在当今的自动化工业中，整个系统由至少一个安全控制装置自主地控制，使得机器执行分配给它的任务，并且在必要时与另一机器进行交互。在这种情况下，尽管自动化程度高，但整个系统必须具有足够的安全级别来防止人员可能受伤，因此必须满足例如EN ISO 13849标准的规范。
为了满足高的安全规范，借助传感器来监控例如机器的环境、机器的位置和/或移动，其中在未指定的运行状态下，安全控制装置对断开机器的至少一个安全继电器单元进行操作。
原则上，安全继电器单元是已知的并具有输入端子和输出端子。安全继电器单元在输入端子处获得输入信号，其中该输入信号由至少一个连接的信号发射器提供，并且输出信号经由输出端子被传送到至少一台机器，其中输出信号由安全继电器单元的控制单元根据输入信号来产生。
另外，安全继电器单元还具有至少一个控制绕组，该控制绕组闭合或打开例如常开触点(Schlieβer)或常闭触点形式的开关，使得可借助开关接通或断开机器的供电。在这种情况下，在对安全继电器单元进行操作时向控制绕组提供电压，以便该控制绕组建立激活开关闭合或打开并从而激活继电器触点的磁场。
在需要其它的输出端子的情况下，例如为了连接其它机器以扩展整个系统，可以通过相应的输出端子和继电器将至少一个扩展继电器单元连接到安全继电器单元上。安全继电器单元和扩展继电器单元彼此电连接。通过这种方式，可以将多个扩展继电器单元连接到安全继电器单元上，其中扩展继电器单元的常闭触点彼此串联连接。
为了达到给定的安全级别，安全继电器单元的控制单元对整个系统的布线进行检查，特别是对所有连接的开关的短路或“固定(stuck at)”的故障进行检查。这就是说，在良好的运行准备特别是开启故障方面对强制引导式继电器进行监控。在此，扩展继电器单元的强制引导式继电器的常闭触点借助监控信号由安全继电器单元来监控，使得安全继电器单元可以根据监控信号和反馈的监控信号或返回信号之间的比较来确定继电器触点的无故障功能或布线中的短路。
对继电器进行监控的已知类型的布线具有的缺点是，扩展继电器单元的继电器彼此的布线由于整个系统的扩展而非常昂贵。
此外，在监测电路出现连接错误时，可能会导致监控信号提前返回，使得下游的继电器在监控时没有被顾及。换句话说，安全继电器单元的控制单元错误地检测了继电器的良好的运行准备，尽管监控信号在扩展继电器单元的最后一个继电器之前就返回了并且后面的扩展继电器单元的其它继电器未被检查。
因此，本发明的任务在于，提供用于安全控制至少一台机器的模块化安全继电器电路，通过该安全继电器电路可以以极少的布线成本进行安全地监控。
根据本发明，该任务通过用于安全控制至少一台机器的模块化安全继电器电路来解决，该安全继电器电路具有安全继电器单元和至少一个扩展继电器单元，该安全继电器单元具有用于安全地接通和断开机器的至少一个强制引导式继电器并根据输入信号生成输出信号，其中输入信号由至少一个连接的信号发射器提供并且输出信号被传送到至少一台机器，该至少一个扩展继电器单元用于提供附加的输出端子，使得可连接附加的机器，其中扩展继电器单元各自具有用于安全地接通和断开机器的至少另一个强制引导式继电器，借助监控信号由安全继电器单元来监控扩展继电器单元的故障，并且最后一个串联连接的扩展继电器单元具有盖，该盖具有带有定义的电阻值的至少一个电气元件并将对应于定义的电阻值的返回信号的反馈提供到安全继电器单元。
根据优选的实施例，安全继电器单元包括控制单元，该控制单元检测对应于定义的电阻值的返回信号并对其进行评估。在这种情况下，控制单元根据检测到的返回信号与对应于定义的电阻值的返回信号的偏差来识别模块化的安全继电器电路的布线错误，特别是电缆断裂、继电器的工作触点的焊接等等。也就是说，得到的优点在于，安全继电器单元的控制单元可以根据检测到的返回信号和对应于定义的电阻值的返回信号之间的偏差安全地排除不监控根据上述布线错误连接的扩展继电器单元。
此外，根据优选的实施例，电气元件包括电阻器、电容器或二者的组合。由此，可简单且划算地实现具有定义的电阻值的盖。
根据另一优选的实施例，该盖将连接的扩展继电器单元电气地和机械地闭合。由此，根据本发明的盖具有的优点是，可以以最简单的方式反馈监控信号。特别地，可以实现模块化安全继电器电路的闭合的非常简单的结构上的构造。
