Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage, welche einen Außenbereich, einen Gefahrenbereich, einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von dem Außenbereich zu dem Gefahrenbereich ermöglicht ist, einen Lichtvorhang zur Überwachung des Zugangsbereichs und mindestens ein mobiles System umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine technische Anlage, welche einen Außenbereich, einen Gefahrenbereich, einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von dem Außenbereich zu dem Gefahrenbereich ermöglicht ist, einen Lichtvorhang zur Überwachung des Zugangsbereichs und mindestens ein mobiles System umfasst.

Bei der technischen Anlage handelt es sich insbesondere um eine industrielle Anwendung, beispielsweise ein Produktionswerk, eine Industriehalle oder ein Logistikzentrum. Bei dem mobilen System der technischen Anlage handelt es sich beispielsweise um ein autonom fahrendes Fahrzeug. Das mobile System dient beispielsweise zum Transport von Gegenständen innerhalb der technischen Anlage. In der technischen Anlage befinden sich auch weitere Objekte sowie Personen.

Aus dem Dokument DE 102019001 253 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage bekannt, welche mindestens ein mobiles System aufweist, das auf einer Verkehrsfläche der technischen Anlage verfahrbar ist. Das mobile System erfasst mit Hilfe von entsprechenden Sensoren Objekte in der technischen Anlage.

Der Gefahrenbereich ist beispielsweise ein Bereich in der technischen Anlage, in welchem gefährliche Arbeiten wie Schweißen durchgeführt werden, oder in welchem sich schnell bewegliche Roboter befinden. Bei einem unbefugten Zutritt einer Person oder eines Objekts von dem Außenbereich durch den Zugangsbereich zu dem Gefahrenbereich schaltet eine Steuereinheit beispielsweise die Maschinen in dem Gefahrenbereich ab, um Gefährdungen, Beschädigungen sowie Unfälle zu vermeiden. Durch einen solchen Stillstand der Maschinen in dem Gefahrenbereich entsteht ein Produktionsausfall. Ein solcher Stillstand ist zu vermeiden, wenn ein dafür vorgesehenes mobiles System sich in den Gefahrenbereich hinein bewegt, um beispielsweise Material in den Gefahrenbereich hinein zu transportieren oder gefertigte Produkte aus dem Gefahrenbereich hinaus zu transportieren. Aus der DE 102016 107564 A1 sind eine Sicherheitseinrichtung und ein Sicherheitsverfahren für eine Fertigungsstation von Karosseriebauteilen bekannt.

Aus der AT 522 418 A1 ist eine Fertigungsvorrichtung mit einer Fertigungszelle zum Bearbeiten von Werkstücken bekannt.

