全开关装置中的用于输出侧的开关元件的供电电压与用于所述输出侧的开关元件的供电电压分开运送。由于在这种情况下相互分开运送所述信息(来自信号装置的消息信号)和电力，需要相对复杂的评价和控制单元，一旦出现相应信息(来自信号装置的消息信号)，其就能确保中断通向所述负载的电源路径。由于评价所述消息信号是安全关键任务，通常利用多通路冗余设计用于所述已知的安全开关装置的评价和控制单元。对于所述新的安全开关装置，不需要这样的复杂性，从而可以显著地更成本效率地进行生产。

另一方面，所述新的安全开关装置具有这样的评价和控制单元，其被设计为执行功能测试，从而监控所述至少一个开关元件的开关功能。于是，所述新的安全开关装置不同于诸如上述的PNOZ

X1的简单设备。然而，由于所述新的评价和控制单元不再为从所述信号装置向所述输出侧的开关元件发送信息承担自身的责任，所述评价和控制单元可以仅具有一个通路，从而其被设计为相对成本效率。

总之，由于提供了所述开关元件的冗余断开和已定义的功能测试，所述新的安全开关装置至少符合欧洲标准EN 954-1的类别3的要求(或者可比较的安全要求)。另一方面，负责执行所述功能测试的用于新的安全开关装置的评价和控制单元，相比现有技术中的安全开关装置的情况，可以显著更简单地并且显著更成本效率地被进行生产。

因此，完全实现了上述目的。

在一种优选例中，将所述至少一个输入设计为提供所述评价和控制单元的操作所需要的供电电压。

大体上，经由另一个(进一步)输入为所述评价和控制单元提供所述供电电压是可行的。这可以使得即使当信号装置发出安全要求的信号时，所述评价和控制单元能够保持操作，从而，根据本发明，中断了所述至少一个开关元件的供电电压。然而，可以更容易地产生所述优选实施例。这样也可以得到具有少量连接端子的实施，从而，例如，可以减小所述新的安全开关装置的外壳宽度。此外，此优选例意味着在各个安全要求之后必须重新初始化所述评价和控制单元，并且，这有助于对所述评价和控制单元进行自检测。

在进一步优选例中，所述安全开关装置包括去耦网络，其被设计为将用于所述至少一个开关元件的供电电压和用于所述评价和控制单元的供电电压相互去耦。

此优选例避免了来自所述评价和控制单元上的负载电路的反作用。结果，针对来自外界的干扰影响和由它们导致的故障，可以更好地保护所述评价和控制单元。

在进一步优选例中，所述去耦网络包括第一延迟元件，从而使得用于所述至少一个开关元件的供电电压相对于用于所述评价和控制单元的供电电压有延迟。

在此优选例中，用于所述至少一个开关元件的供电电压和用于所述评价和控制单元的供电电压不仅在所述电路中相互去耦，而且在时间上也相互分开。由于作为此优选例的结果，所述评价和控制单元比所述至少一个开关元件“更早地”接收到它的供电电压，这样确保了所述评价和控制单元能够在其驱动所述至少一个开关元件之前完成内部自检测。这样更好地防止了错误地启用通向所述负载的电源路径。

在进一步优选例中，所述安全开关装置包括复位电路，其被设计为一旦所述供电电压返回，则将所述评价和控制单元复位为已定义的开始状态。

此优选例使得可以利用(单通路)微控制器、微处理器等更容易地生产所述评价和控制单元。一旦电压返回就强制进行复位，确保所述评价和控制单元总是从同一个已定义的开始位置启动。这样确保了在关闭通向所述负载的电源路径之前的各个场合，所述评价和控制单元可以通过其自检测完整地运行。结果，可以将所述评价和控制单元容易地设计为单通路设备。