根据另一优选的实施例，每个扩展继电器单元在返回信号的反馈通道上具有电吸收器(elektrische Senke)，该电吸收器各自具有定义的电阻值。特别地，相应吸收器的定义的电阻值对于安全继电器单元的控制单元是已知的。有利地，根据反馈通道上的电阻值的和可通过安全继电器单元的控制单元确定连接的扩展模块的数量。由此，得到的优点在于，安全继电器单元的连接的扩展继电器单元的确切数量总是基于电阻值准确存在。
根据另一优选的实施例，每个扩展继电器单元具有带有电气端子的单独的壳体，这些电气端子被设置在壳体的两个侧壁上。由此，得到的优点在于，扩展继电器单元可以简单地通过即插即用的方式被插到安全继电器单元上，并且通过盖简单地建立用于监控回路的反馈，并保障了安全的故障确定。
附图说明
以下将根据实施例并参考附图也对本发明其它的优点和特征进行阐述。图中显示：
图1是自动化系统中的根据本发明的模块化安全继电器电路的示意图；以及
图2是根据本发明的模块化安全继电器电路的详细示意图。
图1示意性地示出了自动化系统，该自动化系统由根据本发明的模块化安全继电器电路10和被安全继电器电路10控制的两台机器构成。安全继电器电路10接通或断开负载电路，该负载电路向例如作为机械手臂R和冲压机S示出的机器提供能源。
安全继电器电路10包括安全继电器单元11和五个扩展继电器单元12a、12b、12c、12d和12e(在示出的实施例中)，其中在安全继电器单元11的输入端子11-I上连接了两个照相机K和光栅LG形式的信号发射器。照相机K和光栅LG被用于确保连接到安全继电器电路10上的机械手臂R的工作环境，其中机械手臂R连接在安全继电器单元11的输出端子11-O上。
为了可以向安全继电器单元11提供另外需要的输出端子以用于连接附加的机器(例如，冲压机S)，在安全继电器单元11上连接了另外五个扩展继电器单元12a-12e，其中冲压机S连接在第五扩展继电器12e的输出端子上。
在此，每个扩展继电器单元12a-12e具有带有电气端子的单独的壳体，这些电气端子被设置在壳体的两个侧壁上，使得扩展继电器单元12a-12e可以简单地在侧面上彼此紧靠地插上并且可以被插到安全继电器单元11上。由此，安全继电器单元11和扩展继电器单元12a-12e彼此电连接，使得借助监控信号14由安全继电器单元11来监控扩展继电器单元12a-12e的故障。
根据本发明，串联连接的最后一个扩展继电器单元12e具有盖A，该盖将监控信号或返回信号14a反馈到安全继电器单元11，并且具有带有定义的电阻值的至少一个电气元件15。由此，建立了从安全继电器单元11经由所有扩展继电器单元12a-12e到盖A并且返回到安全继电器单元11的监控回路，其中返回信号14a根据电气元件15的定义的电阻值形成。
在图2中，示出了根据本发明的模块化安全继电器电路10的安全继电器单元11和示例性的扩展继电器单元12a和12e的示意图。
安全继电器单元11具有输入端子11-I和输出端子11-O。在输入端子11-I上连接相机K和光栅LG作为信号发射器，它们向安全继电器单元11的控制单元CPU提供输入信号。安全继电器单元11具有至少一个强制引导式继电器，其中该继电器用于在发生故障时中断通向机械手臂R的负载电路，使得可以断开机械手臂R。在这种情况下，安全继电器单元11的控制单元CPU根据信号发射器的输入信号生成输出信号，并将输出信号传送到继电器或机械手臂R。
在所示实施例中，安全继电器单元11的强制引导式继电器包括两个常闭触点11a和11a1以及两个常开触点11b，其中常开触点11b在发生故障时中断通向机械手臂R的负载电路。常闭触点11a和11a1用于监控常开触点11b的良好的运行准备，特别是常开触点11b的开启故障，并且在监控回路中串联电连接。
在安全继电器单元11上电连接了扩展继电器单元12a-12e，以向安全继电器单元11提供更多的输出端子12a-O至12e-O，其中例如在扩展继电器单元12e的输出端子12e-O上连接了受安全继电器单元11控制的冲压机S。安全继电器单元11经由线路L1向所有扩展继电器单元12a和12e提供电压。
每个扩展继电器单元12a-12e各自具有带有常闭触点13a至13e以及常开触点17a至17e的至少一个强制引导式继电器，其中仅示出了扩展继电器单元12a和12e的常闭触点13a和13e以及常开触点17a和17e。扩展继电器单元12a和12e的常开触点17a和17e接通或断开连接在扩展继电器单元12a和12e的输出端子12a-O和12e-O上的机器——在扩展继电器单元12e的情况下为冲压机S。