Aus der DE 202020 102 721 U1 ist eine Überwachungseinrichtung mit einem Sicherheitssensor, welcher zur Überwachung eines in einer Ebene verlaufenden Schutzfeldes ausgebildet ist, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage sowie eine technische Anlage weiterzubilden.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer technischen Anlage mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird auch durch eine technische Anlage mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer technischen Anlage, welche einen Außenbereich, einen Gefahrenbereich, einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von dem Außenbereich zu dem Gefahrenbereich ermöglicht ist, einen Lichtvorhang zur Überwachung des Zugangsbereichs und mindestens ein mobiles System umfasst. Dabei wird vor einer Einfahrt des mindestens einen mobilen Systems in den Zugangsbereich von dem Lichtvorhang ein Schutzfeld in dem Zugangsbereich erzeugt und aktiviert. Bei einer Annäherung des mindestens einen mobilen Systems an den Zugangsbereich wird von einer mobilen Kommunikationseinheit des mindestens einen mobilen Systems ein Anforderungssignal zum temporären Deaktivieren des Schutzfeldes an eine stationäre Kommunikationseinheit des Lichtvorhangs gesendet. Nach Empfang des Anforderungssignals durch die stationäre Kommunikationseinheit wird von dem Lichtvorhang das Schutzfeld deaktiviert.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine Fahrt eines dazu befugten mobilen Systems, beispielsweise zum Transport von Gegenständen, von dem Außenbereich in den Gefahrenbereich, sowie auch in die entgegengesetzte Richtung, also von dem Gefahrenbereich in den Außenbereich, durch temporäres Deaktivieren des Schutzfeldes. Dabei sendet das mobile System das Anforderungssignal unmittelbar an den Lichtvorhang. Eine Kooperation mit einer übergeordneten Leittechnik, insbesondere ein zusätzlicher Datenaustausch mit einer weiteren Steuereinheit, über ein übergeordnetes Kommunikationssystem, insbesondere einen Feldbus, ist dabei nicht erforderlich. Dadurch wird der Datenverkehr über ein übergeordnetes Kommunikationssystem der technischen Anlage vorteilhaft reduziert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nach Empfang des Anforderungssignals durch die stationäre Kommunikationseinheit von dem Lichtvorhang das Schutzfeld teilweise deaktiviert. Dabei insbesondere ein Teil des Schutzfeldes deaktiviert, welcher sich unten, also nahe des Bodens, befindet. Der verbleibende Teil des Schutzfeldes, welcher sich oben, also dem Boden abgewandt, befindet, bleibt aktiviert. Der besagte Teil des Schutzfeldes, der deaktiviert wird, ist dabei derart bemessen, dass für das mobile System inklusive seiner Zuladung eine Fahrt durch den Zugangsbereich hindurch möglich ist, ohne in den verbleibenden Teil des Schutzfeldes zu gelangen. In diesem Fall sendet die mobile Kommunikationseinheit des mobilen Systems zusammen mit dem Anforderungssignal eine Information über seine Höhe, inklusive seiner Zuladung.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird nach Empfang des Anforderungssignals durch die stationäre Kommunikationseinheit von dem Lichtvorhang das Schutzfeld vollständig deaktiviert, also unabhängig von der Höhe des mobilen Systems. Eine Übertragung einer Information über die Höhe des mobilen Systems inklusive seiner Zuladung ist dabei nicht erforderlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nach einer Ausfahrt des mobilen Systems aus dem Zugangsbereich das Schutzfeld wieder aktiviert. Somit ist nach der Ausfahrt des mobilen Systems aus dem Zugangsbereich wieder eine reguläre Überwachung des Zugangsbereichs gewährleistet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Anforderungssignal von der mobilen Kommunikationseinheit des mindestens einen mobilen Systems mittels Lichtkommunikation an die stationäre Kommunikationseinheit des Lichtvorhangs gesendet. Die mobile Kommunikationseinheit umfasst dabei beispielsweise eine LED zum Aussenden eines Lichtstroms. Die stationäre Kommunikationseinheit umfasst dabei beispielsweise eine Fotozelle zum Empfang eines Lichtstroms.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei der Annäherung des mindestens einen mobilen Systems an den Zugangsbereich von der mobilen Kommunikationseinheit des mindestens einen mobilen Systems das Anforderungssignal an die stationäre Kommunikationseinheit des Lichtvorhangs gesendet, wenn sich das mindestens eine mobile System in einem bestimmten Abstand zu dem Schutzfeld befindet. Der besagte Abstand ist verhältnismäßig klein. Das Anforderungssignal wird somit erst unmittelbar vor der Einfahrt in den Zugangsbereich gesendet.

Der besagte Abstand ist dabei vorteilhaft derart bestimmt, dass keine Person sowie kein weiteres mobiles System zwischen das sich annähernde mobile System und das Schutzfeld passt. Somit ist ausgeschlossen, dass sich bei Senden des Anforderungssignals eine Person oder ein weiteres mobiles System zwischen dem sich annähernden mobilen System und dem Schutzfeld aufhält. Auch während der Fahrt des dazu befugten mobilen Systems durch den Zugangsbereich ist also ein unbefugter Zutritt einer Person oder eines weiteren mobilen Systems erkennbar. Dadurch werden die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der technischen Anlage vorteilhaft verbessert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird von einer Detektionseinheit des mindestens einen mobilen Systems durch Detektion einer Markierung, welche ortsfest in Bezug auf den Lichtvorhang angeordnet ist, erkannt, wenn sich das mindestens eine mobile System in dem bestimmten Abstand zu dem Schutzfeld befindet. Die besagte Markierung ist dabei vorteilhaft in unmittelbarer Nähe des Schutzfeldes angebracht. Insbesondere ist die Markierung derart angebracht, dass keine Person sowie kein weiteres mobiles System zwischen die Markierung und das Schutzfeld passt. Die Markierung ist beispielsweise als Transponder, als Barcode oder als QR-Code ausgebildet und auf dem Baden angebracht. Die Detektionseinheit ist entsprechend ausgebildet, um die besagte Markierung zu detektieren.