在进一步优选例中，所述评价和控制单元是单通路评价和控制单元。

此优选例受益于上述功能，并使得尤其成本效率地实施所述新的安全开关装置。

在进一步优选例中，所述评价和控制单元包括微控制器，其被设计为在已定义的时间情景，具体地，在关闭通向所述负载的所述电源路径之前，执行所述功能测试。

此处使用的术语“微控制器”与至少能由制造商定义功能范围的类似组件同义。因此，其不限于狭义的微控制器，而是覆盖了，例如，具有或者不具有外部存储器或者其它可编程组件的微处理器。此优选例使得可以简单且成本效率地实施所述新的安全开关装置。例如，这样可以成本效率地生产安全开关装置，其用于不同类型的信号装置以及/或者与不同类型的开关元件结合使用。

在进一步优选例中，所述安全开关装置包括第二延迟元件，其被设计为对于从所述供电电压的应用所测量的已定义时间间隔阻挡在所述评价和控制单元和所述至少一个开关元件之间的连接。

即使当单通路评价和控制单元驱动所述至少一个开关元件时，此优选例也有助于防止通向负载的所述电源路径的过早和/或故障关闭。结合上述优选例，当启动负载时此结果更好。

在进一步优选例中，所述新的安全开关装置包括相互串联排列的至少两个开关元件，从而，基于冗余，中断通向所述负载的电源路径，并且所述评价和控制单元被设计为，为所述至少两个开关元件中的第一个产生第一动态控制信号，并为所述至少两个开关元件中的第二个产生第二(特别地)静态控制信号。

本发明的优选例在所述负载电路中使用冗余开关元件，使得即使在开关过程期间所述开关元件之一出现故障时，也能够断开所述负载。此外，然而，可以以相互不同的方式驱动所述至少两个冗余开关元件，也即是说，两个控制信号相互不同。从而所述新的安全开关装置不太可能出现故障。特别优选地，控制信号之一是动态信号，而另一个控制信号则是静态信号。这是因为通过微控制器或其它可比的组件可以非常容易地产生这两种类型的控制信号，在这种情况下，由于所述控制信号的不同性质，极难出现同时错误控制所述冗余开关元件的情况。

在进一步优选例中，所述至少一个开关元件是具有至少两个相互替代的开关路径的转换开关，其中，第一开关路径位于通向所述负载的电源路径，而第二开关路径通向监控单元。

此优选例本身代表了对现有技术的安全开关装置的发明性改进，尤其在于，其使得可以成本效率地生产所述新的安全开关装置，具体地，输出与固定电势无关。原因在于，使用转换开关使得可以使用“简单的”转换继电器，而不是具有正导向的断续触点的更昂贵、更大的继电器。因此，此优选例可以得到非常成本效率的、并且物理体积很小的安全开关装置，通过此装置可以符合欧洲标准EN 954-1的至少类别3或者可比的安全级别。

勿须赘言，上述的特征以及以下文本中将进行解释的特征不仅可用于所述各个组合，而且，无需脱离本发明的范围，也可用于其它组合或本身进行单独使用。

附图说明

在以下描述中将详细解释本发明的示例性实施例，并在附图中进行阐明，其中：

图1示出了基于自动化进行操作的设备例子的自动机，其具有所述新的安全开关装置；

图2示出了所述新的安全开关装置的第一示例性实施例的示意图；以及

图3示出了一些时序图，用来解释所述新的安全开关装置的一种示例性实施例的操作方法。

具体实施方式

在图1中，用参考数字10表示所述设备，其基于自动化进行操作，并且，在其中使用了所述新的安全开关装置。

在这种情况下，设备10包括自动机12，由具有防护门14的防护栏保护其工作区域。由防护门传感器16检测防护门14的开关位置。所述防护门传感器包括第一部分16a，其连接到防护门14的移动部分，以及第二部分16b，其在防护门14的静态框架上。在一个示例性实施例中，第一部分16a包括应答器，仅当防护门关闭时，其可由第二部分16b(读取器)进行识别和评价。然而，本发明不限于此类型的防护门传感器，此外，也不限于作为信号装置的防护门传感器。利用诸如紧急关闭按键、转速传感器、挡光板等其它信号装置，也可以一样好地使用本发明。