在串联连接的最后一个扩展继电器单元12e上插上了根据本发明的盖A，该盖电动地和机械地闭合了模块化安全继电器电路10。在此，盖A包括至少一个电气元件15，该电气元件具有定义的电阻值，该定义的电阻值由安全继电器单元11的控制单元CPU明显区别于短路。电气元件15可以包括电阻器、电容器或二者的组合。
借助盖A的电气元件15提供了从安全继电器单元11经由扩展继电器单元12a和12e至盖A并返回到安全继电器单元11的至少一个监控回路。监控回路由安全继电器单元11的控制单元CPU、线路L1，盖A的电气元件15以及扩展继电器单元12e和12a的常闭触点13a至13e构成，使得为模块化的安全继电器电路10提供第一监控通道K1。
这就是说，安全继电器单元11的控制单元CPU经由线路L1发送监控信号14(例如，24V电压的形式)，经由监控通道K1的返回信号14a被反馈，特别是以电气元件15的电阻值形式与盖A的电气元件15以及扩展继电器单元12e和12a的常闭触点13a至13e对应的反馈信号14a被反馈。
在监控模块化的安全继电器电路10的运行准备时，控制单元CPU检测监控通道K1的反馈的返回信号14a并将检测到的返回信号14a与对应于电气元件15的定义的电阻值的预期的返回信号14a进行比较，使得安全继电器单元11可根据检测到的返回信号14a和预期的返回信号14a之间的差别来确定模块化安全继电器电路10的线路的短路或常开触点11b、17a和17e的焊接。
根据本发明，安全继电器单元11可以根据定义的监控信号14的变化通过盖A的电气元件15的定义的电阻值可靠地确定上述待预期的返回信号14a，即在监控时已经完全通过了监控通道K1。
例如，在扩展继电器单元12a上出现由于机械过应力(例如，弯曲的触点)或不允许的污染引起的布线故障的情况下，可以将已在扩展继电器单元12a上的监控信号14引导返回到安全继电器单元11，使得其它的扩展继电器单元12b至12e不再位于监控回路中或者其它的扩展继电器单元12b至12e不再被监控。
但由于经由扩展继电器单元12a反馈的监控信号14与对应于盖A的电气元件15的定义的电阻值的返回信号14a不同，因此根据本发明，安全继电器单元11可靠地确定该故障状态，使得安全继电器单元11可以相应地做出反应。
换句话说，根据本发明的安全继电器电路10通过监控从电气元件15的定义的电阻值得到的返回信号14a可以可靠地识别短路和常开触点11b、17a至17e的焊接，特别是上述故障情况。
另外，根据示出的实施例，每个扩展继电器单元12a和12e在返回信号14a的至少一个监控通道K1上具有电吸收器16a和16e，其例如以电阻器、电容器或二者组合的形式存在。在此，电吸收器16a和16e理解为接收电能的电气元件。每个电吸收器16a和16e具有定义的电阻，该电阻对于安全继电器单元11的控制单元CPU是已知的，并且优选地，区别于电气元件15的定义的电阻。
通过连接每个扩展继电器单元12a-12e，返回信号14a根据吸收器16a和16e的数量而变。由吸收器16a和16e定义的返回信号的变化使安全继电器单元11能够精确地确定有多少个扩展继电器单元12a-12e连接到安全继电器单元11。
换句话说，每个吸收器16a和16e如盖A的电气元件15一样以定义的程度改变返回信号14a的大小，使得可以根据反馈通道K1上的吸收器16a和16e的电阻值的和由安全继电器单元11准确地确定连接的扩展模块12a-12e的数量。
参考标记列表
10 模块化安全继电器电路
11 安全继电器单元
11a 安全继电器单元的常闭触点
11b 安全继电器单元的常开触点
11-I 安全继电器单元的输入端子
11-O 安全继电器单元的输出端子
12a-12e 扩展继电器单元
12a-O，12e-O 扩展继电器单元的输出端子
13a，13e 扩展继电器单元的常闭触点
14 监控信号
14a 返回信号
15 电气元件
16a，16e 电吸收器
17a，17e 扩展继电器单元的常开触点
A 盖
CPU 控制单元
K 相机
K1 反馈通道
L1 线路
LG 光栅
R 机械手臂
S 冲压机