Eine erfindungsgemäße technische Anlage umfasst einen Außenbereich, einen Gefahrenbereich, einen Zugangsbereich, durch welchen ein Zugang von dem Außenbereich zu dem Gefahrenbereich ermöglicht ist, einen Lichtvorhang zur Überwachung des Zugangsbereichs und mindestens ein mobiles System. Dabei ist die technische Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. In einer erfindungsgemäßen technischen Anlage ist eine Fahrt eines dazu befugten mobilen Systems, beispielsweise zum Transport von Gegenständen, von dem Außenbereich in den Gefahrenbereich, sowie auch in die entgegengesetzte Richtung, also von dem Gefahrenbereich in den Außenbereich, durch temporäres Deaktivieren des Schutzfeldes ermöglicht. Dabei ist eine Kooperation mit einer übergeordneten Leittechnik, insbesondere ein zusätzlicher Datenaustausch mit einer weiteren Steuereinheit, über ein übergeordnetes Kommunikationssystem, insbesondere einen Feldbus, nicht erforderlich. Dadurch ist der Datenverkehr über ein übergeordnetes Kommunikationssystem der technischen Anlage vorteilhaft reduzierbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das mobile System als autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet, welches eine Antriebseinrichtung, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung aufweist. Die Antriebseinrichtung umfasst beispielsweise einen Elektromotor, ein Getriebe und Antriebsräder. Bei dem mobilen System handelt es sich insbesondere um ein fahrerloses Transportsystem zum Transport von Gegenständen innerhalb der technischen Anlage.

Vorzugsweise umfasst das als autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildete mobile System ferner Mittel zur Bestimmung seiner Position innerhalb der technischen Anlage. Somit ist eine Bestimmung der Position des mobilen Systems, insbesondere relativ zu dem Lichtvorhang, ermöglicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das mindestens eine mobile System eine mobile Kommunikationseinheit zum Senden eines Anforderungssignals mittels Lichtkommunikation auf. Die mobile Kommunikationseinheit umfasst dazu beispielsweise eine LED zum Aussenden eines Lichtstroms.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Lichtvorhang eine stationäre Kommunikationseinheit zum Empfangen eines Anforderungssignals mittels Lichtkommunikation auf. Die stationäre Kommunikationseinheit umfasst dazu beispielsweise eine Fotozelle zum Empfang eines Lichtstroms. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das mindestens eine mobile System eine Detektionseinheit zum Detektion einer Markierung, welche ortsfest in Bezug auf den Lichtvorhang angeordnet ist, auf. Die Detektionseinheit ist dabei entsprechend ausgebildet, um eine entsprechende Markierung zu detektieren. Beispielsweise ist die Detektionseinheit zum Detektieren von Transpondern, Barcodes oder QR-Codes ausgebildet.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung einer technischen Anlage bei einer Annäherung eines mobilen Systems an einen Zugangsbereich und

Figur 2: eine schematische Darstellung der technischen Anlage während der Fahrt des mobilen Systems durch den Zugangsbereich.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer technischen Anlage bei einer Annäherung eines mobilen Systems 3 an einen Zugangsbereich 15. Bei der technischen Anlage handelt es sich insbesondere um eine industrielle Anwendung, beispielsweise ein Produktionswerk, eine Industriehalle oder ein Logistikzentrum. Die technische Anlage umfasst unter anderem eine Außenbereich 1 und einen Gefahrenbereich 2. Durch den Zugangsbereich 15 ist ein Zugang von dem Außenbereich 1 zu dem Gefahrenbereich 2 sowie von dem Gefahrenbereich 2 zu dem Außenbereich 1 möglich.

Der Außenbereich 1 umfasst Verkehrswege, welche von Personen und Objekten, beispielsweise Gabelstaplern oder mobilen Systemen 3, frei benutzbar sind. Der Gefahrenbereich 2 ist ein Bereich in der technischen Anlage, in welchem gefährliche Arbeiten wie beispielsweise Schweißen durchgeführt werden, oder in welchem sich schnell bewegliche Roboter oder Manipulatoren befinden.