参考数字18表示根据本发明的安全开关装置。当防护门14打开时，使用此安全开关装置关闭自动机12。

此处示出的设备10具有紧急关闭按键20作为另一个信号装置。由根据本发明的另一个安全开关装置22评价紧急关闭按键20。所阐明的示例性实施例中的安全开关装置18和22各自具有与固定电势无关的输出(将在后文中参考图2对此进行详细解释)，其相互串联，从而形成AND逻辑操作。

两个接触器24、26排列在所述逻辑链的一端，在这种情况下，其处于安全开关装置22的输出侧，并且它们使得触点在通向自动机12的电源路径28中再一次相互串联。两个接触器24、26的触点是闭合触点，也即是说，仅当比接触器24、26的吸合或吸持电压(pull-in or holding voltage)更高的工作电压激励接触器24、26的输入电路时，它们闭合。例如，工作电压30是24伏特，并且，在此示例性实施例中，经由安全开关装置18和22的串联输出触点通至接触器24、26。当防护门14打开并且/或者操作紧急关闭按键20时，安全开关装置18、22中断所述电流通路，其中，经由所述电流通路将接触器24、26的输入电路连接到工作电压30。于是，接触器24、26启动，而自动机12关闭。接触器24、26和(间接地)自动机12就是本发明中的负载。

勿须赘言，此处阐明的设备10是简化形式。具体地，此处仅阐明了两个简单的安全电路，其用来关闭自动机12。实际上，通常存在进一步的安全电路。例如，接触器24、26通常也具有正开启的断开触点，其被反馈到安全开关装置18、22中的至少一个，从而防止当接触器24、26中的一个已被熔接时启动自动机12。此外，通常提供操作控制系统(在此未示出)，其控制自动机12的正常操作过程。

图2示出了安全开关装置22的进一步细节。原则上可以以相同的方式设计安全开关装置18，或者其也可以具有双通路评价和控制单元，以及常规类型的输出。

在紧凑设备外壳36中以就其本身而言已知的方式排列安全开关装置22的组件。外壳36具有例如螺丝接线端或弹簧接线端形式的端子。参考数字38、40表示两个连接，在这种情况下，使用它们连接紧急关闭按键20，并向安全开关装置22提供供电电压42。在这种情况下，将供电电压42阐明为DC电压，并经由紧急关闭按键20的各个断开触点连接到连接点38、40。可选地，电压42原则上也可以是AC电压。

参考数字46、48表示两个进一步的连接端子，包括启动按键50和两个断开触点52、54的串联电路连接到所述两个连接端子。断开触点52属于图1所示的接触器24，并且正导向到接触器24的闭合触点。断开触点54以同样的方式正导向到接触器26的闭合触点。

此处阐明的安全开关装置22具有全部四个开关元件56、56′、58、58′。开关元件56、58和56′、58′分别相互串联，并形成两个电源路径，经由所述通路驱动两个接触器24、26。简洁起见，仅部分地阐明具有开关元件56′、58′的第二电源路径，具体地，没有与开关元件56′、58′的驱动有关的细节。然而，以与驱动开关元件56、58相同的方式驱动开关元件56′、58′。因此，除非相反说明，以下的解释也适用于开关元件56′、58′。

在这种情况下，开关元件56、58是转换开关的形式。各个开关元件56、58具有三个连接点60、62、64，在这种情况下，简明起见，仅为开关元件56标出。三个连接点60、62、64形成两个相互替代的开关路径。第一开关路径66在连接点62和64之间延伸(图2中用虚线表示)。第二个替代的开关路径68从连接点60延伸到连接点64(用实线表示)。因此，连接点64形成替代的开关路径66、68的公共根节点。在任意一个时间，在各个情况下，开关路径66、68中仅有一个被关闭。另一个则打开。

本发明一个示例性实施例中的转换开关56、58是各自具有一个触点的转换继电器，其中，所述触点在连接点60、62之间切换。在进一步示例性实施例中，然而，所述转换开关也可以是半导体开关元件的形式，或者至少通过半导体开关元件实现。

