[发明专利]用于执行安全功能的设备和方法

说明书

本公开内容涉及用于执行安全功能特别是用于监视技术设施的安全区域的设备(10)和方法。设备(10)包括：成像单元(12)，其用于检测在限定的工作区域(24)内触发安全功能的事件；控制器(14)，其用于基于触发事件执行安全相关反应；以及测试单元(16)，其用于检查成像单元(12)的可操作性，该测试单元(16)包括处理单元(18)和投影单元(20)。投影单元(20)被配置成将具有限定的特性的图案(28)投影至工作区域(24)中，并且处理单元(18)被布置成对由成像单元(12)获取的图像数据进行评估、检测所投影的图案(28)以及提取所检测到的投影图案的特定特性。此外，处理单元(18)将所检测到的投影图案的特定特性与所限定的特性进行比较。

技术领域

本发明涉及用于执行安全功能特别是用于监视技术设施的安全区域的设备和方法。

背景技术

在本公开内容的意义上，安全功能是将由机器引起的风险降低至可接受水平的机器的安全相关控制功能。对于欧洲，术语安全功能例如在DIN EN ISO 13849-1标准和DINEN ISO 12100标准中进行了定义。

执行安全功能的设备根据如在自动化技术中常见的输入处理输出原理进行操作，其中，除了正常的控制活动之外，还必须在所有处理步骤中保证错误安全。输入包括通过合适的传感器进行的限定的工作区域内的状态的获取。处理包括：所检测的状态的链接，所检测的状态是否包括触发安全功能的事件的评估，以及如果已经检测到这样的事件的情况下所进行的安全相关反应的致动。输出包括控制要监视的设施或处理的控制元素以及安全相关反应的执行以在检测到触发安全功能的事件时将设施或处理转移到安全状态。

使用成像传感器作为用于输入的传感器已经成为焦点。这些允许最大可能的灵活性和适应性。成像传感器可以在不同的场景中使用，因此覆盖了广泛的应用范围。然而，当使用成像传感器使它们具有足够的故障安全以使得它们适合作为用于安全功能的输入时，是存在问题的。已经示出，尽管许多标准相机系统(2D和3D)通常适合于工业用途作为成像传感器，但是它们本身没有足够的故障安全以用于安全关键型应用。从现今的角度来看，满足相关安全标准的要求的安全相机系统的实现是困难且复杂的。DE 10 245 720A1公开了安全相机系统的示例。

发明内容

因此，本发明的目的是指定一种使得能够使用成像传感器以较简单且不太复杂的方式来执行安全功能的设备。特别地，目的是指定用于可以使用标准部件来执行安全功能的设备。

根据本发明的一个方面，该目的通过用于执行安全功能特别是用于监视技术设施的安全区域的设备来解决，该设备包括：成像单元，其用于检测在限定的工作区域内触发安全功能的事件；控制器，其用于基于触发事件执行安全相关反应；以及测试单元，其用于验证成像单元的可操作性，该测试单元包括处理单元和投影单元。投影单元被配置成将具有限定的特性的图案投影至工作区域中，并且处理单元被配置成对由成像单元获取的图像数据进行评估、检测所投影的图案以及提取所检测到的投影图案的特定特性。处理单元还被配置成将所检测到的投影图案的特定特性与所限定的特性进行比较。

根据本发明的另一方面，该目的通过用于执行安全功能特别是用于监视技术设施的安全区域的方法来解决。该方法包括：

-提供成像单元用于获取在限定的工作区域内触发安全功能的事件，

-提供控制器用于基于触发事件执行安全相关反应，以及

-提供包括处理单元和投影单元的测试单元用于验证成像单元的可操作性，

其中，投影单元将具有限定的特性的图案投影至工作区域中，其中，处理单元对由成像单元获取的图像数据进行评估、检测所投影的图案以及提取所检测到的投影图案的特定特性，并且其中，处理单元和/或控制器将所检测到的投影图案的特定特性与所限定的特性进行比较。