Der Gefahrenbereich 2 ist von dem Außenbereich 1 durch einen Lichtvorhang 6 getrennt. Der Lichtvorhang 6 dient zur Überwachung des Zugangsbereichs 15. Der Lichtvorhang 6 umfasst eine erste Säule 61 und eine zweite Säule 62. Die erste Säule 61 und die zweite Säule 62 stehen in einer Querrichtung Y versetzt zueinander auf einem ebenen Boden und erstrecken sich parallel zueinander in eine Vertikalrichtung Z. Der Zugangsbereich 15 befindet sich zwischen den Säulen 61, 62.

Die Vertikalrichtung Z verläuft rechtwinklig zu der Querrichtung Y. Eine Längsrichtung X verläuft rechtwinklig zu der Vertikalrichtung Z und rechtwinklig zu der Querrichtung Y. Die technische Anlage umfasst ferner mehrere mobile Systeme 3, welche als jeweils autonom fahrende Fahrzeuge ausgebildet sind. Die mobilen Systeme 3 dienen insbesondere dazu, Material zur Herstellung von Produkten oder gefertigte Produkte innerhalb der technischen Anlage zu transportieren. In der hier gezeigten Darstellung ist nur ein solches mobiles System 3 abgebildet. Das hier abgebildete mobile System 3 befindet sich vorliegend in dem Außenbereich 1 und bewegt sich in eine Fahrtrichtung, welche vorliegend der Längsrichtung X entspricht, auf den Zugangsbereich 15 und auf den Gefahrenbereich 2 zu.

Das mobile System 3 umfasst eine Antriebseinrichtung zum Antrieb des mobilen Systems 3, welche einen Elektromotor, ein Getriebe und Antriebsräder aufweist. Das mobile System 3 umfasst ferner einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinrichtung mit elektrischer Energie. Das mobile System 3 umfasst auch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung.

Die erste Säule 61 des Lichtvorhangs 6 umfasst eine Mehrzahl von Laserdioden, welche in der Vertikalrichtung Z versetzt zueinander angeordnet sind. Die zweite Säule 62 des Lichtvorhangs 6 umfasst eine Mehrzahl von Fotodioden, welche in der Vertikalrichtung Z versetzt zueinander angeordnet sind. Die Laserdioden senden Laserstahlen in die Querrichtung Y aus. Der Lichtvorhang 6 erzeugt mittels der Säulen 61 , 62 und der Laserstrahlen ein Schutzfeld 7, durch welches der Zugangsbereich 15 überwacht wird.

Solange sich kein Objekt in dem Zugangsbereich 15 befindet treffen die Laserstrahlen auf jeweils eine Fotodiode. Bei einem unbefugten Zutritt einer Person oder eines Objekts in den Zugangsbereich 15 werden einige oder alle Laserstrahlen unterbrochen und somit werden einige oder alle Fotodioden von keinem Laserstrahl getroffen. Ein unbefugter Zutritt einer Person oder eines Objekts, insbesondere eines mobilen Systems 3, von dem Außenbereich 1 durch den Zugangsbereich 15 zu dem Gefahrenbereich 2 wird somit von dem Schutzfeld 7 erkannt.

Vor der Einfahrt des mobilen Systems 3 in den Zugangsbereich 15 ist das Schutzfeld 7 aktiviert. Wenn von dem aktivierten Schutzfeld 7 ein unbefugter Zutritt erkannt wird, so wird eine Warnmeldung generiert, und gegebenenfalls werden zusätzlich in diesem Fall die Maschinen in der Gefahrenbereich 2 abgeschaltet, um Gefährdungen, Beschädigungen sowie Unfälle zu vermeiden. Das mobile System 3 weist vorliegend einen rechteckförmigen Querschnitt auf. In der hier gezeigten Darstellung bewegt sich das mobile System 3 in einer Fahrtrichtung, welche der Längsrichtung X entspricht, und nähert sich dem Zugangsbereich 15. Das mobile System 3 befindet sich vorliegend in einem Abstand A zu dem Schutzfeld 7. Eine dem Schutzfeld 7 zugewandte Frontseite des mobilen Systems 3 ist dabei um den Abstand A von dem Schutzfeld 7 entfernt.

Das mobile System 3 weist eine mobile Kommunikationseinheit 4 zur Kommunikation mit dem Lichtvorhang 6 auf. Die mobile Kommunikationseinheit 4 umfasst dazu beispielsweise eine LED zum Aussenden eines Lichtstroms zur Lichtkommunikation. Die mobile Kommunikationseinheit 4 ist vorliegend an der Frontseite des mobilen Systems 3 angeordnet.