开关元件56的连接点62连接到安全开关装置22的外壳36上的一个端子70。开关元件58的连接点66以同样的方式连接到安全开关装置22的外部端子72。两个开关元件56、58的根节点64相互串联。因此，两个开关元件56、58的第一开关路径66在安全开关装置22的连接点70、72之间提供了电源路径，作为开关元件56、58的开关位置的功能，此通路可以被关闭或中断。同样，开关元件56′、58′表示在安全开关装置22的连接端子74、76之间的第二电源路径。在图1所示的应用中，向连接点70、74提供工作电压30，可以与此处描述的方式相同，其被通至安全开关装置18。

所有四个开关元件56、56′、58、58′的第二开关路径68在此示例性实施例中相互串联，并且该串联电路连接到监控单元，在图2中用参考数字78指示所述监控单元。监控单元78具有两个通路，如图2中示意性指明。然而，也可以利用单通路实现监控单元78。监控单元78的目标在于将测试信号80馈送到由开关元件56、58、56′、58′的第二开关路径68形成的串联电路。如果监控单元78能够经由开关路径读回测试信号80，则意味着所有开关元件都在图2所示的开关位置。因而，中断通向接触器24、26的电源路径。

监控单元78连接到微控制器82，微控制器82表示本发明的评价和控制单元。根据一个优选示例性实施例，仅提供一个微控制器82，尽管本发明不限于此。微控制器82被设计为设置开关元件56、58、56′、58′的开关位置。此外，其以下文所述的方式执行功能测试，从而检查开关元件56、58、56′、58′的开关操作。

为了进行开关，开关元件56、58需要供电电压，该电压被施加于线路84或电容器86。在这种情况下，在84、86的供电电压主要对应于施加于安全开关装置22的端子38、40的供电电压42。经由开关元件56、58的输入电路并经由各个晶体管90、92传送线路84上的电压。晶体管90、92使得微控制器82关闭或中断各个开关元件56、58的激励电路。当所述激励电路关闭且向电容器86或线路84提供比开关元件56、58的吸合电压更高的供电电压时，转换开关被转接到第一开关路径66。如果线路84上没有供电电压(或者这种情况下所述电压低于开关元件的吸持电压)或者微控制器82通过晶体管90、92中断所述激励电路，开关元件回到它们的缺省开关位置，在其中，第二开关路径68关闭。然后，中断通向接触器24、26的电源路径。

参考数字88表示电压和复位电路，在该电路这种情况下包括调压器(未分别示出)，其使用一般的供电电压42产生用于微控制器82的单独的供电电压。另外，所述电压和复位电路88确保一旦所述电压在端子38、40返回(复位功能)，微控制器82就以已定义的方式启动。在一个示例性实施例中，所述电压和复位电路也包含脉冲生成器(未分别示出)，其连接到微控制器82的复位输入。从而，从作用于安全开关装置22的输入的供电电压42得到用于微控制器82和用于开关元件56、58的供电电压。提供去耦网络94，从而对所述两个内部隔离的供电电压去耦，并且在本示例性实施例中，去耦网络94包含二极管以及与电容器86一起形成RC元件的电阻器95。电阻器95控制对电容器86进行完全充电的充电时间。RC元件包括电阻器95和电容器86，从而形成延迟元件，其确保仅在从供电电压42对端子38、40的施加测量的特定延迟之后，用于开关元件56、58的供电电压才到达。

参考数字96表示所谓的监视器(看门狗)，其包含第二延迟元件。使用监视器96一方面以就其本身而言已知的方式监控微控制器82的操作。为此，监视器96等待有规律的复发脉冲(recurring pulse)，这必须从微控制器82提供。此外，监视器96连接到多个AND门98，通过它能够抑制将所述控制信号从微控制器82发送到晶体管90、92。

在此示例性实施例中，不一样地驱动开关元件56、58，即是说，通过相互不同的控制信号驱动它们。在这种情况下，通过微控制器82在输出100处产生的动态控制信号(已定义的脉冲序列)驱动开关元件56(以及开关元件56′)。经由AND门和电容器102将控制信号100传送到晶体管90。仅当微控制器82在输出100以预想的频率和预想的幅度产生脉冲序列并且监控器96将此脉冲序列发送到电容器102时，晶体管90被开关为开。