Der Lichtvorhang 6 weist eine stationäre Kommunikationseinheit 5 zur Kommunikation mit dem mobilen System 3 auf. Die stationäre Kommunikationseinheit 5 umfasst dazu beispielsweise eine Fotozelle zum Empfang eines Lichtstroms zur Lichtkommunikation. Die stationäre Kommunikationseinheit 5 ist vorliegend an der zweiten Säule 62 des Lichtvorhangs 6 angeordnet.

Das mobile Systems 3 ist vorliegend zum Betreten, beziehungsweise zum Befahren, des Gefahrenbereich 2 befugt. Bei der Annäherung an den Zugangsbereich 15 wird von der mobilen Kommunikationseinheit 4 des mobilen Systems 3 mittels Lichtkommunikation ein Anforderungssignal an die stationäre Kommunikationseinheit 5 des Lichtvorhangs 6 gesendet. Das besagte Anforderungssignal wird von der stationären Kommunikationseinheit 5 des Lichtvorhangs 6 empfangen. Daraufhin wird das Schutzfeld 7 von dem Lichtvorhang 6 deaktiviert.

Ein Zutritt einer Person oder eines Objekts, insbesondere eines mobilen Systems 3, von dem Außenbereich 1 durch den Zugangsbereich 15 zu dem Gefahrenbereich 2 wird auch von dem deaktivierten Schutzfeld 7 erkannt. Von dem deaktivierten Schutzfeld 7 wird jedoch, wenn ein solcher Zutritt erkannt wird, keine Warnmeldung generiert. Es wird von einem befugten Zutritt ausgegangen.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der technischen Anlage während der Fahrt des mobilen Systems 3 von dem Außenbereich 1 durch den Zugangsbereich 15 hindurch zu dem Gefahrenbereich 2. Vorliegend wird das Schutzfeld 7 von dem Lichtvorhang 6 teilweise deaktiviert. Es wird dabei ein Teil des Schutzfeldes 7 deaktiviert, welcher sich in Vertikalrichtung Z unten, also nahe des Bodens, befindet. Der verbleibende Teil des Schutzfeldes, welcher sich oben, also dem Boden abgewandt, befindet, bleibt aktiviert. Alternativ ist es denkbar, dass das Schutzfeld 7 von dem Lichtvorhang 6 vollständig deaktiviert wird.

Das mobile System 3 weist eine Höhe auf, welche einer Ausdehnung in die Vertikalrichtung Z entspricht. Der besagte Teil des Schutzfeldes 7, der deaktiviert wird, ist derart bemessen, dass für das mobile System 3, inklusive seiner Zuladung, eine Fahrt durch den Zugangsbereich 15 hindurch möglich ist, ohne in den verbleibenden Teil des Schutzfeldes 7 zu gelangen. Der besagte Teil des Schutzfeldes 7, der deaktiviert wird, weist in Vertikalrichtung Z daher eine geringfügig größere Ausdehnung als das mobile System 3 inklusive seiner Zuladung auf. Alternativ ist es, wie bereits erwähnt, denkbar, dass das Schutzfeld 7 von dem Lichtvorhang 6 vollständig deaktiviert wird, unabhängig von der Höhe des mobilen Systems 3. Nach einer Ausfahrt des mobilen Systems 3 aus dem Zugangsbereich 15 in den

Gefahrenbereich 2 hinein wird das Schutzfeld 7 wieder vollständig aktiviert. Bei einer Fahrt des mobilen Systems 3 von dem Gefahrenbereich 2 durch den Zugangsbereich 15 hindurch zu dem Außenbereich 1 wird das Schutzfeld auf gleiche Art deaktiviert. Nach einer Ausfahrt des mobilen Systems 3 aus dem Zugangsbereich 15 in den Außenbereich 1 hinein wird das Schutzfeld 7 wieder vollständig aktiviert.

Bezugszeichenliste

1 Außenbereich 2 Gefahrenbereich

3 Mobiles System

4 mobile Kommunikationseinheit

5 stationäre Kommunikationseinheit

6 Lichtvorhang 7 Schutzfeld

15 Zugangsbereich 61 erste Säule 62 zweite Säule A Abstand X Längsrichtung Y Querrichtung Z Vertikalrichtung