相反，由微控制器82通过静态信号104驱动开关元件58、58′。可选地，也可以利用动态信号驱动各个开关元件56、58或利用静态信号驱动各个开关元件56、58，在这种情况下，优选地，通常控制信号100、104相互不同。

在根据IEC 62061的转换开关56、58的故障分析中，需要考虑以下故障：

1.尽管所述输入电路是去激励的(未被驱动)，转换开关56、58保持在受激励的(第一)开关位置66。

2.不论所述输入电路的激励怎样，转换开关56、58不改变到第一开关位置66，而是保持在第二缺省开关位置68。

3.所有连接点60、62、64之间存在短路。

可以在关闭通向所述负载的电源路径之前，利用监控单元78与微控制器82一起测试转换开关56、58的开关操作来处理所述故障。为此，监控单元78产生测试信号80，并将其馈送给包括第二开关路径68的串联电路。如果所有连接的转换开关都处于它们的去激励的缺省状态，则监控单元78必须能够读回测试信号80。在下一步中，例如，微控制器82开关转换开关56。现在，如果没有任何故障并且连接点60、62、64之间没出现短路，所述转换开关就进行了开关，则不必再读回测试信号80。一旦通过了此测试，所述监控单元连续地检查其它转换开关。如果在某种测试情况下可以读回测试信号80，则已经出现了上述故障之一。监控单元78适当地通知微控制器82，防止关闭通向接触器24、26的电源路径。相反，如果所有转换开关都通过了所述测试，则可以关闭通向接触器24、26的电源路径。如果这种情况下某个转换开关没有转接到第一开关路径66，则不能接入已连接的负载。因此，无论(未测试的)故障如何，都可以确保安全状态。

在图3的时序图中再一次图形化阐明了所述操作方法。顶部的时间曲线110示出了，无论当整个设备被切换为开启还是关闭紧急关闭按键20时，将供电电压42施加于安全开关装置22。假设在时刻t₁操作紧急关闭按键20，从而将供电电压42从安全开关装置22断开。

第二时间曲线112示出了用于微控制器82的供电电压，其通过电压和复位电路88产生。在将所述供电电压施加于微控制器82之后(或复位之后)的第一时间间隔114期间，微控制器82执行内部功能测试，这可从安全开关装置中微控制器的操作得知。

第三时间曲线116示出了在开关元件56、58的激励电路的供电电压的曲线。在这种情况下，因为RC延迟元件95、86的时间响应，最开始提供的电压更慢地增加。选择所述组件，使得直到微控制器82完成其内部自检，才将所述供电电压全部作用于开关元件56、58。

第四时间曲线118示出了在监控器96的输出信号。使用此信号将微控制器82的输出100、104连接到晶体管90、92从而到开关元件56、58。因此，在时刻t₂之前，微控制器82不能驱动开关元件56、58。

第五个曲线示出了测试信号80，监控单元78将其馈送到包含了第二开关路径68的电路。

然后，在接下来的两个图中示出了用于开关元件56、58的控制信号100和104。首先，分别为时间间隔120或122启动控制信号，其中，时间间隔120、122相互存在偏移。另外，在时间间隔120、122中，控制信号与测试信号80同时出现。如果在时间间隔120、122期间，不能再由监控单元78读回测试信号80，如图3中示意性指出，则相应开关元件56、58的开关成功。在成功完成所述测试之后，微控制器82能够将开关元件56、58切换到它们的第一开关位置66，并且能够以此方式关闭通向接触器24、26的电源路径(时刻t₃)。

最后，底部的图示出了接触器24、26的输入电路上的工作电压30的曲线124。在时刻t₃之后接触器24、26能够吸合，而自动机12开始工作。如果紧急关闭按键20在时刻t₁被操作，则用于开关元件56、58的供电电压消失(在电容器86的放电时间之后，此处忽略)。此外，用于开关元件56、58的控制信号100、104消失。这两个事件都导致通向接触器24、26的电源路径被中断。

在进一步的示例性实施例中，能够将监控单元78的功能性至少部分地集成在微控制器82中。例如，优选地，可以经由光耦合器、电容耦合或者电感耦合将来自微控制器82的测试信号80注入到第二开关路径的监控电路中。例如，此处标示为监控单元78的部分可以包括光耦合器或变压器。

此外，本发明的示例性实施例可包括转换开关56、58，其各自具有多个并联的开关触点。在这种情况下，可以并联用于监控单元78的读回路径。

此外，转换开关56、58可以各自具有专用的监控单元78，其为各个转换开关产生特定的测试信号。然后，大量监控单元连接到微控制器82，从而向微控制器82通知所述功能测试的结果。此外，转换开关56、58的第二开关路径可以相互串联，而转换开关56′、58′的第二开关路径形成第二串行电路，其与包括转换开关56、58的串联电路分开形成。

最后，还可以利用在安全开关装置22的输出的“常规”开关元件实现本发明，如DE 10011211A1中所述，这与是否存在正导向的继电器或半导体开关元件无关。

Claims (12)

1.一种用于安全断开电力负载(24、26)的安全开关装置，具体地，其在自动设备(10)中，该装置包括至少一个用于连接信号装置(16；20)的输入(38、40)，包括评价和控制单元(82)，并且包括至少一个开关元件(56、58)，该元件由所述评价和控制单元(82)控制，以中断通向所述负载(24、26)的电源路径，其中，所述评价和控制单元(82)被设计为在已定义的时间场合中进行功能测试(120、122)，以检查所述至少一个开关元件(56、58)的开关功能，其特征在于，用于连接所述信号装置(16；20)的所述至少一个输入(38，40)被进一步设计为用来提供操作所述至少一个开关元件(56、58)所要求的供电电压(42)的输入。

2.根据权利要求1所述的安全开关装置，其特征在于，所述至少一个输入(38、40)被进一步设计为提供操作所述评价和控制单元(82)所要求的供电电压(42)。

3.根据权利要求2所述的安全开关装置，其特征在于，去耦网络(94)，其被设计为将用于所述至少一个开关元件(56、58)的供电电压(42)和用于所述评价和控制单元(82)的供电电压相互去耦。

4.根据权利要求3所述的安全开关装置，其特征在于，所述去耦网络(94)包括第一延迟元件(86、95)，从而相对于用于所述评价和控制单元(82)的供电电压延迟用于所述至少一个开关元件(56、58)的供电电压(42)。

5.根据权利要求1-4之一所述的安全开关装置，其特征在于，复位电路(88)，其被设计为每当所述供电电压(42)返回时，将所述评价和控制单元(82)复位为已定义的开始状态。

6.根据权利要求1-5之一所述的安全开关装置，其特征在于，所述评价和控制单元(82)是单通路评价和控制单元。

7.根据权利要求1-4之一所述的安全开关装置，其特征在于，所述评价和控制单元(82)包括微控制器，该微控制器被设计为在所述已定义的时间场合进行所述功能测试(120、122)。

8.根据权利要求7的安全开关装置，其特征在于，所述微控制器被设计为在关闭通向所述负载(24、26)的所述电源路径之前进行所述功能测试(120、122)。

9.根据权利要求1-4之一所述的安全开关装置，其特征在于，第二延迟元件(96)，其被设计为：对于从所述供电电压(42)的施加所测量的已定义时间间隔，阻挡在所述评价和控制单元(82)和所述至少一个开关元件(56、58)之间的连接。

10.根据权利要求1-4之一所述的安全开关装置，其特征在于，相互串联排列的至少两个开关元件(56、58)，从而在冗余的基础上中断通向所述负载(24、26)的电源路径，并且所述评价和控制单元(82)被设计为，为所述至少两个开关元件中的第一个(56)产生第一动态控制信号(100)，并为所述至少两个开关元件中的第二个(58)产生第二控制信号(104)。

11.根据权利要求10的安全开关装置，其特征在于，所述第二控制信号(104)为静态信号。

12.根据权利要求1-4之一所述的安全开关装置，其特征在于，所述至少一个开关元件(56、58)是具有至少两个相互替代的开关路径(66、68)的转换开关，其中，第一开关路径(66)位于通向所述负载(24、26)的电源路径，而第二开关路径(68)通向监控单元(78)。

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